JPH10304399A - 画像圧縮方法、画像伸張方法、画像圧縮装置、画像伸張装置及び画像記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イラストレーション等の画像では、解像度を
下げると輪郭のギザギザが目立ち、画質が著しく劣化し
た。 【解決手段】 原画像が供給されると、分離手段１によ
って輪郭部分と色部分とに分離される。この分離手段１
による分離は、まず、全画素を色部分の情報として出力
すると共に各画素に対して白か黒を対応させた１ビット
のデータを輪郭部分の情報として作成する。次に、色部
分の情報は、色情報圧縮手段２に供給される。この色情
報圧縮手段２は、４画素を1単位とした集合とし、その
単位内の一つの画素に着目して色を決めた後、その画素
のみを色部分として記録する。このようにして圧縮処理
した色部分と分離手段１から出力された輪郭部分はそれ
ぞれ記録手段３に出力されて、別々のデータとして記録
媒体に記録される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イラストレーショ
ンやアニメーション等の画像を記録再生するのに好適な
画像圧縮方法、画像伸張方法、画像圧縮装置、画像伸張
装置及び画像記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＪＰＥＧ（Joint Photograph
ic Coding Experts Group）やＭＰＥＧ（Moving Pictur
e Experts Group）と呼ばれる画像圧縮方法が規格化さ
れている。ＪＰＥＧはカラー静止画像圧縮方式であり、
非可逆方式では８×８画素のブロックごとにＤＣＴ（離
散コサイン変換）符号化方式を用いた量子化が行われて
いる。そして、ＭＰＥＧでは、ＪＰＥＧに類似した画像
（フレーム）内圧縮に加えて予測符号化を用いた画像
（フレーム）間圧縮も行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
画像圧縮方式では、情報量を少なくするためには解像度
を下げる必要があるが、特にイラストレーションやアニ
メーション等の画像では、解像度を下げると輪郭のギザ
ギザが目立ち、画質が著しく劣化するという課題があっ
た。

【０００４】そこで本発明は、イラストレーションやア
ニメーション等の画像では、輪郭線があることを利用し
て、輪郭部分とその他の色部分とに分離して取り扱うこ
とにより、画像の劣化を少なくして情報量を削減した画
像圧縮・伸張方法とその装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、以下の１．〜５．を提供しようとするも
のである。 １．画像を特定の単一色で描かれた輪郭部分と色部分と
に分離して、色部分の解像度を落として情報量を削減
し、輪郭部分と情報量の圧縮された色部分とを別々に記
録することを特徴とする画像圧縮方法。

【０００６】２．輪郭部分と情報量の圧縮された色部分
とが別々に記録された画像情報を復元する画像伸張方法
であって、圧縮された色部分を伸張した後、前記輪郭部
分と伸張された色部分とを合成することを特徴とする画
像伸張方法。

【０００７】３．画像を特定の単一色で描かれた輪郭部
分と色部分とに分離する分離手段と、この分離手段によ
り分離された色部分の解像度を落として情報量を削減す
る色情報圧縮手段と、前記輪郭部分と情報量の圧縮され
た色部分とを別々に記録する記録手段とを備えたことを
特徴とする画像圧縮装置。

【０００８】４．輪郭部分と情報量の圧縮された色部分
とが別々に記録された画像情報を復元する画像伸張装置
であって、圧縮された色部分を伸張する伸張手段と、前
記輪郭部分と伸張された色部分とを合成する合成手段
と、この合成された画像を再生する再生手段とを備えた
ことを特徴とする画像伸張装置。

【０００９】５．各画素を２値データとした輪郭部分と
複数画素を１画素に圧縮した色部分とが、異なる領域に
記録されていることを特徴とする画像記録媒体。

【００１０】

【発明の実施の形態】一般にイラストレーションやアニ
メーション等の画像は黒い線の輪郭を有しているが、こ
の輪郭情報は少しでも欠けると画像の輪郭がぼやけてし
まうので、最も重要な情報である。これに対して、輪郭
以外の部分は色情報であり、この色部分の解像度を落と
しても画質に対する影響は輪郭部分と比較して少ない。
そこで本発明は、画像を黒い線である輪郭部分と色部分
とに分離し、輪郭部分は白と黒の２値画像として圧縮せ
ずにそのままの解像度の情報として記録する。そして、
色部分は圧縮を施して解像度を落として記録することに
より、画質の劣化を少なくした状態で、情報量の削減を
行うことができる。

【００１１】例えば、２５６色のイラストレーション画
像の場合、原画像は１画素あたり８ビットのデータ量が
あるが、本発明では、輪郭情報は２値の情報となるので
１ビットで十分であり、１／８の情報量となる。また、
色部分は近隣の４画素を同じ色に統一することにより、
情報量を１／４にすることができる。したがって、輪郭
部分の情報と色部分の情報の合計の情報量は原画像の情
報量の３／８（３７．５％）となり、６２．５％の情報
量の削減が可能となる。なお、色数が２５６色よりも増
加すると原画像で必要な情報ビット数は増加するが、輪
郭部分に必要な情報は、１画素あたり１ビットで変わら
ず、色部分も近隣の４画素を同じ色に統一した場合に
は、情報量は１／４になるので、情報の圧縮量はさらに
大きくなる。また、色部分の圧縮率は任意に変更可能で
あり、この色部分の圧縮率を高くすれば、さらなる情報
量の削減が可能となる。

【００１２】

【実施例】まず、本発明の画像圧縮方法と画像圧縮装置
の一実施例を図面と共に説明する。図１は本発明の画像
圧縮装置の一実施例を示す構成図である。本実施例で
は、イラストレーションなどの256色（８ビット）でｉ
画素（pixel）×j画素（pixel）の原画像（図４（Ａ）
参照）が画像圧縮装置に供給される場合について説明す
る。同図において、例えば、図３（Ａ）に示すような原
画像が供給されると、分離手段１によって輪郭部分と色
部分とに分離される。

【００１３】この分離手段１による分離は、まず、全画
素を色部分の情報として出力すると共に全画素に対して
黒以外の画素を白にし、各画素に対して白か黒で０また
は１を対応させた１ビットのデータを輪郭部分の情報
（図３（Ｂ）参照）として作成する。したがって、輪郭
部分の情報量は、ｉ×ｊビットとなる。

【００１４】次に、分離手段１より出力される色部分の
情報は、色情報圧縮手段２に供給される。この色情報圧
縮手段２は、ｉ（pixel）×ｊ（pixel）の全画素に対し
て、p[0][0]を起点として、２（pixel）×２（pixel）
の４画素を1単位とした集合とし、その単位内の各画素
をそれぞれ画素Ａ，画素Ｂ，画素Ｃ，画素Ｄとする（図
４（Ｂ）参照）。そして、画素Ｄに着目して画素Ｄが黒
以外の色であればそのままとし、黒であれば一つ上の画
素Ｂを見て画素Ｂが黒以外であれば画素Ｄを画素Ｂと同
じ色にする。画素Ｂが黒であれば一つ左の画素Ｃを見て
画素Ｃが黒以外であれば画素Ｄを画素Ｃと同じ色にす
る。さらに、画素Ｃが黒であれば左斜め上の画素Ａを見
て画素Ａが黒以外であれば画素Ｄを画素Ａと同じ色にす
る。また、画素Ａ，画素Ｂ，画素Ｃ，画素Ｄがいずれも
黒色である場合には、黒色の色情報とみなし、画素Ｄは
そのままにしておく。そして、このようにして画素Ｄの
色を決めた後、画素Ｄのみを色部分として記録する（図
３（Ｃ）参照）。このようにすることにより、画素Ｄが
輪郭の黒色の場合は隣接する画素の色情報に変換してか
ら記録されるので、輪郭画素付近の色情報の欠落を防止
することができると共に、黒色部分を拡大して輪郭が歪
むのを防止することができる。そして、画素Ｄのみを記
録する（図（Ｄ）参照）ことにより、色部分の情報は、
８（ビット）×ｉ／２（pixel）×ｊ／２（pixel）とな
り、原画像の１／４の情報量となる（図４（Ｃ）参
照）。さらに、一度に注目する画素の集合を３×３＝９
（pixel）、４×４＝１６（pixel）、・・・とすれば、よ
り一層情報圧縮が可能となる。なお、一度に注目する画
素の数をいくつにするかは、要求される画像の質やデー
タ量などにより決定される。

【００１５】このようにして圧縮処理した色部分と分離
手段１から出力された輪郭部分はそれぞれ記録手段３に
出力されて、別々のデータとして記録媒体（図示せず）
に記録される。

【００１６】ここで、記録媒体に記録される圧縮画像情
報のデータフォーマットについて図５〜図８を参照しな
がら説明する。輪郭部分の情報データは、図５に示すよ
うに左端を最上位ビットとし、順次横一列の画素につい
て８ビットのデータ列となっている。そして、横一列の
画素数が８の倍数でない場合には、ビット数がその画素
数より大きい８の倍数の中で最小の値になるようにパデ
ィングをし、パディングされた部分に０を代入する。例
えば、横一列の画素数ｉに対して、ｉ＝８×ｎ−３（但
し、ｎは整数）が成り立つときは、図６に示すように１
行につき３ビットのパディングを行う。このようにする
ことにより、輪郭部分の情報量は、（［（横画素数-
１）/８］+１）×縦画素数［バイト］となる。

【００１７】また、色部分の情報は、１画素が２５６色
で表現されている場合には、記録される各画素に対して
その色情報をパレット番号で表わす。このパレット番号
は、ヘッダ部分で色の並んでいる順番に０〜２５５の番
号が割り当てられている。そして、フルカラー１６７０
万色の場合には、１画素につきＲ，Ｇ，Ｂそれぞれを０
〜２５５の範囲の値で１バイトづつ、計３バイトで表わ
す。

【００１８】以上説明したような輪郭部分の情報と色部
分の情報とを有する圧縮画像データのファイルフォーマ
ットの例を図７に示す。なお、同図においては、１行あ
たり１バイトのデータが格納されるものとする。

【００１９】最初の１バイト目には、カラーモードが格
納される。ここでは、０ならば２５６色、１ならばフル
カラー１６７０万色としている。次に、横画素数と縦画
素数が順に格納される。そして、この実施例では、黒色
を輪郭部分としているが、他の色を輪郭とする画像の場
合を考慮して、輪郭線の色情報をＲ，Ｇ，Ｂ、各２５６
色のデータとして３バイト格納する。さらに、カラーモ
ードが２５６色の場合には、パレット０〜２５５それぞ
れのデータとして、Ｒ，Ｇ，Ｂ、各２５６色のデータ
（３バイト）が格納される。その後ろには、（［（横画
素数-１）/８］+１）×縦画素数［バイト］の輪郭部分
のデータと、（横画素数×縦画素数）／４［バイト］の
色部分のデータが格納される。なお、フルカラー１６７
０万色の場合は、パレットがなくなり、色部分のデータ
は、｛（横画素数×３）×縦画素数｝／４［バイト］と
なる。

【００２０】ここで、このフォーマットに基いた圧縮画
像のデータ例を図８に示す。同図に示す圧縮画像データ
は、図３（Ａ）に示す原画像を圧縮した図３（Ｂ）、
（Ｃ）に示される画像データを示すものである。図３
（Ａ）に示す原画像は、２５６色で表現されているの
で、カラーモードは、００（１６進）であり、サイズ情
報は、横６画素、縦８画素として格納されている。そし
て、２５６色のパレットデータの後に１行につき２ビッ
トパディングされた輪郭部分情報が格納され、その後ろ
に色部分情報が格納される。

【００２１】なお、この記録媒体は、特に限定されるも
のではなく、ハードディスクや半導体メモリなどの画像
圧縮装置に固定されるものでも、光ディスクや磁気テー
プなどの可搬型のものでも良い。そして、記録媒体が固
定されるものの場合、下記に説明する画像伸張装置も内
包する画像圧縮伸張装置として用いられることが多い。

【００２２】次に本発明の画像伸張方法と画像伸張装置
の一実施例について説明する。図２は本発明の画像伸張
装置の一実施例を示す構成図である。同図において、上
記した画像圧縮装置で圧縮された信号（図３（Ｂ）及び
（Ｃ））がこの画像伸張装置に供給されると、色部分
は、伸張手段４に供給される。この伸張手段４は、供給
された色部分の各画素を４画素づつに伸張して、元の画
像と同じ画素数に戻す（図３（Ｄ）参照）。そして、合
成手段５によって、図３（Ｄ）に示す伸張された色部分
に図３（Ｂ）に示す輪郭部分を重ねあわせることによ
り、図３（Ｅ）に示すような再生画像データが得られ
る。さらに、この再生画像データは、ディスプレイやプ
リンタなどの再生手段６に供給されて、再生される。

【００２３】この画像伸張装置では、１／４に削減され
た色部分の情報を使用しているために、再生画像の色部
分は、原画像の色部分よりも解像度は落ちているが、輪
郭部分は原画像と同じ解像度であり、また、色部分の輪
郭部分に重ねられる画素は、輪郭画素が優先されて再生
画像に影響を与えないので、画像全体としては、劣化が
少なくなっている。

【００２４】

【発明の効果】本発明の画像圧縮方法及び画像圧縮装置
は、輪郭部分とその他の色部分とに分離して色部分だけ
を圧縮するようにしたので、特にイラストレーションや
アニメーション等の輪郭線がある画像では、画像の劣化
を少なくして情報量を削減することができる。そして、
輪郭部分は圧縮していないので、輪郭部分にギザギザが
生じることもない。

【００２５】また、本発明の画像伸張方法及び画像伸張
装置は、色部分だけを圧縮されたイラストレーションや
アニメーション等の輪郭線がある画像を効率よく再生す
ることができる。

【００２６】さらに、本発明の画像記録媒体は、輪郭部
分と複数画素を１画素に圧縮した色部分とが、異なる領
域に記録されているので、特にイラストレーションやア
ニメーション等の輪郭線がある画像を記録再生するのに
好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像記録装置の一実施例を示す構成図
である。

【図２】本発明の画像再生装置の一実施例を示す構成図
である。

【図３】画像データの例を示す図である。

【図４】色部分の処理を説明するための図である。

【図５】輪郭部分のデータの例を示す図である。

【図６】輪郭部分のデータの処理を説明するための図で
ある。

【図７】圧縮画像データのファイルフォーマットの例を
示す図である。

【図８】圧縮画像データの例を示す図である。

【符号の説明】

１ 分離手段 ２ 色情報圧縮手段 ３ 記録手段 ４ 伸張手段 ５ 合成手段 ６ 再生手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像を特定の単一色で描かれた輪郭部分と
   色部分とに分離して、色部分の解像度を落として情報量
   を削減し、輪郭部分と情報量の圧縮された色部分とを別
   々に記録することを特徴とする画像圧縮方法。
2. 【請求項２】輪郭部分と情報量の圧縮された色部分とが
   別々に記録された画像情報を復元する画像伸張方法であ
   って、 圧縮された色部分を伸張した後、前記輪郭部分と伸張さ
   れた色部分とを合成することを特徴とする画像伸張方
   法。
3. 【請求項３】画像を特定の単一色で描かれた輪郭部分と
   色部分とに分離する分離手段と、 この分離手段により分離された色部分の解像度を落とし
   て情報量を削減する色情報圧縮手段と、 前記輪郭部分と情報量の圧縮された色部分とを別々に記
   録する記録手段とを備えたことを特徴とする画像圧縮装
   置。
4. 【請求項４】輪郭部分と情報量の圧縮された色部分とが
   別々に記録された画像情報を復元する画像伸張装置であ
   って、 圧縮された色部分を伸張する伸張手段と、 前記輪郭部分と伸張された色部分とを合成する合成手段
   と、 この合成された画像を再生する再生手段とを備えたこと
   を特徴とする画像伸張装置。
5. 【請求項５】各画素を２値データとした輪郭部分と複数
   画素を１画素に圧縮した色部分とが、異なる領域に記録
   されていることを特徴とする画像記録媒体。