(57)【要約】【課題】画像をテクスチャー圧縮した場合に、圧縮画像において生じる変色を軽減することができる画像圧縮装置を提供する。【解決手段】画像圧縮装置は、画像を所定サイズのブロックに分割する画像分割回路と、ブロックに含まれる所定数のピクセルをテクスチャー圧縮して、２以上の代表値、および、ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のカラーコードを出力するテクスチャー圧縮回路と、ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のピクセル値の中から、重複するピクセル値の数が最も多いピクセル値を検出し、最大数ピクセル値として出力する重複検出回路と、２以上の代表値のうち、画像の色空間内において、最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値を最大数ピクセル値に置換するピクセル置換回路とを備える。【選択図】図１
2015061214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を所定サイズの所定数のブロックに分割する画像分割回路と、
前記ブロックに含まれる所定数のピクセルをテクスチャー圧縮して、２以上の代表値、および、前記ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のカラーコードを出力するテクスチャー圧縮回路と、
前記ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のピクセル値の中から、重複するピクセル値の数が最も多いピクセル値を検出し、最大数ピクセル値として出力する重複検出回路と、
前記２以上の代表値のうち、前記画像の色空間内において、前記最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値を前記最大数ピクセル値に置換するピクセル置換回路とを備えることを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項２】
前記重複検出回路は、前記ピクセル値が異なるごとに、前記重複するピクセル値の数をカウントする所定数のカウンタを備え、前記ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のピクセル値について、前記所定数のカウンタにより前記重複するピクセル値の数をカウントした後、カウント値が最大のカウンタから出力されるカウント値を、前記最大数ピクセル値として出力するものである請求項１に記載の画像圧縮装置。
【請求項３】
前記重複検出回路は、前記ピクセル値が所定の範囲に含まれる場合に、前記所定の範囲に含まれるピクセル値が前記重複するピクセル値であると判定するものである請求項１または２に記載の画像圧縮装置。
【請求項４】
前記ピクセル置換回路は、前記最大数ピクセル値と、前記最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値との間の距離が所定値以下の場合に、前記最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値を前記最大数ピクセル値に置換するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像圧縮装置。
【請求項５】
前記ピクセル置換回路は、前記距離として、ユークリッド距離またはＬ１ノルムを算出するものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像圧縮装置。
【請求項６】
前記画像分割回路は、ＲＧＢ色空間で表現された画像をブロックに分割するものであり、
前記画像圧縮装置は、さらに、前記画像分割回路により分割されたブロックの色空間を、前記ＲＧＢ色空間から、輝度成分および色差成分からなる色空間に変換する色空間変換回路を備え、
前記テクスチャー圧縮回路は、前記色空間変換回路により色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの輝度成分のテクスチャー圧縮を行って、２以上の輝度成分の代表値、および、前記色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々の輝度成分のカラーコードを出力する第１の圧縮回路と、前記色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々の色差成分のテクスチャー圧縮を行って、２以上の色差成分の代表値、および、前記色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々の色差成分のカラーコードを出力する第２の圧縮回路とを備え、
前記重複検出回路は、前記色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々の色差成分のピクセル値の中から、重複する色差成分のピクセル値の数が最も多い色差成分のピクセル値を検出し、色差成分の最大数ピクセル値として出力するものであり、
前記ピクセル置換回路は、前記２以上の色差成分の代表値のうち、前記画像の色差成分平面内において、前記色差成分の最大数ピクセル値との間の距離が最も近い色差成分の代表値を前記色差成分の最大数ピクセル値に置換するものである請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像圧縮装置。
【請求項７】
前記画像を所定サイズの所定数のブロックに分割する第１ステップと、
前記ブロックに含まれる所定数のピクセルをテクスチャー圧縮して、２以上の代表値、および、前記ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のカラーコードを出力する第２ステップと、
前記ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のピクセル値の中から、重複するピクセル値の数が最も多いピクセル値を検出し、最大数ピクセル値として出力する第３ステップと、
前記２以上の代表値のうち、前記画像の色空間内において、前記最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値を前記最大数ピクセル値に置換する第４ステップと、
前記所定数のブロックの各々について、前記第２〜第４ステップを繰り返すことにより、前記画像をテクスチャー圧縮する第５ステップとを含むことを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項８】
請求項７に記載の画像圧縮方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】
請求項７に記載の画像圧縮方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を所定サイズのブロックに分割し、各々のブロックに含まれる所定数のピクセルをテクスチャー圧縮する画像圧縮装置、画像圧縮方法、プログラムおよび記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像圧縮技術の中でもテクスチャー圧縮と呼ばれる技術は、圧縮率が一定であること、画質の劣化が一定範囲内に制限されること、伸長回路の構成が簡単であることなどから、３ＤＣＧ（３次元コンピュータグラフィックス）のテクスチャーの圧縮によく用いられ、これが名称の由来にもなっている。
テクスチャー圧縮の代表的な手法としては、ＤＸＴＣ（DirectX Texture Compression）（特許文献１参照）、ＰＡＣＫＭＡＮ（非特許文献１参照）などが知られている。
【０００３】
以下、テクスチャー圧縮を行う画像圧縮装置の概略について説明する。
【０００４】
図５は、従来の画像圧縮装置の構成を表す一例のブロック図である。同図に示す画像圧縮装置４０は、画像を所定サイズのブロックに分割し、各々のブロックをテクスチャー圧縮するものであり、画像分割回路４２と、テクスチャー圧縮回路４６とによって構成されている。
また、テクスチャー圧縮回路４６は、代表ピクセル作成回路４８と、補間ピクセル作成回路５０と、最近傍値決定回路５２とを備えている。
【０００５】
画像圧縮装置４０では、画像分割回路４２により、ＲＧＢ（赤緑青）色空間で表現された２次元画像が、所定サイズの所定数のブロックに分割される。分割された所定数のブロックは、１ブロック単位でテクスチャー圧縮回路４６に順次入力される。
【０００６】
続いて、テクスチャー圧縮回路４６では、代表ピクセル作成回路４８により、画像分割回路４２により分割されたブロック内の所定数のピクセルに基づいて代表ピクセルのピクセル値である２以上の代表値が作成され、作成された代表値が保存される。
代表値の作成方法としては、色の特徴を保存するために、ブロック内でのＲＧＢ色空間の各成分の最大値、最小値を選ぶ方法が一般的である。
【０００７】
続いて、補間ピクセル作成回路５０により、２以上の代表値を補間した補間ピクセルのピクセル値である所定数の補間値が作成される。補間ピクセル作成回路５０は、例えば、２以上の代表値の間を均等に、あるいは、不均等に分割して補間値を作成する。
【０００８】
続いて、最近傍値決定回路５２により、２以上の代表値および所定数の補間値に各々異なるカラーコードが割り当てられる。そして、２以上の代表値および所定数の補間値の中から、ブロックに含まれる各々のピクセルのピクセル値に最も近いピクセル値が判定されて、ブロック内の各々のピクセルのカラーコードが特定され、２以上の代表値およびブロック内の各々のピクセルのカラーコードが出力される。これにより、ブロック内のピクセルがテクスチャー圧縮される。
【０００９】
一方、図６は、画像伸長装置の構成を表す一例のブロック図である。同図に示す画像伸長装置６０は、画像圧縮装置４０によりテクスチャー圧縮されたブロックのピクセルを伸長するものであり、補間ピクセル作成回路６２と、セレクタ６４とによって構成されている。
【００１０】
画像伸長装置６０では、補間ピクセル作成回路６２により、２以上の代表値を補間した所定数の補間値が作成される。そして、セレクタ６４により、ブロックに含まれる各々のピクセルのカラーコードに対応する補間値が、２以上の代表値および所定数の補間値の中から順次選択される。これにより、テクスチャー圧縮されたブロックに含まれる各々のピクセルが伸長される。
【００１１】
上記のテクスチャー圧縮を行う画像圧縮回路４０では、１ブロック単位でのテクスチャー圧縮後のデータサイズは、式（１）に示すように、代表値の数、補間値の数によって固定される。
Ｌｏｇ２（代表値の数＋補間値の数）＊ブロック内のピクセル数＋代表値の数＊ＲＧＢ値のサイズ  …  （１）
【００１２】
一例として、１ブロックが４×４ピクセルで構成され、１ピクセルのＲＧＢのピクセル値（ＲＧＢ値）のそれぞれが８ビットで表現される場合、テクスチャー圧縮前の１ブロック当たりのデータサイズは、式（２）に示すように、３８４ビットとなる。
４＊４＊８＊３＝３８４ビット  …  （２）
これに対し、代表値の数が２個で、補間値の数が６個の場合、テクスチャー圧縮後のデータサイズは、式（３）に示すように、９６ビットとなり、圧縮率４倍を達成することができる。
４＊４＊３＋８＊３＊２＝４８＋４８＝９６ビット  …  （３）
【００１３】
テクスチャー圧縮では、１ブロック内に含まれる色の数が少ない場合には、圧縮による品質の劣化は少ない。特に、１ブロック内の色の数が代表値の数以下の場合には、画像は誤差なしで圧縮される。
また、代表値の補間値を元のピクセルのＲＧＢ値の代わりに保存することから、グラデーション画像の品質は良く保たれる。
【００１４】
また、人間の視覚は輝度成分に対してより敏感であることが知られていることから、画像の色空間を、ＲＧＢ色空間から輝度成分（Ｙ成分）および色差成分（ＵＶ成分）からなるＹＵＶ色空間に変換した後、テクスチャー圧縮することが行われている。
【００１５】
図７は、従来の画像圧縮装置の構成を表す他の例のブロック図である。同図に示す画像圧縮装置７０は、ＲＧＢ色空間で表現された画像をブロックに分割し、分割したブロックの色空間をＲＧＢ色空間からＹＵＶ色空間に変換し、色空間が変換されたブロックをテクスチャー圧縮するものであり、画像分割回路７２と、色空間変換回路７４と、テクスチャー圧縮回路７６とによって構成されている。
また、テクスチャー圧縮回路７６は、それぞれ、ブロック内のピクセルのＹ成分およびＵＶ成分をテクスチャー圧縮する第１および第２の圧縮回路７６ａおよび７６ｂを備えている。
【００１６】
画像圧縮装置７０では、画像分割回路７２により、ＲＧＢ色空間で表現された２次元画像が、所定サイズの所定数のブロックに分割される。
【００１７】
続いて、色空間変換回路７４により、画像分割回路７２により分割されたブロックの色空間が、ＲＢＧ色空間からＹＵＶ色空間に変換される。
【００１８】
続いて、テクスチャー圧縮回路７６では、第１の圧縮回路７６ａにより、色空間変換回路７４により色空間が変換されたブロック内のピクセルのＹ成分がテクスチャー圧縮され、ブロック内のピクセルのＹ成分の２以上の代表値、および、ブロック内の各々のピクセルのＹ成分のカラーコードが出力される。
また、第２の圧縮回路７６ｂにより、色空間が変換されたブロック内のピクセルのＵＶ成分がテクスチャー圧縮され、ブロック内のピクセルのＵＶ成分の２以上の代表値、および、ブロック内の各々のピクセルのＵＶ成分のカラーコードが出力される。
【００１９】
上記の画像圧縮装置７０のように、画像の色空間を、ＲＧＢ色空間からＹＵＶ色空間に変換してからテクスチャー圧縮を行う場合、Ｙ成分の圧縮精度をＵＶ成分よりも高くすることにより、圧縮後の画像として、同じデータサイズで視覚的によりよい品質のものを得ることができる。これは動画圧縮におけるＹＵＶ４２２サブサンプリング処理や、静止画圧縮のＪＰＥＧにおいてＹ，ＵＶ成分で量子化テーブルの構成を変えることなどで実装されているが、同様にテクスチャー圧縮でも、Ｙ，ＵＶ成分に対して精度の異なる独立の処理を行うことができる。
【００２０】
一例として、Ｙ成分に対して２つの代表値、ＵＶ成分に対して共通で２つの２次元代表ベクトルをとる場合を考える。この場合、Ｙ成分と、ＵＶ成分の合計とに同じデータサイズが割り当てられていることから、Ｕ成分およびＶ成分は、それぞれＹ成分の２倍の圧縮率で圧縮されていることになる。１ブロックが４×４ピクセルで構成され、補間値の数が２個であり、ＲＢＧ値それぞれが８ビットのときのテクスチャー圧縮後のデータサイズは、式（４）に示すように、１１２ビットとなる。
Ｙ成分  ４×４×２＋８×２＝３２＋１６＝４８ビット
ＵＶ成分  ４×４×２＋８×２×２＝３２＋３２＝６４ビット
合計  ４８＋６４＝１１２ビット  …  （４）
【００２１】
上述の技術では、１ブロック内に少数の色しか含まない場合や、グラデーションなど類似した色のみで１ブロックが構成される場合には少ない誤差で圧縮することが可能である。また、Ｙ成分とＵＶ成分とを独立に処理することにより、同じデータサイズで視覚的によりよい品質の圧縮画像を得ることができる。
しかし、１ブロック内に著しく異なる色のピクセルが複数含まれている場合には相互に影響を受け、圧縮画像が変色する場合がある。
【００２２】
一例として、図８のような状況を挙げる。図８は、１ブロック内のピクセルのＵＶ成分の分布を表す一例の概念図である。同図では、ブロック内のピクセルのＵＶ成分のピクセル値（ＵＶ値）が２次元のＵＶ平面にプロットされている。点Ａ，Ｂ，Ｃの大きさは、それぞれ同じＵＶ値を持つピクセルの数を表している。つまり、同図は、ブロック内の多くのピクセルが点Ａに相当するＵＶ値を持っていることを表現している。
【００２３】
図８において、ＵＶ値それぞれの最大値、最小値から作成された代表値を持つ点Ｃ，Ｄが表されたものが図９であり、さらに、図９において、点Ｃ，Ｄから作成された補間値を持つ点Ｃ１，Ｃ２が表されたものが図１０である。これらの点Ｃ，Ｄおよび点Ｃ１，Ｃ２のうち、点Ａに相当するピクセルのＵＶ値はそれに最も近い点Ｃ２のＵＶ値に置き換えられ、点Ｂに相当するピクセルのＵＶ値は点Ｃ１のＵＶ値に置き換えられることになる。
【００２４】
同じＵＶ値を持つ多くのピクセルを含む点ＡのＵＶ値が点Ｃ２のＵＶ成分の補間値に置き換えられることは、ブロック内の多くのピクセルの色が変更されることを意味する。
特に、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）のデスクトップ画面などのように、例えば、白（Ｕ＝０，Ｖ＝０）などの単一の背景色に色がついた文字が表示されている場合には、図１１に示すように、テクスチャー圧縮後の圧縮画像において、白い背景に文字の色がにじんで変色する副作用が顕著になる。
【００２５】
図１１は、テクスチャー圧縮前の画像と、従来の画像圧縮装置によりテクスチャー圧縮された画像を表す一例の概念図である。同図は、各々の画像を、カラー画像からグレースケール画像に変換したものであり、同図の左側は、テクスチャー圧縮前の画像であり、同右側は、テクスチャー圧縮後の画像である。この例では、文字の上部、特に、文字Ｖの上部において、白い背景に文字の色がにじみ、変色している。また、文字Ｖの色もテクスチャー圧縮前と圧縮後とで大きく変化している。
【００２６】
これに対し、１ブロック内の色のばらつきを小さくし、テクスチャー圧縮後の圧縮画像の変色を抑制する技術として、特許文献２，３がある。
【００２７】
特許文献２では、色空間内でピクセルを分割し、分割された領域ごとに最小値、最大値および平均値を求めている。
この方法は、１ブロック内で多くの代表色を作成する場合に有効であるが、ブロックサイズが小さい場合や、圧縮率を比較的高く設定しなければならない場合には、その有効性は少なくなる。
【００２８】
特許文献３では、画像中の予め指定されている色範囲の特定色を対応する指定色に置換し、置換対象となった画像領域以外の画像領域について、画像から抽出した代表色に置換する。
しかし、この方法では、置換した画素に置換済情報を付加しておく必要があるため、画像の圧縮率が低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２００７−０２０２０８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２４８６６号公報
【特許文献３】特開２０１１−０４４９１９号公報
【非特許文献】
【００３０】
【非特許文献１】PACKMAN: Texture Compression for Mobile Phones, Jacob Strom: Ericsson Research, and Tomas Akenine-Moller: Lund University/Ericsson Mobile Platforms
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、画像をテクスチャー圧縮した場合に、圧縮画像において生じる変色を軽減することができる画像圧縮装置、画像圧縮方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記目的を達成するために、本発明は、画像を所定サイズの所定数のブロックに分割する画像分割回路と、
前記ブロックに含まれる所定数のピクセルをテクスチャー圧縮して、２以上の代表値、および、前記ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のカラーコードを出力するテクスチャー圧縮回路と、
前記ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のピクセル値の中から、重複するピクセル値の数が最も多いピクセル値を検出し、最大数ピクセル値として出力する重複検出回路と、
前記２以上の代表値のうち、前記画像の色空間内において、前記最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値を前記最大数ピクセル値に置換するピクセル置換回路とを備えることを特徴とする画像圧縮装置を提供するものである。
【００３３】
ここで、前記重複検出回路は、前記ピクセル値が異なるごとに、前記重複するピクセル値の数をカウントする所定数のカウンタを備え、前記ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のピクセル値について、前記所定数のカウンタにより前記重複するピクセル値の数をカウントした後、カウント値が最大のカウンタから出力されるカウント値を、前記最大数ピクセル値として出力するものであることが好ましい。
【００３４】
また、前記重複検出回路は、前記ピクセル値が所定の範囲に含まれる場合に、前記所定の範囲に含まれるピクセル値が前記重複するピクセル値であると判定するものであることが好ましい。
【００３５】
また、前記ピクセル置換回路は、前記最大数ピクセル値と、前記最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値との間の距離が所定値以下の場合に、前記最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値を前記最大数ピクセル値に置換するものであることが好ましい。
【００３６】
また、前記ピクセル置換回路は、前記距離として、ユークリッド距離またはＬ１ノルムを算出するものであることが好ましい。
【００３７】
また、前記画像分割回路は、ＲＧＢ色空間で表現された画像をブロックに分割するものであり、
前記画像圧縮装置は、さらに、前記画像分割回路により分割されたブロックの色空間を、前記ＲＧＢ色空間から、輝度成分および色差成分からなる色空間に変換する色空間変換回路を備え、
前記テクスチャー圧縮回路は、前記色空間変換回路により色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの輝度成分のテクスチャー圧縮を行って、２以上の輝度成分の代表値、および、前記色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々の輝度成分のカラーコードを出力する第１の圧縮回路と、前記色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々の色差成分のテクスチャー圧縮を行って、２以上の色差成分の代表値、および、前記色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々の色差成分のカラーコードを出力する第２の圧縮回路とを備え、
前記重複検出回路は、前記色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々の色差成分のピクセル値の中から、重複する色差成分のピクセル値の数が最も多い色差成分のピクセル値を検出し、色差成分の最大数ピクセル値として出力するものであり、
前記ピクセル置換回路は、前記２以上の色差成分の代表値のうち、前記画像の色差成分平面内において、前記色差成分の最大数ピクセル値との間の距離が最も近い色差成分の代表値を前記色差成分の最大数ピクセル値に置換するものであることが好ましい。
【００３８】
また、本発明は、前記画像を所定サイズの所定数のブロックに分割する第１ステップと、
前記ブロックに含まれる所定数のピクセルをテクスチャー圧縮して、２以上の代表値、および、前記ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のカラーコードを出力する第２ステップと、
前記ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のピクセル値の中から、重複するピクセル値の数が最も多いピクセル値を検出し、最大数ピクセル値として出力する第３ステップと、
前記２以上の代表値のうち、前記画像の色空間内において、前記最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値を前記最大数ピクセル値に置換する第４ステップと、
前記所定数のブロックの各々について、前記第２〜第４ステップを繰り返すことにより、前記画像をテクスチャー圧縮する第５ステップとを含むことを特徴とする画像圧縮方法を提供する。
【００３９】
また、本発明は、上記に記載の画像圧縮方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。
【００４０】
また、本発明は、上記に記載の画像圧縮方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【発明の効果】
【００４１】
本発明では、ブロック内の各々のピクセルのピクセル値の中から最大数ピクセルを検出し、最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値を、最大数ピクセル値に置換する。これにより、本発明によれば、ブロック内において、重複するピクセル値の数が最も多いピクセルの色が変更されないため、例えば、単一の背景色に複数の色で構成された文字がある場合であっても、テクスチャー圧縮後の圧縮画像において、文字の色が背景ににじんだり、文字の色が変色したりすることを大幅に緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の画像圧縮装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。
【図２】図１に示すピクセル置換回路の構成を表す一例のブロック図である。
【図３】点Ｄから置換された点Ａ、および、点Ａ，Ｃの代表値の補間値を持つ点Ｃ１’，Ｃ２’を表す一例の概念図である。
【図４】テクスチャー圧縮前の画像と、従来の画像圧縮装置によりテクスチャー圧縮された画像と、本実施形態の画像圧縮装置によりテクスチャー圧縮された画像を表す一例の概念図である。
【図５】従来の画像圧縮装置の構成を表す一例のブロック図である。
【図６】画像伸長装置の構成を表す一例のブロック図である。
【図７】従来の画像圧縮装置の構成を表す他の例のブロック図である。
【図８】１ブロック内のピクセルのＵＶ成分の分布を表す一例の概念図である。
【図９】図８において、ＵＶ値それぞれの最大値、最小値から作成された代表値を持つ点Ｃ，Ｄを表す一例の概念図である。
【図１０】図９において、点Ｃ，Ｄから作成された補間値を持つ点Ｃ１，Ｃ２を表す一例の概念図である。
【図１１】テクスチャー圧縮前の画像と、従来の画像圧縮装置によりテクスチャー圧縮された画像を表す一例の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の画像圧縮装置、画像圧縮方法、プログラムおよび記録媒体を詳細に説明する。
【００４４】
図１は、本発明の画像圧縮装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。同図に示す画像圧縮装置１０は、画像を所定サイズのブロックに分割し、各々のブロックに含まれる所定数のピクセルをテクスチャー圧縮することにより、画像をテクスチャー圧縮するものである。
画像圧縮装置１０は、画像分割回路１２と、色空間変換回路１４と、テクスチャー圧縮回路１６と、重複検出回路１８と、ピクセル置換回路２０とによって構成されている。
【００４５】
画像分割回路１２は、画像圧縮装置１０に入力される画像（入力画像）を、所定サイズの所定数のブロックに分割するものである。
本実施形態の場合、画像分割回路１２は、ＲＧＢ色空間で表現された入力画像を、縦４×横４＝合計１６ピクセルからなる所定数のブロックに分割する。
なお、ブロックのサイズおよび数は何ら限定されず、所定のサイズおよび所定の数のブロックを設定することができる。
【００４６】
続いて、色空間変換回路１４は、画像分割回路１２により分割されたブロックの色空間を、入力画像の色空間から、輝度成分および色差成分からなる色空間に変換するものである。
本実施形態の場合、入力画像は、前述のように、ＲＧＢ色空間で表現されたものであり、色空間変換回路１４は、ブロックの色空間を、ＲＧＢ色空間からＹＵＶ色空間に変換する。
なお、色空間変換回路１４は、必須の構成要素ではない。また、色空間変換回路１４は、ブロックの色空間を、ＲＧＢ色空間から、ＹＵＶ色空間以外の、輝度成分および色差成分からなる色空間に変換するものであってもよい。また、色空間変換回路１４に対応して、入力画像の色空間を元に戻すために、画像圧縮装置１０から出力される画像（出力画像）の色空間を、入力画像の色空間に変換する色空間変換回路を設けてもよい。
【００４７】
続いて、テクスチャー圧縮回路１６は、色空間変換回路１４により色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルをテクスチャー圧縮して、２以上の代表値、および、ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のカラーコードを出力するものである。
本実施形態の場合、テクスチャー圧縮回路１６は、それぞれ、ブロック内のピクセルのＹ成分およびＵＶ成分をテクスチャー圧縮する第１および第２の圧縮回路１６ａ、１６ｂを備えている。
【００４８】
テクスチャー圧縮回路１６、第１および第２の圧縮回路１６ａ、１６ｂは、例えば、図５に示すテクスチャー圧縮回路４６と同様の構成のものを利用することができる。
つまり、テクスチャー圧縮回路１６は、図５に示すように、代表ピクセル作成回路４８と、補間ピクセル作成回路５０と、最近傍値決定回路５２とを備えている。
そして、テクスチャー圧縮回路１６は、代表ピクセル作成回路４８により、ブロックに含まれる所定数のピクセルに基づいて代表ピクセルのピクセル値である２以上の代表値を作成し、補間ピクセル作成回路５０により、２以上の代表値を補間した補間ピクセルのピクセル値である所定数の補間値を作成する。そして、最近傍値決定回路５２により、２以上の代表値および所定数の補間値に各々異なるカラーコードを割り当て、２以上の代表値および所定数の補間値の中から、ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のピクセル値に最も近いピクセル値を判定して、ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のカラーコードを特定し、２以上の代表値およびブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のカラーコードを出力する。
【００４９】
また、第１の圧縮回路１６ａは、色空間変換回路１４により色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルのＹ成分のテクスチャー圧縮を行って、２以上のＹ成分の代表値、および、色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のＹ成分のカラーコードを出力する。
第２の圧縮回路１６ｂは、色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のＵＶ成分のテクスチャー圧縮を行って、２以上のＵＶ成分の代表値、および、色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のＵＶ成分のカラーコードを出力する。
【００５０】
なお、テクスチャー圧縮回路１６、第１および第２の圧縮回路１６ａ、１６ｂの具体的な構成は何ら限定されず、従来公知のものを含む各種構成のものが利用可能である。
また、代表値の作成方法も何ら限定されず、ブロック内でのＲＧＢ色空間の各成分の最大値、最小値を選ぶ方法でもよいし、これ以外の従来公知の代表値の作成方法を含む、各種の代表値の作成方法を利用することができる。
【００５１】
続いて、重複検出回路１８は、色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のピクセル値の中から、重複するピクセル値の数が最も多いピクセル値を検出し、最大数ピクセル値として出力するものである。
本実施形態の場合、重複検出回路１８は、色空間が変換されたブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のＵＶ成分のピクセル値（ＵＶ値）の中から、重複するＵＶ値の数が最も多いＵＶ値を検出し、ＵＶ成分の最大数ピクセル値として出力する。
【００５２】
重複検出回路１８は、例えば、ＵＶ成分の総数（ＵＶ成分のそれぞれが８ビットの場合、２8+8）に関するヒストグラムを作成し、重複するＵＶ値の数が最も多いＵＶ値を特定することにより最大数ピクセル値を求めることができる。
【００５３】
しかし、ヒストグラムを作成するよりも、ブロック内の各々のピクセルのピクセル値について、同じピクセル値を持つピクセルの数を計測する方が現実的であり、回路規模も小さいという利点がある。この場合、重複検出回路１８は、例えば、ＵＶ値が異なるごとに、重複するＵＶ値の数をカウントする所定数（最大、ブロック内のピクセルの数と同数）のカウンタを備える。
そして、重複検出回路１８は、ブロックに含まれる所定数のピクセルの各々のピクセル値について、所定数のカウンタにより重複するＵＶ値の数をカウントした後、カウント値が最大のカウンタから出力されるカウント値を、最大数ピクセル値として出力する。
【００５４】
また、重複検出回路１８は、ＵＶ値が完全に一致する場合だけでなく、ＵＶ値が所定の範囲に含まれる場合に、この所定の範囲に含まれるＵＶ値が重複するＵＶ値であると判定してもよい。
【００５５】
最後に、ピクセル置換回路２０は、テクスチャー圧縮回路１６から出力された２以上の代表値のうち、画像の色空間内において、最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値を最大数ピクセル値に置換するものである。
本実施形態の場合、ピクセル置換回路２０は、第２の圧縮回路１６ｂから出力された２以上のＵＶ成分の代表値のうち、画像のＵＶ平面（色差成分平面）内において、ＵＶ成分の最大数ピクセル値との間の距離が最も近いＵＶ成分の代表値をＵＶ成分の最大数ピクセル値に置換する。
【００５６】
ピクセル置換回路２０は、最大数ピクセル値と２以上の代表値の各々との間の距離として、例えば、式（５）に示すユークリッド距離や、式（６）に示すＬ１ノルムを算出することができる。
距離（ｘ、ｙ）＝√｛（ｘｕ−ｙｕ）2＋（ｘｖ−ｙｖ）2｝  …  （５）
距離（ｘ、ｙ）＝｜ｘｕ−ｙｕ｜＋｜ｘｖ−ｙｖ｜  …  （６）
ここで、ｘ＝（ｘｕ、ｘｖ）は、代表値のＵＶ値を各成分としたベクトル、ｙ＝（ｙｕ、ｙｖ）は、最大数ピクセル値のＵＶ値を各成分としたベクトルである。
【００５７】
Ｌ１ノルムの場合には、掛け算、平方根の処理がないため、ユークリッド距離の場合よりも数分の１に回路規模が小さくなるという利点がある。一方で、ユークリッド距離の場合には、Ｌ１ノルムの場合よりも高精度に距離を計算することができ、ＨＳＶ色空間などの人間の感覚的な距離に近いという利点がある。
【００５８】
なお、ピクセル置換回路２０は、最大数ピクセル値と、最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値との間の距離が所定値以下の場合に、最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値を最大数ピクセル値に置換するようにしてもよい。この場合、最大数ピクセル値との間の距離が最も近い代表値を最大数ピクセル値に置換するかどうかを判断するための所定値は、回路上、可変に設定可能としておき、圧縮画像における変色の程度に応じて適宜変更することが望ましい。
【００５９】
以下、ピクセル置換回路２０の具体例を挙げて説明する。
【００６０】
図２は、図１に示すピクセル置換回路の構成を表す一例のブロック図である。同図に示すピクセル置換回路２０は、第２の圧縮回路１６ｂから出力された代表値が、代表値（１）および（２）の２つである場合の一例であり、第１および第２の距離計算回路２４および２６と、大小比較回路２８と、第１および第２のセレクタ３０および３２とを備えている。
【００６１】
第１および第２の距離計算回路２４および２６は、それぞれ、最大数ピクセル値と代表値（１）および（２）との間の距離（１）および（２）を計算するものである。
【００６２】
大小比較回路２８は、第１および第２の距離計算回路２４および２６により計算された距離（１）および（２）を比較し、距離（１）および（２）の大小関係を判定するものである。
【００６３】
セレクタ３０は、大小比較回路２８により判定された、距離（１）および（２）の大小関係の判定結果に応じて、代表値（１）または最大数ピクセル値を出力するものである。
同様に、セレクタ３２は、距離（１）および（２）の大小関係の判定結果に応じて、最大数ピクセル値または代表値（２）を出力するものである。
【００６４】
図２に示すピクセル置換回路２０では、第１および第２の距離計算回路２４により、それぞれ、最大数ピクセル値と代表値（１）および（２）との間の距離（１）および（２）が計算される。
【００６５】
続いて、大小比較回路２８により、距離（１）および（２）が比較され、距離（１）および（２）の大小関係が判定される。
【００６６】
そして、本実施形態の場合、距離（１）の方が距離（２）よりも大きい場合、セレクタ３０から、置換後の代表値（１）として最大数ピクセル値が出力され、セレクタ３２から、置換後の代表値（２）として代表値（２）がそのまま出力される。
一方、距離（２）の方が距離（１）よりも大きい場合、セレクタ３０から、置換後の代表値（１）として代表値（１）がそのまま出力され、セレクタ３２から、置換後の代表値（２）として最大数ピクセル値が出力される。
【００６７】
次に、本発明の画像圧縮方法に従って、画像圧縮装置１０の概略動作を説明する。
【００６８】
画像圧縮装置１０にＲＧＢ色空間で表現された画像が入力されると、画像分割回路１２により、入力画像が、所定サイズの所定数のブロックに分割される。分割された所定数のブロックは、１ブロック単位で色空間変換回路１４に順次入力される。
【００６９】
続いて、色空間変換回路１４により、画像分割回路１２から入力されたブロックの色空間が、ＲＧＢ色空間からＹＵＶ色空間に変換される。色空間が変換されたブロックは、１ブロック単位でテクスチャー圧縮回路１６に順次入力される。
【００７０】
続いて、テクスチャー圧縮回路１６では、第１の圧縮回路１６ａにより、色空間変換回路１４から入力されたブロック内のピクセルのＹ成分がテクスチャー圧縮され、２以上のＹ成分の代表値、および、ブロック内の各々のピクセルのＹ成分のカラーコードが出力される。第１の圧縮回路１６ａから出力された２以上のＹ成分の代表値、および、ブロック内の各々のピクセルのＹ成分のカラーコードは、１ブロック単位で画像圧縮装置１０から順次出力される。
【００７１】
また、第２の圧縮回路１６ｂにより、色空間変換回路１４から入力されたブロック内のピクセルのＵＶ成分がテクスチャー圧縮され、２以上のＵＶ成分の代表値、および、ブロック内の各々のピクセルのＵＶ成分のカラーコードが出力される。第１の圧縮回路１６ｂから出力された２以上のＵＶ成分の代表値は、１ブロック単位でピクセル置換回路２０に順次入力され、ブロック内の各々のピクセルのＵＶ成分のカラーコードは、１ブロック単位で画像圧縮装置１０から順次出力される。
【００７２】
一方、第１および第２の圧縮回路１６ａおよび１６ｂにより各々のブロック内のピクセルのＹ成分およびＵＶ成分がテクスチャー圧縮されるのと同時に、重複検出回路１８により、色空間変換回路１４から入力されたブロック内の各々のピクセルのＵＶ値の中から、重複するＵＶ値の数が最も多いＵＶ値が検出され、ＵＶ成分の最大数ピクセル値として出力される。
【００７３】
そして最後に、ピクセル置換回路２０により、２以上のＵＶ成分の代表値のうち、ＵＶ平面内において、ＵＶ成分の最大数ピクセル値との間の距離が最も近いＵＶ成分の代表値が、ＵＶ成分の最大数ピクセル値に置換され、置換後のＵＶ成分の代表値が画像圧縮装置１０から出力される。
【００７４】
また、画像圧縮装置１０では、上記動作が、画像分割回路１２により分割された各々のブロックについて繰り返し行われることにより、入力画像がテクスチャー圧縮される。
【００７５】
図３は、点Ｄから置換された点Ａ、および、点Ａ，Ｃの代表値の補間値を持つ点Ｃ１’，Ｃ２’を表す一例の概念図である。同図では、図１０の場合と同様に、ブロック内のピクセルのＵＶ値が２次元のＵＶ平面にプロットされ、点Ａ，Ｂ，Ｃの大きさは、それぞれ同じＵＶ値を持つピクセルの数を表している。また、点ＡのＵＶ値は、重複するＵＶ値の数が最も多いＵＶ値（ＵＶ成分の最大数ピクセル値）である。
【００７６】
画像圧縮装置１０では、図３に示すように、図１０に示すＵＶ成分の代表値を持つ点Ｃ，Ｄのうち、ＵＶ平面において、ＵＶ成分の最大数ピクセル値を持つ点Ａとの間の距離が最も近い点ＤのＵＶ成分の代表値が点ＡのＵＶ成分の最大数ピクセル値に置換される。
【００７７】
例えば、図６に示す画像伸長装置６０により圧縮画像を伸長する場合、画像伸長装置６０では、補間ピクセル作成回路６２により、置換後の点Ａ，ＣのＵＶ成分の代表値から点Ｃ１’，Ｃ２’で表されるＵＶ成分の補間値が作成される。そして、セレクタ６４により、ブロックに含まれる各々のピクセルのＵＶ成分のカラーコードに対応するＵＶ成分の補間値が、点Ａ，ＣのＵＶ成分の代表値および点Ｃ１’，Ｃ２’のＵＶ成分の補間値の中から順次選択される。これにより、テクスチャー圧縮されたブロックに含まれる各々のピクセルのＵＶ成分のピクセル値が伸長される。
【００７８】
画像圧縮装置１０では、ＵＶ成分の最大数ピクセル値を持つ点Ａとの間の距離が最も近い点ＤのＵＶ成分の代表値が、点ＡのＵＶ成分の最大数ピクセル値に置換される。これにより、ブロック内において、重複するＵＶ値の数が最も多い点Ａの色が変更されなくなるため、例えば、単一の背景色に複数の色で構成された文字がある場合であっても、テクスチャー圧縮後の圧縮画像において、文字の色が背景ににじんだり、文字の色が変色したりすることを大幅に緩和することができる。
【００７９】
図４は、テクスチャー圧縮前の画像と、従来の画像圧縮装置によりテクスチャー圧縮された画像と、本実施形態の画像圧縮装置によりテクスチャー圧縮された画像を表す一例の概念図である。同図は、各々の画像を、カラー画像からグレースケール画像に変換したものであり、同図の左側は、テクスチャー圧縮前の画像であり、同中央は、従来の画像圧縮装置によるテクスチャー圧縮後の画像、同右側は、本実施形態の画像圧縮装置１０によるテクスチャー圧縮後の画像である。
テクスチャー圧縮前の画像と、従来の画像圧縮装置によるテクスチャー圧縮後の画像は、図１１に示したものと同じである。
【００８０】
図４に示すように、従来の画像圧縮装置によるテクスチャー圧縮後の画像は、特に、文字Ｖの上部において、白い背景に文字の色がにじみ、さらに、文字Ｖの色もテクスチャー圧縮前と圧縮後とで大きく変色している。
これに対し、本実施形態の画像圧縮装置によるテクスチャー圧縮後の画像は、文字Ｖの上部の背景部分の色のにじみが大幅に緩和され、さらに、テクスチャー圧縮前と圧縮後とでの文字Ｖの変色も大幅に低減されていることが分かる。
【００８１】
また、本実施形態のように、入力画像の色空間を、ＲＧＢ色空間からＹＵＶ色空間に変換し、例えば、Ｙ成分と、ＵＶ成分の合計とに同じデータサイズを割り当ててテクスチャー圧縮を行うことにより、Ｙ成分の圧縮精度をＵＶ成分よりも高くすることができ、上記実施形態の場合には、Ｕ成分およびＶ成分それぞれをＹ成分の２倍の圧縮率で圧縮することができ、同じデータサイズで視覚的によりよい品質の圧縮画像を得ることができる。
なお、ＵＶ成分の圧縮率は、適宜変更することができる。
【００８２】
なお、上記実施形態では、ＹＵＶ色空間のうちのＵＶ成分に対して本発明を適用しているが、本発明はこれに限定されず、これ以外の色空間において、色空間の各成分のうちの２以上の成分に対して本発明を適用することも可能である。例えば、ＲＧＢ色空間のうちのＲＧ成分（２成分）に対して本発明を適用してもよいし、ＲＧＢ成分（３成分）に対して本発明を適用してもよい。ＲＧＢ成分に対して本発明を適用する場合、ピクセル置換回路２０は、ＲＧＢ色空間（３次元色空間）内における距離を計算する。
【００８３】
本発明の画像圧縮方法は、例えば、その各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。また、このプログラムが記録されたコンピュータ読取可能な記録媒体としてもよい。
【００８４】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００８５】
１０，４０，７０  画像圧縮装置
１２，４２，７２  画像分割回路
１４，７４  色空間変換回路
１６，４６，７６  テクスチャー圧縮回路
１６ａ、７６ａ  第１の圧縮回路
１６ｂ、７６ｂ  第２の圧縮回路
１８  重複検出回路
２０  ピクセル置換回路
２４  第１の距離計算回路
２６  第２の距離計算回路
２８  大小比較回路
３０  第１のセレクタ
３２  第２のセレクタ
４８  代表ピクセル作成回路
５０，６２  補間ピクセル作成回路
５２  最近傍値決定回路
６０  画像伸長装置
６４  セレクタ
【図１】
2015061214.tif 000003
【図２】
2015061214.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015061214.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2015061214.tif 000009
【図８】
2015061214.tif 000010
【図９】
2015061214.tif 000011
【図１０】
2015061214.tif 000012
【図１１】
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