(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画像データを、上記第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、上記第２の画像データおよび予測係数を出力し、上記第２の画像データおよび上記予測係数から上記第１の画像データを復元するようにした画像データ変換装置において、
上記第１の画像データから上記第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成部と、
上記中間画像データを記憶する記憶部と、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって上記第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる上記予測係数を生成する予測係数生成部と、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データと予測係数との線形演算によって、上記第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成部と、
上記第１の画像データと上記予測画像データの誤差を検出する誤差検出部と、
上記誤差検出部で検出された誤差の変化量が第１の閾値以上か否かを判定する第１の判定部と、
上記誤差検出部で検出された誤差が上記第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定部と、
上記第１の判定部が、上記誤差の変化量が上記第１の閾値以上であると判定した時に、上記誤差が小さくなるように、上記記憶部に記憶されている上記中間画像データの画素値を更新する第１の調整処理を行ない、
上記第１の判定部が、上記誤差の変化量が上記第１の閾値未満と判定し、上記第２の判定部が上記誤差が上記第２の閾値以上であると判定した時に、上記誤差検出部で検出された上記誤差の変化の方向が増加の場合に、上記記憶部に記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、上記誤差検出部で検出された上記誤差の変化の方向が減少の場合に、上記記憶部に記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう調整部と、
上記第２の画像データおよび上記予測係数を出力する出力部とを備え、
上記第１の判定部が上記誤差の変化量が上記第１の閾値未満と判定し、上記第２の判定部が上記第２の閾値未満であると判定した時に、上記記憶部に記憶されている中間画像データを上記第２の画像データとして決定し、上記第２の画像データが上記出力部を介して出力され、
上記予測係数生成部は、調整部によって上記中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな上記予測係数を生成することを特徴とする画像データ変換装置。
【請求項２】
第１の画像データを、上記第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、上記第２の画像データおよび予測係数を出力し、上記第２の画像データおよび上記予測係数から上記第１の画像データを復元するようにした画像データ変換方法において、
上記第１の画像データから上記第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成ステップと、
上記中間画像データを記憶部に記憶する記憶ステップと、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって上記第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる上記予測係数を生成する予測係数生成ステップと、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データと予測係数との線形演算によって、上記第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成ステップと、
上記第１の画像データと上記予測画像データの誤差を検出する誤差検出ステップと、
上記誤差検出ステップで検出された誤差の変化量が第１の閾値以上か否かを判定する第１の判定ステップと、
上記誤差検出ステップで検出された誤差が上記第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定ステップと、
上記第１の判定ステップが、上記誤差の変化量が上記第１の閾値以上であると判定した時に、上記誤差が小さくなるように、上記記憶ステップに記憶されている上記中間画像データの画素値を更新する第１の調整処理を行ない、
上記第１の判定ステップが、上記誤差の変化量が上記第１の閾値未満と判定し、上記第２の判定ステップが上記誤差が上記第２の閾値以上であると判定した時に、上記誤差検出ステップで検出された上記誤差の変化の方向が増加の場合に、上記記憶ステップに記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、上記誤差検出ステップで検出された上記誤差の変化の方向が減少の場合に、上記記憶ステップに記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう調整ステップと、
上記第２の画像データおよび上記予測係数を出力する出力ステップとを備え、
上記第１の判定ステップが上記誤差の変化量が上記第１の閾値未満と判定し、上記第２の判定ステップが上記第２の閾値未満であると判定した時に、上記記憶部に記憶されている中間画像データを上記第２の画像データとして決定し、上記第２の画像データが上記出力ステップで出力され、
上記予測係数生成ステップは、調整ステップによって上記中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな上記予測係数を生成することを特徴とする画像データ変換方法。
【請求項３】
第１の画像データを、上記第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、上記第２の画像データおよび予測係数を出力し、上記第２の画像データおよび上記予測係数から上記第１の画像データを復元するようにした画像データ変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体において、
上記プログラムは、
上記第１の画像データから上記第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成ステップと、
上記中間画像データを記憶部に記憶する記憶ステップと、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって上記第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる上記予測係数を生成する予測係数生成ステップと、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データと予測係数との線形演算によって、上記第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成ステップと、
上記第１の画像データと上記予測画像データの誤差を検出する誤差検出ステップと、
上記誤差検出ステップで検出された誤差の変化量が第１の閾値以上か否かを判定する第１の判定ステップと、
上記誤差検出ステップで検出された誤差が上記第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定ステップと、
上記第１の判定ステップが、上記誤差の変化量が上記第１の閾値以上であると判定した時に、上記誤差が小さくなるように、上記記憶ステップに記憶されている上記中間画像データの画素値を更新する第１の調整処理を行ない、
上記第１の判定ステップが、上記誤差の変化量が上記第１の閾値未満と判定し、上記第２の判定ステップが上記誤差が上記第２の閾値以上であると判定した時に、上記誤差検出ステップで検出された上記誤差の変化の方向が増加の場合に、上記記憶ステップに記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、上記誤差検出ステップで検出された上記誤差の変化の方向が減少の場合に、上記記憶ステップに記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう調整ステップと、
上記第２の画像データおよび上記予測係数を出力する出力ステップとを備え、
上記第１の判定ステップが上記誤差の変化量が上記第１の閾値未満と判定し、上記第２の判定ステップが上記第２の閾値未満であると判定した時に、上記記憶部に記憶されている中間画像データを上記第２の画像データとして決定し、上記第２の画像データが上記出力ステップで出力され、
上記予測係数生成ステップは、調整ステップによって上記中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな上記予測係数を生成することを特徴とする記録媒体。
【請求項４】
第１の画像データを、上記第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、上記第２の画像データおよび予測係数を出力し、上記第２の画像データおよび上記予測係数から上記第１の画像データを復元するようにした画像データ変換装置において、
上記第１の画像データから上記第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成部と、
上記中間画像データを記憶する記憶部と、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって上記第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる上記予測係数を生成する予測係数生成部と、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データと予測係数との線形演算によって、上記第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成部と、
上記第１の画像データと上記予測画像データの誤差を検出する誤差検出部と、
上記誤差検出部で検出された誤差が第１の閾値以上か否かを判定し、上記第１の閾値未満の時に、上記中間画像データを上記第２の画像データとして決定する第１の判定部と、
上記第１の判定部が、上記誤差が上記第１の閾値以上と判定した時に、画素値の更新が連続的に行なわれた回数が上記第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定部と、
上記第２の判定部が、上記回数が、上記第２の閾値未満と検出した時に、上記誤差が小さくなるように、上記中間画像データの画素値を更新する第１の調整部と、
上記第２の判定部が、上記回数が、上記第２の閾値以上と検出した時に、上記誤差検出部で検出された上記誤差の変化の方向が増加の場合に、上記記憶部に記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、上記誤差検出部で検出された上記誤差の変化の方向が減少の場合に、上記記憶部に記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう第２の調整部と、
上記第２の画像データおよび上記予測係数を出力する出力部とを備え、
上記第１の判定部が上記誤差の変化量が上記第１の閾値未満と判定した時に、上記記憶部に記憶されている中間画像データを上記第２の画像データとして決定し、上記第２の画像データが上記出力部を介して出力され、
上記予測係数生成部は、調整部によって上記中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな上記予測係数を生成することを特徴とする画像データ変換装置。
【請求項５】
第１の画像データを、上記第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、上記第２の画像データおよび予測係数を出力し、上記第２の画像データおよび上記予測係数から上記第１の画像データを復元するようにした画像データ変換方法において、
上記第１の画像データから上記第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成ステップと、
上記中間画像データを記憶部に記憶する記憶ステップと、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって上記第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる上記予測係数を生成する予測係数生成ステップと、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データと予測係数との線形演算によって、上記第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成ステップと、
上記第１の画像データと上記予測画像データの誤差を検出する誤差検出ステップと、
上記誤差検出ステップで検出された誤差が第１の閾値以上か否かを判定し、上記第１の閾値未満の時に、上記中間画像データを上記第２の画像データとして決定する第１の判定ステップと、
上記第１の判定ステップが、上記誤差が上記第１の閾値以上と判定した時に、画素値の更新が連続的に行なわれた回数が上記第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定ステップと、
上記第２の判定ステップが、上記回数が、上記第２の閾値未満と検出した時に、上記誤差が小さくなるように、上記中間画像データの画素値を更新する第１の調整ステップと、
上記第２の判定ステップが、上記回数が、上記第２の閾値以上と検出した時に、上記誤差検出ステップで検出された上記誤差の変化の方向が増加の場合に、上記記憶部に記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、上記誤差検出ステップで検出された上記誤差の変化の方向が減少の場合に、上記記憶部に記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう第２の調整ステップと、
上記第２の画像データおよび上記予測係数を出力する出力ステップとを備え、
上記第１の判定ステップが上記誤差の変化量が上記第１の閾値未満と判定した時に、上記記憶部に記憶されている中間画像データを上記第２の画像データとして決定し、上記第２の画像データが上記出力ステップを介して出力され、
上記予測係数生成ステップは、調整ステップによって上記中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな上記予測係数を生成することを特徴とする画像データ変換方法。
【請求項６】
第１の画像データを、上記第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、上記第２の画像データおよび予測係数を出力し、上記第２の画像データおよび上記予測係数から上記第１の画像データを復元するようにした画像データ変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体において、
上記プログラムは、
上記第１の画像データから上記第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成ステップと、
上記中間画像データを記憶部に記憶する記憶ステップと、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって上記第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる上記予測係数を生成する予測係数生成ステップと、
上記記憶部に記憶された上記中間画像データと予測係数との線形演算によって、上記第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成ステップと、
上記第１の画像データと上記予測画像データの誤差を検出する誤差検出ステップと、
上記誤差検出ステップで検出された誤差が第１の閾値以上か否かを判定し、上記第１の閾値未満の時に、上記中間画像データを上記第２の画像データとして決定する第１の判定ステップと、
上記第１の判定ステップが、上記誤差が上記第１の閾値以上と判定した時に、画素値の更新が連続的に行なわれた回数が上記第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定ステップと、
上記第２の判定ステップが、上記回数が、上記第２の閾値未満と検出した時に、上記誤差が小さくなるように、上記中間画像データの画素値を更新する第１の調整ステップと、
上記第２の判定ステップが、上記回数が、上記第２の閾値以上と検出した時に、上記誤差検出ステップで検出された上記誤差の変化の方向が増加の場合に、上記記憶部に記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、上記誤差検出ステップで検出された上記誤差の変化の方向が減少の場合に、上記記憶部に記憶されている上記中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう第２の調整ステップと、
上記第２の画像データおよび上記予測係数を出力する出力ステップとを備え、
上記第１の判定ステップが上記誤差の変化量が上記第１の閾値未満と判定した時に、上記記憶部に記憶されている中間画像データを上記第２の画像データとして決定し、上記第２の画像データが上記出力ステップを介して出力され、
上記予測係数生成ステップは、調整ステップによって上記中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな上記予測係数を生成することを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、データ変換装置および方法、並びに記録媒体に関し、特に、原画像とほぼ同一の画像を復元できる圧縮画像を生成するデータ変換装置および方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願発明者によって、特開平１０−９３９８０号公報に開示されているように、低解像度の画像を用いて、高解像度の画像を生成する技術が提案されており、高解像度の原画像を縮小した低解像度画像を用いて原画像とほぼ同一の高解像度画像を復元することができるとされている。この提案においては、例えば第１図に示すように、低解像度画像（上位階層画像）の注目画素Ｉに対応する位置の高解像度画像（復元画像）の画素ｉを中心とする３×３個の画素ａ乃至ｉの画素値を、その近傍に位置する低解像度画像の複数の画素（例えば、３×３個の画素Ａ乃至Ｉ）と所定の予測係数との線形１次結合等を演算することにより求めている。さらに、その復元画像の画素値と原画像の画素値との誤差を演算し、その結果に対応して低解像度画像の画素値、または予測係数の更新を繰り返している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、低解像度画像の画素値、または予測係数の更新を繰り返す方法は、復元画像の画素値と原画像の画素値との誤差を徐々に小さくしているものの、その誤差の減少速度は遅く、誤差を所望の閾値よりも小さくするためには低解像度画像の画素値、または予測係数の更新を数多く繰り返さなければならない問題があった。
【０００４】
したがって、この発明の目的は、低解像度画像の画素値および予測係数の更新後、非線形処理を行うことにより、原画像に復元できる圧縮画像を少ない演算回数で生成できるようにするものである。
【０００５】
請求項１の発明は、第１の画像データを、第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、第２の画像データおよび予測係数を出力し、第２の画像データおよび予測係数から第１の画像データを復元するようにした画像データ変換装置において、
第１の画像データから第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成部と、
中間画像データを記憶する記憶部と、
記憶部に記憶された中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる予測係数を生成する予測係数生成部と、
記憶部に記憶された中間画像データと予測係数との線形演算によって、第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成部と、
第１の画像データと予測画像データの誤差を検出する誤差検出部と、
誤差検出部で検出された誤差の変化量が第１の閾値以上か否かを判定する第１の判定部と、
誤差検出部で検出された誤差が上記第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定部と、
第１の判定部が、誤差の変化量が第１の閾値以上であると判定した時に、誤差が小さくなるように、記憶部に記憶されている中間画像データの画素値を更新する第１の調整処理を行ない、
第１の判定部が、誤差の変化量が第１の閾値未満と判定し、第２の判定部が誤差が第２の閾値以上であると判定した時に、誤差検出部で検出された誤差の変化の方向が増加の場合に、記憶部に記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、誤差検出部で検出された誤差の変化の方向が減少の場合に、記憶部に記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう調整部と、
第２の画像データおよび予測係数を出力する出力部とを備え、
第１の判定部が誤差の変化量が第１の閾値未満と判定し、第２の判定部が第２の閾値未満であると判定した時に、記憶部に記憶されている中間画像データを第２の画像データとして決定し、第２の画像データが出力部を介して出力され、
予測係数生成部は、調整部によって中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな予測係数を生成することを特徴とする画像データ変換装置である。
【０００６】
請求項２の発明は、第１の画像データを、第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、第２の画像データおよび予測係数を出力し、第２の画像データおよび予測係数から第１の画像データを復元するようにした画像データ変換方法において、
第１の画像データから第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成ステップと、
中間画像データを記憶部に記憶する記憶ステップと、
記憶部に記憶された中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる予測係数を生成する予測係数生成ステップと、
記憶部に記憶された中間画像データと予測係数との線形演算によって、第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成ステップと、
第１の画像データと予測画像データの誤差を検出する誤差検出ステップと、
誤差検出ステップで検出された誤差の変化量が第１の閾値以上か否かを判定する第１の判定ステップと、
誤差検出ステップで検出された誤差が第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定ステップと、
第１の判定ステップが、誤差の変化量が第１の閾値以上であると判定した時に、誤差が小さくなるように、記憶ステップに記憶されている中間画像データの画素値を更新する第１の調整処理を行ない、
第１の判定ステップが、誤差の変化量が第１の閾値未満と判定し、第２の判定ステップが誤差が第２の閾値以上であると判定した時に、誤差検出ステップで検出された誤差の変化の方向が増加の場合に、記憶ステップに記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、誤差検出ステップで検出された誤差の変化の方向が減少の場合に、記憶ステップに記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう調整ステップと、
第２の画像データおよび予測係数を出力する出力ステップとを備え、
第１の判定ステップが誤差の変化量が第１の閾値未満と判定し、第２の判定ステップが第２の閾値未満であると判定した時に、記憶部に記憶されている中間画像データを第２の画像データとして決定し、第２の画像データが出力ステップで出力され、
予測係数生成ステップは、調整ステップによって中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな予測係数を生成することを特徴とする画像データ変換方法である。
【０００７】
請求項３の発明は、第１の画像データを、第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、第２の画像データおよび予測係数を出力し、第２の画像データおよび予測係数から第１の画像データを復元するようにした画像データ変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体において、
プログラムは、
第１の画像データから第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成ステップと、
中間画像データを記憶部に記憶する記憶ステップと、
記憶部に記憶された中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる予測係数を生成する予測係数生成ステップと、
記憶部に記憶された中間画像データと予測係数との線形演算によって、第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成ステップと、
第１の画像データと予測画像データの誤差を検出する誤差検出ステップと、
誤差検出ステップで検出された誤差の変化量が第１の閾値以上か否かを判定する第１の判定ステップと、
誤差検出ステップで検出された誤差が第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定ステップと、
第１の判定ステップが、誤差の変化量が第１の閾値以上であると判定した時に、誤差が小さくなるように、記憶ステップに記憶されている中間画像データの画素値を更新する第１の調整処理を行ない、
第１の判定ステップが、誤差の変化量が第１の閾値未満と判定し、第２の判定ステップが誤差が第２の閾値以上であると判定した時に、誤差検出ステップで検出された誤差の変化の方向が増加の場合に、記憶ステップに記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、誤差検出ステップで検出された誤差の変化の方向が減少の場合に、記憶ステップに記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう調整ステップと、
第２の画像データおよび予測係数を出力する出力ステップとを備え、
第１の判定ステップが誤差の変化量が第１の閾値未満と判定し、第２の判定ステップが第２の閾値未満であると判定した時に、記憶部に記憶されている中間画像データを第２の画像データとして決定し、第２の画像データが出力ステップで出力され、
予測係数生成ステップは、調整ステップによって中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな予測係数を生成することを特徴とする記録媒体である。
【０００８】
請求項４の発明は、第１の画像データを、第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、第２の画像データおよび予測係数を出力し、第２の画像データおよび予測係数から第１の画像データを復元するようにした画像データ変換装置において、
第１の画像データから第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成部と、
中間画像データを記憶する記憶部と、
記憶部に記憶された中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる予測係数を生成する予測係数生成部と、
記憶部に記憶された中間画像データと予測係数との線形演算によって、第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成部と、
第１の画像データと予測画像データの誤差を検出する誤差検出部と、
誤差検出部で検出された誤差が第１の閾値以上か否かを判定し、第１の閾値未満の時に、中間画像データを第２の画像データとして決定する第１の判定部と、
第１の判定部が、誤差が第１の閾値以上と判定した時に、画素値の更新が連続的に行なわれた回数が第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定部と、
第２の判定部が、回数が、第２の閾値未満と検出した時に、誤差が小さくなるように、中間画像データの画素値を更新する第１の調整部と、
第２の判定部が、回数が、第２の閾値以上と検出した時に、誤差検出部で検出された誤差の変化の方向が増加の場合に、記憶部に記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、誤差検出部で検出された誤差の変化の方向が減少の場合に、記憶部に記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう第２の調整部と、
第２の画像データおよび予測係数を出力する出力部とを備え、
第１の判定部が誤差の変化量が第１の閾値未満と判定した時に、記憶部に記憶されている中間画像データを第２の画像データとして決定し、第２の画像データが出力部を介して出力され、
予測係数生成部は、調整部によって中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな予測係数を生成することを特徴とする画像データ変換装置である。
【０００９】
請求項５の発明は、第１の画像データを、第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、第２の画像データおよび予測係数を出力し、第２の画像データおよび予測係数から第１の画像データを復元するようにした画像データ変換方法において、
第１の画像データから第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成ステップと、
中間画像データを記憶部に記憶する記憶ステップと、
記憶部に記憶された中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる予測係数を生成する予測係数生成ステップと、
記憶部に記憶された中間画像データと予測係数との線形演算によって、第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成ステップと、
第１の画像データと予測画像データの誤差を検出する誤差検出ステップと、
誤差検出ステップで検出された誤差が第１の閾値以上か否かを判定し、第１の閾値未満の時に、中間画像データを第２の画像データとして決定する第１の判定ステップと、
第１の判定ステップが、誤差が第１の閾値以上と判定した時に、画素値の更新が連続的に行なわれた回数が第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定ステップと、
第２の判定ステップが、回数が、第２の閾値未満と検出した時に、誤差が小さくなるように、中間画像データの画素値を更新する第１の調整ステップと、
第２の判定ステップが、回数が、第２の閾値以上と検出した時に、誤差検出ステップで検出された誤差の変化の方向が増加の場合に、記憶部に記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、誤差検出ステップで検出された誤差の変化の方向が減少の場合に、記憶部に記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう第２の調整ステップと、
第２の画像データおよび予測係数を出力する出力ステップとを備え、
第１の判定ステップが誤差の変化量が第１の閾値未満と判定した時に、記憶部に記憶されている中間画像データを第２の画像データとして決定し、第２の画像データが出力ステップを介して出力され、
予測係数生成ステップは、調整ステップによって中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな予測係数を生成することを特徴とする画像データ変換方法である。
【００１０】
請求項６の発明は、第１の画像データを、第１の画像データより画素数が少ない第２の画像データに変換し、第２の画像データおよび予測係数を出力し、第２の画像データおよび予測係数から第１の画像データを復元するようにした画像データ変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体において、
プログラムは、
第１の画像データから第２の画像データと画素数が同一の中間画像データを生成する中間画像データ生成ステップと、
中間画像データを記憶部に記憶する記憶ステップと、
記憶部に記憶された中間画像データ中の複数の予測タップの画素値と予測係数との線形演算によって第１の画像データの画素値を予測した時に、誤差が最小となる予測係数を生成する予測係数生成ステップと、
記憶部に記憶された中間画像データと予測係数との線形演算によって、第１の画像データと画素数が同一の予測画像データを生成する予測画像データ生成ステップと、
第１の画像データと予測画像データの誤差を検出する誤差検出ステップと、
誤差検出ステップで検出された誤差が第１の閾値以上か否かを判定し、第１の閾値未満の時に、中間画像データを第２の画像データとして決定する第１の判定ステップと、
第１の判定ステップが、誤差が第１の閾値以上と判定した時に、画素値の更新が連続的に行なわれた回数が第１の閾値と異なる第２の閾値以上か否かを判定する第２の判定ステップと、
第２の判定ステップが、回数が、第２の閾値未満と検出した時に、誤差が小さくなるように、中間画像データの画素値を更新する第１の調整ステップと、
第２の判定ステップが、回数が、第２の閾値以上と検出した時に、誤差検出ステップで検出された誤差の変化の方向が増加の場合に、記憶部に記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を加算し、誤差検出ステップで検出された誤差の変化の方向が減少の場合に、記憶部に記憶されている中間画像データの画素値に、所定の値を減算することで第２の調整処理を行なう第２の調整ステップと、
第２の画像データおよび予測係数を出力する出力ステップとを備え、
第１の判定ステップが誤差の変化量が第１の閾値未満と判定した時に、記憶部に記憶されている中間画像データを第２の画像データとして決定し、第２の画像データが出力ステップを介して出力され、
予測係数生成ステップは、調整ステップによって中間画像データの画素値が調整される毎に、新たな予測係数を生成することを特徴とする記録媒体である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を説明する。第２図は、この発明を適用した画像処理装置の一実施の形態の構成を示している。
【００１８】
送信装置１０１には、ディジタル化された画像データが供給されるようになされている。送信装置１０１は、入力された画像データを間引くことによって、データ量を圧縮し、その結果得られる符号化データを光ディスク、磁気テープ等の記録媒体１０２に記録し、または放送回線（衛星放送等）、電話回線、インターネット等の伝送路１０３を介して伝送する。
【００１９】
受信装置１０４は、記録媒体１０２に記録されている符号化データを再生し、または伝送路１０３を介して伝送される符号化データを受信し、符号化データを復号する。すなわち、間引かれた画素の値が復元される。受信装置１０４から得られる復号画像がディスプレイ（図示せず）に供給され、ディスプレイ上に表示される。
【００２０】
第３図は、送信装置１０１の一例を示す。Ｉ／Ｆ（インターフェース）１１１は、外部から供給される画像データの受信処理と、送信機／記録装置１１６に対する符号化データの送信処理を行う。ＲＯＭ１１２は、ＩＰＬ(Initial Program Loading) 用のプログラム等を記憶している。ＲＡＭ１１３は、外部記憶装置１１５に記録されているシステムプログラム（ＯＳ(Operating System)）やアプリケーションプログラムを記憶したり、また、ＣＰＵ１１４の動作に必要なデータを記憶する。
【００２１】
ＣＰＵ１１４は、ＲＯＭ１１２に記憶されているＩＰＬプログラムに従って外部記憶装置１１５からシステムプログラムおよびアプリケーションプログラムをＲＡＭ１３に展開し、そのシステムプログラムの制御の下でアプリケーションプログラムを実行する。すなわち、インターフェース１１１から供給される画像データに対して、後述するような符号化処理を行う。
【００２２】
外部記憶装置１１５は、例えばハードディスクであって、システムプログラム、アプリケーションプログラム、データを記憶する。送信機／記憶装置１１６は、インターフェース１１１から供給される符号化データを記録媒体２に記録し、または伝送路１０３を介して伝送する。インターフェース１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、ＣＰＵ１１４、および外部記憶装置１１５は、バスを介して互いに接続されている。
【００２３】
上述した構成を有する送信装置１０１においては、インターフェース１１１に画像データが供給されると、その画像データがＣＰＵ１１４に供給される。ＣＰＵ１１４は、画像データを符号化し、その結果得られる符号化データをインターフェース１１１に供給する。インターフェース１１１が符号化データを送信機／記録装置１１６を介して記録媒体１０２に記録し、または伝送路１０３に送出する。
【００２４】
第４図は、送信機／記録装置１１６以外の第３図の送信装置１０１、すなわち、エンコーダの機能的な構成を示すものである。エンコーダは、ハードウエア、ソフトウェアまたは両者の組み合わせで実現することが可能である。例えば後述するフローチャートに示されるようなエンコード処理のプログラムが格納された記録媒体をドライブに装着することによって、このプログラムを外部記憶装置１１５にインストールし、エンコーダとしての機能を実現できる。
【００２５】
なお、上述したような処理を行うコンピュータプログラムをユーザに提供する記録媒体としては、磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、固体メモリなどの記録媒体の他、ネットワーク、衛星などの通信媒体を利用することができる。
【００２６】
第４図に示すエンコーダにおいては、入力される原画像データが画像縮小回路１、予測係数生成回路５、および誤差演算回路６に供給されるようになされている。
【００２７】
画像縮小回路１は、供給された原画像（高解像度画像）を、例えば、３画素×３画素からなる複数のブロックに分割し、各ブロック内の９画素の画素値の平均値をブロックの中心に位置する上位階層画像（低解像度画像）の画素の画素値とした初期上位画像を生成して、上位画像メモリ２と差分演算用の画像メモリ１１とに出力するようになされている。したがって、上位階層画像（以下、上位画像と記述する）は、原画像の縦および横の画素数が１／３に縮小されたものとなる。
【００２８】
なお、上位画像を形成する場合、平均値以外に、各ブロックの中心に位置する画素の値、各ブロックの複数の画素値の中間値、各ブロックの複数の画素値の最も多い値等を用いても良い。
【００２９】
上位画像メモリ２は、画像縮小回路１から入力された上位画像を記憶する。また、上位画像メモリ２は、画素値更新回路８から入力される更新上位画像、または非線形処理回路９から入力される非線形処理上位画像によって、記憶している上位画像を更新するようになされている。さらに、上位画像メモリ２は、記憶している上位画像データをスイッチ１０ａを介して図示せぬデコーダ（受信装置）に出力するようになされている。
【００３０】
また、予測係数生成回路５で生成された最終的な予測係数がスイッチ１０ｂを介して図示せぬデコーダ（受信装置）に出力するようになされている。スイッチ１０ａおよび１０ｂは、比較判定回路７によって共通に制御される。
【００３１】
予測タップ抽出回路３は、上位画像メモリ２に記憶されている上位画像の各画素（第１図中で黒丸で示す）を、順次、注目画素として、注目画素（例えば、第１図の注目画素Ｉ）を中心とする３画素×３画素（いまの例の場合、画素Ａ乃至Ｉ）からなる予測タップを上位画像メモリ２から抽出し、マッピング回路４、予測係数生成回路５、および画素値更新回路８に出力するようになされている。なお、ここで抽出される予測タップのサイズは、３画素×３画素に限定されるものではなく、例えば、５画素×５画素を予測タップのサイズとしてもよい。
【００３２】
予測係数生成回路５は、予測タップ抽出回路３から入力された９個の予測タップと、原画像の対応する９個の画素値とを用いて、最小自乗法により正規方程式を解いて予測係数を生成するようになされている。なお、ここでは、１セットが９個の予測係数からなる９セットの予測係数が演算されて、マッピング回路４に供給される。
【００３３】
マッピング回路４は、次式（１）に示すように、予測タップ抽出回路３から入力された予測タップの中心画素（例えば第１図の画素Ｉ）に対応する位置の下位階層画像（以下、下位画像または予測画像と記述する）の画素（画素ｉ）を中心とする３画素×３画素（画素ａ乃至画素ｉ）の画素値Ｙn（ｎ＝０，１，２，・・・，８）として、その予測タップ（画素Ａ乃至Ｉ）の画素値Ｘj （ｊ＝０，１，２，・・・，８）と、予測係数生成回路５から供給される予測係数ｋ(n,j) との線形１次結合による演算を行い、その演算結果を誤差演算回路６に出力するようになされている。
【００３４】
Ｙn＝Σｋ(n,j)Ｘj                           ・・・（１）
【００３５】
誤差演算回路６は、マッピング回路４から入力された予測画像の画素値と、原画像の対応する画素値との誤差（Ｓ／Ｎ比）を演算する。
【００３６】
画面全体で画素毎の誤差を積算したものを誤差としている。誤差とＳ／Ｎ比の関係は、誤差がＳ／Ｎ比の逆数（＝１／（Ｓ／Ｎ））となる。誤差演算回路６がＳ／Ｎ比を比較判定回路７に出力する。
【００３７】
比較判定回路７は、誤差演算回路６から入力された誤差（Ｓ／Ｎ比）と、内蔵するメモリに記憶している、誤差演算回路６から前回入力された誤差（Ｓ／Ｎ比）との差分を演算し、その差分が所定の閾値以下であるか（誤差の減少が収束しているか）否かを判定し、判定結果に基づいて、画素値更新回路８、または非線形処理回路９を制御する。さらに、比較判定回路７は、入力された誤差（Ｓ／Ｎ比）が所定の閾値以上であるか否かを判定し、判定結果に基づいて、スイッチ１０ａおよび１０ｂを制御するようになされている。
【００３８】
すなわち、Ｓ／Ｎ比が閾値以上であれば、スイッチ１０ａおよび１０ｂがオンされて上位画像メモリ２に記憶されている上位画像の画素と、予測係数とが出力される。Ｓ／Ｎ比が閾値以上とならない限り、スイッチ１０ａおよび１０ｂがオフであり、上位画像の画素が出力されない。
【００３９】
画素値更新回路８は、予測画像と原画像の誤差が小さくなるように（Ｓ／Ｎ比が向上するように）、予測タップ抽出回路３から入力された上位画像の画素値を最適化し、最適化した上位画像（更新上位画像）を上位画像メモリ２に出力する。
【００４０】
差分演算用画像メモリ１１は、初期段階において、画像縮小回路１から初期上位画像を取得し、これを保持する。その後は、非線形処理を行う度に、その処理結果の画像を非線形処理回路９から取得し、処理結果の画像を保持する。この画像メモリ１１の出力と、画素値更新回路８からの更新した画素値とが差分演算回路１２に供給される。画像メモリ１１は、差分演算回路１２の求めに応じて、非線形処理を行う場合に差分を演算する基準として、保持している画像を差分演算回路１２に出力する。
【００４１】
差分演算回路１２は、非線形処理を行う場合に、画素値更新回路８と、差分演算用の画像メモリ１１から画像情報を取得し、両者の差分を演算し、差分を非線形処理回路９に転送する。
【００４２】
非線形処理回路９は、差分演算回路１２から入力された更新した画素値の変化に対応して、画素値更新回路８で更新された上位画像の画素の画素値に所定の値を加算、または減算して上位画像メモリ２および差分演算用画像メモリ１１に出力するようになされている。
【００４３】
次に、このエンコーダの最適上位画像生成処理について、第５図のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１において、画像縮小回路１は、供給された原画像（高解像度画像）を、例えば、３画素×３画素からなるブロックに分割し、各ブロック内の９画素の画素値の平均値をブロックの中心に位置する上位画像（低解像度画像）の画素の画素値とすることによって、初期上位画像を生成して、上位画像メモリ２に出力する。上位画像メモリ２は、画像縮小回路１から入力された上位画像を記憶する。また、画像縮小回路１が差分演算用画像メモリ１１に初期上位画像を出力し、初期上位画像を画像メモリ１１が保持する。
【００４４】
ステップＳ２において、予測タップ抽出回路３は、上位画像メモリ２に記憶されている上位画像の画素を、順次、注目画素として、注目画素（例えば、第１図の注目画素Ｉ）を中心とする３画素×３画素（いまの例の場合、画素Ａ乃至Ｉ）からなる予測タップを上位画像メモリ２から抽出し、マッピング回路４、予測係数生成回路５、および画素値更新回路８に出力する。予測係数生成回路５は、予測タップ抽出回路３から入力された予測タップと、対応する原画像の画素値とを用いて正規方程式を生成し、最小自乗法により正規方程式を解いて９セットの予測係数を生成し、マッピング回路４に供給する。
【００４５】
ステップＳ３において、マッピング回路４は、式（１）に示すように、予測タップ抽出回路３から入力された予測タップの中心画素（例えば第１図の画素Ｉ）に対応する位置の下位画像（予測画像）の画素（画素ｉ）を中心とする３画素×３画素（画素ａ乃至画素ｉ）の画素値Ｙn （ｎ＝０，１，２，・・・，８）として、その予測タップ（画素Ａ乃至Ｉ）の画素値Ｘj （ｊ＝０，１，２，・・・，８）と、予測係数生成回路５から供給される予測係数ｋ(n,j) との線形１次結合を演算し、その値を誤差演算回路６に出力する。
【００４６】
ステップＳ４において、誤差演算回路６は、マッピング回路４から入力された予測画像の画素値と、原画像の対応する画素値との誤差（Ｓ／Ｎ比）を演算し、その結果を比較判定回路７に出力する。ステップＳ５において、比較判定回路７は、誤差演算回路６から入力された誤差（Ｓ／Ｎ比）と、内蔵するメモリに記憶している、誤差演算回路６から前回入力された誤差（Ｓ／Ｎ比）との差分を演算し、その差分は所定の閾値以下であるか（Ｓ／Ｎ  比の変化量が収束しているか）否かを判定し、差分は所定の閾値以下ではない（Ｓ／Ｎ比が収束していない）と判定した場合、ステップＳ６に進む。
【００４７】
ステップＳ６において、画素値更新回路８は、比較判定回路７からの制御により、予測画像と原画像の誤差が小さくなるように（Ｓ／Ｎ比が向上するように）、予測タップ抽出回路３から入力された上位画像の画素値を最適化し（更新し）、更新した上位画像（更新上位画像）を上位画像メモリ２に出力する。
【００４８】
その後、ステップＳ５で、誤差の差分が所定の閾値以下である（Ｓ／Ｎ比が収束した）と判定されるまで、ステップＳ２乃至Ｓ６の処理が繰り返され、誤差の差分が所定の閾値以下である（Ｓ／Ｎ比が収束した）と判定された場合、ステップＳ７に進む。
【００４９】
ステップＳ７において、比較判定回路７は、誤差演算回路６から入力された誤差（Ｓ／Ｎ  比）が所定の閾値（誤差の差分の閾値とは異なる値）以上であるか否かを判定し、誤差（Ｓ／Ｎ比）は所定の閾値以上ではないと判定した場合、ステップＳ８に進む。
【００５０】
ステップＳ８において、非線形処理回路９は、比較判定回路７からの制御により、画素値更新回路８で更新された上位画像の画素値に所定の値を加算、または減算して上位画像メモリ２に出力する。この非線形処理の詳細について、第６図のフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
ステップＳ１１において、差分演算回路１２は、画素値更新回路８から更新した画素値、すなわち、最適化して上位画像メモリ２に出力した更新上位画像の画素値から、差分演算用画像メモリ１１上に保存してある対応する画素値を画素毎に減算し、非線形処理回路９に対して出力する。
【００５２】
ステップＳ１２において、非線形処理回路９は、ステップＳ１１で差分演算回路１２から入力された減算結果が正である場合、更新上位画像の画素値に所定の値を加算し、減算結果が負である場合、更新上位画像の画素値から所定の値を減算して、得られた非線形処理上位画像（第７図Ｃ）を上位画像メモリ２に出力する。上位画像メモリ２は、入力された非線形処理画像により、記憶している上位画像を更新する。さらに、非線形処理回路９は、非線形処理画像を差分演算用画像メモリ１１に対して出力する。
【００５３】
第７図Ａは、予測タップ抽出回路３から入力された予測タップ（最適化前の画素値）の一例を示し、第７図Ｂは、画素値更新回路８が上位画像メモリ２に出力した更新上位画像の一例を示す。
【００５４】
例えば、画素値更新回路８で最適化された更新上位画像の画素値が１９であり、予測タップ抽出回路３から入力された予測タップの対応する画素値が１８である場合、減算結果である１（＝１９−１８）は正であるので、所定値（例えば、２）が加算されて、上位画像メモリ２に出力される画像の対応する画素値は、２１（＝１９＋２）となる。また、画素値更新回路８で最適化された更新上位画像の画素値が２２であり、予測タップ抽出回路３から入力された予測タップの対応する画素値が２６である場合、減算結果である−４（＝２２−２６）は負であるので、所定値が減算されて、上位画像メモリ２に出力される画像の対応する画素値は、２０（＝２２−２）となる。
【００５５】
第５図の説明に戻る。その後、ステップＳ７で、誤差（Ｓ／Ｎ比）は所定の閾値以上であると判定されるまで、ステップＳ２乃至Ｓ８の処理が繰り返され、ステップＳ７で誤差（Ｓ／Ｎ比）は所定の閾値以上であると判定された場合、ステップＳ９に進む。ステップＳ９において、比較判定回路７は、スイッチ１０ａおよび１０ｂをオンとして、上位画像メモリ２が記憶している上位画像データと予測係数とを図示せぬ記録媒体または伝送路に出力させる。
【００５６】
このステップＳ９で、上位画像データおよび予測係数を出力せずに、画面全体の最終的な上位画像データおよび予測係数が得られた段階で、これらを出力するようにしても良い。また、上位画像データと予測係数を多重化して伝送することも可能である。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、誤差減少の度合い（Ｓ／Ｎ比向上の度合い）が収束したとき、非線形処理を実行するようにしたが、例えば、画素値および予測係数の更新の所定回数毎に非線形処理を実行するようにしてもよい。
【００５８】
第８図は、このように所定回数毎に非線形処理を実行する例の処理の流れを示す。以下に説明する制御は、外部からインストールされ、または第３図中のＲＯＭ１１２に格納されているソフトウェアプログラムに従ってＣＰＵ１１４が行うものである。すなわち、特に表記しないが、各ステップの処理は、ソフトウェアプログラムに従ってＣＰＵ１１４の制御の下でなされる。
【００５９】
ステップＳ２１において、線形処理回数の初期化がなされる。次に、ステップＳ２２において、初期上位画像を生成する。ステップＳ２３において、上位画像の画素を、順次、注目画素として、注目画素を中心とする３画素×３画素からなる予測タップを抽出する。抽出された予測タップと、対応する原画像の画素値とを用いて正規方程式を生成し、最小自乗法により正規方程式を解いて９セットの予測係数を生成する。
【００６０】
ステップＳ２４において、式（１）に示すように、予測タップの中心画素（例えば第１図の画素Ｉ）に対応する位置の下位画像（予測画像）の画素（画素ｉ）を中心とする３画素×３画素（画素ａ乃至画素ｉ）の画素値Ｙn（ｎ＝０，１，２，・・・，８）として、その予測タップ（画素Ａ乃至Ｉ）の画素値Ｘj（ｊ＝０，１，２，・・・，８）と、生成された予測係数ｋ(n,j) との線形１次結合を演算する。
【００６１】
ステップＳ２４において、予測画像の画素値と、原画像の対応する画素値との誤差（Ｓ／Ｎ比）を演算する。ステップＳ２５において、誤差（Ｓ／Ｎ比）が閾値以上かどうかが決定される。若し、Ｓ／Ｎ比が閾値以上であれば、ステップＳ２６において、その予測画像の画素値が出力される。
【００６２】
ステップＳ２５において、Ｓ／Ｎ比が閾値以上ではないと決定されると、ステップＳ２７において、線形処理回数が閾値（すなわち、ステップＳ２１で設定された回数）以上かどうかが決定される。ステップＳ２７で閾値より線形処理回数が小と決定されると、ステップＳ２８において、画素値が更新される（線形処理がなされる）。すなわち、予測画像と原画像の誤差が小さくなるように（Ｓ／Ｎ比が向上するように）、上位画像の画素値を最適化する。
【００６３】
次に、線形処理回数のカウント値を＋１とする（ステップＳ２９）。そして、ステップＳ２３（予測係数の生成の処理）に戻り、ステップＳ２４以降の処理を繰り返す。ステップＳ２５において、Ｓ／Ｎ比が閾値以上とならないで、且つステップＳ２７において、線形処理回数が閾値以上と決定されると、ステップＳ３０において非線形処理がなされる。非線形処理は、上述した一例と同様に、更新された上位画像の画素値に所定の値を加算、または減算した画素値を上位画像メモリに出力する処理である。
【００６４】
ステップＳ３０で非線形処理がなされると、ステップＳ３１において、線形処理回数の初期化がなされ、ステップＳ２３に戻る。
【００６５】
第９図は、第８図に示す例において、画素値および予測係数の更新が４回行われた毎に非線形処理が行われた場合のシミュレーション結果を示している。この図によれば、誤差減少の速度（Ｓ／Ｎ比の変化量／計算回数）が収束していても、非線形処理を実行することで、単に画素値と予測係数の更新を繰り返すよりも少ない計算回数でＳ／Ｎ比が向上していることがわかる。
【００６６】
上述したこの発明の一実施形態では、予測係数および上位画像の画素値の両方を最適化するようにしている。しかしながら、この発明においては、予め予測係数を求めておくことによって、画素値のみを最適化することも可能である。この場合、予測係数は、係数決定用のディジタル画像を使用して、エンコーダにおける予測係数生成処理と同様の処理を行うことによって予め生成されている。また、この予測係数は、エンコーダおよびデコーダにおいて共用されるので、記録媒体への記録または伝送が不要である。
【００６７】
第１０図は、予測係数が予め決定されている場合のエンコーダの概略的構成を示し、第１１図は、エンコーダに対応するデコーダの概略的構成を示す。
【００６８】
第１０図において、２１が原画像入力部である。例えば画像メモリにより原画像入力部が構成される。２２が画素値最適化部である。画素値最適化部２２に対して、係数供給部２３から予測係数が供給される。係数供給部２３は、予め決定されている予測係数を記憶するメモリを備えている。画素値最適化部２２は、予測係数が予め決定されている点を除いては、上述した第４図の構成と同様のものである。
【００６９】
すなわち、上位画像の注目画素を係数供給部２３からの予測係数と抽出された予測タップとの線形１次結合によって予測値を生成し、予測値と注目画素の画素値との誤差（Ｓ／Ｎ比）を閾値より小とするように最適化された画素値を生成するものである。また、Ｓ／Ｎ比の変化が収束し、且つＳ／Ｎ比が閾値より小の場合に、または設定された回数、線形処理がなされ、且つＳ／Ｎ比が閾値より小の場合に、非線形処理が画素値最適化部２２においてなされる。画素値最適化部２２からの最終処理画像が圧縮画像出力部２４を介して記録媒体に記録され、または伝送路に送出される。
【００７０】
デコーダの圧縮画像入力部３１は、エンコーダからの最適化された画素値で構成される圧縮画像を記録媒体から再生し、または伝送路から受信し、線形予測部３２に対して出力する。線形予測部３２には、係数供給部３３からエンコーダで使用されたのと同様の予測係数が供給される。
【００７１】
線形予測部３２は、予測係数と抽出された予測タップとの線形１次結合の演算を行い、復元画像の画素値を演算する。線形予測部３２からの復元画像の画素値が復元画像出力部３４に出力される。復元画像出力部３４は、画像メモリを有し、復元画像を図示せぬディスプレイ等の出力装置に対して出力する。
【００７２】
第１２図は、第１０図に示すエンコーダ中の画素値最適化部２２の処理の流れを示す。第５図を参照して上述した処理と対応するステップに対しては同一の参照符号を符してその説明を省略する。第５図と相違する点は、ステップＳ２'において、予測係数を生成する代わりに係数供給部２３から予測係数を取得している点である。
【００７３】
画素値最適化部２２における処理について以下に説明する。すなわち、ある予測係数群が決まっているときに圧縮画像の画素値を最適化する手法について述べる。最も簡単な例で、そのアルゴリズムを示す。条件は以下の通りとする。
【００７４】
タップ内の１画素（通常は中心画素）のみを最適化
計算ではなく一度デコードしその結果比較によって最適解を求める
【００７５】
ある原画像の画素の値Ｉを圧縮画像上の画素から予測する場合を考える。圧縮画像上の予測タップ内の画素値をxjとすると（この場合jはタップ内の位置）タップ内の画素値にかかる係数はkijと表現される。
【００７６】
このときの予測式は予測結果をI'として，
【数１】
0004345231.tif 000002
【００７７】
となる。
タップ内の変化させる画素をx c とすると式は以下の様になる。
【００７８】
I'= ki0x0+ ki1x1 +・・・+ kicxc+ ・・・+ kinxn
【００７９】
ここでxcを取りうる値全て（例えば８ビットの場合には[0,255]）で値を変化させ、全ての場合についてI'を計算する。
【００８０】
I'0= ki0x0+ki1x1+・・・+kic・0+・・・+kinxn
I'1= ki0x0+ki1x1+・・・+kic・1 +・・・+kinxn
・
・
・
I'255= ki0x0+ki1x1+・・・+kic・225+・・・+kinxn
【００８１】
ここで計算されたI'm：m=[0,255]のうち、｜I-I'X ｜=minとなる（すなわち、誤差が最小となる）x が求まり、この値が最適値として出力される。
【００８２】
なお、上述した説明では、原画像より低質な上位画像の例として、所定間隔で画素を間引いたものを用いている。しかしながら、各画素の量子化ビット数を削減することによって、上位画像を形成するようにしても良い。例えば特開平７−８５２６７号公報に開示されているように、量子化ビット数を削減できる。
【００８３】
また、画像データの処理に対してこの発明を適用した例について説明したが、この発明は、オーディオデータの処理に対しても適用することができる。オーディオデータの場合には、時間方向に連続する互いに相関を有する所定数のサンプル毎に処理がなされる。
【００８４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、予測画像の画素値と入力画像の画素値との誤差が最小となるように、画素値の最適化を行う時に、非線形処理を行うことによって、処理時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  先に提案したエンコードを説明するための画素の配列を示す略線図である。
【図２】  この発明を適用した画像データ変換装置の全体的構成を示すブロック図である。
【図３】  第２図中の送信装置の機能的構成例を示すブロック図である。
【図４】  この発明を適用したエンコーダの構成例を示すブロック図である。
【図５】  エンコーダの最適上位画像生成処理の一例を説明するフローチャートである。
【図６】  第５図のステップＳ８の非線形処理を説明するフローチャートである。
【図７】  非線形処理を説明する略線図である。
【図８】  エンコーダの最適上位画像生成処理の他の例を説明するフローチャートである。
【図９】  非線形処理を説明する略線図である。
【図１０】  この発明を適用した画像データ変換装置のさらに他の例のエンコーダの構成を示すブロック図である。
【図１１】  この発明を適用した画像データ変換装置のさらに他の例のデコーダの構成を示すブロック図である。
【図１２】  この発明を適用した画像データ変換装置のさらに他の例のエンコーダの最適上位画像生成処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・画像縮小回路、２・・・上位画像メモリ、３・・・予測タップ抽出回路、４・・・マッピング回路、５・・・予測係数生成回路、６・・・誤差演算回路、７・・・比較判定回路、８・・・画素値更新回路、９・・・非線形処理回路
【図１】
0004345231.tif 000003
【図２】
0004345231.tif 000004
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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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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