カラー画像データの間引き方法及び装置、並びにカラー画像データの圧縮方法

【目的】画像の圧縮に際し、色変化に比較的鈍感であるとの人間の目の特性を生かしての、データ間引きを行いたい。
【構成】フレームメモリ上の小ブロックサイズのカラー画像データ（輝度を示すＹデータ、色成分を示すＵデータとＶデータ）について、色成分であるＵデータ及び又はＶデータの変化率を求め（フローＦ₉）、この変化率の大きい時には図２による処理、即ち間引きを行わないまま出力を行い（フローＦ₁₂）、変化率が中間的な大きさの時には図３による間引きを行って出力を行い（フローＦ₁₃）、変化率が小さい時には図４による間引きを行って出力を行う（フローＦ₁₄）。これによって、色成分の変化率に対応した間引きがなされる。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像データ間引き方法及び装置、特にカラー成分の間引きに好適な方法及び装置並びにカラー画像データの圧縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】カラー画像にあっては、１つの画素値が、１つの輝度成分（これをＹデータと呼ぶ）と２つの色成分（Ｕデータ、Ｖデータと呼ぶ）とより成る例がある。かかるカラー画像のデータ圧縮について図２〜図４で説明する。
【０００３】図２はデータ圧縮前のカラー画像データを示す図であり、８×８の小ブロックのピクセルサイズ例で示している。図２（ａ）に示すＹデータとＵデータとＶデータとをつなぎ合わせて図（ｂ）に示すカラー画像データを形成する。図３はＵ、Ｖデータを水平方向に１ピクセル（１列）ずつ間引く例であり、図３（ａ）には１６×８の大きさのピクセルサイズ例で示している。つなぎ合わせでは、Ｙデータはそのまま利用し、１６×８のＵ、Ｖデータは、１列ずつ間引いて、８×８のサイズとし、図３（ｂ）に示すようにつなぐ。黒マル印が間引くデータであり、白マル印が残しておくデータである。
【０００４】図４は、間引きを更に多くした例であり、水平方向に１ピクセル（１行）ずつ間引くと共に垂直方向に１ピクセル（１列）ずつ間引くようにしたものである。即ち、図４（ａ）で、１６×１６サイズのＹデータはそのまま利用し、１６×１６サイズのＵ、Ｖデータは１行及び１列ずつ間引いて８×８サイズとし、これを図４R>４（ｂ）に示すようにＹデータにつなげるようにしたものである。つなげる時のサイズは、Ｙデータも８×８のサイズとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように抽出されたそれぞれの８×８ブロックを基本単位とし、ＤＣＴ変換され、量子化、ハフマン符号化の処理を経て圧縮画像データが得られ、これらの処理を繰り返し行うことで、全体画像の圧縮を行う。
【０００６】図５に従来の圧縮アルゴリズムの処理概要フローを示す。フローＦ₁で外部から設定される間引き率に従って間引き処理を行う。フローＦ₂で離散コサイン変換（ＤＣＴ変換）を行い、フローＦ₃で量子化を行い、フローＦ₄でハフマン符号化の処理を行って圧縮画像を得る。これを１フレームの全てについて行う（Ｆ₅）。従来の圧縮アルゴリズムでは、１フレーム全てを予め与えられた色成分の間引き率で間引きを行うため、１フレーム内において色の変化が大きい部分と小さい部分が存在する画像データを圧縮する場合、間引き率を大きくすると色の変化が大きい部分の画質が劣化し、間引き率を小さくすると色の変化の小さい部分の圧縮率を大きくすることができない欠点がある。
【０００７】本発明の目的は、従来技術の欠点を解決し、高い画質で大きな圧縮率を得られる画像データの間引き方法及び装置並びにカラー画像データの圧縮方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、フレームメモリ上の小ブロックサイズのカラー画像データ（輝度を示すＹデータ、色成分を示すＵデータとＶデータ）について、色成分であるＵデータ及び又はＶデータの変化率を求め、この変化率の大きい時には小さな間引きを行い、変化率の小さい時には大きな間引きを行うようにしたカラー画像データの間引き方法を開示する。
【０００９】更に本発明は、フレームメモリ上の小ブロックサイズのカラー画像データ（輝度を示すＹデータ、色成分を示すＵデータとＶデータ）について、色成分であるＵデータ及び又はＶデータの変化率を求め、この変化率の大きい時には小さな間引きを行い、変化率の小さい時には大きい間引きを行うようにすると共に、これによって得た小ブロックサイズのカラー画像データにＤＣＴ変換、量子化処理、符号化処理を行って画像圧縮を行うようにしたカラー画像データ圧縮方法を開示する。
【００１０】更に前記変化率による間引き法は、変化率の大きい時には小ブロックサイズのデータそのものを間引きせずにＤＣＴ処理を行わせ、変化率の小さい時には小ブロックサイズのデータに対して水平、垂直方向の１行、１列毎の間引きを行ってＤＣＴ処理を行わせ、その中間的な変化率の時には小ブロックサイズのデータに対して水平又は垂直のいずれか一方向のみの１行又は１列毎の間引きを行ってＤＣＴ処理を行わせるようにした方法を開示する。
【００１１】更に本発明は、フレームメモリ上の小ブロックサイズのカラー画像データ（輝度を示すＹデータ、色成分を示すＵデータとＶデータ）について、色成分であるＵデータ、Ｖデータの変化率を求める手段と、変化率の大きさに応じて間引き率を変更して間引きを行う手段と、より成るカラー画像データの間引き装置を開示する。
【００１２】更に本発明は、フレームメモリ上の小ブロックサイズのカラー画像データについて、そのカラー成分の変化率を求め、変化率の大きさで間引きを行うようにしたカラー画像データ間引き方法を開示する。
【００１３】
【作用】本発明によれば、フレームメモリ上の小ブロックについて色変化に応じて間引き率を決めることにしたため、色成分に応じた間引きを達成する。これによって、色変化が大きい時には間引きを行わないか又は少ない間引き率で間引きを行い、色変化が少なければ大きな間引き率で間引きを行う。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の画像圧縮のフローチャートの実施例図である。図５との相異は、フローＦ₁に代わって、新しくフローＦ₉〜Ｆ₁₄を付加した点にある。先ず、フローＦ₉では、Ｕ、Ｖの各色成分の色の変化を算出する。この算出した色の変化値が規定の閾値以上か否かをフローＦ₁₀で比較する。規定の閾値以上であれば、フローＦ₁₂で図２の間引き処理、即ち、間引きを全く行わずにそのままＹデータ、Ｕ、Ｖデータをつなぐ。フローＦ₁₀での比較で、規定の閾値以下であれば、フローＦ₁₁に移り、この閾値よりも小さい第２の閾値以上か否かを比較する。第２の閾値以上であれば、フローＦ₁₃に移り図３の１列おきの間引き処理を行う。第２の閾値以下であれば、フローＦ₁₄に移り図４の１列及び１行おきの間引き処理を行う。
【００１５】これらのＦ₁₂〜Ｆ₁₄の処理が終わると、フローＦ₂でＤＣＴ変換を行い、フローＦ₃で量子化を行い、フローＦ₄でハフマン符号化を行う。こうした処理を１フレーム全体にわたって行う（Ｆ₅）。
【００１６】フローＦ₉での色成分の変化の算出法には種々の方法がある。
（１）、色成分Ｕ、Ｖデータの両者をみて１つの変化率を算出するやり方。この算出法は色成分Ｕ、Ｖを併せて、両者の単一の変化率ａを求めようとするものである。この単一の変化率ａで、Ｕ、Ｖ成分それぞれについてＦ₁₀〜Ｆ₁₄の処理を行う。
（２）、色成分Ｕ、Ｖデータ別々に、変化率を算出するやり方。（１）と異なり色成分Ｕ、Ｖデータ別々に変化率ｂ、ｃを求め、変化率ｂに従ってＵデータ、変化率ｃに従ってＶデータのＦ₁₀〜Ｆ₁₄の処理を行う。
（３）、変化率の算出法。前記（１）、（２）のいずれであれ対象とするデータ群から変化率を求めることになるが、その変化率の求め方には種々の方法がある。
（イ）、変化率の算出対象となるデータ群について、画素値の大きさをパラメータとする分布データを求め、この分布データから変化率を統計的に求める方法がある。この統計処理法にも種々の方法がある。
（ロ）、単純な算出法としては、変化率の算出対象となるデータ群について、その最大値と最小値の差分によって変化率を求めるやり方がある。
【００１７】図６は、本発明の画像圧縮装置の実施例図である。間引き処理部１では、フレーム１０からの画像データについて図１のフローＦ₉〜Ｆ₁₄の処理を行う。ＤＣＴ変換部２では図１のフローＦ₂の処理を行う。量子化部３は図１のフローＦ₃の処理を行う。ハフマン符号化部４では図１のフローＦ₄の処理を行う。メモリ６が圧縮データを格納する。これから必要に応じて伝送する。
【００１８】図７は、マイコン５によって実現した例である。このマイコン５は、図１のフローチャートを実現するソフトを持っている。尚、８×８、１６×１６、８×１６、１６×８等の種々のサイズが適用できることはいうまでもない。
【００１９】本実施例によれば、フレームメモリ上の、１つの輝度成分（Ｙデータ）と２つの色成分（Ｕデータ、Ｖデータ）から成るカラー画像データを圧縮する際、色の変化には比較的鈍感である人間の目の特性を利用して、色成分を間引いた画像データに対しデータ圧縮を行う。これによって、人間の目の特性を生かした間引きを達成する。尚、Ｙデータ、Ｕデータ、Ｖデータでカラー画像データの表現形式例を対象としたが、その他の表現形式でもカラー成分への適用が可能である。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、８×８〜１６×１６ピクセル等の部分画像内の色の変化の度合により、適合した色成分の間引き率を選択することで、色の変化の大きい部分では高い画質を、色の変化の小さい部分では大きな圧縮率を得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理フローチャートの実施例図である。
【図２】Ｙデータ、Ｕデータ、Ｖデータの構成例図である。
【図３】Ｙデータ、Ｕデータ、Ｖデータの間引き例を示す図である。
【図４】Ｙデータ、Ｕデータ、Ｖデータの他の間引き例を示す図である。
【図５】従来の処理フローチャートである。
【図６】本発明の画像圧縮装置を示す図である。
【図７】本発明の他の画像圧縮装置を示す図である。
【符号の説明】
Ｆ₁〜Ｆ₁₄ フロー
１間引き処理部
２ＤＣＴ変換部
３量子化部
４ハフマン符号化部
５マイコン
６メモリ
１０フレームメモリ

【特許請求の範囲】
【請求項１】フレームメモリ上の小ブロックサイズのカラー画像データ（輝度を示すＹデータ、色成分を示すＵデータとＶデータ）について、色成分であるＵデータ及び又はＶデータの変化率を求め、この変化率の大きい時には小さい間引きを行い、変化率の小さい時には大きい間引きを行うようにしたカラー画像データの間引き方法。
【請求項２】フレームメモリ上の小ブロックサイズのカラー画像データ（輝度を示すＹデータ、色成分を示すＵデータとＶデータ）について、色成分であるＵデータ及び又はＶデータの変化率を求め、この変化率の大きい時には小さい間引きを行い、変化率の小さい時には大きい間引きを行うようにすると共に、これによって得た小ブロックサイズのカラー画像データにＤＣＴ変換、量子化処理、符号化処理を行って画像圧縮を行うようにしたカラー画像データ圧縮方法。
【請求項３】変化率による間引き法は、変化率の大きい時には小ブロックサイズのデータそのものを間引きせずにＤＣＴ処理を行わせ、変化率の小さい時には小ブロックサイズのデータに対して水平、垂直方向の１行、１列毎の間引きを行ってＤＣＴ処理を行わせ、その中間的な変化率の時には小ブロックサイズのデータに対して水平又は垂直のいずれか一方向のみの１行又は１列毎の間引きを行ってＤＣＴ処理を行わせるようにした請求項２のカラー画像データ圧縮方法。
【請求項４】フレームメモリ上の小ブロックサイズのカラー画像データ（輝度を示すＹデータ、色成分を示すＵデータとＶデータ）について、色成分であるＵデータ、Ｖデータの変化率を求める手段と、変化率の大きさに応じて間引き率を変更して間引きを行う手段と、より成るカラー画像データの間引き装置。
【請求項５】フレームメモリ上の小ブロックサイズのカラー画像データについて、そのカラー成分の変化率を求め、変化率の大きさで間引きを行うようにしたカラー画像データ間引き方法。

【図２】