(57)【要約】【課題】画像データの伝送、蓄積などに使用される画像圧縮方法において急峻なエッジ近傍では圧縮率を高めるとモスキートノイズなどの発生が顕著になり、さらにエッジ自体も正確には再現できないため鮮鋭感と質感を損ねるという課題を解決し、鮮鋭感と質感と圧縮率を両立した圧縮画像を得ることを目的とする。【解決手段】入力画像を高周波成分と低周波成分に分離し、高周波成分からエッジを検出、周波数解析、特徴抽出、符号化し、低周波成分は別に符号化することにより、鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られる。【選択図】図１
2005252428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像のデータ量を削減して圧縮する画像圧縮方法であって、
前記入力画像を高周波成分と低周波成分に分離する周波数成分分離ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記周波数解析結果を符号化するエッジ符号化ステップと、
前記低周波成分を符号化する低周波成分符号化ステップと、
から成ることを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項２】
入力画像のデータ量を削減して圧縮する画像圧縮方法であって、
前記入力画像を高周波成分と低周波成分に分離する周波数成分分離ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記周波数解析結果を符号化するエッジ符号化ステップと、
前記低周波成分をサブサンプルするサブサンプルステップと、
前記サブサンプルステップの出力を符号化する低周波成分符号化ステップと、
から成ることを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項３】
入力画像のデータ量を削減して圧縮する画像圧縮方法であって、
前記入力画像を高周波成分と低周波成分に分離する周波数成分分離ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記周波数解析結果を符号化するエッジ符号化ステップと、
前記低周波成分を周波数領域に変換する周波数領域変換ステップと、
前記周波数領域変換ステップの出力を量子化する量子化ステップと、
前記量子化ステップの出力を符号化する低周波成分符号化ステップと、
から成ることを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項４】
入力画像のデータ量を削減して圧縮する画像圧縮方法であって、
前記入力画像を高周波成分と低周波成分に分離する周波数成分分離ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記周波数解析結果を符号化するエッジ符号化ステップと、
前記低周波成分をサブサンプルするサブサンプルステップと、
前記サブサンプルステップの出力を周波数領域に変換する周波数領域変換ステップと、
前記周波数領域変換ステップの出力を量子化する量子化ステップと、
前記量子化ステップの出力を符号化する低周波成分符号化ステップと、
から成ることを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項５】
前記周波数成分分離ステップでは、ウェーブレット変換を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法。
【請求項６】
前記周波数成分分離ステップでは、低域通過フィルタと高域通過フィルタを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法。
【請求項７】
前記周波数成分分離ステップでは、２次微分または１次微分と平均化を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法。
【請求項８】
前記エッジ検出ステップでは、前記高周波成分のエッジはパターンマッチングにより検出することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法。
【請求項９】
前記エッジ周波数解析ステップでは、前記周波数解析結果は前記入力画像のエッジをステップ信号の帯域制限で近似したときの帯域制限周波数を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法。
【請求項１０】
前記エッジ周波数解析ステップでは、前記高周波成分のエッジを個別のエッジに分解したのち周波数解析することを特徴とする請求項９記載の画像圧縮方法。
【請求項１１】
前記エッジ符号化ステップでは、前記周波数解析結果をハフマン符号またはランレングス符号で符号化することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法。
【請求項１２】
前記周波数領域変換ステップでは、前記サブサンプルステップの出力を離散コサイン変換またはウェーブレット変換で周波数領域に変換することを特徴とする請求項３乃至請求項４記載の画像圧縮方法。
【請求項１３】
前記低周波成分符号化ステップでは、前記量子化ステップの出力をハフマン符号または算術符号またはランレングス符号で符号化することを特徴とする請求項３乃至請求項４記載の画像圧縮方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像のデータ量を削減して圧縮する画像圧縮方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像圧縮方法はＪＰＥＧ方式を始めとして家電機器などに広く普及し一般的になり圧縮率の向上と高画質化の両立が目指す方向である。
【０００３】
以下に従来の画像圧縮方法について説明する。
【０００４】
従来、画像圧縮方法は特許文献１に記載されたものが知られている。その画像圧縮方法を図２５に示す。図２５は従来の画像圧縮方法のブロック図を示すものである。図２５において１はフレームメモリ、２は読み出し装置、３は２次元ディスクリートコサイン変換（２Ｄ―ＤＣＴ）装置、４は量子化装置、５はクラス分け装置、６はブロックバッファメモリ、７は符号化装置、８は符号データ端子、５２は圧縮率パラメータ入力端子である。
【０００５】
図においてフレームメモリ１には、圧縮対象となる階調画像データ（１画素当りのビット数を８ビットとする）が格納されており、まず読み出し装置２がフレームメモリ１から画像データをブロック単位に読み出す（ブロックサイズをライン方向、カラム方向にそれぞれ１６画素とする）。読み出されたブロックデータは、２次元ディスクリートコサイン変換（２Ｄ―ＤＣＴ）装置３によりコサイン変換され１ブロック分２５６個の変換係数を得る。次に、こうして得られた２５６個の変換係数のうち１個の直流成分を除く２５５個の変換係数交流成分は、量子化装置４により基本の量子化幅で一様量子化され、変換係数ごとに固定長符号である係数番号と極性番号のペアを得る。係数番号と極性番号のペアは、ブロックバッファメモリ６に一時的に格納されるとともに、係数番号はクラス分け装置５へ送られる。
【０００６】
クラス分け装置５では、量子化装置４から送られてくる１ブロック分の係数番号と、圧縮率パラメータ入力端子５２から入力される圧縮率パラメータによりクラス分け処理を行ない、符号化装置７へクラス番号を出力する。符号化装置７はクラス分け装置５から送られてくるクラス番号を読み込むと、ブロックバッファメモリ６より１ブロック分の係数番号と極性番号のペアを読み出し、変換係数交流成分の固定長符号（番号）を可変長符号に変換して端子８へ出力する。符号データは符号データ端子８から送信されるかメモリへ格納される。
【特許文献１】特許第２８１１３０４号公報（２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記の従来の方法では、エッジそのものを解析しているわけではないため急峻なエッジ近傍では圧縮率を高めるとモスキートノイズなどの発生が顕著になり、さらにエッジ自体も正確には再現できないため鮮鋭感と質感を損ねるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので鮮鋭感と質感と圧縮率を両立した圧縮画像を得る画像圧縮方式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】
この目的を達成するために本発明の画像圧縮方法は、入力画像を高周波成分と低周波成分に分離し、高周波成分からエッジを検出、周波数解析、特徴抽出、符号化し、低周波成分はそのまま符号化または直交変換などで周波数領域に変換、量子化して符号化することにより、鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明は、鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、入力画像のデータ量を削減して圧縮する画像圧縮方法であって、前記入力画像を高周波成分と低周波成分に分離する周波数成分分離ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記周波数解析結果を符号化するエッジ符号化ステップと、前記低周波成分を符号化する低周波成分符号化ステップと、から成ることを特徴とする画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、入力画像のデータ量を削減して圧縮する画像圧縮方法であって、前記入力画像を高周波成分と低周波成分に分離する周波数成分分離ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記周波数解析結果を符号化するエッジ符号化ステップと、前記低周波成分をサブサンプルするサブサンプルステップと、前記サブサンプルステップの出力を符号化する低周波成分符号化ステップと、から成ることを特徴とする画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、入力画像のデータ量を削減して圧縮する画像圧縮方法であって、前記入力画像を高周波成分と低周波成分に分離する周波数成分分離ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記周波数解析結果を符号化するエッジ符号化ステップと、前記低周波成分を周波数領域に変換する周波数領域変換ステップと、前記周波数領域変換ステップの出力を量子化する量子化ステップと、前記量子化ステップの出力を符号化する低周波成分符号化ステップと、から成ることを特徴とする画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の発明は、入力画像のデータ量を削減して圧縮する画像圧縮方法であって、前記入力画像を高周波成分と低周波成分に分離する周波数成分分離ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記周波数解析結果を符号化するエッジ符号化ステップと、前記低周波成分をサブサンプルするサブサンプルステップと、前記サブサンプルステップの出力を周波数領域に変換する周波数領域変換ステップと、前記周波数領域変換ステップの出力を量子化する量子化ステップと、前記量子化ステップの出力を符号化する低周波成分符号化ステップと、から成ることを特徴とする画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の発明は、前記周波数成分分離ステップでは、ウェーブレット変換を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の発明は、前記周波数成分分離ステップでは、低域通過フィルタと高域通過フィルタを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項７に記載の発明は、前記周波数成分分離ステップでは、２次微分または１次微分と平均化を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項８に記載の発明は、前記エッジ検出ステップでは、前記高周波成分のエッジはパターンマッチングにより検出することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項９に記載の発明は、前記エッジ周波数解析ステップでは、前記周波数解析結果は前記入力画像のエッジをステップ信号の帯域制限で近似したときの帯域制限周波数を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項１０に記載の発明は、前記エッジ周波数解析ステップでは、前記高周波成分のエッジを個別のエッジに分解したのち周波数解析することを特徴とする請求項９記載の画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項１１に記載の発明は、前記エッジ符号化ステップでは、前記周波数解析結果をハフマン符号またはランレングス符号で符号化することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項１２に記載の発明は、前記周波数領域変換ステップでは、前記サブサンプルステップの出力を離散コサイン変換またはウェーブレット変換で周波数領域に変換することを特徴とする請求項３乃至請求項４記載の画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項１３に記載の発明は、低周波成分符号化ステップでは、前記量子化ステップの出力をハフマン符号またはランレングス符号で符号化することを特徴とする請求項３乃至請求項４記載の画像圧縮方法としたものであり鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという作用を有する。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図１から図２４を用いて説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は本発明の画像圧縮方法のフローチャートである。
【００２６】
図１において１０１は入力画像を高周波成分と低周波成分に分離する周波数成分分離ステップ、１０２は高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップ、１０３は検出されたエッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップ、１０４はエッジの周波数解析結果情報を符号化するエッジ符号化ステップ、１０５は低周波成分を符号化する低周波成分符号化ステップ、１０６はエッジ情報と低周波成分のそれぞれの符号化結果を混合する符号混合ステップである。
【００２７】
図２は図１に示す本発明の画像圧縮方法における１次元表現の画像である。図２において２０１は入力画像、２０２は第ｎ番目のエッジである。
【００２８】
図３は入力画像２０１を周波数成分分離ステップ１０１で処理した結果を表す図で３０１は高周波成分である。
【００２９】
図４は入力画像２０１を周波数成分分離ステップ１０１で処理した結果を表す図で４０１は低周波成分である。
【００３０】
図５はエッジ検出ステップ１０２で検出された第ｎ番目のエッジ２０２の検出結果を表す図で５０１は第ｎ番目のエッジ２０２の検出結果であるエッジ検出波形である。
【００３１】
図６はエッジを周波数解析した解析結果を表す図で６０１はエッジ周波数解析ステップ１０４で得られた周波数成分ｆである。
【００３２】
図７はエッジ符号化ステップ１０４、低周波成分符号化ステップ１０５、符号混合ステップ１０６で生成される符号を表す図で、７０１は第ｎ番目のエッジ２０２の検出結果パラメータのうちエッジ中心座標、７０２は帯域制限周波数、７０３はエッジ２０２の最大値、７０４はエッジ２０２の最小値、７０５は第ｎ番目のエッジ２０２の検出結果パラメータ７０１、７０２、７０３、７０４をまとめて符号化した符号でＥnと表記する、７０６はＮ個の全エッジＥ0からＥN-1の符号列で表されエッジ符号列、７０７は低周波成分４０１の座標ｍの画素を符号化した符号でＧmと表記する、７０８は全画素数ＭのＧ0からＧM-1の符号列、７０９はエッジ符号列７０６、Ｐと低周波成分符号列７０８、Ｑを混合した符号列である。
【００３３】
以上のようなステップで動作する画像圧縮方法について図１から図７を用いて説明する。実際の画像は２次元であるが説明を容易にするため１次元の画像で説明する。
【００３４】
入力画像２０１は周波数成分分離ステップ１０１で高周波成分と低周波成分に分離される。ここでｎ番目のエッジ２０２に着目する。エッジ２０２は最小値Ｌ、最大値Ｈ、エッジ中心座標ｘである。
【００３５】
周波数成分分離ステップ１０１ではエッジ２０２の周波数成分を分離し、高周波成分３０１と低周波成分４０１となる。
【００３６】
エッジ検出ステップ１０２では高周波成分３０１から本実施例ではｎ番目のエッジ２０２を検出しその高周波成分は分離されエッジ検出波形５０１となる。
【００３７】
周波数解析ステップ１０３ではエッジ検出波形５０１からエッジを表現するパラメータとして帯域制限周波数７０２などを算出する。
【００３８】
エッジ符号化ステップ１０４では周波数解析ステップ１０３の解析結果を符号化する。具体的にはエッジ中心座標７０１、帯域制限周波数７０２、エッジ２０２の最大値７０３、エッジ２０２の最小値７０４である。これらは第ｎ番目のエッジ２０２のパラメータとしてエッジパラメータ７０５、Ｅn表記すると全エッジがＮ個あったとするとＥ0からＥN-1の符号列で表されエッジ符号列７０６、Ｐで表記する。
【００３９】
低周波成分符号化ステップ１０５では低周波成分４０１は画素の階調の前画素との差分を符号化する。高周波成分が除かれているので元画像より情報量が削減されており前画素との差分は小さくなる確率が高い。座標ｍの画素はＧm７０７と符号化され、全画素数ＭではＧ0からＧM-1の符号列で表され低周波成分符号列７０８、Ｑで表記する。
【００４０】
符号混合ステップ１０６ではエッジ符号列７０６、Ｐと低周波成分符号列７０８、Ｑを混合して符号列Ｒ７０９を得、蓄積、伝送される。
【００４１】
展開時には低周波成分符号列７０８、Ｑから低域成分の画像を再生し、エッジ符号列７０６、Ｐからエッジパラメータ７０５、Ｅnを用いてエッジを再生した低域成分の画像上に再生しエッジの劣化のない鮮鋭感と質感を保持した再生画像を得る。
【００４２】
以上のように本実施の形態によれば入力画像を高周波成分と低周波成分に分離し、高周波成分からエッジを検出し、そのエッジを周波数解析して、符号化し、一方低周波成分は別に符号化し先のエッジの符号と混合する事により圧縮率と鮮鋭感と質感が両立した圧縮画像が得られる。
【００４３】
なお、エッジ符号化ステップ１０４、低周波成分符号化ステップ１０５でハフマン符号、ランレングス符号などを用いてエントロピーを低減させるとさらに圧縮効率を高めることが出来る。
【００４４】
（実施の形態２）
図８は本発明の画像圧縮方法のフローチャートである。
【００４５】
図８において８０１は入力画像を高周波成分と低周波成分に分離する周波数成分分離ステップ、８０２は高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップ、８０３は検出されたエッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップ、８０４はエッジの周波数解析結果情報を符号化するエッジ符号化ステップ、８０５は低周波成分をサブサンプルするサブサンプルステップ、８０６は低周波成分を符号化する低周波成分符号化ステップ、８０７はエッジ情報と低周波成分のそれぞれの符号化結果を混合する符号混合ステップである。
【００４６】
図９は図８に示す本発明の画像圧縮方法における１次元表現の画像である。図９において９０１は入力画像、９０２は第ｎ番目のエッジである。
【００４７】
図１０は入力画像９０１を周波数成分分離ステップ８０１で処理した結果を表す図で１００１は高周波成分である。
【００４８】
図１１は入力画像９０１を周波数成分分離ステップ８０１で処理した結果を表す図で１１０１は低周波成分である。
【００４９】
図１２は低周波成分１１０１を１／Ｋにサブサンプルした図で画像では縮小したことになる。
【００５０】
図１３はエッジ検出ステップ８０２で検出された第ｎ番目のエッジ９０２の検出結果を表す図で１３０１は第ｎ番目のエッジ９０２の検出結果であるエッジ検出波形である。
【００５１】
図１４はエッジを周波数解析した解析結果を表す図で１４０１はエッジ周波数解析ステップ８０４で得られた周波数成分ｆである。
【００５２】
図１５はエッジ符号化ステップ８０４、低周波成分符号化ステップ８０６、符号混合ステップ８０７で生成される符号を表す図で、１５０１は第ｎ番目のエッジ９０２の検出結果パラメータのうちエッジ中心座標、１５０２は帯域制限周波数、１５０３はエッジ９０２の振幅、１５０４はエッジ９０２の平均階調レベル、１５０５はエッジ９０２の適合関数インデックス、１５０６は第ｎ番目のエッジ９０２の検出結果パラメータ１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０５をまとめて符号化した符号Ｅn、１５０７はＮ個の全エッジＥ0からＥN-1の符号列で表されたエッジ符号列、１５０８はサブサンプル結果１２０１の座標ｍの画素を符号化した符号でＧmと表記する。１５０９は全画素数ＭのＧ0からＧM-1の符号列、１５１０はエッジ符号列１５０７、Ｐと低周波成分符号列１５０９、Ｑを混合した符号列である。
【００５３】
以上のようなステップで動作する画像圧縮方法について図８から図１５を用いて説明する。実際の画像は２次元であるが説明を容易にするため１次元の画像で説明する。
【００５４】
入力画像９０１は周波数成分分離ステップ８０１で高周波成分と低周波成分に分離される。ここでｎ番目のエッジ９０２に着目する。エッジ９０２は平均値Ｃ、振幅Ａ、エッジ中心座標ｘである。
【００５５】
周波数成分分離ステップ８０１ではエッジ９０２の周波数成分を分離し、高周波成分１００１と低周波成分１１０１となる。
【００５６】
エッジ検出ステップ８０２では高周波成分１００１から本実施例ではｎ番目のエッジ９０２を検出しその高周波成分は分離されエッジ検出波形１３０１となる。
【００５７】
周波数解析ステップ８０３ではエッジ検出波形１３０１からエッジを表現するパラメータとして帯域制限周波数１５０２などを算出する。
【００５８】
エッジ符号化ステップ８０４では周波数解析ステップ８０３の解析結果を符号化する。具体的にはエッジ中心座標１５０１、帯域制限周波数１５０２、エッジ９０２の振幅１５０３、エッジ９０２の平均値１５０４、エッジ９０２の選択関数インデックス１５０５である。ここで選択関数１５０５は検出したエッジ波形に対して最も近似度が高い関数を当てはめる時に選択した関数の番号である。これら解析結果は第ｎ番目のエッジ９０２のパラメータとしてエッジパラメータ１５０６、Ｅn表記すると全エッジがＮ個あったとするとＥ0からＥN-1の符号列で表されエッジ符号列１５０７、Ｐで表記する。
【００５９】
サブサンプルステップ８０５では低周波成分１１０１は１／Ｋにサブサンプルされる。整数値Ｋが大きいほど情報量は削減され圧縮率は向上するが画質は低下する。画素の階調の前画素との差分を符号化する。高周波成分が除かれているので元画像より情報量が削減されており前画素との差分は小さくなる確率が高い。
【００６０】
低周波成分符号化ステップ８０６では低周波成分１１０１は画素の階調の前画素との差分を符号化する。高周波成分が除かれているので元画像より情報量が削減されており前画素との差分は小さくなる確率が高い。座標ｍの画素はＧm１５０８と符号化され、全画素数ＭではＧ0からＧM-1の符号列で表され低周波成分符号列１５０９、Ｑで表記する。
【００６１】
符号混合ステップ８０７ではエッジ符号列１５０７、Ｐと低周波成分符号列１５０９、Ｑを混合して符号列Ｒ１５１０を得、蓄積、伝送される。
【００６２】
展開時には低周波成分符号列１５０９、Ｑから低域成分の画像を再生し、エッジ符号列１５０７、Ｐからエッジパラメータ１５０６、Ｅnを用いてエッジを再生した低域成分の画像上に再生しエッジの劣化のない鮮鋭感と質感を保持した再生画像を得る。
【００６３】
以上のように本実施の形態によれば入力画像を高周波成分と低周波成分に分離し、高周波成分からエッジを検出し、そのエッジを周波数解析して、符号化し、一方低周波成分は別に符号化し先のエッジの符号と混合する事により圧縮率と鮮鋭感と質感が両立した圧縮画像が得られる。
【００６４】
なお、エッジ符号化ステップ８０４、低周波成分符号化ステップ８０６でハフマン符号、ランレングス符号などを用いてエントロピーを低減させるとさらに圧縮効率を高めることが出来る。
【００６５】
（実施の形態３）
図１６は本発明の画像圧縮方法のフローチャートである。
【００６６】
図１６において１６０１は入力画像を高周波成分と低周波成分に分離する周波数成分分離ステップ、１６０２は高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップ、１６０３は検出されたエッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップ、１６０４はエッジの周波数解析結果情報を符号化するエッジ符号化ステップ、１６０５は１６０１周波数成分分離ステップで分離された低周波成分を離散コサイン変換で周波数領域に変換する周波数領域変換ステップ、１６０６は周波数領域変換ステップ１６０５の出力を量子化する量子化ステップ、１６０７は量子化ステップ１６０６の出力を符号化する低周波成分符号化ステップ、１６０８はエッジ情報と低周波成分のそれぞれの符号化結果を混合する符号混合ステップである。
【００６７】
図１７は図１６に示す本発明の画像圧縮方法における１次元表現の画像である。図１７において１７０１は入力画像、１７０２は第ｎ番目のエッジである。
【００６８】
図１８は入力画像１７０１を周波数成分分離ステップ１６０１で処理した結果を表す図で１８０１は高周波成分である。
【００６９】
図１９は入力画像１７０１を周波数成分分離ステップ１６０１で処理した結果を表す図で１９０１は低周波成分である。
【００７０】
図２０はエッジ検出ステップ１６０２で検出された第ｎ番目のエッジ１７０２の検出結果を表す図で２００１は第ｎ番目のエッジ１７０２の検出結果であるエッジ検出波形である。
【００７１】
図２１はエッジを周波数解析した解析結果を表す図で２１０１はエッジ周波数解析ステップ１６０３で得られた周波数成分ｆである。
【００７２】
図２２は低周波成分１９０１を周波数領域変換ステップ１６０５で離散コサイン変換を用いて周波数領域に変換した結果を表す図で２２０１は低周波成分ＤＣＴ波形である。
【００７３】
図２３は低周波成分ＤＣＴ波形２２０１を量子化ステップ１６０６で量子化した結果を表す図で２３０１は量子化波形である。
【００７４】
図２４はエッジ符号化ステップ１６０４、低周波成分符号化ステップ１６０７、符号混合ステップ１６０８で生成される符号を表す図で、２４０１は第ｎ番目のエッジ１７０２の検出結果パラメータのうちエッジ中心座標、２４０２は帯域制限周波数、２４０３はエッジ１７０２の振幅、２４０４はエッジ１７０２の平均階調レベル、２４０５はエッジ１７０２の適合関数インデックス、２４０６は第ｎ番目のエッジ１７０２の検出結果パラメータ２４０１、２４０２、２４０３、２４０４、２４０５をまとめて符号化した符号でＥnと表記する。２４０７はＮ個の全エッジＥ0からＥN-1の符号列で表されたエッジ符号列、２４０８は低周波成分１９０１の座標ｍの画素を符号化した符号でＨmと表記する、２４０９は全画素数ＭのＨ0からＨM-1の符号列、２４１０はエッジ符号列２４０７、Ｐと低周波成分符号列２４０９、Ｓを混合した符号列である。
【００７５】
以上のようなステップで動作する画像圧縮方法について図１６から図２４を用いて説明する。実際の画像は２次元であるが説明を容易にするため１次元の画像で説明する。
【００７６】
入力画像１７０１は周波数成分分離ステップ１６０１で高周波成分と低周波成分に分離される。ここでｎ番目のエッジ１７０２に着目する。エッジ１７０２は平均値Ｃ、振幅Ａ、エッジ中心座標ｘである。
【００７７】
周波数成分分離ステップ１６０１では入力画像１７０１の周波数成分を分離し、高周波成分１８０１と低周波成分１９０１となる。
【００７８】
エッジ検出ステップ１６０２では高周波成分１８０１から本実施例ではｎ番目のエッジ１７０２を検出しその高周波成分は分離されエッジ検出波形２００１となる。
【００７９】
周波数解析ステップ１６０３ではエッジ検出波形２００１からエッジを表現するパラメータとして帯域制限周波数２４０２などを算出する。
【００８０】
エッジ符号化ステップ１６０４では周波数解析ステップ１６０３の解析結果を符号化する。具体的にはエッジ中心座標２４０１、帯域制限周波数２４０２、エッジ１７０２の振幅２４０３、エッジ１７０２の平均値２４０４、エッジ１７０２の選択関数インデックス２４０５である。これらは第ｎ番目のエッジ１７０２のパラメータとしてエッジパラメータ２４０６、Ｅn表記すると全エッジがＮ個あったとするとＥ0からＥN-1の符号列で表されエッジ符号列２４０７、Ｐで表記する。
【００８１】
周波数領域変換ステップ１６０５では低周波成分１９０１を離散コサイン変換によって低周波成分ＤＣＴ波形２２０１を得る。
【００８２】
量子化ステップ１６０６では低周波成分ＤＣＴ波形２２０１の階調を量子化しデータ量を削減する。
【００８３】
低周波成分符号化ステップ１６０７では量子化波形２３０１を符号化する。高周波成分が除かれ、さらに量子化されているので元画像より情報量が削減されており圧縮率を高められる確率が高い。座標ｍの量子化された周波数成分はＨm２４０８と符号化され、全画素数ＭではＨ0からＨM-1の符号列で表され低周波成分符号列２４０９、Ｓで表記する。
【００８４】
符号混合ステップ１６０８ではエッジ符号列２４０７、Ｐと低周波成分符号列２４０９、Ｓを混合して符号列２４１０、Ｔを得、蓄積、伝送される。
【００８５】
展開時には低周波成分符号列２４０９、Ｓから低域成分の画像を再生し、エッジ符号列２４０７、Ｐからエッジパラメータ２４０６、Ｅnを用いてエッジを再生した低域成分の画像上に再生しエッジの劣化のない鮮鋭感と質感を保持した再生画像を得る。
【００８６】
以上のように本実施の形態によれば入力画像を高周波成分と低周波成分に分離し、高周波成分からエッジを検出し、そのエッジを周波数解析して、符号化し、一方低周波成分は周波数領域に変換、量子化し、これを別に符号化し先のエッジの符号と混合する事により圧縮率と鮮鋭感と質感が両立した圧縮画像が得られる。
【００８７】
なお、低周波成分１９０１はサブサンプルした後、周波数領域変換１６０５を行うとさらに圧縮率を高められる。またエッジ符号化ステップ１６０４、低周波成分符号化ステップ１６０７でハフマン符号、算術符号、ランレングス符号などのエントロピー符号化を用いてエントロピーを低減させるとさらに圧縮効率を高めることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明にかかる画像圧縮方法は、鮮鋭感と質感と圧縮率が両立した圧縮画像が得られるという優れた効果を有し、画像のデータ量を削減して圧縮する画像圧縮等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態１における画像圧縮方法のフローチャート
【図２】同実施の形態１における画像圧縮方法の１次元表現画像の図
【図３】同実施の形態１における画像圧縮方法の高周波成分の図
【図４】同実施の形態１における画像圧縮方法の低周波成分の図
【図５】同実施の形態１における画像圧縮方法のエッジ検出ステップ１０２で検出された第ｎ番目のエッジ２０２の検出結果の図
【図６】同実施の形態１における画像圧縮方法のエッジを周波数解析結果の図
【図７】同実施の形態１における画像圧縮方法のエッジ符号化ステップ１０４、低周波成分符号化ステップ１０５、符号混合ステップ１０６で生成される符号の図
【図８】本発明の実施の形態２における画像圧縮方法のフローチャート
【図９】同実施の形態２における画像圧縮方法の１次元表現画像の図
【図１０】同実施の形態２における画像圧縮方法の高周波成分の図
【図１１】同実施の形態２における画像圧縮方法の低周波成分の図
【図１２】同実施の形態２における画像圧縮方法のサブサンプル結果の図
【図１３】同実施の形態２における画像圧縮方法のエッジ検出ステップ８０２で検出された第ｎ番目のエッジ９０２の検出結果の図
【図１４】同実施の形態２における画像圧縮方法のエッジを周波数解析結果の図
【図１５】同実施の形態２における画像圧縮方法のエッジ符号化ステップ８０４、低周波成分符号化ステップ８０６、符号混合ステップ８０７で生成される符号の図
【図１６】本発明の実施の形態３における画像圧縮方法のフローチャート
【図１７】同実施の形態３における画像圧縮方法の１次元表現画像の図
【図１８】同実施の形態３における画像圧縮方法の高周波成分の図
【図１９】同実施の形態３における画像圧縮方法の低周波成分の図
【図２０】同実施の形態３における画像圧縮方法のエッジ検出ステップ１６０２で検出された第ｎ番目のエッジ１７０２の検出結果の図
【図２１】同実施の形態３における画像圧縮方法のエッジを周波数解析結果の図
【図２２】同実施の形態３における画像圧縮方法の低周波成分１９０１を離散コサイン変換した結果の図
【図２３】同実施の形態３における画像圧縮方法の低周波成分ＤＣＴ波形２２０１の量子化した結果の図
【図２４】同実施の形態３における画像圧縮方法のエッジ符号化ステップ１６０４、低周波成分符号化ステップ１６０７、符号混合ステップ１６０８で生成される符号の図
【図２５】従来の液晶プロジェクターの説明図
【符号の説明】
【００９０】
１０１  周波数成分分離ステップ
１０２  エッジ検出ステップ
１０３  エッジ周波数解析ステップ
１０４  エッジ符号化ステップ
１０５  低周波成分符号化ステップ
１０６  符号混合ステップ
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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