(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の輪郭を含むコードブック作成用画像から複数の方向で検出された前記第１の輪郭の輪郭点およびその周辺領域を予め設定されたサイズで切り取ることにより生成された複数の第１の画像ブロックを多次元空間中に分布したベクトルとみなして輪郭検出の前記複数の方向のそれぞれにつき所定数の代表ベクトルを生成する量子化処理を実行して作成された第２の画像ブロックに識別コードを割り当てて作成されたコードブックを用いて画像を圧縮する画像処理装置であって、
前記コードブックを格納する記憶手段と、
第２の輪郭を含む圧縮対象画像から前記第２の輪郭を前記複数の方向のうち少なくとも１つの方向で検出する輪郭検出手段と、
検出された前記第２の輪郭の輪郭点およびその周辺領域を予め設定されたサイズで切り取って複数の第３の画像ブロックを生成する画像ブロック生成手段と、
前記第３の画像ブロックに類似する前記第２の画像ブロックを前記記憶手段に格納された前記コードブックから探索する探索手段と、
探索された前記類似する第２の画像ブロックの識別コードの情報と前記第３の画像ブロックの輪郭点の座標情報とを出力する出力手段と、
を備える画像処理装置。
【請求項２】
輪郭を含み圧縮処理がなされた画像であって、前記輪郭の輪郭点とその周辺領域とでそれぞれが構成される第１の画像ブロックの前記輪郭点の座標と、予め準備されそれぞれ識別コードが割り当てられた第２の画像ブロックを有するコードブックの前記第２の画像ブロックのうちで前記第１の画像ブロックに類似する第２の画像ブロックの識別コードと、で規定される被圧縮画像を再生する画像処理装置であって、
前記コードブックの情報を格納する記憶手段と、
前記被圧縮画像を規定する前記第１の画像ブロックの前記輪郭点座標と前記識別コードとを読み込む読込手段と、
前記識別コードに対応する前記第２の画像ブロックを前記第１の画像ブロックの前記輪郭点座標に付加する画像ブロック合成手段と、
を備える画像処理装置。
【請求項３】
第１の輪郭を有するコードブック作成用画像から前記第１の輪郭を複数の方向で検出する手順と、
予め設定されたサイズで前記第１の輪郭の輪郭点およびその周辺領域を切り取り、複数の第１の画像ブロックを生成する手順と、
前記第１の画像ブロックを多次元空間中に分布したベクトルとみなして量子化処理を実行し、第２の画像ブロックを作成する手順と、
前記第２の画像ブロックに識別コードを割り当ててコードブックを作成する手順と、
第２の輪郭を有する圧縮対象画像から前記第２の輪郭を前記複数の方向のうち少なくとも１つの方向で検出する手順と、
予め設定されたサイズで前記第２の輪郭の輪郭点およびその周辺領域を切り取り、複数の第３の画像ブロックを生成する手順と、
前記第３の画像ブロックに類似する前記第２の画像ブロックを前記コードブックから探索する手順と、
前記第３の画像ブロックの輪郭点の座標と前記類似する前記第２の画像ブロックの識別コードとを出力する手順と、
を含む画像圧縮方法を備える画像処理方法。
【請求項４】
輪郭を有し圧縮処理がなされた画像であって、前記輪郭の輪郭点とその周辺領域とでそれぞれが構成される第１の画像ブロックの前記輪郭点の座標と、予め準備されそれぞれ識別コードが割り当てられた第２の画像ブロックを有するコードブックの前記第２の画像ブロックのうちで前記第１の画像ブロックに類似する第２の画像ブロックの識別コードと、で規定される被圧縮画像を再生する方法であって、
前記コードブックの内容を読み込む手順と、
前記被圧縮画像を規定する前記第１の画像ブロックの前記輪郭点座標と前記識別コードとを読み込む手順と、
前記第１の画像ブロックの前記輪郭点座標に前記識別コードに対応する前記第２の画像ブロックを付加する手順と、
を含む画像再生方法を備える画像処理方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術とその問題点につき、半導体の製造工程で形成される微細パターンのＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）画像を例に取って説明する。
【０００３】
半導体の微細パターンを評価するために、ＣＤＳＥＭを用いた寸法計測（ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）計測）が実施されている。ＣＤＳＥＭでは計測対象パターンを上方から観察したＳＥＭ画像を取得し、これをもとにパターン各部の寸法が装置により計測される。ここで、取得されたＳＥＭ画像は、後に再度の計測および観察を目的に、ＥＷＳに接続されたＨＤＤ等の記録媒体に格納される場合がある。画像を計測する場合、保存される画像のフォーマットとして、計測時の計測精度を劣化させないためには、ＢＭＰ（Ｄｅｖｉｃｅ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｂｉｔｍａｐ）等のピクセルベースフォーマットを用いることが好ましい。ＢＭＰはＰＣの機種に依存しないＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）での標準画像フォーマットとして普及しているが、画像のファイルサイズが大きくなるという欠点がある。例えば、４０９６×４０９６の大きさの８ビット階調イメージではファイルサイズは１６ＭＢにもなり、これではＨＤＤ等のデータ格納のための記憶媒体資源や画像処理を実行するＰＣのＣＰＵ資源を浪費してしまう。また、ネットワークを介して画像データを転送する際にも、ネットワークの負荷を増大させ、転送にかかる時間も長くなるという問題がある。
【０００４】
画像ファイルをＨＤＤ等に格納する際に、可逆圧縮であるＲＬＥ（Ｒｕｎ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｅｎｃｏｄｉｎｇ）方式で圧縮することでファイルサイズを小さくし、その画像を利用する際に解凍することで、ＨＤＤ等の記憶媒体資源を節約することも可能である。しかしながら、ＳＥＭ画像のような自然画像では、一般に、圧縮による画像サイズの縮小効果は小さく、また、圧縮、解凍のために新たなＣＰＵ資源と処理時間が必要となる。
【０００５】
また、インターネット等のネットワークを通じた画像転送では、標準的に使用され圧縮効率が高い圧縮画像フォーマットであるＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）を使用することも可能ではある。ＪＰＥＧは自然画像の圧縮保存を目的に開発された画像フォーマットであり、不可逆圧縮ではあるが、画像によっては画像のファイルサイズを数十分の１程度にできるという利点がある。しかし、ＪＰＥＧでは画像保存の際に圧縮率を指定できるものの、圧縮率を上げると画像の高周波成分が失われ、画像のエッジ情報の劣化の度合が大きくなり、計測の際に計測精度が低下してしまうという欠点がある。このように、ＪＰＥＧ画像は計測用の画像フォーマットには適していない。
【０００６】
ＪＰＥＧとは別に自然画像ではなく、イラストのような線画の圧縮に適した方法としてベクトル量子化圧縮（ＶＱ：Ｖｅｃｔｏｒ  Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）という方法も提案されている。この方法は画像を小さな画像ブロックに分割し、分割された個々の画像ブロックを多次元空間の１点と見なし、ベクトル量子化を実行することで画像ブロックの種類を少なくし、さらに、これらの量子化された画像ブロックに識別コード番号をつけて作成する、コードブックと呼ばれるものを用いることを特徴としている。
【０００７】
しかしながら、この方法の弱点として、再生画像にブロックの繋ぎ目が表れてしまうことで、人間の目は誤魔化せても、計測にはやはり不適切であるという状況はＪＰＥＧと変わりない。
【０００８】
ネットワークを介して画像データを計測する場合、大きいサイズの画像を対象とするときは、ネットワークの負荷を低減するための手段が特に重要である。図８は、回線速度と転送時間との関係を画素サイズ毎に示した表である。同図から４０９６×４０９６の画像では４０ＭｂｐｓのＦＴＴＨ回線でも転送に約３秒かかり、大量の画像を計測する際には計測処理速度を律速してしまうことが分る。さらには、計測対象となる画像は、通常、量産工場の製品の画像であって、企業秘密であるそれらの画像がインターネット回線を通じて社外に出ることは、セキュリティ上重大な問題を伴う。画像の暗号化等によりその対策を講ずることは可能だが、暗号のエンコード、デコードに大きなＣＰＵリソースと処理時間を必要とするという問題もある。
【特許文献１】特開平１１−８８４８号公報
【特許文献２】特開２０００−４０９６６号公報
【特許文献３】特開２００１−９４９９１号公報
【特許文献４】特開２００１−２０４０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、画像の圧縮もしくは再生または圧縮および再生を高い精度で効率良く実現する画像処理装置、画像処理方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の手段により上記課題の解決を図る。
【００１１】
即ち、本発明の第１の態様によれば、
第１の輪郭を含むコードブック作成用画像から複数の方向で検出された前記第１の輪郭の輪郭点およびその周辺領域を予め設定されたサイズで切り取ることにより生成された複数の第１の画像ブロックを多次元空間中に分布したベクトルとみなして輪郭検出の前記複数の方向のそれぞれにつき所定数の代表ベクトルを生成する量子化処理を実行して作成された第２の画像ブロックに識別コードを割り当てて作成されたコードブックを用いて画像を圧縮する画像処理装置であって、
前記コードブックを格納する記憶手段と、
第２の輪郭を含む圧縮対象画像から前記第２の輪郭を前記複数の方向のうち少なくとも１つの方向で検出する輪郭検出手段と、
検出された前記第２の輪郭の輪郭点およびその周辺領域を予め設定されたサイズで切り取って複数の第３の画像ブロックを生成する画像ブロック生成手段と、
前記第３の画像ブロックに類似する前記第２の画像ブロックを前記記憶手段に格納された前記コードブックから探索する探索手段と、
探索された前記類似する第２の画像ブロックの識別コードの情報と前記第３の画像ブロックの輪郭点の座標情報とを出力する出力手段と、
を備える画像処理装置が提供される。
【００１２】
また、本発明の第２の態様によれば、
輪郭を含み圧縮処理がなされた画像であって、前記輪郭の輪郭点とその周辺領域とでそれぞれが構成される第１の画像ブロックの前記輪郭点の座標と、予め準備されそれぞれ識別コードが割り当てられた第２の画像ブロックを有するコードブックの前記第２の画像ブロックのうちで前記第１の画像ブロックに類似する第２の画像ブロックの識別コードと、で規定される被圧縮画像を再生する画像処理装置であって、
前記コードブックの情報を格納する記憶手段と、
前記被圧縮画像を規定する前記第１の画像ブロックの前記輪郭点座標と前記識別コードとを読み込む読込手段と、
前記識別コードに対応する前記第２の画像ブロックを前記第１の画像ブロックの前記輪郭点座標に付加する画像ブロック合成手段と、
を備える画像処理装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の第３の態様によれば、
第１の輪郭を有するコードブック作成用画像から前記第１の輪郭を複数の方向で検出する手順と、
予め設定されたサイズで前記第１の輪郭の輪郭点およびその周辺領域を切り取り、複数の第１の画像ブロックを生成する手順と、
前記第１の画像ブロックを多次元空間中に分布したベクトルとみなして量子化処理を実行し、第２の画像ブロックを作成する手順と、
前記第２の画像ブロックに識別コードを割り当ててコードブックを作成する手順と、
第２の輪郭を有する圧縮対象画像から前記第２の輪郭を前記複数の方向のうち少なくとも１つの方向で検出する手順と、
予め設定されたサイズで前記第２の輪郭の輪郭点およびその周辺領域を切り取り、複数の第３の画像ブロックを生成する手順と、
前記第３の画像ブロックに類似する前記第２の画像ブロックを前記コードブックから探索する手順と、
前記第３の画像ブロックの輪郭点の座標と前記類似する前記第２の画像ブロックの識別コードとを出力する手順と、
を含む画像圧縮方法を備える画像処理方法が提供される。
【００１４】
さらに、本発明の第４の態様によれば、
輪郭を有し圧縮処理がなされた画像であって、前記輪郭の輪郭点とその周辺領域とでそれぞれが構成される第１の画像ブロックの前記輪郭点の座標と、予め準備されそれぞれ識別コードが割り当てられた第２の画像ブロックを有するコードブックの前記第２の画像ブロックのうちで前記第１の画像ブロックに類似する第２の画像ブロックの識別コードと、で規定される被圧縮画像を再生する方法であって、
前記コードブックの内容を読み込む手順と、
前記被圧縮画像を規定する前記第１の画像ブロックの前記輪郭点座標と前記識別コードとを読み込む手順と、
前記第１の画像ブロックの前記輪郭点座標に前記識別コードに対応する前記第２の画像ブロックを付加する手順と、
を含む画像再生方法を備える画像処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１６】
即ち、本発明によれば、自然画像の圧縮・再生においてファイルサイズの縮小によるデータ保管のコストやネットワーク転送の負荷を低減させることができる。
【００１７】
また、本発明によれば、再生画像のＳ／Ｎ比を向上でき、その画質を制御できるので、計測精度を落とすことなく再生画像を計測することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下では、リソグラフィ工程やエッチング工程等の半導体製造工程で形成される微細パターンのＳＥＭ画像を取り上げて説明するが、本発明はＳＥＭ画像に限定されることなく、他の様々な分野における画像全般に利用できることは勿論である。
【００１９】
（１）第１の実施の形態
本発明の第１の実施の形態による画像処理装置について図１および図２を参照しながら説明する。本実施形態における画像処理装置は、コードブック方式の画像圧縮装置２とコードブック方式の画像再生装置４を備える。
【００２０】
図１は、画像圧縮装置２の概略構成を示すブロック図である。画像圧縮装置２は、画像入力装置１２と、輪郭検出装置１４と、画像ブロック生成装置１６と、マッチング装置１８と、コードブック記憶装置２０と、可変長符号化装置２２と、圧縮データ出力装置２４とを備える。
【００２１】
画像入力装置１２は、圧縮対象画像を取得して輪郭検出装置１４に入力する。輪郭検出装置１４は、入力された圧縮対象画像から微細パターンの輪郭点を画像ブロックとしてその方向とともに検出する。画像ブロック生成装置１６は、検出された輪郭点の周囲の画像を切り出す。コードブック記憶装置２０は、後述する手順１〜５により作成されたコードブックを格納する。マッチング装置１８は、画像ブロック生成装置１６から供給された画像ブロックの情報に付加された画像ブロックの方向に最も近い方向の画像ブロックをコードブックから選択し（マッチング）、選択された画像ブロックの識別コードとともに、切り出された画像ブロックの輪郭点座標情報を可変長符号化装置２２へ供給する。可変長符号化装置２２は、送られた画像ブロックの輪郭点座標と選択された画像ブロックの識別コードとに対して可変長符号化処理を行い、圧縮データとして圧縮データ出力装置２４に供給する。圧縮データ出力装置２４は、圧縮データを外部に出力する。本実施形態において、マッチング装置１８は、例えば探索手段に対応し、可変長符号化装置２２および圧縮データ出力装置２４は、例えば出力手段に対応する。
【００２２】
図２は、画像再生装置４の概略構成を示すブロック図である。画像再生装置４は、圧縮データ入力装置４２と、可変長符号入力装置４４と、画像ブロック合成装置５２と、画像出力装置５４とを備える。圧縮データ入力装置４２は、画像圧縮装置２の圧縮データ出力装置２４から圧縮データの供給を受け、可変長符号入力装置４４に送る。可変長符号入力装置４４は、圧縮データを解凍して画像ブロックの輪郭点座標と識別コードとを画像ブロック合成装置５２に供給する。コードブック記憶装置５０は、図１のコードブック記憶装置２０に格納されたコードブックと同一のコードブックを格納する。画像ブロック合成装置５２は、可変長符号入力装置４４から送られた輪郭点座標を中心に、識別コードに対応する画像ブロックをコードブックから取り出して所定の再生画像領域に書き込むことにより再生画像を形成する。画像出力装置５４は、画像ブロック合成装置５２により形成された画像を再生画像として出力する。本実施形態において、圧縮データ入力装置４２および可変長符号入力装置４４は、例えば読込手段に対応する。
【００２３】
図１および図２にそれぞれ示す圧縮装置２および再生装置４を用いた画像の圧縮・再生方法について、本発明の第１の実施の形態による画像処理方法として図３乃至図７を参照しながら説明する。以下では、図３に示すコードブック作成用画像Ｉｍｒから作成したコードブックを用いて図４の圧縮対象画像Ｉｍｏ（７６９ｋＢ）を圧縮し、図５の再生画像（２５８ｋＢ）として再生する手順について詳述する。
【００２４】
（ｉ）コードブックの作成
画像の圧縮処理に先立ってコードブックを作成する必要がある。本実施形態では、圧縮対象画像Ｉｍｏに類似するコードブック作成用画像Ｉｍｒを用いてコードブックを作成する方法を示す。
【００２５】
（手順１）
コードブック作成用画像Ｉｍｒに対してパターン輪郭を検出する。このときに、輪郭点だけでなく輪郭の方向をも併せて検出する点が本実施形態の特徴点である。輪郭の検出に際してはどのようなアルゴリズムを使用してもよい。例えばＳｏｂｅｌ  Ｆｉｌｔｅｒを用いる方法によれば、輪郭点と輪郭の方向とを同時に検出することができる。しかしながら、この方法に限ることなく、輪郭点と輪郭の方向とを別々に求める方法を用いてもよい。輪郭点はサブピクセルの精度で求めても良いが、本実施形態ではＣａｎｎｙの方法により、０度、４５度、９０度および１３５度の方向毎にピクセル単位で輪郭点を検出する。なお、ここでは方向の分解度として４５度刻みを採用したが、圧縮対象画像の性質の他、計測等の画像使用目的で要求される仕様に応じてより細かな刻み、またはもっと粗い刻みをとってもよい。
【００２６】
（手順２）
次に、コードブック作成用画像Ｉｍｒから、輪郭点を含み輪郭点を囲む所定ピクセル数の領域の画像を画像ブロックとして切り出す。本実施形態では輪郭点を中心に７×２１ピクセルの領域の画像を切り出す。この領域は、異なる輪郭点同士で互いに重複する部分があってもかまわない。ただし、このときは輪郭点が属する方向に応じて領域の形状を変える必要がある。図６は、３×７に縮小した場合の各方向０度（図６（ａ）、４５度（図６（ｂ）、９０度（図６（ｃ）および１３５度（図６（ｄ）の領域（画像ブロックＢＬ１〜ＢＬ４）を例示した。なお、同図において輪郭点のセルは交差斜線で示した。
【００２７】
（手順３）
上記手順２によりコードブック作成用画像Ｉｍｒから切り出して生成した画像ブロックのそれぞれを多次元空間中に分布したベクトルとみなし、ベクトル量子化の手法を用いて１方向につき所定数の代表ベクトルを生成する。本実施形態では３２個の代表ベクトルを生成し、この結果、本実施形態では４×３２＝１２８個の画像ブロックが生成される。
【００２８】
（手順４）
コードブック作成用画像Ｉｍｒから画像ブロックを切り出した後の画像（このようにパターン輪郭の主要な部分が切り出されて輪郭情報としての情報量が小さくなった領域を非輪郭領域という）に対して、その階調値の平均値を算出する。画像がいくつかの領域に分割されている場合には、各領域毎に平均値を算出することとしてもよい。
【００２９】
（手順５）
手順３により生成された画像ブロックと手順４により算出された非輪郭領域の平均階調値とに識別コードを付与し、この識別コードで画像ブロックおよび非輪郭領域の内容が参照できるようにコードブックを作成する。このとき、コードブックに輪郭検出方法や画像ブロックの設定等の付加情報を併せて書き込むこととしてもよい。
【００３０】
（ii）画像の圧縮
（手順６）
図１に示す圧縮装置２は、上記手順１〜５により作成されたコードブックを読み込むことにより画像圧縮の前処理に必要な情報を取得してコードブック記憶装置２０の所定の記憶領域に格納する。本実施形態では付加情報として輪郭検出方法と輪郭方向の種類とを併せて取得する。なお、これらの情報をコードブックに記述する方法の他、予め取り決めをすることにより読み取りの手順を省略することも可能である。
【００３１】
（手順７）
輪郭検出装置１４は、画像入力装置１２から圧縮対象画像、例えば図４に示す５１２×５１２ピクセルの８bitグレー階調画像Ｉｍｏの供給を受け、この画像Ｉｍｏに対して輪郭検出処理を実行する。このとき、上記コードブック作成手順と同様に、輪郭点のみならず輪郭の方向をも一緒に検出しておく。輪郭の検出はどのようなアルゴリズムを用いてもよく、輪郭点をサブピクセルの精度で求めてもよい点は手順１と同様であるが、必ずしも手順１と同一の輪郭検出方法を使用する必要まではない。本実施形態では手順１のＣａｎｎｙの方法を用いて、０度、４５度、９０度および１３５度の方向毎にピクセル単位で輪郭点を検出する。これらの方向は、コードブックに記述された方向と同一である必要はないが、コードブックに記述されている方向が最低でも一つ必要である。抽出される輪郭点の総数や方向の種類は圧縮率に影響するので、ユーザがＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）で設定できるようにしてもよい。
【００３２】
（手順８）
画像ブロック生成装置１６は、手順２と同様の手順で、圧縮対象画像Ｉｍｏで検出された輪郭点を含む、輪郭点の周囲の領域の画像を圧縮対象画像Ｉｍｏから切り出して複数の画像ブロックを生成する。輪郭点がサブピクセル単位で検出されている場合には、輪郭点が存在する画素の周囲の領域を切り出す。ここで、輪郭点と、切り出す領域との位置関係は、コードブックを作成したときの位置関係と同一でなければならない。この位置関係は、コードブックの付加情報として記述されていてもよい。
【００３３】
（手順９）
切り出された画像ブロックの方向に最も対応する方向の画像ブロックをコードブックからそれぞれ選択する。本実施形態においては、マッチング装置１８を用いた画像マッチングによるスコア値を選択の基準とする。しかしながら、選択方法はこれに限ることなく、画像の相関を示すものであればどのようなパラメータを用いてもよい。
【００３４】
（手順１０）
可変長符号化装置２２は、マッチング装置１８により選択され供給された画像ブロック（以下、類似画像ブロックという）の識別コードに対し、輪郭点座標とともに可変長符号化処理を行い、圧縮データとしてデータファイルに書き出す。この結果、圧縮対象画像Ｉｍｏは、（輪郭点のＸ座標，輪郭点のＹ座標，類似画像ブロックの識別コード番号）の３要素で記述することができる。従って、例えば輪郭点の数を１００とし、輪郭点の座標値を１２bitの精度で検出し、コードブックのコード数を８bitとした場合、２５６ｋＢある圧縮対象画像Ｉｍｏのファイルサイズは、１００×（１２ｂｉｔ×２＋８ｂｉｔ）となり、約８０分の１に圧縮される。本実施形態では、輪郭点の数を減らす処理は特に実施していないため、１５１ｋＢと、約６０％への圧縮にとどまっている。
【００３５】
（iii）画像の再生
上記手順６〜１０で圧縮された画像ファイルを、圧縮に使用したコードブックと同一のコードブックを用いて再生する。
【００３６】
（手順１１）
まず、再生装置４の図示しない指定手段を介して圧縮に使用したコードブックのファイル名をユーザが指定する。この指定を受けてしてその内容をコードブック記憶装置５０が所定の記憶領域に格納する。
【００３７】
（手順１２）
圧縮データ入力装置４２が、圧縮された画像ファイルを読み込み、可変長符号入力装置４４が圧縮データを解凍して画像ブロックの輪郭点座標と識別コードとを画像ブロック合成装置に供給する。画像ブロック合成装置５２は、まず、再生される画像のサイズに対応するメモリ領域を、図示しない記憶領域内に確保する。本実施形態でのメモリ領域のサイズは５１２×５１２である。再生画像のサイズは、上記手順１０において圧縮対象画像のサイズを圧縮ファイルに持たせて可変長符号入力装置４４で解凍させることにより決定してもよいし、予め設定されたサイズに従うこととしてもよい。
【００３８】
（手順１３）
次に、画像ブロック合成装置５２は、識別コードの番号に対応した画像ブロックをコードブック記憶装置に格納されたコードブックから取り出し、圧縮データの解凍により得られた輪郭点座標を中心に、手順１２により図示しない記憶領域内に確保された再生画像領域に書き込む処理を全ての画像ブロックについて実行する。
【００３９】
（手順１４）
ここで、画像ブロック同士が重なる領域が発生する場合には、それらの画像ブロックの階調値の平均を再生画像の画素値とする。
【００４０】
（手順１５）
階調値が何もない領域がある場合には、コードブックから非輪郭領域の平均階調値として与えられる画素値を入れる。これにより、５１２×５１２×８ｂｉｔの画像が再生される。
【００４１】
上述した手順６〜１５により、圧縮され再生された画像は、図５に示すように減色されている。このため、例えばＧＩＦ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｆｏｒｍａｔ）のような可逆圧縮を再生画像に適用すれば、被圧縮画像ファイルよりもさらに小さなファイルサイズを実現することも可能である。本実施形態では７７ｋＢとなり圧縮対象画像の約１割のサイズに圧縮される。
【００４２】
このように、本実施形態によれば、ＳＥＭ画像のような自然画像の圧縮・再生を高い精度で効率良く実現することができる。さらに、ファイルサイズの縮小によるデータ保管のコストやネットワーク転送の負荷を低減させることもできる。
【００４３】
図７の表に本実施形態の応用例のいくつかを示す。
【００４４】
（２）第２の実施の形態
上述した第１の実施の形態では、非輪郭領域の平均階調値をコードブックに持たせたが、圧縮対象画像Ｉｍｏの圧縮手順で抽出し、圧縮ファイルに記述することとしてもよい。このとき、非輪郭領域が複数に分割されている場合は、分割領域毎に平均階調値を算出して分割領域の位置とともにコードブックに記述し、画像再生処理において分割領域の位置および平均階調値をコードブックから読み取って再生画像に書き込む手順を付加すれば、より自然な再生画像を得ることができる。分割領域の位置としては例えば重心座標を用いることができる。
【００４５】
（３）第３の実施の形態
本実施形態では圧縮対象画像Ｉｍｏからサブピクセルの精度で輪郭を検出する場合の手順を説明する。圧縮の手順自体は、圧縮ファイルのサイズが大きくなる点を除けば、第１の実施の形態で上述した手順６〜１０と同一である。画像を再生する際に、再生画像の領域をサブピクセルのサイズで用意する点が上述した手順１１〜１５と異なる。即ち、例えば１／１０の精度で輪郭が求められた場合、再生画像としては手順１１で上述したメモリ領域のサイズの各方向でそれぞれ１０倍である５１２０×５１２０を考え、この画像領域に第１の実施形態と同様にして画像ブロックを書き込んでいく。このようにして生成された再生画像は、５１２０×５１２０のサイズになり、これをこのまま表示しまたは再計測に使用してもよいし、画素を圧縮して５１２×５１２のサイズに変換してもよい。
【００４６】
（４）第４の実施の形態
本実施形態は本発明の画像処理方法を欠陥検出に適用する方法を説明する。欠陥が存在する場合、コードブック作成用画像には存在しない種類の輪郭が圧縮対象画像に存在することになる。この場合、上述した第１の実施の形態中の手順９において、スコア値に閾値を設定することができ、この閾値を使用して欠陥を検出することができる（図７の（ｖ）参照）。例えば、マッチング装置１８によるマッチング処理において、閾値以下のスコア値しか得られなかった場合、図１の点線部分に示すように、対応する類似画像ブロックをあてがうことができなかった圧縮対象画像Ｉｍｏの画像ブロック部分をそのまま圧縮ファイルに記述し、図２の点線部分に示すように、再生の際にその画像ブロックを使用すれば、再生画像中に欠陥を再生することができる。この一方、欠陥を再現したくない場合には、マッチングスコアの閾値を０に設定しておけば、コードブックでの画像ブロックだけで、いわば強制的に再生画像を表現することも可能である。さらに、コードブック中に、マッチングスコアの閾値以下のブロックに対応する識別コードを予め設定しておき、再生の際に階調値を例えば０にすれば、欠陥領域が白抜きの領域として再生画像中に現れるので、迅速かつ容易に欠陥を検出することが可能になる。
【００４７】
（５）第５の実施の形態
本実施形態は、例えばＳＥＭ画像の取得に際して電子ビームの照射によるチャージングの影響を画像処理にて除去する方法を提供する。
【００４８】
図１のコードブック作成用画像Ｉｍｒと図２の圧縮対象画像Ｉｍｏで例示されるように、通常、コードブックは、圧縮対象画像を代表する画像を用いて作成される。本実施形態では、再生画像に現れる効果を期待して、コードブックには通常の画像を使用し、この一方圧縮対象画像としてチャージングの影響を受けてコントラストの不均一が生じた画像を選択する。この場合でも、両画像において輪郭がほぼ同様に検出されるが、コードブック作成用画像にはコントラストの変化による輪郭の左右での非対称性はないので、被圧縮画像が再生される際に、圧縮対象画像の非対称性が再現されることがない。
【００４９】
このように、本実施形態によれば、新たな手順を付加することなく、圧縮対象画像におけるチャージングの影響が除去された再生画像を得ることができる（図７の（iv）参照）。
【００５０】
（６）プログラム
上述した画像処理方法の一連の手順は、コンピュータに実行させるプログラムとしてコンピュータに読み込ませて実行させてもよい。これにより、本発明にかかる画像処理方法を汎用のコンピュータを用いて実現することができる。プログラムは、記録媒体に収納した上でコンピュータに読み込ませてもよい。記録媒体は、フレキシブルディスクや磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク等の携帯可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でも良い。また、上述した画像処理方法の一連の手順を組み込んだプログラムをインターネット等の通信回線（無線通信を含む）を介して頒布しても良い。さらに、上述した画像処理方法の一連の手順を組み込んだプログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による画像圧縮装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による画像再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】コードブック作成用画像の一例を示す図である。
【図４】圧縮対象画像の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態により再生された画像の一例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による画像圧縮方法における画像ブロックの切り出し方法を説明する図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の応用例を示す表である。
【図８】従来の技術における、回線速度と転送時間との関係を画素サイズ毎に示した表である。
【符号の説明】
【００５２】
２：圧縮装置
４：再生装置
１２：画像入力装置
１４：輪郭検出装置
１６：画像ブロック生成装置
１８：マッチング装置
２０，５０：コードブック記憶装置
２２：可変長符号化装置
２４：圧縮データ出力装置
４２：圧縮データ入力装置
４４：可変長符号入力装置
５２：画像ブロック合成装置
５４：画像出力装置
ＢＬ１〜ＢＬ４：画像ブロック
Ｉｍｒ：コードブック作成用画像
Ｉｍｏ：圧縮対象画像
Ｉｍｄ：再生画像
【図１】
0004679425.tif 000002
【図２】
0004679425.tif 000003
【図６】
0004679425.tif 000004
【図７】
0004679425.tif 000005
【図８】
0004679425.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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