专利名称：图象处理方法、图象处理装置和图象处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及图象处理，特别涉及压缩色数据的图象处理方法、图象处理装置和图象处理系统。
彩色图象由于有关颜色的数据量膨大，因而在进行显示和传输时，用较少的色数来近似原来的色数据的色数，可以很好地压缩上述数据量。
作为这种压缩方法，已知通过分别独立地处理RGB(‘R’表示红色、‘G’表示绿色、‘B’表示蓝色)信号，求出近似数据的方法(例如，特开昭61-252792)。用
图15简要说明该处理方法。图15中，通过输入装置90a、90b和90c，把按各色独立的图象信息的各色数据输入到前段编码装置91a、91b和91c。前段编码装置91a、91b和91c求出各色数据(RGB信号强度)的平均值，根据该平均值，把彩色图象的特定块分割为两个区域。并且，前段编码装置91a、91b和91c通过使分别包含于各自分割区域的象素数据平均，算出两个代表值。在以上的处理中，块被分割成每一个颜色两个区域，和分别求出各颜色的两个代表值。通过部分合RGB三色，可把块分割成总计23＝8个区域，获得代表各区域的8个代表色。后段编码装置92通过检测在该8个颜色的上述块内的出现频度，选出2个颜色作为代表色，作为块内的代表色。把获得的2个代表色输出到输出装置93。
此外，作为其它方法，已知通过进行RGB信号的主成分分析来求出近似数据的方法(例如，特开平1-264092)。这是考虑RGB信号的相关性来确定代表上述特定块的颜色(主成分)，根据该主成分，进行上述块的分割，按照该特定数的颜色来近似该块的方法。
然而，在上述特开昭61-252792的方法中，分别独立地处理RGB信号，完全不考虑各色之间的相关性，因而有容易在解调图象中产生误差的课题。
此外，上述特开平1-264092的主成分分析，由于要求出RGB的相关性，必须进行多维矩阵运算，因而处理量增多。此外，伴随着处理量增多，存在处理电路等的硬件规模也变大的课题。并且，在通过CPU等用软件来处理的情况下，还需要更多的计算时间。
再有，上述任何方法，由于不能获得直到整个处理结束的输出数据，因而不能适应在少的色数中即时需要近似数据的情况。
本发明的目的在于提供一种把小区域变换为高精度近似数据的高速图象处理方法、图象处理装置和图象处理系统。
为了解决以上课题，在本发明中采用以下措施。
这以在彩色图象上的小区域内用多个代表色来近似的图象处理装置为前提来说明。
首先，上述图象处理装置配备计算构成上述小区域的各色数据的基准值和统计值的统计值计算装置。其中，所谓‘色数据’，指为了显示上述彩色图象而采用的任意色空间中的座标值。例如，在用三基色的RGB(‘R’表示红色、‘G’表示绿色和‘B’表示蓝色)作为发光系的情况下，色数据是各色光的强度，此外，在用CMY(‘C’表示氰、‘M’表示紫色和‘Y’表示黄色)作为吸收系的三基色的情况下，色数据是各色的浓度。但是，本发明提供在任何色空间中也都相同的技术。
还配备然后根据上述基准值和统计值，选择上述小区域内的目标色，同时根据目标色的基准值，把该小区域分割成两部分的分割装置。其中，例如，作为上述基准值和统计值，如果采用平均值和方差，那么由于从各象素方差大的颜色顺序地实行详细的分部分，因而可实现高精度的高速区域分割。然后，根据上述目标色的基准值，可提取上述各部分的代表色。
此外，还配备在上述部分的数即代表色数低于上述规定数的情况下，把这些部分再设定为上述小区域的再设定装置。由此，把上述小区域分割成上述规定数，可利用规定数的代表色来显示。在这种再设定时，如果利用上述各部分的代表色作为计算后面的统计值时的基准值，那么可抑制处理量，缩短处理时间。
此外，还配备求出属于上述小区域内的各色数据的色差的色差检测装置。其中，所谓色差，是采用的上述任意色空间中的色谱的欧几里得距离，是表示可否在视觉上区别不同的两色的尺度。还配备根据上述色差，确定规定的代表色数确定装置。由此，可抑制视觉上其余部分的反复分割处理，实现高速处理。
此外，还配备提取属于上述小区域内的色数的色数提取装置；和比较该色数和期望的代表色数，当上述色数比期望的代表色数小时，把该色数作为上述规定数来设定的代表色数设定装置。由此，特别是在上述彩色图象的色数少的情况下，首先判定是否需要进行分割处理，从而因不进行其余部分的分割处理，可实现高速处理。
另一方面，还配备顺序增加该代表色数，生成区域色数据的区域色数据生成装置，其中区域色数据是组合用上述代表色表示构成上述小区域的各象素的颜色的区域色信息、和该代表色数据。由此，必需的区域信息和代表色可即刻提取，因而可高速地实行上述彩色图象的传输和解调处理。特别是，由于每当反复上述分割时都生成上述区域色数据，因而与少色数时需要即时近似数据的情况等对应，例如，顺序增加上述彩色图象的色数，进行数据传输，可在接收端顺序增加上述彩色图象的色数，进行数据传输，在接收端，顺序增加色数，可显示指示等。
此外，还配备设定向用户的显示图象所必需的色数的色数设定装置，与必需的色数对应地从上述保存数据中提取多个代表色的代表色提取装置，和合成上述多个代表色，导出上述显示图象的色数据的显示色导出装置。从而，可高速地生成需要色数的显示图象。
并且，通过配备设定彩色模式和单色模式的切换的模式切换装置，和在单色模式中选择特定色信号的色信号选择装置，可实行单色专用处理，与彩色模式相比，可缩短处理时间。
图1是按照本发明实施例1的代表色提取处理的流程图。
图2是按照本发明实施例1的代表色提取电路1的方框图。
图3是按照本发明实施例1的代表色提取电路1的说明图。
图4是按照本发明实施例1的区域信息保存的说明图。
图5是按照本发明实施例1的传输数据的处理顺序说明图。
图6是按照本发明实施例2的自动色数设定处理的流程图。
图7是按照本发明实施例3的色数判断处理的流程图。
图8是按照本发明实施例3的色数判断电路3的流程图。
图9是按照本发明实施例4的单色处理的流程图。
图10是表示本发明实施例5的输入装置和输出装置的结构方框图。
图11是按照本发明实施例5的编码数据的结构图。
图12是按照本发明实施例5的缩小处理的说明图。
图13是区域信息的说明图。
图14是小区域的分割说明图。
图15是表示以往的图象处理装置的结构方框图。
实施例1以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
本发明涉及为了把彩色图象上的小区域近似为多个代表色，提取用户所期望的色数的代表色的方法、装置和利用它的图象处理系统。在以下的说明中，所谓“色的数据”(或“色数据”)指为表现上述彩色图象而采用的任意色空间中特定要素的座标。例如，在用RGB(‘R’表示红色、‘G’表示绿色和‘B’表示蓝色)作为发光系的三基色的情况下，色数据是各色光的强度，此外，在用CMY(‘C’表示氰、‘M’表示紫色和‘Y’表示黄色)作为吸收系的三基色的情况下，色数据是各色的浓度。但是，本发明提供在任何色空间中也都相同的技术，但在本发明的实施例中，以RGB空间为例进行说明。
首先，如图1所示，作为处理对象的彩色图象上的小区域(例如由4×4＝16个象素构成的小区域)内的各象素的基色的色数据，各基色分别全部相加，最后除加法计算的象素数，算出各基色的色数据平均值(状态S00→步骤S101)。
接着，分别求出与象素对应的各基色色数据的方差(步骤S103)。此时上述计算方差的简易方法是全部累加上述平均值和各象素的色数据之差的绝对值的方法。然后，检测上述方差最大的颜色，确定以该颜色作为目标色(步骤S105)。例如，在G的方差最大的情况下，自然以G作为目标色。以下，继续说明目标色是G的情况。
如果按上述那样确定目标色，那么根据该目标色的色数据平均值，把上述小区域分割成两部分(步骤S107)。即，利用与G轴正交并且通过G的色数据的平均值的平面，把表示上述小区域的RGB空间分割成两部分(参照图14)。然后，为了表示上述小区域内各象素属于什么部分，作成图13所示那样的区域信息，后面将说明该区域信息。
接着，求出RGB各色的分别属于上述部分的各象素的色数据平均值，以该RGB三基色的平均值表示的一个颜色作为该部分的代表色(步骤S109)。然后，以上述区域信息和代表色数据作为区域色数据(编码数据)，进行暂时存储。
这样，把上述小区域分割成两部分，可用两色的代表色来表示，但在想用更多的代表色表示的情况下，把上述两部分分别再设定为小区域，可进行同样的分割处理。
即，比较所获得的代表色的(色)数目和预先输入的用户所期望的代表色的数目(步骤S111)，获得的代表色的色数如果在输入的代表色色数以上，那么结束分割处理(状态S01)。另一方面，如果上述代表色的色数低于上述期望的色数时，重新进行分割处理(步骤S103→S109)。重复n次从上述计算方差的处理(步骤S103)到代表色的计算处理(S109)，提取2n色的代表色。然后，在结束分割处理之后，对作为上述彩色图象上下一个对象的小区域，再次开始代表色提取处理。
这里，利用图3具体说明数据处理的具体例。
首先，分别用Rij、Gij、Bij表示位于座标(i，j)的象素的RGB三基色的色数据。图3(a)表示在属于作为处理对象的由4×4＝16个象素构成的小区域501的座标(i，j)位置上各象素的色数据Rij、Gij、Bij。利用(公式1)，RGB三基色色数据Rij、Gij、Bij(0≤i，j≤3)的平均值分别为Rave＝11.6875、Gave＝10.3125、Bave＝9.8125(图3(b))。
(公式1)Rave=116Σi,j=03Rij;]]>Gave=116Σi,j=03Gij;]]>Bave=116Σi,j=03Bij;]]>由此，利用(公式2)，分别求出各色数据的方差为Rd＝22.25、Gd＝31.75、Bd＝21.375(图3(c))。
(公式2)Rd=Σi,j=03|Rij-Rave|;]]>Gd=Σi,j=03|Gij-Gave|;]]>Bd=Σi,j=03|Bij-Bave|;]]>因此，由于方差最大的颜色为G，因而选择G作为目标色。然后，利用G的平均值Gave＝10.3125，把该小区域501分割成作为Gij＞Gave的象素部分和作为Gij≤Gave的象素部分。
通过对座标(i，j)的象素生成1比特的区域信息Aij，进行上述分割。首先，区域信息的初始值对于整个象素为Aij＝0。然后，如图3(e)所示，对于Gij＞Gave的象素，Aij＝1，对于Gij≤Gave的象素，Aij＝0。这样，如该图所示，上述小区域501被分割成部分502和部分503，生成区域信息504(Aij0≤i，j≤3)。
然后，以区域信息Aij属于‘1’的各象素色数据的平均值(Ra，Ga，Ba)作为部分502的代表色C1。同样地，以区域信息Aij属于‘0’的各象素色数据的平均值(Rb，Gb，Bb)作为部分503的代表色C0，把这些代表色C1、C0的色数据存入寄存器等暂时存储装置中。该例中，如图3(f)所示，上述平均值为Ra＝12.6，Ga＝11.9，Ba＝10.4，Rb＝10.16667，Gb＝7.666667，Bb＝8.833333，但对小数点以下的位数进行四舍五入，进行整数化处理，那么Ra＝13，Ga＝12，Ba＝10，Rb＝10，Gb＝8，Bb＝9。
以上，把小区域501分割成两部分502和503，提取各部分的代表色。即，当然可用两色来近似上述小区域501的颜色。在用更多代表色来近似上述小区域501的颜色时，可以把上述部分502和503再设定为新的小区域，根据该新的小区域内各象素的色数据，进行与上述相同的分割处理。此时，由于用于分割的各色数据的平均值作为上述代表色C1、C0存储于暂时存储电路中，因而没有必要再计算上述平均值。
如果进行上述那样的两次分割，对各小区域两次生成共计四个部分。此时，与上述相同对于小区域502、503，生成分别为1比特的区域信息，但这些区域信息作为在第一次分割生成的区域信息504的下位比特附加。后面将说明该区域信息的保存方法。
下面，利用图2说明实现上述代表色提取处理的代表色提取电路1。
图2中，平均值计算电路11按每一个颜色对小区域内各象素的RGB的色数据Rij、Gij、Bjj都分别进行相加，然后除该小区域内象素数(上述例子中为16)，从而算出各色数据的平均值Rave、Gave、Bave。如果上述小区域内的象素数一般为N，那么由(公式3)，可求出上述平均值Rave、Gave、Bave。
(公式3)Rave=1NΣi,j=0Rij;]]>Gave=1NΣi,j=0Gij;]]>Bave=1NΣi,j=0Bij;]]>按上述那样，提取代表色的数，即分割的次数，由用户任意设定，在进行多次分割之后，各小区域的代表色，即色数据的平均值被存储于暂时存储电路17中。因此，在第一次分割时，必需由(公式3)求出各色的平均值，但在第二次之后的分割中，利用存储于暂时存储电路17中的色数据平均值，可进行高速分割处理。
为此目的，一旦分割开始，便同时把控制信号100输入该代表色提取电路1中。在第一次分割时，该控制信号100为‘H’的值，第二次之后的分割时为‘L’的值。然后，第一选择电路13根据上述控制信号100，从上述平均值计算电路11输出的数据，或从上述暂时存储电路17输出的数据的任一个中选择一个。即，控制信号100为‘H’时，第一选择电路13选择平均值计算电路11的输出数据(Rave、Gave、Bave)，另一方面，控制信号100为‘L’时，选择保存在暂时存储电路17中的代表色数据Cn，作为选择数据(SRave、SGave、SBave)输出。
接着，方差计算电路12根据输入的象素色数据Rij、Gij、Bij和上述选择数据，计算各色数据的方差Rd、Gd、Bd。在第二次之后的分割时，根据早先输入的区域信息Aij，特定作为分割对象的小区域。该方差计算方法如以上的(公式2)所例示，但其一般式为下面的(公式4)。
(公式4)Rd=Σi,j|Rij-SRave|;]]>Gd=Σi,j|Gij-SGave|;]]>Gd=Σi,j|Bij-SBave|;]]>接着，最大值检测电路14用MAX(Rd，Gd，Bd)计算方差最大的颜色，求出呈现最大值的颜色作为目标色。在该具体例中，Gd＞Rd＞Bd，因而以G作为目标色。
然后，第二选择电路15通过从上述最大值检测电路14输出的选择信号(Sel)141，选择目标色的平均值Save。此时，由于目标色为G，因而平均值Save为Save＝SGave(图3(d))。
接着，区域分割电路16对所选的目标色G的平均值和所选的象素色数据Gi进行比较，在小区域内分成两部分。上述区域信息Aij在Gij＞Save时为‘1’，Gij≤Save时为‘0’。此外，计算每部分的两个代表色Cn，，象上述那样，使区域信息Aij属于‘1’的各象素的色数据平均值为C1，属于‘0’的各象素的色数据平均值为C0。然后在暂时存储电路17中保存代表色数据C1、C0和与各象素对应的区域信息Aij，以便在后面的分割处理中应用。
下面，参照图4说明区域信息Aij的保存方法。
象上述那样，代表色提取电路1每次重复分割处理，都输出1比特的区域信息和分在各区域的象素各部分的代表色Cn。在每次分割中生成的1比特的区域信息作为前次分割生成的区域信息的下位比特来附加。
例如，在用户期望的代表色是8个颜色的情况下，为了识别与各代表色对应的8个区域，必须生成3比特的区域信息。首先，通过第一次分割处理，把小区域P00分割成两个象素部分P10、P11，分别提取两个代表色C0、C1。其中，属于部分P10的象素区域信息为Aij＝0，属于部分P11的象素区域信息为Aij＝1。例如，如图所示，以部分P11的区域信息Aij＝1作为第3比特504a，存储于上述暂时存储电路17中。
接着，如果进行第二次分割，分别分割上述部分P10、P11，新生成四个象素部分。例如，部分P11被分割成部分P22和P23，分别提取代表色C10和C11。此时生成的1比特的区域信息作为上述第3比特504a的下位比特(第2比特)504b附加并存储。即，例如上述部分P23的区域信息为Aij＝11。
最后，进行第三次分割，生成八部分P30、P31、P32、P33、P34、P35、P36、P37，同时生成的区域信息与上述同样地作为第2比特504b的下位比特(第1比特)504c附加并存储。例如，属于部分P36(代表色C110)的象素的区域信息为Aij＝110。
通过按进行分割的次数顺序阶梯状地保存这样的区域色数据，在图象处理系统中，可实现如下所述的高速和有效的彩色图象传输。并且，各区域信息与构成作为对象的小区域的各象素相关地生成，其内容后述。
图5是传送数据的处理顺序说明图。其中，说明不同装置间(例如数字复合机A、个人计算机B)进行数据传输的情况。状态S50表示数字复合机A的状态，状态S60表示个人计算机B的状态。
首先，数字复合机A通知个人计算机B有关传送的彩色图象的代表色数(步骤S501)。其中，按照上述例子，色数为8色。接收后，个人计算机B掌握了彩色图象的色数(8色)(步骤S601)。
接着，数字复合机A将第一次分割处理中生成的代表色C0、C1和区域信息Aij的第3比特按后述的图11(b1)所示的数据结构传送给个人计算机B(步骤S503)。然后，个人计算机B接收代表色C0、C1和区域信息Aij的第3比特，将其存储到硬盘、存储卡、工作存储器等存储媒体中。此外，如果需要，使彩色图象复原，进行用两色的代表色来近似属于各小区域的象素颜色的两色显示(步骤S603)。
然后，数字复合机A将第二次分割处理中生成的代表色C00、C01、C10、C11和区域信息Aij的第2比特传送给个人计算机B(步骤S505)。在接收之后，个人计算机B接收和存储代表色C00、C01、C10、C11和区域信息Aij的第2比特。并且，使彩色图象复原，用4个颜色的近似数据置换属于各小区域的象素的色数据，更新为四色显示(步骤S605)。
接着，数字复合机A将第三次分割处理中生成的代表色C000、C001、C010、C011、C100、C101、C110、C111和区域信息Aij的第1比特传送给个人计算机B(步骤S507)。
然后，个人计算机B接收和存储代表色C000、C001、C010、C011、C100、C101、C110、C111和区域信息Aij的第1比特。并且，使彩色图象复原，用8个颜色的近似数据置换属于各小区域的象素的色数据，更新为八色显示(步骤S607)。
这样，数字复合机A侧，在数据传送时顺序发送从第3比特的数据至第1比特的数据，因而在个人计算机B侧，可两色显示、4色显示、8色显示地增加色数来显示图象。该技术在下面那样的情况下有效。
即，在通信容量有限的情况下，提前传送图象的大特征，接收端的装置可首先立即掌握概要，由此接收高精度内容的一方可缩短利用者的等待时间。此外，在上述接收的中途，在利用者判断不需要上述图象的情况下，可立即中断接收。
作为这样的技术，即顺序增加清晰度的方法，由于通过去掉中间部分可简化，因而可更好地被利用。但是，与色数有关，削减灰度等级比特数的方法实用，但是该方法使画面质量劣化增加。作为其的改善，本发明实施例1的代表色提取处理，可抑制画面质量的劣化，顺序进行高精度的彩色显示。
此外，以上基于平均值和方差进行分割处理，但分割处理方法并不限于此，也可以根据其它算法来进行。
(实施例2)在上述实施例1中，代表色提取电路1提取用户期望的8色代表色，来作为小区域的近似数据。由此可抑制自然图象的画质劣化，削减色数。如果对于该被削减的色数，进行色处理(色变换、色补正等)、放大和缩小等的编集处理，那么可抑制处理量，实现高速处理。
然而， 自然图象中，混合存在颜色变化少，由于视觉上不知道颜色变化而色数少的可能区域，或颜色变化非常激烈，需要色数多的区域。在这种情况下，如果使色数固定，提取代表色，那么有时提取多于需要的代表色，并且相反地有时提取的色数不足。由此，因执行不必要的处理，引起处理时间浪费，并且还可能因色数不足致使画质劣化。因此，为了近似小区域的颜色，应估计适当的代表色数，然后进行代表色提取，从而实现处理高速化和提高精度。
利用图6的流程图来说明该高速和高精度的有效方法。
图6中，首先检测小区域内颜色的最大色差X(步骤S203)。所谓色差是色空间中色矢量的欧几里德(Euclid)距离，是表示视觉上能否区别不同两色的尺度。
作为参考，表1中示出日本色彩研究所(Japan Color ResearchInstitute)的‘颜色差别的允许误差’。
表1
在该表中，色差不仅在RGB空间中计算，还在L*a*b*空间中计算。但是，色差的值越小，在视觉上进行区别就越困难，即使采用的色空间不同，一般也都成立。其中本实施例2与上述实施例1相同，以RGB空间为例进行说明。
首先，在上述4×4象素的小区域中，固定一个色矢量，例如座标(0，0)的象素的色矢量(R00，G00，B00)，根据色矢量(R00，G00，B00)与其余座标(i，j)的象素的色矢量(Rij，Gij，Bij)之间的欧几里德距离，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基准色差Y表示对象色空间中在视觉上不能感觉到的最大色差，它是依赖于所采用的色空间的。这时，在视觉上感觉不到的上述最大色差X所需的色数表示为X÷Y。
然后，上述最大色差X与基准色差Y之比X÷Y确定为代表色数Nx(步骤S205)。其中，由上述最大色差X与预先设定的基准色差Y之比X÷Y来表示上述代表色数Nx。基准色差Y是视觉上不能看见的颜色之差的色差，其值因采用的色空间不同而不同。Nx＜1时，上述最大色差X因与视觉上几乎不能认识颜色变化的情况相当，因而设定为Nx＝1。
接着，与上述代表色数Nx对应，分别执行不同的处理(步骤S207)。如果Nx＝1，那么不能执行代表色提取处理，即，由于不进行分割处理，因而求出各色的色数据平均值，使其成为代表色(步骤S209)。此外，作为区域信息，设定所有象素中相同的值(例如，Aij＝0)，结束与该代表色数对应的处理(状态S21)。
另一方面，在Nx＞1的情况下，把满足Nx＜Ns(＝2n)的色数Ns设定为上述代表色数Nx，执行图1所示的n次分割处理(步骤S211→状态S00)。例如，在Nx＝7时，满足n＝3的条件，成为Ns＝8。因此，通过3次分割处理，来实施8个颜色的代表色提取处理。由此可确保足够的精度。
以上，按照实施例2，根据小区域内的最大色差决定规定的代表色数，可确保视觉上必需的色数，同时可抑制反复进行其余部分的分割处理。
(实施例3)下面，说明按照本发明实施例3的图象处理方法和图象处理装置。
用计算机等制作的曲线、表等的图象在大多数情况下色数都少。根据用户设定的代表色数，在作为分割对象的小区域内的色数一方少的情况下，不进行代表色提取处理，从而可抑制处理量，实现高速处理。利用图7的流程图说明该高速且有效的色数提取处理。
图7中，首先，通过计算例如色差为0的象素的色矢量为多少，来预先提取用于显示上述小区域的颜色的色数Nx(步骤S301)。
接着，对提取的上述色数Nx与预先设定的代表色数Ns进行比较，如果Nx＞Ns，那么实施上述图1所示的通常的代表色提取处理(步骤S303)。如果Nx＜Ns，或Nx＝Ns，那么停止代表色提取处理(步骤S305)。
然后，对于上述小区域的各色，分配各区域，制作区域信息Aij(步骤S307)。例如，使用的色数为4色时，作为Aij，分配00、01、10、11中的任何值。
并且，在处理对象的小区域(块区域)残留的情况下，对下一个处理对象进行上述色数提取处理，在没有作为对象的小区域时，结束上述色数提取处理(步骤S301或状态S31)。
图8是实现上述色数提取处理的色数判断电路3的方框图。
色数检测电路31从输入的色数据Rij、Gij、Bij中检测小区域内的色数Nx(311)。判定电路32对从小区域提取的色数Nx和预先设定的代表色数Ns(320)进行比较，如果Nx＜Ns，或Nx＝Ns，那么输出使代表色提取电路1停止所进行的处理的停止信号321。代表色提取电路1由停止信号321控制，在接收停止的指示时便停止动作。
此时，区域信息生成电路33通过来自判定电路32的控制信号322接收区域信息生成指示。在指示区域信息生成时，对应上述小区域的各色Cn(331)，制成区域信息Aij。例如如果使用的色数为4色，那么分配00、01、10、11中的任何值作为Aij(332)。
另一方面，如果Nx＞Ns，那么由代表色提取电路1执行上述实施例1中所述的通常的代表色提取处理。
以上，按照实施例3，预先设定用于表现小区域颜色的色数，当其比代表色数小时，不进行小区域的分割处理，因而可避免多余部分的分割处理。
(实施例4)下面，利用图2和图9，说明按照本发明实施例4的图象处理方法和装置。
作为本发明处理对象的图象，不仅有彩色图象，还有单色(黑白)图象。此时，由于整个象素的RGB三基色数据的比率一定，小区域的分割可以以特定的颜色成分为目的来进行，因而不必求出各色的方差和选择目标色的处理动作。再有，以单色图象作为对象进行的规定数的代表色提取，意味着用规定数的灰度等级来显示该单色图象。
图9中，首先，作为分割处理对象的图象，选择彩色模式或单色模式，进行模式设定(步骤S401)。按照该设定，如果为彩色模式，那么进行图1的分割和代表色提取处理，如果选择单色模式，那么移向下面的处理(步骤S403→S405)。
在单色模式中，首先，决定使用色数据的色成分。其中，选择例如Gij。作为其中所使用的色成分，可以合成R、G、B作为亮度信号L。用L＝0.30×R+0.59×G+0.11×B表示亮度信号L与RGB数据之间的关系。
如果选择上述那样的色成分，那么就所选的色成分的色数据来说，求小区域内的平均值E(步骤S407)。
然后，利用上述平均值E作为分割条件，当Gij＞E时，Aij＝1，当Gij＜E或Gij＝E时，Aij＝0，把上述小区域分割成两部分。然后把获得的区域信息Aij存储于暂时存储电路中(步骤S409)。
接着，把各部分的平均值分别设定为代表灰度等级(代表值)(步骤S411)。
并且，判断能否确保上述规定数的代表灰度等级(步骤S413)。当低于它时，反复继续进行分割处理(步骤S413→S407)。然后，在可确保规定数的代表灰度等级时，结束单色情况下的代表色提取处理(状态S41)。
其中，利用图2说明其动作的细节。
图2中，利用模式切换电路7，把模式信号700输入代表色提取电路1。在模式信号700为单色模式的情况下，方差计算电路12和最大值检测电路14停止动作。
然后，平均值计算电路11算出Gij的平均值。
接着，第一选择电路13选择Gave。由于第二选择电路15经常选择SGave，因而Save＝SGave。
区域分割电路16比较Save和Gij，生成区域信息Aij。即，在Gij＞Save中，Aij＝1，在Gij＜Save或Gij＝Save中，Aij＝0，把属于小区域的象素分割成两部分。并且，把分割的各部分平均值(161)和区域信息Aij(162)保存于暂时存储电路17。
在第二次以后的分割处理中，利用控制信号100，第一选择电路13输入存储于暂时存储电路17的代表值Cn(171)和区域信息Aij(172)，选择各部分的代表值。
以上，按照实施例4，设定彩色模式和单色模式的切换，使用与彩色模式大致相同的处理电路，停止不需要的动作，从而可高速地执行单色专用的处理。
(实施例5)利用图10、图11、图12，说明本发明实施例5的图象处理系统。
图10中，图象输入装置5是摄像机、扫描器、数字相机等，用代表色提取电路1，根据从输入电路51获得的RGB数据，生成代表色Cn和区域信息Aij的编码数据。然后，把该编码数据存储和保存在图象缓冲器52中，同时经由接口53，数据传送到个人计算机等图象输出装置6。此外，如果传送每次提取代表色生成的编码数据，那么可实现在实施例1中说明的，顺序增加色数的数据传送。
如上述实施例1-4中说明的那样，由于代表色提取电路1可抑制色数，简单地生成在视觉上高品位的图象，因而可利用数据压缩。此外，不用说，也可在发送容量小的情况下的数据削减中利用，但由于后述那样的编码容易，因而即使作为向图象输出装置6的实时图象传送方法，也有利用价值。
图象输出装置6将发送的上述编码数据存储和保存于硬盘、随机存取存储器等的存储媒体62中。此外，显示色数控制电路63从接口61接收上述编码数据(区域色数据)(Cn，Aij)，直接解调处理上述编码数据。将经过解调处理的数据送到视频存储器64，在监视器65中显示。进行解调时，还可预先输入标准的显示色数，但在编码数据(Cn，Aij)顺序增加色数进行传输的情况下，首先从图象输入装置5接收有关代表色数(上述例中为8色)的信息。然后，如实施例1中利用图3的说明那样，如果顺序增加显示色数，更新存储于视频存储器64中的数据，那么可没有等待时间地顺序显示高精度图象。
例如，在图象输入装置5与图象输出装置6之间的发送路径的频带有限制的情况下，对于用户来说期望从色数少的图象顺序增加色数来显示。因此，可缩短直到显示图象概要的等待时间。
此外，存储于存储媒体62中的编码数据(Cn，Aij)在解码电路66中解码，在编辑电路67中进行放大和缩小处理，同时输出到显示色数控制电路63，写入视频存储器64中，如果在监视器65中进行显示，那么由于数据尺寸小，因而可非常高速地进行图象编辑和显示。
上述编码数据在代表色数一定时由固定长度构成。图11表示用8色近似4×4＝16象素的小区域时的编码数据508的结构。在代表色数据部509上存储8色的代表色数据C000、C001、C010、C011、C100、C101、C110、C111。此外，在区域信息数据部510中，存储与各象素对应的区域信息Aij(0≤i，j≤3)。该16个区域信息Aij(0≤i，j≤3)的排列顺序可任意决定，其中最初的4个按列j升序的A00、A01、A02、A03的顺序排列与座标(0，j)对应的象素的区域信息。同样地，按列j的升序排列与下面的4个座标(1，j)对应、与再下面的4个座标(2，j)对应，与最后的4个座标(3，j)对应的象素的区域信息。
参照图4说明生成该编码数据的过程。
如果在图4的第一次分割中提取代表色C0、C1，和生成1比特的区域信息Aij＝0，1，那么，例如如图11(b1)所示，分别在上述编码数据508的代表色数据部509、区域信息数据部510中存储这些信息。其中，A00＝0、A01＝0、A02＝1、…、A33＝1，与其对应的象素的座标(0，0)、(0，1)、(0，2)、…、(3，3)的色数据分别表示指示器P0、P0、P1、…、P1指示的色数据C0、C0、C1、…、C1。再有，在该阶段中，由于代表色只决定C0、C1两色，因而代表色数据部509的C0、C1之外的字段作为初期数据0存储。
然后，在第二次分割中，提取四个代表色C00、C01、C10、C11，生成两比特的区域信息Aij＝00、01、10、11时，附加上述4个代表色数据和区域信息的下位的1比特，上述编码数据508的数据结构为如图11(b2)那样。各代表色和区域信息的对应，与上述两色的情况相同，象素的座标(0，0)、(0，1)、(0，2)…、(3，3)的色数据分别表示指示器P00、P00、P01、…、P11指示的色数据C00、C00、C01、…、C1。最后，在通过第三次分割提取8色的代表色时，附加上述八个代表色数据和区域信息的下位的1比特，上述编码数据508的数据结构为如图11(b3)那样。各代表色和区域信息的对应关系相同因而省略其说明。
在上述编码数据中，首先，代表色数据Cn和各区域信息Aij通过指示器相关连，并且，该编码数据上的各区域信息Aij的位置与小区域内各象素的地址对应。因此，特别是在区域信息提取上没有必要进行复杂的处理，可非常高速地进行解码。
一般地，如果彩色图象按原来的多值图象数据进行处理，那么数据量变得非常多。在600dpi中处理A4尺寸的情况下，一般需要96MB以上的数据容量，在通常的个人计算机中，预先把该图象数据暂时保存在工作存储器中是有困难的。与此相对，使用本发明时的编码数据，由于压缩变换上述图象数据的1/4～1/7左右的容量，因而暂时保存在工作存储器上是容易的。由此，即使不使用硬盘等，也可处理上述图象数据，从而可高速地进行图象处理。
此外，本发明的数据压缩方法是不可逆的，同样地，与不可逆压缩的JPEG等的解码相比，解码的处理量也非常少，如果利用上述编码数据作为中间字段，那么可期待在各种图象的加工中的高速处理。当然，在硬盘上存储编码数据之后供各种应用的情况下，与通常的多值数据量相比，上述编码数据量也是非常小的，因而可高速地进行处理。
在显示使用上述那样获得的编码数据的彩色图象时，上述解码电路66可与处理该编码数据的装置的性能和用户所需的色数对应地调整输出色数。
下面，说明使用编码数据的彩色图象的简略显示方法。
上述8色C000、C001、C010、C011、C100、C101、C110、C111中，区域信息的上位1比特‘0’共用的4色C000、C001、C010、C011是通过第二次再分割原来在第一次分割中提取的代表色C0、区域信息Aij＝0的部分所获得的代表色。因此，用两色可简略地显示上述编码数据508所表现的小区域，考虑该分割过程，以添加的上位1比特为目标，象以下那样计算该两色数据是合理的。
即，如果用于两色简略显示的数据为C2a、C2b，那么使用编码数据的C000～C111，进行C2a＝(C000+C001+C010+C011)÷4、C2b＝0(C100+C101+C110+C111)÷4的运算，算出近似数据。各显示色Cij使C2a、C2b与区域信息Aij(504a)的‘1’‘0’对应地确定，当Aij＝1时，Cij＝C2a，和当Aij＝0时，Cij＝C2b。
此外，在用4色简略显示时，也可以同样地以添加的上位2比特为目标，计算该4色数据。即，如果用于4色简略显示的数据为C4a、C4b、C4c、C4d，那么使用编码数据的C000～C111，通过C4a＝(C000+C001)÷2、C4b＝(C010+C011)÷2、C4c＝(C100+C101)÷2、C4d＝(C110+C111)÷2的运算来计算。
并且，在进行图象缩小处理时，如图12所示，从上述编码数据508中提取与样品象素对应的区域信息Aij和与区域信息对应的代表色Cij，与上述同样地，通过计算近似数据来生成缩小图象。象上述那样，由于编码数据508固定长度，即可算出期望的色数据。
以上，按照实施例5，通过设定显示所需的色数，与必需的色数以应地从编码数据(存储的数据)中提取多个代表色，合成多个代表色，计算显示色，可高速地生成必需色数的显示色。
如上所述，按照本发明，以方差大的颜色为目标色，顺序地进行分割处理，提取代表色，因而具有可高速进行代表色提取的效果。此时由于与对象区域内的图象中的色数对应地确定所需的色数，并进行分割，因而可抑制费时的处理，实现高速的代表色提取处理。
此外，通过区域信息的分层化，可实现顺序增加色数的数据传输。并且，在分层化的区域信息中，因与代表色有关，可简单地进行用期望的色数进行显示的数据处理。
通过专用处理，可切换单色模式和彩色模式，具有可高速分割作为对象的图象的效果。
权利要求
1.一种图象处理方法，在彩色图象上的小区域内用规定数的代表色来近似，该方法包括步骤统计值计算处理，计算构成上述小区域的每一个颜色的数据的统计值；分割处理，根据上述统计值，选择上述各色中的一个作为目标色，同时根据目标色的色数据的规定基准，把上述小区域分割成两部分；和代表色提取处理，提取上述两部分中每一部分的代表色。
2.如权利要求1所述的图象处理方法，还包括在上述部分的数低于上述规定数的情况下，把该部分再设定为上述小区域的再设定处理。
3.如权利要求1所述的图象处理方法，上述统计值是方差，上述基准是上述目标色的色数据的平均值。
4.如权利要求1所述的图象处理方法，上述代表色是属于上述部分的象素的各色数据的平均值。
5.如权利要求1所述的图象处理方法，还包括求出属于上述小区域内的各色数据的色差的色差计算处理；和根据上述色差，决定上述规定数的代表色数确定处理。
6.如权利要求1所述的图象处理方法，还包括色数提取处理，提取属于上述小区域内的色数；和代表色数设定处理，比较上述色数和上述规定数，并且当该色数小于上述规定数时，把该色数设定为该规定数。
7.一种图象处理方法，包括在彩色图象上的小区域内用规定数的代表色来近似的近似处理，所述方法包括色差计算处理，求出属于上述小区域内的各色数据的色差；和代表色数确定处理，根据上述色差，决定上述规定数。
8.一种图象处理方法，包括在彩色图象上的小区域内用规定数的代表色来近似的近似处理，所述方法包括色数提取处理，提取属于上述小区域内的色数；和代表色数设定处理，比较上述色数和上述规定数，并且当该色数小于上述规定数时，把该色数设定为该规定数。
9.一种图象处理方法，包括在彩色图象上的小区域内用多个代表色来近似的近似处理，所述方法包括生成区域色数据，该区域色数据是色数据对，即通过上述近似处理作成的上述代表色的色数据，和表示包括用所述各代表色近似的上述小区域内象素的部分的区域信息，顺序增加代表色数。
10.如权利要求9所述的图象处理方法，包括选择上述代表色数，根据上述区域色数据生成向用户的显示图象的显示图象生成处理。
11.如权利要求9所述的图象处理方法，包括顺序增加上述代表色数，发送上述区域色数据的发送处理。
12.如权利要求9所述的图象处理方法，包括顺序增加上述代表色数，接收上述区域色数据的接收处理；和每当进行上述接收时，便顺序增加上述代表色数，把上述彩色图象显示给用户的显示处理。
13.如权利要求9所述的图象处理方法，包括设定向用户的显示图象所必需的色数的色数设定处理；与上述必需的色数对应地从上述区域色数据中提取多个代表色的代表色提取处理；和根据上述多个代表色，导出上述显示图象的色数据的显示色导出处理。
14.一种图象处理方法，包括在彩色图象上的小区域内用规定数的代表色来近似的近似处理，其特征在于，所述方法包括设定彩色模式和单色模式的切换的模式切换处理；在单色模式中选择特定色数据的色数据选择处理；根据选择的上述色数据的基准值，把上述小区域分割成两部分的分割处理；和在上述部分的数低于上述规定数的情况下，把该部分再设定为上述小区域的再设定处理。
15.如权利要求14所述的图象处理方法，上述基准值是平均值。
16.一种图象处理装置，其中在彩色图象上的小区域内用规定数的代表色来近似，所述图象处理装置包括计算构成上述小区域的各色数据的统计值的统计值计算装置；根据上述统计值，选择上述各色中的一个为目标色，同时根据目标色的规定的基准，把上述小区域分割成两部分的分割装置；和提取上述两部分的代表色的代表色提取装置。
17.如权利要求16所述的图象处理装置，包括在上述部分的数低于上述规定数的情况下，把该部分再设定为上述小区域的再设定装置。
18.如权利要求16所述的图象处理装置，上述统计值是方差，上述基准是色数据的平均值。
19.如权利要求16所述的图象处理装置，上述代表色是属于上述部分的象素的各色数据的平均值。
20.如权利要求16所述的图象处理装置，包括求出属于上述小区域内的各色数据的色差的色差计算装置；和根据上述色差，确定上述规定数的代表色数确定装置。
21.如权利要求16所述的图象处理装置，包括提取属于上述小区域内的色数的色数提取装置；和比较上述色数和上述规定数，当该色数比上述规定数小时，把该色数设定为该规定数的代表色数设定装置。
22.一种图象处理装置，包括在彩色图象上的小区域内用规定数的代表色来近似的近似装置，所述图象处理装置包括求出属于上述小区域内的各色数据的色差的色差计算装置；和根据上述色差，确定上述规定数的代表色数确定装置。
23.一种图象处理装置，包括在彩色图象上的小区域内用规定数的代表色来近似的近似装置，所述图象处理装置包括提取属于上述小区域内的色数的色数提取装置；和比较上述色数和上述规定数，当该色数比上述规定数小时，把该色数设定为该规定数的代表色数设定装置。
24.一种图象处理装置，包括在彩色图象上的小区域内用多个代表色来近似的近似装置，所述图象处理装置包括顺序增加代表色数，生成区域色数据的区域色数据生成装置，其中区域色数据是将通过上述近似处理作成的上述代表色的色数据，和表示包括用该各代表色近似的上述小区域内象素的部分的区域信息组合。
25.如权利要求24所述的图象处理装置，包括选择上述代表色数，根据上述区域色数据生成向用户的显示图象的显示图象生成装置。
26.如权利要求24所述的图象处理装置，包括顺序增加上述代表色数，发送上述区域色数据的发送装置。
27.如权利要求24所述的图象处理装置，包括顺序增加上述代表色数，接收上述区域色数据的接收装置；和每当进行上述接收时，便顺序增加上述代表色数，把上述彩色图象显示给用户的显示装置。
28.如权利要求24所述的图象处理装置，包括设定向用户的显示图象所必需的色数的色数设定装置，与上述必需的色数对应地从上述区域色数据中提取多个代表色的代表色提取装置，和合成上述多个代表色，导出上述显示图象的色数据的显示色导出装置。
29.一种图象处理装置，包括在彩色图象上的小区域内用规定数的代表色来近似的近似装置，其特征在于，所述图象处理装置包括设定彩色模式和单色模式的切换的模式切换装置；在单色模式中选择特定色数据的色数据选择装置；根据选择的上述色数据的基准值，把上述小区域分割成两部分的分割装置；和在上述部分的数低于上述规定数的情况下，把该部分再设定为上述小区域，同时把上述代表色再设定为该小区域的基准值的再设定装置。
30.如权利要求29所述的图象处理装置，上述基准值是平均值。
31.一种图象处理系统，包括把彩色图象分割成小区域进行发送的发送机，接收该小区域，然后解码该彩色图象，并进行显示的接收机，上述发送机包括在上述小区域内用多个代表色来近似的近似装置；顺序增加代表色数，生成区域色数据的区域色数据生成装置，该区域色数据以通过上述近似处理作成的上述代表色的色数据，和表示用该各代表色近似的上述小区域内的象素部分的区域信息作为一部分；和发送上述区域色数据的发送装置，上述接收机包括顺序增加上述代表色数，接收上述区域色数据的接收装置；和每当进行上述接收时，便顺序增加上述代表色数，把上述彩色图象显示给用户的显示装置。
全文摘要
本发明涉及压缩色数据的图象处理方法、装置及系统。为了近似彩色图象,从该彩色图象上的小区域提取代表色,计算上述小区域内各色数据的平均值和方差,以该方差最大的颜色作为目标色。然后,利用该目标色的平均值,把小区域分割成两部分。接着,计算这两部分的区域信息和各部分的代表色。判断所获得的代表色的色数是否在期望的色数以上,如果色数在期望的色数以上,那么结束分割处理,如果低于期望的色数,那么再重复上述分割处理。
文档编号H04N1/46GK1335728SQ0111897
公开日2002年2月13日 申请日期2001年5月25日 优先权日2000年5月25日
发明者小嶋章夫, 渡边辰巳, 桒原康浩, 黑泽俊晴, 奥博隆 申请人:松下电器产业株式会社