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JP2836486B2 - Multi-dimensional multi-level image compression / expansion method - Google Patents

Multi-dimensional multi-level image compression / expansion method

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Publication number
JP2836486B2
JP2836486B2 JP10781994A JP10781994A JP2836486B2 JP 2836486 B2 JP2836486 B2 JP 2836486B2 JP 10781994 A JP10781994 A JP 10781994A JP 10781994 A JP10781994 A JP 10781994A JP 2836486 B2 JP2836486 B2 JP 2836486B2
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JP
Japan
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pixel
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luminance value
image
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JP10781994A
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芳子 穂積
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Priority to DE69512824T priority patent/DE69512824T2/en
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/001Model-based coding, e.g. wire frame

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  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は多次元多値画像圧縮伸張
方式、特に、異機種間における画像伝送のように圧縮側
と伸張側での画素対応、または時間軸上でのフレ−ム対
応が保証されない系で、高能率な画像伸張を行なうこと
ができる多次元多値画像圧縮伸張方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-dimensional multi-level image compression / expansion method, and more particularly, to a pixel correspondence between a compression side and a decompression side such as image transmission between different models, or a frame correspondence on a time axis. The present invention relates to a multi-dimensional multi-level image compression / expansion method capable of performing high-efficiency image expansion in a system where is not guaranteed.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像情報の圧縮については従来から各種
の方式が提案されて来ている。例えばデジタル信号化し
た画像信号の各サンプル値に対して信号レベルを均等に
分割して、それぞれの範囲に含まれる値を一つの代表値
で置き換える直線量子化(均等量子化)手段を採用した場
合に、代表点と本来の値との差が判らないようにする場
合に一般に自然画像については6ビット(64階調)から
8ビット(256階調)が必要であるとされているから、
画像信号を前記したような均等量子化によりデジタル化
した信号をそのまま記録しようとすると、各サンプル値
に対して前記のような多くの情報量を扱うことが必要と
される。
2. Description of the Related Art Various methods for compressing image information have been proposed. For example, when the signal level is equally divided for each sample value of the image signal converted into a digital signal, and a linear quantization (equal quantization) unit that replaces a value included in each range with one representative value is employed. In general, when it is assumed that the difference between the representative point and the original value is not known, 6 bits (64 gradations) to 8 bits (256 gradations) are required for a natural image.
In order to record a signal obtained by digitizing an image signal by equal quantization as described above, it is necessary to handle a large amount of information as described above for each sample value.

【0003】それで、より少ない情報量で信号を符号化
するのに、信号の変化の少ない部分では変化に対して敏
感であり、信号の変化の激しい部分においてはある程度
の誤差があっても、それを検知し難いという人間の視覚
や聴覚の性質を利用したり、あるいは記録の対象にされ
ている情報信号における時空間軸上での相関を利用し
て、例えば画像を画素に分解した後に各画素の輝度値の
隣接相関の高さを利用して原情報の近似値の少数を伝送
したり、あるいは画素間差分あるいはフレ−ム間差分を
伝送したり、または高周波数成分が少ないということを
利用して周波数要素の削減を行なったりして、各サンプ
ルあたりの情報量を少なくするようにした各種の高能率
符号化方式を適用してデ−タ量の圧縮を行なったデジタ
ル・デ−タを記録,伝送,送信し、また、前記のようにデ
−タ量の圧縮されたデジタル・デ−タを再生,受信した後
にデ−タの伸張を行なって画像の復元をすることが従来
から行なわれていることは周知のとおりである。
[0003] Therefore, in order to encode a signal with a smaller amount of information, a portion where the signal changes little is sensitive to the change, and even if there is a certain error in a portion where the signal changes drastically, it cannot be changed. Using the characteristics of human vision and hearing that are difficult to detect, or using the correlation on the spatio-temporal axis in the information signal targeted for recording, for example, decomposing an image into pixels Utilizing the fact that the approximate value of the original information is transmitted using the height of the adjacent correlation between the luminance values of the pixels, the difference between pixels or the difference between frames is transmitted, or the fact that the high frequency component is small is used. The digital data obtained by compressing the data amount by applying various high-efficiency coding schemes that reduce the amount of information per sample by reducing the frequency element Record, Conventionally, transmission, transmission, and reproduction and reception of digital data whose data amount has been compressed as described above, data expansion is performed to restore an image. Is well known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の一般的
な画像情報の圧縮方式では、分解された画素の復元が良
好に行なわれることを重要視していることから、原画像
と復元された画像(伸張画像)間での画素数が一致して
いることを条件としている場合が多く、したがって異な
る画素数の画像間で圧縮伸張動作が行なわれる場合に
は、別途に伸張後における画素の補間や間引きなどを行
なうことが必要とされるが、これは従来の画像情報の圧
縮方式においては真の有効情報のみが抽出され、それが
復元されているわけではなく、ある程度物理的な画像構
成要素に依存している方式になっていることを意味して
いる。
In the above-mentioned conventional compression method of general image information, it is important that restoration of decomposed pixels is performed well. In many cases, the condition is that the number of pixels in an image (expanded image) is the same. Therefore, when a compression / expansion operation is performed between images having different numbers of pixels, interpolation of pixels after expansion is performed separately. However, in the conventional image information compression method, only the true valid information is extracted, and it is not restored. It means that the system is dependent on.

【0005】ところで、前記のように異なる画素数の2
つの画像における画素密度が極端に異なる場合の例とし
て、例えば撮像装置によって撮像された画像を印刷版下
に利用しようとする場合を考えると、撮像装置による撮
像によって得られる画像の画素密度は1画面当りに高々
(500×500)程度であるのに対して、電子製版機
における画像の画素密度は1画面当りに(数千×数千)
というように、前記した撮像装置による撮像によって得
られる画像に比べて桁違いに大きいために、既述のよう
な画素対応の画像情報の圧縮伸張方式が全く実施されな
いとしても画素拡大によってエイリアスが発生する。
By the way, as described above, two pixels having different numbers of pixels are used.
As an example of a case where the pixel densities of two images are extremely different, for example, when an image captured by an imaging device is to be used under a printing plate, the pixel density of an image obtained by imaging by the imaging device is one screen. The pixel density of an image on an electronic plate making machine is (thousands × thousands) per screen, while the maximum is about (500 × 500) per screen.
As described above, since the size of the image obtained by the above-described image capturing apparatus is orders of magnitude larger than that of the image obtained by the image capturing apparatus, even if the compression / expansion method of the image information corresponding to the pixel is not performed at all, an alias is generated by the pixel expansion. I do.

【0006】また、前記のような画素拡大を行なわない
で補間を行なうようにした場合には、広大な補間エリア
を既知のデ−タの重み付け平均値で充当することになる
ために補間歪によって画質劣化を避けることができな
い。前記とは逆に、原画像の画素密度が1画面当りに
(数千×数千)というような場合には、隣接画素間の相
関が極端に高いので、原理的には高度の画像情報の圧縮
も可能なのであるが、既述のように原画像と復元された
画像(伸張画像)間での画素数が一致していることを条
件としている従来の画像情報圧縮方式では圧縮率を高く
できないという欠点が生じる。
If interpolation is performed without performing the above-described pixel enlargement, a large interpolation area is applied with a weighted average value of known data. Image quality degradation cannot be avoided. Conversely, when the pixel density of the original image is (thousands × thousands) per screen, the correlation between adjacent pixels is extremely high. Although compression is possible, the compression ratio cannot be increased by the conventional image information compression method that requires that the number of pixels between the original image and the restored image (expanded image) match as described above. Disadvantage occurs.

【0007】本出願人会社では前記の問題点を解決する
ために、先に、特願平5ー39492号において、画像
情報処理の対象にされている画像における画素密度の高
低に拘らずに、画像の持つ特徴点のみを抽出して画像情
報の圧縮された画像デ−タを得て、伸張に際しては前記
した画像デ−タから画素復元を行なうのではなく、別の
画素密度面に新画像が描画できるように、2次元的に分
布する輝度情報や、2次元的に分布する輝度情報の画像
情報に時間軸をも含む3次元的に分布する画像情報につ
いて、前記した画像情報の輝度関数の等輝度線の曲率の
正負の極大点、あるいは等輝度面の曲率の正負の極大点
を特徴点としたり、または輝度関数の等輝度線を直線近
似した直線と前記した輝度関数の等輝度線との誤差、あ
るいは輝度関数の等輝度面を平面近似した平面と前記し
た輝度関数の等輝度面との誤差が、予め定められた閾値
を越えた点を画像の特徴点として、前記した画像の特徴
点の位置と輝度値とを伝送,記録し、前記の特徴点の位
置と輝度値とを画像復原に用いる場合に、伸張に際して
近傍の複数の特徴点によって決定される補間面または補
間立体により特徴点以外の画素の輝度情報を決定し、ま
た、2次元的に分布する輝度情報の画像情報に時間軸を
も含む3次元的に分布する画像情報の内から、前記の2
次元的に分布する輝度情報の複数組を対象とし、前記の
各組の輝度関数の等輝度線の曲率の正負の極大値、また
は前記の各組の輝度関数の等輝度線を直線近似した直線
と前記した輝度関数の等輝度線との誤差が、予め定めら
れた閾値を越えた点を画像の特徴点として、前記した画
像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録,画像復原に
用いる場合に、伸張に際して近傍の複数の特徴点によっ
て決定される補間立体により特徴点以外の画素の輝度情
報を決定するようにした多次元画像圧縮伸張方式を提供
した。
[0007] In order to solve the above-mentioned problems, the applicant of the present invention disclosed in Japanese Patent Application No. 5-39492, regardless of the pixel density of an image to be subjected to image information processing. Only the characteristic points of the image are extracted to obtain compressed image data of the image information, and when decompression, pixel restoration is not performed from the above-described image data. The luminance function of the above-described image information is obtained for two-dimensionally distributed luminance information and three-dimensionally distributed image information including a time axis in the two-dimensionally distributed luminance information so that the image can be drawn. The characteristic points are the positive and negative maximum points of the curvature of the isoluminance line, or the positive and negative maximum points of the curvature of the isoluminance surface, or a straight line obtained by linearly approximating the luminance function isoluminance line and the luminance function isoluminance line described above. Error or brightness function An error between a plane obtained by planar approximation of the luminance plane and the above-described luminance function equi-luminance plane is determined as a feature point of the image at a point exceeding a predetermined threshold, and the positions of the characteristic points of the image and the luminance value are determined. When transmitting and recording, and using the positions of the characteristic points and the luminance values for image restoration, the luminance information of the pixels other than the characteristic points is extracted by an interpolation plane or an interpolation solid determined by a plurality of neighboring characteristic points upon decompression. The image information of the luminance information that is two-dimensionally distributed is determined from the three-dimensionally distributed image information including the time axis in the image information of the two-dimensionally distributed luminance information.
Targeting a plurality of sets of luminance information distributed in a three-dimensional manner, a straight line obtained by linearly approximating the positive / negative maximum value of the curvature of the equiluminance line of the luminance function of each of the sets, or a linear approximation of the isoluminance line of the luminance function of each of the sets. And a point at which an error between the above-described luminance function and the isoluminance line exceeds a predetermined threshold value is set as a feature point of the image, and the position and the brightness value of the feature point of the image are transmitted, recorded, and restored. When used, a multidimensional image compression / expansion method is provided in which the luminance information of pixels other than the characteristic points is determined by an interpolation solid determined by a plurality of nearby characteristic points upon expansion.

【0008】前記した既提案の多次元画像圧縮伸張方式
について説明すると次のはおりである。今、白黒静止画
像内の輝度をzとし、また、画面の水平方向をx,垂直
方向をyとすると、画像は一般に次の(1)式のような
方程式で表現できる。 z=f(x,y) …(1) また、動画像については、時間軸をtとすれば、次の
(2)式のような方程式で表現できる。 z=f
(x,y,t) …(2) ここで、fを多次関数
とすれば、画像内の輝度zは次の(3)式によって示さ
れる。
The following is a description of the multi-dimensional image compression / expansion method already proposed. Now, assuming that the luminance in the monochrome still image is z, the horizontal direction of the screen is x, and the vertical direction is y, the image can be generally expressed by the following equation (1). z = f (x, y) (1) In addition, if the time axis is t, the moving image can be represented by the following equation (2). z = f
(X, y, t) (2) Here, if f is a multi-dimensional function, the luminance z in the image is represented by the following equation (3).

【0009】[0009]

【数1】 (Equation 1)

【0010】ところで、画像を伝送するということは、
送像側で決定された前記のような輝度関数を受像側で再
現することといえるが、一般のデジタル画像伝送におい
ては輝度関数を解析的に取扱うことなく、それを所謂テ
−ブル関数として、そのテ−ブル値の全てを伝送するよ
うにしている。これに対して従来の一般的な圧縮伝送に
おいては、前記のテ−ブル値そのものの隣接相関を利用
した高能率符号化を行なったり、あるいは直交変換後の
テ−ブル値に同様の措置を施こすなどの手段を講じてい
るが、従来は輝度関数に関わる解析的処理から直接に関
数の特徴値を抽出するようにした圧縮伝送方式は少な
い。
[0010] By the way, transmitting an image means
It can be said that the above-mentioned luminance function determined on the image transmitting side is reproduced on the image receiving side.However, in general digital image transmission, the luminance function is not analyzed analytically, and it is used as a so-called table function. All of the table values are transmitted. On the other hand, in the conventional general compressed transmission, high-efficiency coding is performed using the adjacent correlation of the table value itself, or the same measure is applied to the table value after the orthogonal transformation. Although measures such as rubbing are taken, there are few conventional compression transmission systems which directly extract characteristic values of functions from analytical processing relating to luminance functions.

【0011】静止画像における2次元的な輝度情報、あ
るいは2次元的な輝度情報に時間軸をも含む3次元的な
輝度情報などの画像情報について、図26の(c)に例示
されている等輝度線(等高線){3次元的な輝度情報の場
合には等輝度面}を抽出し、抽出された前記の等輝度線
(等高線){3次元的な輝度情報の場合には等輝度面}の
曲率の正負の極大点、または前記の等輝度線(等高線)
{3次元的な輝度情報の場合は等輝度面}の直線近似(3
次元的な輝度情報の場合には平面近似}からの誤差が、
予め定められた閾値を越えた点を、前記した画像の特徴
点として、前記した画像の特徴点の位置及び輝度値を伝
送(記録),画像復原に用いるようにし、輝度関数の再生
に影響が少ない画素の輝度情報を棄却することにより大
幅な画像情報の圧縮が実現できるようにし、また画像情
報の伸張に際しては、伝送(記録)された前記した近傍
の複数の特徴点によって決定される補間面、または補間
立体により高品質な画像伸張が行なわれるようにする。
Image information such as two-dimensional luminance information in a still image or three-dimensional luminance information including a time axis in the two-dimensional luminance information is exemplified in FIG. 26C. A luminance line (contour line) {an isoluminance plane in the case of three-dimensional luminance information} is extracted, and the extracted isoluminance line is extracted.
(Contour line) {In the case of three-dimensional luminance information, the positive or negative maximum point of the curvature of the isoluminance plane} or the above-mentioned contour line (contour line)
Linear approximation of {equi-luminance plane for three-dimensional luminance information} (3
In the case of two-dimensional luminance information, the error from the plane approximation}
A point exceeding a predetermined threshold value is used as a feature point of the image, and the position and the brightness value of the feature point of the image are transmitted (recorded) and used for image restoration. By rejecting the luminance information of a small number of pixels, it is possible to realize a large compression of image information, and at the time of expanding image information, an interpolation plane determined by a plurality of nearby feature points transmitted (recorded) is used. , Or high-quality image decompression by interpolation solid.

【0012】すなわち、既提案の多次元画像圧縮伸張方
式では、まず、静止画像について画像情報圧縮が行なわ
れる際に画像から抽出される前述のような特徴点、すな
わち輝度関数の等輝度線(等高線){3次元的な輝度情報
の場合には等輝度面}の曲率の正負の極大点、または前
記の等輝度線(等高線){3次元的な輝度情報の場合は
等輝度面}の直線近似(3次元的な輝度情報の場合には
平面近似}からの誤差が、予め定められた閾値を越えた
点をも抽出する場合における画像の特徴点について、
1.検討対象にされている画素aの前後における前記し
た等高線{3次元的な輝度情報の場合には等高面}の曲
がりが、予め定められた閾値角度を越えている場合に、
前記の画素aは特徴点であると判定する。 2.既検出
の特徴点画素と、そこから前記の等高線{3次元的な輝
度情報の場合には等高面}に従って、ある方向に辿って
行った画素との間の仮想的直線に対して、前記した両画
素間の画素で、ある閾値距離を越えた距離を示す画素を
特徴点であると判定する。
That is, in the proposed multidimensional image compression / expansion method, first, when the image information is compressed with respect to a still image, the above-mentioned feature points extracted from the image, that is, the contour lines (contour lines) of the luminance function. ) {A three-dimensional luminance information, in the case of three-dimensional luminance information, a positive / negative maximum point of the curvature of the equal luminance plane}, or the above-mentioned equiluminance line (contour line) {in the case of three-dimensional luminance information, a linear approximation of the equal luminance plane} (In the case of three-dimensional luminance information, a feature point of an image when an error from the plane approximation} also extracts a point exceeding a predetermined threshold,
1. When the curve of the above-described contour line {in the case of three-dimensional luminance information} before and after the pixel a to be considered is more than a predetermined threshold angle,
The pixel a is determined to be a feature point. 2. According to a virtual straight line between the already detected feature point pixel and the contour line (the contour plane in the case of three-dimensional luminance information) therefrom, the pixel is traced in a certain direction. Among the pixels between the two pixels, a pixel indicating a distance exceeding a certain threshold distance is determined to be a feature point.

【0013】ここで前記した判定基準を採用して、任意
の静止画像における2次元画面内の輝度分布関数を例示
している図26を例にとり、前記のような画像情報圧縮
の対象画像の特徴点を抽出する場合についての具体例を
述べると次のとおりである。図26の(a)は2次元画
面内の輝度分布関数の等高線の1つを例示しているもの
であるが、前記の2次元画面内の輝度分布関数の等高線
の抽出は、次のような手順によって行なわれる。図26
の(b)を参照して、等しい輝度を示す点の探索法につ
いて説明する。図26の(b)において(1)〜(4)を
4個の画素とし、前記した各画素(1)〜(4)の輝度値
が、図中のH,L(Hは高輝度値、Lは低輝度値とす
る)で示されるようなものであるとし、また、第1の抽
出値を得た点Sを等高線抽出の開始点とする。前記のS
点は画素(1)と画素(4)との中間にあるから、その
座標位置の輝度値は例えば前記した画素(1)の輝度値
と画素(4)の輝度値とに応じた輝度値の比例配分値を
用いてもよい。
FIG. 26 illustrates a luminance distribution function in a two-dimensional screen of an arbitrary still image using the above-described determination criterion. A specific example of the case of extracting points is as follows. FIG. 26A illustrates one of the contour lines of the luminance distribution function in the two-dimensional screen. The extraction of the contour lines of the luminance distribution function in the two-dimensional screen is as follows. It is done by a procedure. FIG.
With reference to (b), a method of searching for a point having the same luminance will be described. In FIG. 26B, (1) to (4) are four pixels, and the luminance values of the pixels (1) to (4) are H and L (H is a high luminance value, L is a low luminance value), and the point S at which the first extracted value is obtained is set as a contour line extraction start point. Said S
Since the point is located between the pixel (1) and the pixel (4), the luminance value at the coordinate position is, for example, a luminance value corresponding to the luminance value of the pixel (1) and the luminance value of the pixel (4). A proportional distribution value may be used.

【0014】前記した開始点S点からS点の輝度値と等
しい輝度値を示す点を結んで得られる等輝度線(等高線)
を追跡するために、前記した4個の画素(1)〜(4)に
よって示される画形における辺(1)−(2)、(2)−
(3)、(3)−(4)の順に、前記した開始点Sの輝度
値と同一の輝度値(等高値)を有する点の有無を検証す
ると、前記した等高値は辺(1)−(2)上のM1点で検出
される。前記した等高値を有する点M1が検出された後
に、前記の手順を繰返して次の等高値の点M2を検出す
るというようにして、順次に等高値を示す点を追跡して
等高線の抽出を進めて行く。なお、前記の等高線の抽出
に当っては、既に等高線が交叉している辺は検出対象か
ら除外(前記した開始点Sだけは例外とする)する。前
述のようにして、ある輝度値と等輝度値を有する順次の
点が検出されることにより、図26の(a)に例示され
ているような2次元画面内の輝度分布関数の等高線の1
つが抽出される。
An isoluminance line (contour line) obtained by connecting a point indicating a luminance value equal to the luminance value of the point S from the start point S described above.
In order to track, the sides (1)-(2), (2)-in the image shown by the four pixels (1) to (4) described above.
When it is verified in the order of (3), (3)-(4) whether or not there is a point having the same luminance value (contour value) as the luminance value of the above-mentioned start point S, the above-mentioned contour value is determined by the side (1)- (2) It is detected at the upper M1 point. After the point M1 having the above-mentioned contour value is detected, the above procedure is repeated to detect the next contour point M2, so that the points showing the contour values are sequentially traced to extract the contour line. Go ahead. In the extraction of the contour lines, the sides where the contour lines already intersect are excluded from the detection targets (only the above-mentioned start point S is an exception). As described above, by detecting successive points having a certain luminance value and an equal luminance value, one of the contour lines of the luminance distribution function in the two-dimensional screen as illustrated in FIG.
One is extracted.

【0015】2次元画面内の輝度分布関数の等高線の1
つを例示している図26の(a)において、開始点とさ
れたS点から順次に追跡された等輝度点の連なりによっ
て形成される等輝度線(等高線)の進路が急変している
点M6は、既述した特徴点の判定基準の1.に従って特
徴点として判定されている(点M8,M14,M16,M18,
M20についても既述した特徴点の判定基準の1.に従っ
て特徴点として判定されている)。前記した等輝度値を
示す点M8が検出された後に、順次に等輝度値の点を追
跡して点M12に達した時に、仮想直線M8−M12に対し
て距離が生じた点M10は、方向の急変点ではないが既述
した特定点の判定基準2.に従って特徴点と判定されて
いる。このことは点M12,M12についても同様である。
このように、2次元画面内の輝度分布関数は等高線(等
輝度線)に置換されることにより画像情報の棄却が行な
われ、さらに等高線の特徴点に集約されるために、既提
案の多次元画像圧縮伸張方式では高度に圧縮された状態
で伝送(記録)を行なうことができるのである。
[0015] One of the contour lines of the luminance distribution function in the two-dimensional screen
In FIG. 26A exemplifying one of the points, a point where the course of an isoluminance line (contour line) formed by a series of isoluminance points sequentially tracked from the start point S is rapidly changing. M6 is the feature point criterion 1. (Points M8, M14, M16, M18,
For M20, the criterion for determining the feature point described above is as follows. Is determined as a feature point according to After the point M8 indicating the above-mentioned equal luminance value is detected, when the points of the equal luminance value are sequentially tracked and the point M12 is reached, the point M10 at which the distance is generated with respect to the virtual straight line M8-M12 is in the direction. Although it is not a sudden change point of the above, the criterion for the specific point described above2. Is determined as a feature point according to This is the same for the points M12 and M12.
As described above, since the luminance distribution function in the two-dimensional screen is replaced with the contour lines (contour lines), the image information is rejected and further concentrated on the characteristic points of the contour lines. In the image compression / expansion method, transmission (recording) can be performed in a highly compressed state.

【0016】前記のように、既提案の多次元画像圧縮伸
張方式では、画像情報の圧縮の対象にされている画像に
おける2次元輝度関数が、少数の特徴点の位置情報と輝
度情報とに置換されることにより、画像情報が高度に圧
縮された状態で伝送(記録)された画像情報を伸張(復
原)して再生画像を得るのには、前記した特徴点が伸張
画面内の対応点(原画像と画素対応である必要はない)
の輝度値を決定し、かつ特徴点からの距離に比例して周
辺画素への影響力を失なって行くような伸張法が採用さ
れているのである。そして、前記のような画像情報の伸
張は、1次元上では特徴点間での直線補間によって行な
われることになるが、多次元空間内での画像情報の伸張
は平面補間、または立体補間によって行なわれるのであ
り、次にその原理について図27を参照して説明する。
As described above, in the proposed multidimensional image compression / expansion method, the two-dimensional luminance function in the image to be compressed is replaced with the position information and luminance information of a small number of feature points. Thus, in order to expand (restore) the image information transmitted (recorded) in a state where the image information is highly compressed and obtain a reproduced image, the above-described feature points correspond to the corresponding points ( (It is not necessary to correspond to the original image and pixels)
Is determined, and the decompression method is adopted such that the influence on peripheral pixels is lost in proportion to the distance from the feature point. The above-described expansion of image information is performed by linear interpolation between feature points on one dimension, but expansion of image information in a multidimensional space is performed by plane interpolation or stereoscopic interpolation. Next, the principle will be described with reference to FIG.

【0017】図27は、図26を参照して既述したよう
にして得られた図26の(a)中に示されている各特徴
点S,M6,M8,M10,M12,M14,M16,M18,M2
0,M22の位置情報(アドレス)を用いて、再生側画像メ
モリ上に再現された等高線(等輝度線)を含んでいる。図
27中において前記の等高線(M群の等高線)は、前記
した各特徴点S,M6,M8,M10,M12,M14,M16,
M18,M20,M22を順次に結ぶ点線によって示されてい
る。また、図27中で各特徴点Ni,Nj,Nk,Nl
を順次に結ぶ点線は、前記したM群の特徴点による等高
線とは異なるN群の特徴点の等高線を示している。
FIG. 27 shows characteristic points S, M6, M8, M10, M12, M14, and M16 shown in FIG. 26A obtained as described above with reference to FIG. , M18, M2
Contour lines (constant luminance lines) reproduced on the reproduction side image memory using the position information (address) of 0 and M22 are included. In FIG. 27, the contour lines (the contour lines of the M group) are the characteristic points S, M6, M8, M10, M12, M14, M16,
M18, M20, and M22 are indicated by dotted lines that sequentially connect them. In FIG. 27, each feature point Ni, Nj, Nk, Nl
Are the contour lines of the feature points of the N group different from the contour lines of the feature points of the M group described above.

【0018】今、前記したM群の等高線とN群の等高線
との間の領域を、N群が示す輝度値によって充当した場
合には、M群の等高線によって包囲されている領域にお
ける輝度値との間に生じる明確な輝度段差によって、所
謂、擬似輪郭現象が発生するために高品質な伸張画像を
得ることができないことになる。それで、前記のような
擬似輪郭現象が発生しないようにするために、M群に属
する特徴点とN群に属する特徴点とを za=Σ(zi
/ri)/Σ(1/ri) …(A) 前記の(A)式の近似演算である平面補間で充当する。
Now, when the area between the contour lines of the M group and the contour lines of the N group is filled with the luminance value indicated by the N group, the luminance value in the area surrounded by the contour lines of the M group is obtained. A so-called false contour phenomenon occurs due to a clear luminance step occurring between the images, so that a high-quality expanded image cannot be obtained. Therefore, in order to prevent the above-described pseudo contour phenomenon from occurring, the feature points belonging to the M group and the feature points belonging to the N group are represented by za = Σ (zi
/ Ri) / Σ (1 / ri) (A) Applicable by plane interpolation, which is an approximation of the above equation (A).

【0019】ここで伸張画面内に特定な画素aを考え、
前記の特定な画素aから各特徴点の画素までの距離をr
iとし、また各特徴点の画素の輝度値をziとし、さら
にαを比例定数として、前記した特徴点の内の1つの特
徴点kの輝度値zkと、前記した画素aの輝度値zaと
の関係は、次の(4)式の補間式によって示される。 za=zk+αk・rk …(4) 前記の(4)式における右辺第2項のαk・rkは、画
素aの輝度値と特徴点kの輝度値zkとの輝度値のずれ
を示しており、このαk・rkの値は距離rに比例して
いる。前記した画素aの輝度値と特徴点kの輝度値zk
との輝度値のずれαk・rkには正負があり、それは比
例定数αに反映されるが、補間空間全体でのαの総和は
零である。それで、 Σαk=0 …(5)
(5)式の条件を加味して前記した(4)式からαの項
を消去することにより、画素aの輝度値zaの一般的な
補間式を求めると、前述の(A)式が得られるのであ
る。 za=Σ(zi/ri)/Σ(1/ri) …(A)
Here, considering a specific pixel a in the expanded screen,
The distance from the specific pixel a to the pixel of each feature point is r
i, the luminance value of the pixel at each feature point is zi, and α is a proportionality constant. Is represented by the following interpolation formula (4). za = zk + αk · rk (4) αk · rk in the second term on the right side in the above equation (4) indicates a difference between the luminance value of pixel a and the luminance value zk of feature point k, The value of αk · rk is proportional to the distance r. The luminance value of the pixel a and the luminance value zk of the feature point k
The difference αk · rk between the luminance value and the positive and negative values is reflected in the proportionality constant α, but the sum of α in the entire interpolation space is zero. Therefore, Σαk = 0 (5)
Eliminating the term of α from the above equation (4) in consideration of the condition of the equation (5), a general interpolation equation for the luminance value za of the pixel a is obtained, and the above equation (A) is obtained. It is done. za = Σ (zi / ri) / Σ (1 / ri) (A)

【0020】前記の(A)式は、全特徴点の輝度値zi
と、補間の対象にされた画素aとの距離rが判かれば、
画面内部の未補間全画素(原画との画素対応はなくても
よい)の輝度値は補間によって求めることが可能である
ことを示している。しかし(A)式は特徴点の増大によ
っては実用的な計算量を越えるため、未補間画素を囲む
近傍3特徴点によって決定される補間面により補間輝度
値を近似算出する。そして、1平面は周知のように空間
内の3点によって決定されるから、近傍の3つの特徴点
を群とすることにより補間三角形が得られることにな
る。したがって図27中における各3個ずつの特徴点
「Ni,Nj,S」,「Nk,M6,S」,「Nj,Nk,
S」によって形成される各三角形内の画素の輝度値は、
それぞれ前記の(A)式を行いた近似演算による平面補
間で充当され得るのである。
The above equation (A) is used to calculate the luminance values zi of all the feature points.
And the distance r from the pixel a to be interpolated is known,
This indicates that the luminance values of all uninterpolated pixels inside the screen (there is no need to correspond to the original image) can be obtained by interpolation. However, since the expression (A) exceeds the practical amount of calculation depending on the increase of the feature points, the interpolation luminance value is approximately calculated using an interpolation plane determined by three neighboring feature points surrounding the uninterpolated pixel. Since one plane is determined by three points in space, as is well known, an interpolation triangle can be obtained by grouping three nearby feature points. Therefore, three feature points “Ni, Nj, S”, “Nk, M6, S”, “Nj, Nk,
The luminance value of the pixel in each triangle formed by "S"
It can be applied by the plane interpolation by the approximation operation performed by the equation (A).

【0021】さて前記のような平面補間を行なう場合の
補間面の決定には、近傍の3つの特徴点を抽出する必要
があるが、次に、図29を参照して前記した近傍の3つ
の特徴点の抽出原理について説明する。図29において
画素Mi,Mjは輝度値(等高値)がMであるようなM
群の等高線(等輝度線)上の特徴点であり、また、画素
Ni,Nj,Nkは輝度値(等高値)がNであるような
N群の等高線(等輝度線)上の特徴点であり、さらに画
素Oi,0j,0kは輝度値(等高値)がOであるよう
なO群の等高線(等輝度線)上の特徴点であって、画像
の伸張時には前記した各等高値を有する特徴点群のデー
タが、再生側画像メモリに記憶される。図中において、
前記した各等高線はそれぞれ別の点線によって示されて
いる。
In order to determine the interpolation plane when performing the above-described plane interpolation, it is necessary to extract three nearby feature points. Next, referring to FIG. The feature point extraction principle will be described. In FIG. 29, pixels Mi and Mj are M pixels whose luminance value (equal value) is M.
Pixels Ni, Nj, and Nk are characteristic points on the contour line (contour line) of group N whose luminance value (contour value) is N. And the pixels Oi, 0j, and 0k are characteristic points on the contour line (contour line) of the O group whose luminance value (contour value) is O, and have the above-mentioned respective contour values when the image is expanded. The data of the feature point group is stored in the reproduction-side image memory. In the figure,
Each of the above-mentioned contour lines is indicated by a separate dotted line.

【0022】特徴点以外の任意の画素について、その任
意の画素が、どの特徴点に近いのかを探索するのには、
例えば図28のようにして行なうことができる。図28
において任意の画素Pの近傍に特徴点の画素M,Nが存
在していたとした場合に、前記した任意の画素Pから図
中の点線矢印の経路に従って渦巻状に隣接画素を検査し
て行くと、特徴点の画素Nよりも先に特徴点の画素Mに
到達する。このことにより前記した任意の画素Pは特徴
点の画素Nではなく、特徴点の画素Mの近傍にあるもの
として検出される。そこで、前記の画素Pには特徴点の
画素Mの領域にあることを示す印を記入する。
In order to search for an arbitrary pixel other than a feature point as to which feature point the arbitrary pixel is closer to,
For example, it can be performed as shown in FIG. FIG.
In the case where it is assumed that the pixels M and N of the characteristic point exist in the vicinity of the arbitrary pixel P, the adjacent pixels are spirally inspected from the arbitrary pixel P according to the path indicated by the dotted arrow in the figure. Reach the pixel M of the feature point before the pixel N of the feature point. As a result, the above-mentioned arbitrary pixel P is detected not as the pixel N of the feature point but as being in the vicinity of the pixel M of the feature point. Therefore, a mark indicating that the pixel P is located in the region of the pixel M of the feature point is entered.

【0023】図29は特徴点の画素以外の複数の任意画
素に、それぞれの任意の画素が属している特徴点記号
が、図28を参照して前記したような手順に従って記入
された状態が示されている。前記した特徴点記号を結ぶ
点線が、前記した特徴点の影響領域の境界である。今、
例えば3領域の境界であるΔ1に着目すると、このΔ1
には画素Nj,Nk,Okが隣接している。従って、画
素Nj,Nk,Okが近傍の3個の特徴点とみなされ、
三角形Nj,Nk,Okが輝度補間平面として決定さ
れ、前記した三角形Nj,Nk,Okの内部に存在する
画素の輝度値は、前記した輝度補間平面の輝度値によっ
て充当される。同様にして別の3領域の境界であるΔ2
に着目すると、このΔ2には画素Nj,Oj,Okが隣
接している。従って、画素Nj,Oj,Okが近傍の3
個の特徴点とみなされ、三角形Nj,Oj,Okが輝度
補間平面として決定され、前記した三角形Nj,Oj,
Okの内部に存在する画素の輝度値は、前記した輝度補
間平面の輝度値によって充当される。
FIG. 29 shows a state in which a plurality of arbitrary pixels other than the pixel of the characteristic point are provided with a characteristic point symbol to which each arbitrary pixel belongs according to the procedure described above with reference to FIG. Have been. The dotted line connecting the above-mentioned feature point symbols is the boundary of the influence area of the above-mentioned feature point. now,
For example, when attention is paid to Δ1, which is a boundary between three regions, this Δ1
Are adjacent to pixels Nj, Nk, Ok. Therefore, the pixels Nj, Nk, Ok are regarded as three nearby feature points,
The triangles Nj, Nk, and Ok are determined as the luminance interpolation plane, and the luminance values of the pixels inside the triangles Nj, Nk, and Ok are used by the luminance values of the luminance interpolation plane. Similarly, Δ2 which is the boundary of another three areas
, Pixels Nj, Oj, Ok are adjacent to Δ2. Therefore, the pixels Nj, Oj, Ok are located near
, And the triangles Nj, Oj, Ok are determined as a luminance interpolation plane, and the triangles Nj, Oj,
The luminance value of the pixel existing inside Ok is filled with the luminance value of the luminance interpolation plane described above.

【0024】前記のような手順によって、1特徴点の影
響の及ぶ画素領域を拡張面(3次元対象の場合には拡張
立体)によって探索して、前記の1特徴点の影響の及ぶ
画素領域の境界から、近傍3特徴点(3次元対象の場合
には4特徴点)を検出するようにすることにより、少数
の特徴点情報から伸張側の輝度関数が決定され、未伝送
画像情報の各輝度値は、前記の補間値によって充当され
て画像全体の内容が再現されるのである。なお、2次元
対象の場合の拡張面としては、円、正方形、直方形、菱
形等が用いられるとよく、また、3次元対象の場合の拡
張立体としては、球、回転楕円体、底面を対称面として
連結された2個の円錐体、底面を対称面として連結され
た2個の角錐体等が用いられてもよい。
According to the above-described procedure, the pixel area affected by one feature point is searched for on the extended plane (extended solid in the case of a three-dimensional object), and the pixel area affected by the one feature point is searched. By detecting three neighboring feature points (four feature points in the case of a three-dimensional object) from the boundary, a luminance function on the expansion side is determined from a small number of characteristic point information, and each luminance of untransmitted image information is determined. The values are applied by the interpolation values to reproduce the contents of the entire image. In addition, a circle, a square, a rectangle, a rhombus, or the like may be used as an extended surface in the case of a two-dimensional object, and a sphere, a spheroid, and a base are symmetrical in an extended solid in the case of a three-dimensional object. Two cones connected as surfaces, two pyramids connected with a bottom surface as a symmetric surface, or the like may be used.

【0025】前述のような手順によって、少数個の特徴
点情報に基づいて伸張側の輝度関数が決定され、未伝送
画素情報におけるそれぞれの輝度値は、前記した輝度補
間平面の輝度値により補間されて画像全体の内容が再現
されることになる。これまでの説明から明らかなよう
に、圧縮側と伸張側とにおいて共有しようとするものは
画面の輝度関数なのであり、その特徴点の位置情報を画
面全体に対する相対値で示せば、圧縮側と伸張側との画
素数が一致している必要はないのである。すなわち、既
提案の多次元画像圧縮伸張方式によって抽出された画像
の特徴情報は、伸張側の画素数(解像度規模)に応じて
再描画されることになるのである。
According to the above-described procedure, the luminance function on the expansion side is determined based on the small number of feature point information, and each luminance value in the untransmitted pixel information is interpolated by the luminance value on the luminance interpolation plane. Thus, the contents of the entire image are reproduced. As is clear from the above description, what is to be shared between the compression side and the decompression side is the brightness function of the screen. The number of pixels on the side does not need to match. That is, the feature information of the image extracted by the proposed multidimensional image compression / expansion method is redrawn according to the number of pixels (resolution scale) on the expansion side.

【0026】図25は既提案の多次元画像圧縮伸張方式
において使用されうる等高線トレーサ7の構成例を示す
図である。図25中の画像メモリ27には、アナログデ
ジタル変換器で1画像分毎の映像信号について、画像の
横,縦方向毎にそれぞれ所定の画素数(例えば画像の横
方向に512画素、画像の縦方向に480画素)に分解
した状態の1画素毎に所定のビット数(例えば8ビッ
ト)のデジタル信号が記憶される。前記の画像メモリ2
7は、画像における特定輝度の等高線を抽出して、特徴
点を決定するための動作を行なうために使用される画像
メモりである。前記した画像メモリ27からの出力が等
高線トレーサ7に供給される。前記の等高線トレーサ7
では画像情報における等高線(等高線)の抽出と、特徴
点の決定動作とを行なう。
FIG. 25 is a diagram showing an example of the configuration of a contour tracer 7 that can be used in the proposed multidimensional image compression / expansion method. The image memory 27 in FIG. 25 stores a predetermined number of pixels (for example, 512 pixels in the horizontal direction of the image, and A digital signal having a predetermined number of bits (for example, 8 bits) is stored for each pixel in a state of being decomposed into 480 pixels in the direction. The above image memory 2
Reference numeral 7 denotes an image memory used to extract contour lines of a specific luminance in an image and perform an operation for determining a feature point. The output from the image memory 27 is supplied to the contour tracer 7. The above contour tracer 7
Then, extraction of contour lines (contour lines) in image information and determination of feature points are performed.

【0027】図25に示す等高線トレーサ7には、それ
ぞれ複数個(n個)のアドレス発生器28〜30、輝度
判定器31〜33、輝度値発生部34〜36、シフトレ
ジスタ37〜39、特徴点判定器40〜42と、1個の
整列回路43とが設けられている。前記したアドレス発
生器28〜30では、画像メモリ27のアドレスを指定
するアドレスデータを発生し、発生されたアドレスデー
タを画像メモリ27に与える。
The contour line tracer 7 shown in FIG. 25 has a plurality of (n) address generators 28 to 30, luminance determiners 31 to 33, luminance value generators 34 to 36, shift registers 37 to 39, and features. Point determiners 40 to 42 and one alignment circuit 43 are provided. The address generators 28 to 30 generate address data for specifying an address of the image memory 27 and provide the generated address data to the image memory 27.

【0028】アドレス発生器28(29,…30)から発
生されたアドレスデータによって指定されたアドレスの
記憶領域から読出された輝度値のデータと、輝度値発生
部34(35,…36)によって発生された特定な輝度値
のデータとが与えられる輝度判定器31(32,…3
3)では、前記の両データの比較を行なって、その比較
結果をアドレス発生器(28,…30)に与える。それに
より、アドレス発生器28は、例えば図26の(b)中
のM1と対応する新しいアドレス(画素アドレスの中間を
含む)データを発生し(他のアドレス発生器29,…3
0でも、それぞれアドレスデータを発生することはいう
までもない)て、それを画像メモリ27に与える。画像
メモリ27では、前記のようにして与えられたアドレス
データにより指定されたアドレスの記憶領域から読出さ
れた輝度値のデータを、等高線トレーサ7の輝度判定器
31(32,…33)に供給する。
The luminance value data read out from the storage area of the address specified by the address data generated by the address generator 28 (29,... 30) and the luminance value data generated by the luminance value generating section 34 (35,. The luminance determination unit 31 (32,... 3) to which the data of the specified specific luminance value
In 3), the two data are compared with each other, and the comparison result is supplied to the address generators (28,..., 30). Thereby, the address generator 28 generates new address (including the middle of the pixel address) data corresponding to M1 in FIG. 26B, for example (the other address generators 29,..., 3).
It goes without saying that address data is generated even if it is 0), and is given to the image memory 27. In the image memory 27, the data of the luminance value read from the storage area of the address specified by the address data given as described above is supplied to the luminance determiners 31 (32,... 33) of the contour tracer 7. .

【0029】輝度判定器31(32,…33)では、画像
メモリ27から読出された輝度値のデータと、輝度値発
生部34(35,…36)によって発生された特定な輝度
値のデータとの比較を行なって、その比較結果をアドレ
ス発生器(28,…30)に与える。以下、同様にして前
記のような動作が順次に行なわれることによって、輝度
値発生部34(35,…36)によって発生された特定な
輝度値のデータによって示される輝度値と略々等しい輝
度値が存在しているアドレス値が順次に発生される。前
記の各アドレス値は、図26に例示されている例のよう
に画素アドレス値の中間を示している場合には近傍の画
素アドレス値に置換して、前記の動作が順次に行なわれ
るのである。
The luminance judging units 31 (32,... 33) read the luminance value data read from the image memory 27 and the specific luminance value data generated by the luminance value generating unit 34 (35,. , And the comparison result is supplied to the address generators (28,..., 30). Thereafter, the above-described operations are sequentially performed in the same manner, whereby the luminance value substantially equal to the luminance value indicated by the specific luminance value data generated by the luminance value generating unit 34 (35,..., 36) is obtained. Are sequentially generated. When each of the above address values indicates the middle of the pixel address value as in the example illustrated in FIG. 26, the above operation is sequentially performed by replacing the pixel address value with a neighboring pixel address value. .

【0030】前記のようにアドレス発生器28(29,
…30)から順次に発生されたアドレスデータは、シフ
トレジスタ37(38,…39)にも与えられており、前
記のシフトレジスタ37(38,…39)の並列出力が供
給されている特徴点判定器40(41,…42)では、前
記した前記のシフトレジスタ37(38,…39)が特定
の画素数(例えば10画素)のアドレスデータを蓄積した
状態で、新アドレスが1個入力され、最古のアドレスが
1個消滅する毎に、既述した特徴点の判定基準に従って
前記のアドレス群中から特徴点となる画素を検出する。
そして特徴点となる画素のアドレス値と輝度値とは、整
列回路43に供給される。整列回路43では、前記のよ
うに複数の特徴点判定器40,41,…42から出力され
たそれぞれ異なる等高値を示す特徴点群のアドレス値と
輝度値とを等高値(等輝度値)別に分類して送出させる
ための整列動作を行なう。整列回路43からの出力は、
等高線トレーサ7の出力として送出される。なお前記の
画像メモリ27としては、等高線トレーサ7での信号処
理が複数の等高線の追跡を並列的に行なうようにしてい
るために、マルチポート構造のものが用いられる。そし
て時間的には、前記の等高線トレーサ7による1画面
(走査標準として飛越走査方式が採用されている画像に
ついては、1フィールド期間)分の走査が終了した時点
で、その1画面に対する特徴点の抽出動作が終了するこ
とになる。
As described above, the address generator 28 (29,
.. 30) are also given to the shift registers 37 (38,... 39), and the parallel outputs of the shift registers 37 (38,. In the determiners 40 (41,..., 42), one new address is input in a state where the shift register 37 (38,..., 39) stores address data of a specific number of pixels (for example, 10 pixels). Each time one of the oldest addresses disappears, a pixel serving as a feature point is detected from the address group in accordance with the above-described feature point determination criteria.
Then, the address value and the luminance value of the pixel serving as the feature point are supplied to the alignment circuit 43. In the alignment circuit 43, as described above, the address value and the luminance value of the feature point group output from the plurality of characteristic point determiners 40, 41,... An alignment operation for sorting and sending is performed. The output from the alignment circuit 43 is
It is sent as the output of the contour tracer 7. Note that the image memory 27 has a multi-port structure because the signal processing in the contour tracer 7 tracks a plurality of contours in parallel. In terms of time, when scanning for one screen (one field period for an image employing the interlaced scanning method as a scanning standard) by the contour tracer 7 is completed, the characteristic points for the one screen are determined. The extraction operation ends.

【0031】ところで、前記した輝度情報の等輝度線、
あるいは輝度情報の等輝度面を得る際には、特定な輝度
値の画素を追跡することが必要とされるが、従来の一般
的な画像輪郭の追跡方法のように、境界画素の中心を追
跡するようにした場合には、元の画像と再生後の画像と
の輪郭に誤差が生じたり、処理量が多くなるために処理
時間が長くなったりしたり、また、境界画素の中心を追
跡するチェーンコード符号列を用いた場合には、一画素
幅の直線が突出しているときに、一つの境界画素の中心
を二度対応させることになるために、文字を拡大した際
にも、前記の直線が一画素幅のままになってしまうとい
う問題点があったので、本出願人会社では、先に、特開
平5ー35872号公報で開示されたような2値画像の
輪郭追跡方式を提案した。
By the way, the above-mentioned equiluminance line of the luminance information,
Alternatively, when obtaining an equi-luminance plane of luminance information, it is necessary to track a pixel having a specific luminance value, but the center of a boundary pixel is tracked as in a conventional general image contour tracking method. In such a case, an error occurs in the outline between the original image and the reproduced image, the processing time increases due to an increase in the processing amount, and the center of the boundary pixel is tracked. When a chain code code string is used, when a straight line having a width of one pixel protrudes, the center of one boundary pixel is caused to correspond twice. Since the straight line has a problem that the pixel width is one pixel, the present applicant has proposed a binary image contour tracking method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-35872. did.

【0032】前記した特開平5ー35872号公報で開
示された2値画像の輪郭追跡方式では、画素の境界点の
周囲4画素の白/黒によって境界点の追跡方向を定義
し、追跡方向に関して右側に黒画素、左側に白画素があ
るようにして追跡方向を定め、前記の追跡方向が上向き
のときは「1」、左向きのときは「2」、下向きのとき
は「3」、右向きのときは「0」として、それぞれの場
合の追跡方向を4ビットの追跡方向フラグの各ビットに
割当てて、追跡方向があるビットを「1」、追跡方向の
ないビットを「0」とし、画像の全ての境界点に対し
て、前記の追跡方向フラグを付し、追跡方向フラグから
境界点を検索して起点として、前記の起点から追跡方向
に沿って追跡するとともに、追跡済みの境界点の追跡方
向フラグを変更して行き、全ての追跡方向フラグが「0
000」になるまで追跡を行なって画像の輪郭を求める
ようにしている。
In the contour tracing method for a binary image disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-35872, the tracing direction of the boundary point is defined by white / black of four pixels around the boundary point of the pixel. The tracking direction is determined such that there is a black pixel on the right side and a white pixel on the left side. When the tracking direction is upward, "1"; when left, "2"; when downward, "3"; At this time, the tracking direction in each case is assigned to each bit of the 4-bit tracking direction flag, and a bit having a tracking direction is set to "1", and a bit having no tracking direction is set to "0". Attaching the tracking direction flag to all the boundary points, searching the boundary points from the tracking direction flags, and tracing along the tracking direction from the starting point as a starting point, and tracking the tracked boundary points Change direction flag to line , All of the tracking direction flag is "0
000 "to obtain the outline of the image.

【0033】前記した2値画像の輪郭追跡方式では、入
力された画像に、予め定義した追跡方向を当てはめて行
くだけで、境界画素(境界点)を追跡できるので、毎
回、追跡方向を検索する必要がなく、大容量のメモリが
不要で処理時間も短くなるが、追跡方向に関して右側に
黒画素、左側に白画素があるようにして追跡方向を定め
て、輪郭の追跡が画素の境界線に従って行なわれている
ために、再生像をみると追跡方向に関して左側に1画素
分の黒画素が生じる。前記の点は元の画像が例えば文字
の場合には何等問題にならないが、追跡の対象が一般的
な画像の場合には前記の点により画質の劣化が問題にな
ることがあり、例えば、前記の2値画像の輪郭追跡方式
を、既述した既提案の多次元画像圧縮伸張方式に適用す
るような場合には、それの解決策が必要とされる。
In the above-described binary image contour tracking method, a boundary pixel (boundary point) can be tracked only by applying a predetermined tracking direction to an input image, so that the tracking direction is searched each time. There is no need for a large-capacity memory and the processing time is short, but the tracking direction is determined so that there are black pixels on the right side and white pixels on the left side in the tracking direction, and the contour tracking follows the pixel boundary line Therefore, when the reproduced image is viewed, a black pixel of one pixel is generated on the left side in the tracking direction. The above point does not matter at all when the original image is, for example, a character, but when the tracking target is a general image, the image quality may be degraded by the above point, for example, In the case where the binary image contour tracking method is applied to the already proposed multidimensional image compression / expansion method described above, a solution is required.

【0034】また、既述した既提案の多次元画像圧縮伸
張方式において、等輝度線(または等輝度面)を多角形
(または多角体)近似し、伸張に際して特徴点を結ぶ直
線によって多角形近似(または多角体近似))された等
輝度線(または等輝度面)における近傍の複数の特徴点
によって決定される補間面(または補間立体)によっ
て、特徴点以外の画素の輝度情報を決定する場合に、前
記した多角形近似された等輝度線(または等輝度面)
は、情報量の圧縮のために本来の等輝度線(または等輝
度面)とは異なるために、等輝度線(または等輝度面)
間で輝度順序の逆転が起こる個所が発生して、再生され
た画像における輝度分布に異常な状態が生じて画質の劣
化が起こることもあり、それの解決策が求められた。
Further, in the multidimensional image compression / expansion method already proposed, the isoluminance line (or isoluminance surface) is approximated by a polygon (or polygon), and the polygon is approximated by a straight line connecting the characteristic points at the time of expansion. (Or polygonal approximation)) When luminance information of a pixel other than a feature point is determined by an interpolation plane (or an interpolation solid) determined by a plurality of nearby feature points on the equalized luminance line (or an equal luminance plane) And the above-mentioned polygon-approximate isoluminance line (or isoluminance plane)
Is different from the original isoluminance line (or isoluminance plane) due to the compression of the amount of information.
In some cases, the order of the luminance order is reversed between the images, and an abnormal state occurs in the luminance distribution in the reproduced image, resulting in deterioration of the image quality. Therefore, a solution has been sought.

【0035】[0035]

【課題を解決するための手段】本発明は、画像の輝度関
数における予め定められた特定輝度値毎に設定された等
輝度線について特定な条件に合う特徴点を求めて、前記
した画像の特徴点の位置と輝度値とを伝送,記録,画像
復原に用いるようにした多次元多値画像圧縮伸張方式に
おいて、圧縮に際して特定な輝度値の画素の輪郭を追跡
して得た特定輝度境界を構成する各画素の中心位置に、
特定等輝度線通過点座標を移動させるようにした多次元
多値画像圧縮伸張方式、及び前記した多次元多値画像圧
縮伸張方式において、伸張に際して、特定な輝度値毎の
等輝度線を得るための閾値毎に、前記の等輝度線を境界
とする明領域を明記号で塗りつぶすとともに、前記の等
輝度線を境界とする暗領域を暗記号で塗りつぶして明暗
2値記号によるマスクを作成する多次元多値画像圧縮伸
張方式、ならびに前記の多次元多値画像圧縮伸張方式に
おいて、伸張に際して、特定な輝度値毎の等輝度線を得
るための閾値毎に、前記の等輝度線を境界とする明領域
を明記号で塗りつぶすとともに、前記の等輝度線を境界
とする暗領域を暗記号で塗りつぶして明暗2値記号によ
るマスクを作成し、前記のマスクを閾値による輝度値の
大きさの順序に配列し、隣接するマスクの間の領域を、
前記した隣接する両マスクの閾値による輝度値の中間値
で塗りつぶした後に、各画素の輝度値が、前記の各画素
をそれぞれ中心画素とする周囲8画素の輝度値との関係
が、(1)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値と
等しいときには、中心画素の輝度値を未定とする、
(2)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値より高
くないときには、中心画素の輝度値を「隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値−a」(ただし、aは正
の値)とする、(3)周囲の画素の輝度値が、中心画素
の輝度値より低くないときには、中心画素の輝度値を
「隣接する両マスクの閾値による輝度値の中間値+a」と
する、(4)周囲の画素の輝度値と中心画素の輝度値と
の関係が、前記の(1)〜(3)の関係以外の場合には、
隣接する両マスクの閾値による輝度値の中間値とする、
という前記の(1)〜(4)に示した条件の何れに該当
しているのかに応じて決定し、輝度値未定領域について
は領域中心線を抽出して、前記した領域中心線上の画素
の輝度値を隣接する両マスクの閾値による輝度値の中間
値とする多次元多値画像圧縮伸張方式、及び前記のよう
に輝度値未定領域について、領域中心線を抽出し、前記
した領域中心線上の画素の輝度値を隣接する両マスクの
閾値による輝度値の中間値とした後に残る輝度値未定画
素の輝度値については、前記した輝度値未定の画素の一
定方向の両延長線端にある既知輝度の画素の輝度値と距
離とを用いて1次補間法によって輝度値を決定したり、
あるいは前記した輝度値未定画素の輝度値を、輝度値未
定の画素の各異なる方向における各一定方向の直線の両
延長線端にある既知輝度の画素の輝度値と距離とを用い
て1次補間法によって得た輝度値の平均値によって決定
したり、もしくは前記の残る輝度値未定画素の輝度値
を、輝度値未定の画素の近傍の輝度値が既知の3画素を
用いて行なった面補間値によって決定するようにした多
次元多値画像圧縮伸張方式を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a feature point which meets a specific condition with respect to an isoluminance line set for each predetermined specific luminance value in a luminance function of an image is obtained, and the characteristic of the image described above is obtained. In the multi-dimensional multi-valued image compression / expansion method used for transmission, recording, and image restoration of point positions and luminance values, a specific luminance boundary is obtained by tracing the contour of a pixel with a specific luminance value during compression. At the center of each pixel
In the multidimensional multi-valued image compression / expansion method in which the coordinates of the specific isoluminance line passing point are moved, and in the above-described multidimensional multivalued image compression / expansion method, in order to obtain an equal luminance line for each specific luminance value upon decompression. For each of the threshold values, a bright area bordered by the isoluminance line is filled with a bright symbol, and a dark area bordered by the isoluminance line is painted with a dark symbol to create a mask by a bright / dark binary symbol. In the multidimensional image compression / expansion method, and the multidimensional image compression / expansion method described above, at the time of decompression, for each threshold value for obtaining an equal luminance line for each specific luminance value, the equiluminance line is used as a boundary. A bright area is painted with a bright symbol, and a dark area bordered by the isoluminance line is painted with a dark symbol to create a mask with a bright / dark binary symbol. Arrangement And, the region between the adjacent mask,
After filling with an intermediate value of the luminance values based on the threshold values of the two adjacent masks described above, the relationship between the luminance value of each pixel and the luminance values of eight surrounding pixels having the respective pixels as the central pixels is represented by (1) When the brightness value of the surrounding pixels is equal to the brightness value of the center pixel, the brightness value of the center pixel is undecided.
(2) When the luminance value of the surrounding pixels is not higher than the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is set to “the intermediate value of luminance values based on the threshold values of both adjacent masks−a” (where a is a positive value). (3) When the luminance value of the surrounding pixels is not lower than the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is set to “the intermediate value of luminance values by threshold values of both adjacent masks + a”. (4) When the relationship between the luminance value of the surrounding pixels and the luminance value of the central pixel is other than the above-described relationships (1) to (3),
An intermediate value between the luminance values based on the threshold values of both adjacent masks,
It is determined according to which of the conditions shown in the above (1) to (4) is satisfied, and the area center line is extracted for the undetermined luminance value area, and the pixel on the area center line described above is extracted. A multidimensional multi-valued image compression / expansion method in which the luminance value is an intermediate value of the luminance values by the threshold values of both adjacent masks, and for the luminance value undetermined region as described above, the region center line is extracted, and the region center line is extracted. The luminance value of a pixel whose luminance value is undetermined after the luminance value of the pixel is set to an intermediate value between the luminance values based on the threshold values of the two adjacent masks is the known luminance at both ends of the extension line in the fixed direction of the pixel whose luminance value is undetermined. The luminance value is determined by the primary interpolation method using the luminance value and the distance of the pixel of
Alternatively, the luminance value of the pixel whose luminance value is undetermined is first-order-interpolated using the luminance value and the distance of the pixel of known luminance at both ends of the straight line in each fixed direction in each different direction of the pixel whose luminance value is not determined. The surface interpolation value determined by the average value of the luminance values obtained by the method, or the luminance value of the remaining luminance value undetermined pixels is obtained by using three pixels whose luminance values near the luminance value undetermined pixels are known. And a multi-dimensional multi-valued image compression / expansion method determined by the following.

【0036】[0036]

【作用】今、圧縮の対象にされた原画像の輝度関数にお
ける特定な輝度値を示す等輝度面が図20によって表わ
されるものであった場合を例にとって、多値静止画像の
圧縮伸張を行なう場合を例にとって説明する。図20に
おいて、点線で囲まれている画素は、等輝度面の輝度値
よりも輝度値が高い白画素であり、また、実線で囲まれ
ていて斜線が引いてある画素は、等輝度面の輝度値より
も輝度値の低い黒画素であるとされている。前記した図
20中に示されている画素群について、既述した特開平
5ー35872号公報に開示された2値画像の輪郭追跡
方式を適用して、白画素と黒画素との境界線を追跡する
と、図21に示されているような画像の輪郭が求められ
る。
The compression / expansion of a multi-valued still image will now be described, taking as an example the case where the isoluminance plane showing a specific luminance value in the luminance function of the original image to be compressed is represented by FIG. The case will be described as an example. In FIG. 20, pixels surrounded by a dotted line are white pixels having a luminance value higher than the luminance value of the equi-luminance surface, and pixels surrounded by a solid line and shaded It is assumed that the pixel is a black pixel having a lower luminance value than the luminance value. With respect to the pixel group shown in FIG. 20 described above, the boundary line between the white pixel and the black pixel is formed by applying the outline tracking method of the binary image disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-35872. Upon tracking, the outline of the image as shown in FIG. 21 is obtained.

【0037】すなわち、前記の境界線の追跡は、まず、
ラスターの走査順に従って画面の左上隅から走査を開始
して走査を行なって行くと、図20中に最初の境界と指
示してある最初の境界が発見される。前記の点を始点と
して追跡を開始するときに、追跡方向の左側に高輝度面
がくるようにした場合に、追跡開始方向が水平走査方向
に一致する場合(CW…時計まわり)と、追跡開始方向
が垂直走査方向に一致する場合(CCW…反時計まわ
り)との何れかとなる。図21中には追跡等輝度線毎
に、追跡方向種別フラグ(CW,CCW)が付されてい
る。前記の図21に例示されているように、画像の輝度
関数における予め定められた特定輝度値毎に画素の輪郭
を追跡して得た後に、図22に例示するように、前記し
た特定輝度境界を構成する各画素の中心位置に、特定等
輝度線通過点座標を移動させる。
That is, the tracking of the boundary line is firstly performed by
When scanning is started from the upper left corner of the screen according to the raster scanning order and scanning is performed, the first boundary designated as the first boundary in FIG. 20 is found. When the tracking is started with the above point as the starting point, if the high-luminance surface is located on the left side of the tracking direction, if the tracking start direction matches the horizontal scanning direction (CW: clockwise), the tracking starts. The direction coincides with the vertical scanning direction (CCW: counterclockwise). In FIG. 21, tracking direction type flags (CW, CCW) are provided for each tracking equal luminance line. As illustrated in FIG. 21 described above, after tracing and obtaining the contour of a pixel for each predetermined specific luminance value in the luminance function of the image, the specific luminance boundary is determined as illustrated in FIG. Are moved to the center position of each pixel constituting the line.

【0038】すなわち、追跡開始方向が垂直走査方向に
一致する場合(CCW…反時計まわり)の等輝度線は、
追跡方向の左側に画素中心位置までシフトさせ、また追
跡開始方向が水平走査方向に一致する場合(CW…時計
まわり)の等輝度線は、追跡方向の右側に画素中心位置
までシフトさせる。既述のように、画素の輪郭を追跡し
て得た特定輝度境界に基づいて再生像を得た場合には、
追跡方向に関して特定な側に1画素分の黒画素を生じさ
せて画質の劣化を起こさせるが、前記のように特定輝度
値毎に画素の輪郭を追跡して得た特定輝度境界を構成す
る各画素の中心位置に、特定等輝度線通過点座標を移動
させることにより良好に改善できることになる。
That is, when the tracking start direction coincides with the vertical scanning direction (CCW: counterclockwise),
It is shifted to the pixel center position to the left in the tracking direction, and the isoluminance line when the tracking start direction matches the horizontal scanning direction (CW: clockwise) is shifted to the pixel center position to the right in the tracking direction. As described above, when a reproduced image is obtained based on a specific luminance boundary obtained by tracking the contour of a pixel,
A black pixel of one pixel is generated on a specific side with respect to the tracking direction, thereby deteriorating the image quality. However, as described above, each of the specific luminance boundaries obtained by tracking the contour of the pixel for each specific luminance value By moving the coordinates of the passing point of the specific isoluminance line to the center position of the pixel, the improvement can be made satisfactorily.

【0039】次に始点を固定して、その始点から等輝度
線上の画素を逐次、仮想直線で連結して行き、その仮想
直線と、その間に存在する実画素との距離が、予め定め
られた誤差許容範囲Eを超えた実画素を特徴点画素とし
て登録する。前記のように特徴点画素が見付かった場合
には、その特徴点画素を新たな始点として、その新たな
始点から等輝度線上の画素を逐次、仮想直線で連結して
行き、その仮想直線と、その間に存在する実画素との距
離が、予め定められた誤差許容範囲Eを超えた実画素を
特徴点画素として登録する。以下、次々の特徴点画素を
次々の始点として、順次の特徴点を見付けて登録して行
く。前記のようにして順次に求められた特徴点を連結し
て得られる新等輝度線は、図23中に例示されるような
ものになる。
Next, the starting point is fixed, and the pixels on the isoluminance line are successively connected by a virtual straight line from the starting point, and the distance between the virtual straight line and a real pixel existing therebetween is predetermined. An actual pixel exceeding the error allowable range E is registered as a feature point pixel. When a feature point pixel is found as described above, the feature point pixel is set as a new starting point, pixels on the isoluminance line are sequentially connected from the new starting point by a virtual straight line, and the virtual straight line is A real pixel whose distance to a real pixel existing between the real pixels exceeds a predetermined error allowable range E is registered as a feature point pixel. Hereinafter, successive feature points are sequentially found and registered using successive feature point pixels as successive start points. A new contour line obtained by connecting the characteristic points sequentially obtained as described above is as illustrated in FIG.

【0040】前記のような作業を、それぞれ異なる輝度
値を有する等輝度面毎に実施することにより、原画像の
輝度関数は、等輝度線の特徴点群のデータに縮退される
ので画像情報の圧縮が行なわれることになる。そして前
記した画像の特徴点の位置と輝度値とは、原画像情報が
高能率圧縮された情報として伝送,記録,画像復原等に
用いられるのであり、前記した画像の特徴点の位置と輝
度値とに基づいて、伸張側では等輝度線を容易に描画さ
れて復原できる。ここで重要な点は、伸張側で復原され
る等輝度線は、端点(特徴点)指定ベクトルによって描
画されるために、伸張側に設けられている画像メモリの
画素密度が、圧縮側に設けられている画像メモリの画素
密度は異なっていても、伸張側で復原される等輝度線の
形状は、前記のような物理的な条件には殆ど左右されな
いことである。
By performing the above operation for each of the equal luminance planes having different luminance values, the luminance function of the original image is reduced to the data of the characteristic points of the equal luminance line. Compression will be performed. The position and luminance value of the feature point of the image are used for transmission, recording, image restoration, and the like of the original image information as highly efficient compressed information. On the extension side, the equal luminance line can be easily drawn and restored on the extension side. The important point here is that since the isoluminance line restored on the decompression side is drawn by the end point (feature point) designation vector, the pixel density of the image memory provided on the decompression side is set on the compression side. Even if the pixel densities of the image memories used are different, the shape of the isoluminance line restored on the expansion side is hardly influenced by the physical conditions as described above.

【0041】前記のように、特定等輝度線毎に得た特定
な条件に合う画像の特徴点の位置と輝度値との情報に高
能率圧縮された情報を、伸張して再生像を得るのに際し
て、特定な輝度値毎の等輝度線を得るための閾値毎に、
前記の等輝度線を境界とする明領域を明記号で塗りつぶ
すとともに、前記の等輝度線を境界とする暗領域を暗記
号で塗りつぶして明暗2値記号によるマスクを作成す
る。図24は、伸張側においてある特定な輝度値におけ
る等輝度線が通過した画素と、追跡方向の右側(低輝度
側)の領域を塗りつぶして作成したマスクである。
As described above, the information obtained by decompressing the information efficiently compressed to the information of the position of the characteristic point and the luminance value of the image meeting the specific conditions obtained for each specific isoluminance line is obtained to obtain a reproduced image. At this time, for each threshold for obtaining an equal luminance line for each specific luminance value,
A bright area with the above-mentioned isoluminance line as a boundary is filled with a bright symbol, and a dark area with the above-mentioned isoluminance line as a boundary is painted with a dark symbol to create a mask with a binary symbol of light and dark. FIG. 24 shows a mask created by painting out the pixels on the decompression side through which the equal luminance line at a specific luminance value has passed, and the area on the right side (low luminance side) in the tracking direction.

【0042】前記のように等輝度線を境界として明暗2
値記号によるマスクを作成することによって、等輝度線
(または等輝度面)を多角形(または多角体)近似し、
伸張に際して特徴点を結ぶ直線によって多角形近似(ま
たは多角体近似))された等輝度線(または等輝度面)
における近傍の複数の特徴点によって決定される補間面
(または補間立体)によって、特徴点以外の画素の輝度
情報を決定する場合にも、等輝度線(または等輝度面)
間で輝度順序の逆転を生じることがなく、したがって、
画像における輝度分布に異常な状態を生じさせて画質の
劣化を起こすこともない。
As described above, the brightness 2
By creating a mask with a value symbol, the isoluminance line (or isoluminance surface) is approximated by a polygon (or polygon),
Equiluminance line (or equiluminance surface) approximated by a polygon (or polygonal approximation) by a straight line connecting feature points during expansion
In the case where the luminance information of pixels other than the characteristic points is determined by the interpolation plane (or the interpolation solid) determined by the plurality of nearby characteristic points, the equiluminance line (or the luminance plane) is used.
No inversion of the brightness order between
It does not cause an abnormal state in the luminance distribution in the image to cause deterioration in image quality.

【0043】図12は8ビットのデジタル輝度信号によ
って、画像の輝度の階調が256(000〜255)と
されていた場合に、図12の(b)中に示されているよ
うに、特定な輝度値を閾値とする1番目〜8番目の閾値
によって、前記した256階調の輝度を、9種類の輝度
階調にする9種類のマスクを構成させる場合の例を示し
ている。また、図6は輝度階調が256であった原画像
について、前記した図12の(b)中に示されているマ
スク番号と対応するマスク番号のマスクを作成した場合
の例を示している。図6において、マスク1と表示され
ている画面は、全体が白となっているが、図12の
(b)中に示されているように、マスク1は閾値が25
6階調中の30と対応する輝度値に設定されていて、前
記の閾値よりも画像の輝度値が高い部分は白く塗りつぶ
され、また前記の閾値よりも画像の輝度値が低い部分は
黒く塗りつぶされた状態のマスクが作成されるから、図
6中のマスク1と表示されている画面の全体が白で示さ
れているということは、圧縮の対象にしている画像中に
は256階調中の30と対応する輝度値よりも低い部分
が存在しないことを意味している。
FIG. 12 shows a case where the gradation of the luminance of the image is 256 (000 to 255) by an 8-bit digital luminance signal, as shown in FIG. An example is shown in which nine types of masks for converting the above-described 256 levels of luminance into nine types of luminance levels are formed by the first to eighth threshold values having the appropriate luminance values as threshold values. FIG. 6 shows an example in which a mask having a mask number corresponding to the mask number shown in FIG. 12B is created for an original image having a luminance gradation of 256. . In FIG. 6, the screen displayed as Mask 1 is entirely white, but as shown in FIG.
The luminance value corresponding to 30 in the 6 gradations is set, and a portion where the luminance value of the image is higher than the threshold is painted white, and a portion where the luminance value of the image is lower than the threshold is painted black. Since the mask in the compressed state is created, the fact that the entire screen displayed as mask 1 in FIG. 6 is shown in white means that the image to be compressed has 256 gradations. This means that there is no portion lower than the luminance value corresponding to 30.

【0044】また、図6においてマスク8と表示されて
いる画面は、全体が黒となっているが、図12の(b)
中に示されているように、マスク8は閾値が256階調
中の240と対応する輝度値に設定されていて、前記の
閾値よりも画像の輝度値が高い部分は白く塗りつぶさ
れ、また前記の閾値よりも画像の輝度値が低い部分は黒
く塗りつぶされた状態のマスクが作成されるから、図6
中のマスク8と表示されている画面の全体が黒で示され
ているということは、圧縮の対象にしている画像中には
256階調中の240と対応する輝度値よりも高い部分
が存在しないことを意味している。さらに、図6におい
てマスク2〜7と表示されている画面は、図面中の一部
が黒となっているが、このことはマスク2〜7を作成す
るのに使用されている各閾値よりも高い輝度値と低い輝
度値とが、圧縮の対象にされている画像中に混在してい
ることを意味している。
Further, the screen displayed as the mask 8 in FIG. 6 is entirely black, but FIG.
As shown in the figure, the mask 8 has a threshold value set to a luminance value corresponding to 240 out of 256 gradations, a portion where the luminance value of the image is higher than the threshold value is painted out in white, and Since a portion in which the luminance value of the image is lower than the threshold value is created in a state where the mask is painted black, FIG.
The fact that the entire screen displayed as the middle mask 8 is shown in black means that the image to be compressed has a portion higher than the luminance value corresponding to 240 out of 256 gradations. Means not. Further, the screens shown as masks 2 to 7 in FIG. 6 are partially black in the drawing, which is more than the threshold values used to create masks 2 to 7. This means that the high luminance value and the low luminance value are mixed in the image to be compressed.

【0045】そして図12の(b)及び図6中に示され
ている各マスク番号で表示されている複数のマスクを重
ね合わせると、輝度が9階調の画像が再現されることに
なるが、今、図12の(b)及び図6中に示されている
各マスク番号で表示されているそれぞれのマスクにおい
て、白く塗りつぶされた部分の輝度値を、それぞれのマ
スク番号の数値で表わすということにして、図6中でマ
スク番号1〜マスク番号8で示されている複数のマスク
を重ね合わせた状態で得られる画像の輝度分布を、数値
の分布によって示したのが図7である。
When a plurality of masks indicated by the respective mask numbers shown in FIG. 12B and FIG. 6 are superimposed, an image having nine levels of luminance is reproduced. Now, in each mask indicated by each mask number shown in FIG. 12 (b) and FIG. 6, the luminance value of the portion painted white is expressed by the numerical value of each mask number. FIG. 7 shows the luminance distribution of an image obtained by superimposing a plurality of masks indicated by mask numbers 1 to 8 in FIG. 6 by numerical values.

【0046】図12の(b)においては、8ビットのデ
ジタル輝度信号で示される256階調の輝度が、マスク
番号0〜マスク番号8で定められたそれぞれの閾値に対
応する輝度値に圧縮された状態になっている。一般的に
は、マスク群がn個のマスクであったとして、 マスク番号0 → 輝度値0 〜第1の等輝度値 の画素 マスク番号1 → 第1の等輝度値〜第2の等輝度値 の画素 マスク番号2 → 第2の等輝度値〜第3の等輝度値 の画素 マスク番号3 → 第3の等輝度値〜第4の等輝度値 の画素 : : : : : マスク番号i → 第iの等輝度値〜第i+1の等輝度値 の画素 : : : : : マスク番号n → 第nの等輝度値〜第255 の画素 のように示されることになる。すなわち、前記のように
n個のマスクが作成されるようにすれば、輝度0から輝
度255までに分布する各画素の輝度値は、n+1個の
カテゴリーに分類されることになる。前記した第12の
(b)の例はn=8の場合の例である。
In FIG. 12B, the luminance of 256 gradations indicated by the 8-bit digital luminance signal is compressed into luminance values corresponding to the respective thresholds defined by mask numbers 0 to 8. It is in a state of being left. In general, assuming that the mask group is n masks, mask number 0 → pixel of luminance value 0 to first equal luminance value Mask number 1 → first equal luminance value to second equal luminance value Pixel of mask number 2 → second equal luminance value to third equal luminance value Pixel of mask number 3 → third equal luminance value to fourth equal luminance value Pixel:::::: Mask number i → second Pixels with i equal luminance value to (i + 1) th equal luminance value:::::: mask number n → nth equal luminance value to 255th pixel That is, if n masks are created as described above, the luminance values of each pixel distributed from luminance 0 to luminance 255 are classified into n + 1 categories. The twelfth (b) example described above is an example where n = 8.

【0047】そして、前記した各カテゴリーに含まれる
画素の輝度を、その輝度範囲の中間代表値で示すと、前
記した第12の(b)及び図6の例では9レベルの等輝
度線が再現されることになる。次に、前記の複数の等輝
度線の内で、隣接する2つの等輝度線上から近傍の3画
素を選び、前記の3画素が形作る補間面で、前記した2
つの等輝度線間の輝度を補間すると、1次元的な表示に
よって例えば図11の(a)で示されるような状態のも
のが得られる。さて、原画像が256階調であったの
に、例えば前記の例では輝度レベルが9個というように
縮退した輝度階調にされた状態での補間により画像伸張
が行なわれるようにしたのでは、再現される画像の品質
が充分ではない。
When the luminance of the pixels included in each of the above categories is represented by an intermediate representative value of the luminance range, the twelfth level (b) and the example of FIG. Will be done. Next, from among the plurality of isoluminance lines, three neighboring pixels are selected from two adjacent luminance lines, and the above-mentioned 2 pixels are selected on the interpolation plane formed by the three pixels.
When the luminance between two equal luminance lines is interpolated, a state as shown in FIG. 11A is obtained by one-dimensional display. Now, although the original image has 256 gradations, for example, in the above-described example, the image is expanded by interpolation in a state where the luminance gradation is reduced to 9 luminance levels. The quality of the reproduced image is not sufficient.

【0048】そこで、再現される画像の品質の向上のた
めに、輝度値の補間再現に当って、補間端点の輝度値
を、前記のような単純なカテゴリーの中間値とすること
なく、前記のマスクを閾値による輝度値の大きさの順序
に配列し、隣接するマスクの間の領域を、前記した隣接
する両マスクの閾値による輝度値の中間値で塗りつぶし
た後に、各画素の輝度値が、前記の各画素をそれぞれ中
心画素とする周囲8画素の輝度値との関係が、(1)周
囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値と等しいときに
は、中心画素の輝度値を未定とする、(2)周囲の画素
の輝度値が、中心画素の輝度値より高くないときには、
中心画素の輝度値を「隣接する両マスクの閾値による輝
度値の中間値−a」(ただし、aは正の値)とする。
(3)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値より低
くないときには、中心画素の輝度値を「隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値+a」とする、(4)周
囲の画素の輝度値と中心画素の輝度値との関係が、前記
の(1)〜(3)の関係以外の場合には、隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値とする、という前記の
(1)〜(4)に示した条件の何れに該当しているのか
に応じて決定するようにして、再現される画像の品質を
向上できるようにする。
Therefore, in order to improve the quality of the reproduced image, in the interpolation reproduction of the luminance value, the luminance value of the interpolation end point is not set to the intermediate value of the simple category as described above. After arranging the masks in the order of the magnitudes of the luminance values according to the threshold values and filling the area between the adjacent masks with the intermediate value of the luminance values according to the threshold values of the two adjacent masks, the luminance value of each pixel is (1) When the luminance value of the surrounding pixels is equal to the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is undecided. , (2) when the luminance value of the surrounding pixels is not higher than the luminance value of the central pixel,
The luminance value of the center pixel is defined as “an intermediate value of luminance values based on threshold values of both adjacent masks−a” (where a is a positive value).
(3) When the luminance value of the peripheral pixel is not lower than the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is set to “the intermediate value of luminance values by threshold values of both adjacent masks + a”. When the relationship between the luminance value of the pixel and the luminance value of the center pixel is other than the above-described relationships (1) to (3), the luminance value is set to an intermediate value between the luminance values based on the threshold values of both adjacent masks. The determination is made according to which of the conditions shown in (1) to (4) is satisfied, so that the quality of the reproduced image can be improved.

【0049】中心画素と、その周囲8画素の輝度値との
関係が、前記した(1)〜(4)の場合の具体例は、図
7中に示してある4個の点線枠で包囲してある各9個ず
つの画素群によって示されており、前記した図7中に示
してある4個の点線枠は、判かり易いように取り出して
図8として示してある。ところで、中心画素と、その周
囲8画素の輝度値との関係が、前記した(1)の場合、
すなわち周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値と等
しいときには、中心画素の輝度値を未定とする、場合の
例は、図8における最左端に図示してある点線枠中の9
個の画素によって示してあり、前記の9個の画素の輝度
値は同一の数値4である。この場合における中心画素の
輝度値は「不定」とされ、図9以降の図中では図示の簡
略化のために、「不定」ということを「・」の記号を用
いて示すことにしている。
A specific example in which the relationship between the center pixel and the luminance values of the eight surrounding pixels is (1) to (4) described above is shown by surrounding four dotted lines shown in FIG. Each of the four dotted line frames shown in FIG. 7 is taken out for easy understanding and shown in FIG. By the way, when the relationship between the central pixel and the luminance values of the eight surrounding pixels is (1),
That is, when the luminance value of the surrounding pixels is equal to the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is undecided.
The luminance value of the nine pixels is the same numerical value 4. In this case, the luminance value of the center pixel is “undefined”, and in FIG. 9 and subsequent figures, “undefined” is indicated by a symbol “•” for simplification of the drawing.

【0050】また中心画素と、その周囲8画素の輝度値
との関係が、前記した(2)の場合、すなわち、周囲の
画素の輝度値が、中心画素の輝度値より高くないときに
は、中心画素の輝度値を「隣接する両マスクの閾値によ
る輝度値の中間値−a」(ただし、aは正の値)とす
る、場合の例は、図8における左から2番目に図示して
ある点線枠中の9個の画素によって示されているが、こ
のような場合における中心画素の輝度値は「低」とさ
れ、図9以降の図中では図示の簡略化のために、中心画
素の輝度が「低」の状態を「−」の記号を用いて示すこ
とにしている。
When the relationship between the central pixel and the luminance values of the eight surrounding pixels is the above (2), that is, when the luminance value of the peripheral pixels is not higher than the luminance value of the central pixel, the central pixel Is set to “the intermediate value of luminance values based on the threshold values of both adjacent masks−a” (where a is a positive value), the dotted line shown in FIG. Although shown by nine pixels in the frame, the luminance value of the central pixel in such a case is assumed to be “low”, and in FIGS. Indicates the state of "low" by using the symbol of "-".

【0051】さらに、中心画素と、その周囲8画素の輝
度値との関係が、前記した(3)の場合、すなわち、周
囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値より低くないと
きには、中心画素の輝度値を「隣接する両マスクの閾値
による輝度値の中間値+a」とする、場合の例は、図8
における左から3番目に図示してある点線枠中の9個の
画素によって示されているが、このような場合における
中心画素の輝度値は「高」とされ、図9以降の図中では
図示の簡略化のために、中心画素の輝度が「高」の状態
を「+」の記号を用いて示すことにしている。
Further, when the relationship between the central pixel and the luminance values of the eight surrounding pixels is the above (3), that is, when the luminance value of the peripheral pixels is not lower than the luminance value of the central pixel, FIG. 8 shows an example in which the luminance value of a pixel is set to “the intermediate value of luminance values by threshold values of both adjacent masks + a”
, The luminance value of the center pixel in such a case is assumed to be “high”, and is shown in FIG. 9 and subsequent figures. For the sake of simplicity, the state where the luminance of the center pixel is “high” is indicated by a “+” symbol.

【0052】さらにまた、中心画素と、その周囲8画素
の輝度値との関係が、前記した(4)の場合、すなわ
ち、周囲の画素の輝度値と中心画素の輝度値との関係
が、前記の(1)〜(3)の関係以外の場合には、隣接す
る両マスクの閾値による輝度値の中間値とする、場合の
例は、図8における右端に図示してある点線枠中の9個
の画素によって示されているが、このような場合におけ
る中心画素の輝度値は「中間」とされ、図9以降の図中
では図示の簡略化のために、中心画素の輝度が「中間」
の状態を「=」の記号を用いて示すことにしている。図
9は前記した「・」「−」「+」「=」の記号を用い
て、図7に示されている各画素の輝度値の関係を図示し
たものであり、また、図10の(a)〜(l)は中心画
素と、その周囲8画素の輝度値との関係と、前記した記
号の使用の仕方が明瞭に理解できるように、輝度値を高
さ方向にとって立体的に示した説明図である。
Further, the relationship between the central pixel and the luminance values of the eight surrounding pixels is the case of the above (4), that is, the relationship between the peripheral pixel luminance value and the central pixel luminance value is as described above. In the case other than the relations (1) to (3), an intermediate value between the luminance values based on the threshold values of both adjacent masks is used. In this case, the luminance value of the central pixel is “intermediate”, and in FIG. 9 and subsequent figures, the luminance of the central pixel is “intermediate” in order to simplify the illustration.
Is indicated by using a symbol “=”. FIG. 9 illustrates the relationship between the luminance values of the respective pixels shown in FIG. 7 using the symbols “·”, “−”, “+”, and “=”. a) to (l) show the brightness values in a three-dimensional manner in the height direction so that the relationship between the center pixel and the brightness values of the eight pixels around the center pixel and how to use the above-mentioned symbols can be clearly understood. FIG.

【0053】次に、輝度値不定領域については領域中心
線(スケルトン)、すなわち、領域端部から等距離の点
群を抽出して、前記した領域中心線上の画素の輝度値を
隣接する両マスクの閾値による輝度値の中間値とする。
図13乃至図16は、前記の過程を説明している図であ
る。図13は図9中で記号「・」を用いて示されている
不定領域だけの修正前の輝度値であり、また図14は前
記の輝度値を捨象して、不定領域だけをアスタリスク
「*」で示したものであり、図15は不定領域の中央線
上の画素に中間マーク=と中間輝度値とを付けた状態の
図であり、図16は既述した約束に従って付された全マ
ークを使用して各画素の輝度値を示している図である。
Next, with respect to the indeterminate brightness value area, an area center line (skeleton), that is, a group of points equidistant from the edge of the area is extracted, and the brightness values of the pixels on the area center line are compared with the adjacent masks. Is an intermediate value of the luminance values based on the threshold value.
FIG. 13 to FIG. 16 are diagrams illustrating the above process. FIG. 13 shows the luminance values before correction only of the indefinite area indicated by using the symbol “•” in FIG. 9, and FIG. FIG. 15 is a diagram showing a state in which an intermediate mark = and an intermediate luminance value are added to pixels on the center line of the indefinite area, and FIG. 16 shows all the marks attached in accordance with the above-described rules. FIG. 6 is a diagram showing the luminance value of each pixel when used.

【0054】ところで、画素の輝度値が「中間レベ
ル」、「中間輝度−」、「中間輝度+」の各場合におけ
る輝度値の関係は、図12の(a)に示されている。図
12の(a)において、既述した隣接するマスクの閾値
の差、すなわち、i番目の閾値と、i+1番目の閾値と
の差はdであるとして示されている。そして、図12の
(a)中に示されている中間レベルは、前記した隣接す
るマスクの閾値によって定められている輝度値の中間の
輝度値とされており、また、図12の(a)中に示され
ている低レベル「中間輝度−」の輝度レベルは、前記し
た中間レベルからd/3だけ低い輝度レベルとされてお
り、さらに、図12の(a)中に示されている高レベル
「中間輝度+」の輝度レベルは、前記した中間レベルか
らd/3だけ高い輝度レベルとされている。そして図1
2の(b)の右方には、各マスク番号毎に、それぞれ、
中間レベル、低レベル、高レベルの値や、表示記号等を
示してある。
FIG. 12A shows the relationship between the luminance values when the luminance value of the pixel is “intermediate level”, “intermediate luminance−”, and “intermediate luminance +”. In FIG. 12A, the difference between the threshold values of the adjacent masks described above, that is, the difference between the i-th threshold value and the (i + 1) -th threshold value is indicated as d. The intermediate level shown in FIG. 12A is an intermediate luminance value between the luminance values defined by the threshold values of the adjacent masks described above. The luminance level of the low level “intermediate luminance−” shown in FIG. 12 is set to a luminance level lower by d / 3 from the above-mentioned intermediate level, and furthermore, the high level shown in FIG. The luminance level of the level “intermediate luminance +” is a luminance level higher by d / 3 than the above-mentioned intermediate level. And FIG.
To the right of 2 (b), for each mask number,
Intermediate level, low level, high level values, display symbols and the like are shown.

【0055】図17は、図12の(b)に示されている
各マスク番号毎の中間レベル、低レベル、高レベルの値
を用いて示した各画素の輝度値である。この図17には
未だ画素の輝度値が「不定」とされていて、不定マーク
「・」によって示されている画素が存在している。前記
のように、領域中心線上の画素の輝度値を隣接する両マ
スクの閾値による輝度値の中間値とした後に、残された
輝度値不定画素の輝度値については、図19に示されて
いるように、前記した輝度値不定の画素pxの一定方向
の両延長線端にある既知輝度の画素(p1,p2、あるい
はp3,p4)の輝度値と距離(L1,L2、あるいはL3,
L4)とを用いて1次補間法によって輝度値を決定した
り、あるいは前記した輝度値未定画素の輝度値を、輝度
値未定の画素の各異なる方向における各一定方向の直線
の両延長線端にある既知輝度の画素の輝度値と距離とを
用いて1次補間法によって得た輝度値の平均値によって
決定したり、もしくは前記の残る輝度値未定画素の輝度
値を、輝度値未定の画素の近傍の輝度値が既知の3画素
を用いて行なった面補間値によって決定する。それによ
り、すべての画素の輝度値が決定された図18に例示さ
れているような再生画像が得られることになる。
FIG. 17 shows the luminance value of each pixel using the intermediate level, low level, and high level values for each mask number shown in FIG. 12B. In FIG. 17, the luminance value of the pixel is still “undefined”, and there is a pixel indicated by the undefined mark “•”. As described above, after the luminance value of the pixel on the region center line is set to an intermediate value between the luminance values based on the threshold values of both adjacent masks, the luminance values of the remaining luminance value-indeterminate pixels are shown in FIG. As described above, the luminance value and the distance (L1, L2, or L3, L3, L3) of the pixel (p1, p2, or p3, p4) of the known luminance at both ends of the extension line in the fixed direction of the pixel px having the undefined luminance value.
L4) to determine the luminance value by the primary interpolation method, or to calculate the luminance value of the pixel whose luminance value is undetermined by using both extended line ends of straight lines in different directions of the pixel whose luminance value is not determined in different directions. Determined by the average value of the luminance values obtained by the primary interpolation method using the luminance value and the distance of the pixel of the known luminance in the above, or the luminance value of the remaining luminance value undetermined pixel is determined by the luminance value undetermined pixel. Are determined by surface interpolation values performed using three known pixels. Thereby, a reproduced image as illustrated in FIG. 18 in which the luminance values of all the pixels are determined is obtained.

【0056】[0056]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の多次元多
値画像圧縮伸張方式に関する具体的な内容を詳細に説明
する。図1は本発明の多次元多値画像圧縮伸張方式にお
ける圧縮側のブロック図であり、図2乃至図4は図1に
示す多次元多値画像圧縮伸張方式における圧縮側に設け
られている信号処理部の構成部分のブロック図、図5は
本発明の多次元多値画像圧縮伸張方式における伸張側の
ブロック図、図6乃至図24図及び図26乃至図29は
多次元多値画像圧縮伸張方式の説明に用いられる図、図
25は等高線トレ−サの構成例を示すブロック図であ
る。本発明の多次元多値画像圧縮伸張方式における圧縮
側の構成例を示す図1において、1は多次元多値画像圧
縮伸張の対象にされる画像信号の信号源である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a multi-dimensional multi-valued image compression / expansion system according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram on the compression side in the multidimensional multilevel image compression / expansion system of the present invention, and FIGS. 2 to 4 show signals provided on the compression side in the multidimensional multilevel image compression / expansion system shown in FIG. 5 is a block diagram of a decompression side in the multidimensional multilevel image compression / expansion method of the present invention, and FIGS. 6 to 24 and FIGS. 26 to 29 are multidimensional multilevel image compression / expansion. FIG. 25 is a block diagram showing a configuration example of a contour tracer. In FIG. 1 showing a configuration example on the compression side in the multidimensional multilevel image compression / expansion method of the present invention, reference numeral 1 denotes a signal source of an image signal to be subjected to multidimensional multilevel image compression / expansion.

【0057】前記の画像信号源1としては、例えば画像
信号を発生する撮像装置(TVカメラ)あるいはVTR、
その他のものが使用できる。また2はアナログデジタル
変換部、3はカラーメモリ、4ー1,4ー2,…4ーn
は信号処理部である。前記の各信号処理部4ー1,4ー
2,…4ーnの具体的な構成は、信号処理部4ー1中に
例示されているように、所定の輝度レベル情報の抽出部
5(所定の輝度レベル情報の抽出部5の具体的な構成例
が図2に示されている)と、2値メモリ6と、等高線ト
レーサ7(等高線トレーサ7の具体的な構成例が図3に
示されている)と、等高線アドレスリスト8と、多角形
近似アドレスリスト9(多角形近似アドレスリスト9の
具体的な構成例が図4に示されている)とによって構成
されている。10はマルチプレクサ、11は符号化部及
び送出部、12は伝送回線(または記録媒体)である。
As the image signal source 1, for example, an image pickup device (TV camera) for generating an image signal, a VTR,
Others can be used. 2 is an analog-to-digital converter, 3 is a color memory, 4-1, 4-2,... 4-n
Is a signal processing unit. The specific configuration of each of the signal processing units 4-1, 4-2,... 4-n is, as exemplified in the signal processing unit 4-1, a predetermined luminance level information extraction unit 5 ( FIG. 2 shows a specific configuration example of the predetermined luminance level information extraction unit 5, a binary memory 6, and a contour tracer 7 (a specific configuration example of the contour tracer 7 is shown in FIG. 3). ), A contour line address list 8, and a polygon approximate address list 9 (a specific configuration example of the polygon approximate address list 9 is shown in FIG. 4). Reference numeral 10 denotes a multiplexer, 11 denotes an encoding unit and a transmission unit, and 12 denotes a transmission line (or recording medium).

【0058】また、本発明の多次元多値画像圧縮伸張方
式における伸張側の構成例を示している図5において、
12は図1に示されている本発明の多次元多値画像圧縮
伸張方式における圧縮側中に示してある伝送回線(また
は記録媒体)12である。前記の伝送回線(または記録
媒体)12を介して高能率圧縮された状態の画像情報
は、受信復号化器13に与えられる。14ー1,14ー
2…14ーnはそれぞれ同様な構成態様を有する信号処
理回路であり、その具体的な構成例が信号処理回路14
ー1中に示されている。信号処理回路14ー1におい
て、15,16は端点アドレスレジスタ、17は局部画
像メモリ、18は多角形補間マスク生成器、19は多値
決定オペレータ、20はスケルトン輝度決定器、21は
輝度補間面演算器である。また、図5において22,2
3は画像メモリ、25は映像信号発生器、26はモニタ
受像機である。
FIG. 5 shows an example of the configuration on the expansion side in the multidimensional multi-valued image compression / expansion method of the present invention.
Reference numeral 12 denotes a transmission line (or recording medium) 12 shown on the compression side in the multidimensional multilevel image compression / decompression system of the present invention shown in FIG. The image information in a highly efficient compressed state via the transmission line (or recording medium) 12 is given to a reception decoder 13. 14-n are signal processing circuits having the same configuration, and a specific configuration example is the signal processing circuit 14.
-1. In the signal processing circuit 14-1, 15 and 16 are end point address registers, 17 is a local image memory, 18 is a polygon interpolation mask generator, 19 is a multi-value decision operator, 20 is a skeleton luminance determiner, and 21 is a luminance interpolation plane. It is an arithmetic unit. Also, in FIG.
3 is an image memory, 25 is a video signal generator, and 26 is a monitor receiver.

【0059】図1に示す本発明の多次元多値画像圧縮伸
張方式における圧縮側の構成において、画像信号源(例
えばTVカメラ)1では、所定の標準方式のテレビジョ
ン方式に従った映像信号を発生し、それをアナログデジ
タル変換部2に供給する。前記した画像信号源1として
は本発明の多次元多値画像圧縮伸張方式によって圧縮伸
張されるべき画像情報を発生させることができる映像信
号発生装置であればどのような構成態様のものであって
も使用できる。図1中に示されている画像信号源1は3
原色信号が発生できる構成のものであるとされている。
そして前記した画像信号源1から発生された3原色信号
は、アナログデジタル変換部2に供給される。
In the configuration on the compression side in the multi-dimensional multi-valued image compression / expansion system of the present invention shown in FIG. And supplies it to the analog-to-digital converter 2. The image signal source 1 has any configuration as long as it is a video signal generating device that can generate image information to be compressed and expanded by the multidimensional multilevel image compression and expansion method of the present invention. Can also be used. The image signal source 1 shown in FIG.
It is said that it has a configuration capable of generating a primary color signal.
The three primary color signals generated from the image signal source 1 are supplied to the analog-to-digital converter 2.

【0060】前記のアナログデジタル変換部2では、そ
れに供給された3原色信号から得た1画像分毎の輝度信
号について、画像の横,縦方向毎に、それぞれ所定の画
素数(例えば画像の横方向には512画素、画像の縦方
向には480画素)に、それぞれ分解した状態の1画素
毎に、所定のビット数(例えば8ビット)のデジタル輝
度信号Yを生成して出力して、それを各信号処理部4ー
1,4ー2,…4ーnに供給する。また、クロマ信号に
ついては、前記の画素に対応したデジタル色差信号を生
成してカラーメモリ3に供給する。
In the analog-to-digital conversion unit 2, a predetermined number of pixels (for example, the horizontal and vertical directions of the image) are obtained for each of the horizontal and vertical directions of the image for the luminance signal for each image obtained from the three primary color signals supplied thereto. A digital luminance signal Y having a predetermined number of bits (for example, 8 bits) is generated and output for each pixel in a decomposed state of 512 pixels in the direction and 480 pixels in the vertical direction of the image. Are supplied to the signal processing units 4-1, 4-2,... 4-n. As for the chroma signal, a digital color difference signal corresponding to the pixel is generated and supplied to the color memory 3.

【0061】デジタル輝度信号Yが供給される前記の各
信号処理部4ー1,4ー2…4ーnの具体的な構成態様
例は、信号処理部4ー1の一点鎖線枠内に示されている
が、前記の各信号処理部4ー1,4ー2…4ーnに設け
られている所定の輝度レベル情報の抽出部5では、各信
号処理部4ー1,4ー2…4ーn毎に、それぞれ予め定
められた異なった輝度閾値で、圧縮の対象にされている
画像情報を2値化して出力するとともに、画素アドレス
も出力する。前記した各信号処理部4ー1,4ー2…4
ーnに設けられる所定の輝度レベル情報の抽出部5の構
成例は図2に示されているが、図2において、入力端子
5aにはアナログデジタル変換部2から、デジタル輝度
信号Yが供給されており、また入力端子5bには、図示
されていない制御装置からクロック信号が供給されてい
る。
... 4-n to which the digital luminance signal Y is supplied are shown in the dashed-dotted frame of the signal processing unit 4-1. However, in the extraction unit 5 of the predetermined luminance level information provided in each of the signal processing units 4-1, 4-2,..., 4-n, each of the signal processing units 4-1, 4-2,. For each 4-n, the image information to be compressed is binarized and output at a predetermined different luminance threshold, and the pixel address is also output. Each of the above-mentioned signal processing units 4-1, 4-2... 4
FIG. 2 shows an example of the configuration of the predetermined luminance level information extraction unit 5 provided for the digital luminance signal Y from the analog / digital conversion unit 2 to the input terminal 5a. The input terminal 5b is supplied with a clock signal from a control device (not shown).

【0062】すなわち、所定の輝度レベル情報の抽出部
5に供給されたデジタル輝度信号Yは、比較器(マグニ
チュードコンパレータ)51において、輝度閾値設定部
52から供給されている特定な輝度閾値と比較されて、
比較器51から出力端子5cにはデジタル輝度信号Yの
2値化出力が送出される。前記した輝度閾値設定部52
には、ROM,DIPスィッチ、ヒューズアレイ等によ
り2進数で所定の輝度閾値が設定される。前記の各信号
処理部4ー1,4ー2…4ーnに設けられる所定の輝度
レベル情報の抽出部5における輝度閾値設定部52に設
定される輝度閾値は、例えば図12の(b)中に例示さ
れている1番目の閾値〜8番目の閾値のように、多次元
多値画像圧縮伸張方式の実施に当って予め定められた輝
度値である。比較器51では、クロック信号が与えられ
た瞬間の比較結果の2値化出力を出力端子5cに送出す
る。
That is, the digital luminance signal Y supplied to the predetermined luminance level information extraction unit 5 is compared with a specific luminance threshold supplied from the luminance threshold setting unit 52 in a comparator (magnitude comparator) 51. hand,
A binary output of the digital luminance signal Y is sent from the comparator 51 to the output terminal 5c. The above-described luminance threshold setting unit 52
, A predetermined luminance threshold is set in a binary number by a ROM, a DIP switch, a fuse array or the like. The brightness threshold set in the brightness threshold setting unit 52 in the predetermined brightness level information extraction unit 5 provided in each of the signal processing units 4-1, 4-2,..., 4-n is, for example, FIG. The luminance value is a predetermined luminance value when the multi-dimensional multi-valued image compression / expansion method is performed, such as the first to eighth threshold values illustrated in FIG. The comparator 51 sends a binarized output of the comparison result at the moment when the clock signal is given to the output terminal 5c.

【0063】前記した各信号処理部4ー1,4ー2,…
4ーnにおけるそれぞれの所定の輝度レベル情報の抽出
部5から出力されたデジタル輝度信号の2値化出力は、
それぞれの信号処理部4ー1,4ー2,…4ーnに設け
られている2値メモリ6に記憶(格納)される。前記し
た2値メモリ6に格納されたデジタル輝度信号の2値化
出力は、等高線トレーサ7に設けられているアドレスカ
ウンタ72(図3参照)から出力される2値メモリアドレ
ス出力によって指定されたアドレスにより読出されて等
高線トレーサ7の判定器71(図3参照)に供給され
る。
Each of the aforementioned signal processing units 4-1, 4-2,...
The binarized output of the digital luminance signal output from the extraction unit 5 of each predetermined luminance level information in 4-n is:
The signals are stored (stored) in a binary memory 6 provided in each of the signal processing units 4-1, 4-2,..., 4-n. The binary output of the digital luminance signal stored in the binary memory 6 is an address specified by a binary memory address output from an address counter 72 (see FIG. 3) provided in the contour tracer 7. And is supplied to the determiner 71 of the contour tracer 7 (see FIG. 3).

【0064】さて、前記の各信号処理部4ー1,4ー
2,…4ーnにおけるそれぞれの所定の輝度レベル情報
の抽出部5から出力されたデジタル輝度信号の2値化出
力は、それぞれ、特定な輝度閾値において2値化された
状態の例えば図20に例示された状態の2値化信号であ
り、2値メモリ6から読出された前記の2値化信号は、
等高線トレーサ7に設けられている判定器71(図3参
照)において、まず前記した図20中に示されているよ
うな2値化された画素群について、ラスターの走査順に
従って画面の左上隅から走査を開始して走査を行なって
行き、最初の境界を発見したら、その点を始点として特
定な輝度値の画素の輪郭の追跡を開始して、追跡方向の
左側に高輝度面がくるようにした場合に、追跡開始方向
が水平走査方向に一致する場合(CW…時計まわり)と、
追跡開始方向が垂直走査方向に一致する場合(CCW…
反時計まわり)との何れかにより、画素の輪郭を追跡し
て、出力端子7c(図3参照)に対して等高線情報の出
力信号(アドレスストローブ)を送出する。
The binarized output of the digital luminance signal output from the predetermined luminance level information extraction unit 5 in each of the signal processing units 4-1, 4-2,... 20 is a binarized signal in a state binarized at a specific luminance threshold, for example, the state illustrated in FIG. 20, and the binarized signal read from the binary memory 6 is:
In the decision unit 71 (see FIG. 3) provided in the contour tracer 7, first, the binarized pixel group as shown in FIG. 20 is read from the upper left corner of the screen in the raster scanning order. When scanning is started and scanning is performed, and the first boundary is found, tracking of the contour of a pixel having a specific luminance value is started with the point as a starting point, so that a high-luminance surface is on the left side in the tracking direction. When the tracking start direction coincides with the horizontal scanning direction (CW: clockwise),
When the tracking start direction matches the vertical scanning direction (CCW ...
(Counterclockwise) to trace the contour of the pixel and send an output signal (address strobe) of contour information to the output terminal 7c (see FIG. 3).

【0065】前記した特定な輝度値の画素の輪郭の追跡
における歩進履歴(水平走査方向の位置の変化、垂直走
査方向の位置の変化)の情報H,Vを、マルチプレクサ
73を介してアドレスカウンタ72に供給する。それに
より前記のアドレスカウンタ72は、前記した歩進履歴
により追跡アドレス列を逐次、2値メモリアドレス出力
として出力端子7b(図3参照)に出力するとともに、
等高線アドレス出力として出力端子7d(図3参照)に
送出する。前記の各信号処理部4ー1,4ー2,…4ー
nにおけるそれぞれの等高線トレーサ7から出力された
等高線情報の出力信号(アドレスストローブ)と、等高
線アドレス出力とが供給されている等高線アドレスリス
ト8では、前記の等高線アドレス出力を記憶した後に、
例えば図22に例示するように、前記した特定輝度境界
を構成する各画素の中心位置に、特定等輝度線通過点座
標を移動させる。
The information H and V of the step history (change in the position in the horizontal scanning direction, change in the position in the vertical scanning direction) in tracking the contour of the pixel having the specific luminance value is transferred to the address counter via the multiplexer 73. 72. Thus, the address counter 72 sequentially outputs the tracking address sequence as a binary memory address output to the output terminal 7b (see FIG. 3) based on the above-described step history,
It is sent to an output terminal 7d (see FIG. 3) as a contour address output. The contour line address to which the contour signal output signal (address strobe) output from each contour line tracer 7 in each of the signal processing units 4-1, 4-2,... 4-n and the contour line address output are supplied. In Listing 8, after storing the contour address output,
For example, as illustrated in FIG. 22, the coordinates of the specific isoluminance line passing point are moved to the center position of each pixel constituting the specific luminance boundary.

【0066】前記した各信号処理部4ー1,4ー2,…
4ーnにおけるそれぞれの等高線アドレスリスト8から
出力された特定輝度境界を構成する各画素の中心位置の
アドレス出力は、各信号処理部4ー1,4ー2,…4ー
nにおけるそれぞれの多角形近似アドレスリスト9に供
給される。前記の多角形近似アドレスリスト9の具体的
な構成例を示している図4において、入力端子9aに
は、等高線アドレスリスト8から出力された特定輝度境
界を構成する各画素の中心位置のアドレス情報が入力さ
れる。そして、多角形近似アドレスリスト9の入力端子
9aに供給された特定輝度境界を構成する各画素の中心
位置のアドレス情報は、端点アドレスレジスタ91とシ
フトレジスタ93とに供給される。前記した端点アドレ
スレジスタ91の出力は補間アドレス演算器92に供給
されているが、前記した補間アドレス演算器92には、
シフトレジスタ93における第1番目の蓄積区分のアド
レス情報も与えられている。
Each of the signal processing units 4-1, 4-2,...
The address output of the center position of each pixel constituting the specific luminance boundary output from each contour line address list 8 in 4-n is output to each of the signal processing units 4-1, 4-2,. It is supplied to the square approximate address list 9. In FIG. 4 showing a specific configuration example of the polygon approximate address list 9, an input terminal 9 a has address information of the center position of each pixel constituting a specific luminance boundary output from the contour address list 8. Is entered. Then, the address information of the center position of each pixel constituting the specific luminance boundary supplied to the input terminal 9a of the polygon approximate address list 9 is supplied to the end point address register 91 and the shift register 93. The output of the end point address register 91 is supplied to the interpolation address calculator 92.
The address information of the first storage section in the shift register 93 is also given.

【0067】前記の補間アドレス演算器92では、既述
した各特徴点と補間直線との距離を簡略値に置き換えて
比較するために、今、画像の水平走査方向をXh軸、垂
直走査方向をYv軸としたときに、前記の各特徴点と前
記の水平走査方向Xh軸(または垂直走査方向Yv軸)
のアドレスにおける、前記の補間直線上における垂直走
査方向Yv軸のアドレス値(または水平走査方向Xh軸
のアドレス値)の比較を行なうためのアドレスを算出す
る。この対応軸の切換えは、前記の補間直線と水平走査
方向Xh軸との交差角度をもって行ない、1画素が正方
形であるという前提の下にその閾値を45度とする。す
なわち、前記の補間直線と水平走査方向Xh軸との交差
角度の絶対値が45度以下(または、それ以外)のとき
は、前記したシフトレジスタ93における第1番目の蓄
積区分に対して順次に入力されて、前記したシフトレジ
スタ93における順次の蓄積区分に対して順次に保持さ
れる等高線アドレス情報と、水平走査方向Xh軸(また
は垂直走査方向Yv軸)アドレスが対応する位置の補間
アドレス群(端点アドレスとシフトレジスタ93におけ
る第1番目の蓄積区分における順次のアドレス情報とに
よって算出したアドレス値)を補間アドレスとしてレジ
スタ94に供給する。
In the interpolation address calculator 92, the horizontal scanning direction of the image is now set to the Xh axis, and the vertical scanning direction is set to the vertical scanning direction in order to compare the distance between each of the above-described feature points and the interpolation straight line with a simplified value for comparison. When the Yv axis is set, each of the feature points and the Xh axis in the horizontal scanning direction (or the Yv axis in the vertical scanning direction)
The address for comparing the address value of the Yv axis in the vertical scanning direction (or the address value of the Xh axis in the horizontal scanning direction) on the interpolation straight line at the above address is calculated. The switching of the corresponding axis is performed at the intersection angle between the interpolation straight line and the horizontal scanning direction Xh axis, and the threshold value is set to 45 degrees on the assumption that one pixel is a square. That is, when the absolute value of the intersection angle between the interpolation straight line and the horizontal scanning direction Xh axis is 45 degrees or less (or other than 45 degrees), the first accumulation section in the shift register 93 is sequentially shifted. The contour address information which is input and is sequentially held for the successive storage sections in the shift register 93 and the interpolation address group at the position corresponding to the horizontal scanning direction Xh axis (or vertical scanning direction Yv axis) address ( The end point address and the sequential address information in the first accumulation section in the shift register 93 are supplied to the register 94 as an interpolation address.

【0068】そして、前記したシフトレジスタ93に順
次に記憶された順次の等高線画素アドレスとレジスタ9
4に順次に記憶された補間アドレスとは、図4に示され
ているように互いに対応するものが、比較抽出器C2,
C3…Cnに供給されている。前記した各比較抽出器C
2,C3…Cnでは、それに供給された等高線画素アドレ
スとレジスタ補間アドレスとを比較した結果として得ら
れる差の絶対値が、予め定められた値を超えた状態のと
きに、出力を特徴点アドレスレジスタ95に与えて、そ
の特徴点のアドレス値を特徴点アドレスレジスタ95に
記憶させる。それと同時に、前記の特徴点のアドレス値
を、新規の端点アドレス値として前記した端点アドレス
レジスタ91に与える。
Then, the sequential contour pixel addresses sequentially stored in the shift register 93 and the register 9 are stored.
The interpolation addresses sequentially stored in FIG. 4 are those corresponding to each other as shown in FIG.
C3... Cn. Each comparison extractor C described above
2, C3... Cn, when the absolute value of the difference obtained as a result of comparing the contour pixel address supplied thereto and the register interpolation address exceeds a predetermined value, the output is set to the feature point address. The address value of the feature point is given to the register 95 and stored in the feature point address register 95. At the same time, the address value of the feature point is given to the end point address register 91 as a new end point address value.

【0069】図4に例示されている多角形近似アドレス
リスト9における入力端子9aに、等高線アドレスリス
ト8から供給された特定輝度境界を構成する各画素の中
心位置のアドレス情報が、追跡開始点アドレス情報であ
って、多角形近似アドレスリスト9における動作が開始
されたとすると、前記した追跡開始点アドレス情報が端
点アドレスレジスタ91に記憶されると同時に、シフト
レジスタ93の第1の蓄積区分1にも記憶される。前記
した多角形近似アドレスリスト9には、前記した等高線
アドレスリスト8から出力された順次の等高線アドレス
群が供給されているから、前記のシフトレジスタ93の
各蓄積区分1,2,3…nにおける記憶内容が次々にシ
フトして行く。
The address information of the center position of each pixel constituting the specific luminance boundary supplied from the contour line address list 8 is input to the input terminal 9a in the polygon approximate address list 9 illustrated in FIG. Assuming that the operation in the polygon approximate address list 9 is started, the above-described tracking start point address information is stored in the end point address register 91 and at the same time is stored in the first storage section 1 of the shift register 93. It is memorized. The above-mentioned polygon approximate address list 9 is supplied with the sequential contour address group output from the above-mentioned contour address list 8, so that each of the storage sections 1, 2, 3,. The stored contents shift one after another.

【0070】しかし、前記した端点アドレスレジスタ9
1の記憶内容は、まだ変化していないので、補間アドレ
ス演算器92に前記したシフトレジスタ93における第
1番目の蓄積区分1から供給されているシフトレジスタ
93における第1番目の蓄積区分1の記憶内容だけが更
新された直線補間値アドレス群を出力する。前記のよう
に、一群の直線補間値アドレス群が出力される毎に、前
記直線の傾斜を考慮しながら、前記したシフトレジスタ
93における各蓄積区分1,2,…nと、水平(または
垂直)方向アドレスが対応する補間値アドレス群を、レ
ジスタ94の蓄積区分2,3,4…nに出力する。
However, the above-mentioned end point address register 9
1 has not yet changed, so that the interpolation address calculator 92 stores the first storage section 1 in the shift register 93 supplied from the first storage section 1 in the shift register 93 described above. A linear interpolation value address group in which only the contents are updated is output. As described above, each time a group of linear interpolation value addresses is output, each of the storage sections 1, 2,... N in the shift register 93 and the horizontal (or vertical) An interpolated value address group corresponding to the direction address is output to the accumulation sections 2, 3, 4,... N of the register 94.

【0071】前記したシフトレジスタ93における各蓄
積区分2,3,4…nと、レジスタ94の蓄積区分2,
3,4…nとの間に、それぞれ個別に設けられた比較抽
出器C2,C2,C3…Cnからは、各比較抽出器C2,C
2,C3…Cnに対して前記したシフトレジスタ93の各
蓄積区分2,3,4…nと、レジスタ94の蓄積区分
2,3,4…nとから個別に供給されている2つの入力
情報の差の絶対値(画面上では、等高線と補間直線との
距離に相当する)が、予め定められた閾値を超えた状態
における等高線アドレスの点を特徴点として、それを特
徴点アドレスレジスタ95に格納する。
Each of the storage sections 2, 3, 4,... N in the shift register 93 and the storage sections 2,
, C3,... Cn, respectively, from the comparison extractors C2, C2, C3.
2, C3... Cn, two pieces of input information individually supplied from the respective storage sections 2, 3, 4... N of the shift register 93 and the storage sections 2, 3, 4,. The absolute value of the difference (corresponding to the distance between the contour line and the interpolation straight line on the screen) exceeds the predetermined threshold value, and the point of the contour line address is used as a feature point. Store.

【0072】前記した多数の比較抽出器C2,C2,C3
…Cnの内の複数の比較抽出器から、同時に特徴点の情
報が出力された場合には、端点アドレスレジスタ91に
格納されていたアドレス値に近い側の等高線アドレス
を、新しい端点アドレスとして採用して、そのアドレス
値を特徴点アドレスレジスタ95に格納し、また、その
新しい端点アドレスを端点アドレスレジスタ91に格納
させる。前記の場合に複数の特徴点アドレスが消滅する
ことが生じても、それを特徴点アドレスとして復元する
必要はない。
The above-mentioned multiple comparison and extraction units C2, C2, C3
... When the feature point information is simultaneously output from a plurality of comparison / extractors in Cn, the contour line address closer to the address value stored in the endpoint address register 91 is adopted as a new endpoint address. Then, the address value is stored in the feature point address register 95, and the new endpoint address is stored in the endpoint address register 91. In the above case, even if a plurality of feature point addresses disappear, it is not necessary to restore them as feature point addresses.

【0073】図1に示されている各信号処理部4ー1,
4ー2…4ーnから個別に出力された各異なる輝度閾値
毎の特徴点アドレス群は、マルチプレクサ10を介して
符号化部及び送出部11に与えられるが、前記の符号化
部及び送出部11には、カラーメモリ3からマルチプレ
クサ10を介してクロマ信号成分も供給されており、前
記の符号化部及び送出部11では、それに供給された信
号に対して、例えば、ハフマン符号化等の公知高能率符
号化を行なって、伝送回線(または記録媒体)12を介
して受信側(または再生側)に伝送(または記録)す
る。
Each of the signal processing units 4-1 and 4-1 shown in FIG.
The feature point address group for each of the different luminance thresholds individually output from 4-2... 4-n is supplied to the encoding unit and the transmission unit 11 via the multiplexer 10. The chroma signal component is also supplied from the color memory 3 via the multiplexer 10 to the encoding unit 11. High-efficiency coding is performed and transmitted (or recorded) to the receiving side (or reproducing side) via the transmission line (or recording medium) 12.

【0074】なお、これまでに説明した実施例は、各異
なる輝度閾値毎の特徴点アドレス群の検出を、既検出の
特徴点画素から等高線{3次元的な輝度情報の場合には
等高面}に従って、ある方向に辿って行った画素との間
の仮想的直線に対して、前記した両画素間の画素で、あ
る閾値距離を越えた距離を示す画素を特徴点であると判
定するようにした場合についてのものであったが、本発
明の実施に当って、各異なる輝度閾値毎の特徴点アドレ
ス群の検出を、輝度関数の等輝度線(等高線){3次元的
な輝度情報の場合には等輝度面}の曲率の正負の極大点
の画素、または前記した等高線{3次元的な輝度情報の
場合には等高面}の曲がりが、予め定められた閾値角度
を越えている場合の画素を特徴点であると判定して、特
徴点を決定するようにしてもよく、等高線トレーサ7と
して図25について既述した構成態様の等高線トレーサ
7が用いられてもよい。
In the above-described embodiments, the detection of the feature point address group for each of the different brightness threshold values is performed based on the contour line from the detected feature point pixel and the contour plane in the case of three-dimensional brightness information. According to}, with respect to a virtual straight line between a pixel traced in a certain direction and a pixel between the two pixels, a pixel indicating a distance exceeding a certain threshold distance is determined to be a feature point. However, in the implementation of the present invention, the detection of the feature point address group for each different luminance threshold is performed by using the luminance function of the contour line (contour line) divided by the three-dimensional luminance information. In this case, the pixel at the local maximum point of the curvature of the isoluminance plane}, or the contour line described above, or the contour plane に は in the case of three-dimensional luminance information, exceeds a predetermined threshold angle. The pixel in that case is determined to be a feature point, and the feature point is determined. May be in, it may be contour tracer 7 configuration aspects already described for FIG. 25 is used as a contour tracer 7.

【0075】次に、本発明の多次元多値画像圧縮伸張方
式における伸張側のブロック図を参照して、原画像の輝
度関数を伸張復原する場合に関する説明を行なう。図5
における受信復号化器13では、伝送路(または記録媒
体)12によって、それに供給された高能率符号化され
ている信号を復号して、信号処理回路14ー1,14ー
2…14ーnに与える。伸張側に設けられている多数の
信号処理回路14ー1,14ー2,…14ーnは、図1
を参照して既述した本発明の多次元多値画像圧縮伸張方
式における圧縮側に設けられていた多数の信号処理部4
ー1,4ー2,…4ーnと対応して設けられているもの
であって、前記の各信号処理回路14ー1,14ー2,
…14ーnは、それぞれ異なる特定な輝度閾値を用いて
2値化された画像信号の画像処理のために使用されるの
である。前記した多数の信号処理回路14ー1,14ー
2,…14ーnの具体的な構成例は信号処理回路14ー
1中に示されている。
Next, a description will be given of a case where the luminance function of the original image is expanded and restored with reference to a block diagram on the expansion side in the multidimensional multi-valued image compression and expansion system of the present invention. FIG.
, 14-n decodes the highly efficient coded signal supplied thereto by the transmission path (or recording medium) 12 to the signal processing circuits 14-1, 14-2,..., 14-n. give. A number of signal processing circuits 14-1, 14-2,..., 14-n provided on the extension side
A large number of signal processing units 4 provided on the compression side in the multidimensional multilevel image compression / decompression system of the present invention described above with reference to FIG.
-1, 4-2,..., 4-n, and the signal processing circuits 14-1, 14-2,.
.. 14-n are used for image processing of an image signal binarized using different specific luminance thresholds. A specific configuration example of the above-mentioned many signal processing circuits 14-1, 14-2,..., 14-n is shown in the signal processing circuit 14-1.

【0076】前記した受信復号化器13では、既述した
本発明の多次元多値画像圧縮伸張方式における圧縮側に
設けられていた多数の信号処理部4ー1,4ー2,…4
ーnにおいて、それぞれ異なる特定な輝度閾値を用いて
2値化された画像信号について圧縮された高能率符号化
信号の内で、それぞれ特定な輝度閾値を用いて2値化さ
れた画像信号の高能率符号化信号を、それぞれ対応する
信号処理回路14ー1,14ー2,…14ーnに分配し
て供給している。前記した各信号処理回路14ー1,1
4ー2,…14ーnでは、それぞれ異なる特定な輝度閾
値を用いて2値化された画像信号について圧縮された高
能率符号化信号の内の特定な輝度閾値を用いて2値化さ
れた画像信号の高能率符号化信号についての信号処理を
行なうのであるが、各信号処理回路14ー1,14ー
2,…14ーnにおいて行なわれる信号処理動作は同様
なものであるから、以下の説明では信号処理回路14ー
1について具体的な説明を行なう。
In the above-mentioned reception decoder 13, a large number of signal processing units 4-1, 4-2,..., 4 provided on the compression side in the multi-dimensional multi-level image compression / expansion system of the present invention described above.
-N, among the high-efficiency coded signals compressed for the image signal binarized using the different specific luminance thresholds, the high-level of the image signal binarized using the specific luminance thresholds is used. The efficiency coded signals are distributed and supplied to the corresponding signal processing circuits 14-1, 14-2,..., 14-n. Each of the aforementioned signal processing circuits 14-1, 1
In 4-2,..., 14-n, the image signal binarized using the different specific luminance thresholds is binarized using the specific luminance threshold of the compressed high efficiency coded signal. The signal processing for the highly efficient coded signal of the image signal is performed. The signal processing operation performed in each of the signal processing circuits 14-1, 14-2,. In the description, the signal processing circuit 14-1 will be specifically described.

【0077】受信復号化器13から信号処理回路14ー
1に順次に供給される特徴点アドレスが、端点アドレス
レジスタ15と端点アドレスレジスタ16とに格納され
ると、前記の端点アドレスレジスタ15と端点アドレス
レジスタ16とから特徴点アドレスが、両端点アドレス
として多角形補間マスク生成器18に与えられる。前記
の多角形補間マスク生成器18では、それに与えられた
前記の2つの端点の直線補間画素のアドレスの算出を行
なって、そのアドレス値をマルチポートの局部画像メモ
リ17に指定輝度で記入する。
When the feature point addresses sequentially supplied from the reception decoder 13 to the signal processing circuit 14-1 are stored in the end point address register 15 and the end point address register 16, the end point address register 15 and the end point The feature point address is supplied from the address register 16 to the polygon interpolation mask generator 18 as both end point addresses. The polygon interpolation mask generator 18 calculates the address of the linearly interpolated pixel at the two end points given thereto, and writes the address value in the multi-port local image memory 17 with the designated luminance.

【0078】次に、受信復号化器13から信号処理回路
14ー1に新しい特徴点アドレスが供給されると、その
新しい特徴点アドレスが新しい端点アドレスとして端点
アドレスレジスタ15に格納されるとともに、それまで
に端点アドレスレジスタ15に格納されていた端点アド
レスが、端点アドレスレジスタ16に移されて格納され
る。それで、多角形補間マスク生成器18では、それに
与えられた前記の2つの端点の直線補間画素のアドレス
の算出を行なって、そのアドレス値をマルチポートの局
部画像メモリ17に指定輝度で記入する。多角形補間マ
スク生成器18では、受信復号化器13から信号処理回
路14ー1に対して新しい特徴点アドレスが供給される
度毎に、前記のような動作を行なって、次々の新補間線
を算出して、順次のアドレスを局部画像メモリ17に指
定輝度で記入する。
Next, when a new feature point address is supplied from the reception decoder 13 to the signal processing circuit 14-1, the new feature point address is stored in the endpoint address register 15 as a new endpoint address. The endpoint address previously stored in the endpoint address register 15 is moved to the endpoint address register 16 and stored. Then, the polygon interpolation mask generator 18 calculates the address of the linear interpolation pixel at the two end points given thereto, and writes the address value in the local image memory 17 of the multiport with the designated luminance. The polygon interpolation mask generator 18 performs the above-described operation each time a new feature point address is supplied from the reception decoder 13 to the signal processing circuit 14-1. Is calculated, and the sequential addresses are written in the local image memory 17 at the designated luminance.

【0079】そして、前記の補間線によって閉曲線を完
成させると、多角形補間マスク生成器18では、前記し
た局部画像メモリ17における前記の閉曲線の内部を指
定輝度で充当して特定輝度レベルのマスクを生成させ
る。このようにして、特定な輝度値毎の等輝度線を得る
ための閾値毎に、前記の等輝度線を境界とする明領域を
明記号で塗りつぶすとともに、前記の等輝度線を境界と
する暗領域を暗記号で塗りつぶして明暗2値記号による
マスクが作成できる。前記した各信号処理回路14ー
1,14ー2,…14ーnでは、それぞれ異なる特定な
輝度閾値を用いて2値化された画像信号について圧縮さ
れた高能率符号化信号の内のそれぞれ特定な輝度閾値を
用いて2値化された画像信号の高能率符号化信号につい
ての信号処理を行なうので、前記した各信号処理回路1
4ー1,14ー2,…14ーnにおいて行なわれる信号
処理動作によって、それぞれ異なる特定な輝度値毎の等
輝度線を境界とする明領域を明記号で塗りつぶすととも
に、前記の等輝度線を境界とする暗領域を暗記号で塗り
つぶした図6に例示されているような複数のマスクが生
成できる。
When the closed curve is completed by the above-mentioned interpolation line, the polygon interpolation mask generator 18 applies the inside of the closed curve in the local image memory 17 with the designated brightness to obtain a mask of a specific brightness level. Generate. In this manner, for each threshold value for obtaining an isoluminance line for each specific luminance value, a bright region having the above-described isoluminance line as a boundary is filled with a bright symbol, and a dark region having the above-mentioned isoluminance line as a boundary. A region can be filled with a dark sign to create a mask with a light and dark binary sign. Each of the signal processing circuits 14-1, 14-2,..., 14-n specifies a specific one of the high-efficiency coded signals compressed with respect to the binarized image signal using different specific luminance thresholds. Since the signal processing is performed on the high-efficiency coded signal of the binarized image signal using the appropriate luminance threshold, each of the signal processing circuits 1
By the signal processing operation performed in 4-1, 14-2,..., 14-n, the bright areas having the boundary of the equal luminance line for each different specific luminance value as a boundary are filled with a bright symbol, and A plurality of masks can be generated as illustrated in FIG. 6 in which a dark area as a boundary is filled with a dark symbol.

【0080】多角形補間マスク生成器18における前記
の作業が終了した後に、多値決定オペレータ19と、ス
ケルトン輝度決定器20が、前記した局部画像メモリ1
7の輝度面を、多値輝度化するように変更させるように
動作する。すなわち、既述のように、再現される画像の
品質の向上のために、輝度値の補間再現に当って、補間
端点の輝度値を、前記のような単純なカテゴリーの中間
値とすることなく、前記のマスクを閾値による輝度値の
大きさの順序に配列し、隣接するマスクの間の領域を、
前記した隣接する両マスクの閾値による輝度値の中間値
で塗りつぶした後に、各画素の輝度値が、前記の各画素
をそれぞれ中心画素とする周囲8画素の輝度値との関係
が、 (1)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値と等し
いときには、中心画素の輝度値を未定とする。 (2)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値より高
くないときには、中心画素の輝度値を(隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値−a)(ただし、aは正
の値)とする。 (3)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値より低
くないときには、中心画素の輝度値を(隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値+a)とする。 (4)周囲の画素の輝度値と中心画素の輝度値との関係
が、前記の(1)〜(3)の関係以外の場合には、隣接す
る両マスクの閾値による輝度値の中間値とする。 という前記の(1)〜(4)に示した条件の何れに該当
しているのかに応じて決定するようにして、再現される
画像の品質を向上できるようにするのである。
After the above operation in the polygon interpolation mask generator 18 is completed, the multi-level decision operator 19 and the skeleton luminance determiner 20 are connected to the local image memory 1 described above.
7 is operated to change the luminance plane to multi-value luminance. That is, as described above, in order to improve the quality of the reproduced image, the luminance value of the interpolation end point is not used as the intermediate value of the simple category as described above in the interpolation reproduction of the luminance value. , The masks are arranged in the order of the magnitude of the luminance value according to the threshold value, and the area between adjacent masks is
After filling with an intermediate value of the luminance values based on the threshold values of the two adjacent masks described above, the relationship between the luminance value of each pixel and the luminance values of eight surrounding pixels each having the pixel as a central pixel is as follows: When the brightness value of the surrounding pixels is equal to the brightness value of the center pixel, the brightness value of the center pixel is undecided. (2) When the luminance value of the surrounding pixels is not higher than the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is set to (the intermediate value of luminance values by the threshold values of both adjacent masks-a) (where a is a positive value). Value). (3) When the luminance value of the surrounding pixels is not lower than the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is set to (the intermediate value of luminance values by threshold values of both adjacent masks + a). (4) When the relationship between the brightness value of the surrounding pixels and the brightness value of the center pixel is other than the above-described relationships (1) to (3), the intermediate value between the brightness values of the threshold values of both adjacent masks and I do. This is determined according to which of the conditions (1) to (4) is satisfied, so that the quality of the reproduced image can be improved.

【0081】また、輝度値不定領域については領域中心
線(スケルトン)、すなわち、領域端部から等距離の点
群を抽出して、前記した領域中心線上の画素の輝度値を
隣接する両マスクの閾値による輝度値の中間値とするよ
うに(図13〜図16参照)スケルトン輝度決定器20
が動作して、決定した輝度値を前記した局部画像メモリ
17に記入する。多値決定オペレータ19と、スケルト
ン輝度決定器20とによる前記のような輝度決定作業が
終了すると、輝度補間面演算器21が輝度未定画素の輝
度値を、例えば図12の(a)中に「中間レベル」、
「中間輝度−」、「中間輝度+」として示してあるよう
な輝度値の関係にある輝度値に決定したり、あるいは領
域中心線上の画素の輝度値を隣接する両マスクの閾値に
よる輝度値の中間値とした後に、残された輝度値不定画
素の輝度値について、図19に示されているように、前
記した輝度値不定の画素pxの一定方向の両延長線端に
ある既知輝度の画素(p1,p2、あるいはp3,p4)の
輝度値と距離(L1,L2、あるいはL3,L4)とを用い
て1次補間法によって輝度値を決定したり、あるいは前
記した輝度値未定画素の輝度値を、輝度値未定の画素の
各異なる方向における各一定方向の直線の両延長線端に
ある既知輝度の画素の輝度値と距離とを用いて1次補間
法によって得た輝度値の平均値によって決定したり、も
しくは前記の残る輝度値未定画素の輝度値を、輝度値未
定の画素の近傍の輝度値が既知の3画素を用いて行なっ
た面補間値によって決定する。
In the case of the undefined brightness value area, a center line (skeleton) of the area, that is, a group of points equidistant from the end of the area is extracted, and the brightness value of the pixel on the center line of the area is determined by the two masks adjacent to each other. The skeleton luminance determiner 20 is set so as to set an intermediate value between the luminance values based on the threshold (see FIGS. 13 to 16).
Operates to write the determined brightness value in the local image memory 17 described above. When the above-described brightness determination operation by the multi-value determination operator 19 and the skeleton brightness determiner 20 is completed, the brightness interpolation plane calculator 21 calculates the brightness value of the undetermined brightness pixel, for example, as shown in FIG. Intermediate level ",
A luminance value having a luminance value relationship such as “intermediate luminance−” and “intermediate luminance +” is determined, or a luminance value of a pixel on the region center line is determined by a threshold value of two adjacent masks. As shown in FIG. 19, the pixels of known luminance at both ends of the extension line in the fixed direction of the above-mentioned pixel px of undetermined luminance value, as shown in FIG. The luminance value is determined by the primary interpolation method using the luminance value of (p1, p2, or p3, p4) and the distance (L1, L2, or L3, L4), or the luminance of the above-mentioned pixel whose luminance value is undetermined The average value of the luminance values obtained by the primary interpolation method using the luminance values and the distances of the pixels of the known luminance at both ends of the extension line of the straight line in each fixed direction in the different directions of the pixels whose luminance values are not determined Or the remaining luminance value as described above The luminance value of the undetermined pixel is determined by a surface interpolation value performed using three pixels whose luminance values near the pixel whose luminance value is undetermined are known.

【0082】各信号処理回路14ー1,14ー2,…1
4ーnで、それぞれ信号処理を行なって伸張された画像
信号は、画像メモリ22,23に格納される。前記した
2個の画像メモリ22,23は、お互いに順次交互に書
込み動作と読出し動作とを繰返すようにして動作してい
る。前記の画像メモリ22,23から読出された画像信
号は、映像信号発生器24によって、特定な走査標準の
テレビジョン方式に従う映像信号としてモニタ受像機2
5に供給されて、モニタ受像機の表示面上に再生画像が
表示される。
Each of the signal processing circuits 14-1, 14-2,..., 1
At 4-n, the image signals expanded by performing the signal processing are stored in the image memories 22 and 23. The two image memories 22 and 23 operate in such a manner that the writing operation and the reading operation are alternately and sequentially repeated. The image signals read from the image memories 22 and 23 are converted by the video signal generator 24 into video signals according to a specific scanning standard television system.
5 and the reproduced image is displayed on the display surface of the monitor receiver.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように、本発明の多次元多値画像圧縮伸張方式では、
画像の輝度関数における予め定められた特定輝度値毎に
画素の輪郭を追跡して得た特定輝度境界を構成する各画
素の中心位置に、特定等輝度線通過点座標を移動させ、
前記の特定等輝度線について特定な条件に合う特徴点を
求めて、前記した画像の特徴点の位置と輝度値とを、原
画像情報が高能率圧縮された情報として伝送,記録,画
像復原等に用いるようにしたので、従来、画素の輪郭を
追跡して得た特定輝度境界に基づいて再生像を得た場合
に、追跡方向に関して特定な側に1画素分の黒画素を生
じさせて画質の劣化を起こさせていた点は、本発明で特
定輝度値毎に画素の輪郭を追跡して得た特定輝度境界を
構成する各画素の中心位置に、特定等輝度線通過点座標
を移動させるようにしたことにより良好に改善でき、ま
た、特定等輝度線毎に得た特定な条件に合う画像の特徴
点の位置と輝度値との情報に高能率圧縮された情報を、
伸張して再生像を得るのに際して、特定な輝度値毎の等
輝度線を得るための閾値毎に、前記の等輝度線を境界と
する明領域を明記号で塗りつぶすとともに、前記の等輝
度線を境界とする暗領域を暗記号で塗りつぶして明暗2
値記号によるマスクを作成し、等輝度線(または等輝度
面)を多角形(または多角体)近似し、伸張に際して特
徴点を結ぶ直線によって多角形近似(または多角体近
似))された等輝度線(または等輝度面)における近傍
の複数の特徴点によって決定される補間面(または補間
立体)によって、特徴点以外の画素の輝度情報を決定す
る場合にも、等輝度線(または等輝度面)間で輝度順序
の逆転を生じることがなく、したがって、画像における
輝度分布に異常な状態を生じさせて画質の劣化を起こす
こともないのであり、さらに、前記した前記のマスクを
閾値による輝度値の大きさの順序に配列し、隣接するマ
スクの間の領域を、前記した隣接する両マスクの閾値に
よる輝度値の中間値で塗りつぶした後に、各画素の輝度
値が、前記の各画素をそれぞれ中心画素とする周囲8画
素の輝度値との関係が、 (1)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値と等し
いときには、中心画素の輝度値を未定とする。 (2)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値より高
くないときには、中心画素の輝度値を(隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値−a)(ただし、aは正
の値)とする。 (3)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値より低
くないときには、中心画素の輝度値を(隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値+a)とする。 (4)周囲の画素の輝度値と中心画素の輝度値との関係
が、前記の(1)〜(3)の関係以外の場合には、隣接す
る両マスクの閾値による輝度値の中間値とする。という
前記の(1)〜(4)に示した条件の何れに該当してい
るのかに応じて決定し、輝度値未定領域(輝度値不定領
域)については領域中心線(スケルトン)を抽出して、
前記した領域中心線上の画素の輝度値を隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値とした後に、なおも残る
輝度値未定画素(輝度値不定画素)の輝度値について
は、前記した輝度値未定の画素の一定方向の両延長線端
にある既知輝度の画素の輝度値と距離とを用いて1次補
間法によって輝度値を決定したり、あるいは前記した輝
度値未定画素の輝度値を、輝度値未定の画素の各異なる
方向における各一定方向の直線の両延長線端にある既知
輝度の画素の輝度値と距離とを用いて1次補間法によっ
て得た輝度値の平均値によって決定したり、もしくは前
記の残る輝度値未定画素の輝度値を、輝度値未定の画素
の近傍の輝度値が既知の3画素を用いて行なった面補間
値によって決定するようにして、大巾な画像情報の圧縮
が行なわれている状態の画像データから、多階調の再生
画像が得られるのであり、本発明によれが既述した従来
の問題点は良好に解決できる。
As apparent from the above description, the multi-dimensional multi-level image compression / expansion method of the present invention provides:
Move the specific isoluminance line passing point coordinates to the center position of each pixel constituting the specific luminance boundary obtained by tracking the contour of the pixel for each predetermined specific luminance value in the luminance function of the image,
A feature point that satisfies a specific condition for the specific isoluminance line is obtained, and the position and the brightness value of the feature point of the image are transmitted, recorded, restored, and the like as information obtained by efficiently compressing the original image information. Conventionally, when a reproduced image is obtained based on a specific luminance boundary obtained by tracing the contour of a pixel, a black pixel of one pixel is generated on a specific side with respect to the tracing direction. The point that caused the deterioration of the point is that the specific isoluminance line passing point coordinates are moved to the center position of each pixel constituting the specific luminance boundary obtained by tracking the contour of the pixel for each specific luminance value in the present invention. By doing so, it is possible to improve satisfactorily, and the information that has been efficiently compressed into the information of the position and the luminance value of the feature point of the image that meets the specific condition obtained for each specific isoluminance line,
When obtaining a reconstructed image by stretching, for each threshold value to obtain an isoluminance line for each specific luminance value, a bright area bordered by the isoluminance line is painted with a bright symbol, and the isoluminance line is The dark area bordered by is filled with a dark symbol to make it light and dark 2
Creates a mask using value symbols, approximates the isoluminance line (or isoluminance surface) to a polygon (or polygon), and approximates the polygon (or polygonal approximation) with a straight line connecting the feature points during expansion. Even when the luminance information of the pixels other than the characteristic points is determined by the interpolation plane (or the interpolation solid) determined by a plurality of nearby characteristic points on the line (or the equiluminance plane), ) Does not cause the luminance order to be inverted, and therefore, does not cause an abnormal state in the luminance distribution in the image to cause deterioration of the image quality. After the area between adjacent masks is filled with an intermediate value of the luminance values based on the threshold values of the two adjacent masks, the luminance value of each pixel is Between the luminance values of the surrounding eight pixels around the pixel, respectively, (1) the luminance values of the surrounding pixels, when equal to the luminance value of the center pixel, and undecided luminance value of the center pixel. (2) When the luminance value of the surrounding pixels is not higher than the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is set to (the intermediate value of luminance values by the threshold values of both adjacent masks-a) (where a is a positive value). Value). (3) When the luminance value of the surrounding pixels is not lower than the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is set to (the intermediate value of luminance values by threshold values of both adjacent masks + a). (4) When the relationship between the brightness value of the surrounding pixels and the brightness value of the center pixel is other than the above-described relationships (1) to (3), the intermediate value between the brightness values of the threshold values of both adjacent masks and I do. It is determined according to which of the conditions shown in the above (1) to (4) is satisfied, and a region center line (skeleton) is extracted for an undetermined brightness value region (unknown brightness value region). ,
After setting the luminance value of the pixel on the area center line as an intermediate value between the luminance values based on the threshold values of the two adjacent masks, the luminance value of the luminance value undetermined pixel (luminance value undetermined pixel) which remains is determined by the luminance value described above. The luminance value is determined by the primary interpolation method using the luminance value and the distance of the pixel of the known luminance at both ends of the extension line in the fixed direction of the undetermined pixel, or the luminance value of the luminance value undetermined pixel, The luminance value is determined by the average value of the luminance values obtained by the primary interpolation method using the luminance values and the distances of the pixels of the known luminance at both ends of the extension line of the straight line in the fixed direction in the different directions of the pixels for which the luminance value is not determined. Or the luminance value of the remaining luminance value undetermined pixel is determined by a surface interpolation value obtained by using three pixels whose luminance values in the vicinity of the pixel whose luminance value is undetermined are known. Compression of From the image data is than a multi-tone reproduction image is obtained, according to the present invention are conventional problems described above can be satisfactorily solved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の多次元多値画像圧縮伸張方式における
圧縮側のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram on the compression side in a multidimensional multilevel image compression / expansion method of the present invention.

【図2】圧縮側の信号処理部における所定の輝度レベル
情報の抽出部の構成例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a predetermined luminance level information extraction unit in a compression-side signal processing unit.

【図3】圧縮側の信号処理部における等高線トレーサの
構成例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a contour tracer in a compression-side signal processing unit.

【図4】圧縮側の信号処理部における多角形近似アドレ
スリストのブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a polygon approximate address list in a signal processing unit on the compression side.

【図5】本発明の多次元多値画像圧縮伸張方式における
伸張側のブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram on the decompression side in the multi-dimensional multi-level image compression / decompression method of the present invention.

【図6】閾値を異にする輝度値のマスクの説明のための
平面図である。
FIG. 6 is a plan view for explaining a mask of luminance values having different threshold values.

【図7】画像の各画素の輝度値の分布図である。FIG. 7 is a distribution diagram of luminance values of each pixel of an image.

【図8】画像中の1つの画素の輝度値と、前記の1つの
画素の周囲8画素の輝度値との関係によって定められる
4つの状態を説明するために用いられる平面図である。
FIG. 8 is a plan view used to explain four states defined by the relationship between the luminance value of one pixel in an image and the luminance values of eight pixels surrounding the one pixel.

【図9】画像の各画素の輝度値の分布図である。FIG. 9 is a distribution diagram of luminance values of respective pixels of an image.

【図10】画像中の1つの画素の輝度値と、前記の1つ
の画素の周囲8画素の輝度値との関係によって定められ
る特定な状態を説明するために用いられる立体図であ
る。
FIG. 10 is a three-dimensional diagram used to explain a specific state determined by the relationship between the luminance value of one pixel in an image and the luminance values of eight pixels surrounding the one pixel.

【図11】画像伸張を説明するために用いられる図であ
る。
FIG. 11 is a diagram used to explain image expansion.

【図12】閾値を異にする輝度値のマスクと、中間レベ
ル、高レベル、低レベルの説明のための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining masks of luminance values having different threshold values and intermediate levels, high levels, and low levels.

【図13】画像中の特定な条件の各画素の輝度値の分布
例図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a distribution example of luminance values of pixels under specific conditions in an image.

【図14】画像中のスケルトンの分布例図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a distribution example of a skeleton in an image.

【図15】画像中の特定な条件の各画素の輝度値の分布
例図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a distribution example of luminance values of pixels under specific conditions in an image.

【図16】伸張過程の再生画像の各画素の輝度値の分布
例図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a distribution example of luminance values of respective pixels of a reproduced image in a decompression process.

【図17】伸張過程の再生画像の各画素の輝度値の分布
例図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a distribution example of luminance values of pixels of a reproduced image in a decompression process.

【図18】伸張された再生画像の各画素の輝度値の分布
例図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a distribution example of luminance values of each pixel of an expanded reproduced image.

【図19】未知の画素の輝度値の決定例を説明するのに
用いられる図である。
FIG. 19 is a diagram used to explain an example of determining a luminance value of an unknown pixel.

【図20】圧縮の対象とされる2値画像を例示した平面
図である。
FIG. 20 is a plan view illustrating a binary image to be compressed;

【図21】圧縮の対象とされる2値画像の輪郭を示す平
面図である。
FIG. 21 is a plan view showing the outline of a binary image to be compressed.

【図22】圧縮の対象とされる2値画像の輪郭が画素中
心を通過するように移動させた状態を示す平面図であ
る。
FIG. 22 is a plan view showing a state in which the outline of a binary image to be compressed has been moved so as to pass through the pixel center.

【図23】圧縮の対象とされる2値画像の多角形近似を
説明するための平面図である。
FIG. 23 is a plan view for explaining polygon approximation of a binary image to be compressed.

【図24】伸張された再生2値画像の画素分布を例示し
ている平面図である。
FIG. 24 is a plan view illustrating a pixel distribution of an expanded reproduced binary image.

【図25】等高線トレ−サの構成例を示すブロック図で
ある。
FIG. 25 is a block diagram illustrating a configuration example of a contour tracer.

【図26】輝度等高線の検出法と特徴点の決定法との説
明に用いられる図である。
FIG. 26 is a diagram used to explain a method of detecting a luminance contour line and a method of determining a feature point.

【図27】輝度関数再生の説明のための図である。FIG. 27 is a diagram for describing reproduction of a luminance function.

【図28】輝度関数再生の説明のための図である。FIG. 28 is a diagram for describing reproduction of a luminance function.

【図29】輝度関数再生のための面補間動作の説明のた
めの図である。
FIG. 29 is a diagram illustrating a surface interpolation operation for reproducing a luminance function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…多次元多値画像圧縮伸張の対象にされる画像信号の
信号源、2…アナログデジタル変換部、3…カラーメモ
リ、4ー1〜4ーn…信号処理部、5…所定の輝度レベ
ル情報の抽出部、6…2値メモリ、7…等高線トレー
サ、8…等高線アドレスリスト、9…多角形近似アドレ
スリスト、10…マルチプレクサ、11…符号化部及び
送出部、12…伝送回線(または記録媒体)、13…受
信復号化器、14ー1,14ー2〜14ーn…信号処理
回路、15,16,91…端点アドレスレジスタ、17
…局部画像メモリ、18…多角形補間マスク生成器、1
9…多値決定オペレータ、20…スケルトン輝度決定
器、21…輝度補間面演算器、22,23,27…画像
メモリ、24…映像信号発生器、25…モニタ受像機、
28〜30…アドレス発生器、31〜33…輝度判定
器、34〜36…輝度値発生部、37〜39,93,9
4…シフトレジスタ、40〜42…特徴点判定器、43
…整列回路、71…判定器、92…補間アドレス演算
器、95…特徴点アドレスレジスタ、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Signal source of the image signal to be subjected to multi-dimensional multi-valued image compression / decompression, 2 ... Analog-to-digital conversion unit, 3 ... Color memory, 4-1 to 4-n ... Signal processing unit, 5 ... Predetermined luminance level Information extraction unit, 6 binary memory, 7 contour line tracer, 8 contour line address list, 9 approximate polygon address list, 10 multiplexer, 11 encoding unit and transmission unit, 12 transmission line (or recording) 13) reception decoder, 14-1, 14-2 to 14-n ... signal processing circuit, 15, 16, 91 ... end point address register, 17
... local image memory, 18 ... polygon interpolation mask generator, 1
9: Multi-value decision operator, 20: Skeleton luminance determiner, 21: Luminance interpolation plane calculator, 22, 23, 27: Image memory, 24: Video signal generator, 25: Monitor receiver,
28-30: Address generator, 31-33: Brightness determiner, 34-36: Brightness value generator, 37-39, 93, 9
4 ... shift register, 40 to 42 ... feature point determiner, 43
... alignment circuit, 71 ... determiner, 92 ... interpolation address calculator, 95 ... feature point address register,

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 9/00 - 9/40 H04N 1/41 - 1/419 H04N 7/24 - 7/68Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G06T 9/00-9/40 H04N 1/41-1/419 H04N 7/24-7/68

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 画像の輝度関数における予め定められた
特定輝度値毎に設定された等輝度線について特定な条件
に合う特徴点を求めて、前記した画像の特徴点の位置と
輝度値とを伝送,記録,画像復原に用いるようにした多
次元多値画像圧縮伸張方式において、圧縮に際して特定
な輝度値の画素の輪郭を追跡して得た特定輝度境界を構
成する各画素の中心位置に、特定等輝度線通過点座標を
移動させるようにした多次元多値画像圧縮伸張方式。
1. A feature point that satisfies a specific condition with respect to an equal luminance line set for each predetermined specific luminance value in a luminance function of an image is obtained, and the position of the characteristic point of the image and the luminance value are determined. In the multi-dimensional multi-level image compression / expansion method used for transmission, recording, and image restoration, the center position of each pixel constituting a specific luminance boundary obtained by tracing the contour of a pixel having a specific luminance value at the time of compression. A multidimensional multilevel image compression / expansion method in which the coordinates of a specific isoluminance line passing point are moved.
【請求項2】 画像の輝度関数における予め定められた
特定輝度値毎に設定された等輝度線について特定な条件
に合う特徴点を求めて、前記した画像の特徴点の位置と
輝度値とを伝送,記録,画像復原に用いるようにした多
次元多値画像圧縮伸張方式において、伸張に際して、特
定な輝度値毎の等輝度線を得るための閾値毎に、前記の
等輝度線を境界とする明領域を明記号で塗りつぶすとと
もに、前記の等輝度線を境界とする暗領域を暗記号で塗
りつぶして明暗2値記号によるマスクを作成する多次元
多値画像圧縮伸張方式。
2. Finding a characteristic point that meets a specific condition for an isoluminance line set for each predetermined specific luminance value in a luminance function of an image, and determining a position of the characteristic point of the image and a luminance value. In the multi-dimensional multi-level image compression / expansion method used for transmission, recording, and image restoration, at the time of decompression, the above-mentioned equi-luminance line is used as a boundary for each threshold for obtaining an iso-luminance line for each specific luminance value. A multi-dimensional multi-level image compression / expansion method in which a bright area is painted with a bright symbol, and a dark area bordered on the isoluminance line is painted with a dark symbol to create a mask using a bright / dark binary symbol.
【請求項3】 画像の輝度関数における予め定められた
特定輝度値毎に設定された等輝度線について特定な条件
に合う特徴点を求めて、前記した画像の特徴点の位置と
輝度値とを伝送,記録,画像復原に用いるようにした多
次元多値画像圧縮伸張方式において、伸張に際して、特
定な輝度値毎の等輝度線を得るための閾値毎に、前記の
等輝度線を境界とする明領域を明記号で塗りつぶすとと
もに、前記の等輝度線を境界とする暗領域を暗記号で塗
りつぶして明暗2値記号によるマスクを作成し、前記の
マスクを閾値による輝度値の大きさの順序に配列し、隣
接するマスクの間の領域を、前記した隣接する両マスク
の閾値による輝度値の中間値で塗りつぶした後に、各画
素の輝度値が、前記の各画素をそれぞれ中心画素とする
周囲8画素の輝度値との関係が、 (1)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値と等し
いときには、中心画素の輝度値を未定とする、 (2)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値より高
くないときには、中心画素の輝度値を「隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値−a」(ただし、aは正
の値)とする、 (3)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値より低
くないときには、中心画素の輝度値を「隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値+a」とする、 (4)周囲の画素の輝度値と中心画素の輝度値との関係
が、前記の(1)〜(3)の関係以外の場合には、隣接す
る両マスクの閾値による輝度値の中間値とする、という
前記の(1)〜(4)に示した条件の何れに該当してい
るのかに応じて決定し、輝度値未定領域については領域
中心線を抽出して、前記した領域中心線上の画素の輝度
値を隣接する両マスクの閾値による輝度値の中間値とす
る多次元多値画像圧縮伸張方式。
3. A feature point that meets a specific condition with respect to an isoluminance line set for each predetermined specific luminance value in a luminance function of an image is obtained, and the position of the characteristic point and the luminance value of the image are determined. In the multi-dimensional multi-level image compression / expansion method used for transmission, recording, and image restoration, at the time of decompression, the above-mentioned equi-luminance line is used as a boundary for each threshold for obtaining an iso-luminance line for each specific luminance value. A bright area is painted with a bright symbol, and a dark area bordered by the isoluminance line is painted with a dark symbol to create a mask with a bright / dark binary symbol. After arranging and filling the area between adjacent masks with an intermediate value of the luminance values based on the threshold values of the two adjacent masks, the luminance value of each pixel is changed to the surrounding 8 with each pixel as a central pixel. Pixel luminance value (1) When the luminance value of the peripheral pixel is equal to the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is undecided. (2) The luminance value of the peripheral pixel is the luminance of the central pixel. When the brightness value is not higher than the value, the brightness value of the center pixel is set to “the intermediate value of brightness values based on the threshold values of both adjacent masks−a” (where a is a positive value). When the luminance value is not lower than the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is set to “the intermediate value of luminance values by the threshold values of both adjacent masks + a”. (4) The luminance value of peripheral pixels and the luminance value of the central pixel If the relationship is other than the relationships (1) to (3) above, the intermediate value of the luminance values based on the threshold values of both adjacent masks is set to the above (1) to (4). It is determined according to which of the conditions is satisfied. Extracted and multidimensional multi-valued image compression and decompression method of an intermediate value of the luminance value by the threshold of both the mask adjacent the luminance values of the pixels of the regions centerline.
【請求項4】 画像の輝度関数における予め定められた
特定輝度値毎に設定された等輝度線について特定な条件
に合う特徴点を求めて、前記した画像の特徴点の位置と
輝度値とを伝送,記録,画像復原に用いるようにした多
次元多値画像圧縮伸張方式において、伸張に際して、特
定な輝度値毎の等輝度線を得るための閾値毎に、前記の
等輝度線を境界とする明領域を明記号で塗りつぶすとと
もに、前記の等輝度線を境界とする暗領域を暗記号で塗
りつぶして明暗2値記号によるマスクを作成し、前記の
マスクを閾値による輝度値の大きさの順序に配列し、隣
接するマスクの間の領域を、前記した隣接する両マスク
の閾値による輝度値の中間値で塗りつぶした後に、各画
素の輝度値が、前記の各画素をそれぞれ中心画素とする
周囲8画素の輝度値との関係において、 (1)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値と等し
いときには、中心画素の輝度値を未定とする、 (2)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値より高
くないときには、中心画素の輝度値を「隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値−a」(ただし、aは正
の値)とする、 (3)周囲の画素の輝度値が、中心画素の輝度値より低
くないときには、中心画素の輝度値を「隣接する両マス
クの閾値による輝度値の中間値+a」とする、 (4)周囲の画素の輝度値と中心画素の輝度値との関係
が、前記の(1)〜(3)の関係以外の場合には、隣接する
両マスクの閾値による輝度値の中間値とする、という前
記の(1)〜(4)に示した条件の何れに該当している
のかに応じて再決定し、輝度値未定領域については領域
中心線を抽出して、前記した領域中心線上の画素の輝度
値を隣接する両マスクの閾値による輝度値の中間値と
し、残る輝度値未定画素の輝度値については、前記した
輝度値未定の画素の一定方向の両延長線端にある既知輝
度の画素の輝度値と距離とを用いて1次補間法によって
輝度値を決定する多次元多値画像圧縮伸張方式。
4. A feature point that meets a specific condition with respect to an isoluminance line set for each predetermined specific luminance value in a luminance function of an image is determined, and the position of the characteristic point and the luminance value of the image are determined. In the multi-dimensional multi-level image compression / expansion method used for transmission, recording, and image restoration, at the time of decompression, the above-mentioned equi-luminance line is used as a boundary for each threshold for obtaining an iso-luminance line for each specific luminance value. A bright area is filled with a bright sign, and a dark area with the above-mentioned equal luminance line as a boundary is filled with a dark sign to create a mask with a light / dark binary sign. After arranging and filling the area between the adjacent masks with an intermediate value of the luminance values based on the threshold values of the two adjacent masks, the luminance value of each pixel is changed to the surrounding 8 with each pixel as a central pixel. Pixel luminance value (1) When the luminance value of the peripheral pixel is equal to the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is undecided. (2) The luminance value of the peripheral pixel is the luminance of the central pixel. If the luminance value is not higher than the value, the luminance value of the center pixel is set to “the intermediate value of luminance values based on the threshold values of both adjacent masks−a” (where a is a positive value). When the luminance value is not lower than the luminance value of the central pixel, the luminance value of the central pixel is set to “the intermediate value of luminance values by the threshold values of both adjacent masks + a”. (4) The luminance value of peripheral pixels and the luminance value of the central pixel Is different from the above-mentioned relations (1) to (3), an intermediate value between the luminance values based on the threshold values of both adjacent masks is shown in the above (1) to (4). It is determined again according to which of the conditions is met. The core wire is extracted, and the luminance value of the pixel on the region center line is set as an intermediate value between the luminance values based on the threshold values of the two adjacent masks. The luminance value of the remaining luminance value undetermined pixel is the luminance value undetermined pixel. A multi-dimensional multi-valued image compression / expansion method for determining a luminance value by a primary interpolation method using a luminance value and a distance of a pixel having a known luminance at both ends of an extension line in a certain direction.
【請求項5】 残る輝度値未定画素の輝度値を、輝度値
未定の画素の各異なる方向における各一定方向の直線の
両延長線端にある既知輝度の画素の輝度値と距離とを用
いて1次補間法によって得た輝度値の平均値によって決
定する請求項4の多次元多値画像圧縮伸張方式。
5. A luminance value of a remaining luminance value undetermined pixel is determined using a luminance value and a distance of a known luminance pixel at both ends of a straight line in a fixed direction in each of different directions of the luminance value undetermined pixel. 5. The multi-dimensional multi-level image compression / expansion method according to claim 4, wherein the multi-level image compression / expansion is determined by an average value of luminance values obtained by a primary interpolation method.
【請求項6】 残る輝度値未定画素の輝度値を、輝度値
未定の画素の近傍の輝度値が既知の3画素を用いて行な
った面補間値によって決定する請求項4の多次元多値画
像圧縮伸張方式。
6. The multidimensional multivalued image according to claim 4, wherein the luminance value of the remaining luminance value undetermined pixel is determined by a surface interpolation value using three pixels whose luminance values near the luminance value undetermined pixel are known. Compression and expansion method.
【請求項7】 隣接するマスクの閾値の間隔をdとした
ときに、a=d/3とした請求項3または請求項4のい
ずれかの多次元多値画像圧縮伸張方式。
7. The multi-dimensional multi-level image compression / expansion method according to claim 3, wherein a = d / 3, where d is an interval between threshold values of adjacent masks.
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