JPH06105337A - カラー・イメージ伝送のためのデジタル・イメージ・プロセッサ - Google Patents

カラー・イメージ伝送のためのデジタル・イメージ・プロセッサ

Info

Publication number
JPH06105337A
JPH06105337A JP5133055A JP13305593A JPH06105337A JP H06105337 A JPH06105337 A JP H06105337A JP 5133055 A JP5133055 A JP 5133055A JP 13305593 A JP13305593 A JP 13305593A JP H06105337 A JPH06105337 A JP H06105337A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
yuv
rgb
image
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5133055A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3014896B2 (ja
Inventor
Ephraim Feig
エフライム・フェイグ
Elliot Neil Linzer
エリオット・ニール・リンザー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPH06105337A publication Critical patent/JPH06105337A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3014896B2 publication Critical patent/JP3014896B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/64—Circuits for processing colour signals
    • H04N9/67—Circuits for processing colour signals for matrixing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N11/00—Colour television systems
    • H04N11/04—Colour television systems using pulse code modulation
    • H04N11/042—Codec means
    • H04N11/044—Codec means involving transform coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/79—Processing of colour television signals in connection with recording
    • H04N9/80—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H04N9/804—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components
    • H04N9/8042—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components involving data reduction
    • H04N9/8047—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components involving data reduction using transform coding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＴＳＣ互換の方程式係数を有するＲＧＢ−
ＹＵＶ変換及びＹＵＶ−ＲＧＢ変換から、従来の乗算演
算を排除することにより、デジタル・イメージ・プロセ
ッサの処理スピード或いは回路の複雑化（或いはその両
者）を改善する。 【構成】 ＹＵＶデータを獲得するためにＲＧＢデータ
を変換する色基本行列の変更が、基準化ファクタ及び係
数行列に因子化される。係数行列はＲＧＢ入力ベクトル
とのその積が、単に７回の２進加算と５回のシフト演算
により達成されるような係数を含む。この処理はＲＧＢ
−ＹＵＶ変換から従来の乗算演算を効果的に除去する。
基準化ファクタは伝送以前に、ＹＵＶデータの量子化に
都合よく吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般にイメージ処理分野
に関し、特にデジタル式にイメージを表現し、イメージ
のデジタル表現を伝送する方法及び装置に関する。更に
詳しくは、本発明はＲＧＢ符号化イメージをＹＵＶ符号
化イメージに変換し、反対にＹＵＶ符号化イメージをＲ
ＧＢ符号化イメージに変換する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビジュアル・イメージの表示及び伝送は
モデム伝送にとって次第に重要性を増しつつある。特
に、最近のコンピュータ駆動式表示装置にとって、イメ
ージのシーケンスを映画において示されるような迅速な
アクセスにより、受信、伝送、及び表示することは重要
である。ビジュアル表示装置の品質は、ビジュアル・イ
メージをデジタル形式で表現することにより改善され
る。一般に、ビジュアル・イメージは、イメージを十二
分に小さな画素と称されるピクチャ要素に分割し、各画
素に色及びその色の輝度を表す値を割当てることにより
表現される。例えば、典型的８インチ×１０インチのビ
ジュアル・イメージは７６８×１０２４画素の２次元配
列に分割され、各画素は更に３個のサブ画素に分割され
る。３個のサブ画素は、各々、３つの主要色レッド、グ
リーン、ブルーの１つに関連される。各サブ画素にはサ
ブ画素の色の輝度レベルに対応するデジタル値が割当て
られる。サブ画素は人間の目が各サブ画素を解析できな
い程度に十二分に小さい。むしろ、画素によりビューア
に提供されるイメージは、各サブ画素の色に対応する輝
度値により重み付けされる各サブ画素に関連する３色の
組合わせによる。結果的に、ビジュアル・イメージは輝
度値の３個の２次元行列により表現される。
【０００３】このデジタル・イメージは画素が小さいた
めに、高品位のイメージを表現する。しかしながら、画
素が小さくなると小さなサイズのイメージに対しより多
くの画素が存在し、従って、格納、操作、及び伝送すべ
きより多くの輝度値が存在することになる。より多くの
画素により、より多くのデータが要求される事実は、イ
メージの伝送能力の低下を生じる。なぜなら、伝送され
る各イメージに対応するデータ量が非常に大きくなるか
らである。その結果として、ＲＧＢデータを効率的に伝
送及び格納することができ、表示用に再度ＲＧＢデータ
に再変換可能な別のデータ形式に変換するための種々の
努力が成されてきた。最も頻繁に選択される新たなデー
タ形式は、ＲＧＢデータから輝度値及び２個のクロミナ
ンス値への変換である。特に、輝度値はグレー・スケー
ル上における画素の輝度を表し、これはモノクロ表示装
置に対するイメージの正確な表現を提供する。輝度値は
ＲＧＢデータの各輝度値を重み付けし、それらを組合わ
せることにより獲得される。例えば、National Televis
ion Systems Committee （ＮＴＳＣ）標準の輝度値はＹ
＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂであり、
ここでＲはレッド輝度値、Ｇはグリーン輝度値、Ｂはブ
ルー輝度値を表す。２個のクリミナンス値は色がモノク
ロと如何に違うかに関する情報を伝達する。例えば、Ｎ
ＴＳＣ値ではＵ＝Ｙ−Ｂ及びＶ＝Ｙ−Ｒである。ＲＧＢ
からＹＵＶへの変換は、ほとんどのビジュアル輝度情報
を輝度変数に圧縮する。この作用はビューアがイメージ
の重要部分を知覚するが、その全体を知覚しないと言う
点で、カラー・イメージをモノクロ・モニタ上で眺める
ことに類似する。この作用はイメージを表現するデータ
量を減少させるために有用である。なぜならＹＵＶデー
タにおいては、クロミナンス・データの多くが廃棄さ
れ、コード値により置換されるように、デジタル的にフ
ィルタリング及び符号化されるが、フィルタリング及び
符号化されたＹＵＶデータは、なおデジタル化イメージ
を正確に表現するからである。
【０００４】続くデジタル・フィルタリングは不要なデ
ータを排除する。典型的には、ＹＵＶ成分の各々のブロ
ック変換が、離散的余弦変換（ＤＣＴ）などの技術によ
り実施される。すなわち、各ＹＵＶ成分はブロック・デ
ータに細分化され、これが次にフィルタリングされる。
ＤＣＴフィルタの出力は次に符号化技術により、更に圧
縮される。ＤＣＴフィルタに加え、ＤＣＴ出力データの
ブロックは、水平或いは垂直（或いはその両者の）方向
にサブサンプルされる（典型的には２対１或いは４対
１）。一般に、全てのＤＣＴ出力データがサブサンプル
される訳ではなく、クロミナンス成分からのＤＣＴ出力
だけがサブサンプルされる。輝度成分からのＤＣＴ出力
は大部分のイメージ・データを含むために、一般にその
ままの状態を維持される。
【０００５】ＲＧＢからＹＵＶへの変換に伴う基本的問
題は、データのＹＵＶ形式が都合よくフィルタリング及
び圧縮されたとしても、ＲＧＢデータからＹＵＶ形式へ
の変換にいくつかの乗算、加算、及び／或いは減算が要
求されることである。これは各乗算、加算或いは減算に
コンピュータ・プロセッサの実行時間を要する点で問題
となる。各画素に対し複数の演算を処理し、イメージ当
たり数千の画素を処理することは、相当量の処理時間を
要する。この処理時間はイメージを順次的に表示するレ
ートを低下させるのに十分な量に値する。この問題に対
する従来技術に、乗算演算のルック・アップ・テーブル
による置換がある。これはＲＧＢ−ＹＵＶ変換のスピー
ドを増加させる。なぜならルック・アップ・テーブル
は、しばしば加算或いは減算よりも十分に遅い乗算演算
に必要な時間を減少させるからである。乗算は２進数シ
ステムでは典型的には一連のビット・シフト及び加算演
算から成り立ち、従って各乗算に要する時間は加算演算
の倍数となるため、乗算はしばしば、加算或いは減算よ
りも遅くなる。また、特殊目的の乗算ハードウェアは、
特殊目的の固定小数点加算、減算、及びシフト・ハード
ウェアよりもより複雑である。ルック・アップ・テーブ
ルが数値乗算演算を減少させるとしても、ルック・アッ
プ・テーブル自体がそれほど高速ではない。更に、多く
のコンピュータ・プロセッサがそのパイプライン構造に
より、多数の乗算を実行する時、乗算ステップの間の時
間を非常に効率的に使用する。ルック・アップ・テーブ
ルがコンピュータ・プロセッサと共に使用される場合、
たとえ個々のルック・アップ・テーブル・オペレーショ
ンが乗算演算よりも高速であるとしても、パイプライン
構造は崩壊され、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換の全体的な処理効
率は低下する。従って、ルック・アップ・テーブルは、
ＲＧＢ−ＹＵＶ変換のスピードを高速化する上で、特に
成功を納めたとは言えない。
【０００６】ＲＧＢ−ＹＵＶ変換における乗算の数を減
らすことを目的とする別の従来技術に、乗算が２の因数
であるように、方程式における係数を再構成することが
挙げられる。これは２進数システムにおける２の因数に
よる乗算は、単に数をビット・シフトすることを意味
し、非常に高速に実行される。例えば、Ｙ＝．２５Ｒ
＋．５Ｇ＋．２５Ｂの場合、．２５とＲの積は、実際に
数を乗算するのではなく、Ｒを２ビット右方向にシフト
することにより実行される。このビット・シフト演算
は、ハードウェアを変更すること無しに乗算時間を最小
化することにより、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換のスピードを極
めて改善する。この技術の問題は、ＮＴＳＣ係数が人間
の目の感度にもとづき選択されることである。人間の目
は３主要色の各々に均等には反応せず、また３主要色の
輝度に比例しても反応しない。これは変換係数の著しい
変更が、輝度変数の有効性を変更することを意味する。
こうした色空間変数の変更は、圧縮する上で極めて有効
性を損なう問題となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、改善
されたデジタル・イメージ・プロセッサを製造すること
である。
【０００８】本発明の目的は、高速なデジタル・イメー
ジ・プロセッサを製造することである。
【０００９】本発明の目的は、高速なＲＧＢ−ＹＵＶ変
換を有するデジタル・イメージ・プロセッサを製造する
ことである。
【００１０】本発明の目的は、ＮＴＳＣビデオ信号輝度
及びクロミナンス方程式を近似する高速なＲＧＢ−ＹＵ
Ｖ変換を有するデジタル・イメージ・プロセッサを製造
することである。
【００１１】本発明の目的は、ＮＴＳＣビデオ信号輝度
及びクロミナンス方程式のスカラ倍を近似する高速なＲ
ＧＢ−Ｙ^Ｕ^Ｖ^ 変換を有するデジタル・イメージ・プ
ロセッサを製造することである。
【００１２】本発明の目的は、乗算を必要としないＲＧ
Ｂ−Ｙ^Ｕ^Ｖ^ 変換を有するデジタル・イメージ・プロ
セッサを製造することである。
【００１３】本発明の目的は、高速なＹＵＶ−ＲＧＢ変
換を有するデジタル・イメージ・プロセッサを製造する
ことである。
【００１４】本発明の目的は、ＮＴＳＣビデオ信号輝度
及びクロミナンス方程式を近似する高速なＹＵＶ−ＲＧ
Ｂ変換を有するデジタル・イメージ・プロセッサを製造
することである。
【００１５】本発明の目的は、乗算処理に要求される時
間が短縮される高速なＹＵＶ−ＲＧＢ変換を有するデジ
タル・イメージ・プロセッサを製造することである。
【００１６】本発明の目的は、乗算を必要としないＹ^
Ｕ^Ｖ^ −ＲＧＢ変換を有するデジタル・イメージ・プ
ロセッサを製造することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明はＮＴＳＣの場合
とほぼ同一の方程式係数を有するＲＧＢ−ＹＵＶ変換及
びＹＵＶ−ＲＧＢ変換における従来の乗算演算を除去す
ることにより、デジタル・イメージ・プロセッサの処理
スピードを改善する。特に、ＹＵＶデータを獲得するた
めにベクトル（ＲＧＢ）t が乗じられる行列が、対角行
列及び係数行列に因子化される。係数行列の係数は７回
の２進加算と５回のシフト演算により、（ＲＧＢ）t ベ
クトルにより乗じられる。この処理はＲＧＢ−ＹＵＶ変
換における従来の乗算演算を効果的に除去する。対角行
列は伝送以前に、フィルタリングされたＹＵＶデータの
量子化に都合よく吸収される。量子化処理は現存の乗算
ステップを含み、量子化及びＲＧＢ−ＹＵＶ変換乗算ス
テップが１ステップに折り込まれる。従って、対角行列
の量子化ステップへの吸収は、乗算ステップが追加され
ないため、処理時間を増加させない。変換行列を因子化
するこの処理は、逆変換処理にも適用される。逆変換処
理では、ＲＧＢデータを獲得するために（ＹＵＶ）t ベ
クトルにより乗じられる行列は、５回の加算ステップと
２回のシフト・ステップに減少される。再び、この処理
は従来の乗算演算を効果的に排除する。また、対角行列
は基準化解除（descaling） 処理に吸収され、その結
果、逆変換処理においても、乗算ステップが追加される
ことはない。
【００１８】
【実施例】
【数１】 は以降「バーＸ」と記載する。
【数２】 は以降「ティルドＸ」と記載する。
【００１９】図１は本発明によるデジタル・イメージの
形成、伝送、及び表現のための装置の実施例を表す。イ
メージ対象５からのソース光１０は、レンズ・システム
２０により光ビーム・ミラー・システムに伝達される。
レンズ・システム２０は一般に、実イメージを形成する
ための対物レンズ及びコンデンサ・レンズ、及び実イメ
ージをミラー・システムに伝達するためのリレー・レン
ズから構成される。ミラー・システムはブルー反射ダイ
クロイック・ミラー３０を含み、これはブルー光をミラ
ー４０によりセンサ手段９０に伝達する。同様にミラー
・システムはレッド反射ダイクロイック・ミラー５０を
使用し、レッド光をミラー６０によりセンサ手段７０に
伝達する。残りのグリーン光は、直接、ミラー・システ
ムを透過して、センサ８０に伝達される。各センサ手段
は光感知素子の２次元配列で構成され、各素子は光の輝
度レベルをセンスし、その輝度レベルをアナログ電気信
号に変換する。レッド・センサ配列内の各素子はグリー
ン及びブルー・センサ配列内に対応する素子を有し、特
定の素子における輝度レベルを有するレッド、グリー
ン、及びブルー色の加算は、その特定の素子に対応する
レンズ・システム２０により生成される合成光信号とな
る。センサ素子の２次元配列における各素子の出力は、
アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器に送られる。レッ
ド・センサ手段７０により生成されるアナログ信号は、
Ａ／Ｄ変換器１００に送られ、グリーン・センサ手段８
０の出力は、Ａ／Ｄ変換器１１０に送られ、ブルー・セ
ンサ手段９０の出力は、Ａ／Ｄ変換器１２０に送られ
る。Ａ／Ｄ変換器はアナログ信号を、レッド、グリー
ン、及びブルーのセンサ内の各素子における光の輝度を
表すデジタル値の２次元行列に変換する。この実施例に
おけるＡ／Ｄ変換器の精度は８ビットであるが、この精
度は４、６、或いは１０ビットなどの様々な値を取るこ
とが可能である。Ａ／Ｄ変換器は１個の２次元行列のた
めのデータを生成し、これはレッド、グリーン及びブル
ーの３色の各々に対応する行列内の各要素に対し、任意
の精度の値を有する。いわゆるＲＧＢデータと称される
色センサ出力を表すデジタル値行列の生成は、上述以外
の様々な従来方法によっても実施される。例えば、走査
手段、或いは従来のコンピュータにより生成される色デ
ータの人工的生成は、ＲＧＢデータを生成するための典
型的な方法である。これらの全ての方法において、ＲＧ
Ｂデータは共通に、色センサ素子の２次元配列の各素子
における光強度の物理的測定を表す。
【００２０】ＲＧＢデータが生成されると、データは変
換され符号化される。特に、ＲＧＢデータはＹＵＶデー
タに変換される。ここでＹ値は対応するレッド、グリー
ン、及びブルーのセンサにおける２次元配列内の単一の
素子における合成ＲＧＢデータの輝度値を表す。また、
Ｕ及びＶ値は、この２次元配列内の単一の素子における
合成ＲＧＢデータの（Ｙ−ブルー）及び（Ｙ−レッド）
値にそれぞれ比例する。デジタルＲＧＢデータを含む３
個の２次元行列は３個の２次元行列に変換され、その内
の１行列はＹデータを、別の１行列はＵデータを、残り
の１行列はＶデータを有する。ＹＵＶデータはＲＧＢデ
ータよりも伝送効率よく符号化されるために、ＲＧＢデ
ータは変換手段１５０によりＹＵＶデータに変換され
る。特に、ＹＵＶデータに変換されたＲＧＢデータは符
号化手段２００に送られ、これは選択的にデータをフィ
ルタリングし、フィルタリングされたデータを量子化
し、量子化されたフィルタリング・データを伝送のため
に符号化する。ＹＵＶデータの選択的フィルタリング
は、離散的余弦変換（ＤＣＴ）などのフィルタ手段を通
じて実行される。
【００２１】ＹＵＶデータはフィルタリングされた後、
量子化される。量子化はフィルタリングされたＹＵＶデ
ータを基準化し、次に基準化データを最も近い２進整数
に四捨五入する。フィルタリング−量子化手順は、イメ
ージを再生するために必要なＹＵＶデータの量を選択的
に減少させる。ＲＧＢ−ＹＵＶ変換はビジュアル情報の
実質的量を２次元配列の各素子に対応する輝度変数に圧
縮し、これにより、Ｕ及びＶデータの多くはビジュアル
・イメージの再生に必要とされない。ＤＣＴフィルタ
は、更に、ビジュアル情報を相当に少数の出力値に圧縮
する。続く量子化はイメージを正確に再生するために不
要なフィルタリングされたＹＵＶデータを系統的に除去
する。大量のランダム・データよりも、基準化分布を有
する大量データを伝送することの方が効率的であるた
め、全体的フィルタリング−量子化ステップが要求され
る。量子化処理は乗算ステップを含み、ＹＵＶデータの
各フィルタリングされたベクトルは、ＹＵＶデータを基
準化するための定数により乗じられる。最終的に、量子
化された基準化データはハフマン符号化処理などの処理
によりデジタル伝送用に符号化され、次に符号化データ
は電気的或いは光学的信号に変換され、データ・チャネ
ル２５０上を伝送される。ハフマン（或いは類似の）符
号化手順は、量子化ＹＵＶデータを都合よく伝送可能な
直列ビット・ストリームに圧縮する。従来の電気的変換
装置は、次に直列ビット・ストリームを電気信号に変換
し、これが電気信号運搬用の電気的伝送ワイヤに供給さ
れる。コード−信号変換装置として光学式或いは電磁式
装置も可能であり、これらも直列ビット・ストリームを
光或いは電磁信号に変換し、これらは光媒体（光ファイ
バ・ケーブルなど）或いは電磁媒体（大気など）に供給
される。
【００２２】データ・チャネル２５０は送信機、受信
機、及び相互接続媒体を含む。相互接続媒体は電気式或
いは光学式であったり、衛生通信の場合には単に大気で
あったりする。従来のデータ送信機はデータを相互接続
媒体を通じて、従来式のデータ受信機に伝送する。デー
タ受信機はデータを復号化ユニットに送信する。符号化
手段２００に関連する符号化及びフィルタリング処理
は、復号化手段３００を通じて可逆性である。復号化手
段は符号化データを復号化し、復号化データに対し逆Ｄ
ＣＴ（ＩＤＣＴ）を実行する。ＩＤＣＴはＹ^Ｕ^Ｖ^ デ
ータを生成するが、これは処理を開始したＹＵＶデータ
と類似ではあるが、同一ではない。符号化手段２００の
ハフマン符号化及びＤＣＴの両者は可逆ではあるが、量
子化処理は可逆性ではない。量子化処理では、データの
一部が切り捨てられると、その切り捨てられた部分は回
復不能であるため、不可逆となる。従って、逆ＤＣＴ
（ＩＤＣＴ）が復号化ハフマン・コードに対して実行さ
れる時、その結果であるＹ^Ｕ^Ｖ^データは処理を開始
したＹＵＶデータと同一ではない。Ｙ^Ｕ^Ｖ^データが
生成された後、これはＹ^Ｕ^Ｖ^−Ｒ^Ｇ^Ｂ^変換手段３
５０に送られる。変換手段３５０はＹ^Ｕ^Ｖ^データを
Ｒ^Ｇ^Ｂ^データに変換し、後者はモニタに送信され
る。モニタ４００はＲ^Ｇ^Ｂ^ データからイメージを再
生する。量子化が十二分に精細である場合、再生イメー
ジはたとえＲＧＢデータとＲ^Ｇ^Ｂ^ データとが異なっ
ても、ＲＧＢデータを生成した元のイメージに実質的に
同一であると認識される。一方、量子化が粗である場
合、再生イメージはＲＧＢデータを生成した元のイメー
ジの劣化バージョンとして認識される。
【００２３】変換手段１５０及び符号化手段２００はプ
ロセッサ１２５を形成する。復号化手段３００及び逆変
換手段３５０は逆プロセッサ２７５を形成する。プロセ
ッサ及び逆変換プロセッサの両者に対する中心的要素
は、変換及び逆変換オペレーションである。特に、変換
手段は以下の関数に従い、ＲＧＢデータをＹ^Ｕ^Ｖ^デ
ータに変換する。
【数３】
【００２４】上式より変換手段１５０はＮＴＳＣ色基本
変更のスカラ倍を極めて正確に近似し、ここでスカラ倍
は０．１１８に相当する。従来の変換手段はＲＧＢ−Ｙ
ＵＶ変換を実行するために、いくつかの乗算を必要とす
る。それに対し本実施例の変換手段１５０は、従来の乗
算ステップを必要としない。［Ｂ］と任意のベクトル
（ＲＧＢ）tとの積は、以下に示すように、７回の加算
及び５回の２進シフトにより実行される。
【数４】 ａ１＝．５Ｒ＝．５Ｒ （シフト） ａ２＝ａ１＋Ｇ＝．５Ｒ＋Ｇ （加算） ａ３＝４ａ２＝２Ｒ＋４Ｇ （シフト） ａ４＝ａ２＋ａ３＝２．５Ｒ＋５Ｇ （加算） ａ５＝ａ４＋Ｂ＝２．５Ｒ＋５Ｇ＋Ｂ＝Ｙ （加算） ａ６＝８Ｒ＝８Ｒ （シフト） ａ７＝ａ６＋ａ１＝８．５Ｒ （加算） ａ８＝ａ５−ａ７＝−６Ｒ＋５Ｇ＋Ｂ＝Ｕ（加算） ａ９＝８Ｂ＝８Ｂ （シフト） ａ１０＝．５Ｂ＝．５Ｂ （シフト） ａ１１＝ａ９＋ａ１０＝８．５Ｂ （加算） ａ１２＝ａ５−ａ１１＝２．５Ｒ＋５Ｇ−７．５Ｂ＝Ｖ
（加算）
【００２５】変換手段１５０は、各イメージにおける２
次元配列内の全ての画素に対応するＲＧＢデータの各セ
ットに対し、上記２進シフト及び加算演算を実行する。
これは（ｉ、ｊ）画素に対応するレッド値、（ｉ、ｊ）
画素に対応するグリーン値、及び（ｉ、ｊ）画素に対応
するブルー値は、シフト及び加算ステップにおける入力
であり、ＭｘＮ画素イメージのｉ＝０からＭ、及びｊ＝
０からＮに対して繰返される。変換手段の出力はＭｘＮ
画素を有する３つの行列を含み、その内の１行列はＹ^
データを、１行列はＵ^データを、残りの１行列はＶ^
データを有し、ここでＹ^＝Ｙ／０．１１８、Ｕ^＝Ｕ／
０．１１８、及びＶ^＝Ｖ／０．１１８ である。変換手
段は従来のシフト及び加算論理で構成されるか、或いは
本実施例で実行されるように、上記シフト及び加算演算
を実行する命令を有する従来のデジタル・コンピュータ
の算術論理演算機構（ＡＬＵ）に相当する。シフト演算
は容易な２進乗算ステップを実行し、そこでは２進位置
を１ビット左にシフトすると、２進値が２倍され、２進
値を１ビット右にシフトすると、２進値に０．５が乗じ
られる。１画素に対応するＹ^、Ｕ^及びＶ^ データは積
ベクトルＺを形成する。ＭｘＮ画素の各々に対し、１個
の積ベクトルが存在する。
【００２６】全てのＲＧＢデータがＹ^Ｕ^Ｖ^データに
変換されると、各画素に対するＹ^Ｕ^Ｖ^データは符号
化手段２００に送られる。符号化手段２００は各Ｙ^、
Ｕ^、及びＶ^ データのセットに対し、独立にフィルタ
リング、量子化、及び伝送用にデータを符号化すること
により作用する。フィルタ処理は基準化離散的余弦変換
（ＳＤＣＴ）処理であり、Ｙ^Ｕ^Ｖ^ データの画素グル
ープは、標準離散的余弦変換（ＤＣＴ）データ値に固定
乗算ファクタを乗じた値に等しく変換される。このＳＤ
ＣＴは、乗算ファクタが全て１であり変換出力が標準Ｄ
ＣＴ出力に等しいケースでは、標準ＤＣＴとなる。ＳＤ
ＣＴ変換関数はデータの相関を解除し、人間の目が感知
するデータがかなり少数の値に圧縮されるように、Ｙ
^、Ｕ^及びＶ^データを重み付けする。特に画素値のＹ
^、Ｕ^及びＶ^ 行列の各々は、画素のグループに分割さ
れる。本発明の実施例では８ｘ８画素のグループが取入
れられるが、４ｘ４、６ｘ６、１２ｘ１２或いは他のグ
ループも可能である。各行列に対応する６４画素の各グ
ループ内のデータは、ＳＤＣＴ変換データにより置換さ
れる。例えば、Ｘ（要素ｘ（ｉ、ｊ）を有する）がＹ
^、Ｕ^及びＶ^ 行列の各々における各６４画素内のデー
タを表し、ＳＤＣＴとして標準ＤＣＴが使用される場
合、ＳＤＣＴ出力はＡＸＡt に等しい。ここでＡは要素
a（i、j）＝Qicos[π（2j+1）i/2N]（ここでi、j＝0、
1、2、．．N-1）を有し、Q0＝1/√Nであり、i>0 に対し
てはQi＝√2/√Nである。ＳＤＣＴ変換はＹ^、Ｕ^及び
Ｖ^データの各行列内の６４画素の各グループに対して
繰返される。ＳＤＣＴは様々な具体例により実施され
る。
【００２７】本発明の実施例の基準化ＤＣＴは次に示す
行列識別にもとづく。すなわち、 Ｃ8＝Ｐ8Ｄ8Ｒ8、1Ｍ8Ｒ8、2 ここでＣ8は８ポイント離散的余弦変換の行列であり、
Ｐ8は次式で示される。
【数５】
【００２８】Ｄ8は８ｘ８の対角行列であり、その対角
要素は左上から右下方向に順に、2γ（0）の1/2倍、γ
（4）、γ（6）、γ（2）、γ（5）、γ（1）、γ
（3）、γ（7）であり、ここでγ（k）＝cos（2πk/3
2）である。またＲ8、1、Ｍ8及びＲ8、2は次式で示され
る。
【数６】
【００２９】これらの識別から、８ｘ８ポイントにおけ
る２次元基準化ＤＣＴに関しては、最初に、
【数７】
【００３０】による積を計算し、次に
【数８】
【００３１】による積を基準化に組込むことにより達成
される。これはすなわち、
【数９】
【００３２】が符号付き順列行列により伴われる対角行
列の積であることによる。実際の基準化ＤＣＴ計算は、
以下のような書き換えにより得られる公式にもとづき実
行される。
【数１０】
【００３３】前後の加算（（Ｒ8、1×Ｒ8、1）及び（Ｒ
8、2×Ｒ8、2）の積）はそれぞれ１２８回及び２８８回の
加算による行列形式で実行される。８ｘ８基準化ＤＣＴ
の中心はＭ8×Ｍ8の積計算であり、これは行列形式では
実行されない。８ｘ８データ行列の第１、第２、第３及
び第５列が、各々、Ｍにより乗じられる。これらの各々
はγ（4）による２回の乗算及びＧ2による積を含み、後
者は３回の乗算と３回の加算とにより達成される。ここ
でＧ2は次式により示される。
【数１１】
【００３４】第４及び第６列はγ（4）Ｍにより乗じら
れる。これらの各々はγ（4）による４回の乗算、２に
よる２回の乗算、そして３回の乗算と３回の加算とによ
るγ（4）Ｇ2積により実行される。第７及び第８列はＧ
2 ×Ｍ積を求めるために同時に扱われる。１６次元の列
ベクトルが第７及び第８列の入力をインタリーブするこ
とにより形成される。第１、第２、第３及び第５の各入
力対はＧ2 により乗じられ、第４及び第６の対はγ
（4）Ｇ2により乗じられる。
【００３５】これらの各々は３回の乗算及び３回の加算
を実施する。最後に、第７及び第８の入力対がＧ2×Ｇ2
により同時に乗じられ、因子化にもとづくアルゴリズム
の使用により、γ（4） による２回の乗算、１０回の加
算及び２回のシフトにより実行される。
【数１２】
【００３６】結局、８ｘ８ポイントにおける２次元基準
化ＤＣＴの全アルゴリズムは、５４回の乗算と４６２回
の加算、及び1/2による６回の乗算を要する。
【００３７】この手順はまた行列形式によっても実行可
能であり、この場合には、Ｘの列が最初に各々Ａにより
乗じられ、一時メモリに列として格納され、一方、この
格納される行列の行は各々Ａt により乗じられ、最終結
果はメモリ内に行により格納される。Ａ及びＡt による
乗算の効率的方法が知られており、高速離散的余弦変換
と称される。これについてはK．R Rao及びP．Yipによ
る"Discrete CosineTransform、Algorithms、Advantage
s、Applications"（Academic Press、NewYork、1990）
ページ４８−１２０に詳しく述べられている。この手順
はルックアップ・テーブル、ＡＬＵ、或いはデジタル・
データを処理するのに適切な他の装置によっても実行可
能である。
【００３８】ＳＤＣＴデータが生成された後、ＳＤＣＴ
データは量子化される。量子化処理は２ステップの手順
で実施され、ＳＤＣＴデータがまず基準化され、次に最
も近い整数に切り捨てられる。基準化処理は乗算ステッ
プであり、３つのＹ^、Ｕ^及びＶ^ 行列の各々に対応す
るＭｘＮ個のＤＣＴデータ値の各々が、実験により決定
される人間の視覚システムの特性を満足する定数により
乗じられる。標準の圧縮方法では、ＤＣＴ変換された
Ｙ、Ｕ及びＶ行列の各々におけるｐｘｐ（８ｘ８）ブロ
ックの各々は、所定量γijの逆数によりポイント式に乗
算される。ここでi、j≧0かつi、j≦pである。ｐｘｐ個の
行列（γij）はしばしば量子化行列と称され、ポイント
式乗算は基準化（scaling） と称される。量子化行列は
種々の変換色プレーンＹ、Ｕ及びＶの各々に対して変化
する。特に、従来のＤＣＴ例では、ｐｘｐブロックのＤ
ＣＴ出力をzijとすると、基準化後のブロック出力はｂ
ij＝zijγijとなる。本発明ではＹ^、Ｕ^、Ｖ^データに
作用するＳＤＣＴを使用し、変更された量子化行列（バ
ーγij）が使用される。ｐｘｐブロックにおけるＳＤＣ
Ｔの出力をバーzijとすると、基準化後のブロック出力
はバーｂij＝バーzijバーγijとなる。変更量子化行列
は全てのｉ、ｊに対しｂij＝バーｂijのごとく選択され
る。量子化ＳＤＣＴの出力は次に標準システムの出力に
近似される。標準システムでは、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換に
続きＤＣＴ及び基準化が実行され、更に量子化行列を基
準化ファクタ０．１１８を加味する様に変更する。すな
わち、変更量子化行列（０．１１８バーγij）が使用さ
れる。基準化処理は種々の色プレーンＹ^、Ｕ^及びＶ^
の各々に対応するＳＤＣＴ出力ブロックの各々に対して
繰返される。この処理は少なくとも被乗数の精度と同じ
レベルの出力精度を維持するように、十分なビット数
（最高精度の被乗数のビット数のほぼ２倍）を有するデ
ジタル乗算器を使用する。量子化乗算及び因子化乗算の
組合わせは、ＳＤＣＴデータを量子化するために要求さ
れる時間に何等の変化も及ぼさない。なぜなら、γijで
はなく単に異なる乗算オペランドすなわち０．１１８γ
ijが使用されるに過ぎないからである。しかしながら、
量子化乗算及び因子化乗算の組合わせ（すなわちファク
タとしての０．１１８）は、色変換の実行に要求される
時間に大きな影響を及ぼす。なぜなら、ＲＧＢ−Ｙ^Ｕ^
Ｖ^ 変換は前述のように、シフト及び加算ステップを通
じて実行されるからである。
【００３９】ＲＧＢ変換オペレーションを最小数のシフ
ト及び加算演算に短縮することの重要性は、シフト及び
加算演算が従来の乗算演算に比較して、非常に高速な点
にある。更に、特殊目的のハードウェアが色変換を実施
するために構成される場合、加算器及びシフト器は一般
に乗算器よりも複雑ではなく、従って安価でエネルギ消
費が少ない。本発明は２次元配列内の１画素に対応する
各ＲＧＢデータ・セットに対し繰返されるため、節約さ
れる時間或いは複雑性は伝送される各イメージの画素数
により乗じられる。これは特に、ビデオ・イメージの伝
送においては特に重要である。なぜなら、データ変換は
例えばビデオ表示を形成する毎秒１５イメージのビデオ
伝送の場合のように、多数のイメージについて実行され
なければならない。従って、デジタル・イメージ変換の
スピード及びデジタル・ビデオ表示の品位は、実質的に
本発明の実施例によるＲＧＢ−Ｙ^Ｕ^Ｖ^ 変換の効率の
改善により向上される。
【００４０】単純化された特殊目的のハードウェアを使
用する本発明の実施例は、乗算のためのルック・アップ
・テーブル（ＬＵＴ）の使用である。この特定の実施例
では、ＲＧＢデータはＹ^Ｕ^Ｖ^ データに変換され、そ
の後ＬＵＴを使用してほぼ０．１１８により乗算され
る。本実施例のＬＵＴはＲＧＢ−ＹＵＶ変換における従
来のＬＵＴ乗数、０．２２９、０．５８７及び０．１１
４による積ではなく、０．１１８により乗じられるＹ^
データに対する積のみを格納する。同様に、固定定数に
よる乗数を使用する特殊目的のハードウェアが色変換の
ために設計される場合、次に色基本行列のＲＧＢ−Ｙ^
Ｕ^Ｖ^ 変換の形式０．１１８［Ｂ］への因子化は、定
数０．１１８による単一の乗数だけを使用する実施例に
導かれる。これはＹ成分を定義する３つの定数に対応す
る３つの固定乗数を有する標準ＲＧＢ−ＹＵＶ変換とは
著しく異なる。
【００４１】ＳＤＣＴデータが量子化されると、データ
はハフマン符号化などのデータ符号化処理により符号化
され、デジタル・データに変換され、次にデータ・チャ
ネル上を伝送される。ハフマン符号化はルック・アップ
・テーブルにより実行され、これにより入力データの固
定長ワードは可変長符号ワードに変更される。符号化手
段はまた種々の符号化処理に関するデジタル的実施例を
含み、例えばＡＬＵ、専用の乗算器またはシフト及び加
算ユニット、或いはデジタル・データを処理する他の特
殊目的の装置などが含まれる。データ・チャネル媒体は
電気式、光学式、或いは電磁気式などがあり、結果的
に、個々のデータ・ビットを信号パルス（及びその逆）
に変換する変換装置についても、電気式、電気−光式、
或いは電磁気式装置であったりする。同様にデータ・ド
ライバ（或いは送信機）及びセンサ（受信機）について
も電気式、光学式、或いは電磁気式装置であったりす
る。
【００４２】伝送後、データは受信され、逆ハフマン符
号化手順などの逆符号化手順を通じて復号化される。デ
ータは復号化されるた後、ＹＵＶ形式のデータを生成す
るために、基準化解除を施され、逆ＤＣＴオペレーショ
ンを実行されねばならない。ＹＵＶ形式データが生成さ
れると、逆ＲＧＢ変換によりモニタ上に表示するための
ＲＧＢ形式のデータが生成される。多くのイメージ圧縮
のアプリケーションでは、逆処理における時間及び複雑
化の節約は、順方向処理の場合よりも重要である。これ
は例えばイメージ・データが一度圧縮され、多数のユー
ザにより様々な時間に伝送及び伸長される様な場合に当
てはまる。たとえ圧縮処理が困難であっても、関連する
伸長処理が効率的であれば、圧縮及び伸長処理は非常に
有用と言える。なぜなら、圧縮データは一度、効率的に
格納され、そうした格納の後、効率的な伸長が格納デー
タに対して何度も実施されるからである。このタイプの
データの使用はデータ圧縮処理とは無関係に、データ伸
長処理の効率性を頻繁に利用する。
【００４３】図１の復号化手段３００は符号化手段２０
０の相補形手段である。例えば、ハフマン符号化法が符
号化手段２００として使用される場合、ハフマン復号化
手段が復号化手段３００において使用される。再度、こ
の手段はルック・アップ・テーブル或いはデジタル・デ
ータを処理する他の類似の装置により実施される。復号
化処理の出力は、量子化された基準化ＤＣＴデータの３
つのＭｘＮ行列である。符号化手段３００はまた基準化
解除及び逆基準化ＤＣＴ（ＩＳＤＣＴ）変換を含む。基
準化解除のステップは、単に、量子化処理における乗算
及び切捨て処理ステップの逆の乗算ステップである。こ
れはデータは一度切り捨てられると、データの切捨て部
分は失われ、回復されないことによる。基準化解除処理
における乗算ステップは、量子化ＳＤＣＴデータのｐｘ
ｐブロック（本実施例では８ｘ８）の各要に値βijδd
を乗じる。ここでβij＝１／γij であり圧縮処理の基
準化を逆転し、またδd 、ｄ＝Ｙ、Ｕ、Ｖは、後述のＹ
ＵＶ−ＲＧＢ変換における因子化から引出される。基準
化解除処理の後、ＩＳＤＣＴ処理が結果のデータに適用
される。
【００４４】ＩＳＤＣＴは様々な実施例により実施され
る。本発明における逆基準化ＤＣＴは次に示す行列識別
にもとづく。
【数１３】
【００４５】ここで上記行列は以前に定義されたもので
あり、更に次式が成立する。
【数１４】
【００４６】ここで上付き文字tは行列転置を意味す
る。これらの識別から、８ｘ８ポイントにおける２次元
の逆基準化ＤＣＴは、最初に
【数１５】
【００４７】による積を基準化解除に組込み、次に
【数１６】
【００４８】による積を計算することにより求められる
ことが明らかである。実際の逆基準化ＤＣＴ計算は、
【数１７】
【００４９】として書換える公式に従い実行される。前
後の加算（すなわち
【数１８】
【００５０】及び
【数１９】
【００５１】による積）はそれぞれ１２８回及び２８８
回の加算による行列形式で実行される。逆基準化ＤＣＴ
の８ｘ８の中心部分は、積計算
【数２０】
【００５２】であり、これは行列形式では実行されな
い。８ｘ８データ行列の第１、第２、第３及び第５列が
各々Ｍt 8 により乗じられる。これらの各々はγ（4）に
よる２回の乗算、及びＧt 2による積を含む。後者は３回
の乗算及び３回の加算により実行される。第４及び第６
列はγ（4）Ｍt 8 により乗じられる。これらの各々はγ
（4）による４回の乗算、２による２回の乗算、及びγ
（4）Ｇt 2による積により実行され、後者の積は３回の
乗算及び３回の加算により実行される。第７及び第８列
は
【数２１】
【００５３】による積を実行するように同時に処理され
る。
【００５４】１６次元の列ベクトルが、第７及び第８列
の入力をインタリーブすることにより形成される。第
１、第２、第３及び第５の入力対は各々Ｇt 2により乗じ
られ、第４及び第６の入力対はγ（4）Ｇt 2 により乗じ
られる。これらの各々は３回の乗算及び３回の加算を必
要とする。最後に第７及び第８の入力対が（Ｇ2xＧ2）t
により同時に乗じられ、次に示す因子化にもとづくアル
ゴリズムの使用により、γ（4） による２回の乗算、１
０回の加算及び２回のシフトが実行される。
【数２２】
【００５５】結局、８ｘ８ポイントに対する２次元逆基
準化ＤＣＴにおける全アルゴリズムは、５４回の乗算及
び４６２回の加算に加え、1/2による６回の乗算を必要
とする。
【００５６】この手順は行列形式によっても実行され、
実質的にはＳＤＣＴ処理の逆手順による。結果的に生じ
る出力は、ティルドＹ、ティルドＵ、ティルドＶデータ
を有する３つの行列を表す。ティルドＹ、ティルドＵ、
及びティルドＶ行列は、処理の最初に生成されたＹＵＶ
データと正確には一致しない。これは量子化損失に依存
するが、ほぼ同一と見なすことができる。
【００５７】ティルドＹ、ティルドＵ、及びティルドＶ
データが生成されると、これらは変換手段３５０に送ら
れ、ティルドＲ、ティルドＧ、及びティルドＢデータに
変換される。この変換を効率的に実行するため、変換は
因子化される。特に、ティルドＹＵＶ−ティルドＲＧＢ
変換手段３５０は次に示す形式を有する。
【数２３】
【００５８】のように表され、ＹＵＶ−ＲＧＢ色変換に
おける色基本行列の標準変更を非常に正確に近似する。
ティルドＲＧＢ行列は、量子化損失により、処理を開始
したＲＧＢデータに正確には一致しないが、ほぼ一致す
るものと見なされる。
【００５９】基準化ファクタδd （前述参照）は上述の
最後の式の行列Δから獲得される。すなわち、δY ＝δ
V ＝１でδU ＝．２である。因子化は、d を基準化解除
処理に組込むための処理を説明し、この基準化解除処理
の後にＩＳＤＣＴ変換が続き、行列［Ｄ］を介する色変
換が、δd ファクタを要せずに、基準化解除処理に対す
る極めて正確な近似を生成し、その後ＩＳＤＣＴ変換及
び標準ＹＵＶ−ＲＧＢ色変換が続いて実行される。
【００６０】その入力がティルドＹ、ティルドＵ、及び
ティルドＶである列ベクトルと行列［Ｄ］との積は、次
に示すステップにより実行される。
【数２４】
【００６１】この変換は５回の２進加算と２回のシフト
演算を含むだけである。逆変換手段３５０は、最小シフ
ト及び加算演算により、より高価な（すなわち、より遅
いか或いはより複雑な）乗算演算を置換する点で、変換
手段１５０と類似する。また、δd ファクタは暗黙的に
基準化解除ステップに組込まれるため、色変換により明
示的に乗じられることはない。これは圧縮処理において
量子化ステップに含まれる因子化に非常に類似するステ
ップであり、この場合には基準化定数０．１１８が量子
化処理に吸収される。変換手段３５０の出力は、ティル
ドＲ、ティルドＧ、及びティルドＢデータである。本発
明の実施においてプログラマブルなハードウェアが使用
される場合、それは一般的色変換におけるハードウェア
と同一であり、プログラムされる係数だけが変更される
必要が生じる。特殊目的のハードウェアが使用される場
合は、量子化における乗数が新たな定数を考慮するよう
に調整されねばならない。
【００６２】本発明の別の実施例は、クロミナンス・デ
ータのＤＣＴ出力を水平方向、垂直方向、或いは水平垂
直両方向に２対１でサブサンプルする。すなわち、サブ
サンプル方向の１つおきのデータ・ポイントが使用され
る。上述の色変換におけるオペレーション・ステップ、
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４はクロミナンス成分にだけ作用
し、ａ５、ａ６、ａ７は輝度成分にだけ作用する。結果
的に、クロミナンス・データがサブサンプルされると、
最初の４オペレーション・ステップが極めて低い頻度で
発生する。例えば、クロミナンス成分が任意の方向に２
対１でサンプルされる場合、クロミナンス・データ量は
半分になる。従って、最初の４オペレーション・ステッ
プは半分の時間だけ発生することになる。これは色変換
に要する合計算術演算回数が、出力画素当たり４回の加
算と１回のシフトで済むことを意味する。
【００６３】これはすなわち、最初の４ステップの２回
の加算と２回のシフトが、半分の頻度でしか発生しない
ことによる。同様にクロミナンス・データが両方向に２
対１でサブサンプルされる非常に一般的な状況において
は、色変換における合計算術演算回数は、出力画素当た
り３．５回の加算と０．５回のシフトを含む。因子化に
よる乗算との組合わせによるＤＣＴ出力のサブ・サンプ
リングは、因子化だけに依存して実現される削減を越え
て、更に２進加算及びシフト演算の有効回数を減少させ
る。
【００６４】ここで述べられる順方向色変換（ＲＧＢ−
Ｙ^Ｕ^Ｖ^ 変換）は従来の逆変換技術（ＹＵＶ−ＲＧＢ
変換）と共に使用され、従来の順方向色変換により処理
されるイメージと視覚的に同一のイメージを生成する。
同様に、ここで述べられる逆色変換（ティルドＹＵＶ−
ティルドＲＧＢ変換）は従来の順方向技術（ＲＧＢ−Ｙ
ＵＶ変換）と共に使用され、従来の逆色変換により処理
されるイメージと視覚的に同一のイメージを生成する。
これは特定の変換を実施するために使用される順方向色
変換技術が、逆変換を実施するために使用される技術か
ら切り離されることを意味する。図２では、符号化手段
２００からの符号化データが記憶手段４２５に格納さ
れ、ここで説明されたものとは異なる復号化及び逆変換
手段を有する他のイメージ処理システムにより別々に使
用される場合を表す。同様に図３は、ＹＵＶ形式に符号
化され記憶手段４２５に格納されたデータが、たとえ本
発明で述べられる符号化及び順方向変換処理の利点を有
さない場合においても、復号化され、モニタ表示用のＲ
ＧＢ形式のデータに変換される様子を表す。記憶手段４
２５としては、本発明によれば、それがイメージ格納
用、或いはイメージ表示用の実施例であれ、デジタル・
データを格納する従来の電気式、光学式、或いは電磁気
式記憶手段が使用される。例えば、磁気記憶テープ、磁
気記憶ディスク、テープ或いはディスク・ライブラリ・
システム、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、光デ
ィスク、或いは他の類似のタイプの記憶媒体が、本発明
の記憶手段として適切である。
【００６５】変換手段１５０の別の実施例では、ＲＧＢ
データをＹＣｂＣｒに変換する。ここでＣｂ＝０．５
Ｕ、Ｃｒ＝０．６２５Ｖである。この実施例では、シフ
ト及び加算ステップはＲＧＢ−ＹＵＶ変換の場合のシフ
ト及び加算ステップと同一である。しかしながら、単一
の基準化ファクタ０．１１８が３つの異なる基準化ファ
クタにより置換され、その各々が各色プレーンに対応す
るため、余分な０．５及び０１．６２５のファクタが用
意される。次に示す対角行列［Ｆ］は量子化オペレーシ
ョンに吸収される。
【数２５】
【００６６】更に、ティルドＹＣｂＣｒ−ティルドＲＧ
Ｂ逆変換はティルドＹＵＶ−ティルドＲＧＢ逆変換と同
じシフト及び加算演算を有するが、対角行列［Δ］では
なく対角行列［Ｇ］が基準化解除処理に吸収される。こ
こで対角行列［Ｇ］は次のように表される。
【数２６】
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＮＴＳＣのそれとほぼ同一の方程式係数を有するＲＧＢ
−ＹＵＶ変換及びＹＵＶ−ＲＧＢ変換から、従来の乗算
演算を排除することにより、デジタル・イメージ・プロ
セッサの処理スピードを改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデジタル・イメージ・プロセッサ
・システムの実施例の図である。
【図２】本発明によりイメージを格納するデジタル・イ
メージ・プロセッサを表す図である。
【図３】本発明によりイメージを表示するデジタル・イ
メージ・プロセッサを表す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリオット・ニール・リンザー アメリカ合衆国10463、ニューヨーク州ブ ロンクス、アパートメント ３エイチ、ウ エスト239ストリート 600

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】イメージをデータ・チャネル上に伝送する
    方法であって、 上記イメージを表す２進ＲＧＢデータを画素ロケーショ
    ンにより編成する段階と、 上記ＲＧＢデータを２進シフト及び加算演算から成るＲ
    ＧＢ−ＹＵＶ変換を通じて、上記イメージを表すＹＵＶ
    データに変換する段階と、 上記イメージを表すデータ量を減らすために、上記ＹＵ
    Ｖデータをフィルタリングする段階と、 上記フィルタリングされたＹＵＶデータを基準化する段
    階と、 上記基準化データを上記データ・チャネル上を伝送する
    ための信号に変換する段階と、 上記信号を上記データ・チャネルに供給する段階と、 を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】上記イメージを表すデータ量を減らすため
    に、上記ＵＶデータがフィルタリングされサブサンプル
    されることを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】因子化行列により乗じられる基準化ファク
    タが上記ＲＧＢ−ＹＵＶ変換を形成し、 上記基準化段階は上記基準化ファクタを吸収する、 ことを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】イメージをデータ・チャネル上に伝送する
    方法であって、 上記イメージを表す２進ＲＧＢデータを画素ロケーショ
    ンにより編成する段階と、 上記ＲＧＢデータをＹ＝２．５Ｒ＋５Ｇ＋Ｂ、Ｕ＝２．
    ５Ｒ＋５Ｇ−７．５Ｂ、及びＶ＝−６Ｒ＋５Ｇ＋Ｂで表
    される上記イメージを表すＹＵＶデータに変換する段階
    と、 上記イメージを表すデータ量を減らすために、上記ＹＵ
    Ｖデータをフィルタリングする段階と、 上記フィルタリングされたＹＵＶデータを基準化する段
    階と、 上記基準化データを上記データ・チャネル上を伝送する
    ための信号に変換する段階と、 上記信号を上記データ・チャネルに供給する段階と、 を含むことを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】イメージを表示するための方法であって、 データ・チャネルから信号をセンスする段階と、 上記センス信号をＹＵＶデータに復号化する段階と、 上記ＹＵＶデータを基準化解除する段階と、 上記ＹＵＶデータを２進シフト及び加算演算から成るＹ
    ＵＶ−ＲＧＢ変換を通じてＲＧＢデータに変換する段階
    と、 上記ＲＧＢデータを表示手段上に表示する段階と、 を含むことを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】因子化行列により乗じられる対角行列が上
    記ＹＵＶ−ＲＧＢ変換を形成し、 上記基準化解除段階が上記対角行列を吸収する、 ことを特徴とする請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】イメージを表示するための方法であって、 データ・チャネルから信号をセンスする段階と、 上記センス信号をＹＵＶデータに復号化する段階と、 上記ＹＵＶデータを基準化解除する段階と、 上記ＹＵＶデータをＲ＝Ｙ−Ｖ、Ｇ＝Ｙ＋Ｕ＋０．５
    Ｖ、及びＢ＝Ｙ−５Ｕで表されるＹＵＶ−ＲＧＢ変換を
    通じて、ＲＧＢデータに変換する段階と、 上記ＲＧＢデータを表示手段上に表示する段階と、 を含むことを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】上記基準化解除処理が、 を吸収することを特徴とする請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】上記基準化解除処理が、 を吸収することを特徴とする請求項７記載の方法。
  10. 【請求項１０】上記ＹＵＶ−ＲＧＢ変換は、 上記Ｖデータの２進位置を１ビット右シフトする段階
    と、 上記Ｕデータを上記右シフトされたＶデータに加算して
    中間値λ１を獲得する段階と、 上記Ｕデータの２進位置を２ビット左シフトする段階
    と、 上記Ｕデータを上記左シフトされたＵデータに加算して
    中間値λ２を獲得する段階と、 上記Ｙデータを負のＶデータに加算して最終Ｒ値を獲得
    する段階と、 上記Ｙデータを上記λ１に加算して最終Ｇ値を獲得する
    段階と、 上記Ｙデータを負のλ２に加算して最終Ｂ値を獲得する
    段階と、 を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
  11. 【請求項１１】上記ＹＵＶ−ＲＧＢ変換は、 上記Ｖデータの２進位置を１ビット右シフトする段階
    と、 上記Ｕデータを上記右シフトされたＶデータに加算して
    中間値λ１を獲得する段階と、 上記Ｕデータの２進位置を２ビット左シフトする段階
    と、 上記Ｕデータを上記左シフトされたＵデータに加算して
    中間値λ２を獲得する段階と、 上記Ｙデータを負のＶデータに加算して最終Ｒ値を獲得
    する段階と、 上記Ｙデータを上記λ１に加算して最終Ｇ値を獲得する
    段階と、 上記Ｙデータを負のλ２に加算して最終Ｂ値を獲得する
    段階と、 を含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
  12. 【請求項１２】イメージをデータ・チャネル上に伝送す
    る送信機であって、 ２進シフト及び加算演算により、ＲＧＢデータを上記イ
    メージを表すＹＵＶデータに変換する変換手段と、 上記イメージを表すデータ量を減らすために、上記ＹＵ
    Ｖデータをフィルタリングするフィルタ手段と、 上記フィルタリングされたＹＵＶデータを基準化する基
    準化手段と、 上記基準化データを上記データ・チャネル上を伝送する
    ための信号に変換する変換手段と、 上記信号を上記データ・チャネルに供給するドライバ手
    段と、 を含むことを特徴とする送信機。
  13. 【請求項１３】イメージを表示するための表示システム
    であって、 データ・チャネルから信号をセンスするセンサ手段と、 上記センス信号をＹＵＶデータに復号化する復号化手段
    と、 上記ＹＵＶデータを基準化解除する基準化解除手段と、 上記ＹＵＶデータを２進シフト及び加算手段によりＲＧ
    Ｂデータに変換する変換手段と、 上記ＲＧＢデータを表示する表示手段と、 を含むことを特徴とする表示システム。
  14. 【請求項１４】イメージを表示するための表示システム
    であって、 データ・チャネルから信号をセンスするセンサ手段と、 上記センス信号をＹＵＶデータに復号化する復号化手段
    と、 上記ＹＵＶデータを基準化解除する基準化解除手段と、 上記ＹＵＶデータをＲ＝Ｙ−Ｖ、Ｇ＝Ｙ＋Ｕ＋０．５
    Ｖ、及びＢ＝Ｙ−５Ｕで表されるＲＧＢデータに変換す
    る変換手段と、 上記ＲＧＢデータを表示する表示手段と、 を含むことを特徴とする表示システム。
  15. 【請求項１５】イメージを格納する方法であって、 上記イメージを表す２進ＲＧＢデータを画素ロケーショ
    ンにより編成する段階と、 上記ＲＧＢデータを２進シフト及び加算演算から成るＲ
    ＧＢ−ＹＵＶ変換を通じて、上記イメージを表すＹＵＶ
    データに変換する段階と、 上記イメージを表すデータ量を減らすために、上記ＹＵ
    Ｖデータをフィルタリングする段階と、 上記フィルタリングされたＹＵＶデータを基準化する段
    階と、 上記基準化データを格納用の信号に変換する段階と、 上記信号を信号記憶手段に供給する段階と、 を含むことを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】イメージを格納する方法であって、 上記イメージを表す２進ＲＧＢデータを画素ロケーショ
    ンにより編成する段階と、 上記ＲＧＢデータをＹ＝２．５Ｒ＋５Ｇ＋Ｂ、Ｕ＝２．
    ５Ｒ＋５Ｇ−７．５Ｂ、及びＶ＝−６Ｒ＋５Ｇ＋Ｂで表
    される上記イメージを表すＹＵＶデータに変換する段階
    と、 上記イメージを表すデータ量を減らすために、上記ＹＵ
    Ｖデータをフィルタリングする段階と、 上記フィルタリングされたＹＵＶデータを基準化する段
    階と、 上記基準化データを格納用の信号に変換する段階と、 上記信号を記憶手段に供給する段階と、 を含むことを特徴とする方法。
  17. 【請求項１７】イメージを格納する記憶システムであっ
    て、 ＲＧＢデータを２進シフト及び加算演算により、上記イ
    メージを表すＹＵＶデータに変換する変換手段と、 上記イメージを表すデータ量を減らすために、上記ＹＵ
    Ｖデータをフィルタリングするフィルタ手段と、 上記フィルタリングされたＹＵＶデータを基準化する基
    準化手段と、 上記基準化データを格納用の信号に変換する変換手段
    と、 上記信号を格納するための信号記憶手段と、 を含むことを特徴とする記憶システム。
JP5133055A 1992-07-30 1993-06-03 カラー・イメージ伝送のためのデジタル・イメージ・プロセッサ Expired - Fee Related JP3014896B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US922295 1986-10-23
US92229592A 1992-07-30 1992-07-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06105337A true JPH06105337A (ja) 1994-04-15
JP3014896B2 JP3014896B2 (ja) 2000-02-28

Family

ID=25446846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5133055A Expired - Fee Related JP3014896B2 (ja) 1992-07-30 1993-06-03 カラー・イメージ伝送のためのデジタル・イメージ・プロセッサ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5909254A (ja)
EP (1) EP0581715A1 (ja)
JP (1) JP3014896B2 (ja)
CA (1) CA2094523C (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07288805A (ja) * 1994-04-18 1995-10-31 Nec Corp 多チャンネル画像の圧縮・伝送方法および装置
WO2002009444A1 (en) * 2000-07-21 2002-01-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Signal transmission system
JP2005055824A (ja) * 2003-08-07 2005-03-03 Seiko Epson Corp 画像表示装置、画像表示方法及び画像表示プログラム
JP2014183366A (ja) * 2013-03-18 2014-09-29 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 色信号変換装置、色信号復元装置、及びプログラム

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3806211B2 (ja) * 1997-01-08 2006-08-09 株式会社リコー 撮像信号処理方法及び撮像信号処理装置
KR100232144B1 (ko) * 1997-11-28 1999-12-01 구자홍 디지탈 티브이의 룩업 테이블 처리장치 및 그 방법
US6728313B1 (en) * 1998-01-08 2004-04-27 Intel Corporation Method and apparatus for performing MPEG II dequantization and IDCT
US7123652B1 (en) * 1999-02-24 2006-10-17 Thomson Licensing S.A. Sampled data digital filtering system
JP3971135B2 (ja) * 2001-07-11 2007-09-05 株式会社テクノマセマティカル Ｄｃｔ行列分解方法及びｄｃｔ装置
US7082450B2 (en) * 2001-08-30 2006-07-25 Nokia Corporation Implementation of a transform and of a subsequent quantization
KR20030048674A (ko) * 2001-12-12 2003-06-25 삼성전자주식회사 디지털 영상처리시스템 및 영상처리방법
US6934411B2 (en) * 2002-01-29 2005-08-23 Kwe International, Inc. Method and apparatus for RGB color conversion that can be used in conjunction with lossless and lossy image compression
GB2385763B (en) * 2002-02-22 2005-09-07 Sony Uk Ltd Image processing apparatus and method
US7231084B2 (en) * 2002-09-27 2007-06-12 Motorola, Inc. Color data image acquistion and processing
US7433085B2 (en) * 2003-04-15 2008-10-07 Lexmark International, Inc. Intelligent hardware for detecting color value of an image
JP4156631B2 (ja) * 2006-04-26 2008-09-24 シャープ株式会社 画像処理方法および画像処理装置
US8428120B2 (en) * 2007-12-11 2013-04-23 Taiwan Imagingtek Corporation Method and apparatus of Bayer pattern direct video compression
EP3051818A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-03 Thomson Licensing Method and device for decoding a color picture
CN108282643B (zh) * 2018-02-12 2020-04-10 武汉斗鱼网络科技有限公司 图像处理方法、图像处理装置及电子设备
CN113194316B (zh) * 2021-03-24 2025-03-18 西安万像电子科技有限公司 图像编码、解码方法及装置
CN113242424A (zh) * 2021-03-24 2021-08-10 西安万像电子科技有限公司 图像编码、解码方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0263290A (ja) * 1988-08-29 1990-03-02 Toshiba Corp 画像通信端末装置
JPH02222386A (ja) * 1989-02-23 1990-09-05 Toshiba Corp 画像データ圧縮装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2103455A (en) * 1981-07-22 1983-02-16 Post Office Method of transmitting an image and apparatus for carrying out the method
AU536777B2 (en) * 1981-09-04 1984-05-24 Victor Company Of Japan Limited Disk storage of t.d.m. digital audio and vdieo signals
FR2517915B1 (fr) * 1981-12-09 1986-01-17 Thomson Brandt Dispositif de matricage pour camera de television en couleurs et codeur et camera comportant un tel dispositif
US4597005A (en) * 1984-04-26 1986-06-24 Canadian Patents And Development Limited Digital color photographic image video display system
FR2582893B1 (fr) * 1985-06-04 1987-07-17 France Etat Circuit d'elaboration des signaux analogiques de couleurs primaires d'un signal de television a partir de ses composantes numeriques de luminance et de chrominance.
US4812904A (en) * 1986-08-11 1989-03-14 Megatronics, Incorporated Optical color analysis process
DE3629403C2 (de) * 1986-08-29 1994-09-29 Agfa Gevaert Ag Verfahren zur Korrektur der Farbsättigung bei der elektronischen Bildverarbeitung
JP2625683B2 (ja) * 1986-10-01 1997-07-02 松下電器産業株式会社 デジタル映像信号合成回路
GB2199461B (en) * 1986-12-24 1991-03-13 Philips Electronic Associated Image display apparatus
JPS63207292A (ja) * 1987-02-23 1988-08-26 Nec Home Electronics Ltd 色信号変換装置
JP2638822B2 (ja) * 1987-07-31 1997-08-06 ソニー株式会社 コンポーネントディジタルビデオ信号の符号化装置
US4991122A (en) * 1987-10-07 1991-02-05 General Parametrics Corporation Weighted mapping of color value information onto a display screen
JPH01284191A (ja) * 1988-05-11 1989-11-15 Mitsubishi Electric Corp デジタルキヤプテン端末装置
JPH02100465A (ja) * 1988-10-06 1990-04-12 Sharp Corp 画像符号化方式
NL8901661A (nl) * 1989-06-30 1991-01-16 Philips Nv Televisiesysteem voor digitale overdracht van beeldsignalen.
JPH03187698A (ja) * 1989-12-18 1991-08-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 色座標変換装置
DE69118939T2 (de) * 1990-02-06 1996-11-14 Canon Kk Bildverarbeitungsgerät
JP2938115B2 (ja) * 1990-02-09 1999-08-23 三菱電機株式会社 色信号変換回路
US5124688A (en) * 1990-05-07 1992-06-23 Mass Microsystems Method and apparatus for converting digital YUV video signals to RGB video signals
US5079621A (en) * 1990-06-29 1992-01-07 Eastman Kodak Company Dct transform compression, transmission and recovery of digital color using virtual filtering mechanism

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0263290A (ja) * 1988-08-29 1990-03-02 Toshiba Corp 画像通信端末装置
JPH02222386A (ja) * 1989-02-23 1990-09-05 Toshiba Corp 画像データ圧縮装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07288805A (ja) * 1994-04-18 1995-10-31 Nec Corp 多チャンネル画像の圧縮・伝送方法および装置
WO2002009444A1 (en) * 2000-07-21 2002-01-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Signal transmission system
US7394854B2 (en) 2000-07-21 2008-07-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Signal transmission system
JP2005055824A (ja) * 2003-08-07 2005-03-03 Seiko Epson Corp 画像表示装置、画像表示方法及び画像表示プログラム
JP2014183366A (ja) * 2013-03-18 2014-09-29 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 色信号変換装置、色信号復元装置、及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP3014896B2 (ja) 2000-02-28
US5909254A (en) 1999-06-01
EP0581715A1 (en) 1994-02-02
CA2094523C (en) 1999-05-25
CA2094523A1 (en) 1994-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3014896B2 (ja) カラー・イメージ伝送のためのデジタル・イメージ・プロセッサ
JP2500995B2 (ja) 画像伝送方法、画像ディスプレイ方法、トランスミッタ、及びディスプレイシステム
JP4559622B2 (ja) 知覚的に無損失の画像をもたらす２次元離散ウェーブレット変換に基づくカラー画像の圧縮
US6697521B2 (en) Method and system for achieving coding gains in wavelet-based image codecs
US6002809A (en) Digital image processor for image scaling
EP0924925B1 (en) Method and apparatus for reversible color conversion
US5872874A (en) Method and apparatus for scaling down images that are provided in a compressed data format
US5523847A (en) Digital image processor for color image compression
US11677932B2 (en) Image processing device
CN115776566A (zh) 图像数据的处理方法、装置、计算机设备和存储介质
EP1497989A1 (en) Data compression for colour images using wavelet transform
JPH05260313A (ja) 離散余弦変換（ｄｃｔ）によるデータ処理方法、ｄｃｔ方法、およびｄｃｔデータ処理回路
US20050196056A1 (en) Image coding and decoding method
US5414804A (en) Fast image decoder
CN115767085A (zh) 数据处理方法及其装置
KR100656637B1 (ko) 정수 ­정수 컬러 변환 방법을 이용한 휴대폰용 정지 영상압축 방법
WO1996013807A1 (en) Method and apparatus for converting from a luminance and color difference color space to a component space
KR102872205B1 (ko) 이미지 신호 프로세서, 이미지 신호 프로세서 동작 방법 및 상기 이미지 신호 프로세서를 포함하는 이미지 처리 시스템
Bentoutou Bayer-filtered image compression based on CCSDS-123 standard: a tailored approach for Cubesats
TWI795480B (zh) 用於執行資料解壓縮的影像處理裝置及用於執行資料壓縮的影像處理裝置
KR100254393B1 (ko) 가중 계수처리 가능한 이산 코사인 변환 코어 구조
Qiu Adaptive reconstruction of subsampled colour images
JPH0888775A (ja) 画像処理装置
JPS63304770A (ja) カラ−画像のデ−タ圧縮方式
JPH066608A (ja) 画像出力装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees