(57)【要約】【課題】モノクロ画像を高効率に圧縮することができ、且つ、装置の小型化が可能な画像処理装置を提供する。【解決手段】画像処理装置を、複数のモノクロ画像からなる入力画像を格納するモノクロ画像用メモリ１１と、三枚のモノクロ画像毎に、三枚のモノクロ画像それぞれの色信号を異なる種類の色信号として出力する第一変換部２０と、第一変換部２０により出力された三つの色信号を一枚の擬似カラー画像の色信号として格納する第一及び第二カラー画像メモリ３１，３２と、擬似カラー画像をカラー画像として圧縮する画像圧縮部４０と、圧縮画像を格納する記憶手段５０と、圧縮画像から擬似カラー画像を復元する圧縮画像解凍部６０と、解凍された擬似カラー画像それぞれに対し、一枚の擬似カラー画像の三つの色信号を、それぞれ三枚のモノクロ画像の色信号として出力する第二変換部７０とを備える構成とした。【選択図】図１
2008205983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモノクロ画像からなる入力画像を格納するモノクロ画像格納手段と、
三枚の前記モノクロ画像毎に、前記三枚のモノクロ画像それぞれの色信号を異なる種類の色信号として出力する第一変換手段と、
前記第一変換手段により出力された三つの色信号を一枚の擬似カラー画像の色信号として格納する第一カラー画像格納手段と、
前記擬似カラー画像をカラー画像として圧縮する画像圧縮手段と、
前記圧縮画像を格納する記憶手段と、
前記圧縮画像から前記擬似カラー画像を復元する圧縮画像解凍手段と、
解凍された前記擬似カラー画像それぞれに対し、一枚の前記擬似カラー画像の三つの色信号を、それぞれ三枚のモノクロ画像の色信号として出力する第二変換手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
複数の前記入力画像を構成するモノクロ画像をタイル状に接続する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置に関し、特に、モノクローム画像の画像圧縮処理を行う画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像処理の分野においては、画像データを圧縮する技術としてＭＰＥＧやＡＶＩ等の圧縮処理技術が知られている(例えば、非特許文献１参照)。これらの圧縮処理技術は、モノクローム画像の場合には１種類の色信号を圧縮処理し、カラー画像の場合は３種類の色信号を圧縮処理するものである。
【０００３】
上述したカラー画像の圧縮処理は、放送分野や映像分野など広い分野で用いられるメジャーな技術であり、利用者が一定の制限の下で自由に使用できるもの、例えば、「Intel Jpeg Library（商品名）」や、画像をブロックで区切ることで処理能力を向上させるようにしたもの（例えば、特許文献１参照）など、多種類の提案がなされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３９６１１号公報
【非特許文献１】森山弘樹、「C MAGAZINE」、ソフトバンク出版、1999年10月、ｐ.124−135
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、カラー画像の圧縮技術が、様々な分野で一般的に利用される技術であり、安価で高速に圧縮を行うことが容易となっている一方、モノクローム画像(以下、モノクロ画像)の圧縮処理技術は、カラー画像の圧縮技術に比べて利用が少なく、画像処理の分野の一部でありながらカラー画像圧縮技術に比較して高速化や低価格化等の点で及ばず、モノクロ画像の圧縮処理に用いられる画像処理装置はカラー画像圧縮技術に比較して高コストになるという現状があった。
【０００６】
例えば、画像処理によるパンタグラフやトロリー線の検査技術に関連する分野においては、例えばＣＣＤカメラで測定対象物のモノクロ画像を撮像して該モノクロ画像の画像データをメモリに蓄積し、蓄積された画像データを解析して測定対象物の検査や測定を行う場合がある。
【０００７】
このような検査や測定にあっては、測定対象物の長時間にわたる変化を撮像する、または、空間的広範囲にわたって存在する測定対象物を撮像する等により、蓄積される画像データが膨大となる。従来、画像を高効率に圧縮する手段がないことから、膨大なデータを蓄積するために大規模な装置が必要となり、装置の大型化や高コスト化に繋がっていた。
【０００８】
このようなことから本発明は、モノクロ画像を高効率に圧縮することができ、且つ、装置の小型化が可能な画像処理装置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】
【０００９】
上記の課題を解決する第１の発明に係る画像処理装置は、複数のモノクロ画像からなる入力画像を格納するモノクロ画像格納手段と、三枚の前記モノクロ画像毎に、前記三枚のモノクロ画像それぞれの色信号を異なる種類の色信号として出力する第一変換手段と、前記第一変換手段により出力された三つの色信号を一枚の擬似カラー画像の色信号として格納するカラー画像格納手段と、前記擬似カラー画像をカラー画像として圧縮する画像圧縮手段と、前記圧縮画像を格納する記憶手段と、前記圧縮画像から前記擬似カラー画像を復元し、前記カラー画像格納手段に格納する圧縮画像解凍手段と、一枚の前記擬似カラー画像の三つの色信号を、それぞれ三枚のモノクロ画像の色信号として出力する第二変換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記の課題を解決する第２の発明に係る画像処理装置は、第１の発明に係る画像処理装置において、複数の前記入力画像を構成するモノクロ画像をタイル状に接続する手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
三枚のモノクロ画像を三つの画像として圧縮処理する場合、三つの先頭情報が必要であるが、本発明に係る画像処理装置では三枚のモノクロ画像を一つの擬似カラー画像として圧縮するため、三枚のモノクロ画像に対して先頭情報が一つでよく、圧縮率を向上させることができる。
【００１２】
また、圧縮率が向上することにより、従来と比較して低容量の記憶手段を用いることができるため、装置の小型化が可能となる。更に、単位時間当たりに発生する画像容量が小さくなり、低速のＨＤＤ等、安価な記憶手段が利用可能となり、装置の低コスト化が可能となる。
【００１３】
更に、カラー画像の圧縮処理技術は一般的に広く利用されているために技術進歩が著しく、高効率で高速な圧縮技術であって、且つ、自由に使用可能なものが多数ある。したがって、カラー画像の圧縮処理技術の一つを選択し、それを使用することでモノクロ画像の圧縮を安価で高速に行うことができるという利点を有する。
【００１４】
更に加えて、モノクロ画像からなる複数の入力画像を圧縮する場合、それぞれの入力画像を構成するモノクロ画像をタイル状に接続して圧縮処理を行う構成とすれば、一つの擬似カラー画像に対応する複数のモノクロ画像に対して先頭情報が一つでよく、それぞれの入力画像に対して圧縮処理を施す場合に比較し、圧縮画像の容量を低減することができる。
【００１５】
更に、複数のモノクロ画像をタイル状に接続した画像は、撮像手段を同期させて同一時刻の対象物を異なる方向から撮像した複数のモノクロ画像を解析することで対象物の検査・測定等を行う場合、閲覧の際に対象物の状態を把握しやすいという利点も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１及び図２に基づいて本発明の第１の実施例を説明する。図１は本実施例に係る画像処理装置のブロック図、図２は本実施例に係る画像処理の流れを示す説明図である。本実施例では、１台のカメラで撮像したモノクロ画像に対して圧縮・解凍処理を行う例を説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施例において画像処理装置１００は、入力された画像（以下、入力画像という）を構成するモノクロ画像を擬似カラー画像に変換して圧縮処理を行うものであり、更に、入力画像を観る際は解凍処理を行った擬似カラー画像をモノクロ画像に再変換して出力する機能を備えるものである。
【００１９】
画像処理装置１００には、モノクロ画像用メモリ１１，１２と、第一変換部２０と、カラー画像用メモリ３１、３２と、画像圧縮部４０と、記憶部５０と、画像解凍手段としての圧縮画像解凍部６０と、第二変換部７０とが設けられている。
【００２０】
モノクロ画像格納手段としてのモノクロ画像用メモリ１１，１２は、入力されたモノクロ画像を一時的に格納する手段であり、カラー画像格納手段としてのカラー画像用メモリ３１，３２は、三種類の色信号を格納する色信号格納部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ、色信号格納部３２ａ，３２ｂ，３２ｃをそれぞれ備えカラー画像を一時的に格納する手段である。
【００２１】
第一変換手段としての第一変換部２０は、モノクロ画像用メモリ１１から読み込んだ入力画像を構成するモノクロ画像を擬似カラー画像として出力する手段である。詳しくは、入力画像を構成する時系列的に連続した三枚単位のモノクロ画像を一枚の擬似カラー画像に変換して出力するものであり、上記三枚のモノクロ画像のそれぞれの色信号を、カラー画像の三種類の色信号としてカラー画像用メモリ３１、具体的には色信号格納部３１ａ，３１ｂ，３１ｃにそれぞれ出力することで、該三枚のモノクロ画像から一枚の擬似カラー画像を生成するのである。
【００２２】
第一変換部２０では、入力画像を構成する全てのモノクロ画像について、時系列的に連続した三枚の該モノクロ画像のそれぞれの色信号を、異なる三種類の色信号として色信号格納部３１ａ，３１ｂ，３１ｃに格納し、擬似カラー画像を生成する変換処理を行うものとする。
【００２３】
画像圧縮手段としての圧縮処理部４０は、第一変換部２０から出力され、カラー画像用メモリ３１に格納された擬似カラー画像を、カラー画像として圧縮処理し、これを圧縮画像として出力する手段である。また、記憶手段としての記憶部５０は、圧縮画像を格納する手段である。
【００２４】
圧縮画像解凍部６０は、圧縮画像の解凍処理を行い、カラー画像として出力する手段であり、圧縮画像解凍部６０から出力された擬似カラー画像は、カラー画像用メモリ３２に格納される。
【００２５】
第二変換手段としての第二変換部７０は、カラー画像用メモリ３２から読み込んだ擬似カラー画像をモノクロ画像に再変換して出力する手段である。詳しくは、三種類の色信号としてカラー画像用メモリ３２の色信号格納部３２ａ，３２ｂ，３２ｃにそれぞれ格納されたモノクロ画像を、一種類の色信号として出力することで、一枚の擬似カラー画像を三枚のモノクロ画像に変換するのである。第二変換部７０では、全ての擬似カラー画像をモノクロ画像に変換し、入力画像を復元するものとする。
【００２６】
図２に基づいて、画像処理装置１００による画像圧縮処理の流れを説明する。図２（ａ）に示すように、入力画像は、それぞれ一種類の色信号Bw(ｉ)からなるｎ枚のモノクロ画像２０１によって構成されている。ただし、ｉ＝１〜ｎ（ｎは整数）とする。
【００２７】
まず、図１に示した第一変換部２０により、例えば、時系列的に連続する三枚のモノクロ画像２０１の色信号Bw(１)，Bw(２)，Bw(３)は、図２（ｂ）に示すように、擬似カラー画像２０２をなす異なる三種類の色信号Col(１，１)，Col(１，２)，Col(１，３)として出力される。
【００２８】
第一変換部２０は、ｎ枚の全てのモノクロ画像２０１の色信号Bw(ｉ)を、（ｎ／３）枚のカラー画像をなす異なる三種類の色信号Col(ｊ，ｋ)として出力し、全てのモノクロ画像２０１を擬似カラー画像２０２に変換するのである。ここで、ｊ＝１〜ｎ／３（ただしｎ／３が非整数である場合は整数に繰上げるものとする）、ｋ＝１，２，３とする。
【００２９】
そして、図２（ｃ）に示すように、擬似カラー画像２０２から構成される入力画像を、図１に示す画像圧縮部４０によってカラー画像として圧縮し、圧縮画像２０３とする。
【００３０】
一方、本実施例による画像解凍処理は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧縮処理とは逆の処理を行うものであり、圧縮画像２０３を図１に示す圧縮画像解凍部６０において解凍した後、第二変換部７０によって、該カラー画像、即ち擬似カラー画像２０２をそれぞれ成す三種類の色信号Col(ｊ，ｋ)を、一種類の色信号Bw(ｉ)として出力する処理を行い、擬似カラー画像２０２をモノクロ画像２０１に再変換するものである。
【００３１】
上述した本実施例によれば、三枚のモノクロ画像２０１を一つの擬似カラー画像２０２として圧縮するため、三枚のモノクロ画像２０１に対して先頭情報が一つでよく、三枚のモノクロ画像２０１を三つの画像として圧縮処理するために三つの先頭情報が必要であった従来に比較して、圧縮率を向上させることができる。
【００３２】
また、圧縮率が向上することにより、従来と比較して低容量の記憶手段を用いることができるため、装置の小型化が可能となる。更に、単位時間当たりに発生する画像容量を低減することができるため、低速のＨＤＤ等、安価な記憶手段が利用可能となり、装置の低コスト化が可能となる。
【００３３】
更に、カラー画像の圧縮処理技術は一般的に広く利用されているために技術進歩が著しく、高効率で高速な圧縮技術であって、且つ、自由に使用可能なものが多数ある。したがって、カラー画像の圧縮処理技術の一つを選択し、それを使用することでモノクロ画像の圧縮を安価で高速に行うことができるという利点を有する。
【００３４】
なお、本実施例においては、モノクロ画像用メモリ１１とモノクロ画像用メモリ１２、カラー画像用メモリ３１とカラー画像用メモリ３２をそれぞれ異なるものとして説明したが、モノクロ画像用メモリ、カラー画像用メモリはそれぞれ一つであっても構わない。
【実施例２】
【００３５】
図４及び図５に基づいて、本発明の第２の実施例を説明する。図４は本実施例の圧縮処理の流れを示す説明図、図５は本実施例の解凍処理の流れを示す説明図である。上述した第１の実施例では１台の撮像手段で撮像した入力画像を圧縮処理する例を示したが、本実施例では複数台の撮像手段で撮像した入力画像の圧縮処理の例を示す。
【００３６】
本実施例は、図１に示し上述した画像処理装置１００を用いてモノクロ画像の圧縮処理及び解凍を行う例であり、実施例１と重複する説明は適宜省略する。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、複数台（本実施例では２台）の撮像手段によって撮像された入力画像は、それぞれ一種類の色信号Bw1(ｉ)，色信号Bw2(ｉ)（ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）からなるｎ枚のモノクロ画像３０１、モノクロ画像３０２によって構成されている。
【００３８】
本実施例において、二つの入力画像は図４（ｂ）に示すように、タイル状に接続され、一種類の色信号Bw12(ｉ)（ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）からなるｎ枚の画像（以下、接続モノクロ画像という）３０３をなす。そして、該接続モノクロ画像３０３は、図１に示す第一変換部２０により擬似カラー画像３０４に変換される。
【００３９】
即ち、例えば接続入力画像を構成する時系列的に連続した三枚のモノクロ画像３０３の色信号Bw12(１)，Bw12(２)，Bw12(３)を、図４（ｃ）に示すように、一枚の擬似カラー画像３０４をなす異なる三種類の色信号Col(１，１)，Col(１，２)，Col(１，３)として出力するのである。
【００４０】
第一変換部２０では、全ての接続モノクロ画像３０３の色信号Bw12(ｉ)を、ｎ／３枚のカラー画像をなす異なる三種類の色信号Col(ｊ，ｋ)（ｊ＝１〜ｎ／３、ただしｎ／３が非整数である場合は整数に繰上げ）として出力し、全ての接続モノクロ画像３０３を擬似カラー画像３０４に変換する。
【００４１】
そして図４（ｄ）に示すように、擬似カラー画像３０４に変換された入力画像を、図１に示す画像圧縮部４０によってカラー画像として圧縮し、圧縮画像３０５とする。
【００４２】
一方、本実施例による解凍処理は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧縮処理とは逆の処理を行うものであり、圧縮画像を図１に示す圧縮画像解凍部６０においてカラー画像として解凍した後、第二変換部７０によって、該カラー画像、即ち擬似カラー画像３０４をそれぞれ成す三種類の色信号Col(ｊ，ｋ)を、一種類の色信号Bw12(ｉ)として出力する処理を行い、擬似カラー画像３０４を接続モノクロ画像３０３に再変換するものである。
【００４３】
上述した本実施例によれば、実施例１による効果に加えて、複数の入力画像が存在する場合、これら複数の入力画像をそれぞれ構成するモノクロ画像をタイル状に接続して圧縮処理を行う構成としたことにより、複数の画像に対して先頭情報が一つでよく、それぞれの入力画像に対して圧縮処理を施す場合に比較し、圧縮画像の容量を低減することができる。
【００４４】
更に、複数のモノクロ画像をタイル状に接続した画像は、特に、撮像手段を同期させて同一時刻の対象物を異なる方向から撮像した複数の入力画像を解析することで対象物の検査・測定等を行うような場合、閲覧の際に対象物の状態を把握しやすいという利点も有する。
【００４５】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本実施例は、モノクロ画像の圧縮を行う画像処理装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る画像処理装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る画像処理装置による圧縮処理を説明する説明図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る画像処理装置による圧縮画像の解凍処理を説明する説明図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る画像処理装置による圧縮処理を説明する説明図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る画像処理装置による圧縮画像の解凍処理を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１，１２  モノクロ画像用メモリ
２０  第一変換部
３１，３２  カラー画像用メモリ
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ  色信号格納部
４０  画像圧縮部
５０  記憶部
６０  圧縮画像解凍部
７０  第二変換部
１００  画像処理装置
２０１，３０１，３０２  モノクロ画像
２０２，３０４  擬似カラー画像
２０３，３０５  圧縮画像
３０３  接続モノクロ画像
【図１】
2008205983.tif 000003
【図２】
2008205983.tif 000004
【図３】
2008205983.tif 000005
【図４】
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【図５】
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