(57)【要約】【課題】画質の劣化を防止しながら、低い計算コストで圧縮率の向上を図ることのできる技術を提供する。【解決手段】        本発明では、多値の画像データを圧縮するに際して、任意に選択された画素の部分を、周囲の画素データから重み付き平均でデータを生成する補完領域に設定して、画素データそのものの代わりに、補完の方法を保存することによって画素を単純に表現し、画像データを圧縮する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値の画像データを圧縮する方法であって、前記画像データに、任意に選択された画素の部分を、周囲の画素データから重み付き平均でデータを生成する補完領域に設定して、画素データそのものの代わりに、補完の方法を保存することによって画素を単純に表現し、画像データを圧縮する画像圧縮方式。
【請求項２】
請求項１記載の画像圧縮方式において、周囲のピクセルの、重みのパターンを、２の倍数分の１に設定し、シフト演算と加算のみで計算する画像圧縮方式。
【請求項３】
請求項１記載の画像圧縮方式において、多チャンネルの画像を一纏まりとして扱う場合と、チャンネル毎に圧縮を掛ける場合を選択する画像圧縮方式。
【請求項４】
請求項１記載の画像圧縮方式において、補完方法のパターンを、任意の数とパターンで二次元的に配列し、それを画像データに当てはめることによって画像を圧縮する画像圧縮方式。
【請求項５】
請求項１記載の画像圧縮方式において、補完領域に設定しなかった残りの場所を、さらに同様の方法でデータを圧縮し、それを再帰的に繰り返す画像圧縮方式。
【請求項６】
請求項１から５記載の画像圧縮方式と、減色による圧縮を組み合わせた画像圧縮方式。
【請求項７】
請求項１から６記載の画像圧縮方式をデータの圧縮および処理手段として備えた動画圧縮方法。
【請求項８】
請求項１から７記載の画像圧縮方式をデータの圧縮および処理手段として備えたことを特徴とする静止画及び動画圧縮装置
【請求項９】
請求項１から７記載の静止画及び動画圧縮方式をデータの圧縮および処理手段として、コンピュータシステムを機能させるためのプログラムを記録し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、静止画及び動画圧縮技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像の圧縮技術として、色データの間引きや、DCT（離散コサイン変換）、DWT（離散ウェーブレット変換）などが用いられている。動画においても、キーフレームや差分フレームなどの部分においては静止画と同様に前述の圧縮が用いられる。現在もっとも広く用いられているのがDCTであるが、画質の向上の必要性と計算機能力の向上により、ＤＷＴも用いられるようになってきている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＤＣＴでは画質の面において問題があり、DWTを用いた圧縮では高品質の画像を得ることが可能であるが、計算量が多いという問題がある。また、現状これらに代わる技術がほぼ皆無であるため、少しでも性能を上回る技術が存在すれば、それだけで非常に有用である。
【０００４】
そこで、本発明は、画質の劣化を防止しながら、低い計算コストで圧縮率の向上を図ることのできる技術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】
【０００５】
本発明では、請求項１の方法にあるように、多値の画像データを圧縮するに際して、任意に選択された画素の部分を、周囲の画素データから重み付き平均でデータを生成する補完領域に設定して、画素データそのものの代わりに、補完の方法を保存することによって画素を単純に表現し、画像データを圧縮する。
請求項２にあるように、請求項１の方法においては、周囲のピクセルの重み付き平均を取って補完する場合、重みのパターンを、２の倍数分の１に設定し、シフト演算と加算のみで計算するにより、計算コストを減らす。
請求項３にあるように、多チャンネルの画像データ、たとえばYCｂCrやRGBにこの方法を適用した場合、領域の補完を、どのチャンネルにも同じように行うか、もしくはチャンネルごとに補完の設定を変えるかを設定することを可能とする。
請求項４にあるように、請求項１の補完の方法を、二次元的に組み合わせたものを用意して、それを画像に当てはめることによってデータを単純化して、圧縮する。
請求項５にあるように、請求項１の圧縮を、圧縮をかけなかった領域に、一度目とは別に、もう一度繰り返し圧縮をかけ、圧縮効率をさらに高める。
請求項６にあるように、請求項１の圧縮方式において、圧縮をこの方法でかけなかった領域に対して、減色による圧縮を組み合わせ、より高い圧縮率と画質を得る。
請求項７にあるように、請求項１〜６の圧縮方式を、動画圧縮に組み込み、高品質で低い計算コストの動画圧縮を実現する。
請求項８にあるように、請求項１〜７の圧縮方式を、装置として利用する。
請求項９にあるように、請求項１〜７の圧縮方式を、コンピュータシステムを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として利用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明においては下記の実施例に限定されることなく、様々な形態をとりうる。
【０００７】
図１は、補完によって生成される画素が存在する位置を表したもので、請求項１の実施例の一つである。この図においては、左上の画素から数えて、水平垂直のどちらかが偶数の画素が補完される画素としている。その領域において、あらかじめ設定した補完パターンを当てはめることにより、データを簡略化する。パターンに当てはまらない場合は当てはめないでそのまま残しておくことも可能である。従来のDPCMの予想と異なり、予測法自体を符号化すること、また、すべての領域において設定しないことによって、誤差が伝播しないという特徴をもつ。
【０００８】
図２において、本実施例においての、補完パターン（パターンA〜G）とそれぞれの重みを表す。重み付き平均の重みを、シフト演算で計算できるようにしてあることで、大幅に計算量を減らしている。本実施例において、図１の領域設定に適用されるパターンは、補完しないパターンを含めて８通りであるため、必要なビット数は３ビットとなる。本実施例においては、カラー画像において、各チャンネルに同じ補完パターンを適用している。YCｂCr形式など、チャンネルにおいて信号の重要性が異なる場合など、チャンネル毎に補完する位置を設定し、圧縮率を向上させることも可能である。一般的に、カラー画像において、１画素あたり２４ビット必要であり、一つ補完が設定されることによって２１ビットの圧縮となる。
【０００９】
残った領域において、請求項５にあるように、さらに補完する領域としない領域に分け、圧縮する。図３は、残った領域の分け方を表したものであり、図４（パターンH〜N）はその補完のパターンとそれぞれの重みである。
この補完領域の再設定を繰り返し行うことによって、圧縮率を向上させることが出来る。なお、補完の発生させる位置の偶数奇数列を入れ替えても同様の意味である。
【００１０】
設定される補完のパターンには、画像の性質上偏りが生じる。そのため、請求項４にあるように、いくつかのパターンの組み合わせによって補完を表せば、データ量をさらに減らすことが出来る。図５にパターンの組み合わせと、ここで使われている補完のパターン（パターンO、P）を表す。図中の記号は補完のパターンを示す。これ以外サイズや組み合わせのパターンを設定することも勿論可能である。大きいパターンを当てはめてから、残りの領域にさらに小さいパターンを当てはめる。
４×４のパターンが当てはまれば１５画素分、２×２では３画素分データが圧縮されるため、非常に圧縮効率が良い。
【００１１】
補完する領域を設定したあとの圧縮をかけていない領域が残るが、これは従来から用いられている減色による圧縮方式を利用して圧縮をすることか出来る。補完による表現が減色と組み合わさることにより、従来の減色方式よりも滑らかな階調表現が可能となり、さらに、単純な減色よりも圧縮率が高い。また、減色は計算する部分が少ないため、計算コストも低い。本発明者は、従来のDCT方式と比較して、画質、圧縮率、計算量すべてにおいて優れていると確認している。
【００１２】
また、動画圧縮においても前述の圧縮方式をキーフレームや差分フレームに当てはめて実施することが可能であり、高い圧縮率、画質、低い計算コストを示す。
【００１３】
同機能をそなえた装置においても、同様に機能を発揮することを確認している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】請求項１の実施例の説明図である。
【図２】実施例における補完パターン図である。
【図３】請求項５の実施例の説明図である。
【図４】実施例における補完パターン図である。
【図５】請求項４の実施例におけるパターンの組み合わせと、そこで使われる補完パターンの図である。1…補完領域2…補完しない領域3…補完対象の画素4…補完に用いる画素
【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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