(57)【要約】【課題】  動き補償予測を行うＭＰＥＧ圧縮器などの画像圧縮器を利用した画像圧縮伸張法におけるデータ圧縮率を向上させることを目的とする。【解決手段】  画像データは、ＤＳ領域分割部１３０において多数のＤＳ領域に分割され、重要領域として指定された領域以外のＤＳ領域は、ダウンサンプリング部１３２により縮小データに変換される。再配置部１３３は、重要領域の水平幅に合わせた画像領域内に重要領域及び各縮小データを配置し、縮小画像データを生成する。その際、重要領域は、画像データの先頭に配置される。この様にして縮小化された画像データは、ＭＰＥＧエンコーダ３２に入力され、動き補償領域ごとに動き補償予測、ＭＰＥＧブロックごとに符号化処理が行われる。復元時には、ＭＰＥＧデコーダにより伸張処理された後、ヘッダ情報に基づいて元の配置を復元し、縮小データについては補間処理を行って、画像データが復元される。【選択図】  図９
2006262390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データをブロックサイズの整数倍からなる２以上のダウンサンプリング領域に分割するダウンサンプリング領域分割ステップと、
上記ダウンサンプリング領域からなる隣接領域を非縮小領域として指定する非縮小領域指定ステップと、
上記非縮小領域を除く上記各ダウンサンプリング領域について、ダウンサンプリングを行ってピクセル数を減少させ、上記ブロックサイズの整数倍からなる縮小データを生成するダウンサンプリングステップと、
上記非縮小領域及び上記各縮小データを配置し、非縮小領域のサイズ及び位置情報をヘッダ情報として含む縮小画像データを生成する再配置ステップと、
上記縮小画像データを上記ブロックサイズからなるブロック領域に分割し、隣接する複数のブロック領域からなる動き補償領域ごとに動き補償予測を行い、ブロック領域ごとに符号化処理を行って圧縮画像データを生成するデータ圧縮ステップと、
圧縮画像データに対する上記ブロック領域ごとの復号化処理及び上記動き補償領域ごとの動き補償予測に基づいて、画像データを復元するデータ伸張ステップと、
復元された画像データ中に含まれる非縮小領域及び各縮小データの配置を上記ヘッダ情報に基づいて復元する配置復元ステップと、
復元された画像データ中に含まれる各縮小データについてピクセルデータを補間し、上記ダウンサンプリング領域からなる画像データに復元する補間ステップとを備えた画像圧縮伸張法。
【請求項２】
画像データをブロックサイズの整数倍からなる２以上のダウンサンプリング領域に分割するダウンサンプリング領域分割手段と、
上記ダウンサンプリング領域からなる隣接領域を非縮小領域として指定する非縮小領域指定手段と、
上記非縮小領域を除く上記各ダウンサンプリング領域について、ダウンサンプリングを行ってピクセル数を減少させ、上記ブロックサイズの整数倍からなる縮小データを生成するダウンサンプリング手段と、
上記非縮小領域及び上記各縮小データを配置し、非縮小領域のサイズ及び位置情報をヘッダ情報として含む縮小画像データを生成する再配置手段と、
上記縮小画像データを上記ブロックサイズからなるブロック領域に分割し、隣接する複数のブロック領域からなる動き補償領域ごとに動き補償予測を行い、ブロック領域ごとに符号化処理を行って圧縮画像データを生成するデータ圧縮手段とを備えた画像圧縮装置。
【請求項３】
上記ダウンサンプリング領域分割手段は、画像データを上記動き補償領域の整数倍からなるダウンサンプリング領域に分割することを特徴とする請求項２に記載の画像圧縮装置。
【請求項４】
上記非縮小領域指定手段は、上記動き補償領域の整数倍からなる矩形状の隣接領域を非縮小領域として指定することを特徴とする請求項２に記載の画像圧縮装置。
【請求項５】
上記再配置手段は、非縮小領域を縮小画像データの先頭に配置することを特徴とする請求項４に記載の画像圧縮装置。
【請求項６】
上記再配置手段は、非縮小領域の水平幅と同一幅の縮小画像データを生成する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】
上記再配置手段は、フィルデータからなるブロック領域を画像データに付加し、画像データを矩形形状に整形して縮小画像データを生成することを特徴とする請求項２に記載の画像圧縮装置。
【請求項８】
画像データの一部をダウンサンプリングして得られたブロックサイズの整数倍からなる縮小データを非縮小領域とともに再配置し、更に隣接する複数のブロック領域からなる動き補償領域ごとの動き補償予測に基づく符号化処理が行われた圧縮画像データを伸張する画像伸張装置であって、
圧縮画像データに対し、上記ブロックサイズからなるブロック領域ごとに復号化処理を行うとともに、上記動き補償領域ごとに動き補償予測を行い、画像データを復元するデータ伸張手段と、
復元された画像データ中に含まれる非縮小領域及び各縮小データの配置を当該画像データにヘッダ情報として含まれる非縮小領域のサイズ及び位置情報に基づいて復元する配置復元手段と、
復元された画像データ中に含まれる各縮小データについてピクセルデータを補間し、上記ブロックサイズの整数倍からなる複数のダウンサンプリング領域により構成される画像データに復元する補間手段とを備えた画像伸張装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像圧縮伸張法、画像圧縮装置及び画像伸張装置に係り、更に詳しくは、画像データを分割する複数のブロック領域からなる動き補償領域ごとに動き補償予測が行われるＭＰＥＧなどの画像圧縮伸張法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の静止画像からなる動画像の圧縮伸張方法としては、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）規格が知られている。ＭＰＥＧ規格は、ＩＳＯ（International Standards Organazasion）などにより標準化された画像処理規格であり、フレーム間差分に基づく動き補償予測によって行われる画像データの圧縮伸張方法が規定されている。
【０００３】
ＭＰＥＧ規格によるデータ圧縮器（以下、ＭＰＥＧ圧縮器と呼ぶ）では、８×８ピクセルを１ブロックとして、入力された画像データをフレームごとに多数のブロック領域に分割し、隣接する４つのブロック領域からなる動き補償領域ごとに動き補償予測が行われ、ブロック領域ごとに符号化処理が行われる。この動き補償予測では、現フレームと、前後のフレームとの差分に基づいて動き補償領域ごとの動きが予測され、符号化処理では、この動き予測結果に基づいてフレーム間の差分値がＤＣＴ及び量子化される。
【０００４】
ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform：離散コサイン変換）は、ピクセルデータに関する空間座標を周波数座標に変換する直交変換であり、量子化処理では、量子化テーブルによってＤＣＴ係数ごとに規定されるデータに量子化ファクタＱを乗じた値が量子化ステップ幅として用いられる。ＤＣＴ処理で求められたＤＣＴ係数を当該量子化ステップ幅により量子化することにより、データ量の削減が不可逆的に行われる。
【０００５】
一方、ＭＰＥＧ規格によるデータ伸張器（以下、ＭＰＥＧ伸張器と呼ぶ）では、入力された圧縮画像データがブロック領域ごとに復号化されるとともに、動き補償領域ごとに動き補償予測が行われ、画像データが復元される。
【０００６】
上述したＭＰＥＧ圧縮器において、データ圧縮率をより高めようとした場合、量子化テーブル又は量子化ファクタＱを変更し、量子化ステップ幅をより大きくする必要がある。しかしながら、不可逆処理である量子化処理において多くのデータ量を削減すれば、復元された画像データの品質が著しく劣化する。しかも、この品質劣化は画像全体にわたって生じることから、画像中に重要領域と非重要領域とがある場合であっても、双方の領域において画像品質が一様に劣化してしまうという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、ＭＰＥＧ圧縮処理の前処理として、画像データを複数の小領域に分割し、一部の小領域についてピクセル数を減少させるダウンサンプリング処理を行うようにすることが考えられる。具体的には、画像データをブロックサイズの整数倍からなる小領域に分割し、ダウンサンプリングによってブロックサイズに一致する縮小データを生成させる。そして、この縮小データと、ダウンサンプリングが行われなかった小領域を画像データの先頭から順に配置して縮小画像データを生成させる。縮小データを配置する際には、縮小データを小領域内に順に配置し、小領域内の残りの部分にフィルデータが挿入される。このフィルデータは、画像データを復元する際にダウンサンプリングが行われたか否かを識別するために挿入されるピクセルデータであり、ダウンサンプリングが行われなかった小領域以外の小領域には必ず挿入される。
【０００８】
この方法を用いれば、一部の小領域についてデータ量を削減する処理がデータ圧縮処理の前処理として行われるので、汎用の画像圧縮器を利用しつつ、データ圧縮率を向上させることができる。特に、画像中に重要領域及び非重要領域がある場合、非重要領域についてのみデータ量を削減すれば、重要領域における画質を劣化させることなく、データ圧縮率を向上させることができる。
【０００９】
しかし、フレーム間差分に基づく動き補償予測を行うＭＰＥＧ圧縮器などの画像圧縮器を用いる場合、動き補償領域ごとの動き予測によってフィルデータが書き換えられ、画像データが復元できなくなってしまうという問題があった。すなわち、動き予測の際には、現フレームの動き補償領域に対して前後のフレームにおける当該動き補償領域を含む周辺領域が動き予測の調査対象となり、この周辺領域との差分に基づいて動きが識別されるので、現フレームの動き補償領域とは異なる領域との差分値が符号化される場合が生じる。この様な場合には、小領域内に配置されているフィルデータが変更され、ダウンサンプリングが行われなかった小領域と同様に処理されるので、圧縮後の画像データを適切に復元することが困難となる。
【００１０】
また、重要領域が隣接する複数の小領域からなる場合には、縮小画像データを生成する際、重要領域が小領域ごとに分割して再配置されるので、当該重要領域についての動き予測が適切に行われないという問題もあった。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、フレーム間差分に基づく動き補償予測を行うＭＰＥＧ圧縮器などの画像圧縮器を利用した画像圧縮伸張法におけるデータ圧縮率を向上させることを目的とする。特に、汎用の画像圧縮器及び画像伸張器を利用することができ、画像中の重要領域における画質を劣化させることなくデータ圧縮率を向上することができる画像圧縮伸張法を提供することを目的とする。また、画像中の重要領域についての動き予測を適切に行うことができる画像圧縮伸張法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の本発明による画像圧縮伸張法は、画像圧縮法及び画像伸張法からなる。この画像圧縮法は、ダウンサンプリング領域分割ステップ、非縮小領域指定ステップ、ダウンサンプリングステップ、再配置ステップ及びデータ圧縮ステップにより構成される。また、上記画像伸張法は、データ伸張ステップ、配置復元ステップ及び補間ステップにより構成される。
【００１３】
ダウンサンプリング領域分割ステップは、画像データをブロックサイズのｎ倍（ｎは２以上の整数）からなる２以上のダウンサンプリング領域に分割する。非縮小領域指定ステップは、ダウンサンプリング領域からなる隣接領域を非縮小領域として指定する。ダウンサンプリングステップは、非縮小領域を除く各ダウンサンプリング領域について、ダウンサンプリングを行ってピクセル数を減少させ、ブロックサイズのｍ倍（ｍはｎよりも小さな１以上の整数）からなる縮小データを生成する。再配置ステップは、非縮小領域及び各縮小データを配置し、非縮小領域のサイズ及び位置情報をヘッダ情報として含む縮小画像データを生成する。データ圧縮ステップは、縮小画像データをブロックサイズからなるブロック領域に分割し、隣接する複数のブロック領域からなる動き補償領域ごとに動き補償予測を行い、ブロック領域ごとに符号化処理を行って圧縮画像データを生成する。この様な構成により、画像領域の一部についてダウンサンプリングを行い、非縮小領域及び縮小データの再配置を行って、データ圧縮ステップの前処理として、画像データを空間的に圧縮することができる。また、非縮小領域を重要領域として指定すれば、縮小画像データを生成する際に、この非縮小領域は分割することなく再配置されるので、当該非縮小領域についての動き予測を適切に行うことができる。
【００１４】
データ伸張ステップは、圧縮画像データに対する上記ブロック領域ごとの復号化処理及び上記動き補償領域ごとの動き補償予測に基づいて、画像データを復元する。配置復元ステップは、復元された画像データ中に含まれる非縮小領域及び各縮小データの配置をヘッダ情報に基づいて復元する。補間ステップは、復元された画像データ中に含まれる各縮小データについてピクセルデータを補間し、ダウンサンプリング領域からなる画像データに復元する。この様な構成により、ヘッダ情報に基づいて非縮小領域及び縮小データの配置が復元されるので、非縮小領域のサイズ又は位置が変更された場合であっても、空間的に圧縮された画像データをデータ伸張ステップの後処理によって適切に復元することができる。
【００１５】
第２の本発明による画像圧縮装置は、画像データをブロックサイズの整数倍からなる２以上のダウンサンプリング領域に分割するダウンサンプリング領域分割手段と、上記ダウンサンプリング領域からなる隣接領域を非縮小領域として指定する非縮小領域指定手段と、上記非縮小領域を除く上記各ダウンサンプリング領域について、ダウンサンプリングを行ってピクセル数を減少させ、上記ブロックサイズの整数倍からなる縮小データを生成するダウンサンプリング手段と、上記非縮小領域及び上記各縮小データを配置し、非縮小領域のサイズ及び位置情報をヘッダ情報として含む縮小画像データを生成する再配置手段と、上記縮小画像データを上記ブロックサイズからなるブロック領域に分割し、隣接する複数のブロック領域からなる動き補償領域ごとに動き補償予測を行い、ブロック領域ごとに符号化処理を行って圧縮画像データを生成するデータ圧縮手段とを備えて構成される。
【００１６】
第３の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記ダウンサンプリング領域分割手段が、画像データを上記動き補償領域の整数倍からなるダウンサンプリング領域に分割するように構成される。この画像圧縮装置では、画像データが動き予測の処理単位としての動き補償領域のｋ倍（ｋは１以上の整数）からなるダウンサンプリング領域に分割され、この様なダウンサンプリング領域からなる隣接領域が非縮小領域として指定される。この様な構成によれば、非縮小領域が常に動き補償領域の整数倍となるので、当該非縮小領域についての動き予測を適切に行うことができる。
【００１７】
第４の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記非縮小領域指定手段が、動き補償領域の整数倍からなる矩形状の隣接領域を非縮小領域として指定するように構成される。この様な構成によれば、非縮小領域が常に動き補償領域の整数倍となるので、データ圧縮手段として、ＭＰＥＧ圧縮器などの汎用の画像圧縮器を用いて、当該非縮小領域についての動き予測を適切に行うことができる。
【００１８】
第５の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記再配置手段が、非縮小領域を縮小画像データの先頭に配置するように構成される。この様な構成によれば、縮小画像データにおける非縮小領域の位置が予め規定されるので、縮小画像データを正しく復元することができる。すなわち、非縮小領域及び縮小データの配置を復元する際には、縮小画像データにヘッダ情報として含まれている非縮小領域のサイズ情報に基づいて、当該縮小画像データについての非縮小領域及び縮小データの切り分けを適切に行うことができるので、非縮小領域及び縮小データの配置を正しく復元することができる。
【００１９】
第６の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記再配置手段が、非縮小領域の水平幅と同一幅の縮小画像データを生成するように構成される。この様な構成によれば、縮小画像データにおいて先頭に配置される矩形状の非縮小領域に関し、縮小データと接する辺が水平方向の１辺のみとなるので、動き予測によって非縮小領域とは異なる縮小データとの差分値が符号化されるのを効果的に抑制することができる。
【００２０】
第７の本発明による画像圧縮装置は、上記構成に加えて、上記再配置手段が、フィルデータからなるブロック領域を画像データに付加し、画像データを矩形形状に整形して縮小画像データを生成するように構成される。この様な構成によれば、データ圧縮手段として、ＭＰＥＧ圧縮器などの汎用の画像圧縮器を用いることができる。
【００２１】
第８の本発明による画像伸張装置は、画像データの一部をダウンサンプリングして得られたブロックサイズの整数倍からなる縮小データを非縮小領域とともに再配置し、更に隣接する複数のブロック領域からなる動き補償領域ごとの動き補償予測に基づく符号化処理が行われた圧縮画像データを伸張する画像伸張装置であって、圧縮画像データに対し、上記ブロックサイズからなるブロック領域ごとに復号化処理を行うとともに、上記動き補償領域ごとに動き補償予測を行い、画像データを復元するデータ伸張手段と、復元された画像データ中に含まれる非縮小領域及び各縮小データの配置を当該画像データにヘッダ情報として含まれる非縮小領域のサイズ及び位置情報に基づいて復元する配置復元手段と、復元された画像データ中に含まれる各縮小データについてピクセルデータを補間し、上記ブロックサイズの整数倍からなる複数のダウンサンプリング領域により構成される画像データに復元する補間手段とを備えて構成される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、フレーム間差分に基づく動き補償予測を行うＭＰＥＧ圧縮器などの画像圧縮器を利用した画像圧縮伸張法におけるデータ圧縮率を向上させることができる。特に、汎用の画像圧縮器及び画像伸張器を利用することができ、画像中の重要領域における画質を劣化させることなくデータ圧縮率を向上することができる。また、画像中の重要領域についての動き予測を適切に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
実施の形態１．
<画像伝送システム>
図１は、本発明の実施の形態１による画像圧縮伸張システムの一構成例を示したブロック図であり、画像伝送システムの例が示されている。この画像伝送システムは、通信ネットワーク１００により接続された送信側ユニットＵｔ及び受信側ユニットＵｒからなり、画像データを圧縮して、送信側ユニットＵｔから受信側ユニットＵｒへ伝送することができる。ここでは、送信側ユニットＵｔに接続された画像入力装置１０１の画像データが、受信側ユニットＵｒに接続された画像出力装置１０２に伝送される。
【００２４】
通信ネットワーク１００は、デジタルデータを伝送するための有線又は無線の通信回線からなり、必要に応じて交換機や中継機などが含まれる。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、インターネット、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）などのパケット通信網やその他のデジタルネットワークを利用することができる。
【００２５】
画像入力装置１０１は、画像データを提供する装置であり、例えば、カメラなどの撮像装置、スキャナなどの画像読取装置、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）などのデータ記憶装置からなる。本実施の形態では、画像入力装置１０１が、ＲＧＢフォーマットからなる静止画の画像データを生成し、送信側ユニットＵｔへ出力しているものとする。なお、本明細書における静止画とは、２次元的な広がりをもって配置された多数のピクセルからなる画像を意味し、動画を構成する各フレーム画像やフレーム間の差分画像なども含まれる。
【００２６】
画像出力装置１０２は、受信側ユニットＵｒから出力される画像データを利用する装置であり、例えば、ＬＣＤなど表示装置、プリンタなどの画像形成装置、ＨＤＤなどのデータ記憶装置からなる。
【００２７】
<送信側ユニット>
図２は、図１の送信側ユニットＵｔの一構成例を示したブロック図である。この送信側ユニットＵｔは、ＹＵＶ変換部１０、画像圧縮部１１及びデータ送信部１２により構成される。画像入力装置１０１において生成された画像データは、まず、ＹＵＶ変換部１０においてＹＵＶフォーマットの画像データへ変換された後、画像圧縮部１１において圧縮処理され、データ量が削減された圧縮データとなる。この圧縮データが、データ送信部１２によって通信ネットワーク１００へ送出される。
【００２８】
ＹＵＶ変換部１０は、ＲＧＢフォーマットの画像データを予め定められたＹＵＶフォーマット（例えばＹＵＶ４１０，４１１，４２０，４２２，４４４）の画像データへ変換するフォーマット変換手段である。なお、画像入力装置１０１からＹＵＶフォーマットの画像データが入力される場合や、ＲＧＢフォーマットの画像データのままでＪＰＥＧ圧縮を行う場合には、ＹＵＶ変換部１０は省略される。
【００２９】
画像圧縮部１１は、画像縮小コンバータ１３及びＪＰＥＧエンコーダ１４により構成される。画像縮小コンバータ１３は、入力画像を多数の小領域に分割し、一部の指定領域を除く各小領域について解像度を低下させ、更に画像データを再配置することによって画像全体のサイズを縮小化させている。この低解像度化は、要求される画像品質に応じて上記小領域ごとに行われる。一方、ＪＰＥＧエンコーダ１４は、画像データに対し、ＪＰＥＧ規格による圧縮処理を行って、データ量が更に削減された圧縮データを生成している。
【００３０】
<受信側ユニット>
図３は、図１の受信側ユニットＵｒの一構成例を示したブロック図である。この受信側ユニットＵｒは、ＲＧＢ変換部２２、画像伸張部２１及びデータ受信部２０により構成される。送信側ユニットＵｔから通信ネットワーク１００へ送出された圧縮データは、データ受信部２０によって受信される。受信された圧縮データは、画像伸張部２１において伸張処理され、ＹＵＶフォーマットの画像データが復元される。この画像データは、ＲＧＢ変換部２２においてＲＧＢフォーマットへ変換され、画像出力装置１０２へ出力される。
【００３１】
画像伸張部２１は、ＪＰＥＧデコーダ２３及び画像拡大コンバータ２４からなる。データ受信部２０からの圧縮データは、ＪＰＥＧデコーダ２３においてＪＰＥＧ規格による伸張処理が行われ、ＪＰＥＧ圧縮前の画像データが復元される。伸張された画像データは、画像拡大コンバータ２４における高解像度化よって画像サイズを拡大し、低解像度化前の画像データが復元される。
【００３２】
ＲＧＢ変換部２２は、画像拡大コンバータ２４から出力されるＹＵＶフォーマットの画像データをＲＧＢフォーマットに変換し、画像出力装置１０２へ出力している。なお、画像出力装置１０２にＹＵＶフォーマットの画像データを入力する場合や、ＲＧＢフォーマットの画像データのままでＪＰＥＧ圧縮を行っている場合には、ＲＧＢ変換部２２は省略される。
【００３３】
<画像圧縮部>
図４は、図２の画像圧縮部１１の一構成例を示したブロック図であり、画像縮小コンバータ１３及びＪＰＥＧエンコーダ１４について詳細な構成例が示されている。画像縮小コンバータ１３は、ダウンサンプリング領域分割部（ＤＳ領域分割部）１３０、非縮小領域指定部１３１、ダウンサンプリング部１３２及び再配置部１３３により構成される。
【００３４】
［ＤＳ領域分割部］
ＤＳ領域分割部１３０は、ＹＵＶ変換された画像データを複数のダウンサンプリング領域（以下、ＤＳ領域という）に分割している。各ＤＳ領域は、任意のピクセル数を有し、任意の形状からなる領域とすることができるが、圧縮効率を考慮すれば、ＪＰＥＧエンコーダ１４において使用されるブロックを基本単位とし、その集合体をＤＳ領域とすることが望ましい。
【００３５】
ＪＰＥＧのブロックサイズは８×８ピクセルであることから、その整数倍であるＤＳ領域サイズとしては、１６×１６ピクセル、３２×３２ピクセル、２４×１６ピクセル、８×３２ピクセルなどが考えられる。
【００３６】
また、各ＤＳ領域は、異なるサイズであってもよいし、異なる形状であってもよいが、後述する再配置処理の容易さを考慮すれば、同一サイズ及び同一形状とすることが望ましく、さらに矩形形状（特に正方形形状）とすることがより望ましい。以下、本実施の形態では、画像領域全体を１６×１６ピクセルからなる同一サイズのＤＳ領域に分割する場合の例について説明する。
【００３７】
［非縮小領域指定部］
非縮小領域指定部１３１は、ダウンサンプリングを行わないＤＳ領域を非縮小領域として指定する動作を行っている。この非縮小領域は、例えば、オペレータによる操作入力に基づいて指定され、入力画像ごとに変更可能となっている。具体的には、画像データの低解像度化処理において画質を維持させる領域であって、１又は２以上のＤＳ領域からなる隣接領域が重要領域として非縮小領域に指定される。
【００３８】
ここでは、重要領域（非縮小領域）として矩形状の領域が指定されるものとする。なお、図示しないセンサーの出力信号に基づいて画像内の重要領域が判別され、非縮小領域として自動的に指定させても良い。また、画像データに基づいて重要領域を判別させることもできる。例えば、動画像のフレーム間での比較結果に基づいて、動きのある領域を重要領域と判別することができる。また、比較的変化の少ない平坦な画像領域を非重要領域と判別することもできる。
【００３９】
［ダウンサンプリング部］
ダウンサンプリング部１３２は、一部の指定領域（重要領域）を除く各ＤＳ領域について、当該ＤＳ領域を構成する各ピクセルデータのダウンサンプリングを行い、ピクセル数を減少させた縮小データに変換している。この縮小データのサイズは、ＪＰＥＧエンコーダにおける圧縮率を考慮すれば、ブロックサイズの整数倍にすることが望ましく、ここではブロックサイズ（８×８ピクセル）に一致させるものとする。
【００４０】
ダウンサンプリング処理は、非縮小領域指定部１３１によって指定された非縮小領域以外のＤＳ領域についてのみ行われ、非縮小領域内のＤＳ領域については入力データがそのまま出力され、非縮小領域外のＤＳ領域については縮小データが出力される。
【００４１】
この様なダウンサンプリング処理は、ＤＳ領域内のピクセルを抜き出す間引き処理や、ローパスフィルタを利用したフィルタ処理などにより実現される。その際、間引き処理のみでダウンサンプリング処理を実現してもよいが、フィルタ処理と間引き処理とを併用することによって、歪みの少ない高精度のダウンサンプリング処理を実現することができる。
【００４２】
例えば、ローパスフィルタとしてガウシアンフィルタを用いる処理では、１次元ガウシアンフィルタを画像データの水平方向に適用し、その結果、得られるデータに対して垂直方向に同じフィルタが適用される。この様にしてガウシアンフィルタによりフィルタ処理された画像データに間引き処理を行うことにより、精度よくダウンサンプリングを行うことができる。
【００４３】
［再配置部］
再配置部１３３は、ダウンサンプリング部１３２の出力データの並び替えを行って、画像全体のサイズを縮小化させた縮小画像データを生成し、ＪＰＥＧエンコーダ１４へ出力している。具体的には、非縮小領域及び各縮小データからなる入力データが先頭から順に、所定の水平幅（水平解像度）からなる画像領域内に配置される。その際、非縮小領域は、縮小データと同一の垂直幅（８ピクセル）にスライスして配置される。この様な画像データの再配置によって画像サイズが縮小化された縮小画像データが生成される。
【００４４】
ここでは、ダウンサンプリングが行われたか否かをブロックごとに判別するためのフラグをヘッダ情報として含む縮小画像データが生成されるものとする。受信側ユニットＵｒでは、縮小画像データに含まれているヘッダ情報に基づいて非縮小領域及び各縮小データの配置を復元することができる。なお、送信側ユニットＵｔにおいて、異なる水平幅の画像データが再配置処理される場合には、再配置前の画像データの水平幅をヘッダ情報に含ませても良い。この様にすれば、水平幅が異なる画像データであっても、非縮小領域及び縮小データの配置を正しく復元させることができる。
【００４５】
また、ＪＰＥＧエンコーダ１４は、矩形以外の形状からなる画像データを処理することができない。このため、再配置部１３３は、画像データの末尾にフィルデータからなるブロック（以下、この様なブロックをフィルブロックという）を追加し、縮小画像データが矩形形状となるように整形している。このフィルデータは、予め定められた任意のピクセルデータである。縮小画像データに挿入されるフィルブロックを減らしてデータ圧縮率を向上させるという観点から、縮小画像データの水平幅は、元の画像データよりも短くするのが望ましい。この様にすれば、画像データの末尾に挿入されるフィルブロックが減少し、縮小画像データのデータ量が削減されるので、データ圧縮率を向上させることができる。
【００４６】
また、ＹＵＶフォーマットからなる画像データは、１つの輝度データＹ及び２つの色差データＵ，Ｖからなるため、上記ＤＳ領域分割部１３０、ダウンサンプリング部１３２及び再配置部１３３は、これらの３つのデータに対して上述した処理をそれぞれ行っている。
【００４７】
<ＪＰＥＧエンコーダ>
ＪＰＥＧエンコーダ１４は、ブロック分割部１４０、ＤＣＴ処理部１４１、量子化処理部１４２及び符号化部１４３により構成される（図４参照）。画像縮小コンバータ１３から出力された縮小画像データは、ブロック分割部１４０において８×８ピクセルからなる複数のブロック領域（ＪＰＥＧブロック）に分割される。ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）処理部１４１は、分割されたブロック領域ごとに離散コサイン変換を行ってＤＣＴ係数を求めている。この様にして求められた各ＤＣＴ係数は、量子化処理部１４２により、量子化テーブルを用いて量子化される。
【００４８】
この量子化テーブルは、量子化ステップ幅を規定するためのデータからなり、水平方向及び垂直方向の周波数成分ごとに予め定められる。通常、画像データを構成する輝度データ及び色差データの量子化処理には、異なる量子化テーブルが用いられる。
【００４９】
量子化処理部１４２は、ＤＣＴ係数を量子化処理する際、当該ＤＣＴ係数に応じたデータを量子化テーブルから読み出し、読み出したデータにさらに量子化ファクタ（量子化係数）Ｑを乗じた値を量子化ステップ幅として用いている。この量子化ファクタＱは、圧縮率及び画像品質を調整するための任意の値であり、予め定められる。この量子化ファクタＱを大きくすれば、量子化ステップ幅が増大し、データ圧縮率を向上させることができるが、それにともなってブロック歪みが発生し、画像品質が低下する。
【００５０】
符号化部１４３は、量子化後のＤＣＴ係数のうち、交流成分であるＡＣ係数については、ブロック領域内でのランレングス変換処理を行い、直流成分であるＤＣ係数については、ブロック領域間での差分処理を行った後、これらのデータについて、エントロピー符号を用いた符号化処理が行われる。エントロピー符号とは、出現確率に応じた符号長を有する符号体系であり、ハフマン符号が広く知られている。この様なエントロピー符号を符号テーブルから読み出して符号化処理が行われ、圧縮データが生成される。
【００５１】
<画像伸張部>
図５は、図３の画像伸張部２１の一構成例を示したブロック図であり、ＪＰＥＧデコーダ２３及び画像拡大コンバータ２４について詳細な構成例が示されている。
【００５２】
［ＪＰＥＧデコーダ］
ＪＰＥＧデコーダ２３は、復号化部２３０、逆量子化処理部２３１及び逆ＤＣＴ処理部２３２により構成され、ＪＰＥＧエンコーダ１４とは逆の処理を行って圧縮データを伸張し、ＪＰＥＧ圧縮前の画像データを復元している。なお、量子化テーブル及び符号テーブルは、ＪＰＥＧエンコーダ１４と同じデータテーブルを使用する必要があり、必要に応じて圧縮データに付加され、送信側ユニットＵｔから受信側ユニットＵｒへ伝送することもできる。
【００５３】
復号化部２３０では、符号テーブルを用いて圧縮データ中のハフマン符号を復号化し、さらに、差分処理されたＤＣ係数及びランレングス変換されたＡＣ係数を復号化する。復号化処理されたデータは、逆量子化処理部２３１において、量子化テーブルを用いて逆量子化され、ブロック領域ごとのＤＣＴ係数が復元される。このＤＣＴ係数は、逆ＤＣＴ処理部２３２において逆ＤＣＴ処理され、ＪＰＥＧ圧縮処理前の画像データ、すなわち、画像縮小コンバータ１３により縮小化された画像データが復元される。
【００５４】
［画像拡大コンバータ］
画像拡大コンバータ２４は、ＤＳ領域分割部２４０、配置復元部２４１及び補間処理部２４２により構成され、画像縮小コンバータ１３の場合と逆の処理を行って、縮小処理前の画像データを復元している。まず、ＤＳ領域分割部２４０が、ＪＰＥＧデコーダ２３から出力された画像データを配置させるために画像領域を複数のＤＳ領域に分割する。このＤＳ領域には、送信側ユニットＵｔのＤＳ領域分割部１３０で使用されたＤＳ領域と同じサイズ（ここでは、１６×１６ピクセル）が用いられる。
【００５５】
配置復元部２４１は、画像データにヘッダ情報として含まれているフラグに基づいて、各ＤＳ領域に非縮小領域及び各縮小データを配置し、縮小処理前の画像データの配置を復元する。
【００５６】
補間処理部２４２は、配置復元部２４１から出力された各縮小データについて、ピクセル間を補完してピクセル数を増大させ、ダウンサンプリング前の元のサイズ（すなわちＤＳ領域のサイズ）に復元する。この補間処理には、ＬＰ拡大法、線形補間、２次補間、３次補間などを使用することができる。ＬＰ拡大法とは、ダウンサンプリング部によるダウンサンプリングの際に失われた高周波成分を推定して画像を復元する方法である。一方、非縮小領域については補間処理を行わない。このようにして、画像縮小コンバータ１３によるサイズ縮小前の画像データが復元され、ＲＧＢ変換部へ出力される。
【００５７】
なお、ＹＵＶフォーマットからなる画像の圧縮データは、１つの輝度データＹ及び２つの色差データＵ，Ｖのそれぞれについての圧縮データからなるため、上記ＤＳ領域分割部２４０、配置復元部２４１及び補間処理部２４２は、これらの３つの圧縮データに対して上述した処理をそれぞれ行っている。
【００５８】
図６（ａ）及び（ｂ）は、画像圧縮部１１におけるＤＳ領域分割とダウンサンプリングの一例を示した図である。図中の（ａ）には、画像領域全体を１６×１６ピクセルのＤＳ領域Ａ１に分割した場合が示されている。図中のＢＬは８×８ピクセルのＪＰＥＧブロックである。
【００５９】
ＤＳ領域分割部１３０は、ＤＳ領域Ａ１がＪＰＥＧブロックＢＬの集合体となるように、分割する基準位置（図中では画像領域の左上）をＪＰＥＧエンコーダ１４におけるブロック分割の場合と一致させている。ダウンサンプリング部１３２は、非縮小領域以外のＤＳ領域Ａ１について、当該ＤＳ領域内のピクセル数が縦横それぞれ１／２になるようにダウンサンプリングし、８×８ピクセルの縮小データへ変換している。同様にして、図中の（ｂ）には、画像領域全体を３２×３２ピクセルのＤＳ領域Ａ２に分割した場合が示されている。ＤＳ領域分割部１３０により分割されたＤＳ領域Ａ２は、ダウンサンプリング部１３２によって、縦横それぞれを１／４にダウンサンプリングした８×８ピクセルの縮小データへ変換される。
【００６０】
図７は、画像縮小コンバータ１３の動作の一例を示した図である。ＤＳ領域分割部１３０、ダウンサンプリング部１３２及び再配置部１３３による処理は、それぞれが、画像データＢ１の左上から開始され、水平方向（ｘ軸方向）に左から右へ順次に推移させるものとする。また、画像データＢ１の右端まで処理が完了すれば、処理対象を垂直方向（ｙ軸方向）へシフトさせ、処理済み領域の直下に位置する領域について同様の処理が繰り返されるものとする。
【００６１】
ＤＳ領域分割部１３０は、画像入力装置１０１から入力された画像データについて、当該画像領域全体を１６×１６ピクセルからなる１２×７個のＤＳ領域に分割し、各ＤＳ領域の画像データをダウンサンプリング部１３２へ順次に出力する。
【００６２】
ダウンサンプリング部１３２は、ＤＳ領域分割部１３０から順次に出力される各ＤＳ領域について、非縮小領域指定部１３１からの指示に基づいて、当該ＤＳ領域が重要領域であるか否かを判別する。この結果、重要領域であると判別した場合には、ダウンサンプリングを行わず、１６×１６ピクセルのピクセルデータを出力する。一方、重要領域でないと判別した場合には、縦横のピクセル数をそれぞれ１／２にするダウンサンプリングを行って、８×８ピクセルからなる縮小データを出力する。画像データＢ２を出力する際、縮小データについては、ＤＳ領域ごとに出力され、重要領域については、縮小データと同一の垂直幅（８ピクセル）からなるデータ（以下、非縮小データという）にスライスして出力される。
【００６３】
重要領域が水平方向に４個、垂直方向に２個のＤＳ領域を並べて形成される矩形形状からなる場合には、重要領域を構成するピクセルデータが４つの非縮小データｂ１〜ｂ４に分割して出力される。その際、先頭の非縮小データｂ１は、当該非縮小データが属する水平ライン上の左側に位置する縮小データの出力に続いて、順次に出力され、非縮小データｂ１の出力が完了すると、この水平ライン上の右側に位置する縮小データの出力が開始される。そして、上記水平ライン上の縮小データの出力が全て完了すると、次の非縮小データｂ２が出力され、この非縮小データの出力が完了すると、非縮小データｂ３が属する次の水平ライン上の左側に位置する縮小データの出力が開始される。
【００６４】
図８は、画像縮小コンバータ１３の動作の一例を示した図であり、重要領域及び縮小データが再配置された後の縮小画像データＢ３が示されている。再配置部１３３は、ダウンサンプリング部１３２からの画像データを画像領域の左上から順に配置していく。
【００６５】
その際、縮小データについては、左から右へブロック領域ごとに配置され、非縮小データｂ１〜ｂ４については、非縮小データごとに順に配置される。画像データＢ２における全てのデータが再配置されると、画像データの末尾にフィルデータが挿入され、縮小画像データＢ３が完成する。なお、この例では、１６×７個のＪＰＥＧブロックからなる縮小画像データが生成され、４個のフィルブロックが付加されている。
【００６６】
本実施の形態によれば、汎用の画像圧縮器を利用しつつ、データ圧縮率を向上させることができる。特に、ダウンサンプリングに関する情報をヘッダ情報に含ませて縮小画像データが生成されるので、ＤＳ領域内に識別用のフィルブロックを配置させるのに比べて、処理負荷が低減され、画像圧縮伸張処理を高速化することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態では、通信ネットワークを介して送信側ユニット及び受信側ユニット間で圧縮データが伝送される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ＨＤＤなどのデータ記憶装置に対して圧縮データを入出力させる画像圧縮伸張装置にも本発明は適用することができる。
【００６８】
実施の形態２．
実施の形態１では、ＪＰＥＧエンコーダによる画像圧縮処理の前処理として画像データを低解像度化させる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、ＭＰＥＧエンコーダによる画像圧縮処理の前処理として画像データを低解像度化させる場合について説明する。
【００６９】
<画像圧縮部>
図９は、本発明の実施の形態２による画像圧縮部３０の一構成例を示したブロック図であり、画像縮小コンバータ３１及びＭＰＥＧエンコーダ３２について詳細な構成例が示されている。画像縮小コンバータ３１は、ＤＳ領域分割部１３０、非縮小領域指定部１３１、ダウンサンプリング部１３２及び再配置部３３により構成される。
【００７０】
このＤＳ領域分割部１３０は、ＹＵＶ変換された画像データを複数のＤＳ領域に分割する際、ＭＰＥＧエンコーダ３２において符号化処理に使用されるブロックを基本単位として、その集合体をＤＳ領域としている。特に、符号化の際のフレーム間差分に基づく動き予測を適切に行わせるという観点から、各ＤＳ領域は、ＭＰＥＧエンコーダ３２における動き予測に用いられる動き補償領域の整数倍からなる。
【００７１】
具体的には、ＭＰＥＧにおける動き補償領域の領域サイズは、１６×１６ピクセルであることから、その整数倍であるＤＳ領域サイズとしては、１６×１６ピクセル、３２×３２ピクセル、３２×１６ピクセルなどが考えられる。ここでは、各ＤＳ領域が動き補償領域と同一のサイズ及び形状（１６×１６ピクセル）からなるものとする。
【００７２】
ダウンサンプリング部１３２は、重要領域を除く各ＤＳ領域についてダウンサンプリングを行う際、ＭＰＥＧエンコーダ３２における符号化処理において用いられるブロックサイズ（８×８ピクセル）の整数倍からなる縮小データを生成している。ここでは、上記ブロックサイズに一致する縮小データが生成されるものとする。
【００７３】
再配置部３３は、ダウンサンプリング部１３２の出力データを再配置する際、重要領域（非縮小領域）を縮小画像データの先頭、すなわち、画像領域の左上に配置し、各縮小データを残りの領域に順に配置する動作を行っている。その際、重要領域の水平幅に合わせて画像領域の水平幅が定められる。つまり、ここでは、非縮小領域の水平幅と同一幅の縮小画像データが生成される。
【００７４】
また、再配置部３３は、重要領域のサイズ及び位置情報をヘッダ情報に含ませて縮小画像データを生成している。重要領域の位置情報としては、例えば、再配置前の画像データにおける重要領域の先頭ブロックの水平及び垂直位置が用いられる。受信側ユニットＵｒでは、送信側ユニットＵｔにおいて重要領域のサイズ又は位置が変更された場合であっても、縮小画像データに含まれているヘッダ情報に基づいて非縮小領域及び各縮小データの配置を適切に復元することができる。なお、その他の構成は、図４の画像圧縮部１１（実施の形態１）と同様である。
【００７５】
<ＭＰＥＧエンコーダ>
ＭＰＥＧエンコーダ３２は、動き補償予測部３４、ＤＣＴ及び量子化処理部３５、符号化処理部３６、復号化処理部３７、逆ＤＣＴ及び逆量子化処理部３８、動き補償予測部３９及びフレームメモリ４０により構成される。画像縮小コンバータ３１から出力された縮小画像データは、動き補償予測部３４において１６×１６ピクセルからなる複数の動き補償領域に分割される。
【００７６】
動き補償予測部３４では、現フレーム画像と、フレームメモリ４０に蓄積されている前後のフレーム画像とのフレーム間差分に基づいて、動き補償領域ごとの動き位置情報が生成される。ＤＣＴ及び量子化処理部３５では、動き補償領域を構成するブロック領域（ＭＰＥＧブロック）ごとにフレーム間の差分値が離散コサイン変換及び量子化処理が行われる。
【００７７】
符号化処理部３６では、量子化後のＤＣＴ係数についてエントロピー符号化処理が行われ、ヘッダ情報に動き位置情報を含む圧縮データが生成される。復号化処理部３７と、逆ＤＣＴ及び逆量子化処理部３８では、上述した処理とは逆の処理が行われ、圧縮データからＤＣＴ変換前の差分値が復元される。動き補償予測部３９では、動き補償予測部３４からの動き位置情報に基づいて、フレームメモリ４０に蓄積されている前後のフレーム画像と、逆ＤＣＴ及び逆量子化処理部３８からの差分値から現フレーム画像が復元される。
【００７８】
<画像伸張部>
図１０は、本発明の実施の形態２による画像伸張部５０の一構成例を示したブロック図であり、ＭＰＥＧデコーダ５１及び画像拡大コンバータ５２について詳細な構成例が示されている。
【００７９】
［ＭＰＥＧデコーダ］
ＭＰＥＧデコーダ５１は、復号化処理部５３、逆ＤＣＴ及び逆量子化処理部５４及び動き補償予測部５５により構成され、ＭＰＥＧエンコーダ３２における復号化処理部３７、逆ＤＣＴ及び逆量子化処理部３８及び動き補償予測部３９と同様の処理を行って圧縮データを伸張し、ＭＰＥＧ圧縮前の画像データを復元している。
【００８０】
［画像拡大コンバータ］
画像拡大コンバータ５２は、ＤＳ領域分割部５７、配置復元部５８及び補間処理部２４２により構成されている。配置復元部５８は、画像データにヘッダ情報として含まれている重要領域（非縮小領域）のサイズ及び位置情報に基づいて、重要領域及び各縮小データを配置し、縮小処理前の画像データの配置を復元している。
【００８１】
図１１は、ＭＰＥＧ圧縮処理により生成される圧縮データのデータ構造の一例を示した図であり、１つのビデオプログラムを構成するシーケンスの構成が示されている。ＭＰＥＧでは、１つのビデオプログラムを構成する符号化信号全体がシーケンスと呼ばれている。１つのシーケンスは、シーケンスヘッダで始まり、シーケンスエンドで終了する。このシーケンスヘッダには、画像サイズや符号化速度、通信速度などのシーケンス全体に関する情報が含まれている。
【００８２】
また、１つのシーケンスには、１以上のＧＯＰ（Group Of Picture）が含まれている。１つのＧＯＰは、ＧＯＰヘッダと、フレーム内符号化が行われるＩピクチャ、過去のフレーム画像を用いて前方向の動き予測が行われるＰピクチャ、及び、過去及び未来のフレーム画像を用いて前及び後の双方向の動き予測が行われるＢピクチャにより構成される。このＧＯＰヘッダには、画像復元時に音声などと同期をとるためのタイムスタンプが含まれている。
【００８３】
１つのピクチャは、動画像信号を構成するフレーム画像であり、ピクチャヘッダと、１以上のスライスからなる。このピクチャヘッダには、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャを識別するための識別情報や各ピクチャの配列情報が含まれている。
【００８４】
１つのスライスは、スライス情報と、１以上のマクロブロックにより構成される。このスライス情報には、スライス内で用いられる符号化情報、例えば、符号テーブルや量子化テーブルが含まれている。
【００８５】
１つのマクロブロックは、マクロブロック情報と、輝度データＹにおける４つのＭＰＥＧブロック、及び、色差データＵ，Ｖのそれぞれにおける１つのＭＰＥＧブロックの合計６個のブロックとにより構成される。このマクロブロック情報には、マクロブロック内で用いられる符号化情報が含まれている。
【００８６】
１つのブロックは、ＤＣＴ符号化による８×８個の符号化係数データからなる。動き補償予測は、輝度データＹに対し、マクロブロックを構成する上記４つのＭＰＥＧブロックからなる動き補償領域を処理単位として行われる。色差データＵ，Ｖについては、輝度データＹに対する動き補償予測に基づいて処理される。
【００８７】
図１２（ａ）及び（ｂ）は、図９の画像圧縮部３０における画像縮小動作の一例を示した図である。図１２（ａ）には、ＤＳ領域分割部１３０によって１２×７個のＤＳ領域に分割され、非縮小領域指定部１３１によって４×２個のＤＳ領域からなる重要領域が指定された画像データＢ１が示されている。
【００８８】
図１２（ｂ）には、再配置部３３によってダウンサンプリング後の画像データから生成された８×１４個のＭＰＥＧブロックからなる縮小画像データＣ１が示されている。再配置部３３は、ダウンサンプリング部１３２からの画像データのうち、まず、重要領域を画像領域の先頭に配置する。
【００８９】
その際、画像領域の水平幅は、重要領域と同一幅に合わせ込まれる。次に、各縮小データが重要領域の後方に左から右へ順に配置される。全ての縮小データが再配置されると、画像データの末尾にフィルデータが挿入され、縮小画像データＣ１が完成する。この例では、８×１４個のＭＰＥＧブロックからなる縮小画像データＣ１が生成され、４個のフィルブロックが付加されている。
【００９０】
本実施の形態によれば、画像領域の一部についてダウンサンプリングを行い、重要領域及び各縮小データの再配置を行って、ＭＰＥＧ圧縮処理の前処理として、画像データを空間的に圧縮することができる。また、縮小画像データを生成する際に、重要領域を分割することなく再配置が行われるので、当該重要領域についての動き予測を適切に行うことができる。特に、縮小画像データにおいて、縮小データと接する辺が水平方向の１辺のみとなるように重要領域が配置されるので、動き予測によって重要領域とは異なる領域との差分値が符号化されるのを効果的に抑制することができる。
【００９１】
また、重要領域の水平幅に合わせて縮小画像データを生成することによって、画像データの末尾に挿入されるフィルブロックが減少するので、データ圧縮率をより向上させることができる。
【００９２】
また、ヘッダ情報に基づいて重要領域及び各縮小データの配置が復元されるので、重要領域のサイズ又は位置が変更された場合であっても、空間的に圧縮された画像データをＭＰＥＧ伸張処理の後処理によって適切に復元することができる。
【００９３】
なお、本実施の形態では、重要領域の水平幅に合わせて縮小画像データが生成される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、重要領域の水平幅とは異なる縮小画像データを生成しても良い。
【００９４】
図１３は、図９の画像圧縮部３０における画像縮小動作の他の一例を示した図であり、ダウンサンプリング後の画像データから生成された１７×７個のＭＰＥＧブロックからなる縮小画像データＣ２が示されている。この例では、水平方向に１７個のＭＰＥＧブロックを並べて形成された縮小画像データＣ２の先頭位置に重要領域が配置され、残りの領域に縮小データが配置されている。
【００９５】
この例では、画像データの末尾に付加されるフィルブロックが１１個となっており、画像領域を重要領域の水平幅に合わせ込んで縮小画像データを生成する場合に比べて多くなっている。従って、この様にすると、若干、データ圧縮率が低下する。
【００９６】
また、本実施の形態では、重要領域が１つだけ指定されている場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、２以上の重要領域を指定して縮小画像データを生成させても良い。
【００９７】
図１４及び図１５は、図９の画像圧縮部３０における画像縮小動作の他の一例を示した図である。図１４には、４×２個のＤＳ領域からなる重要領域と、２×２個のＤＳ領域からなる重要領域が指定された画像データＢ１１が示されている。また、図１５には、ダウンサンプリング後の画像データから生成された８×１４個のＭＰＥＧブロックからなる縮小画像データＣ１１が示されている。
【００９８】
画像データの再配置において、各重要領域は画像データの先頭位置に順に配置される。この例では、４×２個のＤＳ領域からなる一方の重要領域の水平幅に合わせて画像領域の水平幅が規定され、この重要領域の後方に左詰めで他方の重要領域が配置されている。この縮小画像データＣ１１を復元する際には、ヘッダ情報として含まれている各重要領域のサイズ及び位置情報が読み出され、各先頭ブロックＤ１及びＤ２の画像内での位置が判別されるので、各重要領域及び各縮小データの配置を正しく復元することができる。
【００９９】
なお、上記の各実施の形態における画像圧縮部及び画像伸張部は、パーソナルコンピュータ等の計算機上で実行可能なコンピュータプログラムとして提供することができる。また、ＪＰＥＧエンコーダ、ＪＰＥＧデコーダ、ＭＰＥＧエンコーダ及びＭＰＥＧデコーダをＰＣ用アドオンボードなどの高速処理可能な汎用ハードウエアにより構成し、画像縮小コンバータ及び画像拡大コンバータをコンピュータプログラムにより構成することもできる。これらのコンピュータプログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光記憶媒体、フレキシブルディスクなどの磁気記憶媒体、ＩＣメモリなどの半導体記憶媒体に格納して提供される。また、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）などの電気通信回線を介して提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態１による画像圧縮伸張システムの一構成例を示したブロック図であり、画像伝送システムの例が示されている。
【図２】図１の送信側ユニットＵｔの一構成例を示したブロック図である。
【図３】図１の受信側ユニットＵｒの一構成例を示したブロック図である。
【図４】図２の画像圧縮部１１の一構成例を示したブロック図であり、画像縮小コンバータ１３及びＪＰＥＧエンコーダ１４について詳細な構成例が示されている。
【図５】図３の画像伸張部２１の一構成例を示したブロック図であり、ＪＰＥＧデコーダ２３及び画像拡大コンバータ２４について詳細な構成例が示されている。
【図６】画像圧縮部１１におけるＤＳ領域分割とダウンサンプリングの一例を示した図である。
【図７】画像縮小コンバータ１３の動作の一例を示した図である。
【図８】画像縮小コンバータ１３の動作の一例を示した図であり、重要領域及び縮小データが再配置された後の縮小画像データＢ３が示されている。
【図９】本発明の実施の形態２による画像圧縮部３０の一構成例を示したブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態２による画像伸張部５０の一構成例を示したブロック図である。
【図１１】ＭＰＥＧ圧縮処理により生成される圧縮データのデータ構造の一例を示した図であり、１つのビデオプログラムを構成するシーケンスの構成が示されている。
【図１２】図９の画像圧縮部３０における画像縮小動作の一例を示した図である。
【図１３】図９の画像圧縮部３０における画像縮小動作の他の一例を示した図である。
【図１４】図９の画像圧縮部３０における画像縮小動作の他の一例を示した図である。
【図１５】図９の画像圧縮部３０における画像縮小動作の他の一例を示した図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１１，３０  画像圧縮部
１３，３１  画像縮小コンバータ
１４  ＪＰＥＧエンコーダ
２１，５０  画像伸張部
２３  ＪＰＥＧデコーダ
２４，５２  画像拡大コンバータ
３１  画像縮小コンバータ
３２  ＭＰＥＧエンコーダ
３３  再配置部
３４  動き補償予測部
３５  ＤＣＴ及び量子化処理部
３６  符号化処理部
３７  復号化処理部
３８  逆ＤＣＴ及び逆量子化処理部
３９，５５  動き補償予測部
４０  フレームメモリ
５１  ＭＰＥＧデコーダ
５３  復号化処理部
５４  逆ＤＣＴ及び逆量子化処理部
１３０  ＤＳ領域分割部
１３１  非縮小領域指定部
１３２  ダウンサンプリング部
１３３  再配置部
１４０  ブロック分割部
１４１  ＤＣＴ処理部
１４２  量子化処理部
１４３  符号化部
２３０  復号化部
２３１  逆量子化処理部
２３２  逆ＤＣＴ処理部
２４０  ＤＳ領域分割部
２４１  配置復元部
２４２  補間処理部
Ａ１，Ａ２  ＤＳ領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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