KR100199243B1 - 다차원다치 칼라 화상 압축 신장 방법 - Google Patents

Abstract

[목적]

화소 대응이나 프레임 대응이 보증되지 않은 계에 있어서 고능률로 화상 압축 신장이 가능한 다차원 다치 화상 압축 신장 방법을 제공한다.

[구성]

화상의 휘도 함수에 대해 미리 결정된 특정 휘도치 마다 화소의 윤곽을 추적하여 얻은 특정 휘도 경계를 구성하는 각 화소의 중심 위치로 특정 등휘도선 통과점 좌표를 이동시키고, 상기 특정 등휘도선에 대해 특정 조건에 맞는 특징점을 구하고, 상기 화상의 특징점의 위치와 휘도치를 원래 화상 정보가 고능률 압축된 정보로서 전송 및 기록하여 화상 복원 등에 이용한다. 신장하여 재생 화상을 얻을 때에는 특정 휘도치 마다 등휘도선을 얻기 위한 임계치 마다 상기 등휘도선을 경계로 하는 명 영역을 명 기호로 채움과 동시에, 상기 등휘도선을 경계로 하는 암 영역을 암 기호로 채워서 명암 2 치 기호에 의한 마스크를 작성하고, 등휘도선을 다각형 근사화하며, 신장할 때에는 특징점을 연결하는 직선에 의해 다각형 근사화된 등휘도선에서의 근처의 복수의 특징점에 의해 결정되는 보간면에 의해 특징점 이외의 화소의 휘도 정보를 결정한다.

Description

[발명의 명칭]

다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법

[도면의 간단한 설명

제1도는 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에서의 압축측의 휘도 성분의 신호 처리부의 블록도.

제2도는 압축측의 휘도 성분의 신호 처리부에서의 특정 휘도 레벨 정보의 추출부의 구성예를 나타낸 블록도.

제3도는 압축측의 휘도 성분의 신호 처리부에서의 등고선 트레이서의 구성예를 나타낸 블록도.

제4도는 압축측의 휘도 성분의 신호 처리부에서의 다각형 부근 어드레스 리스트의 블록도.

제5도는 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에서의 신장측의 휘도 성분의 신호 처리부의 블록도.

제6도는 휘도 등고선을 설명하기 위한 휘도 함수의 예를 나타낸 입체도.

제7도는 압축 대상이 되는 2치 화상을 예시한 평면도.

제8도는 압축 대상이 되는 추적에 의해 얻어진 2치 화상의 윤곽을 나타낸 평면도.

제9도는 압축 대상이 되는 특징점에 기초한 2치 화상의 윤곽이 화소 중심을 통과하도록 이동된 상태를 나타낸 평면도.

제10도는 압축 대상이 되는 2치 화상의 다각형 근사를 설명하기 위한 평면도.

제11도는 신장된 재생 2치 화상의 화소 분포를 예시한 평면도.

제12도는 임계치를 달리하는 휘도치의 마스크와, 동일 마스크 내에서의 중간 레벨, 고레벨 및 저레벨의 설명을 위한 도면.

제13도는 임계치를 달리하는 휘도치의 마스크의 설명을 위한 평면도.

제14도는 화상의 각 화소의 휘도치의 분포도.

제15도는 화상중의 1개의 화소의 휘도치와, 상기 1개의 화소의 8 인접 화소의 휘도치의 관계에 의해 정해진 4개의 상태를 설명하기 위한 도면.

제16도는 화상의 각 화소의 휘도치의 분포도.

제17도는 화상 신장에서의 휘도치 보간을 설명하기 위한 1차원 휘도 분포도.

제18도는 화상중의 1개의 화소의 휘도치와, 상기 1개의 화소의 주위 8 화소의 휘도치의 관계에 의해 정해진 특정 상태를 설명하기 위해 이용된 입체도.

제19도는 화상중의 특정 조건의 각 화소의 휘도치의 분포예도.

제20도는 화상중의 스켈톤의 분포예도.

제21도는 화상중의 특정한 조건의 각 화소의 휘도치의 분포예도.

제22도는 신장 과정의 재생 화상의 각 화소의 휘도치의 분포예도.

제23도는 신장 과정의 재생 화상의 각 화소의 휘도치의 분포예도.

제24도는 신장된 재생 화상의 각 화소의 휘도치의 분포예도.

제25도는 미지의 화소의 휘도치를 4 인접 화소에 의해 결정한 예를 설명하는데 이용된 도면.

제26도는 미지의 화소의 휘도치의 8 인접 화소에 의해 결정하는 예를 설명하는데 이용된 도면.

제27도는 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에서의 압축예의 블록도.

제28도는 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에서의 압축측의 블록도.

제29도는 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에서의 압축측의 블록도.

제30도는 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에서의 신장측의 블록도.

제31도는 칼라 화상을 구성하고 있는 휘도 성분과 색차 성분의 설명도.

제32도는 휘도 성분에서의 등휘도선상의 특징점의 설명도.

제33도는 등휘도선상의 특징점에서의 색차 성분의 설명도.

제34도는 화소의 휘도 성분, 색차 성분 및 색차 성분간의 관계를 설명하기 위한 도면.

제35도는 신장측에서의 특징점에 의한 선묘화(線描畵)의 설명도.

제36도는 미지의 화소에 색차 성분치의 결정예를 설명하는데 이용된 도면.

제37도는 미지의 화소의 색차 성분치의 결정예를 설명하는데 이용된 도면.

제38도는 색차 성분에서의 대표치를 설명하는데 이용된 도면.

제39도는 특징점의 좌우의 화소를 구하는 방법을 설명하기 위한 도면.

제40도는 특징점의 좌우의 화소를 구하는 방법을 설명하기 위한 도면.

제41도는 특징점의 좌우의 화소를 구하는 방법을 설명하기 위한 도면.

제42도는 좌우의 화소를 가진 특징점의 등휘도선상의 색차 성분을 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 칼라 메모리 5 : 특정 휘도 레벨 정보의 검출부

6 : 휘도 메모리 7 : 등휘도선 트레이서

10 : 멀티플렉서 11 : 부호화기

58 : 색차 성분치 판독 보간기 59 : 색차 성분치 리스트

60 : 판정기 61 : 오차 허용치 설정부

62 : 색차 성분치 리스트

[발명의 상세한 설명]

[산업상의 이용 분야]

본 발명은 다차원 다치(多次元 多値) 칼라 화상 압축 신장 방법에 관한 것이다. 특히, 상이한 기종(機種)간의 화상 전송과 같이 압축측과 신장측에서의 화소 대응 또는 시간축상에서의 프레임 대응이 보증되지 않는 계(系)에서, 고능률 화상 신장을 행할 수 있는 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 관한 것이다.

[종래 기술]

직선 양자화(균등 양자화)에 의해 화상 신호를 디지탈 신호화하는 경우, 일반적으로 자연 화상에 대해서는, 대표점과 본래 값의 차를 인식하지 못하게 하려면, 화상 신호의 각 샘플링 값에 대해 6 비트(64 계조) 내지 8 비트(256 계조)가 필요하다. 따라서, 화상 신호를 균등 양자화에 의해 디지탈화한 신호를 그대로 기록하는 경우에는, 각 샘플값에 대해 많은 정보량을 취급하는 것이 필요하게 된다.

보다 적은 정보량으로 화상 신호를 부호화하기 위해, 화상 정보의 압축 방법, 즉 고능률 부호화 방법에 대해 종래부터 각종 방법이 제안되어 있다.

예컨대, 신호의 변화에 대해 변화가 적은 부분에서는 민감하고, 변화가 심한 부분에서는 둔감한 인간의 시각이나 청각의 성질을 이용하는 방법이 있다.

또는, 화상 정보의 시공간축 상의 상관 관계를 이용하는 방법이 있다. 이 경우에는, 각 화소의 휘도치의 인접 상관 관계의 높이를 이용해서, 원래 정보의 근사값의 소수를 전송하거나, 화소간 차분 또는 프레임간 차분을 전송하거나, 고주파수 성분이 적다는 것을 이용해서 주파수 요소의 삭감을 행한다.

이와 같이 하여 각 샘플값마다의 정보량을 줄인 디지탈 데이터를 기록, 전송, 송신한다. 그리고, 데이터량이 압축된 디지탈 데이터를 재생, 수신한 후에 데이터의 신장을 행하고 화상 복원을 한다. 이들 여러 가지 방법이 종래부터 행해지고 있다는 사실은 주지한 바와 같다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

상기 종래의 일반적인 화상 정보의 압축 방법에서는 분해된 화소의 복원이 양호하게 행해지는 것을 중요시하고 있다. 이 경우에, 원래 화상과 복원된 화상(신장 화상)의 화소수가 일치하는 것을 조건으로 하는 경우가 많다. 따라서, 상이한 화소수의 화상간에 압축 신장 동작이 행해지는 경우에는 이와는 별도로 신장 후의 화소를 보간하거나 추출하는 것이 필요하게 된다.

이는 종래의 화상 정보의 압축 방법이 참 유효 정보만을 추출하여 복원을 하지 않고, 화소 수, 화소 형상, 휘도 레벨 등의 물리적인 화상 구성 요소에 어느 정도 의존하는 방법임을 의미한다.

한편, 원래 화상과 신장 화상의 화소수가 매우 상이한 경우의 예로서, 예컨대, 촬상 장치에 의해 촬상된 화상을 인쇄판에 사용하는 경우를 생각하자. 이 경우에, 촬상 장치에 의해 얻어지는 화상의 화소 밀도는 1 화면당 기껏해야(500 × 500) 정도이다. 한편, 전자 제판기(製版機)에서의 화상의 화소 밀도는 1 화면당(수천×수천)으로서 촬상 장치에 의해 얻어진 화상에 비해 매우 높다. 이 때문에, 화상 정보의 압축 신장 방법을 전혀 실시하지 않아도 화소 확대에 의해 에이리어싱(aliasing)이 발생한다.

화소 확대를 행하지 않고 보간을 행하도록 하는 경우에는, 광대한 보간 에어리어에 기지(旣知)의 데이터의 가중치 부여된 평균치를 할당하게 된다. 이때, 보간 왜곡에 의한 화질 열화를 회피할 수 없다.

반대로, 원래 화상의 화소 밀도가 1 화면당(수천×수천)인 경우에는, 인접 화소간의 상관 관계가 매우 높으므로, 원리적으로는 고도의 화상 정보의 압축도 가능하다.

하지만, 원래 화상과 복원 화상(신장 화상)간에 화소수가 일치할 것을 조건으로 하는 종래의 화상 정보 압축 방법에서는 압축 효율을 높일 수 없다는 결점이 생긴다.

본원 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해, 먼저, 일본 특원평 5-39492호에서, 원래 화상과 재생 화상간에 화소수가 일치하지 않는 경우에 적합한 다차원 화상 압축 신장 방법을 제공하였다.

이 방법은 다음과 같은 방법이다. 먼저, 화상 정보로부터 등휘도선을 구하고, 등휘도선으로부터 화상의 특이점만을 추출하여 압축 화상 데이터를 얻는다. 이 화상의 특징점의 위치와 휘도치를 전송하여 기록한다. 신장할 때에는 그 특징점을 기초로, 근처의 복수의 특징점으로부터 정해진 보간면에 의해 특징점 이외의 화소의 휘도치를 결정한다. 특징점으로는 예컨대, 등휘도선의 곡률의 정부(正負)의 극대점을 채용한다. 또는, 등휘도선을 직선 근사화시킨 직선과 등휘도선과의 오차가 미리 정해진 임계치(역치)를 초과한 점을 특징점으로 한다.

그런데, 등휘도선을 얻으려면, 특정 휘도치의 화소를 추적하는 것이 필요하다. 종래의 일반적인 화상 추적 방법에서는, 경계 화소의 중심을 추적하고, 체인 코드 부호열을 이용한다. 이때, 원래 화상과 재생 화상간의 윤곽에 오차가 생기거나, 처리량이 많아지기 때문에 처리 시간이 길어진다.

또한, 등휘도선을 추출하기 위해, 어느 임계치로 2치화한 때, 휘도 분포가 폭이 좁은 산형(山形)으로 된 경우에는 1 화소폭의 백색 영역이 나타날 수 있다. 이때, 경계 화소의 중심을 추적하면, 1개의 화소 중심이 두 번 나타나는 경우가 있다. 이 때문에, 문자를 확대하였을 때, 상기 직선이 1 화소폭인 상태로 된다는 문제점이 있었다.

그래서, 본원 발명자들은 먼저 일본 특개평 5 - 35872 호에 2치 화상의 윤곽 추적 방법을 개시하였다.

상기 2치 화상의 윤곽 추적 방법에서는 화소의 경계점의 주위 4 화소의 백/흑에 의해 경계점의 추적 방향을 정의한다. 우측에 흑화소가 있고 좌측에 백화소가 있는 방향을 추적 방향이라 정한다. 화면을 세워서 보았을 때, 상기 추적 방향이 상향인 때는 1, 좌향인 때는 2, 하향인 때는 3, 우향인 때는 0으로 한다.

이를 4비트로 된 추적 방향 플래그의 각 비트에 할당하고, 또한 추적 방향이 있는 비트를 1, 추적 방향이 없는 비트를 0으로 하고, 화상의 모든 경계점에 대해 상기 추적방향 플래그를 부여한다.

추적 방향 플래그로부터 경계점을 검색하고, 이를 기점으로 하여 상기 기점으로부터 추적 방향을 따라 추적하면서, 추적 완료의 경계점의 추적 방향 플래그를 변경해간다. 모든 추적 방향 플래그가 「0000」으로 될 때까지 추적을 행하고 화상의 윤곽을 구하도록 한다.

상기 2치 화상의 윤곽 추적 방법에서는, 입력된 화상에 미리 정의한 추적 방향을 적용해 가는 것만으로 경계 화소(경계점)를 추적할 수 있다. 매번, 추적 방향을 검색할 필요가 없고, 대용량의 메모리도 불필요하고 처리시간도 단축된다.

하지만, 추적 방향에 있어서, 우측에 흑화소, 좌측에 백화소가 있도록 하여 추적 방향을 정하고, 윤곽의 추적이 화소의 경계선을 따라 행해지고 있기 때문에, 재생 화상을 보면 추적 방향에 관하여 좌측에 1 화소분의 흑화소가 생긴다.

이는 원래 화상이 예컨대 문자인 경우에는 아무런 문제가 되지 않지만, 추적의 대상이 일반적인 화상인 경우에는 화질이 열화될 수 있다.

그리고, 상기 2치 화상의 윤곽 추적 방법을 위에서 제안한 다차원 화상 압축 신장 방법에 적용하는 경우에는 그 해결책이 필요해진다.

또한, 위에서 제안한 다차원 화상 압축 신장 방법에서는, 등휘도선(3차원인 때는 등휘도면, 이하 동일)이 특징점에 의해 다각형 근사화된다. 또한, 근처의 복수의 특징점에 의해 결정되는 보간면(3차원인 때는 보간 입체 이하 동일)에 의해 특징점 이외의 화소의 휘도 정보가 결정된다.

상기 등휘도선은 정보량의 압축을 위해 본래의 등휘도선과는 다르다. 이 때문에, 등휘도선 사이에서 휘도 순서의 역전이 생기는 개소가 발생하고, 재생된 화상에서의 휘도 분포에 이상한 상태가 발생하고, 화질이 열화되는 수도 있으며, 그 해결책 이 요구되었다.

또한, 화상이 칼라 화상인 경우에는, 칼라 화상을 예컨대, 3개의 원색 화상 성분으로 나누거나 휘도 성분과 색차 성분으로 나누어, 기록 재생, 전송, 신호 처리 등을 행하는 것이 종래부터 널리 행해지고 있다. 칼라 화상의 압축 신장시에도, 상기 각 신호 성분을 개별적으로 부호화 및 복호화하는 것도 일반적으로 행해지고 있다. 하지만, 칼라 화상의 압축 신장에 있어서, 휘도 성분과 색차 성분을 개별적으로 부호화 및 복호화한 경우에는, 휘도 성분과 색차 성분의 각각에 별개의 부호가 할당되기 때문에, 부호량을 일정량 이하로 억제할 수 없다.

칼라 화상의 압축 신장시에, 상기 특원평 5 - 39492 호에 있어서 제안된 화상의 압축 신장의 방법을 단순히 적용한 것만으로는 이 문제를 해결하는 것은 곤란하다. 또한, 칼라 화상을 구성하고 있는 복수의 화상 성분마다 각각의 등휘도선의 추출을 행하고, 각별한 특징점을 결정할 경우에는 특징점 개수가 증대하며, 또한, 정보 압축을 위해 행하는 다각형 근사에 의해 화상 성분간에 색어긋남이 생긴다는 문제가 있으며 그 해결책이 요구된다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명은 화상의 휘도 함수에 대한 소정의 휘도치의 등휘도선에 대해 특정 조건에 맞는 특징점을 구하고, 이 특징점의 위치와 휘도치를 전송 및 기록하여, 화상 복원에 사용하도록 한 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 있어서, 압축할 때, 상기 등휘도선상의 적어도 하나의 화소의 윤곽을 추적하고, 상기 윤곽상의 특정 등휘도선 통과점 좌표를 상기 화소의 중심 위치로 이동시키도록 한 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 화상의 휘도 함수에 대한 소정의 휘도치의 등휘도선에 대해 특정한 조건에 맞는 특징점을 구하고, 이 특징점의 위치와 휘도치를 전송 및 기록하여 화상 복원에 사용하도록 한 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 있어서, 신장할 때 적어도 하나의 특정 휘도치의 등휘도선을 얻기 위해, 상기 화상상의 상기 등휘도선을 경계로 하는 영역을 임계치에 따라 명 영역과 암 영역으로 나누고, 상기 각 영역을 명 기호와 암 기호로 채우고, 상기 명암 2치 기호에 의해 상기 화상을 나타내는 마스크를 작성하는 다차원 다치 칼라 화상 신장 방법을 제공한다.

상기 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 있어서, 상기 화상을 나타내는 복수의 마스크를 각각의 마스크에 대한 임계치에 의한 휘도치의 크기의 순서로 배열하고, 인접하는 마스크간의 영역을 상기 인접한 두 마스크의 각각의 임계치에 의한 휘도치의 중간치로 나타내고, 상기 마스크내의 적어도 1개의 소정 각 화소의 제1 휘도치와, 상기 소정 화소를 중심 화소로 하는 주위 8 화소의 제2의 휘도치와의 관계가 (1)상기 제2 휘도치가 상기 제1 휘도치와 같을 때는 상기 제1 휘도치를 미정으로 하고, (2)상기 제2 휘도치가 상기 제1 휘도치보다 높지 않을 때는, 상기 제1 휘도치를 상기 중간치 -a (단, a는 양의 값)로 하고, (3)상기 제2 휘도치가 상기 제1 휘도치보다 낮지 않을 때는 상기 제1 휘도치를 상기 중간치 +a로 하고, (4)상기 제1, 제2 휘도치의 관계가 상기 (1) 내지 (3)의 관계 이외의 경우에는 상기 제1 휘도치를 상기 중간치로 하고, 상기 휘도치를 미정으로 된 화소를 포함하는 영역에서 영역 중심선을 추출하고, 상기 영역 중심선상의 화소의 적어도 1개의 화소의 휘도치를 상기 중간치로 한다.

또한, 상기 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 있어서, 상기 영역 중심선에서 벗어난 상기 휘도치 미정으로 된 화소에서 적어도 1개의 소정방향의 연장선 양단에 있는 2개의 기지 휘도의 화소의 휘도치와 상기 휘도치 미정으로 된 화소로부터의 거리를 이용하여, 1차 보간법에 의해, 상기 영역 중심성에서 벗어난 휘도치 미정으로 된 화소의 휘도치를 결정한다.

또한, 상기 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 있어서, 상기 영역 중심선에서 벗어난 상기 휘도치 미정 화소로부터의 복수의 방향에서의 각 방향의 두 연장선 끝에 있는 기지 휘도의 화소에 휘도치와 상기 휘도치 미정으로 된 화소와의 거리를 이용하여, 1차 보간법에 의해 얻은 휘도치의 평균치에 의해서 상기 영역 중심선에서 벗어난 휘도치 미정으로 된 화소의 휘도치를 결정한다.

또한, 상기 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 있어서, 상기 영역 중심선에서 벗어난 휘도치 미정으로 된 화소의 근방의 휘도치가 기지의 3 화소를 사용하여 얻은 면보간치에 의해 상기 영역 중심선에서 벗어난 휘도치 미정으로 된 화소의 휘도치를 결정한다.

또한, 상기 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 있어서, 상기 인접하는 마스크의 임계치의 간격을 d로 한 때, a = d/3으로 한다.

또한, 본 발명은 칼라 화상을 구성하고 있는 휘도 성분과 색차 성분과의 내의 상기 휘도 성분에서의 미리 결정된 특정 휘도치마다 설정된 등휘도선에 대해 특정한 조건에 맞는 복수의 특징점의 상기 화상상의 2차원 어드레스와 휘도치를 구하고, 상기 특징점의 상기 색차 성분에서 색차 성분치를 구하고, 상기 색차 성분치를 상기 휘도 성분의 2차원 어드레스에 더해서 4차원 어드레스로 하고 상기 색차 성분의 특징점의 위치도 상기 휘도 성분의 특징점의 위치와 마찬가지로 하고, 그 위치의 색차 성분을 전송 및 기록하여 화상 복원에 사용하도록 한 칼라 화상의 압축 신장 방법을 제공한다.

상기 칼라 화상의 압축 신장 방법에 있어서, 상기 등휘도선상의 각 특징점에서의 각 색차 성분치에 대해 허용치를 설정하고, 상기 각 특징점에서의 색차 성분치가 상기 허용치를 초과하지 않은 경우에는, 상기 특징점의 색차 성분치를, 그 특징점의 앞의 특징점의 색차 성분치와 동일한 값으로 해서 색차 성분치의 발생 빈도를 감소시킨다.

상기 색차 성분치는 차분법, 대수차분법 또는 벡터 양자화법에 의해 구한다.

[실시예]

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법의 구체적인 내용을 상세히 설명한다.

[휘도 성분으로의 적용]

먼저, 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법의 원리를 설명한다.

정지 단색 화상을 고려한다. 화상내의 휘도를 z로 하고, 화상의 수평 방향 및 수직 방향의 위치를 각각 x, y로 한다. 화상의 휘도는 일반적으로 다음 (1) 식으로 표현할 수 있다.

이 휘도 함수의 예가 제6도에 도시되어 있다. 또한, 시간축을 t로 하면 동화상내의 휘도는 일반적으로 다음 (2) 식으로 표현된다.

여기서, f를 다차 함수로 하면 화상내의 휘도(z)는 다음 (3)식으로 표현된다.

화상을 전송한다는 것은 송신측에서 결정된 상기와 같은 휘도 함수를 수신측에서 재현하는 것이다. 일반적인 디지탈 화상 전송에서는, 휘도 함수를 해석적으로 취급하지 않고, 그것을 이른바 테이블 함수로 하여 그 테이블값의 전부를 전송하도록 하고 있다. 그리고, 압축 전송에서는, 상기 테이블값 그 자체의 인접 상관 관계를 이용한 고능률 부호화를 행하거나 직교 교환 후의 테이블값에 마찬가지의 조치를 실시하는 등의 처리를 한다.

본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에서는 휘도 함수를 해석적으로 처리한다. 먼저, 정지 화상에서의 2차원적인 휘도 정보, 또는 시간축도 포함하는 3차원적인 휘도 정보 등의 화상 정보에 대해, 등휘도선(등고선)(3차원적인 휘도 정보의 경우에는 등휘도면임. 이하 마찬가지)을 추출한다(제6도 참조. 등휘도선은 예컨대 L로 표시됨). 다음에, 추출된 상기 등휘도선의 곡률의 정부의 극대점, 또는 상기 등휘도선(등휘도면)의 직선근사(평면근사)로부터의 오차가 미리 정해진 임계치를 초과한 점을 상기 화상의 특징점으로 한다. 다음에, 상기 특징점의 위치 및 휘도치를 전송(기록)하고, 화상 복원에 이용한다. 이때, 휘도 함수의 재생에 영향이 적은 화소의 휘도 정보를 기각하는 것에 의해 대폭적인 화상 정보의 압축을 실현할 수 있다. 또한, 화상의 신장에서는, 전송된 특징점을 기초로 휘도 함수의 재묘화를 행하므로써 미전송 정보를 보간 재현한다.

다음에, 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에서의 화상 정보 압축의 원리 및 신장(복원)의 원리를 설명한다.

이제, 다치 정지 화상의 압축을 예로서 설명한다. 제7도는 예컨대 제6도에 도시된 휘도 함수를 소정의 등휘도면에서 슬라이스한 것이다. 제7도에서, 점선으로 나타낸 구획은 화소면을 나타낸다. 사선부의 화소면(이하, 흑면 화소라 함)은 상기 등휘도면보다 낮은 부분(저휘도면)이고, 백색 화소면(이하, 백색 화소면이라 함)은 상기 휘도면보다 높은 부분(고휘도면)이다.

다음에, 상기 일본 특개평 5 - 35862 호에 개시된 윤곽 추적 방법에 의해 흑색 화소면과 백색 화소면의 경계선을 추적하면, 제8도에 도시된 화상 윤곽이 구해진다.

즉, 상기 경계선의 추적은, 먼저, 라스터의 주사 순서에 따라 화면의 좌상우(左上隅)로부터 주사를 개시해서 주사를 행하여 간다. 그러면, 제7도에, 「최초의 경계」와 「두번째 경계」로 지시하고 있는 경계가 발견된다.

상기 점을 시점으로 해서 추적을 개시할 때, 추적 방향의 좌측에 고휘도면이 오도록 하였을 경우에, 추적 개시 방향이 수평 주사 방향에 일치하는 경우(CW … 시계 방향 회전)와, 추적 개시 방향이 수직 주사 방향에 일치하는 경우(CCW … 반시계 방향 회전)중의 어느 하나로 된다.

제8도에는 추적 등휘도선마다 추적 방향 종별(種別) 플래그(CW, CCW)가 부여되어 있다. 제8도에 도시된 바와 같이, 화상의 휘도 함수의 특정 휘도치마다 화소의 윤곽을 추적하고, 이 윤곽을 취득한 후에 제9도에 도시된 바와 같이 상기 특정 휘도 경계를 구성하는 각 화소의 중심 위치로 특정 등휘도선 통과점 좌표를 이동시킨다.

즉, 추적 개시 방향이 수직 주사 방향에 일치하는 경우(CCW)의 등휘도선을 추적 방향의 좌측에 화소 중심 위치까지 시프트시킨다. 또한, 추적 개시 방향이 수평 주사 방향에 일치하는 경우(CW)의 등휘도선을 추적 방향의 우측으로 화소 중심 위치까지 시프트시킨다(제9도에 각각의 시프트가 예시되어 있음).

이미 설명한 바와 같이, 추적하여 얻은 화소의 윤곽을 특정 휘도 경계에 기초한 윤곽으로서 재생 화상을 얻은 경우에는 추적 방향에 관해서 특정한 측에 1 화소분의 흑색 화소가 발생하고 화질이 열화된다.

한편, 상기한 바와 같이, 추적하여 얻은 화소 윤곽의 특정 등휘도선 통과점 좌표를 특정 휘도 경계를 구성하는 각 화소의 중심 위치로 이동시킴으로써 재생 화상의 열화가 생기지 않는다.

다음에, 시점을 고정하고, 이 시점으로부터 등휘도선상의 화소를 순차적으로 가상 직선으로 연결해간다. 이때, 그 가상 직선과 그 사이에 존재하는 실제 화소간의 거리가 미리 정해진 오차 허용 범위를 초과한 실제 화소를 특징점으로 등록한다.

특징점이 발견된 경우에는, 그 특징점을 새로운 시점으로 하여, 상기와 마찬가지의 조작을 반복하고 특징점을 차례로 등록해 간다.

이를 시작점에 도달할 때까지 계속한 다음에, 구해진 특징점을 연결하면, 제10도에 도시된 새로운 등휘도선이 얻어진다.

상기 조작을 각각 상이한 휘도치를 가진 등휘도면마다 실시함으로써, 원래 화상의 휘도 함수는 등휘도선의 특징점 군의 데이터에 축퇴(縮退)되므로, 화상 정보의 압축이 행해진다.

다음에, 특징점군의 데이터를 이용하여 휘도 함수의 근사값을 복원(신장)하는 방법에 대해 설명한다.

특징점을 연결함으로써 제10도에 나타낸 등휘도선을 신장측에 묘화할 수 있다.

여기서 중요한 점은 신장측에서 복원되는 등휘도선이 단점(端点)(특징점) 지정 벡터에 의해 묘화된다는 점이다. 따라서, 신장측의 화상 메모리의 화소 밀도가 압축측의 화상 메모리의 화소 밀도와 상이해도, 신장측에서 복원되는 등휘도선의 형상은 이와 같은 물리적인 조건에는 거의 좌우되지 않는다.

다음에, 이 등휘도선이 통과한 화소와 그 우측(저휘도측)의 영역을 제11도의 사선부로 나타낸 바와 같이 빈틈없이 채운다. 이를 소정 개수의 등휘도선에 적용하여 각 등휘도선마다 마스크를 작성한다.

제12도의 (b)에는 8비트의 디지탈 휘도 신호를 9 단계의 계조 레벨로 분할하기 위한 마스크의 구성예가 도시되어 있다. 여기에서, 휘도의 계조는 256이다. 각 마스크는 소정의 임계치를 각각 가지고 있다. 예컨대, 마스크 번호 4의 마스크의 임계치는 휘도의 계조 120이다. 이 마스크를 화상의 휘도에 적용하면 계조 120 이상의 휘도를 갖는 부분과, 그 이외의 부분으로 화상을 분할할 수 있다.

제13도에는, 예컨대, 제6도에 나타낸 휘도 함수를 가진 화상을 제12도의 (b)에 나타낸 8종류의 마스크로 마스크한 예가 도시되어 있다. 마스크(1)로 표시되어 있는 화면은 전체가 백색으로 되어 있다. 제12도의 (b)에 도시된 바와 같이, 마스크(1)의 임계치는 256 계조의 30과 대응하는 휘도치로 설정되어 있다.

이는, 마스크(1)를 적용함으로써, 이 임계치 30보다 높은 휘도치의 부분은 백색으로 빈틈없이 칠해지며 낮은 휘도치의 부분은 흑색으로 빈틈없이 칠해짐을 의미한다. 제13도의 마스크(1)로 표시되어 있는 화면 전체가 희다는 것은 화상중에는 256 계조중 30 보다 낮은 휘도치의 부분이 존재함을 의미한다.

또한, 제13도에 있어서 마스크(8)로 표시되어 있는 화면은 전체가 흑으로 되어 있다. 제12도의 (b)에 도시된 바와 같이, 마스크(8)는 임계치가 256 계조 중 240과 대응하는 휘도치로 설정되어 있다. 제13도의 마스크(8)로 표시되어 있는 화면 전체가 검다는 것은 화상중에는 256 계조중 240보다 높은 휘도치의 부분이 존재하지 않음을 의미한다.

또한, 제13도에 있어서 마스크 2 내지 7로 표시되어 있는 화면은 일부가 흑색으로 되어 있는데, 이는 마스크의 각 임계치보다 높은 휘도치와 낮은 휘도치가 화상에 혼재하고 있음을 의미한다.

그리고, 제12도의 (b)에 나타낸 8개의 마스크를 포개면, 휘도가 9 계조의 화상이 재현되는 것으로 된다. 여기서, 각 마스크에 있어서, 백색 부분의 휘도치를 각각의 마스크 번호의 수치로 나타내고 8개의 마스크를 포개서 얻어진 화상의 휘도 분포를 수치의 분포에 의해 나타낸 것이 제14도이다.

일반적으로는 마스크군이 n개의 마스크인 것으로 하고,

마스크 번호 0 → 휘도치 0 ∼ 제1 등휘도치의 화소

마스크 번호 1 → 제1 등휘도치 ∼ 제2 등휘도치의 화소

마스크 번호 2 → 제2 등휘도치 ∼ 제3 등휘도치의 화소

· · · ·

· · · ·

마스크 번호 i → 제i 등휘도치 ∼ 제i+1 등휘도치의 화소

· · · ·

· · · ·

마스크 번호 n → 제n 등휘도치 ∼ 제255 화소와 같이 나타내어진다.

즉, 상기와 같이 n개의 마스크가 작성되면, 휘도 0에서 휘도 255까지에 분포된 각 화소의 휘도치는 n + 1개의 카테고리로 분류된다. 상기 제12도의 (b)의 예는 n = 8인 경우의 예이다.

그리고, 상기 각 카테고리에 포함된 화소의 휘도를 그 휘도 범위의 중간 대표값으로 표시하면, 상기 제12도의 (b)의 예에서는 9 레벨의 등휘도선이 재현된다.

다음에, 신장 후의 휘도의 보간을 설명한다.

그런데, 원래 화상이 256 계조인데도 불구하고, 예컨대, 상기 예에서는 휘도 레벨이 9개라고 한 바와 같이 축퇴한 휘도 계조로 된 상태에서의 보간에 의해 화상 신장이 행해지면 재현된 화상의 품질은 충분하지 않다.

그래서, 재현되는 화상의 품질 향상을 위해서, 휘도치의 보간 재현에 있어서, 보간 단점의 휘도치를 상기와 같은 단순 카테고리의 중간치로 하지 않고, 이하와 같은 수정을 가한다.

검토 대상 화소(중앙 화소)에 대해 인접 8 화소도 관찰한다.

(1) 인접 화소의 휘도치가 중앙 화소의 휘도치와 동일을 때, 중앙 화소의 휘도치에 「미정」 마크를 부여한다.

(2) 인접 화소의 휘도치가 중앙 화소의 휘도치보다 높지 않을 때, 중앙 화소의 휘도치에 「저」 마크를 부여한다.

(3) 인접 화소의 휘도치가 중앙 화소의 휘도치보다 낮지 않을 때, 중앙 화소의 휘도치에 「고」 마크를 부여한다.

(4) 인접 화소의 휘도치와 중앙 화소의 휘도치의 관계가 상기 (1)∼(3)의 관계 이외의 경우, 중앙 화소에 「중간」 마크를 부여한다.

이들 예가 제14도에 도시되어 있다. 기호가 부여된 각각 9개의 화소(화소군)에 대해 그 중앙 화소를 주목하면, 1은 상기 규칙(1)에, 2는 상기 규칙(2)에, 3은 상기 규칙(3)에, 4는 상기 규칙(4)에 대응한다. 이에 따라, 부여된 마크를, 「미정」을 「·」, 「저」를 「-」, 「고」를 +, 「중간」을 「=」로 나타내면, 제14도에 나타낸 1 ∼ 4의 화소군은 제15도와 같이 표시된다.

제14도에 나타낸 전체 화소에 대해 상기 (1)∼(4)의 수정을 가한 결과가 제16도에 도시되어 있다.

「저(-)」는 휘도치를 낮은 쪽으로, 「고(+)」는 휘도치를 높은 쪽으로 옮겨서 조정을 행한다. 「중간(=)」은 그대로의 휘도치를 채용하고, 「미정(·)」은 보간 대상이 된다.

이것을 표현한 것이 제18도이다. 도면중 1행째의 1 ∼ 4는 중앙 화소와 인접 화소의 관계를 나타내고(제15도의 관계와 동일), 2행째의 (a) ∼ (d)는 1행째에 대응하는 인접 화소의 관찰 결과를 나타낸다. 3행째(a')∼(d')와 4행째(a)∼(d)는 각 화소의 휘도치를 막대의 높이로 나타낸다. 3행째는 조정 전의 휘도치를, 4행째는 조정 후의 휘도치를 나타낸다.

(a)에서는, 인접 화소의 휘도치가 모두 같기 때문에 중앙 화소의 휘도치는 미정으로 된다(1에 대응). (b)에서는 인접 화소의 휘도치가 중앙 화소의 휘도치 보다 높지 않기 때문에 「저」쪽으로 이동한다(2에 대응). (c)에서는 인접 화소의 휘도치가 중앙 화소의 휘도치보다 낮지 않기 때문에 「고」쪽으로 이동한다(3에 대응). (d)는 상기 이외의 경우이므로 「중간」값을 설정한다(4의 경우).

다음에, 「미정」으로 된 영역의 중앙선(영역 단부로부터 등거리의 점 군)을 추출하고, 이 선상의 화소에 「중간」 마크를 부여한다. 이 과정이 제19도, 제20도, 제21도 및 제22도에 도시되어 있다. 제19도에는 「미정」영역만의 수정전의 휘도치가 도시되어 있다. 제20도에는 휘도치의 구체값을 추상화하고, 대상이 되는 영역이 「*」 마크로서 도시되어 있다. 제21도에는 해당 영역의 중앙선상의 화소에 「중간」 마크(「=」)로 휘도치가 나타내어 있다. 제22도에는 상기 규칙(1)∼(4)에 따라 부여된 전체 마크가 표시되어 있다.

상기 마크에 대해 제12도의 (b)에 도시된 대응 마스크의 임계치가 이하와 같이 할당되는 것으로 한다. 즉,

1) 「중간」에 대해서는, 해당하는 휘도 카테고리의 중간 레벨의 휘도치의 임계치를 할당하고, 2) 「저」에 대해서는, 해당하는 휘도 카테고리의 저레벨의 휘도치(중간 레벨의 휘도치 - (카테고리 휘도 범위/3))의 임계치를 할당하며, 3) 「고」에 대해서는, 해당하는 휘도 카테고리의 고레벨의 휘도치(중간 레벨의 휘도치 + (카테고리 휘도 범위/3))의 임계치를 할당한다(제12도의 (a) 참조).

제23도에는 상기 수정 작업에 의해서도 남게 되는 미정 마크가 「·」로 표시되어 있다. 이들에 대해서는 그 원리가 제25도에 도시되어 있지만, 해당 화소(제25도의 px)로부터 수평 및 수직 주사 방향으로 탐색하여 얻은 휘도치가 기지의 화소의 휘도치로부터 거리를 규준으로 한 선형 보간값을 각각의 방향에 대해 얻는 것으로 한다. 즉, 화소(px)의 일정 방향의 두 연장선 끝에 있는 기지 휘도의 화소(p1, p2, 또는 p3, p4)의 휘도치(z1, z2, 또는 z3, z4)와 거리(r1, r2, 또는 r3, r4)를 이용하여 1차 보간법에 의해 휘도치를 결정한다. 그리고, 이들 선형 보간값의 평균치를 보간 휘도치로서 이 화소에 부여한다.

실제 보간은 제26도에 나타낸 바와 같이, 미지의 휘도치의 화소(px)에 대해서는 다음과 같이 행해진다. 즉, 화소(px)의 수평, 수직 및 이들 중간의 양방향에 있는 기지의 휘도치 화소를 탐색하여 구한다. 이때, 화소(px)로부터의 거리와 휘도치가 각각 알려진다. 제26도에서는, 이와 같이 하여 구한 각 화소(p1)(휘도치 z1, 거리 r1, 이하 마찬가지로 표시함) ∼ p8(z8, r8)이 도시되어 있다. 이로 부터 화소(px)의 휘도치(zx)는,

에 의해 결정된다.

이상의 내용을 알기 쉽게 하기 위해, 그 원리를 1차원으로 설명한 것이 제17도이다. 제17도에는 신장 후의 1차원의 휘도 분포 곡선, 예컨대 1개의 수평 주사선상의 화소의 휘도 분포 곡선이 도시되어 있다. 제17도에 있어서, 가로축은 화소의 위치를, 세로축은 휘도치를 나타낸다. 막대 그래프는 상기 마스크에 의해 얻어진 휘도치를 나타낸다. 흑점은 마스크의 경계 화소에 설정된 휘도치이며, 흑점을 연결한 선은 보간 후의 휘도 분포 곡선을 나타낸다. (a'), (b') 및 (c')는 (a), (b) 및 (c)에 각각 대응하는 휘도 분포 곡선이다. (a)는 마스크가 높은 쪽만의 값을 설정하고, 나머지 휘도치를 보간한다. 등휘도선상의 화소치만을 설정하는 방법이 이때 (a')로 표시한 바와 같이 휘도 분포에 단차가 생긴다.

이에 대해, 「저」, 「중」, 「고」의 조정을 행한 것이 (b)이며, (b')로 나타낸 바와 같이 휘도 분포를 매끄럽게 재현할 수 있다.

또한, 중앙선상의 화소에 「중간」값을 설정한 것이 (c)이며, 휘도의 정상이나 골짜기로의 경사까지 복원할 수 있다((c')를 참조).

상기 복수의 등휘도선내에서, 인접하는 2개의 등휘도선 상으로부터 근처의 3 화소를 선택하고, 상기 3 화소가 만드는 보간면에서 상기 2개의 등휘도선간의 휘도를 보간하면 1차원적인 표시에 의해 예컨대 제17도의 (a)로 나타낸 상태의 것이 얻어진다.

이상 설명한 선형 보간을 행한 결과가 제24도에 도시되어 있다. 1차원적으로 상기 제17도의 (c)에 그 모양이 도시되어 있다.

다음에, 이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 관한 구체적인 구성예를 상세히 설명한다. 또한, 본 예에서는 2차원 압축 신장 방법에 대해 설명하지만, 시간축을 포함한 3차원 압축 신장 방법에 적용할 수 있음은 물론이다.

제1도에 나타낸 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에서의 압축측의 구성에 있어서, 화상원(예컨대 TV 카메라)(1)에서는 소정의 표준 방식의 텔레비젼 방식에 따른 영상 신호를 발생한다. 화상원(1)으로는 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 의해 압축 신장되어야 할 화상 정보를 발생시킬 수 있는 영상 신호 발생 장치이면 어떤 구성 양태의 것이어도 사용할 수 있다. 제1도에 도시되어 있는 화상원(1)은 3원색 신호를 발생할 수 있는 구성이다. 그리고, 상기 화상원(1)에서 발생된 3 원색 신호는 ADC(아날로그 디지탈 변환부)(2)에 공급된다.

상기 ADC(2)에서는 1 화상분마다의 휘도 신호에 대해서 화상의 가로, 세로 방향마다에 각각 소정의 화소수(예컨대 화상의 가로 방향에는 512 화소, 화상의 세로 방향에는 480 화소)로 분해하고, 1 화소마다 소정의 비트수(예컨대 8비트)의 디지탈 휘도 신호(Y)를 생성한다. 이것을 출력하여 각 신호 처리부(4-1, 4-2,..., 4-n)에 공급한다. 또한, 크로마 신호에 대해서는 상기 화소에 대응하는 디지탈 색차 신호를 생성하고 칼라 메모리(3)에 공급한다.

각 신호 처리부(4-1, 4-2,..., 4-n)의 구체적인 구성 양태예는 신호 처리부(4-1)의 일점 쇄선틀내에 나타내어져 있다. 특정 휘도 레벨 정보의 추출부(5)에서는 각 신호 처리부(4-1, 4-2,..., 4-n)마다 각각 소정의 상이한 휘도 임계치로 압축의 대상이 되는 화소 정보를 2치화해서 출력함과 동시에 화소 어드레스도 출력한다.

상기 휘도 레벨 정보의 추출부(5)의 구성예는 제2도에 도시되어 있다. 제2도에 있어서, 입력 단자(5a)에는 ADC(2)로부터 디지탈 휘도 신호(Y)가 공급되며, 또한, 입력 단자(5b)에는 도시되지 않은 제어 장치로부터 클럭 신호가 공급된다.

즉, 특정 휘도 레벨 정보의 추출부(5)에 공급된 디지탈 휘도 신호(Y)는 비교기(크기 비교기)(51)에서 휘도 임계치 설정부(52)로부터 공급된 특정한 휘도 임계치와 비교되고, 출력 단자(5c)에는 디지탈 휘도 신호(Y)의 2치화 출력이 송출된다. 상기 휘도 임계치 설정부(52)에는 ROM, DIP 스위치, 퓨즈 어레이 등에 의해 2 진수로 소정의 휘도치가 설정된다. 이들의 휘도 임계치는 예컨대 제12도의 (b)에 예시되어 있는 1번째의 임계치 ∼ 8번째의 임계치와 같이, 다차원 다치 화상 압축 신장 방법의 실시에 있어서 미리 정해진 휘도치이다.

특정 휘도 레벨 정보의 추출부(5)로부터 출력된 디지탈 휘도 신호의 2치화 출력은 각각 휘도 메모리(6)에 기억(저장)된다. 상기 휘도 메모리(6)에 저장된 디지탈 휘도 신호의 2치화 출력은 등고선 트레이서(7)에 설치되어 있는 어드레스 카운터(72)(제3도 참조)로부터 출력된 휘도 메모리 어드레스 출력에 의해 지정된 어드레스에 의해 판독되고, 등고선 트레이서(7)의 판정기(71)(제3도 참조)에 공급된다.

그런데, 특정 휘도 레벨 정보의 추출부(5)로부터 출력된 디지탈 휘도 신호의 2치화 출력은 각각 특정한 휘도 임계치의 예컨대 제7도에 예시된 상태의 2치화 신호이다. 휘도 메모리(6)로부터 판독된 상기 2치화 신호는 판정기(71)(제3도 참조)에 있어서, 먼저 상기 제7도에 도시되어 있는 2치화된 화소군에 대해 라스터의 주사순에 따라 화면의 좌상우로부터 주사를 개시한다. 그리고, 최초의 경계를 발견하면 그 점을 시점으로서 특정 휘도치의 화소의 윤곽의 추적을 개시한다. 추적 방향의 좌측에 고휘도면이 오도록 한 경우에, 추적 개시 방향이 수평 주사 방향에 일치하는 경우(CW … 시계방향 회전)와, 추적 개시 방향이 수직 주사 방향에 일치하는 경우(CCW … 반시계 방향 회전)중 어느 하나에 의해 화소의 윤곽을 추적하고, 출력 단자(7c)(제3도 참조)에 대해 등고선 정보의 출력 신호(어드레스 스트로브)를 송출한다.

상기 특정 휘도치의 화소 윤곽의 추적에서의 보진 이력(步進 履歷)(수평 주사 방향의 위치 변화, 수직 주사 방향의 위치 변화)의 정보(H, V)를 멀티플렉서(73)를 통해 어드레스 카운터(72)에 공급한다. 이에 따라, 상기 어드레스 카운터(72)는 상기 보진 이력에 의해 추적 어드레스열을 순차적으로 출력 단자(7b)(제3도 참조)에 출력함과 동시에, 등고선 어드레스 출력선으로서 출력 단자(7d)(제3도 참조)에 송출한다.

각각의 등고선 트레이서(7)에서 출력된 등고선 정보의 출력 신호(어드레스 스트로브)와 등고선 어드레스 출력이 공급되어 있는 등고선 어드레스 리스트(8)에서는, 상기 등고선 어드레스 출력을 기억한 후에 예컨대 제9도에 도시된 바와 같이, 상기 특정 휘도 경계를 구성하는 각 화소의 중심 위치로 특정 등휘도선 통과점 좌표를 이동시킨다.

각각의 등고선 어드레스 리스트(8)에서 출력된 특정 휘도 경계를 구성하는 각 화소의 중심 위치의 어드레스 출력은 각각의 다각형 근사 어드레스 리스트(9)에 공급된다. 상기 다각형 근사 어드레스 리스트(9)의 구체적인 구성예를 나타낸 제4도에 있어서, 입력 단자(9a)에는 등고선 어드레스 리스트(8)에서 출력된 특정 휘도 경계를 구성하는 각 화소의 중심 위치의 어드레스 정보가 입력된다. 그리고, 입력 단자(9a)에 공급된 특정 휘도 경계를 구성하는 각 화소의 중심 위치의 어드레스 정보는 단점 어드레스 레지스터(91)와 시프트 레지스터(93)에 공급된다.

상기 단점 어드레스 레지스터(91)의 출력은 보간 어드레스 연산기(92)에 공급되지만, 상기 보간 어드레스 연산기(92)에는 시프트 레지스터(93)에서의 제1번째의 축적 구분의 어드레스 정보도 부여된다.

상기 보간 어드레스 연산기(92)에서는 이미 설명한 각 특징점과 보간 직선간의 거리를 간략치로 치환하여 비교한다. 이제, 화상의 수평 주사 방향을 Xh 축, 수직 주사 방향을 Yv 축으로 한다. 상기 보간 직선과 상기 수평 주사 방향(Xh)축과의 교차 각도가 45도 이하인 경우에는, 상기 보간 직선으로부터 상기 수직 주사 방향(Yv)축상의 특징점의 거리를 상기 간략치로 한다. 한편, 교차 각도가 45도 이하인 경우에는, 상기 보간 직선으로부터 상기 수평 주사 방향 Xh 축의 특징점의 거리를 상기 간략치로 한다.

1 화소가 정방형이라고 하는 전제 하에 교차 각도의 임계치를 45도로 한다. 즉, 상기 교차 각도의 절대값이 45도 이하(또는, 그 이외)일 때는, 등고선 어드레스 정보는 시프트 레지스터(93)에서의 제1 번째의 축적 구분에 대해 순차 입력되어 순차 유지된다. 수평 주사방향 Xh 축(또는, 수직 주사방향 Yv 축) 어드레스가 대응하는 위치의 보간 어드레스군(단점 어드레스와 시프트 레지스터(93)에서의 제1번째의 축적 구분에서의 순차 어드레스 정보에 의해 산출한 어드레스 값)을 보간 어드레스로서 레지스터(94)에 공급한다.

그리고, 시프트 레지스터(93)에 기억된 등고선 화소 어드레스와, 레지스터(94)에 기억된 보간 어드레스는 제4도에 도시되어 있는 바와 같이 서로 대응하는 것이 비교 추출기(C2, C3 ... Cn)에 공급되어 있다. 상기 각각의 비교 추출기(C2, C3,..., Cn)에서는, 등고선 화소 어드레스와 레지스터 보간 어드레스를 비교하여 얻어진 차의 절대값이 미리 설정된 값을 초과한 상태일 때, 출력을 특징점 어드레스 레지스터(95)에 부여하고, 그 특징점의 어드레스값을 특징점 어드레스 레지스터(95)에 기억시킨다. 이와 동시에, 상기 특징점의 어드레스값을 신규의 단점 어드레스값으로써 상기 단점 어드레스 레지스터(91)에 부여한다.

다각형 근사 어드레스 리스트(9)의 입력 단자(9a)에 공급된 특정 휘도 경계를 구성하는 각 화소 중심 위치의 어드레스 정보가 추적 개시점 어드레스 정보이고, 다각형 근사 어드레스 리스트(9)에서의 동작이 개시되면, 상기 추적 개시점 어드레스 정보가 단점 어드레스 레지스터(91)에 기억된다. 이와 동시에, 시프트 레지스터(93)의 제1 축적 구분(1)에도 기억된다. 상기 다각형 근사 어드레스 리스트(9)에는 상기 등고선 어드레스 리스트(8)에서 출력된 순차 등고선 어드레스군이 공급되고 있으므로, 상기 시프트 레지스터(93)의 각 축적 구분(1, 2, 3,...,n)에서의 기억 내용이 차례로 이동해 간다.

이때, 상기 단점 어드레스 레지스터(91)의 기억 내용은 아직 변하지 않는다. 보간 어드레스 연산기(92)에 공급되어 있는 시프트 레지스터(93)의 제1번째의 축적 구분(1)의 기억 내용만이 갱신된 직선 보간 어드레스군을 출력한다. 상기와 같이, 1군의 직선 보간치 어드레스군이 출력될 때마다 상기 직선의 경사를 고려하면서 상기 시프트 레지스터(93)에서의 각 축적 구분(1, 2,...,n)과 수평(또는, 수직) 방향 어드레스가 대응하는 보간값 어드레스군을 레지스터(94)의 축적 구분(2, 3, 4,...,n)에 출력한다.

각 비교 추출기(C2, C2, C3,...,Cn)에서는 시프트 레지스터(93)의 각 축적 구분(2, 3, 4,...,n)과, 레지스터(94)의 축적 구분(2, 3, 4,...,n)로부터 개별로 공급되고 있는 2개의 입력 정보차의 절대값(화면상에서는 등고선과 보간 직선간의 거리에 상당함)이 소정의 임계치를 초과할 때, 이 등고선 어드레스점을 특징점으로 하여 인식한다. 그리고, 이 값을 특징점 어드레스 레지스터(95)에 저장한다.

비교 추출기(C2, C2, C3,...,Cn)내의 복수의 비교 추출기로부터 동시에 특징점의 정보가 출력되는 경우에는, 단점 어드레스 레지스터(91)에 저장되어 있는 어드레스값에 가까운 측의 등고선 어드레스를 새로운 단점 어드레스로서 채용한다. 그리고, 이 어드레스 값을 특징점 어드레스 레지스터(95)에 저장하고, 또한, 그 새로운 단점 어드레스를 단점 어드레스 레지스터(91)에 저장한다. 상기 경우에 복수의 특징점 어드레스가 소멸되어도, 그것을 특징점 어드레스로서 복원할 필요는 없다.

제1도에 도시된 각 신호 처리부(4-1, 4-2,...,4-n)로부터 개별로 출력된 각각의 상이한 휘도 임계치마다 특징점 어드레스군은 멀티플렉서(10)를 통해 부호화부 및 송출부(11)에 부여된다. 상기 부호화부 및 송출부(11)에는 칼라 메모리(3)로부터 멀티플렉서(10)를 통해 크로마 신호 성분도 공급되어 있고, 상기 부호화부 및 송출부(11)에서는 거기에 공급된 신호에 대해 예컨대 하프만 부호화 등의 공시된 고능률 부호화를 행하고, 전송 회선(또는, 기록 매체)(12)을 통해 수신측(또는, 재생측)에 전송(또는, 기록)한다.

즉, 여기까지 설명한 실시예에서는 특징점은 이하의 것이었다. 이미 검출된 특징점의 화소로부터 출발하여, 등고선 {3차원적인 휘도 정보인 경우에는 등고면}에 따라 어떤 방향으로 나아갈 때, 도달한 화소와 특징점을 연결한 가상적 직선과 앞서 도달한 화소와 특징점을 연결한 가상적 직선간의 거리가 어떤 임계치를 초과한 경우, 도달 화소를 특징점이라고 판정하였다. 본 발명의 실시에 따라, 각각 상이한 임계치마다 특징점 어드레스 군의 검출을 (1)휘도 함수의 등휘도선(등고선){3차원적인 휘도 정보의 경우에는 등휘도면}의 곡률 정부(正負)의 극대점의 화소를 특징점으로 하거나, (2)등고선{3차원적인 휘도정보의 경우에는 등고면}의 굴곡이 미리 설정된 임계치 각도를 초과한 경우의 화소를 특징점으로 해도 무방하다.

또한, 본 발명의 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에서의 신장측의 블록도를 참조하여 원래 화상의 휘도 함수를 신장 복원하는 경우에 관한 설명을 한다. 제5도에서의 수신 복호화기(13)는 전송로(또는, 기록 매체)(12)를 통해 공급된 고능률 부호화된 신호를 복호하여 신호 처리 회로(14-1, 14-2,...,14-n)에 부여한다.

다수의 신호 처리 회로(14-1, 14-2,...,14-n)는 본 발명의 다차원 다치 화상 압축 신장 방법에서의 압축측에 설치된 다수의 신호 처리부(4-1, 4-2,...,4-n)에 대응하여 설치되어 있다.

상기 수신 복호화기(13)는 제1도의 신호처리부(4-1, 4-2,..., 4-n)에 있어서, 각각 압축된 고능률 부호화 신호를 각각 대응하는 신호 처리 회로(14-1, 14-2,..., 14-n)에 분할하여 공급한다.

수신 복호화기(13)로부터 신호 처리 회로(14-1)에 차례로 공급되는 특징점 어드레스가 단점 어드레스 레지스터(15)와 단점 어드레스 레지스터(16)에 저장된다. 다음에, 상기 단점 어드레스 레지스터(15)와 단점 어드레스 레지스터(16)로부터 단점 어드레스가 양단점 어드레스로서 다각형 보간 마스크 생성기(18)에 부여된다.

상기 다각형 보간 마스크 생성기(18)에서는 상기 2개의 단점의 직선 보간 화소의 어드레스의 산출을 행하고, 그 어드레스 값을 멀티포트의 국부 화상 메모리(17)에 지정 휘도로 기입한다.

다음에, 수신 복호화기(13)로부터 신호 처리 회로(14-1)에 새로운 특징점 어드레스가 공급되면, 그 새로운 특징점 어드레스가 새로운 단점 어드레스로서 단점 어드레스 레지스터(15)에 저장된다. 동시에, 지금까지 단점 어드레스 레지스터(15)에 저장되어 있는 단점 어드레스가 단점 어드레스 레지스터(16)로 이동된다. 그리고, 다각형 보간 마스크 생성기(18)에서는 상기 2개의 단점 직선 보간 화소의 어드레스의 산출을 행하고, 그 어드레스값을 멀티포트의 국부 화상 메모리(17)에 지정 휘도로 기입한다.

다각형 보간 마스크 생성기(18)에서는 수신 복호화기(13)로부터 신호 처리 회로(14-1)에 대해 새로운 특징점 어드레스가 공급될 때마다 상기와 같은 동작을 행하고, 차례로 새로운 보간선을 산출하여, 순차 어드레스를 국부 화상 메모리(17)에 지정 휘도로 기입한다.

그리고, 상기 보간선에 의해 폐곡선을 완성시키면, 다각형 보간 마스크 생성기(18)에서는 상기 국부 화상 메모리(17)에서의 상기 폐곡선 내부를 지정 휘도로 충당하여 특정 휘도 레벨의 마스크를 생성한다.

이와 같이 하여, 특정한 휘도치의 임계치마다 상기 등휘도선을 경계로 하는 명 영역을 명 기호로, 암 영역을 암 기호로 채우고, 명암 2치 기호에 의한 마스크가 작성된다.

이와 같이 하여, 각 신호 처리 회로(14-1, 14-2,...,14-n)마다, 대응하는 휘도치의 임계치마다 마스크가 생성된다.

다각형 보간 마스크 생성기(18)에서의 상기 작업이 종료된 후에, 다치 결정 오퍼레이터(19)와 스켈톤 휘도 결정기(20)가 상기 국부 화상 메모리(17)의 휘도면을 다치 휘도화하기 위해 변경하도록 동작한다. 즉, 이미 설명된 바와 같이, 재현되는 화상 품질 향상을 위해, 휘도치의 보간 재현에 있어서, 보간 단점의 휘도치를 상기와 같은 단순한 카테고리의 중간치로 하지 않고, 하기와 같은 수정을 가한다.

먼저, 상기 마스크를 임계치에 의한 휘도치 크기의 순서로 배열하고, 인접한 마스크의 영역을 상기 인접한 두 마스크의 임계치에 의한 휘도치의 중간치로 채운다.

다음에, 검토 대상 화소(중앙 화소)에 대해서 인접한 8 화소도 관찰한다.

(1) 인접 화소의 휘도치가 중앙 화소의 휘도치와 같을 때, 중앙 화소의 휘도치에 「저」마크를 부여한다.

(2) 인접 화소의 휘도치가 중앙 화소의 휘도치보다 높지 않을 때, 중앙 화소의 휘도치에 「저」마크를 부여한다.

(3) 인접 화소의 휘도치가 중앙 화소의 휘도치보다 낮지 않을 때, 중앙 화소의 휘도치에 「고」마크를 부여한다.

(4) 인접 화소의 휘도치와 중앙 화소의 휘도치의 관계가 상기 (1)∼(3)의 관계 이외인 경우, 중앙 화소에 「중간」마크를 부여한다.

또한, 「미정」이 되는 영역 중심선(스켈톤: 영역 단부로부터 등거리의 점군)을 추출하여, 상기 영역 중심선상의 화소의 휘도치를 인접한 두 마스크의 임계치에 의한 휘도치의 중간치로 하도록(제13도 ∼ 제16도 참조), 스켈톤 휘도 결정기(20)가 동작하여, 결정된 휘도치를 상기 국부 화상 메모리(17)에 기입한다. 이와 같이, 다치 결정 오퍼레이터(19)와 스켈톤 휘도 결정기(20)에 의해 휘도 결정 작업이 종료된다. 다음에, 휘도 보간면 연산기(21)가 휘도 미정 화소의 휘도치를, 예컨대 제12도의 (a)에 「중간 레벨」, 「저레벨」, 「고레벨」로서 나타나는 휘도치로 결정한다. 또는, 영역 중심선상의 화소의 휘도치를 인접한 두 마스크의 임계치에 의한 휘도치의 중간치로 한 후에, 잔류한 휘도치 미정 화소의 휘도치에 대해 제25도에 도시된 바와 같이 1차 보간법에 의해 휘도치를 결정한다. 즉, 휘도치 미정의 화소(px)의 일정 방향의 양쪽 연장선 끝에 있는 기지의 휘도의 화소(p1, p2, 또는 p3, p4)의 휘도치(z1, z2, 또는 z3, z4)와 거리(r1, r2, 또는 r3, r4)를 이용해서 1차 보간하여 휘도치를 결정한다. 실제로는 상기한 바와 같이, 제26도에 도시된 바와 같이, 4 방향의 8 화소를 고려하여 결정한다. 즉, 상기 휘도치 미정 화소의 휘도치를 이 화소의 각기 다른 방향에서의 일정 방향의 직선의 양쪽 연장선 끝에 있는 기지의 휘도 화소의 휘도치와 거리를 이용하는 1차 보간법을 이용한다. 또는, 휘도치 미정 화소의 휘도치를 휘도치 미정의 화소 근처의 휘도치가 기지의 3 화소를 이용하여 행해지는 면보간치를 이용하기도 한다.

각 신호 처리 회로(14-1, 14-2,...,14-n)에서 각각 신호 처리를 행하여 신장된 화상 신호는 화상 메모리(22, 23)에 저장된다. 상기 2개의 화상 메모리(22, 23)는 서로 순차 교호로 기록 동작과 판독 동작을 반복하는 동작을 한다. 상기 화상 메모리(22, 23)로부터 판독된 화상 신호는 영상 신호 발생기(24)에 의해 특정 주사 표준의 텔레비젼 방식에 따라 영상 신호로서 모니터 수상기(25)에 공급되고, 모니터 수상기의 표시면상에 재생 화상이 표시된다.

[색차 성분에의 적용]

먼저, 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법의 색차 성분에 대한 취급 원리를 설명한다.

칼라 화상 정보가 먼저 제31도에 도시된 바와 같이, 휘도 성분과 색차 성분으로 나누어진다. 색차 성분은 색차 성분(U(B-Y))과 색차 성분(V(R-Y)으로 분리된다. 화상 정보가 RGB 성분으로 표현된 경우에는 최초로 휘도 성분과 색차 성분으로 교환된다.

분리된 휘도성분에 대해서는, [휘도 성분에의 적용]에 있어서 상기 방법에 따라, 복수의 휘도치의 임계치마다 등휘도선을 추출한다. 이 등휘도선으로부터, 다각형 근사에 의해 소정의 규칙에 따라 특징점을 추출한다. 화상의 휘도 성분의 정보는 이 특징점의 좌표와 휘도치에 압축된다.

여기서, 어떤 임계치의 등휘도선의 예(특징점으로 표시됨)를 제32도에 나타낸다. 여기서, 특징점의 정보로서 좌표점 열(座標点列)(x1, y1), (x2, y2),...,(x5, y5)을 얻을 수 있다.

이 좌표점 열을 구성하는 각각의 좌표를 화상내의 어드레스로 하는 화소에 대해서, 제33도에 도시된 바와 같이, 그 색차 성분치를 색차 성분에 의해 추출한다. 특징점의 좌표점 열에 대응하여, 색차 성분(U(B-Y))에 대해서는 u1, u2,,...,u5, 색차 성분(V(R-Y))에 대해서는 v1, v2,..., v5가 얻어진다. 이들을 각 특징점의 좌표에 부가하여 새로이 4차원 데이터열(x1, y1, u1, v1), (x2, y2, u2, v2),..., (x5, y5, u5, v5)을 구성한다.

즉, 이 4차원 데이터 열에 칼라 화상 정보를 압축 부호화한다. 또한, 실제의 화상에서는 색차 성분으로서는 서브 샘플링된 것을 사용하는 경우가 많기 때문에, 등휘도선에서 얻어진 좌표치에 대응하는 색차 성분치를 얻는데에는 x 좌표치, y 좌표치를 각각 1/2로 한 것을 어드레스로 하여 색차 성분을 추출할 필요가 없다.

또는, 제34도에 나타낸 보간 계산에 의해, 색차 성분을 휘도 성분과 동등한 화소수로 전개한 경우의 값을 구해서 색차 성분치로 할 필요가 있다. 여기에는, 얻어진 색차 성분(이 경우 U)으로부터 미지의 색차 성분을 구하는 방법이 도시되어 있다 즉, 이상은 등휘도선의 특징점에 색차 성분을 얻는 원리를 설명한 것이지만, 실제로는 다음과 같은 수정을 가한다.

즉, 색이 변화하는 경계에 있어서, 등휘도선이 1개만 추출된 경우에는, 색차치는 어느쪽이든 한쪽 색의 값이 양측의 색중 중간색을 취하게 된다. 이것은 현재 화상의 색이 재현되지 않음을 의미한다. 특히, 등휘도선의 특징점의 수가 적은 경우, 화질의 열화가 현저해진다. 그래서, 이것을 회피하기 위해 색차 성분치로서는, 등휘도선의 양측의 색차 성분치를 부가한 것을 채용한다.

제32도에 도시된 바와 같이, 특징점 정보로서, 좌표점 열(x1, y1), (x2, y2),...,(x5, y5)이 얻어질 때, 이들의 좌표치에 대응하는 그 좌측 화소의 색차 성분치(u11, u12,..., u15, 및 v11, v12, ..., v15)와, 그 좌측 화소의 색차 성분치(ur1, ur2, ..., ur5, 및 vr1, vr2, ..., vr5)를 색차 성분으로부터 추출한다.

좌우 화소의 위치는 다음과 같이 구한다. 등휘도선은 좌표점 열을 연결한 선이기 때문에, 각 특징점에 대하여 진행 방향의 우측과 좌측의 방향을 구한다(방향 벡터를 정함).

제39도에는 제32도에 도시된 등휘도선의 부분 좌표점 열(x2, y2)(x3, y3)(x4, y4)이 도시되어 있다. 좌표점(x3, y3)에 주목하면, 좌표점(x3, y3)으로부터는 이것과 전후의 좌표점을 각각 연결한 선을 2등분하는 선이 도시되어 있다. 이 선의 방향을 좌표점(x3, y3)의 화소에 대한 8개의 인접 화소의 위치에 맞추어, 좌우의 화소를 결정한다. 제40도에, 제39도에 나타낸 경우의 좌표점(x3, y3)의 화소의 우측 화소와 좌측 화소가 도시되어 있다. 제41도에는 중심 화소에 대한 8 인접 화소의 좌표치가 도시되어 있다.

이와 같이, 각 특징점에 대해 각각 좌우의 화소가 결정된다. 이들 화소의 색차 성분(제42도 참조)으로부터, 새로이 6차원 데이터 열(x1, y1, u11, v11, ur1, vr1), (x2, y2, u12, v12, ur2, vr2),...,(x5, y5, u15, v15, ur5, vr5)이 생성된다. 이에 의해, 칼라 화상이 압축 부호화된다.

이어서, 각 특징점에 부가된 색차 성분의 정보량을 삭감하기 때문에, 색차 성분에 대하여, 복원 후의 화상 품질에 악영향을 미치지 않는 정도의 작은 값의 상하(上下)를 무시하고, 어떤 점의 색차 성분에 대하여 대표치를 사용하는 방법을 설명한다.

먼저, 색차 성분에 대해 오차 허용치를 설정한다. 이 값은 전송하는 정보량과 복원 화상으로 구해진 화질에 의해, 어느 위치의 값이 적당한지를 경험적으로 구한 것이다. 등휘도선의 각 루프의 개시점(x1, y1)에서의 색차 성분(u1, v1)을 초기치로 한다. 다음의 특징점(x2, y2)의 색차 성분(u2, v2)과 앞의 점과의 색차 성분차가 허용치를 초과하는 않는 경우, 앞의 점의 색차 성분치를 그대로 채용한다.

특징점 열에 따라, 차례로 처리를 행하는 것이지만, 색차 성분차가 허용치를 초과한 경우에는, 해당 특징점에서의 색차 성분치를 새로운 대표치로서 채용하고, 루프의 종료점까지 처리를 계속한다. 구체적 예로서, 허용치를 5로 한 경우의 색차 성분의 삭감 열을 제38도에 나타낸다. 이 예에서는 특징점 1, 6, 7, 10, 12 에서 색차 성분치(u)가 변하고, 특징점 1, 6, 7, 10에서 색차 성분치(v)가 변한다. 화상 정보의 전송시에는 색차가 변할 때만, 색차 성분을 전송하면 되며, 이에 의해 전송량을 삭감할 수 있다.

다음에, 이와 같이 하여 부호화된 특징점 데이터로부터 색차 성분 화상을 복원하는 방법에 대하여 설명한다.

등휘도선의 특징점으로서 전송된 좌표점 열을 연결함으로써, 제35도에 도시된 선을 신장측에 묘화할 수 있다. 여기서, 색차 성분 화상을 복원하기 위해서는 이 선상의 화소치를 특징점에 부수하는 색차 성분치로부터 구하는 것이 필요하다. 위에서 설명한 바와 같은 대표치를 이용하는 방법에 의해, 모든 특징점에 대해 색차 성분이 결정되기 때문에, 선을 묘화할 때에 단점의 화소치는 각 특징점의 색차 성분치로 한다. 단점(端点)간의 중간 화소치는 제36도에 도시된 바와 같이 두 단점으로부터의 선형 보간에 의해 결정될 수 있다(이 경우, u'(미지)를 u1 및 u2(기지)에 의해 결정함). 이와 같이 하여 모든 등휘도선의 특징점에 의해 선묘화를 행하는 색차 성분치를 설정한 후에 미지의 화소에 대해서는 수평, 수직, 경사 방향에 기지의 색차 성분을 가진 화소를 탐색하여 얻은 주변 화소치에 의해 거리에 의한 선형 보간을 행하여 화소치를 결정한다(제37도). 이상의 처리를 색차 성분(U, V) 전체 화면에 대해 각각 행하고, 위에서 설명한 방법에 따라 복원을 행한 휘도 성분과 합성하여 칼라 화상을 복원한다.

또한, 상기 좌우의 화소의 색차 성분을 포함한 특징점 데이터로부터 색차 성분을 복원하는 방법에 대해 설명한다. 등휘도선의 특징점으로서 전송된 좌표점 열을 연결함으로써 신장측에 등휘도선을 묘화하게 된다. 여기서, 각 특징점에는 좌우의 화소의 색차 성분치가 부가되어 있기 때문에, 묘화할 때 상기 방법으로 좌우로 약간 옮겨서 화소 위치를 구하고, 좌우 각각의 선을 묘화한다. 그리고, 각 단점에 해당하는 색차 성분을 설정한 후, 선상의 색차 성분치를 선형 보간에 의해 결정한다. 미지의 화소에 대해, 보간하는 방법에 관해서는 1개의 색차 성분치를 사용하는 경우와 마찬가지로 행한다.

이상의 처리를 색차 성분(U, V) 각각에 대해 행하지 않고, 휘도 성분과 합성하여 칼라 화상을 복원한다.

다음에, 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 신호 압축 신장 방법을 실시하기 위한 구체적인 구성예를 설명한다.

제27도 내지 제29도에는 압축측, 제30도에 신장측의 블록도가 도시되어 있다. 화상원(1)으로부터 입력된 화상 신호는 ADC(아날로그/디지탈 변환부)(2)에서 A/D 변환된 후, 휘도 성분(Y)과 색차 성분(C)으로 분리되고, 각각 특정 휘도 레벨 정보의 추출부(5), 칼라 메모리(3)에 공급된다. 제27도 내지 제29도에 있어서, 특정 휘도 레벨 정보의 추출부(5), 휘도 메모리(6) 등 휘도선 트레이서(7), 다각형 근사 어드레스 리스트(9) 등에 의해 나타낸 휘도 성분에 대한 처리계에 대해서는, [휘도 성분에의 적용]에 있어서 상기한 것과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.

결과적으로, 휘도 성분 처리계에 있어서, 등휘도선 트레이서(7)에 의해 등휘도선이 추출되어, 다각형 근사된 특징점의 어드레스 리스트(9)가 출력된다.

또한, 색차 성분을 추출하기 위해, 이 다각형 근사 어드레스 리스트(9)로부터 색차 성분치 판독 보간기(58)에 대해 각 특징점 좌표의 데이터가 공급된다. 색차 성분치 판독 보간기(58)는 색차 성분치 데이터가 서브 샘플링되는 경우에도 대응하여, 칼라 메모리(3)에 액세스될 수 있도록 한 어드레스 변환과, 칼라 메모리(3)로부터 판독된 색차 성분차에 대한 보간 계산을 행한다. 이 보간 계산이 행해진 색차 성분치는 색차 성분치 리스트(59)에 부여된다.

제27도에서 도시된 화상 압축측의 구성예에 있어서는, 다음에 색차 성분치의 앞의 점과의 차분을 계산하고, 판정기(60)에서, 미리 오차 허용치 설정부(61)에 설정되어 있는 오차 허용치를 판정 기준으로 하여, 이것을 초과하는 경우에 색차 성분 데이터를 발생하고 색차 성분치 리스트(62)를 출력한다(제38도 참조).

이상에 의해 구해진 휘도 성분의 다각형 근사 어드레스 리스트(9)와 색차 성분 리스트(62)를 멀티플렉서(10)에 의해 다중화한 후, 부호화기(11)에 전송되고, 하프만 부호화 등의 공지의 부호 방식으로 변환되어, 전송로(12)를 통해 신장측으로 전송된다.

또한, 제28도에서 도시된 화상의 압축측의 구성예에 있어서는, 색차 성분치 리스트(59)의 색차 성분치는 차분 변환기(66)에 공급된다. 차분 변환기(66)에 있어서, 특징점간의 상관 관계를 이용하여 1개 앞의 색차 성분치와의 차분치를 얻고, 이것이 색차 성분치 리스트(59)에 부여된다. 이하는 제27도의 경우와 마찬가지로 오차 허용치와 판정기(60)에서 비교된다.

또한, 제29도에서 도시된 화상 압축측의 구성예에 있어서는, 제27도의 경우와 마찬가지로, 색차 성분치의 앞의 점과의 차분을 계산하고, 판정기(60)에 있어서, 미리 오차 허용치 설정부(61)에 설정된 오차 허용치를 판정 기준으로 하여 이것을 초과하는 경우에 색차 성분 데이터를 발생하여, 색차 성분치 리스트(62)를 출력한다(제38도 참조). 색차 성분 리스트(62)에 공급된 색차 성분치는 벡터 양자화기(68)에 공급된다. 벡터 양자화기(68)에서는 색차 성분치 리스트(62)에 포함된 색차 성분치의 벡터 공간내 분포에 기초하여, 색차 성분치의 (u, v)를 벡터로 간주하고, 밀집된 벡터군으로부터 대표 벡터를 선택하여 번호를 부여하고, 벡터 코드 리스트(69)를 통해 멀티플렉서(10)에 공급한다. 대표 벡터의 번호와 성분치의 대응표는 벡터 코드 북(70)을 통해 멀티플렉서(10)에 공급된다.

다음에, 제30도에 도시된 신장측의 구성에 대해 설명한다. 부호화기(13)는 수신 기능을 갖도록 구성된 것을 사용해도 된다. 또는, 복호화기(13)에 송신부를 전치시키도록 한 구성 양태로 되어 있어도 된다. 송신기(12)로부터 부여된 부호화 데이터는 복호화기(13)에서 복호화되고, 휘도 성분은 다각형 근사 어드레스 리스트(220)에 공급되고, 색차 성분은 색차 성분치 리스트(75)에 공급된다.

단점 어드레스 레지스터(15)에서부터 휘도 메모리(22)까지의 구성 부분에서는, 특정한 휘도 임계치를 이용하여 압축된 고능률 부호화 신호의 신호 처리를 행한다. 특징점 어드레스는 단점 어드레스 레지스터(15)와 단점 어드레스 레지스터(16)에 저장되고, 다음에 두 단점 어드레스로서 다각형 보간 마스크 생성기(18)에 부여된다. 다각형 보간 마스크 생성기(18)에서는 2개의 단점의 직선 보간 화소의 어드레스 산출을 행하고, 그 어드레스치를 국부 화상 메모리(17)에 지정 휘도로 기입한다.

다음에, 다각형 근사 어드레스 리스트(220)로부터 새로운 특징점 어드레스가 단점 어드레스 레지스터(15)에 공급되면, 단점 어드레스 레지스터(15)에 저장된 단점 어드레스는 단점 어드레스 레지스터(16)로 이동된다. 다각형 보간 마스크 생성기(18)에서는 상기 2개의 단점 직선 보간 화소의 어드레스의 산출을 행하고, 그 어드레스값을 국부 화상 메모리(17)에 지정 휘도로 기입한다.

다각형 보간 마스크 생성기(18)에서는 다각형 근사 어드레스 리스트(220)로 부터 새로이 특징점 어드레스가 공급될 때마다, 상기와 같은 동작을 행하고, 차례로 새로운 보간선을 산출하여 순차 어드레스를 국부 화상 메모리(17)에 지정 휘도로 기입한다.

그리고, 상기 보간선에 의해 폐곡선을 완성시키면, 다각형 보간 마스크 생성기(18)에서는 국부 화상 메모리(17)내의 폐곡선의 내부를 명암으로 채워서 특정 휘도 레벨의 마스크를 생성한다. 이 동작은 도시되지 않은 소정의 복수의 신호 처리부에서 행하지 않고, 제13도에 예시된 바와 같은 소정의 수의 마스크를 작성한다.

다각형 보간 마스크 생성기(18)에 있어서 마스크 생성이 종료되면, 다치 결정 오퍼레이터(19)와 스켈톤 휘도 결정기(20)가 국부 화상 메모리(17)의 휘도면을 다치 휘도화하도록 동작한다. 즉, 재현 화상의 품질 향상을 위해 휘도치의 보간 재현에 있어서, 상술한 바와 같이 8 인접 화소의 휘도치와의 관계에 의해 세심하게 보정된 휘도치를 갖추어 간다.

또한, 휘도치 미정 영역에 대해서는, 상기한 바와 같이(제19도 ∼ 제22도 참조), 영역 중심선(스켈톤), 즉 영역 단부로부터 등거리의 점 군을 추출하여, 영역 중심선상의 화소 휘도치를 인접한 두 마스크의 임계치에 의한 휘도치의 중간치로 하도록 스켈톤 휘도 결정기(20)가 동작하여, 결정된 휘도치를 상기 국부 화상 메모리(17)에 기입한다.

다치 결정 오퍼레이터(19)와 소켈톤 결정기(20)에 의한 상기와 같은 휘도 결정 작업이 종료되면, 휘도 보간면 연산기(21)가 휘도 미정 화소의 휘도치를 예컨대 제12도(a)에 「중간 레벨」, 「고레벨」, 「저레벨」로 나타낸 바와 같은 휘도치로 결정한다. 또한, 영역 중심선 상의 화소의 휘도치를 인접한 두 마스크의 임계치에 의한 휘도치의 중간치로 한 후에, 잔류한 휘도치 미정 화소의 휘도치에 대해서, 제25도 및 제26도에 설명한 바와 같은 1차 보간법에 의해 휘도치를 결정하기도 한다. 이에 대해서는 위에서 설명하였으므로 전부를 설명하지는 않는다.

이와 같이, 신호 처리가 행해져서 신장된 휘도 신호는 휘도 메모리(22)에 저장된다. 상기 휘도 메모리(22)는 2개의 메모리가 상호 순차 교호로 기록 동작과 판독 동작을 반복하는 동작을 한다. 상기 휘도 메모리(22)로부터 판독된 휘도 신호는 영상 신호 발생기(24)에 공급된다.

한편, 색차 성분치 리스트(75), 특징점 어드레스 및 색차 성분 리스트(76), 선 발생기(77), 보간 연산기(78), 칼라 메모리(79) 등에 의해 구성된 신호 처리부에서는 이하의 처리를 행한다. 즉, 제35도에 예시된 바와 같이, 등휘도선 상의 특징점의 좌표점 열을 연결하여 선묘화가 행해진다. 제36도에 예시되어 있는 바와 같이, 단점의 화소 색차 성분치가 각 특징점의 색차 성분치로 되고, 단점간의 중간 화소의 색차 성분치가 두 단점으로부터의 선형 보간에 의해 결정된다. 모든 등휘도선의 특징점에 의한 선묘화, 색차 성분치의 설정 후에, 제37도에 예시된 바와 같이, 색차 성분치가 미지의 화소에 대해 수평, 수직, 경사 방향에서, 기지의 색차 성분치를 가진 화소를 탐색하여 얻어진 주위 화소치에 의해 거리에 따른 선형 보간을 행하여 색차 성분을 결정한다.

즉, 색차 성분치 리스트(75)에서부터 칼라 메모리(79)에 이르는 신호 처리부에서는, 특징점 어드레스 및 색차 성분 리스트(76)에 있어서 특징점 어드레스와 색차 성분 리스트를 조합시키고, 이것을 선발생기(77)에 부여하며, 등휘도선 상의 색차 성분치를 칼라 메모리(79)에 전개한 후에, 보간 연산기(78)에 의해, 잔류한 미지의 색차 성분치를 보간에 의해 구하고, 칼라 메모리(79)내에서 색차 성분을 복원한다.

이 동작이 색차 성분(U,V)의 쌍방에 대하여 행해지며, 신호 처리에 의해 신장된 색차 신호가 칼라 메모리(79)에 저장된다. 칼라 메모리(79)는 2개의 메모리가 서로 순차 교호로 기록 동작과 판독 동작을 반복하도록 하여 동작한다. 칼라 메모리(79)로부터 판독된 휘도 신호는 영상 신호 발생기(24)에 공급된다.

그리고, 영상 신호 발생기(24)에서는 그것에 휘도 메모리(22)로부터 공급된 휘도 신호와, 칼라 메모리(79)로부터 공급된 색차 신호에 기초하여 특정한 주사 표준의 텔레비젼 방식에 따른 영상 신호를 발생하고, 이 신호를 모니터 수상기(25)에 공급하여 모니터 수상기 표시면상에 재생 화상을 표시한다.

[발명의 효과]

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법은 화상의 휘도 함수에 대한 소정의 휘도치의 등휘도선에 대해 특정한 조건에 맞는 특징점을 구하고, 이 특징점의 위치와 휘도치를 전송 및 기록하여, 화상 복원에 이용되도록 한 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 있어서, 압축할 때, 특정한 휘도치의 화소 윤곽을 추적하여 얻어진 특정 휘도 경계에 대해 이 경계를 구성하는 각 화소의 중심 위치로 특정 등휘도선 통과점 좌표를 이동시키도록 한 것이기 때문에, 종래, 화소의 윤곽을 측정하여 얻은 특정 휘도 경계를 기초로 재생 화상을 얻은 경우에, 추적 방향에 대해 특정한 쪽으로 1 화소분의 흑 화소를 발생시킴으로써 화질의 열화를 양호하게 개선시킨다.

또한, 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법은 상기 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 있어서, 신장할 때, 특정한 휘도치의 임계치마다 등휘도선을 작성하고, 상기 등휘도선을 경계로 하는 명 영역을 명 기호로, 암 영역을 암 기호로 각각 채워서, 명암 2치 부호에 의한 마스크를 작성하도록 함으로써, 화상 신장시에 화소의 휘도 정보를 결정할 때에도, 등휘도선(또는, 등휘도면) 사이에서 휘도 순서의 역전이 발생되지 않으며, 따라서, 화상에서의 휘도 분포에 이상한 상태를 생기게 해서 화질의 열화를 일으키지 않는다.

또한, 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법은 상기 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법에 있어서, 신장할 때, 상기 명암 2치 기호에 의한 마스크를 작성하고, 상기 마스크를 임계치에 의한 휘도치의 크기 순서로 배열하고, 인접하는 마스크 사이의 영역을 상기 인접한 두 마스크의 임계치에 의한 휘도치의 중간치로 채운 후에 각 화소의 휘도치가 상기 각 화소를 각각 중앙 화소로 하는 인접 8 화소의 휘도치와의 함수가, (1) 인접 화소의 휘도치가 중앙 화소의 휘도치와 동일할 때, 중앙 화소의 휘도치를 미정으로 하고, (2) 인접 화소의 휘도치가 중앙 화소의 휘도치보다 높지 않을 때, 중앙 화소의 휘도치를 「인접한 두 마스크의 임계치에 의한 휘도치의 중간치 - a」(단, a는 양의 값)로 하며, (3) 인접 화소의 휘도치가 중앙 화소의 휘도치보다 낮지 않을 때, 중앙 화소의 휘도치를 「인접한 두 마스크의 임계치에 의한 휘도치의 중간치 + a」로 하고, (4) 인접 화소의 휘도치와 중앙 화소의 휘도치의 관계가 상기 (1)∼(3)의 관계 이외인 경우, 중앙 화소의 휘도치를 인접한 두 마스크의 임계치에 의한 휘도치의 중간치로 한다는 조건에 따라 결정하고, 휘도치 미정 영역에 대해서는 영역 중심선을 추출하여, 상기 영역 중심선상의 화소의 휘도치를 인접한 두 마스크의 임계치에 의한 휘도치의 중간치로 하도록 하기 때문에, 대폭적인 화상 정보의 압축이 행해진 화상 데이터로부터 화상 신장시에 화소의 휘도 성분을 결정할 때에도, 다계조의 재생 화상을 등휘도선(또는, 등휘도면) 사이에서 휘도 순서의 역전이 생기지 않으며, 따라서, 화상에서의 휘도 분포에 이상한 상태를 유발하여 화질을 열화시키지 않는다.

또한, 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법은 상기 휘도치 미정 영역에 대해 상기와 같이 휘도치를 결정한 후에 항상 잔류하는 휘도치 미정 화소의 휘도치에 대해서는, 상기 휘도치 미정 화소의 일정 방향의 양쪽 연장선 끝에 있는 기지의 휘도의 화소 휘도치와 거리를 이용하여, 1차 보간법에 의해, 휘도치를 결정하기도 하고, 상기 휘도치 미정 화소의 휘도치를 휘도치 미정의 화소의 각각의 상이한 방향에서의 각각의 일정 방향의 직선의 양쪽 연장선 끝에 있는 기지의 휘도 화소의 휘도치와의 거리를 이용하여, 1차 보간법에 의해 얻은 휘도치의 평균치에 의해 결정하기도 하며, 상기 잔류한 휘도치 미정 화소의 휘도치를 휘도치 미정의 화소 근처의 휘도치가 기지의 3 화소를 이용하여 행해진 면 보간치에 의해 결정하도록 한 것이기 때문에, 휘도 성분과 색차 성분과의 특징점이 공유되어, 전송 정보량의 삭감이 실현됨 동시에, 색 어긋남 등에 의한 화상 품질의 열화를 없게 할 수 있고, 또한 복원 화상의 품질에 영향을 미치지 않는 정도의 색차를 대표치로 치환함으로써, 색 정보를 더욱 삭감시킬 수 있기 때문에 칼라 화상 정보의 고능률 압축을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법은 칼라 화상을 구성하고 있는 휘도 성분과 색차 성분내, 휘도 성분의 특정 휘도치마다 설정된 등휘도선에 대해 특정 조건에 맞는 특징점의 위치와 휘도치를 전송 및 기록하여, 화상 복원에 이용함과 동시에, 상기 칼라 화상에서의 색차 성분의 특징점의 위치도 상기 휘도 성분의 특징점의 위치와 같게 해서 그 위치의 색차 성분치를 전송 및 기록하여 화상 복원에 이용하도록 한 것이기 때문에, 휘도 성분과 색차 성분과의 특징점이 공유되어 전송 정보량의 삭감이 실현됨과 동시에, 색 어긋남 등에 의해 화상 품질이 열화되지 않도록 할 수 있고, 또한 복원 화상 품질에 영향을 미치지 않는 정도의 색차를 대표치로 치환함으로써 색 정보를 더욱 삭감시킬 수 있기 때문에 칼라 화상 정보의 고능률 압축을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 다차원 다치 칼라 화상 압축 신장 방법은 칼라 화상을 구성하고 있는 휘도 성분과 색차 성분내, 휘도 성분의 특정 휘도치 마다 설정된 등휘도 선에 대해 특정한 조건에 맞는 특징점의 위치와 휘도치를 전송 및 기록하여 화상 복원에 이용되는 동시에, 상기 칼라 화상에서의 색차 성분의 특징점의 위치도 상기 휘도 성분의 특징점의 위치와 같게 해서 그 위치의 색차 성분치를 전송 및 기록하여 화상 복원에 이용하도록 한 칼라 화상의 압축 신장 방법에 있어서, 등휘도선의 각 특징점에서의 각 색차 성분치에 대해서 허용치를 설정하고, 특징점에서의 색차 성분치가 허용치를 초과하지 않는 경우에는 그 특징점의 색차 성분치를 그 특징점의 앞의 특징점의 색차 성분치와 같은 값으로 해서 색차 성분치의 발생 빈도를 감소시키도록 함으로써, 휘도 성분과 색차 성분의 특징점이 공유되어 전송 정보량의 삭감이 실현됨과 동시에, 색 어긋남 등에 의해 화상 품질이 열화되지 않도록 할 수 있고, 또한 복원 화상의 품질에 영향을 미치지 않는 정도의 색차를 대표치로 치환함으로써, 색 정보를 더욱 삭감시킬 수 있기 때문에 칼라 화상 정보의 고능률 압축을 용이하게 할 수 있다.

Claims (13)

1. 화상의 휘도 함수에 대해 미리 결정된 특정 휘도치 마다 설정된 등휘도선에 대해 특정 조건에 맞는 특징점을 구하고, 상기 화상의 특징점의 위치와 휘도치를 전송 및 기록하여 화상 복원에 이용하도록 한 다차원 다치 화상 압축 신장 방법에 있어서, 압축할 때, 상기 등휘도선 상의 적어도 1개의 화소의 윤곽을 추적하고, 상기 윤곽상의 특정 등휘도선 통과점 좌표를 상기 화소의 중심 위치로 이동시키는 다차원 다치 화상 압축 신장 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 윤곽의 추적 방향이 상기 화상의 수직 주사 방향에 일치하는 경우에는, 상기 추적 방향의 좌측에서 상기 특정 등휘도선 통과점 좌표를 상기 화소의 중심 위치로 이동시키고, 상기 윤곽의 추적 방향이 상기 화상의 수평 주사 방향에 일치하는 경우에는, 상기 추적 방향의 우측에서 상기 특정 등휘도선 통과점 좌표를 상기 화소의 중심 위치로 이동시키는 다차원 다치 화상 압축 신장 방법.
3. 화상의 휘도 함수에 대해 미리 결정된 특정 휘도치 마다 설정된 등휘도선에 대해 특정 조건에 맞는 특징점을 구하고, 상기 화상의 특징점의 위치와 휘도치를 전송 및 기록하여 화상 복원에 이용하도록 한 다차원 다치 화상 압축 신장 방법에 있어서, 신장할 때, 적어도 1개의 특정 휘도치의 등휘도선을 얻기 위해, 상기 화상 상의 상기 등휘도선을 경계로 하는 영역을 임계치에 따라 명 영역과 암 영역으로 분리하고, 상기 각 영역을 명 기호와 암 기호로 채워서 상기 명암 2치 기호에 의해 상기 화상을 나타내는 마스크를 작성하는 다차원 다치 화상 압축 신장 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 화상을 나타내는 복수의 마스크를 각각 마스크에 대응하는 임계치에 의한 휘도치의 크기 순서로 배열하고, 인접하는 마스크 간의 영역을 상기 인접한 두 마스크 각각의 임계치에 의한 휘도치의 중간치로 나타내며, 상기 마스크내의 적어도 1개의 소정 화소의 제1 휘도치와, 상기 소정 화소를 중심 화소로 하는 주변 8 화소의 제2 휘도치의 함수가, (1) 상기 제2 휘도치가 상기 제1 휘도치와 같을 때에는 상기 제1 휘도치를 미정으로 하고, (2) 상기 제2 휘도치가 상기 제1 휘도치 보다 높지 않을 때에는 상기 제1 휘도치를 상기 중간치 -a(단, a는 양의 값)로 하고, (3) 상기 제2 휘도치가 상기 제1 휘도치 보다 낮지 않은 때에는 상기 제1 휘도치를 상기 중간치 +a로 하며, (4) 상기 제1, 제2 휘도치의 함수가 상기 (1)∼(3)의 함수 이외의 경우에는 상기 제1 휘도치를 상기 중간치로 해서, 상기 휘도치를 미정으로 된 화소를 포함한 영역에서 영역 중심선을 추출하고, 상기 영역 중심선상의 적어도 1개의 화소를 상기 중간치로 하는 다차원 다치 화상 압축 신장 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 영역 중심선에서 벗어난 상기 휘도치 미정으로 된 화소로부터의 적어도 1개의 소정 방향의 연장선 양단에 있는 2개의 기지의 휘도의 화소의 휘도치와 상기 휘도치 미정으로 된 화소로부터의 거리를 이용하여, 1차 보간법에 의해, 상기 영역 중심선에서 벗어난 휘도치 미정으로 된 화소의 휘도치를 결정하는 다차원 다치 화상 압축 신장 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 영역 중심선에서 벗어난 휘도치 미정 화소로부터의 복수의 방향에서의 각 방향의 직선의 두 연장선 끝에 있는 기지의 휘도의 화소의 휘도치와 상기 휘도치 미정으로 된 화소와의 거리를 이용하여, 1차 보간법에 의해 얻은 휘도치의 평균치에 의해 상기 영역 중심선에서 벗어난 휘도치 미정으로 된 화소의 휘도치를 결정하는 다차원 다치 화상 압축 신장 방법.
7. 제4항에 있어서, 상기 영역 중심선에서 벗어난 휘도치 미정으로 된 화소의 근처의 휘도치가 기지의 3 화소를 이용하여 얻은 면 보간치에 의해, 상기 영역 중심선에서 벗어난 휘도치 미정으로 된 화소의 휘도치를 결정하는 다차원 다치 화상 압축 신장 방법.
8. 제4항에 있어서, 상기 인접한 마스크의 임계치의 간격을 d로 한 때, a = d / 3으로 한 다차원 다치 화상 압축 신장 방법.
9. 칼라 화상을 구성하고 있는 휘도 성분과 색차 성분내의 상기 휘도 성분에서의 미리 결정된 특정 휘도치 마다 설정된 등휘도선에 대해 특정 조건에 맞는 복수의 특징점의 상기 화상상의 2차원 어드레스와 휘도치를 구하고, 상기 특징점의 상기 색차 성분으로부터 색차 성분치를 구하며, 상기 색차 성분치를 상기 휘도 성분의 2차원 어드레스에 더하여 4차원 어드레스로 하고, 상기 색차 성분의 특징점의 위치도 상기 휘도 성분의 특징점의 위치와 같게 해서 그 위치의 색차 성분치를 전송 및 기록하여 화상 복원에 이용하도록 한 칼라 화상 압축 신장 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 등휘도선 상의 각 특징점에서의 각 색차 성분치에 대해 허용치를 설정하고, 상기 각 특징점에서의 색차 성분치가 허용치를 초과하지 않은 경우에는, 그 특징점의 색차 성분치를 그 특징점 앞의 특징점의 색차 성분치와 같은 값으로 해서 색차 성분치의 발생 빈도를 감소시키도록 한 칼라 화상 압축 신장 방법.
11. 제9항에 있어서, 차분법에 의해 상기 색차 성분치를 구하는 칼라 화상의 압축 신장 방법.
12. 제9항에 있어서, 대수차분법에 의해 상기 색차 성분치를 구하는 칼라 화상 압축 신장 방법.
13. 제9항에 있어서, 벡터 양자화법에 의해 상기 색차 성분치를 구하는 칼라 화상 압축 신장 방법.