(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｍ画素×ｎ画素（ｍおよびｎは自然数）の画像ブロックで入力された入力画像データに所定の処理を施して、上記画像ブロックの大きさを変更する画像サイズ変換手段と、
上記画像サイズ変換手段により大きさを変更した画像ブロックの画像データを圧縮する圧縮手段と、
上記圧縮手段により圧縮した圧縮画像データを伸長し、上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックの復元画像データを生成する伸長手段と、
上記伸長手段により生成した復元画像データと上記入力画像データとの相関の強さを求める第１の相関演算手段と、
上記伸長手段により生成した復元画像データに基づいて、所定の大きさの分割画像ブロックの画像データを生成し、生成した分割画像ブロックの画像データと、上記入力画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを求める第２の相関演算手段と、
上記第１の相関演算手段より出力される第１の相関の強さと、上記第２の相関演算手段より出力される第２の相関の強さとに基づいて、上記画像サイズ変換手段によりさらに画像ブロックの大きさを変更するか否かを判断する判断手段とを備えることを特徴とする画像データ圧縮装置。
【請求項２】
上記第２の相関演算手段は、上記伸長手段により生成した復元画像データからｍ'画素×ｎ'画素（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'≦ｍ、ｎ'≦ｎ）の分割画像ブロックの画像データを切り出し、切り出した分割画像ブロックの画像データと、上記入力画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを求めることを特徴とする請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項３】
上記第２の相関演算手段は、上記伸長手段により生成した復元画像データを結合してｍ'画素×ｎ'画素（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'＞ｍ、ｎ'＞ｎ）の分割画像ブロックの画像データを生成し、生成した分割画像ブロックの画像データと、当該分割画像ブロックに対応するように結合した上記入力画像データとの相関の強さを求めることを特徴とする請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項４】
圧縮対象である被圧縮画像データを上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロック単位で抽出し、抽出した上記被圧縮画像データを上記入力画像データとして入力する画像ブロック抽出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項５】
上記画像ブロック抽出手段から入力されたすべての入力画像データに対して、上記画像サイズ変換手段によりさらに画像ブロックの大きさの変更を行わないと上記判断手段により判断された際に、上記圧縮手段により圧縮した上記すべての入力画像データにそれぞれ対応する圧縮画像データを完全可逆符号化処理する完全可逆符号化手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項６】
上記完全可逆符号化手段は、上記圧縮手段により圧縮した上記すべての入力画像データにそれぞれ対応する圧縮画像データを複数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理し、
上記完全可逆符号化手段により複数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理した圧縮画像データを比較して、完全可逆符号化処理した圧縮画像データのデータ量が最も少ない完全可逆符号化方式を選択する完全可逆符号化方式選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項７】
所定の解像度変化率で上記被圧縮画像データの解像度を変換し、上記画像ブロック抽出手段に供給する解像度変換手段をさらに備えることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項８】
上記相関の強さは、上記伸長手段により生成した復元画像データに基づく復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する上記入力画像データの各画素値との相関値であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項９】
上記相関値は、上記復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する上記入力画像データの各画素値とのＳ／Ｎ比であることを特徴とする請求項８に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１０】
上記相関値は、上記復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する上記入力画像データの各画素値との２乗平均誤差であることを特徴とする請求項８に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１１】
上記相関値は、上記復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する上記入力画像データの各画素値との差分絶対値距離であることを特徴とする請求項８に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１２】
上記判断手段は、上記相関値が所定の閾値より小さい場合に、上記画像サイズ変換手段によりさらに画像ブロックの大きさを変更すると判断することを特徴とする請求項９に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１３】
上記判断手段は、上記相関値が所定の閾値より大きい場合に、上記画像サイズ変換手段によりさらに画像ブロックの大きさを変更すると判断することを特徴とする請求項１０または１１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１４】
上記圧縮手段および上記伸長手段は、コードブック方式を用いたベクトル量子化によりそれぞれ圧縮、伸長することを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１５】
コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを２乗平均誤差が最も小さいパターンが隣のアドレスになるように配置することを特徴とする請求項１４に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１６】
コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを差分絶対値距離が最も小さいパターンが隣のアドレスになるように配置することを特徴とする請求項１４に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１７】
コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを所定の規則に従い隣接して配置するとともに、上記所定の規則に従って画像ブロックの各パターンを配置するアドレスの前方または後方の隣接するアドレスに、ａ画素×ｂ画素の画像ブロックの要素値が全て同じ値であるパターンを所定の個数だけさらに配置することを特徴とする請求項１４〜１６の何れか１項に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１８】
ｍ画素×ｎ画素（ｍおよびｎは自然数）の画像ブロックで入力された入力画像データに所定の処理を施して、上記画像ブロックの大きさを変更し、大きさを変更した画像ブロックの画像データを圧縮処理し、上記圧縮処理により得られた圧縮画像データを伸長処理して、上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックの復元画像データを生成し、上記生成した復元画像データと上記入力画像データとの相関の強さを示す第１の相関の強さを求めるとともに、上記生成した復元画像データに基づいて所定の大きさの分割画像ブロックの画像データを生成し、生成した分割画像ブロックの画像データと上記入力画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを示す第２の相関の強さを求め、上記第１の相関の強さと上記第２の相関の強さとに基づいて、画像ブロックの大きさをさらに変更するか否かを判断することを特徴とする画像データ圧縮方法。
【請求項１９】
上記第２の相関の強さとして、上記生成した復元画像データからｍ'画素×ｎ'画素（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'≦ｍ、ｎ'≦ｎ）の分割画像ブロックの画像データを切り出し、切り出した分割画像ブロックの画像データと、上記入力画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを求めることを特徴とする請求項１８に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項２０】
上記第２の相関の強さとして、上記生成した復元画像データを結合してｍ'画素×ｎ'画素（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'＞ｍ、ｎ'＞ｎ）の分割画像ブロックの画像データを生成し、生成した分割画像ブロックの画像データと、当該分割画像ブロックに対応するように結合した上記入力画像データとの相関の強さを求めることを特徴とする請求項１８に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項２１】
圧縮対象である被圧縮画像データを上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロック単位で抽出し、抽出した上記被圧縮画像データを上記入力画像データとして入力し、上記入力されたすべての入力画像データに対して、上記画像ブロックの大きさをさらに変更しないと判断された際に、上記圧縮処理により得られた上記すべての入力画像データにそれぞれ対応する圧縮画像データを完全可逆符号化処理することを特徴とする請求項１８〜２０の何れか１項に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項２２】
上記圧縮処理により得られた上記すべての入力画像データにそれぞれ対応する圧縮画像データを複数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理し、上記複数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理した圧縮画像データのデータ量が最も少ない完全可逆符号化方式を選択することを特徴とする請求項２１に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項２３】
所定の解像度変化率で圧縮対象である被圧縮画像データの解像度を変換し、上記解像度を変換した被圧縮画像データを上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロック単位で抽出し、抽出した被圧縮画像データを上記入力画像データとして入力することを特徴とする請求項１８〜２２の何れか１項に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項２４】
上記相関の強さは、上記生成した復元画像データに基づく復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する上記入力画像データの各画素値との相関値であることを特徴とする請求項１８〜２３の何れか１項に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項２５】
上記相関値は、上記復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する上記入力画像データの各画素値とのＳ／Ｎ比、２乗平均誤差、および差分絶対値距離のうち何れかであることを特徴とする請求項２４に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項２６】
上記圧縮処理および上記伸長処理は、コードブック方式を用いたベクトル量子化によりそれぞれ圧縮、伸長することを特徴とする請求項１８〜２５の何れか１項に記載の画像データ圧縮方法。
【請求項２７】
請求項１〜１７の何れか１項に記載の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２８】
請求項１８〜２６の何れか１項に記載の画像データ圧縮方法の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２９】
請求項１〜１７の何れか１項に記載の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項３０】
請求項１８〜２６の何れか１項に記載の画像データ圧縮方法の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データ圧縮装置、画像データ圧縮方法、記録媒体およびプログラムに関し、特に、所定の大きさのブロックで入力された画像データのブロックサイズを変更して画像データを圧縮処理する画像データ圧縮装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の画素により構成された入力画像の画像情報を記録媒体に記録したり、伝送媒体を介して伝送したりする際には、上記入力画像の画像データに符号化処理を施すことにより画像データを圧縮し、記録媒体に記録したり、伝送媒体を介して伝送したりしていた。
【０００３】
上記入力画像の画像データの符号化処理では、まず、複数の画素により構成された入力画像を所定の大きさ（例えば、８×８画素）のマクロブロック（画像ブロック）に分割していた。次に、上記分割したマクロブロック毎に所定の演算処理を行うことで、上記マクロブロック内の画素値の高周波成分を除去したりして、上記入力画像の画像データを圧縮（符号化）していた。
【０００４】
例えば、入力画像がカラー画像の場合には、一般に、上記入力画像の原信号、あるいは上記入力画像の原信号に所定の色補正処理を施して生成した輝度信号および色差信号が入力されていた。ここで、上記入力された原信号、あるいは輝度信号および色差信号は、上記カラー画像を構成するそれぞれの画素が備える情報である。上記カラー画像の画像データを圧縮する際には、上記カラー画像を所定の大きさのマクロブロックに分割して、上記入力された原信号、あるいは輝度信号および色差信号を上記マクロブロック毎に演算処理して上記カラー画像の画像データを圧縮していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように入力画像の画像データを符号化処理し圧縮する際、上記画像データの高周波成分を除去するため、所定の大きさのマクロブロック内における画素値の変化が大きい画像（高周波成分の多い画像）では、画素値の変化が小さい画像（低周波成分の多い画像）より入力画像に対する圧縮したデータから復元した画像（復元画像）の画質の劣化が大きくなる。
【０００６】
したがって、画像サイズの小さい画像やエッジ部分の多い画像が入力画像として入力されたときには、所定の大きさのマクロブロック内において画像の階調（画素値）が急激に変化する部分が多くなり、すなわち高周波成分の多い画像となり、復元画像の画質の劣化が大きくなってしまう。すなわち、画像サイズの小さい画像やエッジ部分の多い画像が入力画像として入力されたときには、単一の大きさのみのマクロブロックに入力画像を分割して符号化処理を施すと、復元画像の画質の劣化が大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
また、一般に、入力画像を分割するマクロブロックの大きさを大きくすると、上記入力画像の画像データの圧縮率は高くなるが、高周波成分の多い画像ほど復元画像の画質の劣化が大きくなる。そのため、低周波成分の多い画像では、画像データの圧縮率を高くするために圧縮処理におけるマクロブロックの大きさを比較的大きくしたとしても、復元画像の画質を維持することができた。しかし、高周波成分の多い画像では、復元画像の画質を維持したまま画像データの圧縮率を高くするためには圧縮処理におけるマクロブロックの大きさを適切に決定し、入力画像を分割しなければならなかった。
【０００８】
しかしながら、上記入力画像における原信号や輝度信号等の画素値（画像データ）の発生分布は広範囲であり、さらに上記画素値の分布の形状も入力画像の種類により異なっていた。すなわち、入力画像の種類等により入力画像を分割したマクロブロック内の周波数分布が異なるため、予めマクロブロック内の周波数分布を演算することにより、復元画像の画質を維持したまま、画像データの圧縮率を高くすることができる圧縮処理におけるマクロブロックの大きさを決定することは容易ではないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、入力画像に応じて適切な圧縮処理におけるマクロブロックの大きさを容易に決定し、復元画像の画質を維持しながらも入力画像の画像データを高い圧縮率で圧縮処理することができるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像データ圧縮装置は、ｍ画素×ｎ画素（ｍおよびｎは自然数）の画像ブロックで入力された入力画像データに所定の処理を施して、上記画像ブロックの大きさを変更する画像サイズ変換手段と、上記画像サイズ変換手段により大きさを変更した画像ブロックの画像データを圧縮する圧縮手段と、上記圧縮手段により圧縮した圧縮画像データを伸長し、上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックの復元画像データを生成する伸長手段と、上記伸長手段により生成した復元画像データと上記入力画像データとの相関の強さを求める第１の相関演算手段と、上記伸長手段により生成した復元画像データに基づいて、所定の大きさの分割画像ブロックの画像データを生成し、生成した分割画像ブロックの画像データと、上記入力画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを求める第２の相関演算手段と、上記第１の相関演算手段より出力される第１の相関の強さと、上記第２の相関演算手段より出力される第２の相関の強さとに基づいて、上記画像サイズ変換手段によりさらに画像ブロックの大きさを変更するか否かを判断する判断手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、第２の相関演算手段は、伸長手段により生成した復元画像データからｍ'画素×ｎ'画素（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'≦ｍ、ｎ'≦ｎ）の分割画像ブロックの画像データを切り出し、切り出した分割画像ブロックの画像データと、入力画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを求めることを特徴とする。
【００１３】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、第２の相関演算手段は、伸長手段により生成した復元画像データを結合してｍ'画素×ｎ'画素（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'＞ｍ、ｎ'＞ｎ）の分割画像ブロックの画像データを生成し、生成した分割画像ブロックの画像データと、当該分割画像ブロックに対応するように結合した入力画像データとの相関の強さを求めることを特徴とする。
【００１４】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、圧縮対象である被圧縮画像データをｍ画素×ｎ画素の画像ブロック単位で抽出し、抽出した上記被圧縮画像データを入力画像データとして入力する画像ブロック抽出手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、画像ブロック抽出手段から入力されたすべての入力画像データに対して、画像サイズ変換手段によりさらに画像ブロックの大きさの変更を行わないと判断手段により判断された際に、圧縮手段により圧縮した上記すべての入力画像データにそれぞれ対応する圧縮画像データを完全可逆符号化処理する完全可逆符号化手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、完全可逆符号化手段は、圧縮手段により圧縮したすべての入力画像データにそれぞれ対応する圧縮画像データを複数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理し、上記完全可逆符号化手段により複数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理した圧縮画像データを比較して、完全可逆符号化処理した圧縮画像データのデータ量が最も少ない完全可逆符号化方式を選択する完全可逆符号化方式選択手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、所定の解像度変化率で被圧縮画像データの解像度を変換し、画像ブロック抽出手段に供給する解像度変換手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、相関の強さは、伸長手段により生成した復元画像データに基づく復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する入力画像データの各画素値との相関値であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、相関値は、復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する入力画像データの各画素値とのＳ／Ｎ比であることを特徴とする。
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、相関値は、復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する入力画像データの各画素値との２乗平均誤差であることを特徴とする。
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、相関値は、復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する入力画像データの各画素値との差分絶対値距離であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、判断手段は、相関値が所定の閾値より小さい場合に、画像サイズ変換手段によりさらに画像ブロックの大きさを変更すると判断することを特徴とする。
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、判断手段は、相関値が所定の閾値より大きい場合に、画像サイズ変換手段によりさらに画像ブロックの大きさを変更すると判断することを特徴とする。
【００２１】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、圧縮手段および伸長手段は、コードブック方式を用いたベクトル量子化によりそれぞれ圧縮、伸長することを特徴とする。
【００２２】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを２乗平均誤差が最も小さいパターンが隣のアドレスになるように配置することを特徴とする。
【００２３】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを差分絶対値距離が最も小さいパターンが隣のアドレスになるように配置することを特徴とする。
【００２４】
本発明の画像データ圧縮装置のその他の特徴とするところは、コードブック内のａ画素×ｂ画素（ａおよびｂは自然数）の画像ブロックの各パターンを所定の規則に従い隣接して配置するとともに、上記所定の規則に従って画像ブロックの各パターンを配置するアドレスの前方または後方の隣接するアドレスに、ａ画素×ｂ画素の画像ブロックの要素値が全て同じ値であるパターンを所定の個数だけさらに配置することを特徴とする。
【００３１】
本発明の画像データ圧縮方法は、ｍ画素×ｎ画素（ｍおよびｎは自然数）の画像ブロックで入力された入力画像データに所定の処理を施して、上記画像ブロックの大きさを変更し、大きさを変更した画像ブロックの画像データを圧縮処理し、上記圧縮処理により得られた圧縮画像データを伸長処理して、上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックの復元画像データを生成し、上記生成した復元画像データと上記入力画像データとの相関の強さを示す第１の相関の強さを求めるとともに、上記生成した復元画像データに基づいて所定の大きさの分割画像ブロックの画像データを生成し、生成した分割画像ブロックの画像データと上記入力画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを示す第２の相関の強さを求め、上記第１の相関の強さと上記第２の相関の強さとに基づいて、画像ブロックの大きさをさらに変更するか否かを判断することを特徴とする。
【００３２】
本発明の画像データ圧縮方法のその他の特徴とするところは、第２の相関の強さとして、生成した復元画像データからｍ'画素×ｎ'画素（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'≦ｍ、ｎ'≦ｎ）の分割画像ブロックの画像データを切り出し、切り出した分割画像ブロックの画像データと、入力画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを求めることを特徴とする。
【００３３】
本発明の画像データ圧縮方法のその他の特徴とするところは、第２の相関の強さとして、生成した復元画像データを結合してｍ'画素×ｎ'画素（ｍ'およびｎ'は自然数、かつｍ'＞ｍ、ｎ'＞ｎ）の分割画像ブロックの画像データを生成し、生成した分割画像ブロックの画像データと、当該分割画像ブロックに対応するように結合した入力画像データとの相関の強さを求めることを特徴とする。
【００３４】
本発明の画像データ圧縮方法のその他の特徴とするところは、圧縮対象である被圧縮画像データを上記ｍ画素×ｎ画素の画像ブロック単位で抽出し、抽出した上記被圧縮画像データを入力画像データとして入力し、上記入力されたすべての入力画像データに対して、上記画像ブロックの大きさをさらに変更しないと判断された際に、圧縮処理により得られた上記すべての入力画像データにそれぞれ対応する圧縮画像データを完全可逆符号化処理することを特徴とする。
【００３５】
本発明の画像データ圧縮方法のその他の特徴とするところは、圧縮処理により得られたすべての入力画像データにそれぞれ対応する圧縮画像データを複数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理し、上記複数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理した圧縮画像データのデータ量が最も少ない完全可逆符号化方式を選択することを特徴とする。
【００３６】
本発明の画像データ圧縮方法のその他の特徴とするところは、所定の解像度変化率で圧縮対象である被圧縮画像データの解像度を変換し、上記解像度を変換した被圧縮画像データをｍ画素×ｎ画素の画像ブロック単位で抽出し、抽出した被圧縮画像データを入力画像データとして入力することを特徴とする。
【００３７】
本発明の画像データ圧縮方法のその他の特徴とするところは、相関の強さは、生成した復元画像データに基づく復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する入力画像データの各画素値との相関値であることを特徴とする。
【００３８】
本発明の画像データ圧縮方法のその他の特徴とするところは、相関値は、復元画像に係る画像データの各画素値と、当該画像データに対応する入力画像データの各画素値とのＳ／Ｎ比、２乗平均誤差、および差分絶対値距離のうち何れかであることを特徴とする。
【００３９】
本発明の画像データ圧縮方法のその他の特徴とするところは、圧縮処理および伸長処理は、コードブック方式を用いたベクトル量子化によりそれぞれ圧縮、伸長することを特徴とする。
【００４２】
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録したことを特徴とする。
また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体の他の特徴とするところは、上記画像データ圧縮方法の手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする。
【００４３】
本発明のプログラムは、上記各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
また、本発明のプログラムの他の特徴とするところは、上記画像データ圧縮方法の手順をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。以下に示す各実施形態は、圧縮対象の画像データとして例えば動画を構成する静止画を例にとり、圧縮した画像データから生成した復元画像の画質および画像データの圧縮率の更なる向上を達成するものである。
【００４５】
（第１の実施形態）
先ず、図１〜図６を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、所定の大きさの画素ブロック（マクロブロック）に入力画像を分割し圧縮する手法として、圧縮したデータの伸長処理を容易に行うことができるベクトル量子化（ＶＱ：Vector Quantization）という手法を用いている。最初に、ベクトル量子化による画像圧縮および伸長の原理について、静止画像を例にとり図１を参照しながら説明する。
【００４６】
図１は、ベクトル量子化による画像圧縮および伸長の原理を説明するための図である。
図１に示すように、圧縮対象の画像データとして入力される入力画像１は、画素と呼ばれる要素が多数集まって構成されている。個々の画素は、ＲＧＢ信号から変換された輝度信号（Ｙ信号）、及び色信号（Ｕ、Ｖ信号）等の情報を持っている。
【００４７】
入力画像１中から複数画素で構成されるブロックを取り出したのが、入力画像ブロック（マクロブロック）２である。図１の例では、入力画像ブロック２の大きさとして４画素×４画素を選んでいるが、この大きさは何であってもよい。この入力画像ブロック２は、上述したように複数の画素で構成されており、各々の画素が持つ輝度信号値および色信号値を集めてそれぞれベクトルデータとすることができる。これが、入力ベクトルデータである。
【００４８】
ここで、入力画像１中の幾つかの入力画像ブロック２は、人間の視覚特性上、見た目では殆ど同じに見える場合がある。このような同じに見える複数の入力画像ブロック２を、より少ない数の画像ブロックで代表させることが可能である。コードブック３は、入力画像１上の多数の入力画像ブロック２を代表する画像ブロック（コードベクトルデータ）を複数持ったものである。コードベクトルデータは、コードブック３内の画像ブロックを構成する各々の画素が持つ輝度信号値や色度信号値をベクトルデータとしたものである。
【００４９】
ベクトル量子化では、入力画像１の全体を入力画像ブロックとして分割し、各々の入力画像ブロック２を入力ベクトルデータとして、その入力ベクトルデータに類似するコードベクトルデータをコードブック３内から検索する。そして、該当するコードベクトルデータの番号のみを転送することで、画像を圧縮することが可能である。圧縮された画像を再生して再現画像４を得るには、上記転送された番号に対応するコードベクトルデータをコードブック３から読み出し、画像にあてはめればよい。
【００５０】
第１の実施形態は、入力画像を所定の大きさに分割して取り出した上述の入力画像ブロック２に処理方法に併せて拡大処理または縮小処理を施した後、所定の大きさの圧縮対象マクロブロックに分割しベクトル量子化を行うものである。
【００５１】
図２は、第１の実施形態による画像データ圧縮方法の処理手順を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１にて、入力画像１の入力を行う。次に、ステップＳ２にて、上記入力画像１から基本サイズマクロブロック５（以下、「基本サイズＭＢ」と称す。）を抽出する。すなわち、入力画像１を所定の大きさの基本サイズＭＢ５に分割する。ここで、上記基本サイズＭＢ５は、後述する圧縮対象マクロブロック（以下、「圧縮対象ＭＢ」と称す。）以上の画素数で構成されるマクロブロックである。
【００５２】
例えば、図３に示すように圧縮対象ＭＢが４画素×４画素の大きさであれば、基本サイズＭＢ５を１６画素×１６画素の大きさとすれば良い。なお、ここでは、一例として１６画素×１６画素の大きさの基本サイズＭＢを示しているが、この大きさは任意に設定可能である。
【００５３】
次に、ステップＳ３にて、上記ステップＳ２において抽出した基本サイズＭＢ５の中の１つの基本サイズＭＢ５について画像サイズ変換処理を行う。上記画像サイズ変換処理では、基本サイズＭＢ５を所定の縮小率で縮小処理して、基本サイズＭＢ５のサイズを変更した後、所定の大きさの圧縮対象ＭＢに分割する。このステップＳ３における画像サイズ変換処理の詳細については後述する。
【００５４】
ステップＳ４にて、上記ステップＳ３において所定の大きさに分割した圧縮対象ＭＢについて上述したベクトル量子化による圧縮処理を行い、処理結果としてコードベクトルデータのコード番号を出力する。このステップＳ４では、上記ステップＳ３において所定の大きさに分割した全ての圧縮対象ＭＢについてベクトル量子化による圧縮処理を行う。
【００５５】
次に、ステップＳ５にて、上記ステップＳ４において全ての圧縮対象ＭＢについて得られたコード番号に基づいて、画像を復元する。すなわち、ステップＳ５では、上記コード番号に対応したコードベクトルデータをコードブックからそれぞれ読み出して、読み出したコードベクトルデータを結合し画像を復元する。
【００５６】
ステップＳ６にて、上記ステップＳ５において復元したコードベクトルデータにより構成される画像を基本サイズＭＢ５の大きさと同じサイズに拡大処理する。これにより、基本サイズＭＢ５と同じサイズの復元画像を得ることができる。
【００５７】
次に、ステップＳ７にて、上記ステップＳ６において得られた復元画像と、当該復元画像に対応する基本サイズＭＢ５の画像との相関値、例えばＳ／Ｎ比を演算し、所定の閾値以上であるか否か判定する。すなわち、ステップＳ７では、ベクトル量子化により圧縮処理した画像データに基づいて生成した復元画像の画質に問題があるか否か判定する。
【００５８】
上記判定の結果、相関値が所定の閾値より小さい場合には、上述したステップＳ３の画像サイズ変換処理に戻り、基本サイズＭＢ５を縮小する所定の縮小率を変更し、上述したステップＳ３〜ステップＳ７の処理を繰り返し行う。
一方、上記判定の結果、相関値が所定の閾値以上の場合には、上記ステップＳ３での基本サイズＭＢ５の縮小率、および上記ステップＳ４において得られたコード番号を出力し、ステップＳ８に進む。
【００５９】
ステップＳ８では、ベクトル量子化による圧縮処理を施していない基本サイズＭＢ５があるか否か判断する。上記判断の結果、ベクトル量子化による圧縮処理を施していない基本サイズＭＢ５がある場合には、上記ステップＳ３に戻り、上述したステップＳ３〜ステップＳ７の処理を行う。
一方、ベクトル量子化による圧縮処理を施していない基本サイズＭＢ５がない場合、すなわち上記ステップＳ２において抽出した全ての基本サイズＭＢ５についてベクトル量子化による圧縮処理が終了している場合には、ステップＳ９に進む。
【００６０】
次に、ステップＳ９にて、上述した処理により全ての基本サイズＭＢ５についてそれぞれ得られたコード番号を完全可逆符号化処理する。
ここで、上記完全可逆符号化処理では、上記コード番号を少なくとも１つの完全可逆符号化方式、例えばＬＺＳＳ圧縮法やハフマン符号化により完全可逆符号化処理する。そして、複数の完全可逆符号化方式で完全可逆符号化処理した場合には、完全可逆符号化処理後のデータ量を比較し、データ量が最も少ない完全可逆符号化処理後のデータを選択する。さらに、画像全体で採用した完全可逆符号化方式を示す情報と基本サイズＭＢ５毎の縮小率の情報とを圧縮データのヘッダとして書き込み、完全可逆符号化処理後のデータと合成して圧縮データとして出力する。
【００６１】
次に、ステップＳ１０にて、上記ステップＳ９において出力した圧縮データを、上記ステップＳ１において入力された入力画像の圧縮データとして出力し、処理を終了する。
【００６２】
なお、ここで上述したステップＳ４において用いるコードベクトルデータは、各基本サイズＭＢ５の縮小率および圧縮対象ＭＢの大きさによって異なるコードブックを用いることも可能であるし、共通のコードブックを用いることも可能である。
【００６３】
次に、上記図２に示したステップＳ３での画像サイズ変換処理について、図３を参照しながら詳細に説明する。
図３は、画像サイズ変換処理を説明するための模式図である。
なお、以下の説明では、横方向にＸ個が並び、縦方向にＹ個が並び、（Ｘ×Ｙ）個の画素により構成されるマクロブロックを、Ｘ画素×Ｙ画素のマクロブロックと記述する。また、図３では、上記図２に示したステップＳ２において、入力画像１から１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５を抽出した場合を一例として示している。
【００６４】
先ず、上記図２のステップＳ２において基本サイズＭＢ５を抽出した後、最初に行う画像サイズ変換処理では、抽出した基本サイズＭＢ５の縦方向および横方向のサイズをそれぞれ４分の１の大きさ、すなわち基本サイズＭＢ５を４分の１に縮小処理して、４画素×４画素の縮小マクロブロック６（以下、「縮小ＭＢ」と称す。）を得る。得られた４画素×４画素の縮小ＭＢ６を圧縮対象ＭＢ７として、ベクトル量子化による圧縮処理等の上記図２に示したステップＳ４〜ステップＳ７の処理を行う。
【００６５】
上記縮小処理では、注目画素の画素値とその近傍に存在する画素の画素値との平均値を演算し、演算結果を代表値とすることで縮小ＭＢ６を得る。また、上記縮小処理に限らず、例えば、１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５を１６個の４画素×４画素のブロックに分割し、各ブロックにて画素値の平均値を演算し、演算結果を代表値として縮小ＭＢ６を得るようにしても良いし、１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５において所定の画素間隔で抽出した画素値を代表値として縮小ＭＢ６を得る、つまり所定の縮小率に併せて画素を間引きして縮小ＭＢ６を得るようにしても良い。また、注目画素とその近傍に存在する画素との距離の比を求め、その比率で注目画素の画素値をその近傍の画素値から求める線形補間法を用いて、縮小ＭＢ６を得るようにしても良い。
【００６６】
図２に示したステップＳ４〜ステップＳ７の処理を上記圧縮対象ＭＢ７について行い、ステップＳ７での判定結果により、再びステップＳ３に処理が戻った場合には、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変更する。そして、基本サイズＭＢ５の横方向のサイズを２分の１、縦方向のサイズを４分の１の大きさに縮小処理して、８画素×４画素の縮小ＭＢ８を得る。この８画素×４画素の縮小ＭＢ８を、２個の４画素×４画素のマクロブロック９に分割し、これを圧縮対象ＭＢとして、図２に示したステップＳ４〜ステップＳ７の処理を行う。
【００６７】
基本サイズＭＢ５を縮小処理した８画素×４画素の縮小ＭＢ８での処理の結果、再び、ステップＳ３に処理が戻ってきた場合には、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変更する。そして、基本サイズＭＢ５の横方向のサイズを２分の１、縦方向のサイズを２分の１の大きさに縮小処理して、８画素×８画素の縮小ＭＢ１０を得る。この８画素×８画素の縮小ＭＢ１０は、４個の４画素×４画素のマクロブロック１１に分割し、これを圧縮対象ＭＢとして、図２に示したステップＳ４〜ステップＳ７の処理を行う。
【００６８】
そして、再び、ステップＳ３に処理が戻ってきた場合には、基本サイズＭＢ５の横方向のサイズを１分の１、縦方向のサイズを２分の１の大きさに縮小処理して、１６画素×８画素の縮小ＭＢ１２を得る。この１６画素×８画素の縮小ＭＢ１２を、８個の４画素×４画素のマクロブロック１３に分割し、これを圧縮対象ＭＢとして、図２に示したステップＳ４〜ステップＳ７の処理を行う。
【００６９】
再び、ステップＳ３に処理が戻ってきた場合には、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変更し、横方向のサイズを１分の１、縦方向サイズを１分の１の大きさに縮小処理する。つまり、入力された１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５のサイズを変更せずに、縮小ＭＢ１４とする。この縮小ＭＢ１４は、１６個の４画素×４画素のマクロブロック１５に分割し、これを圧縮対象ＭＢとして、図２に示したステップＳ４〜ステップＳ７の処理を行う。
【００７０】
さらに、再び、ステップＳ３に処理が戻ってきた場合には、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変更し、横方向のサイズを１分の２、縦方向サイズを１分の２の大きさに縮小処理する。つまり、入力された１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５の横方向および縦方向のサイズをそれぞれ２倍に拡大処理する。この後、４画素×４画素のマクロブロックに分割してもよいが、図３においては上述した処理と等価の操作である、１６画素×１６画素のマクロブロック１４から２画素×２画素のマクロブロック１６に分割している。この際、２画素×２画素のマクロブロック１６は６４個得られることになり、これらを圧縮対象ＭＢとして、図２に示したステップＳ４〜ステップＳ７の処理を行う。
【００７１】
再び、ステップＳ３に処理が戻ってきた場合には、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変更し、横方向のサイズを１分の４、縦方向サイズを１分の４の大きさに縮小処理する。つまり、入力された１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５の横方向および縦方向のサイズをそれぞれ４倍に拡大処理する。この後、４画素×４画素のマクロブロックに分割してもよいが、図３においては上述した処理と等価の操作である、１６画素×１６画素のマクロブロック１４から１画素×１画素のマクロブロック１７に分割している。この際、１画素×１画素のマクロブロック１７は２５６個得られることになる。
【００７２】
これら１画素×１画素のマクロブロック１７を圧縮対象ＭＢとして、ステップＳ４〜ステップＳ７の処理を行うことも可能であるが、このマクロブロック１７は画素そのものを表わしているため、ステップＳ４〜ステップＳ７の操作を省略してステップＳ９の完全可逆符号化処理を行い、ステップＳ１０にて圧縮データを出力することも可能である。
【００７３】
このように、図２に示したステップＳ７における復元画像と基本サイズＭＢ５の画像との相関値による判定の結果、現状の縮小率により得られた縮小ＭＢのサイズでは、復元画像（再生画像）の画質に問題があると判断した場合には、ステップＳ３における基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変化させることにより、復元画像（再生画像）の画質の劣化を抑えた画像データ圧縮ができる。
【００７４】
また、上記ステップＳ７における上記相関値による判定の結果、所定の閾値条件を満足している場合には、より大きな縮小ＭＢのサイズで画像データ圧縮が可能であるため、大幅な圧縮率の向上を達成することができる。
【００７５】
なお、図３に示す画像サイズ変換処理においては、１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５を使用した場合を一例として示しているが、上記基本サイズＭＢ５の大きさは、任意の大きさの基本サイズＭＢを用いることができる。
【００７６】
また、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率の変化についても、図３に示した縮小率の変化は、ほんの一例であり、他の縮小の方法を採用しても何ら問題はない。また、図３においては、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変化させる際、縦方向の縮小率は常に横方向の縮小率以下としているが、縦方向の縮小率が横方向の縮小率以上となっても良いことは言うまでもない。つまり、横方向および縦方向の縮小率を（Ｘ、Ｙ）と記述すると、例えば、縮小率を（１／４、１／４）→（１／４、１／２）→（１／２、１／４）→（１／２、１／２）→…と変化させても良いし、（１／４、１／４）→（１／４、１／２）→（１／２、１／２）→…と変化させても良い。
【００７７】
また、図２のステップＳ７において、復元画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢ５の画像との相関値に基づいて、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変化させるか否かを判定するための所定の閾値条件を適宜設定することにより、強制的に任意の縮小率以降の縮小率の変更を行わないように（図２に示すステップＳ３に処理が戻らないように）したり、任意の縮小率での圧縮処理した画像データが出力されることを禁止したりするようにしても良い。例えば、上記所定の閾値条件として常に満足できる閾値条件を設定することにより、以降の縮小率の変更を行わないようにすることができ、逆に常に満足することができない閾値条件を設定することにより、任意の縮小率での圧縮処理した画像データが出力されることを禁止することができる。
【００７８】
また、ベクトル量子化による圧縮処理を行う圧縮対象ＭＢのサイズとして、４画素×４画素、２画素×２画素及び１画素×１画素の圧縮対象ＭＢを例に挙げているが、これについても任意のサイズの圧縮対象ＭＢを使用しても本発明の効果に何ら影響を与えるものではない。
【００７９】
また、図３に示す画像サイズ変換処理においては、１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５を使用し、上記基本サイズＭＢ５を縮小かつ、４画素×４画素、２画素×２画素のマクロブロックに分割し、ベクトル量子化による圧縮処理を行う例について示しているが、例えば、基本サイズＭＢ５を横方向および縦方向に４分の１に縮小して、４画素×４画素のマクロブロックとするとき、基本サイズＭＢ５を縮小処理するのではなく、１６画素×１６画素のコードベクトルデータをコードブックに用意しておき、ベクトル量子化による圧縮対象ＭＢのサイズを４画素×４画素から１６画素×１６画素としても同様の効果が得られる。
【００８０】
このように、基本サイズＭＢ５を縮小し、かつ４画素×４画素、２画素×２画素等のマクロブロックに分割するかわりに、縮小率にあったマクロブロックサイズ（１６画素×１６画素、８画素×１６画素、８画素×８画素、４画素×８画素、４画素×４画素、２画素×２画素、１画素×１画素）に分割し、それに対応するコードベクトルデータをコードブックに用意しておき、ベクトル量子化による圧縮処理をすることで、本発明の効果と同様の効果が得られる。
【００８１】
次に、図４を参照しながら、上述の画像データ圧縮方法を実現する画像データ圧縮装置の構成について説明する。図４は、第１の実施形態による画像データ圧縮装置の一構成例を示すブロック図である。
【００８２】
画像入力部３０には入力画像１が入力される。マクロブロック抽出部３１は、上記入力画像１から基本サイズＭＢ５の抽出を行う。画像サイズ変換部３２は、図３に示すようにして、マクロブロック抽出部３１により抽出した基本サイズＭＢ５のサイズを所定の縮小率で変換し、ベクトル量子化圧縮部３３での圧縮処理を施す圧縮対象ＭＢを生成する。
【００８３】
ベクトル量子化圧縮部３３は、コードブック記憶部３５に保持されているコードブックを構成するコードベクトルデータを用いて、上記画像サイズ変換部３２から供給される圧縮対象ＭＢの圧縮処理を行う。画像復元部３４は、上記ベクトル量子化圧縮部３３による圧縮処理の結果、出力されるコードベクトルデータのコード番号に基づいて、コードブック記憶部３５に保持されているコードベクトルデータを読み出し、読み出したコードベクトルデータを結合して画像を生成する。
【００８４】
ここで、上記コードブックは、例えば２０４８個のコードベクトルデータを備えており、さらにコードブック内では同じサイズのコードベクトルデータにおいて、互いに隣り合うアドレスのコードベクトルデータとの２乗平均誤差が最も小さくなるように配置されている。なお、同じサイズのコードベクトルデータにおいて、互いに隣り合うアドレスのコードベクトルデータとの差分絶対値距離が最も小さくなるようにコードブック内に配置するようにしても良い。
【００８５】
また、上述のようにコードベクトルデータが配置されたコードブックにて、同じサイズのコードベクトルデータの先頭のアドレス（当該コードベクトルデータの最小アドレスの前方に隣接するアドレス）または最後のアドレス（当該コードベクトルデータの最大アドレスの後方に隣接するアドレス）に、さらにコードベクトルデータのサイズが同じであるとともに各要素が全て同じ値を有し、互いに異なるコードベクトルデータ（同じサイズのベタパターンで互いに異なるコードベクトルデータ）を所定の個数（例えば、画素の階調値分）だけコードブック内に配置するようにしても良い。
また、コードベクトルデータが、互いに隣り合うアドレスのコードベクトルデータと歪みが小さくなるようにコードブック内に配置される手法であれば、どのような手法を採用しても問題ない。
【００８６】
このように、予めコードベクトルデータを２乗平均誤差などを用いてコードブック内に配置しておくことで、圧縮処理においてコードベクトルデータの検索時間が短くなり、圧縮処理の高速化を図ることができる。また、ベクトル量子化による圧縮処理後に出力される画像データは、画像の特性からコードベクトルデータのコード番号に偏りが生じるため、完全可逆符号化による符号化効率が高くなり、圧縮データのデータサイズがより小さくなるという利点がある。
【００８７】
画像サイズ逆変換部３６は、画像復元部３４により生成した画像に対して、画像サイズ変換部３２で行われた処理と逆の処理を行い、基本サイズＭＢ５と同じサイズの復元画像を生成する。
【００８８】
判定部３７は、画像サイズ逆変換部３６により生成した復元画像と、当該復元画像に対応する基本サイズＭＢ５との相関値（例えば、Ｓ／Ｎ比）を算出する。また、判定部３７は、算出した相関値と予め設定した閾値とを比較することにより、画像サイズ逆変換部３６により生成した復元画像の画質の劣化が大きいか否か判定を行う。
【００８９】
上記判定の結果、画像サイズ逆変換部３６により生成した復元画像の画質の劣化が大きいと判断した場合には、判定部３７は、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変更し、再度ベクトル量子化による圧縮処理を行うように画像サイズ変換部３２等に指示する。また、上記判定の結果、画像サイズ逆変換部３６により生成した復元画像の画質の劣化がさほど大きくないと判断した場合には、基本サイズＭＢ５の縮小率およびコードベクトルデータのコード番号を出力する。
【００９０】
完全可逆符号化部３８は、上記判定部３７から出力されたコードベクトルデータのコード番号を少なくとも１つの完全可逆符号化方式により完全可逆符号化処理し、複数の完全可逆符号化方式により完全可逆符号化処理した場合には、完全可逆符号化処理後のデータ量が最も少ないデータを選択する。そして、完全可逆符号化部３８は、画像全体で採用した完全可逆符号化方式を示す情報と基本サイズＭＢ５毎の縮小率の情報とを圧縮データのヘッダとして書き込み、完全可逆符号化処理後のデータと合成して圧縮データとして出力する。
【００９１】
図５は、上記完全可逆符号化部３８の詳細な構成を示すブロック図である。
図５において、第１および第２の完全可逆符号化部２１、２２は、図４に示す判定部３７から供給されるコードベクトルデータのコード番号をそれぞれＬＺＳＳ圧縮法およびハフマン符号化により圧縮処理し、データ量比較部２３に供給する。
【００９２】
データ量比較部２３は、上記第１および第２の完全可逆符号化部２１、２２により圧縮処理されたコード番号のデータ量を比較する。また、データ量比較部２３は、上記比較の結果、データ量が最も少ない完全可逆符号化方式を選択し、その選択した完全可逆符号化方式を示す情報と基本サイズＭＢ５毎の縮小率の情報とを圧縮データのヘッダとして書き込み、選択した完全可逆符号化処理後のデータと合成して圧縮データとして出力する。
【００９３】
なお、図５においては、完全可逆符号化方式として、ＬＺＳＳ圧縮法とハフマン符号化を用いているが、本発明は上記完全可逆符号化方式に限らず、この他の完全可逆符号化方式を用いても良いことは言うまでもなく、また３種類以上の完全可逆符号化方式を採用しても何ら問題はない。このように、完全可逆符号化処理において、複数の異なる完全可逆符号化方式による圧縮処理を行い、データ量が最も少ない完全可逆符号化方式を採用することにより、従来の１種類の完全可逆符号化方式による圧縮処理に比べ、入力画像の種類、つまりコード番号の並び方に応じた最適な完全可逆符号化方式を選択でき、大幅な圧縮率の向上を達成することができる。
【００９４】
図４に戻り、圧縮データ出力部３９は、上記完全可逆符号化部３８により出力される圧縮データを、画像入力部３０に入力された入力画像の圧縮データとして、外部に送信したり、内部に記録したりする。
なお、ベクトル量子化圧縮部３３で用いられるコードベクトルデータについては、各基本サイズＭＢ５の縮小率および圧縮対象ＭＢのサイズによって異なるコードブックを用いることも可能であるし、共通のコードブックを用いることも可能である。
【００９５】
次に、図６を参照しながら、第１の実施形態による画像データ圧縮方法により画像データ圧縮を行った場合のデータの伸長方法について説明する。図６はデータ伸長方法の手順を示すフローチャートである。
【００９６】
先ず、ステップＳ４０にて、ベクトル量子化および完全可逆符号化により圧縮処理した圧縮データを入力する。ステップＳ４１にて、上記ステップＳ４０において入力された圧縮データからヘッダ情報を抽出し、さらに完全可逆符号化方式を示す情報および基本サイズＭＢ５の縮小率の情報を抽出し、これらの情報に基づいて、伸長処理の方法を決定する。
【００９７】
ステップＳ４２にて、上記ステップＳ４１において抽出した完全可逆符号化方式を示す情報に示された完全可逆符号化方式に従い、圧縮データをデコードする。ステップＳ４３にて、圧縮データをデコードすることにより得られたコード番号に対応するコードベクトルデータをコードブックから抽出する。このステップＳ４３では、ステップＳ４１において抽出した基本サイズＭＢ５の縮小率の情報に基づいて、１つの基本サイズＭＢ５を構成する１つまたは複数のコードベクトルデータが抽出される。
【００９８】
ステップＳ４４にて、上記ステップＳ４３において抽出したコードベクトルデータと、ステップＳ４１において抽出した基本サイズＭＢ５の縮小率の情報をもとに、各コードベクトルデータの結合と画像の拡大処理を行い、１６画素×１６画素の基本サイズＭＢ５の復元画像にする。全ての基本サイズＭＢ５について、上述した処理を繰り返すことにより復元画像は合成され、ステップＳ４５にて、復元画像の再生が行われる。
【００９９】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、入力画像１から先ず基本サイズＭＢ５を抽出し、所定の処理方法に併せて上記基本サイズＭＢ５に拡大処理または縮小処理を行い、所望の大きさの縮小ＭＢに分割した後に、ベクトル量子化による圧縮処理を行い、圧縮処理した画像データに基づいて生成した復元画像と上記入力画像１とを比較し、復元画像の画質に問題がなくなるまで基本サイズＭＢ５に拡大処理または縮小処理を繰り返し行い、ベクトル量子化による圧縮処理を行う。さらに、複数の完全可逆符号化方式による完全可逆符号化処理後のデータ量を比較した上で、より圧縮率が高い完全可逆符号化方式を選択する。これにより、復元画像の画質の劣化を最小限に抑えて入力画像１の画像データ圧縮率の大幅な向上を達成することが可能となる。
【０１００】
なお、第１の実施形態では、基本サイズＭＢ５を構成する全ての圧縮対象ＭＢについてベクトル量子化による圧縮処理を行った後、復元画像と基本サイズＭＢ５の画像との相関値を算出して復元画像の画質の判定を行うようにしているが、１つの圧縮対象ＭＢについてベクトル量子化による圧縮処理を行うたびに、それまでに圧縮処理した部分の復元画像と、それに対応する部分の基本サイズＭＢ５の画像との相関値を算出して復元画像の画質の判定を行うようにしても良い。このようにすると、復元画像の画質の劣化が大きい場合には、ベクトル量子化による圧縮処理を施していない残り圧縮対象ＭＢを圧縮処理せず、基本サイズＭＢ５を縮小する縮小率を変更することができ、入力画像１の圧縮処理を速やかに行うことができる。
【０１０１】
また、第１の実施形態では、入力画像１から抽出する基本サイズＭＢ５として１６画素×１６画素の基本サイズＭＢを示し例示し、その基本サイズＭＢ５を縮小かつ分割して生成する圧縮対象ＭＢとして、４画素×４画素、２画素×２画素、１画素×１画素の圧縮対象ＭＢを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０２】
また、第１の実施形態では、基本サイズＭＢ５および圧縮対象ＭＢとして、縦方向および横方向が同じ数の画素数で構成される正方形のマクロブロックを用いているが、正方形のマクロブロックに限らず長方形のマクロブロックを用いても良い。例えば、４画素×５画素の長方形マクロブロックを圧縮対象ＭＢに使用しても良い。更に、基本サイズＭＢ５の縮小率として、４分の１、２分の１など圧縮対象ＭＢのサイズの整数倍になるように縮小率を決定する必要はなく、任意のサイズのマクロブロックに設定することが可能である。
【０１０３】
また、第１の実施形態では、ベクトル量子化による圧縮処理後に復元した復元画像と、当該復元画像に対応する基本サイズＭＢ５の画像との相関値としてＳ／Ｎ比を示しているが、本発明はＳ／Ｎ比に限らず、復元画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢ５の画像との相関を示す指標であれば問題はなく、上記相関値として、例えば、差分絶対値距離または２乗平均誤差を用いても良い。ただし、上記相関値として差分絶対値距離または２乗平均誤差を用いたときには、上述した図２のステップＳ７において、相関値が所定の閾値より大きい場合には、図２のステップＳ３〜ステップＳ７の処理を行うようにし、相関値が所定の閾値以下場合には、図２のステップＳ８に進むようにする。
【０１０４】
また、復元画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢ５の画像との相関を示す指標として、相関値のヒストグラムを求め、その分布に基づいて図２のステップＳ３に戻るか、ステップＳ８に進むか決定するようにしても良い。
【０１０５】
（第２の実施形態）
図７〜図１０を参照しながら、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、基本サイズＭＢを抽出する際、入力された入力画像１に何ら処理を施さずに抽出していたが、第２の実施形態は、入力された入力画像１に対して解像度変換処理を施した後、基本サイズＭＢを抽出するようにしたものである。
【０１０６】
図７は、第２の実施形態による画像データ圧縮方法の処理手順を示すフローチャートである。
なお、図７において、ステップＳ５１およびステップＳ５３〜ステップＳ６１は、上述した第１の実施形態による画像データ圧縮方法のステップＳ１およびステップＳ２〜ステップＳ１０にそれぞれ対応し、第１の実施形態による画像データ圧縮方法と同じ処理を行うため、説明は省略する。第２の実施形態では、ステップＳ５２にて、ステップＳ５１において入力された入力画像１に対して解像度変換処理を施して、入力画像１の解像度を変更する。そして、ステップＳ５３にて解像度を変更した入力画像１から基本サイズＭＢを抽出する。
【０１０７】
次に、図８を参照しながらステップＳ５２における解像度変換処理について詳細に説明する。
図８は、解像度変換処理方法を説明するための模式図である。
なお、以下の説明では、上記図７に示すステップＳ５１において、６４０画素×４８０画素により構成される入力画像６１が入力されたものとして説明する。
【０１０８】
上記ステップＳ５１において、入力画像６１が入力されると、ステップＳ５２にて、予め設定しておいた解像度の変化率に従い、入力画像６１の解像度を変化させる。例えば、解像度の変化率が２５％の場合には、入力画像６１の縦方向と横方向との解像度をそれぞれ２分の１にし、３２０画素×２４０画素により構成される画像６２に変換する。
【０１０９】
次にステップＳ５３にて、上記ステップＳ５２において得られた解像度変換後の画像６２から、例えば１６画素×１６画素の基本サイズＭＢを抽出し、第１の実施形態と同様にして、ステップＳ５４〜ステップＳ６１の処理を順次行っていく。
【０１１０】
また、解像度の変化率の他の例としては、解像度の変化率が５０％の場合には、入力画像６１の縦方向の解像度を２分の１、横方向の解像度を１分の１にすることで、６４０画素×２４０画素により構成される画像６３が得られる。
【０１１１】
また、解像度の変化率が１００％の場合には、入力画像６１そのものである６４０画素×４８０画素により構成される画像６４が得られ、解像度の変化率が２００％の場合には、入力画像６１の縦方向の解像度を１分の２、横方向の解像度を１分の１にすることで、６４０画素×９６０画素により構成される画像６５が得られる。
同様に、解像度の変化率が４００％の場合には、入力画像６１の縦方向の解像度を１分の２、横方向の解像度を１分の２にすることで、１２８０画素×９６０画素により構成される画像６６が得られる。
【０１１２】
なお、ステップＳ５２における入力画像６１に対する解像度変換処理では、予め設定されている解像度の変化率に応じて、解像度を小さくする場合には、例えば、注目画素の画素値とその近傍に存在する画素の画素値との平均値を演算し、演算結果を代表値とすることで入力画像６１の解像度を変換する。また、解像度を大きくする場合には、例えば、入力画像６１における隣接画素に補間処理を施して入力画像６１の解像度を変換する。
また、上記解像度変換処理に限らず、解像度の変化率に併せて画素を間引きして入力画像６１の解像度を変換するようにしても良い。また、注目画素と隣接画素間の距離の比率を用いて注目画素の画素値を求める線形補間法を用いて、入力画像６１の解像度を変換するようにしても良い。
【０１１３】
また、ここでは、解像度の変化率として、２５％、５０％、１００％、２００％、４００％の場合を示したが、他の任意の変化率を設定しても、本発明の効果に何ら影響を与えるものではない。また、解像度の変化率が５０％の場合には、画像の縦方向の解像度を２分の１にした例について示しているが、縦方向の解像度を２分の１にするのではなく横方向の解像度を２分の１にしても何ら問題はない。同様に、他の解像度の変化率に対しても、解像度を変える方向は任意に設定することができる。さらに、入力画像６１の解像度をここでは６４０画素×４８０画素としているが、他の画像サイズおよび解像度であっても何ら問題がないことは言うまでもない。
【０１１４】
また、図８においては、図７のステップＳ５２において入力画像６１の全体を設定した解像度の変化率に従って解像度変換処理を施した後、ステップＳ５３において、例えば１６画素×１６画素の基本サイズＭＢを抽出する場合を示しているが、入力画像６１から基本サイズＭＢに相当するマクロブロックを抽出し、抽出したマクロブロックに対して、設定した解像度の変化率に従い解像度変換処理を施すようにしても良い。
【０１１５】
例えば、解像度の変換率が２５％の場合には、入力画像６１から３２画素×３２画素のマクロブロックを抽出して、抽出したマクロブロックの縦方向および横方向のサイズを２分の１にすることで１６画素×１６画素の基本サイズＭＢとし、ステップＳ５４〜ステップＳ６１の処理を行うようにしても良い。この処理については、他の任意の解像度の変化率についても同じ処理を行うことができることは言うまでもない。
【０１１６】
次に、図９を参照しながら、第２の実施形態による画像データ圧縮方法を実現する画像データ圧縮装置の構成について説明する。図９は、第２の実施形態による画像データ圧縮装置の一構成例を示すブロック図である。
なお、この図９において、図４に示したブロックと同じ機能を有するブロックには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１７】
図９において、８１は解像度変換部であり、図８に示すようにして、予め設定された解像度の変化率に従い、画像入力部３０に入力された入力画像６１に対して解像度変換処理を施す。そして、解像度変換部８１は、入力画像６１に解像度変換処理を施すことにより、所望の解像度に変換した画像をマクロブロック抽出部３１に供給する。
【０１１８】
次に、図１０を参照しながら、第２の実施形態による画像データ圧縮方法でデータ圧縮を行った場合のデータの伸長方法について説明する。
図１０は、データ伸長方法の手順を示すフローチャートである。図１０において、ステップＳ７１〜ステップＳ７５およびステップＳ７７は、上述した第１の実施形態による画像データ圧縮方法におけるデータ伸長方法のステップＳ４０〜ステップＳ４４およびステップＳ４５にそれぞれ対応し、同じ処理を行うため説明は省略し、第１の実施形態と処理が異なるステップＳ７６について説明を行う。
【０１１９】
ステップＳ７６では、図７に示したステップＳ５２において予め設定されていた入力画像の解像度の変化率に応じて、ステップＳ７５において得られた復元画像の拡大処理または縮小処理を行う。例えば、ステップ５２において、予め設定していた解像度の変化率が２５％の場合には、ステップＳ７６では、ステップＳ７５までの処理により復元された復元画像の縦方向および横方向のサイズをそれぞれ２倍することにより、もとの入力画像６１と同じサイズの復元画像を得ることができる。
【０１２０】
また、ステップ５２において、設定していた解像度の変化率が４００％の場合には、ステップＳ７６では、ステップＳ７５までの処理により復元された画像の縦方向および横方向のサイズをそれぞれ２分の１にすることにより、もとの入力画像６１と同じサイズの復元画像を得ることができる。このように、画像圧縮時にステップＳ５２において設定されていた解像度の変化率に応じてステップＳ７６において、復元画像の拡大処理または縮小処理を行うことにより、正常に画像を復元することが可能である。また、ステップＳ７６で復元された復元画像は、次のステップＳ７７において復元画像として外部に出力することが可能である。
【０１２１】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、入力画像６１を予め設定しておいた解像度変化率に従い、入力画像６１の解像度を変更してから、第１の実施形態と同様に画像サイズ変換処理およびベクトル量子化による圧縮処理を行うことにより、低周波成分の多い画像などに対しては復元画像の画質を維持したまま、さらなる圧縮率の向上を達成することが可能となる。また、高周波成分の多い画像や復元画像に高い画質が要求される画像およびアプリケーションに対しては、解像度の変化率として与える値を変えることにより、さらなる画質の向上を達成することが可能となる。
【０１２２】
なお、第２の実施形態では、解像度の変換率を２５％、５０％、１００％、２００％、４００％の例を示したが、これに限定されるものではない。また、基本サイズＭＢのサイズとして１６画素×１６画素の例を示したが、基本サイズＭＢのサイズは任意に設定することが可能であり、これに限定されるものではない。なお、上述した第１および第２の実施形態において、入力画像を分割し圧縮する手法としてベクトル量子化を用いているが、本発明はこれに限らず、入力画像を複数の大きさに分割して圧縮する手法に適用することができる。
【０１２３】
（第３の実施形態）
図１１〜図１３を参照しながら、本発明の第３の実施形態について説明する。第１および第２の実施形態では、復元画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢの画像との画像全体での相関値に基づいて、基本サイズＭＢを縮小する縮小率を変更するか否か、すなわち画像サイズ変換処理をさらに行うか否かを判定していた。しかしながら、第１および第２の実施形態では、画像サイズ逆変換処理にて拡大処理する際に、量子化誤差が分散され、復元画像の画質劣化を招いてしまうおそれがあった。
【０１２４】
そこで、第３の実施形態では、復元画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢの画像との画像全体での相関値に加え、復元画像を所定の大きさに分割した（復元画像から所定の大きさで切り出した）画像ブロックと当該画像ブロックに対応する原画像との相関値に基づいて、基本サイズＭＢを縮小する縮小率を変更するか否かをそれぞれ判定するようにしたものである。
【０１２５】
図１１は、第３の実施形態による画像データ圧縮方法の処理手順を示すフローチャートである。
なお、図１１において、ステップＳ８１〜ステップＳ８６およびステップＳ９０〜ステップＳ９３は、上述した第１の実施形態による画像データ圧縮方法のステップＳ１〜ステップＳ６およびステップＳ７〜ステップＳ１０にそれぞれ対応し、第１の実施形態による画像データ圧縮方法と同じ処理を行うため、説明は省略する。なお、図１１では、説明の便宜上、ステップＳ９０は、「原画像との相関値判定▲２▼」と記している。
【０１２６】
第３の実施形態では、ステップＳ８７にて、ステップＳ８６での画像サイズ逆変換処理により得られた復元画像、すなわち基本サイズＭＢと同じサイズの復元画像を所定の大きさの比較用の画像ブロックに分割する（復元画像ブロック分割処理）。
【０１２７】
次に、ステップＳ８８にて、上記ステップＳ８７において分割した画像ブロックと、当該画像ブロックに対応する原画像との相関値を算出し、算出した当該相関値が予め設定された閾値以上であるか否かを判定する。上記判定の結果、当該相関値が所定の閾値より小さい場合には、ステップＳ８３の画像サイズ変換処理に戻り、当該相関値が所定の閾値以上の場合には、ステップＳ８９に進む。このステップＳ８８における処理を「第１の相関値判定処理」と称す。
【０１２８】
ステップＳ８９にて、上記ステップＳ８７において分割した画像ブロックの中で、上記ステップＳ８８での第１の相関値判定処理を行っていない画像ブロックがあるか否かを判断する。すなわち、ステップＳ８９では、上記ステップＳ８７において分割した画像ブロックの全てに対して、ステップＳ８８での第１の相関値判定処理を行ったか否かを判断する。上記判断の結果、第１の相関値判定処理を行っていない画像ブロックがある場合には、ステップＳ８８に戻り、そうでない場合には、ステップＳ９０に進む。
【０１２９】
次に、図１２を参照しながら、上記ステップＳ８７での復元画像ブロック分割処理およびステップＳ８８での第１の相関値判定処理について詳細に説明する。図１２は、上記復元画像ブロック分割処理および第１の相関値判定処理を説明するための模式図である。なお、以下の説明では、上記図１１に示すステップＳ８６において、１６画素×１６画素により構成される復元画像９１、すなわち１６画素×１６画素の基本サイズＭＢに対応する復元画像が得られたものとして説明する。
【０１３０】
ステップＳ８７において、ステップＳ８６での画像サイズ逆変換処理により得られた復元画像９１が入力されると、復元画像９１は、予め設定しておいたサイズの画像ブロックに分割される。ここでは、１６画素×１６画素の復元画像９１から４画素×４画素で構成される画像ブロック９２が抽出され、復元画像９１は１６個の画像ブロック９２に分割される。
【０１３１】
次に、ステップＳ８８にて、上記ステップＳ８７において分割された画像ブロック９２と、当該画像ブロックに対応する原画像との相関値（例えば、Ｓ／Ｎ比）を算出し、さらに算出した相関値と予め設定しておいた閾値とを比較する。上記比較の結果、算出した相関値が閾値より小さい場合には、ステップＳ８３に戻り、ステップＳ８３〜ステップＳ８７の処理を行う。一方、算出した相関値が閾値以上の場合には、ステップＳ８９に進む。
【０１３２】
そして、分割した他の画像ブロックに対しても、上述した処理を繰り返し行い、全ての画像ブロックにおいて、算出した相関値が閾値以上の場合には、ステップＳ９０に進み、上述した第１の実施形態と同様に、復元画像と、当該復元画像に対応する基本サイズＭＢの画像との画像全体の相関値に基づいて相関値判定を行い、以降の所定の処理を行う。
【０１３３】
次に、図１３を参照しながら、第３の実施形態による画像データ圧縮方法を実現する画像データ圧縮装置の構成について説明する。図１３は、第３の実施形態による画像データ圧縮装置の一構成例を示すブロック図である。
なお、この図１３において、図４に示したブロックと同じ機能を有するブロックには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１３４】
図１３において、９３は復元画像ブロック分割部であり、図１２に示すようにして、画像サイズ逆変換部３６により生成した復元画像を、予め設定された大きさ（画素サイズ）の画像ブロックに分割する。
【０１３５】
９４は第１の判定部であり、復元画像ブロック分割部９３にて分割して得られた復元画像の画像ブロックと、当該画像ブロックに対応する原画像との相関値を算出する。また、第１の判定部９４は、算出した相関値と予め設定した閾値とを比較し、画像サイズをさらに変更するか否かを画像サイズ変換部３２等に指示する。また、復元画像を分割して得られた全ての画像ブロックが、予め設定した閾値を満足した場合には、第１の判定部９４は、復元画像と、当該復元画像に対応した基本サイズＭＢの画像との画像全体での相関値を算出して判定を行うように第２の判定部３７'に指示する。なお、第２の判定部３７'は、上記図４に示した判定部３７と同じであるので、重複する説明は省略する。
【０１３６】
なお、第３の実施形態による画像データ圧縮方法により画像データ圧縮を行った場合のデータの伸長方法については、上述した第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【０１３７】
以上、説明したように第３の実施形態によれば、第１の実施形態により得られる効果と同様の効果が得られるとともに、復元画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢの画像との画像全体での相関値に加え、復元画像を所定の大きさに分割した画像ブロックと当該画像ブロックに対応する原画像との相関値に基づいて、基本サイズＭＢを縮小する縮小率を変更するか否かを判定する。
【０１３８】
これにより、復元画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢの画像との画像全体での相関値、および復元画像の画像ブロックと当該画像ブロックに対応する原画像との相関値に基づいて、圧縮処理により生じた量子化誤差による復元画像の画質劣化、特に画像サイズ逆変換処理による量子化誤差の分散により生じるおそれのある復元画像の画質劣化を詳細に判定することができる。したがって、復元画像の画質の劣化を抑制して、適切な縮小率での圧縮処理が可能になり、さらなる画質の向上を達成することが可能となる。
【０１３９】
また、復元画像を分割した画像ブロックと当該画像ブロックに対応する原画像との相関値が、１つでも閾値条件を満足しない場合には、上記閾値条件を満足しない画像ブロックが確認された時点で、以降の処理を省略することができ、処理を効率良く行うことができる。
【０１４０】
なお、上述した第３の実施形態では、分割する画像ブロックのサイズを４画素×４画素としているが、他の画素サイズにしても何ら問題がないことは言うまでもない。同様に、復元画像のサイズ（基本サイズＭＢのサイズ）を１６画素×１６画素としたが、他の画素サイズにしても何ら問題がないことは言うまでもない。また、同様に、基本サイズＭＢを縮小かつ分割して生成する圧縮対象ＭＢも、４画素×４画素、２画素×２画素、１画素×１画素に限定されるものではない。
【０１４１】
また、第３の実施形態では、基本サイズＭＢおよび圧縮対象ＭＢとして、縦方向および横方向が同じ数の画素数で構成される正方形のマクロブロックを用いているが、正方形のマクロブロックに限らず長方形のマクロブロックを用いても良い。例えば、４画素×５画素の長方形マクロブロックを圧縮対象ＭＢに使用しても良い。更に、基本サイズＭＢの縮小率として、４分の１、２分の１など圧縮対象ＭＢのサイズの整数倍になるように縮小率を決定する必要はなく、任意のサイズのマクロブロックに設定することが可能である。
【０１４２】
また、画像サイズ逆変換処理により得られる復元画像のサイズ（基本サイズＭＢのサイズ）が、復元画像ブロック分割処理にて抽出・分割する画像ブロックのサイズより小さい場合には、画像サイズ逆変換処理により得られる複数の復元画像（複数の基本サイズＭＢ）を結合して画像ブロックを生成するようにすれば良い。
【０１４３】
また、第３の実施形態では、復元画像を画像ブロックに分割し判定を行った後、復元画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢの画像との画像全体での相関値に基づいて判定を行うようにしているが、これら２つの処理の順序は任意であり、どちらの処理を始めに行っても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【０１４４】
また、第３の実施形態では、基本サイズＭＢを構成する全ての圧縮対象ＭＢについてベクトル量子化による圧縮処理を行った後、復元画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢの画像との画像全体での相関値、および復元画像を所定の大きさに分割した画像ブロックと当該画像ブロックに対応する原画像との相関値に基づいて、復元画像の画質の判定を行うようにしているが、１つの圧縮対象ＭＢについてベクトル量子化による圧縮処理を行うたびに、それまでに圧縮処理した部分の復元画像とそれに対応する部分の基本サイズＭＢの画像との相関値、およびそれまでに圧縮処理した部分の復元画像を分割して得られた画像ブロックと当該画像ブロックに対応する原画像との相関値に基づいて、復元画像の画質の判定を行うようにしても良い。このようにすると、復元画像の画質の劣化が大きい場合には、ベクトル量子化による圧縮処理を施していない残り圧縮対象ＭＢを圧縮処理せず、基本サイズＭＢを縮小する縮小率を変更することができ、入力画像の圧縮処理を速やかに行うことができる。
【０１４５】
また、第３の実施形態では、ベクトル量子化による圧縮処理後に復元した復元画像と当該復元画像に対応する基本サイズＭＢの画像との相関値、および復元画像を所定の大きさに分割した画像ブロックと当該画像ブロックに対応する原画像との相関値としてＳ／Ｎ比を示しているが、本発明はＳ／Ｎ比に限らず、復元画像と原画像との相関を示す指標であれば問題はなく、上記相関値として、例えば、差分絶対値距離または２乗平均誤差を用いても良い。ただし、上記相関値として差分絶対値距離または２乗平均誤差を用いたときには、上述した図１１のステップＳ８８およびステップＳ９０において、相関値が所定の閾値より大きい場合には、図１１のステップＳ８３に戻るようにし、相関値が所定の閾値以下場合には、図１１のステップＳ８９およびステップＳ９１にそれぞれ進むようにする。
【０１４６】
また、第３の実施形態では、基本サイズＭＢを抽出する際、入力された入力画像に何ら処理を施さずに抽出しているが、上述した第２の実施形態と同様に、入力画像に対して解像度変換処理を施した後、基本サイズＭＢを抽出するようにしても良い。
また、復元画像と原画像との相関を示す指標として、相関値のヒストグラムを求め、その分布に基づいて画像サイズを変更するか否かを決定するようにしても良い。
【０１４７】
（その他の実施形態）
上記様々な実施形態に示した各機能ブロックおよび処理手段は、ハードウェアにより構成しても良いし、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータシステムによって構成し、その動作をＲＯＭやＲＡＭに格納された作業プログラムに従って実現するようにしても良い。また、上記各機能ブロックの機能を実現するように当該機能を実現するためのソフトウェアのプログラムをＲＡＭに供給し、そのプログラムに従って上記各機能ブロックを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【０１４８】
この場合、上記ソフトウェアのプログラム自体が上述した各実施形態の機能を実現することになり、そのプログラム自体、及びそのプログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムを記録する記録媒体としては、上記ＲＯＭやＲＡＭの他に、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｉ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ｚｉｐ、磁気テープ、あるいは不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
【０１４９】
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等の共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【０１５０】
さらに、供給されたプログラムがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【０１５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ｍ画素×ｎ画素の画像ブロックで入力された入力画像データに所定の処理を施して上記画像ブロックの大きさを変更し、変更した画像ブロックの画像データを圧縮処理して得られる圧縮画像データを伸長処理して生成したｍ画素×ｎ画素の復元画像データとｍ画素×ｎ画素の入力画像データとの相関の強さを求めるとともに、復元画像データに基づいて生成した所定の大きさの分割画像ブロックの画像データと入力画像データの当該分割画像ブロックに対応する部分との相関の強さを求め、求めた相関の強さに基づいて画像ブロックの大きさの変更方法を変えることにより、圧縮処理に適切な画像ブロックの大きさを容易に決定することができ、復元画像の画質を高く維持しながらも入力画像の画像データを高い圧縮率で圧縮処理することができる。また、圧縮処理により生じる量子化誤差による復元画像の画質劣化、特に伸長処理での量子化誤差の分散により生じるおそれのある復元画像の画質劣化をより詳細に判定することができ、さらなる画質の向上を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ベクトル量子化による画像圧縮および伸長の原理を説明するための図である。
【図２】第１の実施形態による画像データ圧縮方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】画像サイズ変換処理を説明するための模式図である。
【図４】第１の実施形態による画像データ圧縮装置の一構成例を示すブロック図である。
【図５】完全可逆符号化部３８の詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態におけるデータ伸長方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態による画像データ圧縮方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】解像度変換処理方法を説明するための模式図である。
【図９】第２の実施形態による画像データ圧縮装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施形態におけるデータ伸長方法の手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態による画像データ圧縮方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】復元画像ブロック分割処理および第１の相関値判定処理を説明するための模式図である。
【図１３】第３の実施形態による画像データ圧縮装置の一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
３０  画像入力部
３１  マクロブロック抽出部
３２  画像サイズ変換部
３３  ベクトル量子化圧縮部
３４  画像復元部
３５  コードブック記憶部
３６  画像サイズ逆変換部
３７  判定部
３８  完全可逆符号化部
３９  圧縮データ出力部
【図１】
0003822512.tif 000002
【図２】
0003822512.tif 000003
【図３】
0003822512.tif 000004
【図４】
0003822512.tif 000005
【図５】
0003822512.tif 000006
【図６】
0003822512.tif 000007
【図７】
0003822512.tif 000008
【図８】
0003822512.tif 000009
【図９】
0003822512.tif 000010
【図１０】
0003822512.tif 000011
【図１１】
0003822512.tif 000012
【図１２】
0003822512.tif 000013
【図１３】
0003822512.tif 000014