JPH09509027A

JPH09509027A - 圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成しかつ再生するための方法および装置

Info

Publication number: JPH09509027A
Application number: JP7521597A
Authority: JP
Inventors: ホフマン・ペーター; クナーベ・ゲラルド
Original assignee: クーティームドクトルクナーベゲゼルシャフトフュアインフォルマティオーンズーウントクヴァリフィカティオーンズジステーメエムベーハー
Priority date: 1994-02-18
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 1997-09-09
Also published as: SG47608A1; EP0745310A1; EP0745310B1; WO1995022869A1; DE4421657A1; DE59500448D1; US5825918A

Abstract

(57)【要約】この発明は圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成する方法および装置に関する。この種の従来の方法および装置では，各シーンについて膨大な数の色値が存在するという問題があった。この膨大な数の色値は視聴者にとって心地良い画像が現われるように減少させられるべきである。このために，一つのビデオ・シーンのすべての個々の画像のすべての画素のすべての色値が含まれるＲＧＢ−色空間が広げられる。ＲＧＢ−色空間は256の色直方体に分割され，各色直方体は同数の画素を包含するか，または同じ数の色値を含む。一つの色直方体のすべての色値はその色直方体の平均色値によって置き代えられる。この平均色値を用いて，シーンの個々の画像が，最初の画像を除いて，先に示された画像との差分画像のみを生成し，差が所定の閾値を超える画素だけが０とならないようにして表わされる。差分画像のデータ圧縮が実行される。圧縮されたデータはデータ・メモリに記憶される。再生の過程でデータは伸張され，クロック制御の下にスクリーンに再生される。

Description

【発明の詳細な説明】圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成しかつ再生するための方法および装置この発明は，原カラー・シーンから圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成するための方法，圧縮カラー・ビデオ・シーンを再生するための方法，ならびに原カラー・シーンから圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成し，かつ圧縮カラー・ビデオ・シーンを再生するための装置に関する。従来，ビデオ・シーンはビデオ・テープに録画され，特別なビデオ・レコーダによってテレビジョン等のスクリーンに再生されていた。パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）のスクリーンを用いてビデオ・シーンを再生できるようにすること，そしてビデオ・シーンをディジタル的にＰＣ内に記憶できるようにすることが望まれている。しかしながら，カラー表現を用いるべきときには次のような問題が生じる。従来，真のカラー法（True-Colour-Verfahren:true color method）では各色ごとに１バイトが用いられているため２²⁴，すなわち約1600万の異なる色が呈示される。ＰＣがそれらを取扱えるように，この膨大な数の色を減少させなければならない。これは，従来は，所定の数の色値を含む，いわゆる標準カラー・パレット（standardfarbpalette:standard colour palette）を用いて行なわれていた。標準カラー・パレットに一つの画像（いわゆるフレーム）の個々の画素が合わせられる。他の方法として頻度の高い色に合わせる，いわゆるミーディアン・カット・アルゴリズム（Median-Cut-Algorithmus:median-cut-algorithm）が用いられるが，これは細部を扱えない。さらに，一画像は576行，720列から構成されるので，個々の画像は多くの画素を含む。そのために個々の画像を画素ごとに記憶することはできず，圧縮することが必要となる。従来は，圧縮は画素群を適切に変換することにより実現されていた。一般的な変換は，いわゆるＤＣＴ（ディスクリート・コサイン・トランスフォーム）である。これによると，たとえば８×８＝64画素からなる画素群がコサイン基底周波数によって記述される。同時に端数を無視する量子化，および統計的な観点から圧縮するホフマン・コーディングが実行される。他の方法として，画像の差分を算出する n-Kompressionsverfahren:running time length compression method）にしたがって２つの画像の偏差を記憶するものである。前者の方法を有効活用するためには別途にハードウエアを用意しなければならず，後者の方法では非常に大きなデータ・メモリが必要である。さらに，一の撮影（Einstellung:take）から次の撮影への遷移の間に（以下，撮影をシーンとも呼ぶ），カラー・パレットに大きな偏差が生じ，シーンが変化する間に色値が調整できないことがある。最後に，ＰＣオペレーション・システムは典型的には，最小１／18.2秒のクロックを供給する。したがって，ソフトウエア・ビデオ・プレイヤは一般的にはクロックを使用せずに，個々の画像をできるだけ速く出力する。個々に供給されるオーディオ・データを同伴させることは非常に複雑である。そのため，俳優の唇の動きが再生された言葉と一致しない。動く絵を音に合わせようとすると，ぎこちなくなる。それゆえにこの発明の目的は，迅速できれいなカラー蓄積と，迅速できれいなカラーでかつぎこちさのない再生とが可能な，圧縮カラー・ビデオ・シーンの生成および再生のための方法および装置を提供することにある。この目的は請求項１，７，10および11の特徴をもつ方法および請求項15の特徴をもつ装置によって実現される。この方法の好ましい展開は対応する従属請求項から分るであろう。この発明のさらに他の特徴および利点は図面を参照した実施形態の説明から明らかになるであろう。第１図は圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成するこの発明の装置の実施形態の一部を図式的に表わす。第２図は圧縮カラー・ビデオ・シーンを再生するこの発明の装置の実施形態の一部を図式的に表わす。図１に示されているように，従来のフレーム・グラバーの実施形態を表わす，いわゆるＱＰＥＧグラバー（QPEG-Grabber）１が設けられている。ＱＰＥＧグラバー１はビデオ再生装置２と接続されている。ＱＰＥＧグラバー１はビデオ再生装置２を制御し，このビデオ再生装置２からデータ，すなわち一画像，いわゆるフレームを受取る。ＱＰＥＧグラバー１はビデオ再生装置２の順送り／逆送り，検索および個々の画像調整を制御する。ＱＰＥＧグラバー１は選択されたシーンの個々の画像をデータ・メモリ３に記憶する。好ましくはデータ・メモリ３はＰＣの固定ディスクにインストールされる。カラー圧縮装置の実施形態であるＱＰＥＧカラー・オプティマイザ４は一つのシーン全体にある色を解析する。３色（赤，緑および青）が選択され，かつ各色が１バイト（８ビット）で表現されていた場合には，一つのシーン全体には最大２²⁴（約1600万）の異なる色値がありうる。ＱＰＥＧカラー・オプティマイザ４は適切な「カラー・パレット」を決定する。ここで一つのシーン全体のすべての画素が三次元赤−緑−青色空間（ＲＧＢ− 色空間）に登録されているものとする。ＲＧＢ−色空間は２つの異なる方法で25 6の色直方体に分割される。分割の第１の方法において，各色直方体は等しい数の画素を受取る。この分割によると，色についての全体的な印象が比較的良い。分割の第２の方法において，各色直方体は等しい数の色を受取る。この場合には色の多様性がよく表わされる。三次元ＲＧＢ−色空間を分割する第１および第２の方法によって，512の色直方体が得られる。各色直方体に平均色値が割当てられる。直方体における色の重み付け平均は次のようにして算出される。第１の方法の直方体においては各色ごとに画素の和にしたがって重み付けが行なわれる。第２の方法の直方体においては使用された色にしたがって（使用頻度にしたがうのではなく）重み付けが生じる。このようにして，第１の方法による256の色値が，そして第２の方法による256の色値が，すなわち512の色値が導き出される。さて，存在する色値の中で最も小さい色距離をもつ２つが決定される。この距離ｄ_ijは次式にしたがって計算される。ｄ_ij（Ｐ_iＰ_j）＝《（Ｒ_i−Ｒ_j）²＋（Ｇ_i−Ｇ_j）²＋（Ｂ_i−Ｂ_j）²》Ｒ，ＧおよびＢは赤，緑および青の部分を表わす。最も小さい距離をもつ２つの色値がそれらの平均の色値によって置換される。このようにして存在している色値が１つ減少する。この方法は256の色値がなくなるまで繰返される。三次元−ＲＧＢ色空間に元々存在する色値から，導出された256の色値への距離が最も大きい32の色値が決定される。これらの色値は既に得られた256の色値に加えられる。このようにして得られた288の色値は，最も近い距離をもつ２つの色値を繰返し平均色値に結びつけることによってさらに減少させられる。これは236の色値が残るまで続けられる。これによって，256の呈示しうる色値のうちの20が，ビデオに依存しない任意の表現のために得られる。この手順は小さい領域の画像要素が充分に考慮される点，および得られたカラー・パレットによって色の全体的な分布が表現される点で有利である。ＱＰＥＧイメージ・コンバータ５は上記のようにして導出されたカラー・パレットを用いて各画像の画素に256色値のうちの１つを割当てる。画素の色値を24 ビットのＲＧＢ−色値によって表わす必要はなく，導出されたカラー・パレットにおける適切なＲＧＢ−値をアドレスすることのできる８ビットのインデックスで充分である。ＱＰＥＧイメージ・コンバータ５はさらに，必要に応じて，個々の画像の歪みを修正する。ＱＰＥＧグラバー１は１：１の高さ／巾の比で個々の画像または画素を送出するこは限らない。この歪みはＱＰＥＧイメージ・コンバータ５によって修正される。さらにＱＰＥＧイメージ・コンバータ５は調整可能な目標サイズへの縮小，たとえば576行，720列から288行，360列への縮小を実行することができる。ＱＰＥＧデルタ圧縮装置６はＱＰＥＧイメージ・コンバータ５によって生成された個々の画像を，縮小された色値表現を用いて圧縮する。ＱＰＥＧデルタ圧縮装置６は意味のある輝度と色値の変化に関する閾値に基づいてシーンの経過をシミュレートする。すなわち，各ビデオ・シーンは完全な開始画像とそれに続く差分画像とによってシーンが終了するまで表わされる。差分画像を算出するにあたって，輝度の差および色値の差が個々に定められた閾値を超えるような変化をもつ画素のみが考慮される。画素の色値の変化の検査は，再生の過程で視聴者が次のものとして見るべき画像と比較しながら見るであろう画像に基づいて行なわれる。この理由から，差分画像の計算に際して，閾値を用いた検査で行なわれかつ意識された無視化処理を伴って再生過程もまた遂行される。したがって，示された各画像は閾値をもって予見されたものよりも，オリジナルなものからより多く逸脱しないということが保証される。現実の過程を注意することなく相前後する画像のみを観察するだけならば，一の画像から次の画像の間では閾値以下であるが，いくつかの画像の後では閾値を超える小さな連続する画素の変化は処理から外される。したがって，穏やかな画像の変遷は歪められるであろう。このことによりデータ量は少ないがすべての情報を持つ差分画像を算出することが可能となる。その後，ＱＰＥＧデルタ圧縮装置は差分画像のデルタ圧縮を行なう。これは仮想圧縮／伸張マシンのオペレーションへの変換に関する。オペレーションは可変の長いオペレーション・コード（１，２，３ビット）と次のバイトとの境界まで用いられるオペランド部分（７，６，５ビット）を含む。コーディングはホフマン・コーディングとファースト・デコーディングの観点から与えられる（しばしばオペレーションが１／２ビット・コード，稀に３ビット・コードをもつ）。各オペレーションはバイトの境界で始まる。このようにして導出された圧縮カラー・ビデオ・シーンを表わす圧縮差分画像は，その後，データ・メモリ７に記憶される。他の実施形態によると，カラー・オプティマイザ４があらかじめ三次元ＲＧＢ −色空間を約16000万色値から236色値に縮小することなく，差分画像が生成される。ＱＰＥＧデルタ圧縮装置は差分画像を未処理の個々の画像から形成する。すなわち，個々の真のカラー画像が用いられる。その後，圧縮が再び実行される。この実施形態では，すべての真のカラーが保存され，可能な再生において，ＰＣの画面に好適な236色値が用いられるばかりでなく，元々存在するすべての色値が用いられるので通常のビデオ再生が可能である。差分画像の計算とは別に，また差分画像の圧縮とは別に，縮小された色値を用いてカラー・パレットを算出することができ，差分画像のための色値をカラー・パレットによって減少させることができる。他の実施形態によると，ＱＰＥＧイメージ・コンバータ５から出力される個々の画像は差分画像を生成するために直接に使用されない。ＱＰＥＧイメージ・コンバータ５から出力される個々の画像はなめらかである。３から５の個々の画像にわたる移動平均（gleitendes Mittel:running means）が各対応画素について計算される。移動平均はノイズが非常に減少しているという点で有利である。さらに他の実施形態によると，画素を３バイト（赤，緑および青の部分のために）で表現する代わりに１バイトのみで表現できるようにするために，カラー・パレットが真のカラー表現のためにも計算される。いくつかの連続する個々の画像のために三次元ＲＧＢ− 色空間が確立され，上述のように256の色値をもつカラー・パレットが計算される。このことは色および輝度の偏差がカラー・パレットの値に対する所与の距離を超えない限り，後続の個々の画像にも適用される。その後，いつくかの個々の画像から256の色値をもつカラー・パレットが新たに計算される。それまで使われていたカラー・パレットから，変換されるべき後続の画像における最も重要でない色値が削除される。空になった場所は新しいカラー・パレットの最も重要な色によって占められる。この手順は任意の回数繰返され，それによって，使用される色の数は256よりも多いけれども，多くの画素は１バイトで表現されるようになる。上に述べたように，個々のビデオ・シーン（撮影）のそれぞれについてカラー・パレットが得られる，またはカラー・パレットがサブシーンについて得られる。したがって，一のシーンから次のシーンへの変遷において，非常に異なるカラー・パレットによって表わされる個々の画像が前後に連続することがありうる。最後の画像を表わすために用いられる先のシーンについてのカラー・パレットから最初の画像を表わすべき次のシーンについてのカラー・パレットへの転換は256カラー表現をもつグラフィック・ボードにおいて問題がある。画像表示およびカラー・パレットの調整は時間的に連続してのみ実行可能なプロセスである。もし，最後の画像が表示されているときに次に続くシーンについてのカラー・パレットが調整されたとすると，最後の画像は次のシーンについての不適切なカラー・パレットの誤った色で見られるという結果になる。反対にもし，先のシーンについてのカラー・パレットが調整されている間に，最初の画像についての情報を先にもたらしたとすると，最初の画像は先のシーンについての不適切なカラー・パレットの誤った色で見られることになる。先行するシーンについてのカラー・パレットをもつ先行するシーンから後続するシーンについてのカラー・パレットをもつ後続するシーンへの遷移は次のような第１の方法をもって実行される。すなわち，シーンの最後の絵において，先行するシーンについてのカラー・パレットの輝度は，１つまたはそれ以上のステップで，値，赤＝０，緑＝０，青＝０（黒色）に色値を算出することによって得られる。この状態において各任意の画像は黒の長方形として現われる。ここで，後続するシーンの最初の画像が表示される。これもまた黒の長方形に見える。続いて，後続するシーンのカラー・パレットが，後続するシーンの最初の画像について，１または多くのステップで，黒の輝度から後続するシーンのカラー・パレットの元の輝度に算出される。２つのシーンが短いまたは長いフェード・アウトおよびフェード・アップによって互いに分割されることは必ずしも望ましいことではない。むしろ望ましいのは，カラー・パレットの変換が視聴者には認識できないように，２つのシーンが変遷のステップを持たないで続くことである。したがって，他の実施形態においては，カラー・オプティマイザ４によって供給される個々のカラー・パレットは次のように得られる。すなわち，シーンの変遷の再生に際して，関連した両方のカラー・パレットから組み合わされた変遷カラー・パレットを簡単な方法で用いることである。これにより先行するシーンの最後の画像を色値の数の半分（118）で表示でき，さらに，後続シーンの最初の画像を半分の数でしかも適切な品質で表示することも可能となる。これらの色は，カラー・パレットにおいて，偶数のカラー・インデックスが後続する奇数のカラー・インデックスによって示される色とできるだけ似た色を示すように，調整される。これらの色は類似した色のペアごとにカラー・パレットにおいて調整される。カラー・パレット236×23 ６／２−236＝27612の全ての考えられかつ知覚しうるカラー・ペアが計算される。これにより，例えば右上部に対角線を持たない三角形マトリクス（Dreiecksma trix:triangle matrix）が生じる。次に点距離（Punktabstand:point distance ）ｄ_ij（Ｐ_i，Ｐ_j）が上記の方法で算出される。カラー・ペアは距離が大きくなる順に配列される。カラー占有ベクトル（Farbbelegungsvektor:colour occupat ion vector）が定められる。その成分の数はカラー・パレットの色値の数と同じ（236）である。配列されたカラー・ペアのリストから最も小さい距離を持つカラー・ペアがとられる。用いられるこの２つの色はカラー占有ベクトルに登録される。そして二番目に小さい距離を持つカラー・ペアがとられ，そのカラー・ペアの２つの色がカラー占有ベクトルにまだ登録されていない限り，そのカラー・ペアはカラー占有ベクトルに登録される。これは，ほぼ全ての色がカラー占有ベクトルに登録されるまで繰返される。色の差が他のカラー・ペアに比べて大きい最後のカラー・ペアが分割され，個々の色にパートナーとして同じ色が割当てられる。ペアごとに似た色のカラー・パレットが全てのシーンに存在しているとすると，連続した任意のシーンの再生に際して，変遷の位置ごとに，理想的に組み合わされたカラー・パレットが先行および後続のシーンのカラー・パレットから調整される。この処理によって一のシーンから次のシーンへの望ましいなめらかな変遷が得られる。第２図に示すように，圧縮されたカラー・ビデオ・シーンの再生はいわゆるＱＰＥＧプレイヤ８によって実行される。ＱＰＥＧプレイヤ８はＱＰＥＧイベント・コントロール９に接続されている。イベント・コントロールは，再生すべき個々の画像について，パラメータとして与えられた関数にしたがって，関心あるイベントが生じたかどうかをチェックする。関心あるイベントが生じたときには，それは処理のために反応関数（Reaktionsfunktion:reaction function）に渡される。ビデオが動いている間，たとえば一般的に左の音のみが聞こえる，またはテキストが表示される，等が起こりうる。再生が停止する，もしくは中断する，ビデオが高速で，低速でもしくは逆送りで表示される，または異なるシーンに続く等も起こりうる。ＱＰＥＧプレイヤ８は伸張装置10を備えている。伸張装置は圧縮カラー・ビデオ・シーンをデータ・メモリ７から受取り，ＱＰＥＧデルタ圧縮装置６によって実行された動作の逆の動作を含む伸張処理を実行する。さらにＱＰＥＧプレイヤ８は，シーンに付随するオーディオ信号が記憶されているオーディオ・メモリ11 からデータを受取る。ＱＰＥＧプレイヤ８はＱＰＥＧクロック発生器12の制御の下に動作する。ＱＰＥＧクロック発生器12は一般的にＰＣに備えられているタイミング回路に関連する３つのチャネルのうちの２つを使用する。これらはＢＩＯＳクロック，ＲＡＭリフレッシュ部分，およびＰＣラウドスピーカのためのサウンドの発生に関する。ＢＩＯＳクロックは一般にチャネル０に関連する。ラウドスピーカは一般的にチャネル２に関連する。チャネル２それ自体は割込可能でないのでチャネル２はチャネル０に同期している。圧縮の理由から，少なくとも１秒当たり25の画像をデータ・メモリ７からＱＰＥＧプレイヤ８に供給することが可能である。開始の時点においてチャネル０とチャネル２が互いに同期している状態でクロックが発生する。ＢＩＯＳクロックによって使用されているチャネル０は１秒当たり18.2個の割込を供給する。そのカウンタは値０…65535のレンジで２回走る。正確なタイミングをとるためにチャネル２は上記の割込が発生したときに開始する。小さなオフセットを回避することができないので，それは差デルタでチャネル０とパラレルに走る。チャネル２のカウンタはクロック・タイム１／18.2秒の間に１回，値０…65535のレンジを走る。差デルタと２つのカウンタの読取値に修正を加えるときには，時間は0.1ミリ秒の正確さで計られる。このようにして，１／25秒のクロック発生が各画像に保証される。伸張装置10で伸張され，ＱＰＥＧプレイヤで正しいクロックを持つ画像に変換された個々の画像はスクリーン13に表示され，他方それに関連するオーディオ信号はラウドスピーカ14から出力される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９６年３月１２日【補正内容】は別途にハードウエアを用意しなければならず，後者の方法では非常に大きなデータ・メモリが必要である。さらに，一の撮影（Einstellung:take）から次の撮影への遷移の間に（以下，撮影をシーンとも呼ぶ），カラー・パレットに大きな偏差が生じ，シーンが変化する間に色値が調整できないことがある。最後に，ＰＣオペレーション・システムは典型的には，最小１／18.2秒のクロックを供給する。したがって，ソフトウエア・ビデオ・プレイヤは一般的にはクロックを使用せずに，個々の画像をできるだけ速く出力する。個々に供給されるオーディオ・データを同伴させることは非常に複雑である。そのため，俳優の唇の動きが再生された言葉と一致しない。動く絵を音に合わせようとすると，ぎこちなくなる。 EP-A-0 107 072 A2 にはカラー・ビデオ・シーンを生成するための方法が記載され，この方法においては，ＲＧＢ表現の非直線的な変換が走査される画像点ごとに実行される。ルック・アップ・テーブルを用いて，ＲＧＢ色空間の分割が各画像ごとに実行される。共通のコード・ワードはこのようにして得られた３つのコード・ワードから算出される。 JP-4 152 386 Aから，全色空間が分割手段によって制限された数の領域に分割されることがわかる。色分布が精細な色空間の色は細かく分割され，色分布が粗雑な色空間の部分は粗雑に分割される。各領域について平均が算出される。それゆえにこの発明の目的は，迅速できれいなカラー蓄積と，迅速できれいなカラーでかつぎこちさのない再生とが可能な，圧縮カラー・ビデオ・シーンの生成および再生のための方法および装置を提供することにある。この目的は請求項１，６および９の特徴をもつ方法および請求項13の特徴をもつ装置によって実現される。この方法の好ましい展開は対応する従属請求項から分るであろう。この発明のさらに他の特徴および利点は図面を参照した実施形態の説明から明らかになるであろう。第１図は圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成するこの発明の装置の実施形態の一部を図式的に表わす。第２図は圧縮カラー・ビデオ・シーンを再生するこの発明の装置の実施形態の一部を図式的に表わす。図１に示されているように，従来のフレーム・グラバーの実施形態を表わす，いわゆるＱＰＥＧグラバー（QPEG-Grabber）１が設けられている。ＱＰＥＧグラバー１はビデオ再生装置２と接続されている。ＱＰＥＧグラバー１はビデオ再生装置２を制御し，このビデオ再生装置２からデータ，すなわち一画像，いわゆるフレームを受取る。ＱＰＥＧグラバー１はビデオ再生装置２の順送り／逆送り，検索および個々の画像調整を制御する。ＱＰＥＧグラバー１は選択されたシーンの個々の画像をデータ・メモリ３に記憶する。好ましくはデータ・メモリ３はＰＣの固定ディスクにインストールされる。カラー圧縮装置の実施形態であるＱＰＥＧカラー・オプティマイザ４は一つのシーン全体にある色を解析する。３色（赤，緑および青）が選択され，かつ各色が１バイト（８ビット）で表現されていた場合には，一つのシーン全体には最大２²⁴（約1600万）の異なる色値がありうる。ＱＰＥＧカラー・オプティマイザ４は適切な「カラー・パレット」を決定する。ここで一つのシーン全体のすべての画素が三次元赤−緑−青色空間（ＲＧＢ− 色空間）に登録されているものとする。ＲＧＢ−色空間は２つの異なる方法で25 6の色直方体に分割される。分割の第１の方法において，各色直方体は等しい数の画素を受取る。この分割によると，色についての全体的な印象が比較的良い。分割の第２の方法において，各色直方体は等しい数の色を受取る。この場合には色の多様性がよく表わされる。三次元ＲＧＢ−色空間を分割する第１および第２の方法によって，512の色直方体が得られる。各色直方体に平均色値が割当てられる。直方体における色の重み付け平均は次のようにして算出される。第１の方法の直方体においては各色ごとに画素の和にしたがって重み付けが行なわれる。第２の方法の直方体においては使用された色にしたがって（使用頻度にしたがうのではなく）重み付けが生じる。このようにして，第１の方法による256の色値が，そして第２の方法による256の色値が，すなわち512の色値が導き出される。さて，存在する色値の中で最も小さい色距離をもつ２つが決定される。この距離ｄ_ijは次式にしたがって計算される。Ｒ，ＧおよびＢは赤，緑および青の部分を表わす。最も小さい距離をもつ２つの色値がそれらの平均の色値によって置換される。このようにして存在している色値が１つ減少する。この方法は256の色値がなくなるまで繰返される。三次元−ＲＧＢ色空間に元々存在する色値から，導出された256の色値への距離が最も大きい32の色値が決定される。これらの色値は既に得られた256の色値に加えられる。このようにして得られた288の色値は，最も近い距離をもつ２つの色値を繰返し平均色値に結びつけることによってさらに減少させられる。これは236の色値が残るまで続けられる。これによって，256の呈示しうる色値のうちの20が，ビデオに依存しない任意の表現のために得られる。この手順は小さい領域の画像要素が充分に考慮される点，および得られたカラー・パレットによって色の全体的な分布が表現される点で有利である。ＱＰＥＧイメージ・コンバータ５は上記のようにして導出されたカラー・パレットを用いて各画像の画素に256色値のうちの１つを割当てる。画素の色値を24 ビットのＲＧＢ−色値によって表わす必要はなく，導出されたカラー・パレットにおける適切なＲＧＢ−値請求の範囲１．原カラー・シーンから圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成する方法であり， (a) 原ビデオ・シーンの個々の画像の画素の色値を色によって表わされる次元をもつ三次元色空間に入れ， (b1)三次元色空間を，各色直方体が予定された等しい数の画素を含むように，複数の第１の色直方体に分割する第１の分割と，第１の各色直方体について，全体で原ビデオ・シーンの全ての色の印象を再生するような平均色値の決定とを行ない， (b2)三次元色空間を，第２の各色直方体がビデオ・シーンで用いられる色の予定された等しい数の色を含むように，複数の第２の各色直方体に分割する第２の分割と，第２の各色直方体について，全体で原ビデオ・シーンの多様な色を再生するような第２の平均色値の決定とを行ない， (c1)ステップ(b1)および(b2)において得られ，色空間において最も距離の短い２つの平均色値をそれらの平均値によって置換し，そして (c2)ステップ(c1)を平均色値の第１の所望の数が得られるまで繰返すステップからなる方法。２．上記ステップ(c2)が， (c3)値の色値への最も大きい距離を示す，三次元色空間における異なる色値の所与の数を決定し， (c4)上記第１の所望の数の色値に上記の異なる色値を加え，そして (c5)このようして得られた色値を用いて，第２の所望の数の色値が得られるまでステップ(c1)を繰返すことからなる，請求項１に記載の方法。３．(a1)原カラー・ビデオ・シーンを複数のサブシーンに分割し，そして (a2)ステップ(a)における三次元色空間を各サブシーンについて決定するステップを含む，請求項１または２に記載の方法。４．− 閾値を設け， − サブシーンに後続する個々の画像について，この後続する個々の画像の色値とステップ（c1，c2）に関連する色値との差が境界値を越えているかどうかを決定し，そして − ステップ（c1，c2）に関連する色値の依然として必要な色からなり，かつ境界値が越えられるのを妨げるような新しい色を含む，256の新しい色値を確立するステップをさらに含む請求項３に記載の方法。５．既に後続する個々の画像の色値が境界値を超えているという理由で含まれているときには，サブシーンの第１の個々の画像の色値を考慮しない，請求項４に記載の方法。６．原カラー・ビデオ・シーンから圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成する方法であって， (d) 互いに続く原ビデオ・シーンの２つの個々の画像を決定し， (e) 互いに続く２つの個々の画像の画素の輝度と色値の差についての閾値を決定し， (f) 輝度または色値の差についての閾値が越えられたかどうかに依存して，互いに続く２つの個々の画像の差分画像を差分画素を用いて決定して，そして (g) 差分画像を圧縮するステップからなり，ステップ(d)において，色値が請求項１に記載の方法により置き代えられる，方法。７．ステップ(d)の後に， (d1)個々の画像の画素の輝度および色値について移動平均を決定する，この移動平均を互いに続く所与の数の個々の画像についてとる，そのようなステップを実行する，請求項６に記載の方法。８．(h) 原ビデオ・シーンの最後の単一の画像と，後続する原ビデオ・シーンの最初の単一の画像を決定し， (i) 色の類似性にしたがって最後の単一画像の色値を順序付け，色の類似性にしたがって最初の単一画像の色値を順序付けるステップを含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。９．請求項１〜８のうちの一項にしたがって圧縮されたカラー・ビデオ・シーンを再生する方法であって， (j) 差分画像を伸張し， (k) 個々の画像の再調整のために差分画像を加え，そして (l) 個々の画像をスクリーンに表示する，方法。 10．ステップ(1)が， (11)クロック信号を発生し， (12)クロック信号の個々のクロックをサブクロックに分割し，そして (13)個々の画像の再生を制御するためにサブクロックからタイミング・クロックを導出するステップからなる，請求項９に記載の方法。 11．ビデオ・シーンの最後の所定の数の個々の画像が対応する輝度と色値の半分で再生され，足りない輝度と色値が次に続くビデオ・シーンの最初の単一画像からとられる，請求項９または10に記載の方法。 12．先行するビデオ・シーンの最後の画像と後続するビデオ・シーンの最初の画像が半分の数の色値で表現され， (m) 先行するシーンの偶数のインデックスをもつ色値と後続するシーンの奇数のインデックスをもつ色値から遷移カラー・パレットを形成し， (n) 奇数の値をもつ先行するシーンの最後の画像の画素を次に低い偶数値に変え， (o) 偶数の値をもつ初めのシーンの最初の画像の画素を次に高い奇数値に変え， (p) 先行するシーンの最後の画像を表わし， (q) 後続するシーンの最初の画像を表わし， (r) 後続のシーンのカラー・パレットを調整する，ここでステップ(m)から(o) の変更を逆に実行してもよい，そのような請求項９または10に記載の方法。 13．(i) ディジタルまたはアナログ・ビデオ源(2) (ii)上記ビデオ源(2)から個々の画像を取出し，その個々の画像をデータ・メモリ(3)に記憶するグラバー手段(1)， (iii) 原カラー・ビデオ・シーンにおける個々の画像の画素の色値を取集し，色値によって広がった三次元色空間を色直方体に分割し，各色直方体に平均色値を割当てるカラー・オプティマイジング手段(4)， (iv)個々の画像を色値を用いて生成する画像変換手段(5)， (v) 個々の画像を圧縮し，圧縮された個々の画像を記憶する圧縮手段(6)， (vi)圧縮された個々の画像を検索し，個々の画像を伸張する伸張手段(10)，および (vii) 伸張された個々の画像を再生するクロックを制御するクロック発生器，を備えた，請求項１から12のいずれか一項に記載の方法を実行する装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者クナーベ・ゲラルドドイツ連邦共和国ディー−41352 コルシェンブロイヒアンデルブランクシュトラーセ 33 ｂ

Claims

【特許請求の範囲】１．原カラー・シーンから圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成する方法であり， (a) 原ビデオ・シーンの個々の画像の画素の色値を三次元色空間に入れ， (b) 三次元色空間を複数の色直方体に分割し， (c) 各色直方体にそれぞれの平均色値を割当て，そして (d) 色直方体の各色値をステップ(c)で割当てられた色値で置き代えるステップからなる方法。２．上記ステップ(b)が， (b1)三次元色空間を，第１の各色直方体が同じ数の画素を含むように，複数の第１の色直方体に分割する第１の分割と， (b2)三次元色空間を，第２の各色直方体が同じ数の色を含むように，複数の第２の色直方体に分割する第２の分割とからなり，上記ステップ(c)が， (c1)各第１の直方体における第１の平均色値を決定し， (c2)各第２の直方体における第２の平均色値を決定し， (c3)色空間において最も距離の短い２つの平均色値を決定し，これら２つの平均色値をそれらの平均値で置き代え，そして (c4)ステップ(c3)を，第１の所望の数の色値が得られるまで繰返すことからなる，請求項１に記載の方法。３．上記ステップ(c4)が， (c5)他の色値への最も大きい距離を示す，三次元色空間における異なる色値の所与の数を決定し， (c6)上記第１の所望の数の色値に上記の異なる色値を加え，そして (c7)このようして得られた色値を用いて，第２の所望の数の色値が得られるまでステップ(c3)を繰返すことからなる，請求項２に記載の方法。４．(a1)原カラー・ビデオ・シーンを複数のサブシーンに分割し，そして (a2)ステップ(a)における三次元色空間を各サブシーンについて決定するステップを含む，請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。５．− 閾値を設け， − サブシーンに後続する個々の画像について，この後続する個々の画像の色値とステップ(c)に関連する色値との差が境界値を越えているかどうかを決定し，そして − ステップ(c)に関連する色値の依然として必要な色からなり，かつ境界値が越えられるのを妨げるような新しい色を含む，256の新しい色値を確立するステップをさらに含む請求項４に記載の方法。６．既に後続する個々の画像の色値が境界値を超えているという理由で含まれているときには，サブシーンの第１の個々の画像の色値を考慮しない，請求項５に記載の方法。７．原カラー・ビデオ・シーンから圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成する方法であって， (e) 互いに続く原ビデオ・シーンの２つの個々の画像を決定し， (f) 互いに続く２つの個々の画像の画素の輝度と色値の差についての閾値を決定し， (g) 輝度または色値の差についての閾値が越えられたかどうかに依存して，互いに続く２つの個々の画像の差分画像を差分画素を用いて決定して，そして (h) 差分画像を圧縮するステップからなる方法。８．ステップ(e)において，色値が請求項１に記載の方法により置き代えられる，請求項７に記載の方法。９．ステップ(e)の後に， (e1)個々の画像の画素の輝度および色値について移動平均を決定する，この移動平均を互いに続く所与の数の個々の画像についてとる，そのようなステップを実行する，請求項７または８に記載の方法。 10．(i) 原ビデオ・シーンの最後の単一の画像と，後続する原ビデオ・シーンの最初の単一の画像を決定し， (ii)色の類似性にしたがって最後の単一画像の色値を順序付け，色の類似性にしたがって最初の単一画像の色値を順序付けるステップを含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。 11．請求項１〜10のうちの一項にしたがって圧縮されたカラー・ビデオ・シーンを再生する方法であって， (k) 差分画像を伸張し， (l) 個々の画像の再調整のために差分画像を加え，そして (m) 個々の画像をスクリーンに表示する，方法。 12．ステップ(m)が， (m1)クロック信号を発生し， (m2)クロック信号の個々のクロックをサブクロックに分割し，そして (m3)個々の画像の再生を制御するためにサブクロックからタイミング・クロックを導出するステップからなる，請求項11に記載の方法。 13．ビデオ・シーンの最後の所定の数の個々の画像が対応する輝度と色値の半分で再生され，足りない輝度と色値が次に続くビデオ・シーンの最初の単一画像からとられる，請求項11または12に記載の方法。 14．先行するビデオ・シーンの最後の画像と後続するビデオ・シーンの最初の画像が半分の数の色値で表現され， (n) 先行するシーンの偶数のインデックスをもつ色値と後続するシーンの奇数のインデックスをもつ色値から遷移カラー・パレットを形成し， (o) 奇数の値をもつ先行するシーンの最後の画像の画素を次に低い偶数値に変え， (p) 偶数の値をもつ初めのシーンの最初の画像の画素を次に高い奇数値に変え， (q) 先行するシーンの最後の画像を表わし， (r) 後続するシーンの最初の画像を表わし， (s) 後続のシーンのカラー・パレットを調整する，ここでステップ(n)から(p) の変更を逆に実行してもよい，そのような請求項11または12に記載の方法。 15．原カラー・ビデオ・シーンから圧縮カラー・ビデオ・シーンを生成し，圧縮カラー・ビデオ・シーンを再生するための装置であって， (i) ディジタルまたはアナログ・ビデオ源(2)， (ii)上記ビデオ源(2)から個々の画像を取出し，その個々の画像をデータ・メモリ(3)に記憶するグラバー手段(1)， (iii) 原カラー・ビデオ・シーンにおける個々の画像の画素の色値を取集し，色値によって広がった三次元色空間を色直方体に分割し，各色直方体に平均色値を割当てるカラー・オプティマイジング手段(4)， (iv)個々の画像を色値を用いて生成する画像変換手段(5)， (v) 個々の画像を圧縮し，圧縮された個々の画像を記憶する圧縮手段(6)， (vi)圧縮された個々の画像を検索し，個々の画像を伸張する伸張手段(10)，および (vii) 伸張された個々の画像を再生するクロックを制御するクロック発生器，を備えた装置。