JPH01288087A - 限定色画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は限定色画像処理装置、特に複数の画素からなり
、画素値としてＲＧＢ値ではなく代表色を示すコード情
報を有する限定色画像であるカラー画像処理装置に関し
、画素補間処理の改良に関するものである。

［従来の技術］ 近年、各種の画像処理装置が、遠隔監視、更にはテレビ
電話として実用化されている。そして、この様な画像処
理装置においては、伝送するデータ量をできるだけ減ら
すこと、伝送される画像の内容が伝送の早い段階で判別
できることが要求される。

そのために、画像情報の圧縮方法として、各種の高能率
符号化方式や階層的伝送方式が実用化され、この様な方
式の一つに、送信側であらかじめ送信画素数を減らして
伝送し、受信側では伝送されてきた画素値を用いて画素
補間を行う方式がある。

そして、上述のような画素補間方式は、画素数を１／２
に間引いて伝送すればそれだけでデータ量を半減できる
という効果を有する。

しかも、画素を間引く際には、人間の視覚特性を考慮し
て視覚的にあまり敏感ではない斜め方向の解像度のみを
低下させる様なサンプリングパターンにしたがって画素
を間引く用に構成すれば、視覚的違和感が少なく、使用
者に画質劣化を感じさせない画像を再生できる。

以下、従来の画像補間処理を図面に基づいて説明する。

第５図には「画像の情報処理」　（コロナ社、榎本肇編
著ｐｐ、１３１−１３３）に開示された画像補間装置の
概略構成が示されており、第６図には画素のサンプリン
グパターンが示されている。

第５図に示されるように、該装置は、第４図に示された
サンプリングパターンにしたがって画素サンプリングさ
れた画素値を装置内に人力する画像入力手段（１１）と
、該入力した画素値を記憶する画像記憶手段（以下、画
像メモリ）（１２）と、３本分の水平映像ラインの我草
を記憶するラインメモリ　（３１）と、前記サンプリン
グパターンに対応した補間フィルタ（３２）と、内挿画
素の画素値を計算するたたみ込み演算部（３３）と、補
間した画像情報の表示を行うデイスプレィ（１８）と、
からなっている。

次に、本装置の動作に付いて説明する。

まず、画像入力手段（１１）より、サンプリングされた
画素値を入力する。このとき、第４図に示されるＯ印（
ｂｓ　Ｃｓ　ｄｓ　ｅ等）は画素値が入力された実画素
であり、Ｘ印（ａ等）は間引かれた内挿画素である。

そして、入力した画素値を画像メモリ（１２）に書き込
む。このとき、該画像メモリ（１２）には内挿画素の位
置には０が書き込まれる。

そして、補間処理、すなわち、前記内挿画素の画素値を
算出するために、ラインメモリ（３１）に、前記画像メ
モリ（１２）の３ライン分毎に画像メモリ（１２）の内
容が読み込まれる。

次に、ラインメモリ（３１）にて読み出された実画素の
画素値に基づき、該画素値と補間フィルタ（３２）との
たたみ込み演算がたたみ込み演算装置（３３）によって
実行される。

そして、その結果は画像メモリ（１２）に書き込まれる
。

すなわち、たたみ込み演算装置（３３）にて、補間フィ
ルタ（３２）を用いて、内挿画素ａの画素値は（１）式
のように求められる。

ａ＝　（ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）／４　　　　　　　　（１）
また、実画素画素（ｂ％Ｃ％ｄ、ｅ）の値は変更されな
い。

そして、上述のようなのたたみ込み演算が画像全体につ
いて実行された結果、即ち補間された画像は、サブサン
プリングされる前の画像に近似した画像となり、デイス
プレィ（１８）によって表示される。

従来の画像補間装置は上記の様に構成され、間引かれた
画素が実画素から補間される様になっている。

また、カラー画像の場合にはＲＧＢ３枚の画像について
上記の補間処理を実行することによりカラー画像補間装
置が構成できる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように従来の画像補間装置は、画素値の相関性を
利用しているものである。

すなわち、画素値が輝度レベルを表しており、局所的に
はその値は大きく変化しないことを利用して、内挿画素
（ａ）、をその周囲にある実画素（ｂ％ｃ、ｄ、ｅ等）
によりたたみ込み演算、すなわち、 ａ−ｃｏｎｖ　（ｂ、ｃ、ｄ％ｅ−旧・−＞　　　　（
２）によって線形補間（例えば、前記（１）のような補
間）することにより、求めている。

しかしながら、従来の画素補間装置においては、画素値
として輝度ではなく代表色を示すコード情報を持つ限定
色画像では、画素間引きされた画像の画素補間に前述の
ような線形補間を適用することができないという問題点
があった。

本発明は、上記問題点を解決することを課題として成さ
れたものであり、所望のサンプリングパターンにしたが
って画素間引きされた限定色画像の画素補間を行うこと
ができる限定色画像処理装置を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 第１請求項係る限定色画像処理装置は、限定色サンプリ
ング画像の実画素間に間引かれた画素を内挿する画素補
間手段であって、内挿画素の周囲に位置する複数の実画
素からなる実周辺画素の各代表色の発生頻度を計数し、
内挿画素の画素値を前記実周辺画素の最大発生開度を有
する代表色コードとする画素補間手段を設け、サンプリ
ングされた限定色画像の画素補間を行うものである。

第２請求項係る限定色画像処理装置は、限定色サンプリ
ング画像の実画素間に間引かれた画素を内挿する画素補
間手段であって、内挿画素と該内挿画素の周囲に位置す
る各実画素との距離によって各代表色を重み付けして、
内挿画素の画素値である補間色を算出し、該補間色と最
も近似する代表色を内挿画素の画素値とする画素補間手
段を設け、サンプリングされた限定色画像の画素補間を
行うものである。

［作用］ 請求項１の発明によれば、内挿画素の周辺の実画素の画
素値の統計的性質を測定し、該統計的性質に基づいて周
辺の画素値（代表色）から内挿画素の画素値を選択出力
することにより、限定色画像の画素補間を行う。

次に、第２請求項の発明によれば、内挿画素と該内挿画
素の周囲に位置する各実画素との距離によって各代表色
を重み付けして、内挿画素の画素値である補間色を算出
し、該補間色と最も近似する代表色を内挿画素の画素値
として出力することにより、限定色画像の画素補間を行
う。

［実施例］ 以下、本発明に係る限定画像処理装置の好適な実施例を
図面に基づいて説明する。

第１図には第１請求項の発明に係る限定色画像処理装置
の好適なの実施例が示すされている。

なお、図中、第５図従来例と同一部分には同一符号を付
し、説明を省略する。

そして、第１図に示されるように、本実施例による限定
色画像処理装置は、あらかじめ定められたサンプリング
パターン（例えば第６図に示されるようなサンプリング
パターン）にしたがってサンプリングされた限定色サン
プリング画像情報を装置内に入力する画像入力手段（１
１）と、入力した画像情報を記憶する画像メモリ（１２
）と、前記限定色サンプリング画像に適用された代表色
コードと該代表色コードに対応した代表色のＲＧＢ信号
を記憶する代表色メモリ（１３）と、前記限定色サンプ
リング画像の実画素間に間引がれた画素を内挿する画素
捕間手段（１７）と、該画素補間手段（１７）にて画素
補間された限定色画像を表示するデイスプレィ（１８）
と、がらなっている。

そして、本発明の特徴事項は前記画素補間手段（１７）
であって、該画素補間手段（１７）は、内挿画素の画素
値（代表色コード）を決定するために、内挿画素の周囲
に位置する複数の実画素からなる実周辺画素の各画素値
（代表色コード）を読み出す画像切り出し手段（１４）
と、前記実周辺画素の各代表色の発生頻度を計数する頻
度計数手段（１５）と、前記実周辺画素の代表色がら最
大発生頻度を有する代表色を抽出して内挿画素の画素値
とする最大頻度画素抽出手段（１６）と、からなってい
る。

したがって、該画素補間手段（１７）によれば、実周辺
画素の各代表色の中から、統計的性質に基づいた内挿画
素の画素値に相応しい代表色が選択出力される。

次に、該限定色画像処理装置の動作について説明する。

まず、前記画像入力手段（１１）は、限定サンプリング
画像を入力し、該入力した画像情報を前記画像メモリ（
１２）に出力する。

そして、前記画像メモリ（１２）は、画素値が人力され
た実画素の位置には入力した画素値を記憶し、間引かれ
た画素の位置には内挿画素を示すコード、例えば“０”
を書き込み記憶する。このとき、前記画像メモリ（１２
）に記憶されることにより、実画素間に画素が内挿され
ることになる。

次に、画像切り出し手段（１４）は、内挿画素の周辺の
複数の実画素のからなる画像を切り出す。

すなわち、第５図のサンプリングパターンの場合には実
画素す、、Ｃ５ｄｓ　ｅが切り出されることになる。

そして、頻度計数手段（１５）にて、前記切り出された
実画素の画素値から、実周辺画素中の各代表色の発生開
度を計数し、前記最大頻度画素抽出手段（１６）に出力
する。

次に、最大頻度画素抽出手段（１６）は、前記頻度計数
手段の出力に基づいて実周辺画素中の発生頻度が最大で
ある画素値（代表色）を抽出し、該抽出された画素値を
内挿画素の画素値として前記画像メモリ（１２）へ出力
する。

そして、画素補間手段（１７）は、画像メモリ（１２）
の内挿画素全てに対して、上記のような一画素補間処理
を行う。

一方、前記画像人力手段（１１）は、人力した限定色サ
ンプリング画像を構成する代表色コードと、該代表色コ
ードに対応したＲＧＢ信号で示された代表色と、を代表
色格納手段（１３）に格納する。

そして、画素補間終了後、前記デイスプレィ（１８）は
、画像メモリ（１２）に記憶された各画素値を順に、前
記代表色格納手段（１３）を介してＲＧＢ信号で読出し
、該読出したＲＧＢ信号に基づいて画像表示を行う。

なお、本実施例においては、内挿画素の実周辺画素の画
素値の読出し手段としてに画像切り出し手段（１４）を
用いた例を示したが、従来例で示されたラインメモリ（
３１）を用いても同様の効果を奏する。

また、内挿画素の実周辺画素の画素値の読出し手段は、
実際には特別なハードウェアを必要とせず、間引かれた
画素の周辺に位置する実画素の画素値を読み出す手段で
あれば、本実施例と同様の効果を奏する。

次に、第１請求項の発明による他の実施例を説明する。

第２図には他の実施例による限定色画像処理装置のシス
テム構成が示されている。

第２図に示されるように、該装置は、第１図実施例に示
された画像人力手段として通信ポート（２１）を適用し
、代表色格納手段（１３）として、代表色を格納すると
ともに画像メモリ（１２）より読み出された代表色コー
ドをＲＧＢ信号に変換出力するカラーマツプ（２２）を
適用したものである。

更に、該装置は、前記補間手段（１７）として、ＣＰＵ
（２３）を適用しており、該ＣＰＵ（２３）は、メモリ
（２４）に格納された制御プログラムにしたがって上述
の測索補間処理、すなわち内挿画素周辺の実画素の代表
色を計数する頻度計数、最大開度画素値の抽出とその画
素値の画像メモリ（１２）への書き込みを実行するとと
もに、各種装置の制御を行う。

したがって、第２図のように装置を構成しても、第１図
実施例と同様の効果を得る。

すなわち、第１図及び第２図実施例によれば、内挿画素
の画素値を実周辺画素の頻度分布に基づいて補間するの
で、該内挿画素値は画像の局所的な相関性からみて極め
てふされしい値になる。

次に、第２請求項に示された発明の詳細な説明する。

第３図には第２請求項の発明による限定色画像処理装置
の一実施例が示されている。

同図に示されるように、本実施例の特徴事項は、画像メ
モリ（１２）と、画像切り出し手段（１４）と、補間色
算出手段（１５ａ）と、補間代表色抽出手段（１６ａ）
と、画素補間手段（１７）と、を設け、内挿画素と該内
挿画素の周囲に位置する各実画素との距離によって各代
表色を重み付けして、内挿画素の画素値である補間色を
算出し、該補間色と最も近似する代表色を内挿画素の画
素値とすることである。

そして、前記画像切り出し手段（１４）は、内挿画素の
周囲に位置する各実画素の画素値を読み出す手段である
。

前記補間色算出手段（１５ａ）は、前記画像切り出し手
段にて読み出された実周辺画素の各代表色をＲＧＢ信号
に変換した後、各代表色を内挿画素と各実画素との距離
によって、重み付けして、内挿画素の画素値である補間
色を算出する手段である。

そして、補間色代表色抽出手段（１６ａ）は、前記算出
された補間色と最も近似する代表色を抽出する。

また、前記画素補間手段（１７）は、前記補間色抽出手
段（１６ａ）の出力結果を内挿画素の画素値として画像
メモリ（１２）に書き込む手段である。

次に、本実施例の動作について説明する。

まず、前記画像人力手段（１１）は、限定サンプリング
画像を入力し、該入力した画像情報を前記画像メモリ（
１２）に出力する。

そして、前記画像メモリ（１２）は、画素値が人力され
た実画素の位置には入力した画素値を記憶し、間引かれ
た画素の位置には内挿画素を示すコード、例えば“０”
を書き込み記憶する。このとき、前記画像メモリ（１２
）に記憶されることにより、実画素間に画素が内挿され
ることになる。

次に、画像切り出し手段（１４）は、内挿画素の周辺の
複数の実画素のからなる画像を切り出す。

すなわち、第４図のサンプリングパターンの場合には実
画素ｂＳｃ、ｄ、ｅが切り出されることになる。

そして、補間色算出手段（１５ａ）は、前記画像切り出
し手段（１４）にて読み出された画素の周辺に位置する
実画素の画素値が示す代表色から、内挿画素の画素値を
次のように算出する。

まず、第６図に示されるようなサンプリングパターンで
画素間引きされた限定色サンプリング画像の場合、実画
素す、ｃ、ｄ、ｅの画素値が示す代表色をＣ，、Ｃｏ、
Ｃ，、、Ｃ８とじ、内挿画素ａの補間色Ｃをとするとき
、補間色Ｃは−ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ａ旦８−（見、＋９゜＋９．＋９゜）／４
　　（３）で与えられる。但し、旦ユ、Ｃ，、Ｃ０、見
６、Ｃは３次元色空間上の色を表す３次元ベクトル、−
〇 すなわち、ＲＧＢを用いて現された色の値であるである
。

また、サンプリングパターンは第６図に限られたもので
はなく、例えば第４図の様なパターンも用いることがで
きる。

そして、内挿画素ａの補間色を実画素す、ｃ、ｄＳｅの
値が示す代表色を用いて求める場合は、以下のようにな
る。

即ち、該補間色算出手段（１５ａ）は補間に用いる各画
素に対する重みＷ６等を決定してＣ”　（ｗｂＣｂ　＋
　ＶＶ　ｏＣ、＋　Ｗ　ｄＱ　ｄ＋ｗＣ）／４ −ｅ （ｗｂ’＋ｗｏ＋ｗｄ十ｗ。）　　　　　（４）によっ
て補間色を算出する。

このとき、各画素に対する重みは、一般に内挿画素と補
間に用いた実画素との画素平面上での距離の逆数 Ｗｂ−１／ｄｂ ｗ　−１／ｄｏ　　　　　　　　　　　（５）ｗｄ−１
／ｄｄ ｗ　−１ｌ１１／ｄ。

を用いる。

すなわち、−膜内には、補間に用いる画素の値が示す代
表色をＣｓ　　（ｉ−０，１，２・・・）、各画素に対
する重みをＷ　［（ｔ−０，１，２・・・）とすると、 Ｃ−ΣｗＣ／Σｗ　１（６） によって、補間色を算出する。

次に、前記捕間色算出手段（１５ａ）にて算出された前
記補間色９は、必ずしも代表色には一致していないため
、前記補間代表色抽出手段（１６ａ）にて、前記捕間色
Ｃと各代表色との距離（３次元ベクトル上の距＃ｔ）、
すなわち差をを計算し、最も距離の近い（最も近似する
）代表色を抽出する。

そして、画素補間手段（１７）は、補間代表色抽出手段
（１６ａ）によって抽出された代表色のコード情報を画
像メモリ（１２）の内挿画素の位置に書き込む。

上記画素補間処理がすべての内挿画素について実行され
ると補間画像が完成し、その結果が代表色格納手段（１
３）を通してデイスプレィ（１８）にカラー画像として
表示される。このとき、代表色格納手段（１３）は画像
メモリ（１２）に格納されている代表色の番号をＲＧＢ
値に変換する役割を果す。

本実施例によれば、内挿画素と該内挿画素の周囲に位置
する各実画素との距離によって各代表色を重み付けして
、内挿画素の画素値である補間色を算出し、該補間色と
最も近似する代表色を内挿画素の画素値とするので、サ
ンプリングパターンはどの様なものでも良く、又、補間
に用いる画素の位置も特に制限されることはない。

なお、本実施例においては、内挿画素の実周辺画素の画
素値の読出し手段とじてに画像切り出し手段（１４）を
用いた例を示したが、従来例で示されたラインメモリ（
３１）を用いても同様の効果を奏する。

また、第２請求この発明の装置を第２図実施例に示され
るように構成し、ＣＰＵ　（２３）にて、上記のような
画素補間を行うように構成しても、第３図実施例と同様
の効果を奏する。

すなわち、ＣＰＵ（２３）は、メモリ（２４）に格納さ
れた制御プログラムにしたがって、内挿画素周辺の実画
素から補間色の算出、補間色に最も近似する近い代表色
の抽出、そして前記代表色コード情報の画像メモリ（１
２）への書き込みを実行するとともに、各種装置の制御
を行う用に構成すれば良い。

したがって、第２請求項の発明による実施例によれば、
内挿画素と各実画素との距離によって各代表色を重み付
けして、内挿画素の画素値である補間色を算出し、該補
間色と最も近似する代表色を内挿画素の画素値とするの
で、補間された値は画像の局所的な相関性からみて極め
てふされしい値になる。

［発明の効果コ 以上説明したように、第１請求項による発明によれば、
サブサンプルされた限定色画像において、内挿画素に対
応する実周辺画素の各代表色の発生頻度を計数し、最大
頻度の代表色を抽出し、内挿画素の画素値にすることに
より、限定色画像の様に画素値が実際に表示される輝度
値と全く関係がない画像においても良好な画質での補間
を可能にするという効果がある。

また、第２請求項の発明によれば、この発明は以上説明
したとおり、サブサンプルされた限定色画像において、
画素補間処理を実行する手段として捕間色算出手段、補
間代表色抽出手段、画素補間手段とを設けることにより
、内挿画素に対応する実周辺画素から算出される補間色
に最も近似する代表色で内挿画素を補間する様にしてい
るので、限定色画像の様に画素値が実際に表示される輝
度値と全く関係がない画像においても良好な画質での補
間を可能にするという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１請求項の発明に係る限定画像処理装置の一
実施例を示すブロック構成図、第２図は第１請求項及び
第２請求項の発明の他の実施例のシステム構成図、第３
図は第２請求項の発明による実施例のブロック構成図、
第４図はサンプリングパターンの説明図、第５図は従来
例のブロック構成図、第６図はサンプリングパターンの
説明図である。 図において、（１２）は画像メモリ、（１３）は代表色
格納手段、（１４）は画像切り出し手段、（１５）は願
文計数手段、（１６）は最大頻度画素抽出手段、（１７
）は画素補間手段、（１５ａ）は捕間色算出手段、（１
６ａ）は補間代表色算出手段である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （他　２名） 第１図 第３図 ＸＸＸＸ：ＸＸＸＸＸ ｘｘｘｘ４ｘｘｘｘ ｏｘｘｘ６ｘｘｘ。 ｘｘｘｘｘｘｘｘｘ 第４図 ○　　ｘｏｘｏｘ　　○ ｅ ｘｏｘｏｘｏｘ ｏｘｏｘｏｘ。 第６図 手続補正書（自発）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の画素からなり、画素値として代表色を示す
   コード情報を有する限定色画像の画像処理を行う限定色
   画像処理装置において、 あらかじめ定められたサンプリングパターンにしたがっ
   て画素サンプリングされた限定色サンプリング画像の画
   素値を装置内に入力する画像入力手段と、 該入力した限定色サンプリング画像の画素値を記憶する
   画像記憶手段と、 前記限定色サンプリング画像の実画素間に間引かれた画
   素を内挿する画素補間手段であって、内挿画素の周囲に
   位置する複数の実画素からなる実周辺画素の各代表色の
   発生頻度を計数し、内挿画素の画素値を前記実周辺画素
   の最大発生頻度を有する代表色コードとする画素補間手
   段と、 を含み、サンプリングされた限定色画像の画素補間を行
   うことを特徴とする限定色画像処理装置。
2. （２）限定色画像処理装置において、 あらかじめ定められたサンプリングパターンにしたがっ
   て画素サンプリングされた限定色サンプリング画像の画
   素値を装置内に入力する画像入力手段と、 該入力した限定色サンプリング画像の画素値を記憶する
   画像記憶手段と、 前記限定色サンプリング画像の実画素間に間引かれた画
   素を内挿する画素補間手段であって、内挿画素と該内挿
   画素の周囲に位置する各実画素との距離によって各代表
   色を重み付けして、内挿画素の画素値である補間色を算
   出し、該補間色と最も近似する代表色を内挿画素の画素
   値とする画素補間手段と、 を含み、サンプリングされた限定色画像の画素補間を行
   うことを特徴とする限定色画像処理装置。