CN101860750A - 信息处理装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够降低在将可逆编码的代码流变换为非可逆编码的代码流时所需的存储器容量的信息处理装置和信息处理方法。控制部(111)使基于行合成滤波器部(213)针对每个最低频分量P行进行基于行小波逆变换，生成1行的基带的图像数据，将其保持在缓冲器(122)中。通过反复这样的基于行小波逆变换处理，在缓冲器(122)中积蓄了规定的L行的基带的图像数据之后，控制部(111)使基于行分析滤波器部(311)，对该L行的基带的图像数据，进行基于行小波变换。本发明例如能够应用于编码装置。

Description

信息处理装置以及方法
技术领域
本发明涉及信息处理装置以及方法，特别涉及能够降低在将可逆编码的代码流变换成非可逆编码的代码流时所需的存储器容量的信息处理装置以及方法。
背景技术
以往，在电影制作、医疗以及静止图像撮影等各种领域中，利用数字图像数据。对于这样的数字图像数据，一般将非压缩的图像数据作为掩码图像，根据需要对其进行压缩，经由网络分发压缩结果的文件、或者写入到记录介质的情况较多。
例如，在数字电影的用途中，通过DCI(Digital Cinema Initiatives，数字影院系统规范)规格，决定用于电影分发的压缩格式。据此，作为非可逆压缩编码方式的ISO(International Organization for Standardization，国际标准化组织)规格的JPEG2000(Joint Photographic Experts Group 2000，联合照相专家组2000)Part-1被用作压缩·解压技术，比特率相对4096×2160像素的XYZ12比特(24Hz)的运动图像序列，峰值速率是250Mbps。即，非压缩的掩码图像被压缩后分发或上映。
另外，数据尺寸大的掩码图像自身不利于掩码图像的保存，所以通过可逆压缩以不损失数据地降低数据量的状态保存掩码图像的情况也多。
例如，在DCI规格中决定的图像的分辨率是4096×2160像素，达到HDTV(High Definition Television，高清晰度电视)的四倍。因此，非压缩的图像数据的数据量大，所以实际上将掩码图像保存为以可逆方式压缩编码的可逆压缩文件的情况较多。
在该情况下，将该可逆压缩文件变换为通过非可逆压缩方式压缩的DCI规格的JPEG2000文件而利用。但是，在JPEG2000规格中，由于在可逆压缩编码方式与非可逆编码方式中小波变换滤波器不同，所以在该变换时，需要还原到基带图像一次。
进行这样的处理的以往的变码器(transcoder)对可逆压缩文件的代码流全部进行解码，而还原到与原来的基带的掩码图像相同的数据尺寸的基带图像。
另外，提出了仅使用高分辨率图像的比特流的DCT块的低频分量的系数来进行逆离散余弦变换，解码为标准分辨率图像的欠解码器(downdecoder)(例如，参照专利文献1以及专利文献2)。
专利文献1：日本专利4016166号
专利文献2：日本专利4026238号
但是，在通过上述那样的以往的变码器进行的变换处理中，对代码流全部进行解码，所以在如上所述掩码图像的数据量大的情况下，解码处理的负荷有可能增大。
另外，还考虑使用专利文献1、专利文献2记载的欠解码器来进行解码的方法，但仅能够对低频分量的系数进行解码，而分辨率必定降低，所以有可能无法应用于不变更分辨率而变换数据的上述电影制作中。
发明内容
本发明是为了解决这样的问题而完成的，其能够将可逆编码的代码流变换为非可逆编码的代码流，并降低在该变换时所需的存储器容量。
本发明的一种信息处理装置，其特征在于，具备：
合成滤波器单元，针对对经可逆编码的图像的代码流进行解码而得到的被频带分割的每个子带的系数数据，按照每规定数的行、或者每规定的块实施合成滤波，从而按照行单位得到基带的图像数据；
存储单元，存储通过上述合成滤波器单元得到的上述基带的图像数据；
分析滤波器单元，读出通过上述存储单元存储的上述基带的图像数据，对上述图像数据实施分析滤波，从而将上述图像数据频带分割至规定的分割等级；以及
控制单元，一旦通过上述存储单元存储的上述基带的图像数据达到能够执行上述分析滤波的数据量，则立即使上述分析滤波器单元执行上述分析滤波。
本发明的一种信息处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
合成滤波器单元针对对经可逆编码的图像的代码流进行解码而得到的被频带分割的每个子带的系数数据，按照每规定数的行、或每规定的块实施合成滤波，从而按照行单位得到基带的图像数据；
存储单元存储通过上述合成滤波器单元得到的上述基带的图像数据；
分析滤波器单元读出通过上述存储单元存储的上述基带的图像数据，对上述图像数据实施分析滤波，从而将上述图像数据频带分割至规定的分割等级；以及
一旦通过上述存储单元存储的上述基带的图像数据达到能够执行上述分析滤波的数据量，则立即使上述分析滤波器单元执行上述分析滤波。
本发明的一侧面提供一种信息处理装置，具备：解码单元，对经可逆编码的图像的代码流进行解码；合成滤波器单元，针对通过上述解码单元对上述代码流进行解码而得到的被频带分割的每个子带的系数数据，按照每规定数的行(line(行或线))或每规定的块实施合成滤波，从而按照行单位得到基带的图像数据；保持单元，保持通过由上述合成滤波器单元进行的上述合成滤波得到的上述基带的上述图像数据；分析滤波器单元，读出上述保持单元中保持的上述基带的上述图像数据，并实施分析滤波，从而将上述图像数据频带分割至规定的分割等级；编码单元，对通过由上述分析滤波器单元进行的上述分析滤波得到的被频带分割的每个子带的系数数据进行编码；以及控制单元，一旦保持在上述保持单元中的上述基带的上述图像数据达到能够执行上述分析滤波的采样数，则立即使上述分析滤波器单元执行上述分析滤波。
上述合成滤波的处理单位即上述规定数的行是为了生成至少1行以上的上述分析滤波的结果得到的上述被频带分割的上述系数数据的最低频的子带而所需的行数的上述图像数据。
上述合成滤波器单元针对上述每个子带的上述系数数据，首先在先水平方向上进行上述合成滤波，接下来在垂直方向上进行上述合成滤波，上述分析滤波器单元针对上述每个子带的上述系数数据，首先在水平方向上进行上述分析滤波，接下来在垂直方向上进行上述分析滤波。
上述合成滤波器单元针对上述每个子带的上述系数数据，首先在垂直方向上进行上述合成滤波，接下来在水平方向上进行上述合成滤波，上述分析滤波器单元针对上述每个子带的上述系数数据，首先在垂直方向上进行上述分析滤波，接下来在水平方向上进行上述分析滤波。
上述解码单元能够通过JPEG2000解码方式对上述代码流进行解码，上述编码单元能够通过JPEG2000编码方式对上述系数数据进行编码。
还能够具备定义通过上述合成滤波器单元进行的上述合成滤波的处理单位的定义单元。
上述定义单元针对上述合成滤波的处理单位，能够根据通过上述编码单元进行的编码的压缩率、和上述保持单元的容量中的至少某一个，定义上述合成滤波的处理单位。
还能够具备：块定义单元，定义通过上述编码单元进行的编码的处理单位的块的尺寸；以及分区定义单元，定义由通过上述块定义单元定义了尺寸的多个上述块构成的分区的尺寸。
针对被设为上述合成滤波的处理单位的行组从由上述分区定义单元定义的上述分区露出的区域，一旦能够获得后续的上述行组的数据，则立即进行补充。
本发明的一方面提供一种信息处理方法，信息处理装置的解码单元对经可逆编码的图像的代码流进行解码，上述信息处理装置的合成滤波器单元针对对上述代码流进行解码而得到的被频带分割的每个子带的系数数据，按照每规定数的行或者每规定的块实施合成滤波，从而按照行单位得到基带的图像数据，上述信息处理装置的保持单元保持通过上述合成滤波得到的上述基带的上述图像数据，上述信息处理装置的分析滤波器单元读出所保持的上述基带的上述图像数据，实施分析滤波，从而将上述图像数据频带分割至规定的分割等级，上述信息处理装置的编码单元对通过上述分析滤波得到的被频带分割的每个子带的系数数据进行编码，上述信息处理装置的控制单元一旦所保持的上述基带的上述图像数据达到能够执行上述分析滤波的采样数，则立即执行上述分析滤波。
在本发明的一方面中，对经可逆编码的图像的代码流进行解码，针对对代码流进行解码而得到的被频带分割的每个子带的系数数据，按照每规定数的行或每规定的块实施合成滤波，从而按照行单位得到基带的图像数据，保持通过合成滤波得到的基带的图像数据，读出所保持的基带的图像数据，实施分析滤波，从而将图像数据频带分割至规定的分割等级，对通过分析滤波得到的被频带分割的每个子带的系数数据进行编码，一旦所保持的基带的图像数据达到能够执行分析滤波的采样数，则立即执行分析滤波。
根据本发明，能够更容易并且适合地生成经非可逆编码的代码流。特别地，能够降低将经可逆编码的代码流变换为经非可逆编码的代码流时所需的存储器容量。
附图说明
图1是示出应用了本发明的编码装置的主要结构例的框图。
图2是示出可逆基于行编码部(reversible line-based encodingunit)的结构例的框图。
图3是说明子带的例子的图。
图4是说明基于行小波变换的样子的图。
图5是示出9×7分析滤波器的例子的图。
图6是说明提升(lifting)演算例的图。
图7是说明提升演算例的图。
图8是示出可逆基于行解码部的结构例的框图。
图9是说明基于行小波逆变换的样子的图。
图10是示出9×7合成滤波器的例子的图。
图11是说明提升演算例的图。
图12是说明提升演算例的图。
图13是示出非可逆基于行编码部的结构例的框图。
图14是说明小波变换以及小波逆变换的处理的样子的图。
图15是说明可逆编码处理的流程的例子的流程图。
图16是说明变码控制处理的流程的例子的流程图。
图17是说明解码处理的流程的例子的流程图。
图18是说明小波逆变换处理的流程的例的流程图。
图19是说明小波变换处理的流程的例子的流程图。
图20是说明非可逆编码处理的流程的例子的流程图。
图21是示出可逆基于行编码部的其他结构例的框图。
图22是说明代码块的图。
图23是说明代码块与分区(precincts)的图。
图24是说明行块的补充的样子的图。
图25是示出可逆基于行解码部的其他结构例的框图。
图26是示出非可逆基于行编码部的其他结构例的框图。
图27是说明可逆编码处理的流程的例子的流程图。
图28是说明解码处理的流程的例子的流程图。
图29是说明小波逆变换处理的流程的例子的流程图。
图30是说明小波变换处理的流程的例子的流程图。
图31是说明非可逆编码处理的流程的例子的流程图。
图32是说明行块尺寸定义处理的流程的例子的流程图。
图33是示出应用了本发明的个人计算机的结构例的框图。
标号说明
100编码装置
101可逆基于行编码部
102非可逆变码部
111控制部
121可逆基于行解码部
122缓冲器
123非可逆基于行编码部
201解码控制部
202小波逆变换控制部
301小波变换控制部
302非可逆编码控制部
421行块定义部
422代码块定义部
423分区定义部
481行块定义部
482代码块定义部
483分区定义部
具体实施方式
以下，对具体实施方式(以下称为实施方式)进行说明。另外，按照以下的顺序进行说明。
1.第1实施方式(基于行的变码控制处理)
2.第2实施方式(编码方式为JPEG2000的情况下的变码控制处理)
<1.第1实施方式>
[编码装置的结构]
首先，对将可逆编码了的代码流变换为非可逆编码了的代码流的图像数据的变换处理进行说明。
图1是示出应用了使用这样的变换处理的本发明的编码装置的结构例的图。图1所示的编码装置100是如下的装置：通过可逆编码方式按照规定的压缩率对所输入的基带的图像数据进行编码，之后，将编码后的代码流以期望的压缩率进行变换，作为通过非可逆方式编码了的代码流而输出。
编码装置100如图1所示，具有可逆基于行编码部101以及非可逆变码部102。
可逆基于行编码部101为了减轻装置内的处理的负荷，通过规定的可逆编码方式按照规定的压缩率对所输入的基带的图像数据(掩码图像)进行编码，变换为减小了数据尺寸的代码流的可逆压缩文件。其中，可逆基于行编码部101在编码时对图像数据进行针对每规定的行数执行小波变换的基于行小波变换。对于可逆基于行编码部101在后面进行详细说明。
例如，在编码装置100中，在信息处理部103-1中，实施对该可逆压缩文件附加元信息等的规定的处理。另外，例如，编码装置100经由规定的总线、网络等传送路103-2传送该可逆压缩文件。进而，例如，编码装置100将该可逆压缩文件临时保存在硬盘、半导体存储器等存储部103-3中，在规定的定时读出并输出。
在编码装置100中，在非可逆变码部102中，将该代码流变换为通过规定的非可逆编码方式编码了的代码流。非可逆变码部102具有控制部111、可逆基于行解码部121、缓冲器122、以及非可逆基于行编码部123。
可逆基于行解码部121被控制部111控制，对在信息处理部103-1中处理的可逆压缩文件、经由传送路103-2供给的可逆压缩文件、或者从存储部103-3读出的可逆压缩文件的代码流的一部分或全部进行解码，生成基带的图像数据。
可逆基于行解码部121被控制部111控制，将所生成的基带的图像数据供给给缓冲器122而保持。
非可逆基于行编码部123被控制部111控制，从缓冲器122取得该基带的图像数据，通过规定的非可逆编码方式按照期望的压缩率进行编码，输出所生成的代码流。
此时，控制部111求出为了达成非可逆基于行编码部123生成的代码流的目标符号量而所需的基带的图像数据量，计算该基带的图像数据相对掩码图像(原图像)的图像数据的压缩率，将其作为目标压缩率供给给可逆基于行解码部121。即，控制部111以相对掩码图像(原图像)的图像数据的压缩率来表示为了达成目标符号量而所需的基带的图像数据的符号量，将其供给给可逆基于行解码部121。
可逆基于行解码部121将该压缩率设为目标压缩率，对可逆压缩文件的代码流的一部分或全部进行解码而生成基带的图像数据。如后所述，在可逆基于行解码部121中，生成的基带的图像数据的符号量越小、即相对掩码图像(原图像)的图像数据的压缩率越高，解码的代码流的部分越少，所以能够降低解码处理的处理量。但是，如果可逆基于行解码部121生成的基带的符号量过少，则非可逆基于行编码部123有可能无法达成目标符号量。
因此，在控制部111中使可逆基于行解码部121，以使可逆基于行解码部121生成的基带的图像数据相对掩码图像(原图像)的图像数据的压缩率与非可逆基于行编码部123的目标压缩率一致、或者比其小的方式，选择要解码的部分，并仅对该选择的部分进行解码处理。
换言之，控制部111控制可逆基于行解码部121，在非可逆基于行编码部123能够达成目标符号量的范围中，对可逆压缩文件的代码流部分性地进行解码，以使进一步降低解码处理的处理量。
以下，将这样的对代码流的一部分进行解码的处理称为部分解码处理。通过如上所述进行部分解码处理，即使掩码图像(原图像)的数据尺寸大，可逆基于行解码部121也可以容易并且适合地对可逆压缩文件进行解码。
另外，可逆基于行编码部101、可逆基于行解码部121、以及非可逆基于行编码部123分别针对图像数据进行基于行的小波变换、或者对代码流进行基于行的小波逆变换。即，在这些处理部中，针对将1图片按照每多个行分割而得到的每个行块进行小波变换或小波逆变换。因此，编码装置100与在针对每个图片进行小波变换的情况相比，能够降低一次保持的小波系数的量，能够进一步降低作为缓冲器122等而所需的存储器容量。
进而，在非可逆变码部102中，控制部111一旦在缓冲器122中积蓄了非可逆基于行编码部123能够编码的量的从可逆基于行解码部121输出的图像数据，则立即控制非可逆基于行编码部123，对该图像数据进行编码。通过这样控制，编码装置100能够进一步降低作为缓冲器122而所需的存储器容量。
对于可逆基于行解码部121以及非可逆基于行编码部123在后面详细说明。
[可逆编码部的结构]
接下来，对图1的编码装置100的结构进行详细说明。图2是示出图1的可逆基于行编码部101的详细结构例的框图。如图2所示，可逆基于行编码部101具有控制部131、基于行分析滤波器141、缓冲器142以及可逆编码部143。
控制部131具有对基于行分析滤波器部141的动作进行控制的小波变换控制部151、以及对可逆编码部143的动作进行控制的可逆编码控制部152。
基于行分析滤波器部141被小波变换控制部151控制，对所输入的图像数据，针对规定的行数的行块中的每一个，进行对低频分量递归性地反复将系数分割为低频分量与高频分量的分析滤波处理的、基于行的小波变换。
图3是示出通过分割等级数3的小波变换处理生成的子带的结构例的图。在该情况下，对基带的图像数据，在水平方向以及垂直方向上进行分析滤波，生成子带1LL(未图示)、1HL、1LH、以及1HH。接下来，对子带1LL再次在水平方向以及垂直方向上进行分析滤波，生成2LL(未图示)、2HL、2LH、以及2HH。进而，对所生成的子带2LL，再次在水平方向以及垂直方向上进行分析滤波，生成3LL、3HL、3LH、以及3HH。
基于行分析滤波器部141针对将1图片按照每规定的行数分割而得到的行块中的每一个行块进行这样的小波变换。图4是说明这样的基于行的小波变换的图。
如图4A所示的斜线部分所示，由图片内的连续的一部分的行形成行块。此时，如图4B所示，在小波变换处理中，每当反复分析滤波时，行数降低。
在图4的例子的情况下，在图4A所示的基带的图像数据中，如果将由8行构成的行块如图4B所示分割至分割等级3，则在分割等级1的子带(1HH、1HL、1LH)中，行数成为4，在分割等级2的子带(2HH、2HL、2LH)中，行数成为2，在分割等级3的子带(3HH、3HL、3LH、3LL)中，行数成为1。
因此，行块至少成为在小波变换后最低频的子带的行数成为1以上而所需的行数以上。
基于行分析滤波器部141具有在水平方向上进行分析滤波的水平分析滤波器部161、与在垂直方向上进行分析滤波的垂直分析滤波器部162。
基于行分析滤波器部141首先通过水平分析滤波器部161，进行水平方向的分析滤波，通过垂直分析滤波器部162对其处理结果进行垂直方向的分析滤波。直到达到规定的分割等级为止，对其处理结果的LL分量，按照同样的顺序反复水平方向以及垂直方向的分析滤波。
接下来，对上述分析滤波中的演算方法进行具体说明。在分析滤波中的演算方法中最一般的演算方法是被称为卷积演算的方法。该卷积演算是数字滤波器的最基本的实现手段，是对滤波器的抽头系数卷积乘上实际的输入数据而得到的。但是，在该卷积演算中，如果抽头长较长，则相应地计算负荷也有时增加。
作为与其对应的方法，已知论文《W.Swelden，“The liftingscheme：A custom-design construction of Biorthogonal wavelets”，Applied and Computational Harmonic Analysis，vol3，no.2，pp.186-200，1996》中介绍的小波变换的提升技术。
图5示出在JPEG2000规格中也采用的9×7分析滤波器的提升结构。说明对该9×7分析滤波器应用了提升技术时的分析滤波。
在图5的例子中，第1行(row)(最上面的行(row))表示输入图像的采样组(像素列)，第2、3行分别表示在步骤A1以及步骤A2的处理中生成的分量(系数)。另外，第4级表示在步骤A3的处理中生成的高频分量输出，第5级表示在步骤A4的处理中生成的低频分量输出。第一行部不限于输入图像的采样组，而也可以是在前面的分析滤波中得到的系数。此处，设为第一行部是输入图像的采样组，将四边形标记(■)设为偶数序号的采样或行，将圈标记(●)设为奇数序号的采样或行。
在对9×7分析滤波器应用了提升技术的分析滤波中，在步骤A3的处理中得到高频分量，在步骤A 4的处理中得到低频分量。另外，用下式(1)至式(4)表示步骤A1至步骤A4的处理。
步骤A1：di 1＝di 0+α(si 0+si+1 0)    (1)
步骤A2：si 1＝si 0+β(di-1 1+di 1)    (2)
步骤A3：di 2＝di 1+γ(si 1+si+1 1)    (3)
步骤A4：si 2＝si 1+δ(di-1 2+di 2)    (4)
(α＝-1.586134342，β＝-0.0529801185，γ＝0.8829110755，δ＝0.4435068520)
这样，在应用了提升技术的分析滤波中，进行步骤A1以及A2的处理，在步骤A3中，生成了高频分量的系数之后，在步骤A4中，生成低频分量的系数。此时使用的滤波器组合(filter bank)如式(1)至式(4)所示，能够仅通过加法与移位演算来实现。因此，能够大幅降低计算量。因此，如以下说明，在水平分析滤波以及垂直分析滤波中，应用该提升技术。
首先，对水平分析滤波的处理进行具体说明。图6示出通过图5的提升结构执行水平分析滤波的情况的例子。
在图6的例子中，示出对输入的水平方向的系数，在图5中经由上述4个步骤(步骤A1至A4)的处理，生成高频分量的系数(以下，还称为高频系数)与低频分量的系数(以下，还称为低频系数)的例子，提升的步骤的方向为在图中从上向下。另外，在水平方向的系数上示出的数字表示列(纵列)序号。
进而，上数第1行的圈以及四边形分别表示所输入的高频系数以及低频系数，第2行以后的圈以及四边形分别表示在提升演算的过程中生成的高频系数以及低频系数，在其中，附加了阴影线的圈以及四边形也分别表示提升演算的结果即高频系数以及低频系数。
以下，从上依次对动作进行说明。在图6的上段中，示出在水平方向上输入列序号4至6这3列的系数，通过水平方向的提升结构进行演算(以下，称为水平提升演算)的情况的例子。
为了在该水平提升演算的步骤A3中求出第1个高频系数，在步骤A4中求出第1个低频系数，需要输入列序号0至4这4列的系数。
之后，为了求出第2个高频系数与低频系数，需要用粗实线表示的三个系数、与用带圈数字表示的列序号5以及6这2列的系数，进而为了计算表示步骤A2的P1的系数，还需要用带圈数字表示的列序号4的系数。
用粗实线表示的三个系数是在用于求出第1个高频系数以及低频系数的水平提升演算(以下，还称为第1个水平提升演算)的过程中生成的系数中的一部分。
即，为了求出第2个高频系数与低频系数，结果需要输入用带圈数字表示的列序号4至6这3列的系数，进而需要将在第1个水平提升演算的过程中生成的用粗实线表示的三个系数作为途中演算用的系数而锁存。实际上，由于最多是三个系数，所以能够通过使用触发器等小容量的存储区域来应对。
因此，通过使用在第1个水平提升演算中锁存的用粗实线表示的三个系数、与输入的列序号4至6这3列的系数来进行水平提升演算，在其演算过程以及结束时，生成包括第2个高频系数与低频系数的4个系数(用粗虚线表示)。在这些当中，用单点划线表示的三个系数是为了求出第3个高频系数与低频系数而所需的系数，所以作为途中演算用的系数，而锁存到内置的触发器中。
在图6的下段示出在输入了列序号6的系数之后在水平方向上追加输入了2列的系数的情况、即在水平方向上输入列序号6至8这3列的系数而进行了水平提升演算的情况的例子。
与第2个情况同样地，为了求出第3个高频系数与低频系数，需要用粗实线表示的三个系数、与用带圈数字表示的列序号7以及8这2列的系数，进而为了计算表示步骤A2的P2示出的系数，还需要用带圈数字表示的列序号6的系数。
另外，下段的用粗实线表示的三个系数如上段的用单点划线表示那样，在第2个水平提升演算中锁存到触发器。
因此，通过使用在第2个水平提升演算中锁存的用粗实线表示的三个系数、与输入的列序号6至8这3列的系数来进行水平提升演算，生成包括第3个高频系数与低频系数的4个系数(用粗虚线表示)。在这些当中，用单点划线表示的三个系数是为了求出第4个高频系数与低频系数而所需的系数，所以锁存到所内置的触发器中。
如上所述，依次输入3列的系数，并且保持途中演算用的三个系数，并且直至画面的最右端的列为止执行水平提升演算，从而水平方向的分析滤波完成。
另外，以上说明了通过提升结构进行的1行的水平分析滤波的例子，通过上述动作，在从上向下方向依次输入系数的行，并且通过提升结构进行水平分析滤波。
然后，一旦垂直方向的系数集中了规定数、即集中了规定行数，则例如右侧的提升的步骤的方向所示，从左向右通过垂直方向的提升结构进行演算(即，垂直提升演算)。
接下来，对垂直分析滤波进行具体说明。图7示出通过图5的提升结构执行垂直方向的分析滤波的情况的例子。
另外，该图着眼于在水平方向上展开并排列的一个系数，在实际的二维的小波变换中，对于垂直方向的分析滤波的计算，仅需要与在小波变换的过程中生成的频率分量(子带)的水平方向的系数的个数对应的次数。
在图7的例子中，示出了对垂直方向的系数，经由在图5中示出的4个步骤(步骤A1至A4)的处理，生成了高频系数与低频系数的例子，提升的步骤的方向为在图中从左向右。另外，垂直方向的系数的左侧中所示的数字表示行序号。
进而，左数第1列的圈以及四边形分别表示所输入的高频系数以及低频系数，第2列以后的圈以及四边形分别表示在提升演算的过程中生成的高频系数以及低频系数，在其中，附加了阴影的圈以及四边形也分别表示提升演算的结果即高频系数以及低频系数。
以下，从左依次对动作进行说明。在图7的左侧，示出在垂直方向上输入行序号4至6这3行的系数，而进行了垂直提升演算的情况的例子。
为了在该垂直提升演算的步骤A3中求出第1个高频系数，在步骤A4中求出第1个低频系数，需要行序号0至4这4行的系数。
之后，为了求出第2个高频系数与低频系数，需要用粗实线表示的三个系数、与用带圈数字表示的行序号5以及6这2行的系数，进而，为了计算表示步骤A2的P1的系数，还需要用带圈数字表示的行序号4的系数。
用粗实线表示的三个系数是在用于求出第1个高频系数以及低频系数的垂直提升演算(以下，称为第1个垂直提升演算)的过程中生成的系数中的一部分。
即，为了求出第2个高频系数与低频系数，结果需要输入用带圈数字表示的行序号4至6这3行的系数。进而，需要在第1个垂直提升演算的过程中生成的用粗实线表示的三个系数。将该三个系数存储为途中演算用的系数。
因此，通过使用在第1个垂直提升演算中存储的用粗实线表示的三个系数、与从对应的等级的缓冲器中读出并输入的行序号4至6这3行的系数来进行垂直提升演算，得到包括第2个高频系数与低频系数的4个系数(用粗虚线表示)。在这些当中，用单点划线表示的三个系数是为了求出第3个高频系数与低频系数而所需的系数，所以将其存储。
在图7右侧示出在读出了行序号6的系数之后追加读出2行的系数的情况、即在垂直方向上输入行序号6至8这3行的系数而进行垂直提升演算的情况的例子。
与第2个情况同样地，为了求出第3个高频系数与低频系数，需要用粗实线表示的三个系数、与用带圈数字表示的行序号7以及8这2行的系数，进而为了计算表示步骤A2的P2的系数，还需要用带圈数字表示的行序号6的系数。
另外，右侧的用粗实线表示的三个系数如左侧的用单点划线表示那样，在第2个垂直提升演算中存储。因此，通过使用在第2个垂直提升演算中存储的用粗实线表示的三个系数、与从对应的等级的缓冲器中读出并输入的行序号6至8这3行的系数，来进行垂直提升演算，得到包括第3个高频系数与低频系数的4个系数(用粗虚线表示)。在这些中，用单点划线表示的三个系数是为了求出第4个高频系数与低频系数而所需的系数，所以将其存储。
如上所述，依次输入3行的系数，并且保持途中演算用的三个系数，并且直至画面的最下位的行为止执行垂直提升演算，从而垂直方向的分析滤波完成。
返回到图2，如上所述生成的小波系数被临时保持在缓冲器142中。
可逆编码部143被可逆编码控制部152控制，一旦在缓冲器142中积蓄了规定量的系数数据，立即将其读出并通过可逆编码方式进行熵编码，生成代码流。
可逆编码部143具有EBCOT(Embedded Coding withOptimized Truncation，优化截断嵌入式编码)部171、头生成部172以及分组生成部173。
EBCOT部171对所输入的系数数据进行用JPEG2000规格决定的被称为EBCOT的熵编码。EBCOT是针对每规定的尺寸的块测定该块内的系数的统计量并进行编码的方法。EBCOT部171具有比特建模部181以及算术编码部182。
比特建模部181依照在编码方式的规格中决定的步骤，对系数数据进行比特建模，向算术编码部182送出上下文(context)。算术编码部182对系数的比特平面(bit-plane)进行算术编码。
代码块的纵横尺寸是从4至256的2的幂乘，通常使用的尺寸有32×32、64×64、以及128×32等。用n比特的带符号的二进制数来表示系数值，从bit0至bit(n-2)表示从LSB至MSB各自的比特。剩余的1比特表示符号。从MSB侧的比特平面依次例如通过重要性传播路径(Significant Propagation Pass)、幅度细化路径(Magnitude Refinement Pass)、以及清除路径(Cleanup Pass)这3种编码路径，进行符号块的编码。
算术编码部207将所生成的代码流供给给头生成部172以及分组生成部173。
分组生成部173对所供给的编码代码流进行分组化。头生成部172生成该分组的头信息，将该头信息供给给分组生成部173。分组生成部173使用该头信息进行分组化。所生成的分组被输出到可逆基于行编码部101的外部。
[可逆解码部的结构]
接下来，对图1的可逆基于行解码部121进行说明。图8是示出控制部111以及可逆基于行解码部121的结构例的框图。
如图8所示，可逆基于行解码部121具有解码部211、缓冲器212以及基于行合成滤波器部213。
另外，控制部111具有对解码部211的动作进行控制的解码控制部201、以及对基于行合成滤波器部213的动作进行控制的小波逆变换控制部202。
解码部211被解码控制部201控制，对从非可逆变码部102的外部输入的代码流，通过与可逆基于行编码部101中的编码方法对应的解码方法进行解码。
解码部211具有分组解读部231以及EBCOT部232。分组解读部231被解码控制部201控制，解读分组，将代码流供给给EBCOT部232。EBCOT部232对输入的代码流，进行在规格中决定的被称为EBCOT的熵解码。
EBCOT部232具有算术解码部241以及比特建模部242。算术解码部241通过与算术编码部182对应的方法对代码流进行解码，将上下文供给给比特建模部242。比特建模部242通过与比特建模部181对应的方法，生成小波系数。比特建模部24
2将生成的系数数据供给给缓冲器212而保持。
基于行合成滤波器部213被小波逆变换控制部202控制，一旦在缓冲器212中积蓄了规定量的系数数据，立即将其读出，针对规定的行数的行块中的每一个行块，进行从低频分量递归性地反复合成低频分量与高频分量的系数的合成滤波器处理的、基于行的小波逆变换。
基于行合成滤波器部213针对按照各子带的每规定的行数分割而得到的每个行块，进行这样的小波逆变换。图9是说明这样的基于行的小波逆变换的图。
如图9A所示的斜线部分所示，由各子带的连续的一部分的行形成行块。此时，如图9A所示，在小波逆变换处理中，每当反复了合成滤波时，行数降低。
在图9的例子的情况下，如果在图9A所示的最低频的子带中，对由8行构成的行块进行合成滤波，图9B所示直到基带为止进行合成，则在该基带中行数成为1。
因此，在最低频的子带中，行块至少成为在小波逆变换后基带的行数成为1以上而所需的行数以上。
基于行合成滤波器部213具有在垂直方向上进行合成滤波的垂直合成滤波器部251、与在水平方向上进行合成滤波的水平合成滤波器部252。
基于行合成滤波器部213首先通过垂直合成滤波器部251，针对最低频的分割等级的4分量(LL、LH、HL、HH)，进行垂直方向的合成滤波，通过水平合成滤波器部252对其处理结果进行水平方向的合成滤波。直到达到规定的分割等级为止，针对其处理结果的最低频的分割等级的4分量，按照同样的顺序反复垂直方向以及水平方向的合成滤波。
能够与应用了上述提升技术时的分析滤波对应地，高效地执行滤波，所以在小波逆变换的合成滤波中，也优选同样地使用提升技术。
图10示出在JPEG2000规格中也采用的9×7合成滤波器的提升结构。说明对该9×7合成滤波器应用了提升技术时的合成滤波。
在图10的例子中，第一行(最上面的一行)是通过小波变换生成的系数，圈标记(●)表示高频分量的系数，四边形标记(■)表示低频分量的系数。第2、3行分别表示在步骤B1以及步骤B2的处理中生成的分量(系数)。另外，第4行表示在步骤B3的处理中生成的偶数分量输出，第5行表示在步骤B 4的处理中生成的奇数分量输出。
在对9×7合成滤波器应用了提升技术的合成滤波中，在步骤B3的处理中得到偶数分量，在步骤B4的处理中得到奇数分量。另外，用下式(5)至式(8)来表示步骤B1至步骤B4的处理。
步骤B1：si 1＝si 2-δ(di-1 2+di 2)      (5)
步骤B2：di 1＝di 3-γ(si 1+si+1 1)      (6)
步骤B3：si 0＝si 1-β(di-1 1+di 1)      (7)
步骤B4：di 0＝di 1-α(si 0+si+1 0)      (8)
(α＝-1.586134342，β＝-0.0529801185，γ＝0.8829110755，δ＝0.4435068520)
这样，在应用了提升技术的合成滤波中，进行步骤B1以及B2的处理，在步骤B3中，生成了偶数分量的系数之后，在步骤B4中，生成奇数分量的系数。此时使用的滤波器组合如式(5)至式(8)所示，能够仅通过除法与移位演算来实现。因此，能够大幅降低计算量。
因此，如接下来的说明，在垂直合成滤波以及水平合成滤波中，应用该提升技术。另外，仅使用的式不同，在垂直合成滤波中，进行与参照图7而叙述的垂直分析滤波基本上同样的动作，在水平合成滤波中，进行与参照图6而叙述的水平分析滤波基本上同样的动作。
首先，对垂直合成滤波的处理进行具体说明。图11示出通过图10的提升结构执行针对垂直方向的系数组的垂直合成滤波的情况的例子。
在图11的例子中，示出对垂直方向的系数，经由在图10中上述的4个步骤(步骤B1至B4)的处理，生成了偶数序号的系数(以下，还称为偶数系数)与奇数序号的系数(以下，还称为奇数系数)的例子，提升的步骤的方向为在图中从左向右。
另外，垂直方向的系数的左侧所示的数字表示行序号，左数第1列的附加了阴影的圈以及四边形分别表示高频输入以及低频输入。进而，第2列以后的圈以及四边形分别表示在提升演算的过程中生成的高频系数以及低频系数，在其中，黑圈以及黑四边形也分别表示提升演算的结果即奇数系数以及偶数系数。
以下，从左依次对动作进行说明。在图11的左侧，示出在垂直方向上输入行序号4至6这3行的系数，通过垂直方向的提升结构进行演算(即，垂直提升演算)的情况的例子。另外，在当前的情况下，第一行的偶数系数与奇数系数没有成组，所以省略其说明。
为了在该垂直提升演算的步骤B3中求出第1个偶数系数，在步骤B4中求出第1个奇数系数，需要行序号0至5这6行的系数。
之后，为了求出第2个偶数系数与奇数系数，需要用粗实线表示的三个系数、与用带圈数字表示的行序号6以及7这2行的系数，进而，为了计算出表示步骤B2的Q1的系数，还需要用带圈数字表示的行序号5的系数。
用粗实线表示的三个系数是在用于求出第1个偶数系数以及奇数系数的垂直提升演算(以下，称为第1个垂直提升演算)的过程中生成的系数中的一部分。
因此，为了求出第2个偶数系数与奇数系数，结果，需要输入用带圈数字表示的行序号5至7这3行的系数，进而需要预先存储在用于求出第1个偶数系数与奇数系数的垂直提升演算的过程中生成的用粗实线表示的三个系数。另外，此时，针对每个等级读出垂直方向的3行的系数。
因此，通过使用在第1个垂直提升演算中存储在缓冲器中的用粗实线表示的三个系数、与输入的行序号5至7这3行的系数来进行垂直提升演算，得到包括第2个偶数系数与奇数系数的4个系数(用粗虚线表示)。其中，用单点划线表示的三个系数是为了求出第3个偶数系数与奇数系数而所需的系数，所以将其存储。
在图11右侧示出在读出了行序号7的系数之后追加读出2行的系数的情况、即在垂直方向上输入行序号7至9这3行的系数来进行垂直提升演算的情况的例子。
与第2个情况同样地，为了求出第3个偶数系数与奇数系数，需要用粗实线表示的三个系数、与用带圈数字表示的行序号8以及9这2行的系数，进而为了计算出表示步骤B2的Q2的系数，还需要用带圈数字表示的行序号7的系数。
另外，右侧的用粗实线表示的三个系数如用左侧的用单点划线表示的那样，在第2个垂直提升演算中存储在系数缓冲器中。
因此，通过使用在第2个垂直提升演算中存储的用粗实线表示的三个系数、与输入的行序号7至9这3行的系数来进行垂直提升演算，得到包括第3个偶数系数与奇数系数的4个系数(用粗虚线表示)。其中，用单点划线表示的三个系数是为了求出第3个偶数系数与奇数系数而所需的系数，所以将其存储。
如上所述，依次输入3行的系数，并且保持途中演算用的三个系数，并且直至画面的最下位的行为止执行垂直提升演算，从而垂直方向的合成滤波完成。
接下来，对水平合成滤波进行具体说明。图12示出在水平方向上排列垂直方向的合成滤波的结果，通过图10的提升结构执行水平合成滤波的情况的例子。
在图12的例子中，示出对水平方向的系数，经由在图10中上述的4个步骤(步骤B1至B4)的处理，生成了奇数系数与偶数系数的例子，提升的步骤的方向为在图中从上向下。
另外，水平方向的系数上所示的数字表示列(纵列)序号，上数第1行的附加了阴影的圈以及四边形分别表示高频输入以及低频输入，第2行以后的圈以及四边形分别表示在提升演算的过程中生成的高频系数以及低频系数，在其中，黑圈以及黑四边形也分别表示提升演算的结果即奇数系数以及偶数系数。
以下，从上依次对动作进行说明。在图12的上段，示出在水平方向上输入列序号5至7这3列的系数并通过水平方向的提升结构进行演算(以下，称为水平提升演算)的情况的例子。另外，在当前的情况下，最左侧的偶数系数与奇数系数没有成组，所以省略其说明。
为了在该水平提升演算的步骤B3中求出第1个偶数系数，在步骤B4中求出第1个奇数系数，需要列序号0至5这6列的系数。
之后，为了求出第2个奇数系数与偶数系数，需要用粗实线表示的三个系数、与用带圈数字表示的列序号6以及7这2列的系数，进而为了计算出表示步骤B2的Q1的系数，还需要用带圈数字表示的列序号5的系数。
用粗实线表示的三个系数是在用于求出第1个奇数系数以及偶数系数的水平提升演算(以下，还称为第1个水平提升演算)的过程中生成的系数中的一部分。
即，为了求出第2个奇数系数与偶数系数，结果，需要输入用带圈数字表示的列序号5至7这3列的系数，进而需要锁存在第1个水平提升演算的过程中生成的用粗实线表示的三个系数。实际上，由于最多是三个系数，所以能够通过使用触发器那样的小容量的存储区域来应对。
因此，通过使用在第1个水平提升演算中锁存的用粗实线表示的三个系数、与输入的列序号5至7这3列的系数来进行水平提升演算，在演算过程以及结束时，得到包括第2个奇数系数与偶数系数的4个系数(用粗虚线表示)。其中，用单点划线表示的三个系数是为了求出第3个奇数系数与偶数系数而所需的系数，所以将其锁存到内置的触发器中。
在图12的下段示出在输入了列序号7的系数之后在水平方向上追加输入了2列的系数的情况、即在水平方向上输入列序号7至9这3列的系数而进行水平提升演算的情况的例子。
与第2个情况同样地，为了求出第3个奇数系数与偶数系数，需要用粗实线表示的三个系数、与用带圈数字表示的列序号8以及9这2列的系数，进而为了计算出表示步骤B2的Q2的系数，还需要用带圈数字表示的列序号7的系数。
另外，下段的用粗实线表示的三个系数如上段的用单点划线表示那样，在第2个水平提升演算中被锁存。
因此，通过使用在第2个水平提升演算中锁存的用粗实线表示的三个系数、与新输入的列序号7至9这3列的系数来进行水平提升演算，得到包括第3个奇数系数与偶数系数的4个系数(用粗虚线表示)。其中，用单点划线表示的三个系数是为了求出第4个奇数系数与偶数系数而所需的系数，所以将其锁存到内置的触发器中。
如上所述，依次输入3列的系数，并且保持途中演算用的三个系数，并且直到画面的最右端的列为止执行水平提升演算，从而水平方向的合成滤波完成。
如上所述，在垂直合成滤波以及水平合成滤波中，也使用9×7小波变换滤波器的提升结构，从而在对应的分割等级的缓冲器中，需要存储3行的系数的各行的系数用的缓冲器，进而，为了求出图11的Q1以及Q2的系数，所以在垂直提升演算时，已经使用的行的系数也需要用于接下来的垂直提升演算中。
因此，在对应的等级的缓冲器的内部中，成为将存储在一个行的缓冲器中的系数依次传送给邻接的行的缓冲器的结构。
如上所述进行合成滤波而得到的基带的图像数据被积蓄在缓冲器122中。
另外，该基于行合成滤波器部213被小波逆变换控制部202控制，对可逆编码前的图像数据，为了得到按照期望的压缩率压缩的基带的图像数据，直到规定的分割等级为止进行合成滤波。即，基于行合成滤波器部213未必合成至分割等级0。但是，不论基于行合成滤波器部213直到何种分割等级进行合成滤波的情况，得到的合成滤波结果都被处理为基带的图像数据。
[非可逆编码部的结构]
接下来，对非可逆基于行编码部123进行说明。图13是示出控制部与非可逆基于行编码部的结构例的框图。如图13所示，非可逆基于行编码部123具有基本上与可逆基于行编码部101同样的结构。
即，非可逆基于行编码部123具有与图2的基于行分析滤波器部141同样的基于行分析滤波器部311、与图2的缓冲器142同样的缓冲器312、以及与可逆编码部143同样的非可逆编码部313。
另外，控制部111具有对基于行分析滤波器部311的动作进行控制的小波变换控制部301、以及对非可逆编码部313的动作进行控制的非可逆编码部302。
基于行分析滤波器部311被小波变换控制部301控制，对从缓冲器122读出的图像数据，针对每个行块进行小波变换。基于行分析滤波器部311具有与图2的水平分析滤波器部161同样的水平分析滤波器部321、以及与图2的垂直分析滤波器部162同样的垂直分析滤波器部322。
水平分析滤波器部321被小波变换控制部301控制，对从缓冲器122读出的图像数据，在水平方向上进行基于行的分析滤波，垂直分析滤波器部322被小波变换控制部301控制，在垂直方向上进行基于行的分析滤波，将得到的处理结果供给给缓冲器312而保持。
非可逆编码部302除了可逆编码部143的结构以外，还具有量化部331。即，EBCOT部332对应于EBCOT部171，头生成部333对应于图2的头生成部172，分组生成部334对应于分组生成部173。
EBCOT部332具有与EBCOT部171的比特建模部181同样的比特建模部341、以及与EBCOT部171的算术编码部182同样的算术编码部342。
量化部331被非可逆编码控制部302控制，对从缓冲器312取得的小波系数进行量化。该量化的方法可以是任意的，但一般是用量化步骤尺寸进行除法的标量量化。量化部331将通过量化得到的量化系数供给给EBCOT部332。另外，在其后级中，代替小波系数而供给量化系数，但也与小波系数的情况基本同样地处理该量化系数。因此，以下，只要不必要则省略关于该点的说明，简称为系数或系数数据。
比特建模部341按照在规格中决定的步骤，对系数数据进行比特建模，向算术编码部342送出上下文。算术编码部342对系数的比特平面进行算术编码。
图14是说明小波变换以及小波逆变换的处理的样子的图。
控制部111进行控制，以并行地进行通过可逆基于行解码部121实现的基于行小波逆变换处理、与通过非可逆基于行编码部123实现的基于行小波变换处理。
如图14左所示，控制部111使基于行合成滤波器部213，每当在规定的P行缓冲器212中保持了最低频分量的行时，进行基于行小波逆变换，生成1行的基带的图像数据，将其保持在缓冲器122中。控制部111控制基于行合成滤波器部213，反复这样的基于行小波逆变换处理。
反复这样的处理，一旦在缓冲器122中积蓄了规定的L行的基带的图像数据，则控制部111立即如图14右所示，使基于行分析滤波器部311取得该L行的基带的图像数据，进行基于行小波变换，生成每个子带的系数数据。控制部111控制基于行分析滤波器部311，反复这样的基于行小波变换处理。
通过这样控制，能够将在缓冲器122中同时积蓄的数据量设为所需最小限，所以控制部111能够降低作为缓冲器122而所需的存储器量。
[处理的流程]
接下来，对各处理的流程进行说明。最初，参照图15的流程图，对通过可逆基于行编码部101执行的可逆编码处理的流程的例子进行说明。
在开始了可逆编码处理后，基于行分析滤波器部141被小波变换控制部151控制，对对象行块进行小波变换。在步骤S102中，EBCOT部171被可逆编码控制部152控制，对通过步骤S101的处理生成的小波系数，进行熵编码，生成代码流。在步骤S103中，头生成部172以及分组生成部173被可逆编码控制部152控制，生成头，进而生成代码流的分组。在步骤S104中，控制部131判定是否处理了所有行块。
在判定为存在未处理的行块，而没有处理所有行块的情况下，返回到步骤S101，反复其后的处理。另外，在步骤S104中，在判定为处理了所有行块的情况下，可逆编码处理结束。
如上所述生成的分组被供给给非可逆变码部102。
接下来，参照图16的流程图，对通过非可逆变码部102的控制部111执行的变码控制处理的流程的例子进行说明。
在开始了变码控制处理后，在步骤S121中，解码控制部201控制解码部211，直到处理所有处理对象代码流为止，对代码流进行解码。解码而得到的小波系数被依次供给给缓冲器212而保持。
在步骤S122中，小波逆变换控制部202控制基于行合成滤波器部213，直到没有缓冲器212中保持的处理对象系数数据为止，对处理对象系数数据进行小波逆变换。小波逆变换而得到的基带的图像数据被依次保持在缓冲器122中。
在步骤S123中，控制部111判定在缓冲器122中是否积蓄了1行块的图像数据，直到判定为积蓄到为止继续等待。
在判定为缓冲器122中积蓄了1行块的图像数据的情况下，处理进入到步骤S124。在步骤S124中，小波变换控制部301控制基于行分析滤波器部311，读出积蓄在缓冲器122中的行块，而进行小波变换。编码而得到的小波系数被依次供给给缓冲器312而保持。
在步骤S125中，非可逆编码控制部302控制非可逆编码部123，读出积蓄在缓冲器312中的小波系数，进行非可逆编码。通过步骤S 125的处理得到的代码流被分组化后输出到编码装置100的外部。
在步骤S126中，控制部111判定在缓冲器122中是否存在未处理的图像数据。在判定为存在的情况下，返回到步骤S123，反复其后的处理。另外，在步骤S126中，判定为在缓冲器122中不存在未处理的图像数据的情况下，变码控制处理结束。
接下来，参照图17的流程图，对通过图16的步骤S121的控制执行的解码处理的流程的例子进行说明。
在开始了解码处理后，分组解读部231在步骤S141中，取得规定量的代码流。在步骤S142中，EBCOT部232对得到的代码流进行熵解码。在步骤S143中，缓冲器121保持通过步骤S142的处理得到的系数。如果步骤S143的处理结束，则解码处理结束。
接下来，参照图18的流程图，对通过图16的步骤S122的控制执行的小波逆变换处理的流程的例子进行说明。
在开始了小波逆变换处理后，基于行合成滤波器部213在步骤S161中，判定在缓冲器212是否积蓄了规定量的系数，直到判定为积蓄到为止继续等待。当判定为在缓冲器212中积蓄了规定量的系数的情况下，处理进入到步骤S162。
在步骤S162中，基于行合成滤波器部213取得保持在缓冲器212中的系数。在步骤S163中，基于行合成滤波器部213对所取得的系数，进行合成滤波器处理。在步骤S164中，基于行合成滤波器部213将通过步骤S163的处理得到的图像数据供给给缓冲器122而保持。如果步骤S164的处理结束，则小波逆变换处理结束。
接下来，参照图19的流程图，对通过图15的步骤S124的控制执行的小波变换处理的流程的例子进行说明。
在开始了小波变换处理后，基于行分析滤波器部311在步骤S181中，取得积蓄在缓冲器122中的处理对象行块。在步骤S182中，基于行分析滤波器部311针对所取得的行块进行分析滤波处理。在步骤S183中，基于行分析滤波器部311将通过步骤S182的处理生成的系数数据供给给缓冲器312而保持。如果步骤S183的处理结束，则小波变换处理结束。
接下来，参照图20的流程图，对通过图15的步骤S125的控制执行的非可逆编码处理的流程的例子进行说明。
在开始了非可逆编码处理后，非可逆编码部313在步骤S201中，判定在缓冲器312中是否积蓄了规定量的系数，直到判定为积蓄到为止继续等待。当判定为在缓冲器312中积蓄了规定量的系数的情况下，处理进入到步骤S202。
在步骤S202中，非可逆编码部313从缓冲器312取得系数数据。在步骤S203中，量化部331对所取得的系数数据进行量化。在步骤S204中，EBCOT部332对量化后的系数进行熵编码，生成按照非可逆方式编码的代码流。在步骤S205中，头生成部333以及分组生成部334生成通过步骤S204的处理得到的代码流的头，进而使用该头而生成分组并输出。如果步骤S205的处理结束，则非可逆编码处理结束。
如上所述，通过控制部111的参照图15的流程图说明的变码控制处理的控制，并行(相互独立)地执行参照图18说明的小波逆变换处理、与参照图19说明的小波变换处理。
此时，控制部111一旦在缓冲器122中积蓄了所需最小限的量的通过小波逆变换处理生成的图像数据，则立即执行小波变换处理，所以编码装置100能够降低缓冲器122中所需的存储器量。
另外，可逆基于行编码部101、可逆基于行解码部121、以及非可逆基于行编码部123的各部进行的编码处理或解码处理的编码方式(解码方式)是任意的。例如，也可以是JPEG2000方式。
<2.第2实施方式>
[可逆编码部的结构]
对编码方式为JPEG2000方式的情况的可逆基于行编码部进行说明。图21是示出可逆基于行编码部的其他结构例的框图。
在该情况下，可逆基于行编码部101也基本上具有与参照图2说明的情况基本上同样的结构，但代替控制部131而具有控制部401，并且代替基于行分析滤波器部141而具有小波变换部411，进而代替可逆编码部143而具备可逆编码部413。
小波变换部411具有DC等级切换(level shift)部431与基于行分析滤波器部141。
DC等级切换部431为了高效地进行后级的基于行分析滤波，进行对小波变换部411输入的图像数据的DC分量的等级切换。例如，RGB信号具有正的值(无符号的整数)。因此，DC等级切换部431利用该性质，进行将原信号的动态范围设为一半的等级切换，从而实现压缩效率的提高。因此，在将如YCbCr信号的Cb、Cr(色差信号)那样具有符号(有正负两方)的整数值的信号设为原信号的情况下，不进行该等级切换。
基于行分析滤波器部141对DC等级切换后的图像数据进行小波变换处理。
可逆编码部413被可逆编码控制部152控制，通过JPEG2000的可逆编码方式对小波系数进行编码。可逆编码部413除了EBCOT部171至分组生成部173以外，还具有代码块化部441以及比特平面展开部442。
代码块化部441将代码流分割为作为熵编码的处理单位的规定尺寸的代码块。图22是示出各子带中的代码块的位置关系的图。在分割后的所有子带中生成例如64×64像素程度的尺寸的代码块。在图22的例子中，如果将分割等级最小的3HH的子带的尺寸设为例如640×320像素，则存在合计50个64×64像素的代码块。后级的各处理部针对每个该代码块进行处理。
代码块化部441将各代码块供给给比特平面展开部442。比特平面展开部205将系数数据在比特的每个位的比特平面中展开。针对每个比特、即每个位置分割(切割)由规定数的小波系数构成的系数组，而得到比特平面。即，比特平面是该系数组的相互相同的位的比特(系数比特)的集合。
EBCOT171对比特平面展开后的系数数据进行熵编码。
控制部401除了具有小波变换控制部151以及可逆编码控制部152以外，还具有行块定义部421、代码块定义部422、以及分区定义部423。
代码块定义部422定义在JPEG2000中规定的代码块的尺寸。分区定义部423定义在JPEG2000中规定的分区的尺寸。
在JPEG2000的情况下，代码块定义部422在小波变换后的子带内，如图22所示定义矩形的代码块(例如64×64)。用下式定义代码块的横尺寸(CB_h)、纵尺寸(CB_v)。
xcb′＝min(xcb，PPx-1).对于r＞0(9)
xcb′＝min(xcb，PPx).对于r＝0  (10)
ycb′＝min(ycb，PPy-1).对于r＞0(11)
ycb′＝min(ycb，PPy).对于r＝0  (12)
(r：表示分辨率等级数。r＝0是最低频)
CB_h(代码块的横尺寸)2xcb′     (13)
CB_v(代码块的纵尺寸)＝2ycb′   (14)
PR_h(分区的横尺寸)＝2PPx       (15)
PR_v(分区的纵尺寸)＝2PPy       (16)
如上所述，需要在JPEG2000中必需在分区内部定义代码块。图23是图示出它们的关系的图，其在JPEG2000Part1的规格书中图示出。图中粗线的矩形表示子带的边界，灰色的矩形区域表示分区(Precinct)，最小单位的矩形块表示代码块(Codeblock)。
在JPEG2000中在编码的时刻，需要确定代码块尺寸与分区尺寸。例如，能够在基于行小波变换的过程中如图24所示定义代码块与分区的关系。但是如上所述，上述两个尺寸都存在应取得2的幂乘的值的制约条件。
因此，需要生成了图24的最低频3LL的1行的系数时的、1HL、1HH、1LH的分区尺寸不是2的幂乘的值时的应对。其中，一旦得到了后续的行块的行组，则立即对分区从行块的行组露出的部分进行补充。另外，上述方案对于其他所有子带也相同。
以上，没有特别言及水平方向的分析滤波与垂直方向的分析滤波的顺序。在JPEG2000规格中定义成最初进行垂直方向的分析滤波，之后进行水平方向的分析滤波。
但是，在也可以是JPEG2000的规格以外的情况下，由于在滤波的顺序中没有制约，所以例如在一旦输入1行的基带图像则立即进行滤波时，一旦输入了M列数的基带图像，立即进行水平方向的分析滤波即可。一旦在纵方向上积存了N行分的系数，立即在接下来进行垂直方向的分析滤波，而生成4个子带。在该情况下，不会延迟L行，所以能够低延迟地执行滤波。
接下来，对图1的可逆基于行编码部101通过JPEG2000方式进行编码的情况的压缩率的决定方法进行说明。由于如上所述，在JPEG2000中按照代码块单位进行EBCOT编码，所以如果该代码块的尺寸小，则存在压缩率降低这样的问题。因此在JPEG2000中通常使用32×32或64×64这样的尺寸。
但是，如果如图24的3LL、3HL、3LH、3HH那样由“1行×M列(水平尺寸)”形成了一个分区，则代码块的尺寸比其小，所以压缩率非常恶化。因此，能够说在省存储器与压缩率之间存在折衷关系。
另一方面，如果将该行数N代替1而取较大的值，则构成行块的其他子带的行数变大，所以分区的尺寸、代码块的尺寸也可以被设定得较大。因此，在编码时的压缩率高的情况下，增大上述N的值即可。相反地在编码时的压缩率低的情况下，减小上述N的值即可。
行块定义部421为了能够取更大的分区尺寸、代码块尺寸，且提高编码的压缩率，考虑处理中所需的存储器容量，并且将行块的尺寸(行数)设定得尽量大。
[可逆解码部的结构]
接下来，对该情况的可逆基于行解码部的结构进行说明。图25是示出可逆基于行解码部的其他结构例的框图。
如图25所示，该情况的可逆基于行解码部121的解码部211除了图8的情况的结构以外，还具有比特平面合成部471以及代码块合成部472。
比特平面合成部471合成在比特平面中展开的小波系数。比特平面合成部471将合成了比特平面的小波系数供给给代码块合成部472。
代码块合成部472使用所供给的比特平面来生成代码块单位的系数数据，进而将它们合成，而生成每个子带的系数数据。代码块合成部472将其供给到缓冲器212而保持。
另外，在通过解码部211执行了JPEG2000的EBCOT解码之后，通过基于行合成滤波器部213进行基于行小波逆变换时所需的存储器尺寸依赖于上述EBCOT部中的行块的最低频的行数N。
即，如果N大，则构成行块的其他子带的行数变大，所以所需的存储器尺寸也变大。相反如果N小，则所需的存储器尺寸也变小。因此，根据系统、硬件中的容许存储器容量，来决定N的值即可。
[非可逆编码部的结构]
接下来，对该情况的非可逆基于行编码部的结构进行说明。图26是示出非可逆基于行编码部的其他结构例的框图。
如图26所示，该情况的非可逆基于行编码部123代替图13的基于行分析滤波器部311，而具有小波变换部490。小波变换部490具有DC等级切换部491以及基于行分析滤波器部311。
DC等级切换部491与DC等级切换部431基本上相同，切换从缓冲器122取得的图像数据的DC等级，供给给基于行分析滤波器部311。基于行分析滤波器部311对DC等级切换后的图像数据进行小波变换，使缓冲器312保持每个子带的小波系数。
另外，非可逆编码部313除了图13的结构以外，还具有代码块化部492以及比特平面展开部493。代码块化部492将从量化部331供给的量化后的系数数据分割为由代码块定义部482定义的尺寸的代码块。比特平面展开部493将该分割为代码块的系数数据在比特平面中展开。EBCOT部332对在比特平面中展开的系数数据进行编码。
控制部111除了图13的情况的小波变换控制部301以及非可逆编码控制部302以外，还具有行块定义部481、代码块定义部482、以及分区定义部483。
代码块定义部482定义在JPEG2000中规定的代码块的尺寸。分区定义部483定义在JPEG2000中规定的分区的尺寸。
在该非可逆基于行编码部123的情况下，也需要生成了最低频3LL的1行的系数时的、1HL、1HH、1LH的分区尺寸不是2的幂乘的值时的应对。其中，一旦得到了后续的行块的行组，立即对分区从行块的行组露出的部分进行补充。另外，上述方案对于其他所有子带也相同。
以上，没有特别言及水平方向的分析滤波与垂直方向的分析滤波的顺序。在JPEG2000规格中定义为最初进行垂直方向的分析滤波，之后进行水平方向的分析滤波。
但是，在也可以是JPEG2000的规格以外的情况下，由于在滤波的顺序中没有制约，所以例如在一旦输入1行的基带图像则立即进行滤波时，一旦输入了M列数的基带图像则立即进行水平方向的分析滤波即可。一旦在纵方向上积存了N行的系数，在接下来立即进行垂直方向的分析滤波，而生成4个子带。在该情况下，由于不会延迟L行，所以能够低延迟地执行滤波。
另外，行块定义部481为了能够取更大的分区尺寸、代码块尺寸，且提高编码的压缩率，考虑处理中所需的存储器容量，并且将行块的尺寸(行数)设定得尽量大。
[处理的流程]
接下来，如上所述，对编码方式为JPEG2000方式的情况的各种处理的流程的例子进行说明。最初，参照图27的流程图，对通过可逆基于行编码部101实现的可逆编码处理的流程的例子进行说明。
在开始了可逆编码处理后，行块定义部421在步骤S301中，定义行块尺寸。在步骤S302中，代码块定义部422定义代码块尺寸。进而，分区定义部423在步骤S303中，定义分区尺寸。
在步骤S304中，小波变换部411取得对象行块。在步骤S305中，DC等级切换部431切换所取得的行块的DC等级。在步骤S306中，基于行分析滤波器部141进行对象行块的分析滤波。在步骤S307中，基于行分析滤波器部141将作为该分析滤波的结果的系数数据供给给缓冲器142而保持。
在步骤S308中，可逆编码部413判定在缓冲器142中是否积蓄了1分区以上的系数数据。在判定为尚未积蓄的情况下，返回到步骤S304而反复此后的处理。
另外，在步骤S308中，判定为在缓冲器142中积蓄了1分区以上的系数数据的情况下，处理进入到步骤S309。
在步骤S309中，代码块化部441进行系数数据的代码块化。在步骤S310中，比特平面展开部442将每个代码块的系数数据在比特平面中展开。EBCOT部171在步骤S311中，对在比特平面中展开的系数数据进行熵编码。
在步骤S412中，分组生成部173生成通过熵编码生成的代码流的分组。
控制部401在步骤S313中，判定是否处理了所有行块。在判定为存在未处理的行块的情况下，返回到步骤S304，反复此后的处理。
另外，在步骤S313中，判定为处理了所有行块的情况下，可逆编码处理结束。
另外，在该情况下，变码控制处理的流程也基本上与参照图16说明的情况相同，所以省略其说明。
参照图28的流程图，对该情况的通过图16的步骤S121的处理控制而执行的解码处理的流程的例子进行说明。
在开始了解码处理后，在步骤S331中，分组解读部231取得1代码块的代码流。在步骤S332中，EBCOT部232对所取得的代码流进行熵解码。在步骤S333中，比特平面合成部471针对解码结果，合成比特平面。在步骤S334中，代码块合成部472对合成了比特平面的系数数据的代码块进行合成。在步骤S335中，代码块合成部472将合成了代码块的系数数据供给给缓冲器212而保持。
在步骤S336中，控制部111判定是否处理了分区内的所有代码块。在判定为存在未处理的代码块的情况下，返回到步骤S331而反复此后的处理。
另外，在步骤S336中，判定为处理了分区内的所有代码块的情况下，结束解码处理。
接下来，参照图29的流程图，对通过图16的步骤S122的控制执行的小波逆变换处理的流程的例子进行说明。
在开始了小波逆变换处理后，基于行合成滤波器部213在步骤S351中，判定在缓冲器212中是否积蓄了1分区量的系数，直到判定为积蓄到为止继续等待。
当判定为在缓冲器212中积蓄了1分区量的系数的情况下，进入到步骤S352。在步骤S352中，基于行合成滤波器部213从缓冲器212取得系数数据。
在步骤S353中，基于行合成滤波器部213对取得的系数数据，进行合成滤波器处理，生成基带的图像数据。在步骤S354中，DC等级逆切换部473对基带的图像数据的DC等级进行逆切换。
在步骤S355中，DC等级逆切换部473将处理后的图像数据供给给缓冲器122而保持。如果步骤S355的处理结束，则小波逆变换处理结束。
接下来，参照图30的流程图，对通过图16的步骤S124的控制而执行的小波变换处理的流程的例子进行说明。
在开始了小波变换处理后，在步骤S371中，行块定义部481定义行块尺寸。在步骤S372中，代码块定义部482定义代码块尺寸。在步骤S373中，分区定义部483定义分区尺寸。
在步骤S374中，DC等级切换部491从缓冲器122取得对象行块。在步骤S375中，DC等级切换部491针对取得的行块切换DC等级。
在步骤S376中，基于行分析滤波器部311进行对象行块的分析滤波。在步骤S377中，基于行分析滤波器部311将分析滤波处理结果供给给缓冲器312而保持。
如果步骤S377的处理结束，则小波变换处理结束。
接下来，参照图31的流程图，对通过图16的步骤S125的控制而执行的非可逆编码处理的流程的例子进行说明。
在开始了非可逆编码处理后，在步骤S391中，判定在缓冲器312中是否积蓄了1分区以上的系数。在判定为积蓄到的情况下，进入到步骤S392。
在步骤S392中，量化部331从缓冲器312取得系数。在步骤S393中，量化部331对取得的系数进行量化。在步骤S394中，代码块化部492对量化后的系数数据进行代码块化。在步骤S395中，比特平面展开部493将每个代码块的系数数据在比特平面中展开。
在步骤S396中，EBCOT部332对在比特平面中展开的系数数据进行熵编码，生成代码流。在步骤S397中，头生成部333以及分组生成部334对代码流进行分组化。
非可逆编码控制部302在步骤S398中，判定是否处理了所有代码块。在判定为存在未处理的代码块的情况下，返回到步骤S392，反复此后的处理。另外，在步骤S398中，判定为处理了所有代码块的情况下，非可逆编码处理结束。另外，在步骤S391中，判定为在缓冲器312中没有积蓄1分区以上的系数的情况下，非可逆编码处理结束。
如上所述，在编码方式是JPEG2000的情况下，也通过控制部111的参照图15的流程图说明的变码控制处理的控制，并行(相互独立)地执行参照图29说明的小波逆变换处理、与参照图30说明的小波变换处理。
此时控制部111一旦在缓冲器122中仅积蓄了所需最小限的量的通过小波逆变换处理生成的图像数据，则立即执行小波变换处理，所以编码装置100能够降低缓冲器122中所需的存储器量。
接下来，例如，参照图32的流程图，对在图27的步骤S301、或者图30的步骤S371等中执行的行块尺寸定义处理的流程的例子进行说明。另外，此处对可逆基于行编码部101进行的情况进行说明。在非可逆基于行编码部123进行的情况下也相同，所以省略其说明。
在开始了行块尺寸定义处理后，行块定义部421在步骤S411中，取得缓冲器122的容量(缓冲器尺寸)。在步骤S412中，行块定义部421取得可逆编码部413进行的熵编码的压缩率。在步骤S413中，行块定义部421根据缓冲器尺寸和压缩率中的至少某一个，定义行块尺寸。
如果步骤S413的处理结束，则行块尺寸定义处理结束。
这样，通过根据存储器尺寸、压缩率定义行块尺寸，能够将行块的尺寸设为适合的尺寸，能够抑制不需要的负荷的增大、压缩率的降低。
如上所述，在将已经编码的结果的JPEG2000压缩代码流变码为JPEG2000的代码流时，例如在最初的压缩代码流是无丢失(可逆压缩)且后续的编码是丢失(非可逆压缩)的情况下，由于滤波器不同，所以需要恢复(restore)到基带图像一次。此时，如果对1图片量的所有的像素进行解码后再次进行编码，则需要大的存储器量。因此，在本发明中，能够一边进行基于行的解码，同时并行地进行基于行的编码，所以具有能够总是通过小的存储器尺寸来执行解码与编码这两方的效果。
另外，由于解码器与编码器同时动作，所以还具有能够在短时间内结束两者的动作的高速动作的效果。
在本发明中，其目的在于，削减存储器消耗量，并且对某编码代码流进行解码而恢复到基带1次后，再次编码而变换为编码代码流。作为具体的应用例，其目的在于，省存储器地将JPEG2000的可逆压缩文件变换为JPEG2000的非可逆压缩文件。
本发明的变码装置以及方法具备：输入图像信号的编码代码流，按照被频带分割的子带中的行块的行或块单位进行熵解码的单元；通过对上述熵解码结果实施水平方向的合成滤波与垂直方向的合成滤波而按照行单位输出基带图像的单元；对上述基带图像，直至规定的分解等级数，执行水平方向的分析滤波与垂直方向的分析滤波的单元；以及一旦上述滤波的结果生成的系数达到了在各子带内能够执行熵编码的采样数，则立即进行熵编码的单元。
[个人计算机的结构]
上述一系列的处理既可以通过硬件来执行，也可以通过软件来执行。在通过软件来执行一系列的处理的情况下，从程序记录媒体，向嵌入到专用的硬件中的计算机、或通过安装各种程序而能够执行各种功能的通用的个人计算机等，安装构成该软件的程序。
图33是示出通过程序执行上述一系列的处理的计算机500的硬件的结构例的框图。
CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)501、ROM(Read Only Memory，只读存储器)502、以及RAM(RandomAccess Memory，随机访问存储器)503通过总线504相互连接。
在总线504上，还连接了入输出接口510。在输入输出接口510上，连接了由键盘、鼠标以及麦克风等构成的输入部511、由显示器、扬声器等构成的输出部512、由硬盘、非易失性的存储器等构成的存储部513、由网络接口等构成的通信部514、以及对光盘、半导体存储器等可移动介质521进行驱动的驱动器515。
在如上所述构成的计算机500中，CPU501例如将存储在存储部513中的程序经由输入输出接口510以及总线504加载到RAM 503中而执行，从而进行上述一系列的处理。
CPU 501执行的程序例如记录在可移动介质521中、或者经由局域网、因特网、及数字广播这样的有线或无线的传送介质提供，而安装到存储部513。
另外，计算机执行的程序既可以是按照在本说明书中说明的顺序时系列地进行处理的程序，也可以是并行或在进行了调出时等所需的定时进行处理的程序。
另外，在本说明书中，对于记述在记录媒体中记录的程序的步骤，当然包括按照所记载的顺序时系列地进行的处理，但除了时系列的处理，还包括并行或独立地执行的处理。
另外，在本说明书中，系统是指表示由多个设备(装置)构成的装置整体。
另外，在以上方案中，也可以将说明为一个装置(或处理部)的结构分割，而构成为多个装置(或处理部)。相反地，也可以将以上说明为多个装置(或处理部)的结构集中而构成为一个装置(或处理部)。另外，当然也可以对各装置(或各处理部)的结构附加上述以外的结构。进而，如果作为系统整体的结构、动作实质上相同，则也可以将某装置(或处理部)的结构的一部分包含在其他装置(或其他处理部)的结构中。即，本发明的实施方式不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的要旨的范围中实现各种变更。

Claims (12)

1.一种信息处理装置，其特征在于，具备：
合成滤波器单元，针对对经可逆编码的图像的代码流进行解码而得到的被频带分割的每个子带的系数数据，按照每规定数的行、或者每规定的块实施合成滤波，从而按照行单位得到基带的图像数据；
存储单元，存储通过上述合成滤波器单元得到的上述基带的图像数据；
分析滤波器单元，读出通过上述存储单元存储的上述基带的图像数据，对上述图像数据实施分析滤波，从而将上述图像数据频带分割至规定的分割等级；以及
控制单元，一旦通过上述存储单元存储的上述基带的图像数据达到能够执行上述分析滤波的数据量，则立即使上述分析滤波器单元执行上述分析滤波。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，还具备：
解码单元，对经可逆编码的图像的代码流进行解码；以及
编码单元，对通过上述分析滤波得到的被频带分割的每个子带的系数数据进行编码。
3.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，上述合成滤波的处理单位即上述行的规定数是为了至少生成1行以上的通过上述合成滤波器单元得到的上述基带的图像数据而所需的行数。
4.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，能够执行上述分析滤波的数据量是为了至少生成1行以上的通过上述分析滤波器得到的上述被频带分割的上述系数数据的最低频的子带而所需的行数。
5.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，
上述合成滤波器单元针对上述每个子带的上述系数数据，首先在水平方向进行上述合成滤波，接下来在垂直方向上进行上述合成滤波，
上述分析滤波器单元针对上述每个子带的上述系数数据，首先在水平方向上进行上述分析滤波，接下来在垂直方向上进行上述分析滤波。
6.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，
上述合成滤波器单元针对上述每个子带的上述系数数据，首先在垂直方向上进行上述合成滤波，接下来在水平方向上进行上述合成滤波，
上述分析滤波器单元针对上述每个子带的上述系数数据，首先在垂直方向上进行上述分析滤波，接下来在水平方向上进行上述分析滤波。
7.根据权利要求2所述的信息处理装置，其特征在于，
上述解码单元通过JPEG2000解码方式对上述代码流进行解码，
上述编码单元通过JPEG2000编码方式对上述系数数据进行编码。
8.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，
还具备定义单元，该定义单元定义通过上述合成滤波器单元进行的上述合成滤波的处理单位。
9.根据权利要求8所述的信息处理装置，其特征在于，
上述定义单元针对上述合成滤波的处理单位，根据通过上述编码单元进行的编码的压缩率、和上述存储单元的容量中的至少某一个，定义上述合成滤波的处理单位。
10.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，还具备：
块定义单元，定义通过上述编码单元进行的编码的处理单位的块的尺寸；以及
分区定义单元，定义由通过上述块定义单元定义了尺寸的多个上述块构成的分区的尺寸。
11.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，
针对被设为上述合成滤波的处理单位的行组从通过上述分区定义单元定义的上述分区露出的区域，一旦能够获得后续的上述行组的数据，则立即进行补充。
12.一种信息处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
合成滤波器单元针对对经可逆编码的图像的代码流进行解码而得到的被频带分割的每个子带的系数数据，按照每规定数的行、或每规定的块实施合成滤波，从而按照行单位得到基带的图像数据；
存储单元存储通过上述合成滤波器单元得到的上述基带的图像数据；
分析滤波器单元读出通过上述存储单元存储的上述基带的图像数据，对上述图像数据实施分析滤波，从而将上述图像数据频带分割至规定的分割等级；以及
一旦通过上述存储单元存储的上述基带的图像数据达到能够执行上述分析滤波的数据量，则立即使上述分析滤波器单元执行上述分析滤波。
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