圖象處理方法、圖象處理裝置和圖象處理系統的製作方法
2023-09-10 08:27:05 2
專利名稱：圖象處理方法、圖象處理裝置和圖象處理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖象處理，特別涉及壓縮色數據的圖象處理方法、圖象處理裝置和圖象處理系統。
彩色圖象由於有關顏色的數據量膨大，因而在進行顯示和傳輸時，用較少的色數來近似原來的色數據的色數，可以很好地壓縮上述數據量。
作為這種壓縮方法，已知通過分別獨立地處理RGB(『R』表示紅色、『G』表示綠色、『B』表示藍色)信號，求出近似數據的方法(例如，特開昭61-252792)。用
圖15簡要說明該處理方法。圖15中，通過輸入裝置90a、90b和90c，把按各色獨立的圖象信息的各色數據輸入到前段編碼裝置91a、91b和91c。前段編碼裝置91a、91b和91c求出各色數據(RGB信號強度)的平均值，根據該平均值，把彩色圖象的特定塊分割為兩個區域。並且，前段編碼裝置91a、91b和91c通過使分別包含於各自分割區域的象素數據平均，算出兩個代表值。在以上的處理中，塊被分割成每一個顏色兩個區域，和分別求出各顏色的兩個代表值。通過部分合RGB三色，可把塊分割成總計23＝8個區域，獲得代表各區域的8個代表色。後段編碼裝置92通過檢測在該8個顏色的上述塊內的出現頻度，選出2個顏色作為代表色，作為塊內的代表色。把獲得的2個代表色輸出到輸出裝置93。
此外，作為其它方法，已知通過進行RGB信號的主成分分析來求出近似數據的方法(例如，特開平1-264092)。這是考慮RGB信號的相關性來確定代表上述特定塊的顏色(主成分)，根據該主成分，進行上述塊的分割，按照該特定數的顏色來近似該塊的方法。
然而，在上述特開昭61-252792的方法中，分別獨立地處理RGB信號，完全不考慮各色之間的相關性，因而有容易在解調圖象中產生誤差的課題。
此外，上述特開平1-264092的主成分分析，由於要求出RGB的相關性，必須進行多維矩陣運算，因而處理量增多。此外，伴隨著處理量增多，存在處理電路等的硬體規模也變大的課題。並且，在通過CPU等用軟體來處理的情況下，還需要更多的計算時間。
再有，上述任何方法，由於不能獲得直到整個處理結束的輸出數據，因而不能適應在少的色數中即時需要近似數據的情況。
本發明的目的在於提供一種把小區域變換為高精度近似數據的高速圖象處理方法、圖象處理裝置和圖象處理系統。
為了解決以上課題，在本發明中採用以下措施。
這以在彩色圖象上的小區域內用多個代表色來近似的圖象處理裝置為前提來說明。
首先，上述圖象處理裝置配備計算構成上述小區域的各色數據的基準值和統計值的統計值計算裝置。其中，所謂『色數據』，指為了顯示上述彩色圖象而採用的任意色空間中的座標值。例如，在用三基色的RGB(『R』表示紅色、『G』表示綠色和『B』表示藍色)作為發光系的情況下，色數據是各色光的強度，此外，在用CMY(『C』表示氰、『M』表示紫色和『Y』表示黃色)作為吸收系的三基色的情況下，色數據是各色的濃度。但是，本發明提供在任何色空間中也都相同的技術。
還配備然後根據上述基準值和統計值，選擇上述小區域內的目標色，同時根據目標色的基準值，把該小區域分割成兩部分的分割裝置。其中，例如，作為上述基準值和統計值，如果採用平均值和方差，那麼由於從各象素方差大的顏色順序地實行詳細的分部分，因而可實現高精度的高速區域分割。然後，根據上述目標色的基準值，可提取上述各部分的代表色。
此外，還配備在上述部分的數即代表色數低於上述規定數的情況下，把這些部分再設定為上述小區域的再設定裝置。由此，把上述小區域分割成上述規定數，可利用規定數的代表色來顯示。在這種再設定時，如果利用上述各部分的代表色作為計算後面的統計值時的基準值，那麼可抑制處理量，縮短處理時間。
此外，還配備求出屬於上述小區域內的各色數據的色差的色差檢測裝置。其中，所謂色差，是採用的上述任意色空間中的色譜的歐幾裡得距離，是表示可否在視覺上區別不同的兩色的尺度。還配備根據上述色差，確定規定的代表色數確定裝置。由此，可抑制視覺上其餘部分的反覆分割處理，實現高速處理。
此外，還配備提取屬於上述小區域內的色數的色數提取裝置；和比較該色數和期望的代表色數，當上述色數比期望的代表色數小時，把該色數作為上述規定數來設定的代表色數設定裝置。由此，特別是在上述彩色圖象的色數少的情況下，首先判定是否需要進行分割處理，從而因不進行其餘部分的分割處理，可實現高速處理。
另一方面，還配備順序增加該代表色數，生成區域色數據的區域色數據生成裝置，其中區域色數據是組合用上述代表色表示構成上述小區域的各象素的顏色的區域色信息、和該代表色數據。由此，必需的區域信息和代表色可即刻提取，因而可高速地實行上述彩色圖象的傳輸和解調處理。特別是，由於每當反覆上述分割時都生成上述區域色數據，因而與少色數時需要即時近似數據的情況等對應，例如，順序增加上述彩色圖象的色數，進行數據傳輸，可在接收端順序增加上述彩色圖象的色數，進行數據傳輸，在接收端，順序增加色數，可顯示指示等。
此外，還配備設定向用戶的顯示圖象所必需的色數的色數設定裝置，與必需的色數對應地從上述保存數據中提取多個代表色的代表色提取裝置，和合成上述多個代表色，導出上述顯示圖象的色數據的顯示色導出裝置。從而，可高速地生成需要色數的顯示圖象。
並且，通過配備設定彩色模式和單色模式的切換的模式切換裝置，和在單色模式中選擇特定色信號的色信號選擇裝置，可實行單色專用處理，與彩色模式相比，可縮短處理時間。
圖1是按照本發明實施例1的代表色提取處理的流程圖。
圖2是按照本發明實施例1的代表色提取電路1的方框圖。
圖3是按照本發明實施例1的代表色提取電路1的說明圖。
圖4是按照本發明實施例1的區域信息保存的說明圖。
圖5是按照本發明實施例1的傳輸數據的處理順序說明圖。
圖6是按照本發明實施例2的自動色數設定處理的流程圖。
圖7是按照本發明實施例3的色數判斷處理的流程圖。
圖8是按照本發明實施例3的色數判斷電路3的流程圖。
圖9是按照本發明實施例4的單色處理的流程圖。
圖10是表示本發明實施例5的輸入裝置和輸出裝置的結構方框圖。
圖11是按照本發明實施例5的編碼數據的結構圖。
圖12是按照本發明實施例5的縮小處理的說明圖。
圖13是區域信息的說明圖。
圖14是小區域的分割說明圖。
圖15是表示以往的圖象處理裝置的結構方框圖。
實施例1以下，參照附圖來詳細說明本發明的實施例。
本發明涉及為了把彩色圖象上的小區域近似為多個代表色，提取用戶所期望的色數的代表色的方法、裝置和利用它的圖象處理系統。在以下的說明中，所謂「色的數據」(或「色數據」)指為表現上述彩色圖象而採用的任意色空間中特定要素的座標。例如，在用RGB(『R』表示紅色、『G』表示綠色和『B』表示藍色)作為發光系的三基色的情況下，色數據是各色光的強度，此外，在用CMY(『C』表示氰、『M』表示紫色和『Y』表示黃色)作為吸收系的三基色的情況下，色數據是各色的濃度。但是，本發明提供在任何色空間中也都相同的技術，但在本發明的實施例中，以RGB空間為例進行說明。
首先，如圖1所示，作為處理對象的彩色圖象上的小區域(例如由4×4＝16個象素構成的小區域)內的各象素的基色的色數據，各基色分別全部相加，最後除加法計算的象素數，算出各基色的色數據平均值(狀態S00→步驟S101)。
接著，分別求出與象素對應的各基色色數據的方差(步驟S103)。此時上述計算方差的簡易方法是全部累加上述平均值和各象素的色數據之差的絕對值的方法。然後，檢測上述方差最大的顏色，確定以該顏色作為目標色(步驟S105)。例如，在G的方差最大的情況下，自然以G作為目標色。以下，繼續說明目標色是G的情況。
如果按上述那樣確定目標色，那麼根據該目標色的色數據平均值，把上述小區域分割成兩部分(步驟S107)。即，利用與G軸正交並且通過G的色數據的平均值的平面，把表示上述小區域的RGB空間分割成兩部分(參照圖14)。然後，為了表示上述小區域內各象素屬於什麼部分，作成圖13所示那樣的區域信息，後面將說明該區域信息。
接著，求出RGB各色的分別屬於上述部分的各象素的色數據平均值，以該RGB三基色的平均值表示的一個顏色作為該部分的代表色(步驟S109)。然後，以上述區域信息和代表色數據作為區域色數據(編碼數據)，進行暫時存儲。
這樣，把上述小區域分割成兩部分，可用兩色的代表色來表示，但在想用更多的代表色表示的情況下，把上述兩部分分別再設定為小區域，可進行同樣的分割處理。
即，比較所獲得的代表色的(色)數目和預先輸入的用戶所期望的代表色的數目(步驟S111)，獲得的代表色的色數如果在輸入的代表色色數以上，那麼結束分割處理(狀態S01)。另一方面，如果上述代表色的色數低於上述期望的色數時，重新進行分割處理(步驟S103→S109)。重複n次從上述計算方差的處理(步驟S103)到代表色的計算處理(S109)，提取2n色的代表色。然後，在結束分割處理之後，對作為上述彩色圖象上下一個對象的小區域，再次開始代表色提取處理。
這裡，利用圖3具體說明數據處理的具體例。
首先，分別用Rij、Gij、Bij表示位於座標(i，j)的象素的RGB三基色的色數據。圖3(a)表示在屬於作為處理對象的由4×4＝16個象素構成的小區域501的座標(i，j)位置上各象素的色數據Rij、Gij、Bij。利用(公式1)，RGB三基色色數據Rij、Gij、Bij(0≤i，j≤3)的平均值分別為Rave＝11.6875、Gave＝10.3125、Bave＝9.8125(圖3(b))。
(公式1)Rave=116i,j=03Rij;]]>Gave=116i,j=03Gij;]]>Bave=116i,j=03Bij;]]>由此，利用(公式2)，分別求出各色數據的方差為Rd＝22.25、Gd＝31.75、Bd＝21.375(圖3(c))。
(公式2)Rd=i,j=03|Rij-Rave|;]]>Gd=i,j=03|Gij-Gave|;]]>Bd=i,j=03|Bij-Bave|;]]>因此，由於方差最大的顏色為G，因而選擇G作為目標色。然後，利用G的平均值Gave＝10.3125，把該小區域501分割成作為Gij＞Gave的象素部分和作為Gij≤Gave的象素部分。
通過對座標(i，j)的象素生成1比特的區域信息Aij，進行上述分割。首先，區域信息的初始值對於整個象素為Aij＝0。然後，如圖3(e)所示，對於Gij＞Gave的象素，Aij＝1，對於Gij≤Gave的象素，Aij＝0。這樣，如該圖所示，上述小區域501被分割成部分502和部分503，生成區域信息504(Aij0≤i，j≤3)。
然後，以區域信息Aij屬於『1』的各象素色數據的平均值(Ra，Ga，Ba)作為部分502的代表色C1。同樣地，以區域信息Aij屬於『0』的各象素色數據的平均值(Rb，Gb，Bb)作為部分503的代表色C0，把這些代表色C1、C0的色數據存入寄存器等暫時存儲裝置中。該例中，如圖3(f)所示，上述平均值為Ra＝12.6，Ga＝11.9，Ba＝10.4，Rb＝10.16667，Gb＝7.666667，Bb＝8.833333，但對小數點以下的位數進行四捨五入，進行整數化處理，那麼Ra＝13，Ga＝12，Ba＝10，Rb＝10，Gb＝8，Bb＝9。
以上，把小區域501分割成兩部分502和503，提取各部分的代表色。即，當然可用兩色來近似上述小區域501的顏色。在用更多代表色來近似上述小區域501的顏色時，可以把上述部分502和503再設定為新的小區域，根據該新的小區域內各象素的色數據，進行與上述相同的分割處理。此時，由於用於分割的各色數據的平均值作為上述代表色C1、C0存儲於暫時存儲電路中，因而沒有必要再計算上述平均值。
如果進行上述那樣的兩次分割，對各小區域兩次生成共計四個部分。此時，與上述相同對於小區域502、503，生成分別為1比特的區域信息，但這些區域信息作為在第一次分割生成的區域信息504的下位比特附加。後面將說明該區域信息的保存方法。
下面，利用圖2說明實現上述代表色提取處理的代表色提取電路1。
圖2中，平均值計算電路11按每一個顏色對小區域內各象素的RGB的色數據Rij、Gij、Bjj都分別進行相加，然後除該小區域內象素數(上述例子中為16)，從而算出各色數據的平均值Rave、Gave、Bave。如果上述小區域內的象素數一般為N，那麼由(公式3)，可求出上述平均值Rave、Gave、Bave。
(公式3)Rave=1Ni,j=0Rij;]]>Gave=1Ni,j=0Gij;]]>Bave=1Ni,j=0Bij;]]>按上述那樣，提取代表色的數，即分割的次數，由用戶任意設定，在進行多次分割之後，各小區域的代表色，即色數據的平均值被存儲於暫時存儲電路17中。因此，在第一次分割時，必需由(公式3)求出各色的平均值，但在第二次之後的分割中，利用存儲於暫時存儲電路17中的色數據平均值，可進行高速分割處理。
為此目的，一旦分割開始，便同時把控制信號100輸入該代表色提取電路1中。在第一次分割時，該控制信號100為『H』的值，第二次之後的分割時為『L』的值。然後，第一選擇電路13根據上述控制信號100，從上述平均值計算電路11輸出的數據，或從上述暫時存儲電路17輸出的數據的任一個中選擇一個。即，控制信號100為『H』時，第一選擇電路13選擇平均值計算電路11的輸出數據(Rave、Gave、Bave)，另一方面，控制信號100為『L』時，選擇保存在暫時存儲電路17中的代表色數據Cn，作為選擇數據(SRave、SGave、SBave)輸出。
接著，方差計算電路12根據輸入的象素色數據Rij、Gij、Bij和上述選擇數據，計算各色數據的方差Rd、Gd、Bd。在第二次之後的分割時，根據早先輸入的區域信息Aij，特定作為分割對象的小區域。該方差計算方法如以上的(公式2)所例示，但其一般式為下面的(公式4)。
(公式4)Rd=i,j|Rij-SRave|;]]>Gd=i,j|Gij-SGave|;]]>Gd=i,j|Bij-SBave|;]]>接著，最大值檢測電路14用MAX(Rd，Gd，Bd)計算方差最大的顏色，求出呈現最大值的顏色作為目標色。在該具體例中，Gd＞Rd＞Bd，因而以G作為目標色。
然後，第二選擇電路15通過從上述最大值檢測電路14輸出的選擇信號(Sel)141，選擇目標色的平均值Save。此時，由於目標色為G，因而平均值Save為Save＝SGave(圖3(d))。
接著，區域分割電路16對所選的目標色G的平均值和所選的象素色數據Gi進行比較，在小區域內分成兩部分。上述區域信息Aij在Gij＞Save時為『1』，Gij≤Save時為『0』。此外，計算每部分的兩個代表色Cn，，象上述那樣，使區域信息Aij屬於『1』的各象素的色數據平均值為C1，屬於『0』的各象素的色數據平均值為C0。然後在暫時存儲電路17中保存代表色數據C1、C0和與各象素對應的區域信息Aij，以便在後面的分割處理中應用。
下面，參照圖4說明區域信息Aij的保存方法。
象上述那樣，代表色提取電路1每次重複分割處理，都輸出1比特的區域信息和分在各區域的象素各部分的代表色Cn。在每次分割中生成的1比特的區域信息作為前次分割生成的區域信息的下位比特來附加。
例如，在用戶期望的代表色是8個顏色的情況下，為了識別與各代表色對應的8個區域，必須生成3比特的區域信息。首先，通過第一次分割處理，把小區域P00分割成兩個象素部分P10、P11，分別提取兩個代表色C0、C1。其中，屬於部分P10的象素區域信息為Aij＝0，屬於部分P11的象素區域信息為Aij＝1。例如，如圖所示，以部分P11的區域信息Aij＝1作為第3比特504a，存儲於上述暫時存儲電路17中。
接著，如果進行第二次分割，分別分割上述部分P10、P11，新生成四個象素部分。例如，部分P11被分割成部分P22和P23，分別提取代表色C10和C11。此時生成的1比特的區域信息作為上述第3比特504a的下位比特(第2比特)504b附加並存儲。即，例如上述部分P23的區域信息為Aij＝11。
最後，進行第三次分割，生成八部分P30、P31、P32、P33、P34、P35、P36、P37，同時生成的區域信息與上述同樣地作為第2比特504b的下位比特(第1比特)504c附加並存儲。例如，屬於部分P36(代表色C110)的象素的區域信息為Aij＝110。
通過按進行分割的次數順序階梯狀地保存這樣的區域色數據，在圖象處理系統中，可實現如下所述的高速和有效的彩色圖象傳輸。並且，各區域信息與構成作為對象的小區域的各象素相關地生成，其內容後述。
圖5是傳送數據的處理順序說明圖。其中，說明不同裝置間(例如數字複合機A、個人計算機B)進行數據傳輸的情況。狀態S50表示數字複合機A的狀態，狀態S60表示個人計算機B的狀態。
首先，數字複合機A通知個人計算機B有關傳送的彩色圖象的代表色數(步驟S501)。其中，按照上述例子，色數為8色。接收後，個人計算機B掌握了彩色圖象的色數(8色)(步驟S601)。
接著，數字複合機A將第一次分割處理中生成的代表色C0、C1和區域信息Aij的第3比特按後述的圖11(b1)所示的數據結構傳送給個人計算機B(步驟S503)。然後，個人計算機B接收代表色C0、C1和區域信息Aij的第3比特，將其存儲到硬碟、存儲卡、工作存儲器等存儲媒體中。此外，如果需要，使彩色圖象復原，進行用兩色的代表色來近似屬於各小區域的象素顏色的兩色顯示(步驟S603)。
然後，數字複合機A將第二次分割處理中生成的代表色C00、C01、C10、C11和區域信息Aij的第2比特傳送給個人計算機B(步驟S505)。在接收之後，個人計算機B接收和存儲代表色C00、C01、C10、C11和區域信息Aij的第2比特。並且，使彩色圖象復原，用4個顏色的近似數據置換屬於各小區域的象素的色數據，更新為四色顯示(步驟S605)。
接著，數字複合機A將第三次分割處理中生成的代表色C000、C001、C010、C011、C100、C101、C110、C111和區域信息Aij的第1比特傳送給個人計算機B(步驟S507)。
然後，個人計算機B接收和存儲代表色C000、C001、C010、C011、C100、C101、C110、C111和區域信息Aij的第1比特。並且，使彩色圖象復原，用8個顏色的近似數據置換屬於各小區域的象素的色數據，更新為八色顯示(步驟S607)。
這樣，數字複合機A側，在數據傳送時順序發送從第3比特的數據至第1比特的數據，因而在個人計算機B側，可兩色顯示、4色顯示、8色顯示地增加色數來顯示圖象。該技術在下面那樣的情況下有效。
即，在通信容量有限的情況下，提前傳送圖象的大特徵，接收端的裝置可首先立即掌握概要，由此接收高精度內容的一方可縮短利用者的等待時間。此外，在上述接收的中途，在利用者判斷不需要上述圖象的情況下，可立即中斷接收。
作為這樣的技術，即順序增加清晰度的方法，由於通過去掉中間部分可簡化，因而可更好地被利用。但是，與色數有關，削減灰度等級比特數的方法實用，但是該方法使畫面質量劣化增加。作為其的改善，本發明實施例1的代表色提取處理，可抑制畫面質量的劣化，順序進行高精度的彩色顯示。
此外，以上基於平均值和方差進行分割處理，但分割處理方法並不限於此，也可以根據其它算法來進行。
(實施例2)在上述實施例1中，代表色提取電路1提取用戶期望的8色代表色，來作為小區域的近似數據。由此可抑制自然圖象的畫質劣化，削減色數。如果對於該被削減的色數，進行色處理(色變換、色補正等)、放大和縮小等的編集處理，那麼可抑制處理量，實現高速處理。
然而， 自然圖象中，混合存在顏色變化少，由於視覺上不知道顏色變化而色數少的可能區域，或顏色變化非常激烈，需要色數多的區域。在這種情況下，如果使色數固定，提取代表色，那麼有時提取多於需要的代表色，並且相反地有時提取的色數不足。由此，因執行不必要的處理，引起處理時間浪費，並且還可能因色數不足致使畫質劣化。因此，為了近似小區域的顏色，應估計適當的代表色數，然後進行代表色提取，從而實現處理高速化和提高精度。
利用圖6的流程圖來說明該高速和高精度的有效方法。
圖6中，首先檢測小區域內顏色的最大色差X(步驟S203)。所謂色差是色空間中色矢量的歐幾裡德(Euclid)距離，是表示視覺上能否區別不同兩色的尺度。
作為參考，表1中示出日本色彩研究所(Japan Color ResearchInstitute)的『顏色差別的允許誤差』。
表1
在該表中，色差不僅在RGB空間中計算，還在L*a*b*空間中計算。但是，色差的值越小，在視覺上進行區別就越困難，即使採用的色空間不同，一般也都成立。其中本實施例2與上述實施例1相同，以RGB空間為例進行說明。
首先，在上述4×4象素的小區域中，固定一個色矢量，例如座標(0，0)的象素的色矢量(R00，G00，B00)，根據色矢量(R00，G00，B00)與其餘座標(i，j)的象素的色矢量(Rij，Gij，Bij)之間的歐幾裡德距離，由(公式5)算出上述最大色差X。
(公式5)X＝max{(R00-Rij)2+(G00-Gij)2+(B00-Bij)2}1/2基準色差Y表示對象色空間中在視覺上不能感覺到的最大色差，它是依賴於所採用的色空間的。這時，在視覺上感覺不到的上述最大色差X所需的色數表示為X÷Y。
然後，上述最大色差X與基準色差Y之比X÷Y確定為代表色數Nx(步驟S205)。其中，由上述最大色差X與預先設定的基準色差Y之比X÷Y來表示上述代表色數Nx。基準色差Y是視覺上不能看見的顏色之差的色差，其值因採用的色空間不同而不同。Nx＜1時，上述最大色差X因與視覺上幾乎不能認識顏色變化的情況相當，因而設定為Nx＝1。
接著，與上述代表色數Nx對應，分別執行不同的處理(步驟S207)。如果Nx＝1，那麼不能執行代表色提取處理，即，由於不進行分割處理，因而求出各色的色數據平均值，使其成為代表色(步驟S209)。此外，作為區域信息，設定所有象素中相同的值(例如，Aij＝0)，結束與該代表色數對應的處理(狀態S21)。
另一方面，在Nx＞1的情況下，把滿足Nx＜Ns(＝2n)的色數Ns設定為上述代表色數Nx，執行圖1所示的n次分割處理(步驟S211→狀態S00)。例如，在Nx＝7時，滿足n＝3的條件，成為Ns＝8。因此，通過3次分割處理，來實施8個顏色的代表色提取處理。由此可確保足夠的精度。
以上，按照實施例2，根據小區域內的最大色差決定規定的代表色數，可確保視覺上必需的色數，同時可抑制反覆進行其餘部分的分割處理。
(實施例3)下面，說明按照本發明實施例3的圖象處理方法和圖象處理裝置。
用計算機等製作的曲線、表等的圖象在大多數情況下色數都少。根據用戶設定的代表色數，在作為分割對象的小區域內的色數一方少的情況下，不進行代表色提取處理，從而可抑制處理量，實現高速處理。利用圖7的流程圖說明該高速且有效的色數提取處理。
圖7中，首先，通過計算例如色差為0的象素的色矢量為多少，來預先提取用於顯示上述小區域的顏色的色數Nx(步驟S301)。
接著，對提取的上述色數Nx與預先設定的代表色數Ns進行比較，如果Nx＞Ns，那麼實施上述圖1所示的通常的代表色提取處理(步驟S303)。如果Nx＜Ns，或Nx＝Ns，那麼停止代表色提取處理(步驟S305)。
然後，對於上述小區域的各色，分配各區域，製作區域信息Aij(步驟S307)。例如，使用的色數為4色時，作為Aij，分配00、01、10、11中的任何值。
並且，在處理對象的小區域(塊區域)殘留的情況下，對下一個處理對象進行上述色數提取處理，在沒有作為對象的小區域時，結束上述色數提取處理(步驟S301或狀態S31)。
圖8是實現上述色數提取處理的色數判斷電路3的方框圖。
色數檢測電路31從輸入的色數據Rij、Gij、Bij中檢測小區域內的色數Nx(311)。判定電路32對從小區域提取的色數Nx和預先設定的代表色數Ns(320)進行比較，如果Nx＜Ns，或Nx＝Ns，那麼輸出使代表色提取電路1停止所進行的處理的停止信號321。代表色提取電路1由停止信號321控制，在接收停止的指示時便停止動作。
此時，區域信息生成電路33通過來自判定電路32的控制信號322接收區域信息生成指示。在指示區域信息生成時，對應上述小區域的各色Cn(331)，製成區域信息Aij。例如如果使用的色數為4色，那麼分配00、01、10、11中的任何值作為Aij(332)。
另一方面，如果Nx＞Ns，那麼由代表色提取電路1執行上述實施例1中所述的通常的代表色提取處理。
以上，按照實施例3，預先設定用於表現小區域顏色的色數，當其比代表色數小時，不進行小區域的分割處理，因而可避免多餘部分的分割處理。
(實施例4)下面，利用圖2和圖9，說明按照本發明實施例4的圖象處理方法和裝置。
作為本發明處理對象的圖象，不僅有彩色圖象，還有單色(黑白)圖象。此時，由於整個象素的RGB三基色數據的比率一定，小區域的分割可以以特定的顏色成分為目的來進行，因而不必求出各色的方差和選擇目標色的處理動作。再有，以單色圖象作為對象進行的規定數的代表色提取，意味著用規定數的灰度等級來顯示該單色圖象。
圖9中，首先，作為分割處理對象的圖象，選擇彩色模式或單色模式，進行模式設定(步驟S401)。按照該設定，如果為彩色模式，那麼進行圖1的分割和代表色提取處理，如果選擇單色模式，那麼移向下面的處理(步驟S403→S405)。
在單色模式中，首先，決定使用色數據的色成分。其中，選擇例如Gij。作為其中所使用的色成分，可以合成R、G、B作為亮度信號L。用L＝0.30×R+0.59×G+0.11×B表示亮度信號L與RGB數據之間的關係。
如果選擇上述那樣的色成分，那麼就所選的色成分的色數據來說，求小區域內的平均值E(步驟S407)。
然後，利用上述平均值E作為分割條件，當Gij＞E時，Aij＝1，當Gij＜E或Gij＝E時，Aij＝0，把上述小區域分割成兩部分。然後把獲得的區域信息Aij存儲於暫時存儲電路中(步驟S409)。
接著，把各部分的平均值分別設定為代表灰度等級(代表值)(步驟S411)。
並且，判斷能否確保上述規定數的代表灰度等級(步驟S413)。當低於它時，反覆繼續進行分割處理(步驟S413→S407)。然後，在可確保規定數的代表灰度等級時，結束單色情況下的代表色提取處理(狀態S41)。
其中，利用圖2說明其動作的細節。
圖2中，利用模式切換電路7，把模式信號700輸入代表色提取電路1。在模式信號700為單色模式的情況下，方差計算電路12和最大值檢測電路14停止動作。
然後，平均值計算電路11算出Gij的平均值。
接著，第一選擇電路13選擇Gave。由於第二選擇電路15經常選擇SGave，因而Save＝SGave。
區域分割電路16比較Save和Gij，生成區域信息Aij。即，在Gij＞Save中，Aij＝1，在Gij＜Save或Gij＝Save中，Aij＝0，把屬於小區域的象素分割成兩部分。並且，把分割的各部分平均值(161)和區域信息Aij(162)保存於暫時存儲電路17。
在第二次以後的分割處理中，利用控制信號100，第一選擇電路13輸入存儲於暫時存儲電路17的代表值Cn(171)和區域信息Aij(172)，選擇各部分的代表值。
以上，按照實施例4，設定彩色模式和單色模式的切換，使用與彩色模式大致相同的處理電路，停止不需要的動作，從而可高速地執行單色專用的處理。
(實施例5)利用圖10、圖11、圖12，說明本發明實施例5的圖象處理系統。
圖10中，圖象輸入裝置5是攝像機、掃描器、數字相機等，用代表色提取電路1，根據從輸入電路51獲得的RGB數據，生成代表色Cn和區域信息Aij的編碼數據。然後，把該編碼數據存儲和保存在圖象緩衝器52中，同時經由接口53，數據傳送到個人計算機等圖象輸出裝置6。此外，如果傳送每次提取代表色生成的編碼數據，那麼可實現在實施例1中說明的，順序增加色數的數據傳送。
如上述實施例1-4中說明的那樣，由於代表色提取電路1可抑制色數，簡單地生成在視覺上高品位的圖象，因而可利用數據壓縮。此外，不用說，也可在發送容量小的情況下的數據削減中利用，但由於後述那樣的編碼容易，因而即使作為向圖象輸出裝置6的實時圖象傳送方法，也有利用價值。
圖象輸出裝置6將發送的上述編碼數據存儲和保存於硬碟、隨機存取存儲器等的存儲媒體62中。此外，顯示色數控制電路63從接口61接收上述編碼數據(區域色數據)(Cn，Aij)，直接解調處理上述編碼數據。將經過解調處理的數據送到視頻存儲器64，在監視器65中顯示。進行解調時，還可預先輸入標準的顯示色數，但在編碼數據(Cn，Aij)順序增加色數進行傳輸的情況下，首先從圖象輸入裝置5接收有關代表色數(上述例中為8色)的信息。然後，如實施例1中利用圖3的說明那樣，如果順序增加顯示色數，更新存儲於視頻存儲器64中的數據，那麼可沒有等待時間地順序顯示高精度圖象。
例如，在圖象輸入裝置5與圖象輸出裝置6之間的發送路徑的頻帶有限制的情況下，對於用戶來說期望從色數少的圖象順序增加色數來顯示。因此，可縮短直到顯示圖象概要的等待時間。
此外，存儲於存儲媒體62中的編碼數據(Cn，Aij)在解碼電路66中解碼，在編輯電路67中進行放大和縮小處理，同時輸出到顯示色數控制電路63，寫入視頻存儲器64中，如果在監視器65中進行顯示，那麼由於數據尺寸小，因而可非常高速地進行圖象編輯和顯示。
上述編碼數據在代表色數一定時由固定長度構成。圖11表示用8色近似4×4＝16象素的小區域時的編碼數據508的結構。在代表色數據部509上存儲8色的代表色數據C000、C001、C010、C011、C100、C101、C110、C111。此外，在區域信息數據部510中，存儲與各象素對應的區域信息Aij(0≤i，j≤3)。該16個區域信息Aij(0≤i，j≤3)的排列順序可任意決定，其中最初的4個按列j升序的A00、A01、A02、A03的順序排列與座標(0，j)對應的象素的區域信息。同樣地，按列j的升序排列與下面的4個座標(1，j)對應、與再下面的4個座標(2，j)對應，與最後的4個座標(3，j)對應的象素的區域信息。
參照圖4說明生成該編碼數據的過程。
如果在圖4的第一次分割中提取代表色C0、C1，和生成1比特的區域信息Aij＝0，1，那麼，例如如圖11(b1)所示，分別在上述編碼數據508的代表色數據部509、區域信息數據部510中存儲這些信息。其中，A00＝0、A01＝0、A02＝1、…、A33＝1，與其對應的象素的座標(0，0)、(0，1)、(0，2)、…、(3，3)的色數據分別表示指示器P0、P0、P1、…、P1指示的色數據C0、C0、C1、…、C1。再有，在該階段中，由於代表色只決定C0、C1兩色，因而代表色數據部509的C0、C1之外的欄位作為初期數據0存儲。
然後，在第二次分割中，提取四個代表色C00、C01、C10、C11，生成兩比特的區域信息Aij＝00、01、10、11時，附加上述4個代表色數據和區域信息的下位的1比特，上述編碼數據508的數據結構為如圖11(b2)那樣。各代表色和區域信息的對應，與上述兩色的情況相同，象素的座標(0，0)、(0，1)、(0，2)…、(3，3)的色數據分別表示指示器P00、P00、P01、…、P11指示的色數據C00、C00、C01、…、C1。最後，在通過第三次分割提取8色的代表色時，附加上述八個代表色數據和區域信息的下位的1比特，上述編碼數據508的數據結構為如圖11(b3)那樣。各代表色和區域信息的對應關係相同因而省略其說明。
在上述編碼數據中，首先，代表色數據Cn和各區域信息Aij通過指示器相關連，並且，該編碼數據上的各區域信息Aij的位置與小區域內各象素的地址對應。因此，特別是在區域信息提取上沒有必要進行複雜的處理，可非常高速地進行解碼。
一般地，如果彩色圖象按原來的多值圖象數據進行處理，那麼數據量變得非常多。在600dpi中處理A4尺寸的情況下，一般需要96MB以上的數據容量，在通常的個人計算機中，預先把該圖象數據暫時保存在工作存儲器中是有困難的。與此相對，使用本發明時的編碼數據，由於壓縮變換上述圖象數據的1/4～1/7左右的容量，因而暫時保存在工作存儲器上是容易的。由此，即使不使用硬碟等，也可處理上述圖象數據，從而可高速地進行圖象處理。
此外，本發明的數據壓縮方法是不可逆的，同樣地，與不可逆壓縮的JPEG等的解碼相比，解碼的處理量也非常少，如果利用上述編碼數據作為中間欄位，那麼可期待在各種圖象的加工中的高速處理。當然，在硬碟上存儲編碼數據之後供各種應用的情況下，與通常的多值數據量相比，上述編碼數據量也是非常小的，因而可高速地進行處理。
在顯示使用上述那樣獲得的編碼數據的彩色圖象時，上述解碼電路66可與處理該編碼數據的裝置的性能和用戶所需的色數對應地調整輸出色數。
下面，說明使用編碼數據的彩色圖象的簡略顯示方法。
上述8色C000、C001、C010、C011、C100、C101、C110、C111中，區域信息的上位1比特『0』共用的4色C000、C001、C010、C011是通過第二次再分割原來在第一次分割中提取的代表色C0、區域信息Aij＝0的部分所獲得的代表色。因此，用兩色可簡略地顯示上述編碼數據508所表現的小區域，考慮該分割過程，以添加的上位1比特為目標，象以下那樣計算該兩色數據是合理的。
即，如果用於兩色簡略顯示的數據為C2a、C2b，那麼使用編碼數據的C000～C111，進行C2a＝(C000+C001+C010+C011)÷4、C2b＝0(C100+C101+C110+C111)÷4的運算，算出近似數據。各顯示色Cij使C2a、C2b與區域信息Aij(504a)的『1』『0』對應地確定，當Aij＝1時，Cij＝C2a，和當Aij＝0時，Cij＝C2b。
此外，在用4色簡略顯示時，也可以同樣地以添加的上位2比特為目標，計算該4色數據。即，如果用於4色簡略顯示的數據為C4a、C4b、C4c、C4d，那麼使用編碼數據的C000～C111，通過C4a＝(C000+C001)÷2、C4b＝(C010+C011)÷2、C4c＝(C100+C101)÷2、C4d＝(C110+C111)÷2的運算來計算。
並且，在進行圖象縮小處理時，如圖12所示，從上述編碼數據508中提取與樣品象素對應的區域信息Aij和與區域信息對應的代表色Cij，與上述同樣地，通過計算近似數據來生成縮小圖象。象上述那樣，由於編碼數據508固定長度，即可算出期望的色數據。
以上，按照實施例5，通過設定顯示所需的色數，與必需的色數以應地從編碼數據(存儲的數據)中提取多個代表色，合成多個代表色，計算顯示色，可高速地生成必需色數的顯示色。
如上所述，按照本發明，以方差大的顏色為目標色，順序地進行分割處理，提取代表色，因而具有可高速進行代表色提取的效果。此時由於與對象區域內的圖象中的色數對應地確定所需的色數，並進行分割，因而可抑制費時的處理，實現高速的代表色提取處理。
此外，通過區域信息的分層化，可實現順序增加色數的數據傳輸。並且，在分層化的區域信息中，因與代表色有關，可簡單地進行用期望的色數進行顯示的數據處理。
通過專用處理，可切換單色模式和彩色模式，具有可高速分割作為對象的圖象的效果。
權利要求
1.一種圖象處理方法，在彩色圖象上的小區域內用規定數的代表色來近似，該方法包括步驟統計值計算處理，計算構成上述小區域的每一個顏色的數據的統計值；分割處理，根據上述統計值，選擇上述各色中的一個作為目標色，同時根據目標色的色數據的規定基準，把上述小區域分割成兩部分；和代表色提取處理，提取上述兩部分中每一部分的代表色。
2.如權利要求1所述的圖象處理方法，還包括在上述部分的數低於上述規定數的情況下，把該部分再設定為上述小區域的再設定處理。
3.如權利要求1所述的圖象處理方法，上述統計值是方差，上述基準是上述目標色的色數據的平均值。
4.如權利要求1所述的圖象處理方法，上述代表色是屬於上述部分的象素的各色數據的平均值。
5.如權利要求1所述的圖象處理方法，還包括求出屬於上述小區域內的各色數據的色差的色差計算處理；和根據上述色差，決定上述規定數的代表色數確定處理。
6.如權利要求1所述的圖象處理方法，還包括色數提取處理，提取屬於上述小區域內的色數；和代表色數設定處理，比較上述色數和上述規定數，並且當該色數小於上述規定數時，把該色數設定為該規定數。
7.一種圖象處理方法，包括在彩色圖象上的小區域內用規定數的代表色來近似的近似處理，所述方法包括色差計算處理，求出屬於上述小區域內的各色數據的色差；和代表色數確定處理，根據上述色差，決定上述規定數。
8.一種圖象處理方法，包括在彩色圖象上的小區域內用規定數的代表色來近似的近似處理，所述方法包括色數提取處理，提取屬於上述小區域內的色數；和代表色數設定處理，比較上述色數和上述規定數，並且當該色數小於上述規定數時，把該色數設定為該規定數。
9.一種圖象處理方法，包括在彩色圖象上的小區域內用多個代表色來近似的近似處理，所述方法包括生成區域色數據，該區域色數據是色數據對，即通過上述近似處理作成的上述代表色的色數據，和表示包括用所述各代表色近似的上述小區域內象素的部分的區域信息，順序增加代表色數。
10.如權利要求9所述的圖象處理方法，包括選擇上述代表色數，根據上述區域色數據生成向用戶的顯示圖象的顯示圖象生成處理。
11.如權利要求9所述的圖象處理方法，包括順序增加上述代表色數，發送上述區域色數據的發送處理。
12.如權利要求9所述的圖象處理方法，包括順序增加上述代表色數，接收上述區域色數據的接收處理；和每當進行上述接收時，便順序增加上述代表色數，把上述彩色圖象顯示給用戶的顯示處理。
13.如權利要求9所述的圖象處理方法，包括設定向用戶的顯示圖象所必需的色數的色數設定處理；與上述必需的色數對應地從上述區域色數據中提取多個代表色的代表色提取處理；和根據上述多個代表色，導出上述顯示圖象的色數據的顯示色導出處理。
14.一種圖象處理方法，包括在彩色圖象上的小區域內用規定數的代表色來近似的近似處理，其特徵在於，所述方法包括設定彩色模式和單色模式的切換的模式切換處理；在單色模式中選擇特定色數據的色數據選擇處理；根據選擇的上述色數據的基準值，把上述小區域分割成兩部分的分割處理；和在上述部分的數低於上述規定數的情況下，把該部分再設定為上述小區域的再設定處理。
15.如權利要求14所述的圖象處理方法，上述基準值是平均值。
16.一種圖象處理裝置，其中在彩色圖象上的小區域內用規定數的代表色來近似，所述圖象處理裝置包括計算構成上述小區域的各色數據的統計值的統計值計算裝置；根據上述統計值，選擇上述各色中的一個為目標色，同時根據目標色的規定的基準，把上述小區域分割成兩部分的分割裝置；和提取上述兩部分的代表色的代表色提取裝置。
17.如權利要求16所述的圖象處理裝置，包括在上述部分的數低於上述規定數的情況下，把該部分再設定為上述小區域的再設定裝置。
18.如權利要求16所述的圖象處理裝置，上述統計值是方差，上述基準是色數據的平均值。
19.如權利要求16所述的圖象處理裝置，上述代表色是屬於上述部分的象素的各色數據的平均值。
20.如權利要求16所述的圖象處理裝置，包括求出屬於上述小區域內的各色數據的色差的色差計算裝置；和根據上述色差，確定上述規定數的代表色數確定裝置。
21.如權利要求16所述的圖象處理裝置，包括提取屬於上述小區域內的色數的色數提取裝置；和比較上述色數和上述規定數，當該色數比上述規定數小時，把該色數設定為該規定數的代表色數設定裝置。
22.一種圖象處理裝置，包括在彩色圖象上的小區域內用規定數的代表色來近似的近似裝置，所述圖象處理裝置包括求出屬於上述小區域內的各色數據的色差的色差計算裝置；和根據上述色差，確定上述規定數的代表色數確定裝置。
23.一種圖象處理裝置，包括在彩色圖象上的小區域內用規定數的代表色來近似的近似裝置，所述圖象處理裝置包括提取屬於上述小區域內的色數的色數提取裝置；和比較上述色數和上述規定數，當該色數比上述規定數小時，把該色數設定為該規定數的代表色數設定裝置。
24.一種圖象處理裝置，包括在彩色圖象上的小區域內用多個代表色來近似的近似裝置，所述圖象處理裝置包括順序增加代表色數，生成區域色數據的區域色數據生成裝置，其中區域色數據是將通過上述近似處理作成的上述代表色的色數據，和表示包括用該各代表色近似的上述小區域內象素的部分的區域信息組合。
25.如權利要求24所述的圖象處理裝置，包括選擇上述代表色數，根據上述區域色數據生成向用戶的顯示圖象的顯示圖象生成裝置。
26.如權利要求24所述的圖象處理裝置，包括順序增加上述代表色數，發送上述區域色數據的發送裝置。
27.如權利要求24所述的圖象處理裝置，包括順序增加上述代表色數，接收上述區域色數據的接收裝置；和每當進行上述接收時，便順序增加上述代表色數，把上述彩色圖象顯示給用戶的顯示裝置。
28.如權利要求24所述的圖象處理裝置，包括設定向用戶的顯示圖象所必需的色數的色數設定裝置，與上述必需的色數對應地從上述區域色數據中提取多個代表色的代表色提取裝置，和合成上述多個代表色，導出上述顯示圖象的色數據的顯示色導出裝置。
29.一種圖象處理裝置，包括在彩色圖象上的小區域內用規定數的代表色來近似的近似裝置，其特徵在於，所述圖象處理裝置包括設定彩色模式和單色模式的切換的模式切換裝置；在單色模式中選擇特定色數據的色數據選擇裝置；根據選擇的上述色數據的基準值，把上述小區域分割成兩部分的分割裝置；和在上述部分的數低於上述規定數的情況下，把該部分再設定為上述小區域，同時把上述代表色再設定為該小區域的基準值的再設定裝置。
30.如權利要求29所述的圖象處理裝置，上述基準值是平均值。
31.一種圖象處理系統，包括把彩色圖象分割成小區域進行發送的發送機，接收該小區域，然後解碼該彩色圖象，並進行顯示的接收機，上述發送機包括在上述小區域內用多個代表色來近似的近似裝置；順序增加代表色數，生成區域色數據的區域色數據生成裝置，該區域色數據以通過上述近似處理作成的上述代表色的色數據，和表示用該各代表色近似的上述小區域內的象素部分的區域信息作為一部分；和發送上述區域色數據的發送裝置，上述接收機包括順序增加上述代表色數，接收上述區域色數據的接收裝置；和每當進行上述接收時，便順序增加上述代表色數，把上述彩色圖象顯示給用戶的顯示裝置。
全文摘要
本發明涉及壓縮色數據的圖象處理方法、裝置及系統。為了近似彩色圖象,從該彩色圖象上的小區域提取代表色,計算上述小區域內各色數據的平均值和方差,以該方差最大的顏色作為目標色。然後,利用該目標色的平均值,把小區域分割成兩部分。接著,計算這兩部分的區域信息和各部分的代表色。判斷所獲得的代表色的色數是否在期望的色數以上,如果色數在期望的色數以上,那麼結束分割處理,如果低於期望的色數,那麼再重複上述分割處理。
文檔編號H04N1/46GK1335728SQ0111897
公開日2002年2月13日 申請日期2001年5月25日 優先權日2000年5月25日
發明者小嶋章夫, 渡邊辰巳, 桒原康浩, 黑澤俊晴, 奧博隆 申請人:松下電器產業株式會社