(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯端末へ配信するための配信画像を作成するために、原画像のデータサイズを予め規定されたサイズ以下に縮小する画像処理装置において、
携帯端末の表示手段の画面サイズに合わせて原画像の画素数を減らす画素数変換手段と、
この画素数変換を経た画像データの階調数が予め定められた基準階調数以下かどうかを判定する手段と、
前記階調数が基準階調数を超えている場合には、階調数変換処理とともにノイズ付加処理を施して減色する第１の減色処理を行い、前記階調数が基準階調数以下の場合には、ノイズ付加処理を行わずに階調数変換処理のみを施して減色する第２の減色処理を行う減色手段と、
減色された画像データを可逆圧縮方式で圧縮するデータ圧縮手段と、
データ圧縮後の画像データのサイズが前記規定サイズを超えている場合に、圧縮された画像データを伸張し、圧縮前の状態に戻すデータ伸張手段とを備え、
データ圧縮後の画像データのサイズが前記規定サイズを超えている場合には、前記規定サイズ以下になるまで、
前記データ伸張手段によって、圧縮された画像データを伸張して圧縮前の状態に戻す処理と、
前記減色手段によって、前記階調数に応じて前記第１及び第２の減色処理を選択的に行う処理と、
前記データ圧縮手段によって、画像データを圧縮する処理とを行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
携帯端末へ配信するための配信画像を作成するために、原画像のデータサイズを予め規定されたサイズ以下に縮小する画像処理方法において、
携帯端末の表示手段の画面サイズに合うように原画像の画素数を減らす画素数変換処理を行い、
この画素数変換処理を経た画像データの階調数が、予め定められた基準階調数以下かどうかを判定し、前記基準階調数を超えている場合には、前記画像データに対して、階調数変換処理とともにノイズ付加処理を施して減色する第１の減色処理を行い、前記基準階調数以下の場合には、ノイズ付加処理を行わずに階調数変換処理のみを施して減色する第２の減色処理を行い、
前記第１及び第２のいずれかの減色処理が施された画像データに対して可逆圧縮方式で圧縮処理を行い、
前記圧縮処理をした後のデータサイズが前記規定サイズを超えている場合には、前記規定サイズ以下になるまで、
圧縮された画像データを伸張して圧縮前の状態に戻す処理と、
前記画像データの階調数に応じて前記第１及び第２の減色処理を選択的に行う処理と、
画像データを可逆圧縮方式で圧縮する処理とを行うことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯端末へ配信するための配信画像を作成するために、原画像のデータサイズを縮小する画像処理装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＨＳ（Personal Handyphone System）や携帯電話に代表される携帯端末に対して、インターネットに接続されたサーバーから画像を配信するサービスが普及しつつある。しかし、ＰＨＳ網や携帯電話網などの移動体通信網と、携帯端末との間の回線速度は、９．６ｋｂｐｓ〜６４ｋｂｐｓ程度である。この回線速度で、データサイズの大きい画像ファイルを受信する場合、伝送時間が長くなるので、携帯端末利用者の通話料金の負担が大きい。また、大量の画像ファイルが配信されると、移動体通信網にかかる負荷も大きい。このため、移動体通信網を提供する通信会社（以下、キャリアと呼ぶ）は、ネットワークの負荷軽減，伝送時間の短縮等を目的として、各キャリア毎に配信可能な画像ファイルのサイズの上限を規定している。
【０００３】
また、携帯端末のディスプレイは、画素数が１２０（Ｈ）×１００（Ｖ）程度であり、１５〜１７インチの画面サイズを持つノート型やデスクトップ型のパーソナルコンピュータに使用されるディスプレイと比較すると、画面サイズが小さい。
【０００４】
画像を配信するサーバー（以下、画像配信サーバーという）には、例えば、画素毎に２４ｂｉｔの色表現能力（約１６７７万階調）を持つ原画像（フルカラー画像）が、インターネットを経由して他のサーバーやパソコンからアップロードされる。この画像配信サーバーには、画像処理装置が組み込まれており、この画像処理装置は、上記ファイルサイズ及び画面サイズに合わせて原画像のデータサイズを縮小して、実際に配信される配信画像を作成する。
【０００５】
図５に示すように、画像処理装置は、まず、携帯用ディスプレイのサイズに合わせて画素数変換を行って原画像の画素数を減らし、次に各画素毎に階調数を変換して減色処理を行う。階調数を減らすと、色表現能力が低下するため、隣接画素間で階調格差が大きくなり、いわゆる階調ジャンプ現象が発生する。この階調ジャンプ現象は、空や人の肌など濃度変化が比較的滑らかな部分で特に目立つ。これを防止するために、減色処理をする場合には、階調数変換処理に加えて、ディザ法や誤差拡散法などによりノイズを付加するノイズ付加処理が行われる。
【０００６】
この減色処理が終了した後、データ圧縮処理が行われる。この圧縮された画像ファイルのサイズが規定サイズ以下である場合には、これが配信画像となるが、規定サイズよりも大きい場合には、さらに、画素数変換や階調数変換を繰り返すことで、画素数を減らしたり、減色を行ってファイルサイズを縮小する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、階調数変換とともにノイズ付加処理を施して減色する方法では、ノイズ付加によって画像データの冗長性が低下するのでデータ圧縮率が低下する。このため、原画像の大きさにもよるが、規定サイズに達するまで画素数変換や減色処理を行うと、配信画像の原画像に対する画像再現性が非常に悪くなるという問題があった。
【０００８】
すなわち、色数の減少を抑えつつ、データサイズを規定サイズに収めるようにすると、画素数を極端に減らさなければならず、作成された配信画像のサイズが、携帯用ディスプレイと比較して極端に小さくなったり、他方、配信画像のサイズを携帯用ディスプレイの画面サイズに合わせようとすると、色数を極端に減らす必要があり、最悪の場合には、フルカラー画像が白黒画像になってしまう。
【０００９】
前述した課題を解決するために、本発明の画像処理装置及び方法は、携帯端末に配信される配信画像の原画像に対する画像再現性を高めることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、携帯端末へ配信するための配信画像を作成するために、原画像のデータサイズを予め規定されたサイズ以下に縮小する画像処理装置において、携帯端末の表示手段の画面サイズに合わせて原画像の画素数を減らす画素数変換手段と、この画素数変換を経た画像データの階調数が予め定められた基準階調数以下かどうかを判定する手段と、前記階調数が基準階調数を超えている場合には、階調数変換処理とともにノイズ付加処理を施して減色する第１の減色処理を行い、前記階調数が基準階調数以下の場合には、ノイズ付加処理を行わずに階調数変換処理のみを施して減色する第２の減色処理を行う減色手段と、減色された画像データを可逆圧縮方式で圧縮するデータ圧縮手段と、データ圧縮後の画像データのサイズが前記規定サイズを超えている場合に、圧縮された画像データを伸張し、圧縮前の状態に戻すデータ伸張手段とを備え、データ圧縮後の画像データのサイズが前記規定サイズを超えている場合には、前記規定サイズ以下になるまで、前記データ伸張手段によって、圧縮された画像データを伸張して圧縮前の状態に戻す処理と、前記減色手段によって、前記階調数に応じて前記第１及び第２の減色処理を選択的に行う処理と、前記データ圧縮手段によって、画像データを圧縮する処理とを行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の画像処理方法は、携帯端末へ配信するための配信画像を作成するために、原画像のデータサイズを予め規定されたサイズ以下に縮小する画像処理方法において、携帯端末の表示手段の画面サイズに合うように原画像の画素数を減らす画素数変換処理を行い、この画素数変換処理を経た画像データの階調数が、予め定められた基準階調数以下かどうかを判定し、前記基準階調数を超えている場合には、前記画像データに対して、階調数変換処理とともにノイズ付加処理を施して減色する第１の減色処理を行い、前記基準階調数以下の場合には、ノイズ付加処理を行わずに階調数変換処理のみを施して減色する第２の減色処理を行い、前記第１及び第２のいずれかの減色処理が施された画像データに対して可逆圧縮方式で圧縮処理を行い、前記圧縮処理をした後のデータサイズが前記規定サイズを超えている場合には、前記規定サイズ以下になるまで、圧縮された画像データを伸張して圧縮前の状態に戻す処理と、前記画像データの階調数に応じて前記第１及び第２の減色処理を選択的に行う処理と、画像データを可逆圧縮方式で圧縮する処理とを行うことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
画像配信サーバー１０は、インターネット１１と接続されており、このインターネット１１と接続された移動体通信網１２を経由して、携帯端末１３へ配信画像１４を配信する。画像配信サーバー１０には、予め、他のサーバーあるいはパソコンからインターネット１１を経由して原画像がアップロードされる。この原画像としては、例えば、画素毎に２４ｂｉｔの色表現能力、すなわち、色数（階調数）が約１６７７万のフルカラー画像である。フルカラー画像のファイルサイズは、画素数が１１６（Ｈ）×８７（Ｖ）程度のものでも、３０ＫＢ程度はある。
【００１５】
携帯端末１３のディスプレイ１３ａは、ＬＣＤが使用されるが、その画面サイズは、約１２０（Ｈ）×１００（Ｖ）画素であり、ノート型やデスクトップ型のパーソナルコンピュータに使用されるＬＣＤやＣＲＴと比較すると、画素数が少ない。また、携帯端末１３では、消費電力を軽減するために、ＬＣＤのバックライト輝度を小さくしたり、半透過型ＬＣＤを使用することにより消灯状態で観察できるようにしている。このため、パーソナルコンピュータ用のＬＣＤやＣＲＴと比較すると、コントラスト再現性が低い。
【００１６】
また、キャリアは、移動体通信網１２を通じて配信される配信画像１４のファイルサイズを規制している。この規制は、各キャリア毎に異なるが、その上限値は、おおよそ４ＫＢ〜５ＫＢ程度である。このため、画像配信サーバー１０は、原画像を規定サイズ以下に縮小して画像を配信する。
【００１７】
画像配信サーバー１０は、コントローラ２１，通信インタフェース２２，画像処理装置２３，原画像用ストレージ２４，配信画像用ストレージ２５からなる。コントローラ２１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなり、各部を制御する。通信インタフェース２２は、ＬＡＮカードなどのインターネット１１に接続するための通信手段である。
【００１８】
原画像用ストレージ２４は、アップロードされた原画像を蓄積しておくためのデータ記憶装置である。配信画像用ストレージ２５は、画像処理装置２３によって作成された配信画像１４を蓄積しておくためのデータ記憶装置である。配信画像１４の規定サイズは、各キャリア毎に異なり、また、携帯端末の機種によってディスプレイサイズ等も異なる。このため、配信画像１４としては、キャリアや携帯端末の機種に応じて各種の画像が用意される。
【００１９】
画像処理装置２３は、原画像用ストレージ２４に記憶された原画像に縮小処理を施して配信画像１４を作成する。配信画像１４の作成は、例えば、原画像がアップロードされたときに行われる。もちろん、携帯端末１３から配信要求を受けたときに配信画像１４を作成してもよい。こうすれば、配信画像用ストレージ２５は不要となる。
【００２０】
画像処理装置２３は、画素数変換部２６，減色処理部２７，データ圧縮部２８，判定部２９からなる。画素数変換部２６は、ディスプレイ１３ａの画面サイズに合うように、原画像の画素数を減らす。減色処理部２７は、各画素の階調数を減らして、減色処理を行う。データ圧縮により圧縮されたファイルサイズが、前記規定サイズ以下になるまで、この減色処理が繰り返される。
【００２１】
例えば、最初の減色処理では、例えば、フルカラー（色表現能力２４ｂｉｔ）から２５６色（色表現能力８ｂｉｔ）に減色する。さらに、減色する場合には、２５６色から１２８色（色表現能力７ｂｉｔ），そして、６４色（色表現能力６ｂｉｔ）へと順次減色していく。
【００２２】
この減色処理では、ノイズ付加処理を行わずに階調数変換処理のみを施す。このため、画像データの冗長性が低下しないので、高い圧縮率を確保することができる。こうすることで、原画像の色数に対して配信画像の色数が極端に少なくならないようにしている。
【００２３】
図２は、ファイルサイズが３０ＫＢで、画素数が１１６×８７の原画像と、これに対して減色処理及び圧縮処理を施した画像のファイルサイズとを比較したグラフである。この図から明らかなように、この原画像に対して、ノイズ付加処理を行って減色した場合、圧縮後の画像のファイルサイズを規定サイズ（５ＫＢ）以下に収めるためには、モノクロにしなければならない。他方、ノイズ付加処理を行わずに階調変換処理のみにより減色する場合には、２５６色に減らすだけで、規定サイズ以下に収めることができる。
【００２４】
フルカラーで表現される原画像がモノクロ画像になってしまうよりも、階調ジャンプ現象が生ずるというデメリットがあるにしても、２５６色の色数がある方が原画像の再現性は明らかに高い。また、こうしても、ディスプレイ１３ａのコントラスト再現性は低いので、パソコンに使用されるＬＣＤやＣＲＴで画像を表示する場合と比較すれば、階調ジャンプ現象が目立つことはない。
【００２５】
データ圧縮部２８は、減色処理を経たデータを、例えば、ＧＩＦ（Graphics Interchange Format ）や、ＰＮＧ（Portable Network Graphics ）などの可逆圧縮方式で圧縮処理をする。この圧縮されたデータは、判定部２９によって、そのサイズが規定サイズ以下かどうかが判定され、規定サイズ以下の場合には、それが配信画像１４となる。他方、規定サイズよりも大きい場合には、減色処理部２７でさらに減色が行われる。
【００２６】
以下、上記構成による作用について、図３に示すフローチャートに従って説明する。画像配信サーバー１０には、他のサーバーやパソコン等からインターネット１１を通じて原画像がアップロードされる。アップロードされた原画像は、原画像用ストレージ２４に蓄積される。同時に、画像処理装置２３は、この原画像を基に、各キャリア及び各携帯端末１３の機種毎に、それぞれ配信画像１４を作成する。
【００２７】
まず、画素数変換部２６は、ディスプレイ１３ａの画面サイズに合わせて原画像の画素数を減らす。次に、減色処理部２７は、各画素の階調数を減らして、フルカラーから２５６色に減色する。この減色処理では、ノイズ付加処理は行わない。データ圧縮部２８は、減色処理済みのデータを圧縮する。ノイズ付加処理を行っていないので、高い圧縮率で圧縮することができる。
【００２８】
判定部２９は、この圧縮されたファイルのサイズを判定し、それが、規定サイズ以下の場合には、これを配信画像１４として、配信画像用ストレージ２５に記憶させる。他方、規定サイズより大きい場合には、２５６色から１２８色というように、さらに減色処理を行い、減色処理済みのデータに対して、データ圧縮を行う。圧縮された画像ファイルのサイズが規定サイズ以下になるまで繰り返される。
【００２９】
携帯端末１３から配信要求を受けると、画像配信サーバー１０は、その携帯端末１３の機種とキャリアとに応じて、配信画像用ストレージ２５から該当の配信画像を読み出し、これを携帯端末１３に向けて送信する。配信画像１４のサイズは、ディスプレイ１３ａの画面サイズに合わせて、縮小されており、また、ノイズ付加処理を行わずに原画像を減色しているから、配信画像１４の色数が極端に減ることはない。このため、携帯端末１３の利用者は、ノイズ付加処理をした画像と比較して、原画像に対する再現性が高い配信画像１４を見ることができる。また、ディスプレイ１３ａのコントラスト再現性は低いので、階調ジャンプ現象が目立つことはない。
【００３０】
上記例では、画素数変換処理をした後に、減色処理を行っているが、減色処理の後に画素数変換処理をしてもよい。
【００３１】
また、上記例では、減色処理をする際に、ノイズ付加処理を一切行わない例で説明したが、予め定められた色数（基準階調数）に減色されるまでは、減色処理の際にノイズ付加処理を行い、前記基準階調数からそれ以下の色数に減色処理をする場合にはノイズ付加処理を行わないようにしてもよい。
【００３２】
図４は、基準階調数を２５６色にした例である。ここで、画像データに対して、階調数変換処理とともにノイズ付加処理を施して減色をする処理を第１の減色処理とし、ノイズ付加処理を行わずに階調数変換処理のみを施して減色をする処理を第２の減色処理という。
【００３３】
この第１及び第２の減色処理は、前記減色処理部２７で行われる。また、画像データの階調数が基準階調数以下かどうかの判定は、前記判定部２９が行う。この判定部２９によって、階調数が２５６色を超えていると判定された場合には、第１の減色処理が行われる。階調数が２５６色以下の場合には、第２の減色処理が行われる。
【００３４】
減色された後、圧縮された画像データのサイズが規定サイズ以下である場合には、それが配信画像となる。他方、規定サイズを超えている場合には、さらに、階調数に応じて、前記第１及び第２のいずれかの減色処理が選択的に行われる。
【００３５】
こうすることで、基準階調数を超えている画像データに対しては、第１の減色処理が行われるので、階調ジャンプ現象の発生が抑えられる。他方、基準階調数以下の画像データに対しては、高い圧縮率が得られる第２の減色処理が行われるので、色数が極端に減ることはない。
【００３６】
この例では、基準階調数を２５６としているが、基準階調数はこれ以外の値でもよく、例えば、１２８色あるいは６４色としてもよい。
【００３７】
また、携帯端末には、ＰＨＳや携帯電話の他に、ＰＤＡ（Personal Digital Asistant ）端末等も含まれる。
【００３９】
【発明の効果】
また、基準階調数を超えた画像データに対しては、階調数変換処理とともにノイズ付加処理を施し、基準階調数以下の画像データに対しては、ノイズ付加処理を行わず階調数変換処理のみを施すようにしたから、色数の多い画像に対しては階調ジャンプ現象を防止することができるとともに、色数の少ない画像に対しては、色数が極端に減少することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像配信サーバーの構成図である。
【図２】色数とファイルサイズとの関係を示すグラフである。
【図３】ノイズ付加処理を行わず階調変換処理のみで減色処理を行う例のフローチャートである。
【図４】階調数に応じて、ノイズ付加処理を行う第１の減色処理と、ノイズ付加処理を行わない第２の減色処理とを選択的に行う例のフローチャートである。
【図５】階調変換処理とともにノイズ付加処理を行う従来例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０  画像配信サーバー
１３  携帯端末
２７  減色処理部
２９  判定部
【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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