JPH1032719A - 画像圧縮方法および画像圧縮装置 - Google Patents
画像圧縮方法および画像圧縮装置Info
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- JPH1032719A JPH1032719A JP8207875A JP20787596A JPH1032719A JP H1032719 A JPH1032719 A JP H1032719A JP 8207875 A JP8207875 A JP 8207875A JP 20787596 A JP20787596 A JP 20787596A JP H1032719 A JPH1032719 A JP H1032719A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像伝送コストの低減を主目的とした画像圧
縮方法では、画像の再現品質を高品位に保ったまま十分
なデータ圧縮率が得られない。 【解決手段】 三原色の輝度情報からなるカラー画像デ
ータを、１つの輝度情報と２つの色差情報からなるカラ
ーモデルデータに変換し、このカラーモデルデータを三
次元ベクトル量子化等の画像の高品位再現が可能な方法
により圧縮処理する。
縮方法では、画像の再現品質を高品位に保ったまま十分
なデータ圧縮率が得られない。 【解決手段】 三原色の輝度情報からなるカラー画像デ
ータを、１つの輝度情報と２つの色差情報からなるカラ
ーモデルデータに変換し、このカラーモデルデータを三
次元ベクトル量子化等の画像の高品位再現が可能な方法
により圧縮処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フルカラー画像デ
ータを圧縮する画像圧縮技術に関するものである。
ータを圧縮する画像圧縮技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フルカラー画像をコンピュータ処理する
際には、一般に、加色三原色（ＲＧＢ）又は減色三原色
（ＣＭＹ）の三原色モデルにおける各色成分の輝度情報
からなるカラー画像データが用いられる。この場合、カ
ラー画像の１画素に対してＲＧＢの色ごとに１バイト
（８ビット）を割り当て、１バイトで表現できる０から
２５５までの２５６段階の値でその色の輝度を表す。し
たがって、ＲＧＢ又はＣＭＹの各色について１バイトず
つ、合計３バイトが１画素あたりのカラー画像データと
なる。
際には、一般に、加色三原色（ＲＧＢ）又は減色三原色
（ＣＭＹ）の三原色モデルにおける各色成分の輝度情報
からなるカラー画像データが用いられる。この場合、カ
ラー画像の１画素に対してＲＧＢの色ごとに１バイト
（８ビット）を割り当て、１バイトで表現できる０から
２５５までの２５６段階の値でその色の輝度を表す。し
たがって、ＲＧＢ又はＣＭＹの各色について１バイトず
つ、合計３バイトが１画素あたりのカラー画像データと
なる。
【０００３】こうして得られるカラー画像データは、同
じ解像度、同じ画素数の２５６色パレット方式によるカ
ラー画像の３倍、白黒の２５６階調画像（グレースケー
ル画像）の３倍、白黒二値画像の実に２４倍もの情報量
を有し、コンピュータ処理を行う場合に、メモリ装置や
磁気記憶装置等のコンピュータ資源を大量に消費する。
このため、フルカラー処理における画像データの圧縮技
術は極めて重要であり、従来様々な圧縮方法が提案され
ている。
じ解像度、同じ画素数の２５６色パレット方式によるカ
ラー画像の３倍、白黒の２５６階調画像（グレースケー
ル画像）の３倍、白黒二値画像の実に２４倍もの情報量
を有し、コンピュータ処理を行う場合に、メモリ装置や
磁気記憶装置等のコンピュータ資源を大量に消費する。
このため、フルカラー処理における画像データの圧縮技
術は極めて重要であり、従来様々な圧縮方法が提案され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧縮方法のほとんどは画像伝送コストの低減を主目的と
したものであり、画像の再現品質を高品位に保ったまま
データ圧縮を行うことを主目的としたものが少ない。
圧縮方法のほとんどは画像伝送コストの低減を主目的と
したものであり、画像の再現品質を高品位に保ったまま
データ圧縮を行うことを主目的としたものが少ない。
【０００５】例えば、最も一般的な画像圧縮方式として
標準化されているＪＰＥＧ方式も、その再現品質の低さ
から、印刷分野で利用することはほとんど不可能な水準
となっている。
標準化されているＪＰＥＧ方式も、その再現品質の低さ
から、印刷分野で利用することはほとんど不可能な水準
となっている。
【０００６】なお、唯一、画像の再現品質が高い圧縮方
法として、三原色の輝度情報を、水平方向画素群ごとお
よび垂直方向画素群ごとにベクトル量子化するいわゆる
三次元ベクトル量子化という方法が提案されている。し
かし、この三次元ベクトル量子化では、ＪＰＥＧ方式等
に比較するとデータ圧縮率が低く、コンピュータ資源の
消費量低減には不十分である。
法として、三原色の輝度情報を、水平方向画素群ごとお
よび垂直方向画素群ごとにベクトル量子化するいわゆる
三次元ベクトル量子化という方法が提案されている。し
かし、この三次元ベクトル量子化では、ＪＰＥＧ方式等
に比較するとデータ圧縮率が低く、コンピュータ資源の
消費量低減には不十分である。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、十分なデータ圧縮率が得られ、さらには
画像の再現品質も高くすることができるようにした画像
圧縮方法および装置を提供することを目的としている。
たものであり、十分なデータ圧縮率が得られ、さらには
画像の再現品質も高くすることができるようにした画像
圧縮方法および装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、三原色の輝度情報からなるカラー画像
データを、１つの輝度情報と２つの色差情報からなるカ
ラーモデルデータに変換し、このカラーモデルデータを
前述した三次元ベクトル量子化等の画像の高品位再現が
可能な方法により圧縮処理するようにしている。
め、本発明では、三原色の輝度情報からなるカラー画像
データを、１つの輝度情報と２つの色差情報からなるカ
ラーモデルデータに変換し、このカラーモデルデータを
前述した三次元ベクトル量子化等の画像の高品位再現が
可能な方法により圧縮処理するようにしている。
【０００９】自然画像において、１画素中の三原色の輝
度情報は、互いに著しい相関性を示し、冗長度が高い。
このため、三原色の３つの輝度情報を１つの輝度情報で
代表させて、冗長度を低減させることが可能である。た
だし、１つの輝度情報だけでは白黒画像と同じになって
しまうので、本発明では、上記１つの輝度情報に、緑
（Ｇ）からマゼンダ（Ｍ）までの色領域および青（Ｂ）
から黄（Ｙ）までの色領域での２つの色差情報を加え
て、カラーモデル（いわゆるＬａｂカラーモデル）デー
タを作っている。
度情報は、互いに著しい相関性を示し、冗長度が高い。
このため、三原色の３つの輝度情報を１つの輝度情報で
代表させて、冗長度を低減させることが可能である。た
だし、１つの輝度情報だけでは白黒画像と同じになって
しまうので、本発明では、上記１つの輝度情報に、緑
（Ｇ）からマゼンダ（Ｍ）までの色領域および青（Ｂ）
から黄（Ｙ）までの色領域での２つの色差情報を加え
て、カラーモデル（いわゆるＬａｂカラーモデル）デー
タを作っている。
【００１０】ここで、自然画像において、輝度情報は最
も情報量に富んでいるが、色差情報は、印刷品質を前提
としても、輝度情報の約１／４以下の有意な情報量しか
持たないことが実験的に確認されている。このため、色
差情報としては、互いに隣接する複数画素（例えば、４
画素）の平均値を用いることが可能となり、例えば１つ
の輝度情報が４ＭＢの情報量を有する場合、色差情報は
１ＭＢ以下の情報量を有するにすぎない。
も情報量に富んでいるが、色差情報は、印刷品質を前提
としても、輝度情報の約１／４以下の有意な情報量しか
持たないことが実験的に確認されている。このため、色
差情報としては、互いに隣接する複数画素（例えば、４
画素）の平均値を用いることが可能となり、例えば１つ
の輝度情報が４ＭＢの情報量を有する場合、色差情報は
１ＭＢ以下の情報量を有するにすぎない。
【００１１】したがって、従来のように３つの輝度情報
をそのまま処理しようとすると合計１２ＭＢの情報量を
圧縮しなければならないのに対し、本発明では、１つの
輝度情報４ＭＢと２つの色差情報（４画素平均値）１Ｍ
Ｂ×２とからなる最大６ＭＢの情報量を圧縮するだけで
済む。そして、三次元ベクトル量子化により１０％の圧
縮率が得られるとすれば、従来の方法では１．２ＭＢの
圧縮後情報量となるのに対し、本発明の方法によれば６
００ＫＢ以下の圧縮後情報量となり、画像の品質を保持
したまま従来の倍以上の圧縮率が得られる。
をそのまま処理しようとすると合計１２ＭＢの情報量を
圧縮しなければならないのに対し、本発明では、１つの
輝度情報４ＭＢと２つの色差情報（４画素平均値）１Ｍ
Ｂ×２とからなる最大６ＭＢの情報量を圧縮するだけで
済む。そして、三次元ベクトル量子化により１０％の圧
縮率が得られるとすれば、従来の方法では１．２ＭＢの
圧縮後情報量となるのに対し、本発明の方法によれば６
００ＫＢ以下の圧縮後情報量となり、画像の品質を保持
したまま従来の倍以上の圧縮率が得られる。
【００１２】なお、カラー画像データをカラーモデルデ
ータに変換することにより、三原色輝度情報から１つの
輝度情報を得ることができるため、カラー画像から白黒
画像を容易に得られるという副次的な効果もある。
ータに変換することにより、三原色輝度情報から１つの
輝度情報を得ることができるため、カラー画像から白黒
画像を容易に得られるという副次的な効果もある。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１には、本発明の実施形態であ
る画像圧縮装置の構成を示している。まず、画像圧縮装
置にＲＧＢ画像が入力されると、データ変換部１にて同
一画像平面上に存在するＲＧＢの３つの輝度情報を、１
つの輝度情報と２つの色差情報とに分離変換する処理、
すなわちＬａｂカラーモデルへの色空間変換を行う。
る画像圧縮装置の構成を示している。まず、画像圧縮装
置にＲＧＢ画像が入力されると、データ変換部１にて同
一画像平面上に存在するＲＧＢの３つの輝度情報を、１
つの輝度情報と２つの色差情報とに分離変換する処理、
すなわちＬａｂカラーモデルへの色空間変換を行う。
【００１４】ここで、図２に上記分離処理を概念的に示
している。図中のＸ（ｉ，ｊ）は、ｉ行ｊ列目の１画素
を表している。この図から分かるように、データ変換部
１はまず、各画素の画像Ｒ、画像Ｇおよび画像Ｂの輝度
を上下２ラインずつ読み込む。次に、下記〜の変換
式の「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」に各画素の輝度値を代入し
て、１画素ごとの新たな１つの輝度情報Ｙと、上下２ラ
イン内で左右に隣接する４画素ごとの２つの色差情報
（４画素の平均値）Ｕ，Ｖとを得る。これにより、色差
情報Ｕ，Ｖの色差分布の密度が輝度情報Ｙの密度の１／
４になる。
している。図中のＸ（ｉ，ｊ）は、ｉ行ｊ列目の１画素
を表している。この図から分かるように、データ変換部
１はまず、各画素の画像Ｒ、画像Ｇおよび画像Ｂの輝度
を上下２ラインずつ読み込む。次に、下記〜の変換
式の「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」に各画素の輝度値を代入し
て、１画素ごとの新たな１つの輝度情報Ｙと、上下２ラ
イン内で左右に隣接する４画素ごとの２つの色差情報
（４画素の平均値）Ｕ，Ｖとを得る。これにより、色差
情報Ｕ，Ｖの色差分布の密度が輝度情報Ｙの密度の１／
４になる。
【００１５】 輝度情報 Ｙ＝ ０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ … 色差情報（緑−マゼンダ） Ｕ＝ ０．７０１Ｒ−０．５８７Ｇ−０．１１４Ｂ＋２２７ … 色差情報（青−イエロー） Ｖ＝−０．２９９Ｒ−０．５８７Ｇ＋０．８８６Ｂ＋２２７ … なお、、式の末尾項にて２２７を加算しているの
は、演算処理の高速化のため、色差情報の値が常に正と
なるようにするためである。また、からの変換式は
一例にすぎず、これと異なる変換式を用いてもよい。
は、演算処理の高速化のため、色差情報の値が常に正と
なるようにするためである。また、からの変換式は
一例にすぎず、これと異なる変換式を用いてもよい。
【００１６】以上のようなＬａｂカラーモデルへの色空
間変換により、圧縮する情報量を、３つの輝度情報をそ
のまま圧縮する従来の方法（１つの輝度情報量を１とす
ると、１＋１＋１＝３）に比べて、半分（１＋１／４＋
１／４＝３／２）にすることができる。
間変換により、圧縮する情報量を、３つの輝度情報をそ
のまま圧縮する従来の方法（１つの輝度情報量を１とす
ると、１＋１＋１＝３）に比べて、半分（１＋１／４＋
１／４＝３／２）にすることができる。
【００１７】次に、こうして得られたＬａｂカラーモデ
ルの各情報Ｙ，Ｕ，Ｖを、データ圧縮部２において、三
次元ベクトル量子化により圧縮処理する。
ルの各情報Ｙ，Ｕ，Ｖを、データ圧縮部２において、三
次元ベクトル量子化により圧縮処理する。
【００１８】ここで、三次元ベクトル量子化について図
３を用いて簡単に説明する。図３（Ａ）は、ＸＹ画像平
面の各画素の輝度分布を示しており、Ｚ軸方向が輝度の
大きさを表している。三次元ベクトル量子化ではまず、
図３（Ｂ）に示すように、ＸＺ平面上において、一定の
許容誤差の範囲内で輝度が連続して変化しているとみな
せる１群の画素（水平方向画素群）を１単位のベクトル
で表現する。これにより、上記許容誤差の範囲内にある
画素を同一視することができ、その分輝度情報量の圧縮
を行うことができる。
３を用いて簡単に説明する。図３（Ａ）は、ＸＹ画像平
面の各画素の輝度分布を示しており、Ｚ軸方向が輝度の
大きさを表している。三次元ベクトル量子化ではまず、
図３（Ｂ）に示すように、ＸＺ平面上において、一定の
許容誤差の範囲内で輝度が連続して変化しているとみな
せる１群の画素（水平方向画素群）を１単位のベクトル
で表現する。これにより、上記許容誤差の範囲内にある
画素を同一視することができ、その分輝度情報量の圧縮
を行うことができる。
【００１９】さらに、三次元ベクトル量子化では、図３
（Ｃ）に示すように、ＹＺ平面上においても、同様にし
て、一定の許容誤差の範囲内で輝度が連続して変化して
いるとみなせる１群の画素（垂直方向画素群）を１単位
のベクトルで表現する。
（Ｃ）に示すように、ＹＺ平面上においても、同様にし
て、一定の許容誤差の範囲内で輝度が連続して変化して
いるとみなせる１群の画素（垂直方向画素群）を１単位
のベクトルで表現する。
【００２０】このように三次元ベクトル量子化によれ
ば、上記許容誤差の範囲内にある水平方向画素群および
垂直方向画素群をそれぞれ１つの画素として扱うことが
できるので、輝度情報量の圧縮を行うことができる。そ
して、本実施形態では、このようなベクトル量子化を、
輝度情報Ｙのみならず色差情報Ｕ，Ｖについても行い、
Ｌａｂカラーモデルデータ全体を圧縮する。
ば、上記許容誤差の範囲内にある水平方向画素群および
垂直方向画素群をそれぞれ１つの画素として扱うことが
できるので、輝度情報量の圧縮を行うことができる。そ
して、本実施形態では、このようなベクトル量子化を、
輝度情報Ｙのみならず色差情報Ｕ，Ｖについても行い、
Ｌａｂカラーモデルデータ全体を圧縮する。
【００２１】以上のように、カラー画像データをＬａｂ
カラーモデルデータに変換した上で三次元ベクトル量子
化を行うことにより、三次元ベクトル量子化のみでデー
タ圧縮を行う場合に比べて圧縮率を格段に向上させるこ
とができる。しかも、三次元ベクトル量子化は、再現さ
れた画像の品位が高いという特徴を有するため、本実施
形態の画像圧縮装置によっても、高品位の再現画像を得
ることができる。
カラーモデルデータに変換した上で三次元ベクトル量子
化を行うことにより、三次元ベクトル量子化のみでデー
タ圧縮を行う場合に比べて圧縮率を格段に向上させるこ
とができる。しかも、三次元ベクトル量子化は、再現さ
れた画像の品位が高いという特徴を有するため、本実施
形態の画像圧縮装置によっても、高品位の再現画像を得
ることができる。
【００２２】なお、上記実施形態では、加色三原色（Ｒ
ＧＢ）の輝度情報を圧縮処理する場合について説明した
が、本発明は、減色三原色（ＣＭＹ）の輝度情報を圧縮
処理する場合にも適用することができる。
ＧＢ）の輝度情報を圧縮処理する場合について説明した
が、本発明は、減色三原色（ＣＭＹ）の輝度情報を圧縮
処理する場合にも適用することができる。
【００２３】また、上記実施形態では、カラーモデルデ
ータの圧縮方法として三次元ベクトル量子化を用いる場
合について説明したが、本発明は、これ以外の高品位の
再現画像が得られる圧縮方法を用いる場合にも適用する
ことができる。
ータの圧縮方法として三次元ベクトル量子化を用いる場
合について説明したが、本発明は、これ以外の高品位の
再現画像が得られる圧縮方法を用いる場合にも適用する
ことができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、三原
色の輝度情報からなるカラー画像データを、１つの輝度
情報と、複数画素の平均値で表される２つの色差情報と
からなるカラーモデルデータに変換した上で三次元ベク
トル量子化等の画像の高品位再現が可能な方法により圧
縮処理する。このため、本発明によれば、カラー画像デ
ータをそのまま圧縮する従来の方法に比べて、格段に圧
縮率を向上させることができるとともに、画像の品位を
高く維持することができる。
色の輝度情報からなるカラー画像データを、１つの輝度
情報と、複数画素の平均値で表される２つの色差情報と
からなるカラーモデルデータに変換した上で三次元ベク
トル量子化等の画像の高品位再現が可能な方法により圧
縮処理する。このため、本発明によれば、カラー画像デ
ータをそのまま圧縮する従来の方法に比べて、格段に圧
縮率を向上させることができるとともに、画像の品位を
高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である画像圧縮装置の構成図
である。
である。
【図２】上記画像圧縮装置におけるカラー画像データの
Ｌａｂカラーモデルデータへの変換方法を示す概念図で
ある。
Ｌａｂカラーモデルデータへの変換方法を示す概念図で
ある。
【図３】上記画像圧縮装置における三次元ベクトル量子
化の説明図である。
化の説明図である。
１ データ変換部 ２ データ圧縮部
Claims (8)
- 【請求項１】 三原色の輝度情報からなるカラー画像デ
ータを、１つの輝度情報と２つの色差情報とからなるカ
ラーモデルデータに変換する第１のステップと、 前記カラーモデルデータを圧縮処理する第２のステップ
とを有することを特徴とする画像圧縮方法。 - 【請求項２】 前記２つの色差情報はそれぞれ、緑から
マゼンダまでの色領域および青からイエローまでの色領
域での色差を表すことを特徴とする請求項１に記載の画
像圧縮方法。 - 【請求項３】 前記各色差情報として、互いに隣接する
４画素の平均値を用いることを特徴とする請求項１又は
２に記載の画像圧縮方法。 - 【請求項４】 前記第２のステップにおいて、前記カラ
ーモデルデータの各情報を、水平方向画素群ごとおよび
垂直方向画素群ごとにベクトル量子化することを特徴と
する請求項１から３のいずれかに記載の画像圧縮方法。 - 【請求項５】 三原色の輝度情報からなるカラー画像デ
ータを、１つの輝度情報と２つの色差情報とからなるカ
ラーモデルデータに変換するデータ変換手段と、 前記カラーモデルデータを圧縮処理するデータ圧縮手段
とを有することを特徴とする画像圧縮装置。 - 【請求項６】 前記２つの色差情報はそれぞれ、緑から
マゼンダまでの色領域および青からイエローまでの色領
域での色差を表すことを特徴とする請求項５に記載の画
像圧縮装置。 - 【請求項７】 前記各色差情報として、互いに隣接する
４画素の平均値を用いることを特徴とする請求項５又は
６に記載の画像圧縮装置。 - 【請求項８】 前記データ圧縮手段は、、前記カラーモ
デルデータの各情報を、水平方向画素群ごとおよび垂直
方向画素群ごとにベクトル量子化することを特徴とする
請求項５から７のいずれかに記載の画像圧縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8207875A JPH1032719A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 画像圧縮方法および画像圧縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8207875A JPH1032719A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 画像圧縮方法および画像圧縮装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032719A true JPH1032719A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16547009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8207875A Pending JPH1032719A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 画像圧縮方法および画像圧縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1032719A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001017229A1 (fr) * | 1999-08-27 | 2001-03-08 | Celartem Technology Inc. | Procede de compression d'image |
| JP2001148776A (ja) * | 1999-11-18 | 2001-05-29 | Canon Inc | 画像処理装置及び方法及び記憶媒体 |
| CN102750924A (zh) * | 2011-11-16 | 2012-10-24 | 新奥特（北京）视频技术有限公司 | 一种色彩空间三维示波器的控制方法 |
-
1996
- 1996-07-18 JP JP8207875A patent/JPH1032719A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001017229A1 (fr) * | 1999-08-27 | 2001-03-08 | Celartem Technology Inc. | Procede de compression d'image |
| US7031514B1 (en) | 1999-08-27 | 2006-04-18 | Celartem Technology Inc. | Image compression method |
| JP2001148776A (ja) * | 1999-11-18 | 2001-05-29 | Canon Inc | 画像処理装置及び方法及び記憶媒体 |
| CN102750924A (zh) * | 2011-11-16 | 2012-10-24 | 新奥特（北京）视频技术有限公司 | 一种色彩空间三维示波器的控制方法 |
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