JPH06225213A - 画像処理方法と装置 - Google Patents

画像処理方法と装置

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JPH06225213A
JPH06225213A JP1100293A JP1100293A JPH06225213A JP H06225213 A JPH06225213 A JP H06225213A JP 1100293 A JP1100293 A JP 1100293A JP 1100293 A JP1100293 A JP 1100293A JP H06225213 A JPH06225213 A JP H06225213A
Authority
JP
Japan
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dct
image
matrix
dct coefficient
coefficient
Prior art date
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Pending
Application number
JP1100293A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanari Asano
眞成 浅野
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fujifilm Microdevices Co Ltd, Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fujifilm Microdevices Co Ltd
Priority to JP1100293A priority Critical patent/JPH06225213A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像の拡大、縮小に関し、DCT処理によっ
て圧縮した画像情報から画像を再現する際、簡単に画像
の拡大、縮小を行なうことのできる画像処理方法を提供
することを目的とする。 【構成】 離散的コサイン変換(DCT)を用いて圧縮
した画像データから縮小した画像を得るための画像処理
方法であって、DCT処理によって周波数分解され、行
列形式で表示できるDCT係数の高周波成分を切り捨
て、所望の次元の行列形式で表示できる修正DCT係数
を得る工程と、前記修正DCT係数に逆DCT演算を行
ない、前記所望の次元の画像データを得る工程とを有す
る。離散コサイン変換(DCT)を用いて圧縮した画像
データから拡大した画像を得るための画像処理方法であ
って、DCT処理により周波数分解され、行列形式で表
示できるDCT係数に高周波成分として0を追加して所
望の次元の行列形式で表示できる修正DCT係数を得る
工程と、前記修正DCT係数に逆DCT演算を行ない、
前記所望の次元の画像データを得る工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像情報の処理に関
し、特に画像の拡大、縮小に関する。近年、画像情報の
圧縮技術として、離散コサイン変換(DCT)がよく用
いられている。DCTによって圧縮された画像データ
は、原画像を周波数分解した情報である。
【0002】
【従来の技術】パソコン等のコンピュータシステムを用
いてディスプレイ上の画像を処理する場合、画像を拡
大、縮小したい場合がある。たとえば、全画面に表示さ
れた画像をウィンド内に縮小したり、ウィンド内の画像
を全画面に拡大するような場合がある。
【0003】画像を縮小する場合、最も簡単な方法は一
定の割合で画像データを削除することであろう。たとえ
ば、画面を2×2画素の集合に分解し、左上の画素のみ
を採用すれば、1/2(面積にして1/4)の画像縮小
ができる。ただし、この場合に結果として得られる画像
は元の画像に忠実であるとは限らない。灰色の画像を白
や黒にしてしまうようなことも起こり得る。
【0004】より原画像に忠実な画像を得ようとする時
は、ある微小領域で平均値を求め、その微小領域を平均
値で表現するようなことが行なわれる。この場合、原画
像の情報を処理する画像情報処理が必要となる。
【0005】画像を拡大する場合、最も簡単な方法は原
画像を単純に拡大し、1画素の情報を複数個の画素に共
通の情報とすることであろう。ただし、この場合に結果
として得られる画像はきめの荒いものとなってしまう。
【0006】よりきめの細かい拡大画像を得ようとする
と、原画像の情報を所望の次元の画面内に分布させ、デ
ータとデータの間を補間することが行なわれる。この場
合、補間データを作成する画像処理が必要となる。
【0007】近年、高解像度の画像を取り扱う要求が増
大しており、高解像度画像の画像情報のデータ圧縮技術
が開発されている。図6に、DCTを用いた画像データ
圧縮技術を示す。
【0008】図6(A)に示すように、対象とする画面
50を小さな小区画51に分割する。小区画51は、た
とえば8画素×8画素の大きさを有する。すなわち、小
区画51は64個の元を含む8行8列の正方行列を構成
する。画面50の画像情報は、小区画51毎に処理され
る。
【0009】図6(B)に示すように、小区画51の画
像データ52を1行ずつ順方向DCT処理装置53によ
って処理し、DCT係数(F)54を得る。このDCT
係数54は、画像情報を周波数解析したものとなってい
る。DCT係数54をスレッショルド処理装置55によ
って処理し、一定値以下のデータを切り捨てる。次に、
ノンゼロのデータ長を短縮するために、ノーマライズ処
理装置56によってデータを一定値で除算し、短縮した
データ57を得る。
【0010】このようにして得られた画像データ57
は、ノンゼロのものとゼロのものが混在するが、周波数
の高い成分はほとんどゼロとなる。ノンゼロデータにつ
いては、ハフマン符号化を行ない、さらにデータを圧縮
する。また、ゼロのデータについては、ランレングス符
号化を行ない、ゼロの塊を1つのデータとして扱い、さ
らにハフマン符号化を行なう。
【0011】このようにして得られた圧縮データから元
の画像を再生するときは、画像データ57を再現した
後、ノーマライズ処理の逆処理を行ない、順方向DCT
処理の逆処理である逆方向DCT処理を行なう。
【0012】図6(C)は、図6(B)に示す順方向D
CT処理の内容を示す。画像データfを、転置コサイン
係数行列とコサイン係数行列とで挟み、行列演算を行な
うことによってDCT係数Fを得る。
【0013】なお、この順方向DCT処理をさらに展開
すると、F=Dt fD={(fD) t D}t と表せる。
すなわち、画像データfにコサイン係数行列Dを右側か
ら乗算し、得られた行列を転置した後、再びコサイン係
数行列Dを乗算し、転置することによってDCT係数F
を得ることができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の技術によって画像を拡大、縮小しようとすると、
そのための情報処理が必要であった。高品質の画像を得
ようとすると、情報処理も複雑なものとなっていた。
【0015】本発明の目的は、DCT処理によって圧縮
した画像情報から画像を再現する際、簡単に画像の拡
大、縮小を行なうことのできる画像処理方法を提供する
ことである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理方法
は、離散コサイン変換(DCT)を用いて圧縮した画像
データから縮小した画像を得るための画像処理方法であ
って、DCT処理によって周波数分解され、行列形式で
表示できるDCT係数の高周波成分を切り捨て、所望の
次元の行列形式で表示できる修正DCT係数を得る工程
と、前記修正DCT係数に逆DCT演算を行ない、前記
所望の次元の画像データを得る工程とを有する。
【0017】また、本発明の画像処理方法は、離散コサ
イン変換(DCT)を用いて圧縮した画像データから拡
大した画像を得るための画像処理方法であって、DCT
処理により周波数分解され、行列形式で表示できるDC
T係数に高周波成分として0を追加して所望の次元の行
列形式で表示できる修正DCT係数を得る工程と、前記
修正DCT係数に逆DCT演算を行ない、前記所望の次
元の画像データを得る工程とを有する。
【0018】
【作用】画像情報をDCT処理して得られるDCT係数
は、画像情報を周波数分解したものである。画像を縮小
する際には、DCT係数の高周波成分を切り捨て、逆D
CT演算によって画像データを得れば、画像にとって重
要である低周波成分をそのまま維持した縮小画像が得ら
れる。
【0019】画像を拡大する場合には、DCT係数に高
周波成分として0を追加し、逆DCT演算によって画像
データを得れば、原画像の特徴を保持した拡大画像が得
られる。この場合、適性な補間が自動的に行なわれるこ
とになる。
【0020】
【実施例】図1は、本発明の実施例による画像縮小、拡
大装置を示すブロック図である。原画像をDCT処理す
ることによって圧縮した原画像圧縮データ1を、復号器
7によってハフマン符号化やランレングス符号化の復号
化を行ない、DCT係数54を得る。DCT係数54
は、原画像を周波数解析した情報である。
【0021】画像を縮小、拡大する場合、DCT係数5
4は行列変換回路8に供給される。行列変換回路8は、
原画像のサイズ値5と共に出力画像のサイズ値3を入力
する。原画像のサイズ値5が出力画像のサイズ値3より
も大きな場合は、入力した行列形式のDCT係数の高周
波成分を切り捨て、次元の小さな行列に変換し、逆DC
T回路10に供給する。
【0022】出力画像のサイズ値3は、変換行列供給回
路9に入力され、変換行列供給回路9から出力画像のサ
イズ値3に合わせた変換行列が逆DCT回路10に供給
される。逆DCT回路10は、供給された変換行列を用
い、行列変換回路8から供給されたDCT係数を逆DC
T演算し、画像情報を再現する。
【0023】原画像のサイズ値5が出力画像のサイズ値
3よりも小さな場合は、行列変換回路8は行列形式のD
CT係数に高周波成分として0を追加し、出力画像のサ
イズ値3に合わせた行列形式のDCT係数を逆DCT回
路10に供給する。変換行列供給回路9は、出力画像の
サイズ値3に合わせた変換行列を供給する。逆DCT回
路10は出力画像のサイズ値3に合わせた逆DCT演算
を行なう。
【0024】以下、行列変換回路8および逆DCT回路
10で行なう演算についてより詳しく説明する。図2
は、画像の縮小を行なう場合のDCT係数の変換を示
す。図2(A)は、DCT処理が標準的な8×8ユニッ
トで行なわれた場合のDCT係数の構成を示す。原画像
が8×8ユニットの場合、DCT係数も8×8の行列で
表示することができる。DCT係数Fは、原画像の情報
を周波数解析したものであり、左上のF00が横方向にも
縦方向にも直流の成分を示し、横方向に向かうFi0は、
横方向に関して、次第に高周波成分を示す情報となる。
【0025】また、縦方向に向かうF0jは、縦方向に関
して、次第に高周波成分を示す情報となる。画像情報に
とって低周波成分ほど重要な情報であり、高周波成分は
よりノイズ的な情報となる。
【0026】今、画像を1/2(面積にして1/4)に
縮小する場合を考える。この場合、8×8のDCT係数
から低周波成分の4×4ユニットを取り出す。図2
(B)は、図2(A)の原画像のDCT係数からその低
周波成分を取り出した4×4の縮小画像のDCT係数で
ある。図2(A)のDCT係数と図2(B)のDCT係
数の差は、高周波成分の有無である。
【0027】図2(A)に示すDCT係数から、図2
(B)に示すDCT係数を得ると、原画像の情報として
重要な低周波成分はそのまま保持し、高周波成分のみを
切り捨てた画像情報が得られる。
【0028】図3は、DCT係数から原画像の情報を再
現するために用いられるコサイン係数行列を示す。図3
(A)は8×8ユニットのコサイン係数行列を示し、図
3(B)は4×4ユニットのコサイン係数行列を示す。
図2(A)の8×8ユニットのDCT係数をそのままの
大きさで再現する時には、図3(A)に示す8×8ユニ
ットのコサイン係数行列が用いられる。
【0029】縮小した画像を得るために、行列変換回路
8で図2(B)の4×4ユニットのDCT係数を求めた
時には、図3(B)に示す4×4ユニットのコサイン係
数行列が用いられる。
【0030】図2(B)に示す縮小画像のDCT係数
に、図3(B)に示す4×4ユニットのコサイン係数行
列を用いて逆DCT回路10で逆DCT演算を行なえ
ば、4×4の画像情報が得られる。この画像情報は、原
画像の低周波成分をそのまま保存しているため、原画像
に忠実な縮小画像となる。
【0031】図4は、画像を拡大する場合のDCT処理
を説明するための図である。図4(A)は原画像が4×
4ユニットの画像である場合のDCT係数を示す。この
4×4ユニットのDCT係数から8×8ユニットの画像
を再現する場合を考える。
【0032】図4(A)に示す4×4ユニットのDCT
係数から8×8ユニットの画像を再現する場合には、図
4(B)に示すように、行列変換回路8で高周波成分と
して0を追加し、8×8ユニットのDCT係数を作成す
る。この処理は、出力画像のサイズに合わせ、0を追加
するだけであるので、極めて簡単に行なうことができ
る。
【0033】図4(B)に示す拡大したDCT係数に対
し、図3(A)に示す8×8ユニットのコサイン係数行
列を用いて逆DCT回路10で逆DCT演算を行なえ
ば、8×8ユニットの画像情報が得られる。
【0034】図5は、所定次元のDCT係数に対する0
の追加が、得られる画像情報に及ぼす影響を説明するた
めの図である。図5(A)は逆DCT演算において行な
われる行列演算を簡略化して示す。
【0035】図5(A)の左辺中央の行列がDCT係数
の行列である。このDCT係数の行列は、拡大した出力
画像のサイズに合わせ、高周波成分として0を追加して
いる。DCT係数の行列の両側の行列は、コサイン係数
行列及びその転置行列であるが、ここでは説明の都合
上、簡単化して全ての元が1であるとする。
【0036】この行列演算を行なうと、図に示すよう
に、DCT係数として0を追加した部分にも適性な画像
情報が表れる。これは、DCT係数に対する0の追加
は、高周波成分として0を追加したものであり、画像情
報として得られる信号は、元のDCT係数の低周波成分
を保ち、かつ拡大されたものとなるためである。
【0037】図5(B)は、逆DCT演算をより正確に
表す式である。DCT係数54の行列に、左からコサイ
ン係数行列、右から転置コサイン係数行列を乗算する
と、画像データ52が得られる。
【0038】DCT係数54に0を追加し、拡大した次
元を有する転置コサイン係数行列および転置コサイン行
列を用いれば、拡大した画像データ52が得られ、その
時、DCT係数54が有していた低周波成分はそのまま
保存される。
【0039】このようにして、画像情報がDCT処理に
よって圧縮された画像情報である場合、DCT係数の行
列のサイズを変更することにより、画像情報を再現する
ための逆DCT演算を行なうだけで、縮小、拡大した画
像情報が得られる。
【0040】なお、図1の構成において、出力画像のサ
イズ値3を受けて所定サイズのコサイン係数行列および
転置コサイン係数行列を作成するために変換行列供給回
路9が用いられている。この変換行列供給回路9は、可
能なサイズのコサイン係数行列を記憶した回路であって
も、演算によってコサイン係数行列を算出するものであ
ってもよい。なお、原画像のサイズ値5と出力画像のサ
イズ値3が同一である場合は、行列変換回路8は入力し
たDCT係数をそのまま逆DCT回路10に供給する。
【0041】なお、正方行列から正方行列に変換する場
合を説明したが、画像の拡大、縮小は等方的なものに限
らない。横倍率と縦倍率を自由に設定し、出力画像の形
に合わせたDCT係数およびコサイン変換行列を作成す
れば、任意の縦横比を有する画像を再現することができ
る。一方向を拡大、他方向を縮小することも可能であ
る。
【0042】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
DCT処理によって得られた画像圧縮データから画像を
再現する時には、極めて簡単な処理により画像の拡大、
縮小を行なうことができる。このようにして得られる再
現画像は、原画像の特徴を効率的に保存したものとな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による画像処理装置の構成を示
すブロック図である。
【図2】画像の縮小を行なう場合のDCT係数の処理を
説明するための概念図である。
【図3】DCT演算に用いるコサイン係数行列の例を示
す概念図である。
【図4】画像の拡大を行なう場合のDCT係数の処理を
説明するための概念図である。
【図5】画像の拡大を行なう場合のDCT係数への0の
追加の意議を説明するための概念図である。
【図6】DCT処理を説明するための概念図である。
【符号の説明】
1 原画像圧縮データ 3 出力画像のサイズ値 5 原画像のサイズ値 7 復号器 8 行列変換回路 9 変換行列供給回路 10 逆DCT回路 11 出力画像データ 50 画面 51 8×8ユニット(小区画) 52 画像データ 53 順DCT回路 54 DCT係数 55 スレッショルド処理回路 56 ノーマライズ処理回路 57 圧縮データ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/133 Z

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 離散コサイン変換(DCT)を用いて圧
    縮した画像データから縮小した画像を得るための画像処
    理方法であって、 DCT処理によって周波数分解され、行列形式で表示で
    きるDCT係数の高周波成分を切り捨て、所望の次元の
    行列形式で表示できる修正DCT係数を得る工程と、 前記修正DCT係数に逆DCT演算を行ない、前記所望
    の次元の画像データを得る工程とを有する画像処理方
    法。
  2. 【請求項2】 離散コサイン変換(DCT)を用いて圧
    縮した画像データから拡大した画像を得るための画像処
    理方法であって、 DCT処理により周波数分解され、行列形式で表示でき
    るDCT係数に高周波成分として0を追加して所望の次
    元の行列形式で表示できる修正DCT係数を得る工程
    と、 前記修正DCT係数に逆DCT演算を行ない、前記所望
    の次元の画像データを得る工程とを有する画像処理方
    法。
  3. 【請求項3】 さらに、所望の次元を表す信号を受け、
    その次元の変換行列を供給する工程を有する請求項1ま
    たは2記載の画像処理方法。
  4. 【請求項4】 離散コサイン変換(DCT)を用いて圧
    縮した画像データから縮小した画像を得るための画像処
    理装置であって、 DCT処理によって周波数分解され、行列形式で表示で
    きるDCT係数の高周波成分を切り捨て、所望の次元の
    行列形式で表示できる修正DCT係数を得る手段(8)
    と、 前記修正DCT係数に逆DCT演算を行ない、前記所望
    の次元の画像データを得る手段(10)とを有する画像
    処理装置。
  5. 【請求項5】 離散コサイン変換(DCT)を用いて圧
    縮した画像データから拡大した画像を得るための画像処
    理装置であって、 DCT処理により周波数分解され、行列形式で表示でき
    るDCT係数に高周波成分として0を追加して所望の次
    元の行列で表示できる修正DCT係数を得る手段(8)
    と、 前記修正DCT係数に逆DCT演算を行ない、前記所望
    の次元の画像データを得る手段(10)とを有する画像
    処理装置。
  6. 【請求項6】 さらに、所望の次元を表す信号を受け、
    その次元の変換行列を供給する手段(9)を有する請求
    項4または5記載の画像処理装置。
JP1100293A 1993-01-26 1993-01-26 画像処理方法と装置 Pending JPH06225213A (ja)

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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20021008