JP2000188552A - 符号化表現を提供するデジタル画像の生成方法および装置 - Google Patents

符号化表現を提供するデジタル画像の生成方法および装置

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JP2000188552A JP11311661A JP31166199A JP2000188552A JP 2000188552 A JP2000188552 A JP 2000188552A JP 11311661 A JP11311661 A JP 11311661A JP 31166199 A JP31166199 A JP 31166199A JP 2000188552 A JP2000188552 A JP 2000188552A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画品質を維持しながら高圧縮率の符号化を実
現するとともに装置構成に依存せずに画像を良好に復号
し生成することができるデジタル画像の生成方法および
装置を提供する。 【解決手段】 本方法は、圧縮符号化表現画像を提供す
るためのデジタル画像を符号化する。この方法は、ま
ず、全画像に対しマルチレベル２次元ＤＷＴ変換（４１
０）を実行し、変換結果を階層順に配置する（４２
０）。次に、ＤＷＴ変換のサブバンドが、いくつかのブ
ロックにタイル化される（４３０）。次に、各ブロック
を視覚的に無損失の点までビットプレーン符号化する
（４４０）。その後、各符号化ブロックは、歪み度と所
望の合計ブロックレートに基づいて画像歪みを最小化す
るビットプレーンで終了される（４５０）。そして、符
号化表現を形成するために、終了された符号化ブロック
を連結する（４６０）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、符号化表現を提供
するデジタル画像を生成する符号化方法および装置に関
するものである。本発明は、また符号化表現を提供する
デジタル画像を生成するコンピュータプログラムを記録
したコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラ
ム製品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】米国特許出願第５,７５４、７９３号
は、ヒューマン・ビジュアル・システム（ＨＶＳモデ
ル）を使用するウェーブレット・ベースの画像圧縮方式
を開示する。この方法はＤＣサブバンド内の係数ごとの
エッジ状態および背景輝度に基づき、その後ＤＷＴレベ
ルおよび方向を重み付けされる量子化因数を有すること
でスペクトルと空間の両面で量子化を調整し、量子化因
数には伝送オーバヘッドは不要であるがこの方法ではＤ
Ｃ係数が量子化されないことを必要とする。このように
して量子化因数が符号化器と復号化器の両方で決定でき
る。この結果、この方法の圧縮性能は制限され、圧縮率
を上げるためにしばしば必要なように、ＤＷＴのレベル
数が増加した場合の空間適合の精度が低下するという欠
点がある。さらに、米国特許第５，７５４，７９３号で
開示された方法は異なる表示条件またはディスプレイに
は適合できない。これはサブバンド量子化因数が復号化
器のルックアップ・テーブルに記憶されているからであ
る。この方法はメモリが制約された符号化器にも適合で
きない。これは各サブバンド内のコントラスト・マスキ
ングを評価するのにＤＣサブバンドからの係数を必要と
するからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、従
来技術の１つまたは複数の欠点を改善することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様によれ
ば、符号化表現を提供するデジタル画像の生成方法が提
供され、前記方法は、（ｉ）係数の複数のブロックを取
得するために前記デジタル画像を変換する変換ステップ
と、（ｉｉ）前記係数の前記ブロックそれぞれをビット
プレーン符号化するビットプレーン符号化ステップと、
（ｉｉｉ）前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレー
ンごとに少なくとも１つの歪み度を決定する歪み度決定
ステップと、（ｉｖ）前記歪み度に基づいて画像歪みを
最小化する前記ビットプレーンで前記符号化ブロックそ
れぞれを終了する終了ステップと、（ｖ）前記符号化表
現を形成するために前記終了した符号化ブロックを連結
する連結ステップとを含む。
【０００５】本発明の別の態様によれば、符号化表現を
提供するデジタル画像の生成方法が提供され、前記方法
は、（ｉ）係数の複数のブロックを取得するために前記
デジタル画像を変換する変換ステップと、（ｉｉ）前記
係数の前記ブロックそれぞれをビットプレーン符号化す
るビットプレーン符号化ステップと、（ｉｉｉ）前記ブ
ロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少なくと
も１つのブロックレートを決定するブロックレート決定
ステップと、（ｉｖ）前記ブロックレートに基づいて合
計ブロックレートを最小化する前記ビットプレーンで前
記符号化ブロックそれぞれを終了する終了ステップと、
（ｖ）前記符号化表現を形成するために前記終了した符
号化ブロックを連結する連結ステップとを含む。
【０００６】本発明のさらに別の態様によれば、符号化
表現を提供するデジタル画像の生成方法が提供され、前
記方法は、（ｉ）元の係数の複数のブロックを取得する
ために前記デジタル画像を変換する変換ステップであっ
て、前記ブロックそれぞれは、対応最小ビットプレーン
および最小ビットプレーンを有し、（ｉｉ）前記対応最
大ビットプレーンから前記対応最小ビットプレーンに前
記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレーン符号化
するビットプレーン符号化ステップと、（ｉｉｉ）前記
ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少なく
とも１つのブロックレートを決定するブロックレート決
定ステップであり、指定ブロックの指定符号化ビットプ
レーンの前記少なくとも１つのブロックレートは、指定
ブロックを、対応最大ビットプレーンから指定符号化ビ
ットプレーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前記ビ
ットプレーン符号化ステップの間に符号化されたコード
・ビットの数を表し、（ｉｖ）前記ブロックそれぞれの
符号化ビットプレーンごとに少なくとも１つの歪み度を
決定する歪み度決定ステップであり、指定ブロックの指
定符号化ビットプレーンの前記少なくとも１つの歪み度
は、前記指定ブロックの対応符号化最大ビットプレーン
から指定符号化ビットプレーンのそれぞれ少なくとも１
つの部分に前記符号化ビットプレーンから復号化された
前記係数の関数であり、また、前記指定ブロックの元の
係数の関数であり、（ｖ）前記歪み度と前記ブロックレ
ートの所定の合計に基づいて画像歪みを最小化する前記
ビットプレーンで前記符号化ブロックを終了する終了ス
テップと、（ｖｉ）前記符号化表現を形成するために前
記終了した符号化ブロックを連結する連結ステップとを
含む。
【０００７】本発明のさらに別の態様によれば、符号化
表現を提供するデジタル画像の生成方法が提供され、前
記方法は、（ｉ）元の係数の複数のブロックを取得する
ために前記デジタル画像を変換する変換ステップであ
り、前記ブロックそれぞれは、対応最大ビットプレーン
および最小ビットプレーンを有し、（ｉｉ）前記対応最
大ビットプレーンから前記対応最小ビットプレーンに前
記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレーン符号化
するビットプレーン符号化ステップと、（ｉｉｉ）前記
ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少なく
とも１つのブロックレートを決定するブロックレート決
定ステップであり、指定ブロックの指定符号化ビットプ
レーンの前記少なくとも１つのブロックレートは、指定
ブロックを、対応最大ビットプレーンから指定符号化ビ
ットプレーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前記ビ
ットプレーン符号化ステップの間に符号化されたコード
・ビットの数を表し、（ｉｖ）前記ブロックそれぞれの
符号化ビットプレーンごとに少なくとも１つの歪み度を
決定する歪み度決定ステップであり、指定ブロックの指
定符号化ビットプレーンの前記少なくとも１つの歪み度
は、前記指定ブロックの対応符号化最大ビットプレーン
から指定符号化ビットプレーンのそれぞれ少なくとも１
つの部分に前記符号化ビットプレーンから復号化された
前記係数の関数であり、また、前記指定ブロックの元の
係数の関数であり、（ｖ）前記ブロックレートと所定の
画像歪みに基づいて合計ブロックレートを最小化する前
記ビットプレーンで前記符号化ブロックそれぞれを終了
する終了ステップと、（ｖｉ）前記符号化表現を形成す
るために前記終了した符号化ブロックを連結する連結ス
テップとを含む。
【０００８】本発明のさらに別の態様によれば、符号化
表現を提供するデジタル画像の生成装置が提供され、前
記装置は、係数の複数のブロックを取得するために前記
デジタル画像を変換する変換手段と、前記係数の前記ブ
ロックそれぞれをビットプレーン符号化するビットプレ
ーン符号化手段と、前記ブロックそれぞれの符号化ビッ
トプレーンごとに少なくとも１つの歪み度を決定する歪
み度決定手段と、前記歪み度に基づいて画像歪みを最小
化する前記ビットプレーンで前記符号化ブロックそれぞ
れを終了する終了手段と、前記符号化表現を形成する前
記終了した符号化ブロックを連結する連結手段とを含
む。
【０００９】本発明のさらに別の態様によれば、符号化
表現を提供するデジタル画像の生成装置が提供され、前
記装置は、係数の複数のブロックを取得する前記デジタ
ル画像を変換する変換手段と、前記係数の前記ブロック
それぞれをビットプレーン符号化するビットプレーン符
号化手段と、前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレ
ーンごとに少なくとも１つのブロックレートを決定する
ブロックレート決定手段と、前記ブロックレートに基づ
いて合計ブロックレートを最小化する前記ビットプレー
ンで前記符号化ブロックそれぞれを終了する終了手段
と、前記符号化表現を形成するために前記終了した符号
化ブロックを連結する連結手段とを含む。
【００１０】本発明のさらに別の態様によれば、符号化
表現を提供するデジタル画像の生成装置が提供され、前
記装置は、元の係数の複数のブロックを取得するために
前記デジタル画像を変換する変換手段であり、前記ブロ
ックそれぞれは、対応最大ビットプレーンおよび最小ビ
ットプレーンを有し、前記対応最大ビットプレーンから
前記対応最小ビットプレーンに前記係数の前記ブロック
それぞれをビットプレーン符号化するビットプレーン符
号化手段と、前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレ
ーンごとに少なくとも１つのブロックレートを決定する
第１決定手段であり、指定ブロックの指定符号化ビット
プレーンの前記少なくとも１つのブロックレートは、指
定ブロックを、対応最大ビットプレーンから指定符号化
ビットプレーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前記
ビットプレーン符号化手段の実行中に符号化されたコー
ド・ビットの数を表し、前記ブロックそれぞれの符号化
ビットプレーンごとに少なくとも１つの歪み度を決定す
る第２決定手段であり、指定ブロックの指定符号化ビッ
トプレーンの前記少なくとも１つの歪み度は、前記指定
ブロックの対応符号化最大ビットプレーンから指定符号
化ビットプレーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前
記符号化ビットプレーンから復号化された前記係数の関
数であり、また、前記指定ブロックの元の係数の関数で
あり、前記歪み度と前記ブロックレートの所定の合計に
基づいて画像歪みを最小化する前記ビットプレーンで前
記符号化ブロックを終了する終了手段と、前記符号化表
現を形成するために前記終了した符号化ブロックを連結
する連結手段とを含む。
【００１１】本発明のさらに別の態様によれば、符号化
表現を提供するデジタル画像の生成装置が提供され、前
記装置は、元の係数の複数のブロックを取得するために
前記デジタル画像を変換する変換手段であり、前記ブロ
ックそれぞれは、対応最大ビットプレーンおよび最小ビ
ットプレーンを有し、前記対応最大ビットプレーンから
前記対応最小ビットプレーンに前記係数の前記ブロック
それぞれをビットプレーン符号化するビットプレーン符
号化手段と、前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレ
ーンごとに少なくとも１つのブロックレートを決定する
第１決定手段であり、指定ブロックの指定符号化ビット
プレーンの前記少なくとも１つのブロックレートは、指
定ブロックを、対応最大ビットプレーンから指定符号化
ビットプレーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前記
ビットプレーン符号化手段の実行中に符号化されたコー
ド・ビットの数を表し、前記ブロックそれぞれの符号化
ビットプレーンごとに少なくとも１つの歪み度を決定す
る第２決定手段であり、指定ブロックの指定符号化ビッ
トプレーンの前記少なくとも１つの歪み度は、前記指定
ブロックの対応符号化最大ビットプレーンから指定符号
化ビットプレーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前
記符号化ビットプレーンから復号化された前記係数の関
数であり、また、前記指定ブロックの元の係数の関数で
あり、前記ブロックレートと所定の画像歪みに基づいて
合計ブロックレートを最小化する前記ビットプレーンで
前記符号化ブロックそれぞれを終了する終了手段と、前
記符号化表現を形成する前記終了した符号化ブロックを
連結する連結手段とを含む。
【００１２】
【発明の実施の形態】１つまたは複数の添付の図面でス
テップおよび／または特徴に同じ参照番号で言及する場
合、それらのステップおよび／または特徴は本明細書で
は、特に反対の意図がない限り、同じ特徴または動作を
示す。 本方法の実施形態 本実施形態は、まず画像データのウェーブレット変換を
行う。ウェーブレット変換処理の説明は多数の標準的な
文献、特にI. Stollinitz他の著書「Wavelets for Compu
ter Graphics」、１９９６年、Morgan Kaufmann Publis
hers Inc.に記載されている。以下にウェーブレット処
理の概要について添付図面を参照しながら説明する。 離散ウェーブレット変換 図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、オリジナル画像１が
離散ウェーブレット変換（ＷＤＴ）を用いて４つのサブ
画像３〜６に変換される。サブ画像またはサブバンドは
通常ＬＬ１，ＨＬ１，ＬＨ１、およびＨＨ１と表示され
る。サブバンド名の１つのサフィックスがレベル１を示
す。ＬＬ１サブバンドはオリジナル画像のロー・パス・
デシメーションされたバージョンである。
【００１３】使用されるウェーブレット変換は変形する
ことができ、Ｈａｒｒベースの関数、Ｄａｕｂｅｃｈｉ
ｅｓベースの関数などを含むことができる。次いで、Ｌ
ＬＩサブバンドが使用され、図２に示すように、第２離
散ウェーブレット変換が適用され、サブバンドＬＬ２
（８）、ＨＬ２（９）、ＬＨ２（１０）、ＨＨ２（１
１）が生成される。この処理は例えばＬＬ４サブバンド
が示される図３に示すように続けられる。明らかに、入
力画像のサイズに応じてさらに上のレベルの分解が提供
される。最低周波数サブバンドはＤＣサブバンドと呼ば
れる。図３の場合、ＤＣサブバンドはＬＬ４サブバンド
である。
【００１４】次いで、オリジナル画像を得るために各単
一レベルの逆ＤＷＴが逆変換される。従って、Ｊレベル
のＤＷＴは一連のＪ単一レベルの逆ＤＷＴとして逆変換
される。
【００１５】画像を階層的に符号化する場合、ＤＣサブ
バンドが最初に符号化される。次いで、レベルの降順に
残りのサブバンドが符号化される。４レベルＤＷＴの場
合、レベル４のサブバンドはＤＣサブバンド（ＬＬ４）
の後に符号化される。つまり、ＨＬ４、ＬＨ４およびＨ
Ｈ４サブバンドである。次いでレベル３のサブバンド
（ＨＬ３、ＬＨ３、およびＨＨ３）が符号化され、その
後でレベル２のサブバンド（ＨＬ２、ＬＨ２、およびＨ
Ｈ２）、レベル１のサブバンド（ＨＬ１、ＬＨ１、およ
びＨＨ１）の順に符号化される。
【００１６】標準画像の場合、符号化サブバンドは一般
に画像内に「詳細」情報を含む。従って、符号化サブバ
ンドはしばしば値の疎配列を含み、サブバンドの量子化
とその疎行列形式の効率的な符号化によってかなりの圧
縮が達成される。 符号化および復号化処理の概要 符号化処理の概要を図４に示し、復号化処理の概要を図
５に示す。入力画像、ディスプレイ装置、および周囲の
照明条件によっては、画像の符号化の前に画像を前処理
し、復号化の後に画像を後処理する必要がある。これに
よって照度マスキング効果の明示的なモデル化が可能に
なるが、表示装置の照度関数と人間の目の照度感度の両
方のモデル化が必要になる。これらの関数は従来技術で
知られ、一般に対数またはべき法則モデルを用いてモデ
ル化される。本実施形態では、画像の濃度レベルはおお
よそ人間の観察者が見た知覚輝度の線形関数であるもの
としている。これによって大半の場合にこの非線形前処
理および後処理の必要がなくなる。
【００１７】まず、図４についてみると、前述したよう
に、４１０で離散ウェーブレット変換を用いてデジタル
画像がいくつかのサブバンド成分に変換される。好まし
くは、ステップ４２０で各サブバンドは階層順に、具体
的にはＤＣ、ＨＬ４、ＬＨ４、ＨＨ４、ＨＬ３、ＬＨ
３、ＨＨ３、ＨＬ２、ＬＨ２、ＨＨ２、ＨＬ１、ＬＨ
１、ＨＨ１の順に符号化される。ステップ４３０でサブ
バンドはいくつかのブロックにタイル化される。一般
に、各ブロックはステップ４４０で好ましいクワドツリ
ー組込符号化器で任意の最小ビットプレーンに符号化で
きる。特に、各ブロックは好ましくは視覚的に無損失の
点まで符号化される。すべてのブロックとサブバンドが
符号化後、ステップ４５０で各ブロックの最適切り捨て
ポイントが決定される。次いで各ブロックはそれに従っ
て切り捨てられ、ステップ４６０でブロックのコードは
出力ビット・ストリーム内で適当な符号化画像ヘッダに
連結される。
【００１８】符号化デジタル画像は、図５に示すように
復号化される。ステップ５１０で、画像の各サブバンド
の各ブロックはクワドツリー復号化器で復号化される。
ステップ５２０で、復号化サブバンドは逆離散ウェーブ
レット変換される。ステップ５３０で、復号化画像が出
力される。
【００１９】図４の各符号化ステップ４３０、４４０、
４５０および４６０について図６〜図１４を参照しなが
ら詳述する。 サブバンド・タイル化 図６を参照すると、サブバンド６１０に対する図４のス
テップ４３０の処理結果が示されている。サブバンド６
１０はブロック６２０、６３０、６４０および６５０に
タイル化される。好ましくは、サブバンドは、左上角か
ら始まる係数の３２×３２のブロックでタイル化され
る。表現３２×３２とは、それぞれ３２行×３２列を指
す。タイルの最小ブロック・サイズは３２×３２であ
る。サブバンドが最小ブロック・サイズの倍数でない場
合、ブロック端はサイズが３２×３２から６４×６４の
範囲に拡張される。例えば、サイズが１１０×１１２係
数の図６のサブバンド６１０の場合、３２×３２サブバ
ンド（６２０）が４つと、３２×４８サブバンド（６３
０）が２つと、４６×３２サブバンド（６４０）が２つ
と、４６×４８サブバンド（６５０）が１つある。ステ
ップ４３０は最小ブロック・サイズより大きいかまたは
それに等しいサブバンド上でだけ実行される。 組込クワドツリー符号化 実施形態の説明に進む前に、以下に用いる用語を簡潔に
まとめる。ある数の２進整数表現の「ビットｎ」または
「ビット番号ｎ」は最下位ビットの左からｎ番目の２進
桁を指す（ビット０から数えて）。例えば、８ビットの
２進化表現の場合、１０進数９は００００１００１で表
される。この数で、ビット３は１に等しく、ビット２、
１、および０はそれぞれ０、０、１に等しい。さらに、
画像の変換は行と列に配置された、それぞれのビット・
シーケンスで表される係数を有する行列で表すことがで
きる。概念的に言うと、この行列は３つの次元を有する
と見なされる。第１次元は行方向に延び、第２次元は列
方向に延び、第３次元はビット・シーケンス方向に延び
ている。同じビット番号で各ビット・シーケンスを通過
するこの３次元空間内の平面は「ビットプレーン」また
は「ビット・プレーン」と呼ばれる。「ビットプレーン
番号ｎ」という用語はビット番号ｎを通過するビットプ
レーンを指す。
【００２０】画像フレームの領域は、連続する画像係数
のセットを含む。係数と言う用語はこれ以後、画素と同
義に使用するが、当業者には明らかなように、前者は通
常、変換定義域（例えばＤＷＴ定義域）内の画素を参照
するために使用される。これらのセットまたは領域Ｔは
変換画像係数｛Ｃｉ，ｊ｝有すると定義され、（ｉ，
ｊ）は係数座標である。
【００２１】注目ビットプレーンの画素セットまたは領
域Ｔは領域内の各係数のｍｓｂ数が注目ビットプレーン
の値より小さい場合には無効であると言われる。領域の
重みの概念を正確にするために、数学的定義が式（１）
で与えられる。画素セットまたは領域Ｔは、
【００２２】
【数１】
【００２３】の場合にビットプレーンｎに関して（また
はビットプレーンｎで）無効であると言われる。
【００２４】座標のセットＴの区分化によって、次式を
満たすＴのサブセットの集合体｛Ｔ ｍ｝を指す。
【００２５】
【数２】
【００２６】言い換えると、ｃｉ，ｊ∈Ｔならば、サブ
セットＴｍの１つについて、また１つだけについて、ｃ
ｉ，ｊ∈Ｔｍである。好ましくは、Ｔは矩形定義域であ
り、セット｛Ｔｍ｝はＴの４つの象限からなるセットで
ある。
【００２７】本実施形態はクワドツリー区分化を用いる
組込方法で係数のセットを符号化する。組込および変形
の組み込まれたという用語を使用する場合、上位ビット
プレーン内のあらゆるビットが下位ビットプレーンのど
のビットよりも先に符号化されるという意味である。例
えば、ビットプレーン７内のあらゆるビットはビットプ
レーン６内のどのビットよりも先に符号化される。次い
で、ビットプレーン６内のあらゆるビットはビットプレ
ーン５内のどのビットよりも先に符号化され、以下同様
である。すなわち、ビットプレーンｎはビットプレーン
ｎ−１より先に符号化され符号化ビットストリーム内に
挿入される。好ましくは、各ビットプレーンは３つのパ
ス、すなわち、後述するＬＩＣ、ＬＩＲ、およびＬＳＣ
パスで符号化される。
【００２８】図７は図４のステップ４４０で使用する好
ましい組込クワドツリー符号化処理の詳細なフローチャ
ートである。ステップ４４０で、係数のブロックは、組
込クワドツリー符号化処理を用いて視覚的に無損失の点
まで符号化されるのが好ましい。ＤＷＴ係数は有限ビッ
ト数を有するサイン付き大きさ形式で表されるものとす
る。好ましくは、１５ビットを用いてＤＷＴ係数の大き
さを表し、１つの追加のサインビットを用いて合計１６
ビットを構成する。当然そのような有限ビット数の使用
は量子化形式である。ただし、８ビット（色あたり）入
力画像の場合、１６ビットＤＷＴ係数が表す画像は、一
般に可視歪みしきい値よりもはるかに下である。
【００２９】ステップ７１０で、ブロック内のすべての
係数の最上位ビットｎｍａｘが決定される。すなわち、
ｎｍａｘはブロック内のすべての係数ｃについて
【００３０】
【数３】
【００３１】を満たす最小整数ｎである。ステップ７２
０で、ビットプレーン変数ｎはｎｍａ ｘに設定される。
【００３２】ステップ７３０で、無効係数リスト（ＬＩ
Ｃ）と、有効係数リスト（ＬＳＣ）と、無効領域リスト
（ＬＩＲ）が初期化される。ＬＩＣとＬＳＣは空に初期
化される。ＬＩＲは４つのブロックの象限に初期化され
る。変数ｎｕｍ＿ｓｉｇ＿ｃｏｅｆｆｓ＿ｔｏ＿ｃｏｄ
ｅは０に初期化される。これらのリストと、それが符号
化される方法を以下に詳述する。ただしリストが空の場
合、処理はその空のリストを符号化せずに次の符号化に
移行する。
【００３３】ステップ７４０で、ＬＩＣ内の各係数のビ
ットｎが符号化される。最初、ビットｎはｎｍａｘに設
定されループ７４０から７９０のパスごとにデクリメン
トされる。ステップ７４５で、注目ブロックレートと歪
みが計算される。注目ブロックレートは単にこれまでブ
ロックを符号化するために使用したビット数である。符
号化ビット・ストリームを与えると、符号化手順の逆を
実行する復号化器はビット精度ｎ＋１まで各係数を復号
化でき、さらに注目ＬＩＣ内の係数をビット精度ｎまで
復号化できる。注目ブロック歪みは、実際のブロック・
データと与えられたブロックの注目コードの場合、復号
化器が再構成するブロックとの間の歪みである。復号化
器がブロック内の係数ごとに再構成する値について以下
に詳述する。さらに、歪みの計算について図１３を参照
しながら詳述する。次いで、ステップ７５０で、注目ブ
ロック歪みが可視しきい値に照らしてチェックされる。
歪みが可視しきい値より小さい場合、処理はステップ７
９５で終了する。ブロックが可視しきい値より小さくな
い場合、可視しきい値処理はステップ７６０に続く。
【００３４】ステップ７６０で、無効領域リスト内の各
領域がビットプレーンｎで符号化される。注目ブロック
レートおよび歪みがステップ７６５で計算される。ステ
ップ７７０で注目ブロック歪みが可視しきい値に照らし
てチェックされる。歪みが可視しきい値より小さい場
合、処理はステップ７９５で終了する。ブロックが可視
しきい値より小さくない場合、可視しきい値処理はステ
ップ７７５に続く。
【００３５】ステップ７７５で、無効係数リスト内の各
係数のビットｎが符号化される。ステップ７７６で、注
目ブロックレートおよび歪みが決定される。ステップ７
７７で、ｎｕｍ＿ｓｉｇ＿ｃｏｅｆｆｓ＿ｔｏ＿ｃｏｄ
ｅがＬＳＣ内の係数の数に設定される。この変数が使用
されるので、ステップ７４０および７６０でＬＳＣに追
加される有効な係数は注目処理中では符号化されない。
ステップ７８０で、注目ブロック歪みが可視しきい値に
照らしてチェックされる。歪みが可視しきい値より小さ
い場合、処理はステップ７９５で終了する。ブロックが
可視しきい値より小さくない場合、可視しきい値処理は
ステップ７９０に続く。前述したように、各ブロックは
任意のビットプレーンに合わせて符号化できる。この実
施形態では、判定ブロック７５０および７７０を省略で
き、その代わりに判定ブロック７８０で注目ビットプレ
ーンｎが任意の選択した最小ビットプレーンと等しいか
またはそれより小さいか否かをチェックできる。そうで
ある場合、処理はステップ７９５で終了する。
【００３６】ステップ７９０で、注目ビットプレーン変
数ｎはデクリメントされ、処理はステップ７４０に続
く。
【００３７】注目ブロックレートおよび歪み測定ステッ
プ７４５、７６５、および７７６は、ビットプレーンの
符号化の間に実行される。あるいは、これらの決定ステ
ップは、符号化処理の後に実行されてもよい。 ＬＩＲリストの符号化 無効領域リストは、領域のリストまたはベクトルであ
る。領域は係数のブロックのサブブロックである。領域
（ブロック内の）はブロック内の領域の左上角の座標と
領域のサイズによって記述できる。無効領域リストは４
つの領域、すなわち、ブロック内の４つの象限で初期化
される。
【００３８】図８を参照すると、８００がブロックを表
す場合、４つの領域は８１０、８２０、８３０および８
４０である。これらの領域はこの順にＬＩＲに挿入され
る。
【００３９】図９を参照すると、ＬＩＲは以下のように
図７のステップ７６０のビットプレーンｎで符号化され
る。ステップ９１０で、注目領域ＲはＬＩＲの第１領域
に設定され、ＬはＬＩＲの領域数に設定され、ｒｅｇｉ
ｏｎ＿ｎｕｍ、すなわちＬＩＲ内の注目領域のインデッ
クスは１に設定される。判定ブロック９１２で、ｒｅｇ
ｉｏｎ＿ｎｕｍがＬより小さいかまたはそれに等しいか
否かを判定するためにチェックがなされる。判定ブロッ
ク９１２がｙｅｓを返すと、処理はステップ９１４に続
く。ステップ９１４で、領域Ｒの重みが出力される。
【００４０】
【数４】
【００４１】である場合、係数ｃはビットプレーンｎで
無効である。領域内のすべての係数がビットプレーンｎ
で無効な場合、領域はビットプレーンｎで無効である。
領域または係数がビットプレーンｎで無効でない場合、
領域または係数は、ビットプレーンｎで有効である。ス
テップ９１２で、Ｒが有効な場合、１を出力してＲの重
みが符号化され、Ｒが無効な場合、０を出力してＲの重
みが符号化される。次いで処理はステップ９２０で再開
する。判定ブロック９１２がｎｏを返すと、処理はただ
ちにステップ９２０に移行する。
【００４２】判定ブロック９２０で、Ｒがビットプレー
ンｎで有効か否かを判定するためにチェックがなされ
る。判定ブロック９２０がｎｏを返すと、処理はステッ
プ９５０に続く。
【００４３】判定ブロック９２０がｙｅｓを返すと、処
理はステップ９２５に続く。ステップ９２５で、ＲはＬ
ＩＲから削除される。ステップ９３０で２×２の重みマ
スクが１５レベル・ハフマン・コードで符号化される。
このステップについてはステップ９４０の説明の後に詳
述する。判定ブロック９３５はＲが２×２の係数からな
る領域であるか否かをチェックする。判定ブロック９３
５がｎｏを返すと、処理はステップ９４０に続く。ステ
ップ９４０で、Ｒは４つの領域、すなわち、その４つの
象限に区分化され、これらはＬＩＲの最後に追加され
る。例えば、図８のブロック８００が領域Ｒの場合、８
１０、８２０、８３０および８４０が４つの象限であ
る。ステップ９３０で符号化された重みマスクは、Ｒ内
の２×２の象限のそれぞれの重み（ｎに関する）を示す
２×２の２進マスクである。例えば、８１０、８２０お
よび８４０がｎに関して無効であり、一方８３０がｎに
関して有効な場合、重みマスクは、
【００４４】
【数５】
【００４５】になる。ここで０は無効、１は有効を示
す。１つの象限だけが有効でなければならないので１５
の異なる重みマスクしかないことに留意する必要があ
る。
【００４６】ステップ９４０で、ＬＩＲの最後に追加さ
れた４つの領域のそれぞれの重みはステップ９３０で重
みマスクを介してすでに符号化されていることに留意す
る必要がある。この理由から、判定ブロック９１２で、
ｒｅｇｉｏｎ＿ｎｕｍがＬより小さいかまたはそれに等
しいか否かがチェックされる。ｒｅｇｉｏｎ＿ｎｕｍが
Ｌより大きい場合、領域の重みは何か以前の領域（イン
デックスがｒｅｇｉｏｎ＿ｎｕｍより小さい）の符号化
の間にステップ９３０ですでに符号化されている。
【００４７】判定ブロック９３５に戻ると、前記ブロッ
クがｙｅｓを返した場合、処理はステップ９４５に続
く。Ｒが係数の２×２のブロックの場合、重みマスクは
２×２の係数のそれぞれのの重みを示す。Ｒが２×２の
領域の場合の例を挙げると、８１０、８２０、８３０お
よび８４０は１×１の領域（すなわち、個々の係数）で
ある。ステップ９４５で、２×２の領域Ｒ内の係数が有
効な場合、この係数は有効係数リストに追加され、サイ
ンビットが出力される、すなわち、係数が正の場合は０
が出力され、係数が負の場合は１が出力される。ステッ
プ９４５で、２×２の領域Ｒ内の係数が無効な場合、こ
の係数は無効係数リストに追加される。ステップ９４０
とステップ９４５の後で処理はステップ９５０で再開す
る。
【００４８】判定ブロック９５０で、ＲがＬＩＲ内の最
後の領域か否かを判定するためにチェックがなされる。
判定ブロック９５０がｙｅｓを返すと、処理はステップ
９６０で終了する。判定ブロック９５０がｎｏを返す
と、処理はステップ９５５で再開する。ステップ９５５
で注目領域インデックスｒｅｇｉｏｎ＿ｎｕｍがインク
リメントされ、ＲはＬＩＲ内の次の領域に設定される。
次いで処理はステップ９１２で再開する。 ＬＩＣリストの符号化 図１０を参照すると、以下のように図７のステップ７４
０で、無効係数リストＬＩＣがビットプレーンｎで符号
化される。無効係数リストは、単にＬＩＲ符号化処理で
追加された係数のリストである。ステップ１０１０で注
目係数ｃがＬＩＣ内の最初の係数に設定される。ステッ
プ１０２０でｃのビットｎが出力される。すなわち、ｃ
のビットｎが１の場合は１が出力され、そうでなければ
０が出力される。判定ブロック１０３０で、ｃがビット
プレーンｎで有効か否かを判定するためにチェックがな
される。判定ブロック１０３０がｙｅｓを返すと（すな
わち、ステップ１０２０で１が出力されると）、処理は
ステップ１０４０に続く。ステップ１０４０で、サイン
ビットが出力され係数ｃがＬＩＣから削除されてＬＳＣ
の最後に追加される。次いで処理はステップ１０５０に
続く。判定ブロック１０３０がｎｏを返すと、処理はス
テップ１０５０で再開する。判定ブロック１０５０で、
ｃがＬＩＣ内の最後の係数か否かを判定するためにチェ
ックがなされる。判定ブロック１０５０がｎｏを返す
と、処理はステップ１０７０で終了する。判定ブロック
１０５０がｙｅｓを返すと、処理はステップ１０６０に
続く。ステップ１０６０で、注目係数ｃがＬＩＣ内の次
の係数に設定される。次いで処理はステップ１０２０に
続く。 ＬＳＩリストの符号化 図１１を参照すると、以下のように図７のステップ７７
５で有効係数リストＬＩＣがビットプレーンｎで符号化
される。有効係数リストは、単にＬＩＲおよびＬＩＣ符
号化処理で追加された係数のリストである。ステップ１
１１０で注目係数ｃがＬＩＣ内の最初の係数に設定さ
れ、注目係数インデックスｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ＿ｎ
ｕｍが１に設定される。ステップ１１２０でｃのビット
ｎが出力される。すなわち、ｃのビットｎが１の場合は
１が出力され、そうでなければ０が出力される。判定ブ
ロック１１３０で、ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ＿ｎｕｍが
ｎｕｍ＿ｓｉｇ＿ｃｏｅｆｆｓ＿ｔｏ＿ｃｏｄｅより大
きいかまたはそれと等しいか否かを判定するためにチェ
ックがなされる。変数ｎｕｍ＿ｓｉｇ＿ｃｏｅｆｆｓ＿
ｔｏ＿ｃｏｄｅはステップ７３０および７７７で設定さ
れ使用されるので、ステップ７４０および７６０でビッ
トプレーンｎについてＬＳＣに追加される係数はビット
プレーンｎでのＬＳＣの符号化の間では、再符号化され
ない。判定ブロック１１３０がｙｅｓを返すと、処理は
ステップ１１５０で終了する。判定ブロック１１３０が
ｎｏを返すと、処理はステップ１１４０に続く。ステッ
プ１１４０で注目係数ｃはＬＳＣ内の次の係数に設定さ
れ、注目係数インデックスｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ＿ｎ
ｕｍはインクリメントされる。次いで、処理はステップ
１１２０に続く。 組込クワドツリー復号化 ブロックの組込クワドツリー・コードが与えらると、ブ
ロックはクワドツリー符号化手順の逆を用いて符号化器
内の最後のパスが決定した精度まで再構成できる。復号
化器は基本的に同じアルゴリズムを実行する。アルゴリ
ズム内の分岐または判定点の方向は、対応する点の符号
化器が出力した符号化ビット・ストリーム内のビットか
ら決定される。
【００４９】任意のパス（ＬＩＣ、ＬＳＣのＬＩＲ）の
終了時に、復号化器はブロック内の各係数を一定のビッ
ト精度で決定できる。例えば、最後のパスがビットプレ
ーンｎ＝３のＬＳＣの場合、復号化器によってブロック
内の各係数についてビット３以上が決定され、それぞれ
の復号化された係数はビット精度３を有するという。好
ましくは、復号化器は復号化された係数の不確実性間隔
の中間で各係数を再構成する。すなわち、復号化された
係数がビット精度ｎを有し、（復号化された、または実
際の）係数がビットプレーンｎ以上に非ゼロのビットを
有すると仮定する。ｍを、係数の復号化されたビットに
従ってビットプレーン０〜ｎ―１にゼロを有し、上位ビ
ットプレーンにビットを有する数の大きさとする。この
場合、好ましくは、復号化された係数の大きさはＭ＋２
ｎ−１で与えられる。これは復号化器が現在確認できる
限り、元の係数はｍとｍ＋２ｎの間の大きさを有するこ
とを反映する。間隔［ｍ，ｍ＋２ｎ］は不確実性間隔と
呼ばれる。ビット精度ｎに関して、ビットプレーンｎ以
上に係数が非ゼロのビットを有する場合、復号化された
値は０である。 歪みの計算 図７を参照すると、ステップ７４５、７６５、および７
７６で画像歪みが計算され保持される。本実施形態で
は、画像歪みは注目ブロックおよび同じレベルの方向が
異なるブロック内のウェーブレット係数に基づく簡単化
された知覚モデルを用いて計算される。これによってモ
デルの信頼性が改善され、他のレベルの分解の係数が
（まだ）使用できない知覚歪みメトリックがメモリ制限
のある実施形態に適したものになる。
【００５０】図１３を参照すると、判定ブロック１３０
５がＤＷＴ係数の注目ブロックについてしきい値上昇
（ＴＥ）が計算されているか否かをチェックする。判定
ブロック１３０５がｙｅｓを返すと、処理はステップ１
３５０に続く。判定ブロック１３０５がｎｏを返すと、
ステップ１３１０、１３２０、１３３０、および１３４
０で次のようにＤＷＴ係数の注目ブロックについてＴＥ
が計算される。しきい値上昇はクワドツリー組込符号化
処理による符号化に先立って元のＤＷＴ係数について計
算される。ステップ１３１０で、注目ブロックのＤＷＴ
係数の大きさ（絶対値）が計算される。これらの大きさ
は次いでその隣接する（大きさ）係数と共にプールさ
れ、ステップ１３２０でローカル空間マスキング効果が
計算される。好ましくは、各係数に加えられるプーリン
グ関数は重み付き行列によるその８つの最も近い隣接係
数の重み付き総和
【００５１】
【数６】
【００５２】であり、ここで最大の重み付け（４／１
６）がしきい値上昇（ＴＥ）が計算される係数に加えら
れる。次いで処理はステップ１３３０に続き、ここでプ
ールされた係数はそれに対応する兄弟（sibling）係
数、すなわち、同じＤＷＴレベルの、方位が異なるサブ
バンド内の同じ空間位置に関係する係数と共にさらにプ
ールされる。好ましくは、使用されるプーリング関数は
以下の通りである。
【００５３】 サブバンド／重み ＬＨ ＨＬ ＨＨ ＬＨ ０．６ ０．１５ ０．２５ ＨＬ ０．１５ ０．６ ０．２５ ＨＨ ０．２５ ０．２５ ０．５ 例えば、サブバンドＬＨ内の係数Ａは、プールされて
Ａ’＝０．６Ａ＋０．１５Ｃ＋０．２５Ｂ、ただしＣは
Ａと同じ空間位置にあるがサブバンドＨＬの係数、Ｂは
Ａと同じ空間位置にあるがサブバンドＨＨの係数、に従
って新しい係数Ａ’が決定される。各兄弟のための重み
付けが係数の大きさに再び加えられる。好ましくはサブ
バンドの重みは行と列の両方の重みに制限され、従っ
て、概して、各サブバンドはマスキング処理に等しい効
果を有するということに留意する必要がある。
【００５４】ステップ１３４０で、しきい値上昇（Ｔ
Ｅ）は次のように計算される。
【００５５】
【数７】
【００５６】この関数を図１４に示す。ここでプールは
両方のステップ１３２０および１３３０に適用する関数
であり、ｍは最大しきい値（好ましくはｍ＝２００）、
ｂはマスキング関数の倍率、または傾き、ｔは最小マス
キング・レベルである。本実施形態では、ＤＷＴの最初
の３つのレベルでｂ＝１の値が使用され、第４（または
上位）のレベルではｂ＝０．７の値を使用する。しきい
値上昇関数を単位傾き付きの線形関数としてモデル化す
ることは、位相インコヒーレント（雑音）マスキングに
関して知られている結果に適合し、０．７の傾きは位相
コヒーレント（正弦）マスキングに適合する。最小しき
い値ｔはＤＷＴ分解とその方位、例えば、垂直（ＬＨサ
ブバンド）、水平（ＨＬサブバンド）または斜め（ＨＨ
サブバンド）内のブロックのレベルにだけ依存する最小
しきい値上昇である。最小しきい値レベルはＤＷＴベー
スのコントラストしきい値関数（ＣＴＦ）、すなわち、
ＤＷＴの各サブバンドのベース関数の最小検出可能コン
トラストによって定義される。ＣＴＦは任意のＤＷＴベ
ース関数について精神物理学的な試行を用いて測定でき
る。例えば、画像処理についてのＩＥＥＥトランザクシ
ョンで発表されたA. Watson他の論文「Visibility of W
avelet Quantisation Noise」、Ｖｏｌ．６、Ｎｏ．
８、ｐｐ．１１６４−１１７５、１９９７年は、線形位
相９／７二重直交ウェーブレットのコントラストしきい
値関数の測定方法を記載している。本実施形態では、二
重直交９／７ウェーブレットも使用して次のように最小
しきい値を計算する。
【００５７】
【数８】
【００５８】上式でｗ＝ｆ（ｌ、ｒ、ｖ）は、ウェーブ
レットサブバンドの最小空間周波数であり、これは、
ｌ、ＤＷＴサブバンド・レベル、ｒ、表示解像度および
ｖ、表示距離から決定され、ｇはそれぞれＬＬ、ＬＨ／
ＨＬ、およびＨＨサブバンドに対応する１．５０１、
１、および０．５３４の等しいパラメータ、ｐＬはロー
パス合成フィルタの最大係数振幅である（ｐＬ≒０．７
８８４８５）。パラメータｐ１およびｐ２はＬＬサブバ
ンドの両方のｐＬ、ＨＨサブバンドの両方のｐＨ、ＬＨ
およびＨＬサブバンドのｐＬ、ｐＨである（ｐＨはハイ
パス合成フフィルタの最大係数振幅である（ｐＨ≒０．
８５２６９９））。
【００５９】ＤＷＴ係数の注目ブロックの係数ごとにＴ
Ｅが計算された後で、処理はステップ１３６０で再開
し、ジャスト・ノーティサブル・ディファレンス（ＪＮ
Ｄ）の数がブロック内の係数ごとに計算される。これは
元のＤＷＴ係数ｃとその量子化解除された値ｃｄの差を
ステップ１３１０〜ステップ１３４０で計算されたしき
い値上昇（ＴＥ）で除算することで実行される。
【００６０】
【数９】
【００６１】従って、１つのＪＮＤを再構成誤差（｜ｃ
−ｃｄ｜）がしきい値上昇（ＴＥ）に等しくなる点であ
ると定義する。逆量子化されたＤＷＴ係数ｃｄは、復号
化器で再構成される（適宜任意の復号化器丸めを用い
て）係数であることに留意する必要がある。
【００６２】ブロックの歪みを計算する最後のステップ
はステップ１３５０で、これによって以下のミンコフス
キー総和を用いてブロック内の誤差がプールされる。
【００６３】
【数１０】
【００６４】本実施形態では、ブロック内の最大ＪＮＤ
を効果的に計算する（因数１／Ｎを用いずに）β＝∞の
値を使用する。ベータの他の値も使用でき、β＝４およ
びβ＝２の値は一定の状況でよい結果を生むことが知ら
れている。 レート歪みの最適化 図４のステップ４５０について詳述する。図７のステッ
プ７４５、７６５および７７６で、注目ブロックレート
と歪みが計算されて保持され、それぞれの符号化された
ビットプレーンの前記ステップのそれぞれについてレー
ト歪み点を与える。この結果、ビットプレーンごと、す
なわち、ＬＩＣ、ＬＩＲ、およびＬＳＣパスごとにレー
ト歪み点が決定される。レート歪み点は、計算された順
序に従って、すなわち、レートを上昇することで配列さ
れる。
【００６５】ブロックｎで、レート点の配列された最終
番号をｒ１ ｎ，ｒ２ ｎ，...，ｒＮ ｎで表し、それに関
連付けられた歪み点をｄ１ ｎ，ｄ２ ｎ，...，ｄＮ ｎで
表すとする。速度が
【００６６】
【数１１】
【００６７】であるコード点でブロックｎを終了するこ
とで、符号化画像の合計レートは（すなわち、すべての
ブロックの速度）は次式で与えられる。
【００６８】
【数１２】
【００６９】上式でＮｐは画像内の画素数である。本方
法は歪みの合計を最小化する。
【００７０】
【数１３】
【００７１】上式で与えられる合計レートＲ
ｄｅｓｉｒｅｄについてＮｈ個のブロックが存在する。
すなわち、
【００７２】
【数１４】
【００７３】が得られる。これはラグランジュ乗数方法
を用いて達成される。すなわち、ｎｉが
【００７４】
【数１５】
【００７５】を解き、対応するＲｔｏｔａｌ＝Ｒ
ｄｅｓｉｒｅｄになるλ≧０がある場合、これらのｎｉ
も（９）の制約問題を解く。実際、正確な制約がいかな
るλとも一致しないのでＲｔｏｔａｌ＜Ｒ
ｄｅｓｉｒｅｄであるレートＲｔｏｔａｌ≒Ｒｄｅ
ｓｉｒｅｄを不満足ながら受け入れる。
【００７６】（１１）を介して（１０）を解く手順を以
下に図１２を参照しながら説明する。ステップ１２１０
で各ブロックについて各レート歪み点に対応する傾きが
計算される。ブロックｎに関して傾きのセットλ１ ｎ，
λ２ ｎ，...，λＮ＋１ ｎが
【００７７】
【数１６】
【００７８】で与えられる。
【００７９】傾きは減少するものとする。すなわち、各
ブロックｎについてλ１ ｎ≧λ２ ｎ≧...λＮ＋１ ｎで
ある。λｊ ｎ＜λｊ＋１ ｎの場合、レート歪み点（ｒｉ
ｎ，ｄｉ ｎ）はブロックｎの可能なレート歪み点のセッ
トから削除される。次いで残りのレート歪み点は再ラベ
リングされ傾きが再計算される。この手順は傾きが減少
してゆくまで継続する。この手順の最後にＭ≦Ｎである
Ｍ個のレート歪み点があるとすると、λ１ ｎ≧λ
２ ｎ≧...λＭ＋１ ｎになる。
【００８０】ステップ１２２０で、初期傾きλが選択さ
れ、λｌｏｗおよびλｈｉｇｈがそれぞれ０と無限大に
設定される。好ましくは初期傾きとしてλ＝１０の傾き
が選択される。ステップ１２３０でλに関連付けられた
最適な合計レートＲ（λ）が計算され、各ブロックｎに
ついて関連付けられた最適終了点
【００８１】
【数１７】
【００８２】が計算される。これらの終了点は（１１）
のラグランジュ最小化問題の解である。このステップに
ついて以下に説明する。判定ブロック１２４０で、Ｒ
（λ）＜Ｒｄｅｓｉｒｅｄか否かを判定するためにチェ
ックがなされる。判定ブロック１２４０がｎｏを返す
と、処理はステップ１２５０に続く。ステップ１２５０
でλ ｌｏｗはλに設定される。次いで処理はステップ１
２７０で再開する。判定ブロック１２４０がｙｅｓを返
すと、処理はステップ１２６０に続く。ステップ１２６
０でλｈｉｇｈはλに設定される。次いで処理はステッ
プ１２７０で再開する。
【００８３】判定ブロック１２７０で、Ｒ（λ）＜Ｒ
ｄｅｓｉｒｅｄかつＲ（λ）＞αＲｄ ｅｓｉｒｅｄ（α
は１より小さいレート許容値）か否かを判定するために
チェックがなされる。好ましくはα＝０．９９が使用さ
れる。図１２には示されていないが、繰り返しカウント
が保持され、このカウントを超過すると判定ブロック１
２７０がｙｅｓを返す。判定ブロック１２７０がｙｅｓ
を返すと、処理はステップ１２８５に続く。ステップ１
２８５で、各ブロックの最適速度点
【００８４】
【数１８】
【００８５】が出力される。次いで処理はステップ１２
９０で終了する。判定ブロック１２７０がｎｏを返す
と、処理はステップ１２８０に続く。ステップ１２８０
で、注目傾きλは更新され、処理はステップ１２３０で
再開する。
【００８６】最適合計レートおよびそれに関連付けられ
た終了点が以下のようにステップ１２３０で計算され
る。ブロックｎについて動作傾きλの最適終了点は
【００８７】
【数１９】
【００８８】で、
【００８９】
【数２０】
【００９０】である。
【００９１】次いで最適合計レートが次式で与えられ
る。
【００９２】
【数２１】
【００９３】（１３）を満たす複数のｉｎがある場合、
それぞれの可能なｎｉの記録をとる。それに対応して、
その場合、異なる可能な合計最適レートのセット｛Ｒ
（λ）｝があり、この有限のセット内に最小Ｒ
ｍｉｎ（λ）と最大Ｒｍａｘ（λ）がある。判定ブロッ
ク１２７０でＲｍｉｎ（λ）＜ＲｄｅｓｉｒｅｄかつＲ
ｍａｘ（λ）＞Ｒｄｅｓｉｒｅｄの場合、判定ブロック
１２７０はｙｅｓを返し、Ｒｄｅ ｓｉｒｅｄより小さい
かそれに等しい最大Ｒ（λ）に対応する終了点のセット
【００９４】
【数２２】
【００９５】がステップ１２８５で出力される。
【００９６】別の本実施形態では、所与の合計歪みレー
トについて合計レートが最小化される。これは上記と同
様の方法で達成される。 圧縮ビット・ストリームの形成 図４のステップ４６０で、各ブロックの切り捨てられた
コードはビット・ストリームに連結される。各ブロック
の終了点を描写するには特殊なコードが必要である。好
ましくは、ブロックのコードに続けてバイト整合の０ｘ
ＦＦの８ビット２進コードが並び、注目ブロックのコー
ドの終了を示す。すなわち、ブロックコードの最後にい
くつかのゼロ・ビットが出力されてバイトを完成する。
次いで０ｘＦＦの８ビット２進コードが出力される。そ
のような終了コードの使用はこれ以外の時間にバイト整
合の０ｘＦＦコードが符号化器によって出力されないこ
とを必要とする。これはバイト整合の０ｘＦＦまたは０
ｘＦＥが出力される場合、ビット・ストリームのこのバ
イトの最後のビットの直前に０を挿入することで保証さ
れる。 本実施形態の装置 提案される方法の符号化処理は、好ましくは、この処理
がコンピュータ上で実行されるソフトウェアとして実施
できる図１５に示すような従来の汎用コンピュータを用
いて実行される。特に、符号化方法の手順はコンピュー
タが実行するソフトウェア内の命令によって実行され
る。ソフトウェアは符号化方法を実行する部分と、符号
化方法とユーザとの間のユーザインタフェースを管理す
る別の部分の２つの部分に分割できる。ソフトウェアは
例えば以下の記憶装置を含むコンピュータ可読媒体に記
憶できる。ソフトウェアはコンピュータ可読媒体からコ
ンピュータ内にロードされ、次いでコンピュータによっ
て実行される。そのようなソフトウェアまたはコンピュ
ータプログラムを記録したコンピュータ可読媒体はコン
ピュータプログラム製品である。コンピュータ内のコン
ピュータプログラム製品の使用は好ましくは本発明の実
施形態によるデジタル画像を符号化する有利な装置を実
施する。
【００９７】コンピュータシステム１５００はコンピュ
ータ１５０２と、ビデオディスプレイ１５１６と、入力
装置１５１８、１５２０とからなる。さらに、コンピュ
ータシステム１５００は、コンピュータ１５０２に接続
されたラインプリンタ、レーザプリンタ、プロッタ、お
よびその他の再生装置を含むいくつかの任意のその他の
出力装置を有することができる。コンピュータシステム
１５００は、モデム通信経路、コンピュータネットワー
クなどの適当な通信チャネル１５３０を用いた通信イン
タフェース１５０８ｃを介して１つまたは複数の他のコ
ンピュータに接続できる。コンピュータネットワークは
ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリア
ネットワーク（ＷＡＮ）、イントラネット、および／ま
たはインターネットを含むことができる。
【００９８】コンピュータ１５０２自体は中央処理装置
（以後単にプロセッサと呼ぶ）１５０４、ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）および読出専用メモリ（ＲＯＭ）
を含むことができるメモリ１５０６、入出力（ＩＯ）イ
ンタフェース１５０８ａ、１５０８ｂおよび１５０８
ｃ、ビデオインタフェース１５１０、および図１５のブ
ロック１５１２によって一般に表される１つまたは複数
の記憶装置からなる。記憶装置１５１２は、フロッピー
ディスク、ハードディスクドライブ、光磁気ディスクド
ライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープまたはその他の任意
の当業者にはよく知られているいくつかの不揮発性記憶
装置を含むことができる。構成要素１５０４〜１５１２
は通常、バス１５１４を介して１つまたは複数の他の装
置に接続され、この場合、この装置はデータ、アドレ
ス、および制御バスを含むことができる。
【００９９】ビデオインタフェース１５１０はビデオデ
ィスプレイ１５１６に接続され、ビデオディスプレイ１
５１６に表示するためのビデオ信号をコンピュータ１５
０２から提供する。コンピュータ１５０２を操作するた
めのユーザ入力が１つまたは複数の入力装置１５０８ｂ
によって提供される。例えば、オペレータはキーボード
１５１８および／またはマウス１５２０などのポインテ
ィングデバイスを使用して入力をコンピュータ１５０２
に提供できる。
【０１００】システム１５００は単に例示の目的で提供
されており、本発明の範囲および精神から逸脱すること
なしにその他の構成を採用することができる。実施形態
を実行できる例示のコンピュータはＩＢＭ−ＰＣ／ＡＴ
またはその互換機、Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ（ＴＭ）ファミ
リＰＣの１つ、Ｓｕｎ Ｓｐａｒｃｓｔａｔｉｏｎ（Ｔ
Ｍ）などを含む。これらは本発明の実施形態を実行でき
るコンピュータのタイプの例示にすぎない。通常、以下
に記載する実施形態の処理はコンピュータ可読媒体とし
てハードディスクドライブ（一般に図１５のブロック１
５１２として示す）に記録されたソフトウェアまたはプ
ログラムとして常駐しており、プロセッサ１５０４を用
いて読み出され制御される。プログラムおよび画素デー
タおよびネットワークから取り出された任意のデータの
中間記憶は、半導体メモリ１５０６を用いて達成でき、
ハードディスクドライブ１５１２と連携して達成するこ
ともできる。
【０１０１】場合によっては、プログラムはＣＤ−ＲＯ
Ｍまたはフロッピーディスク（両方とも一般にブロック
１５１２で示す）に符号化されてユーザに供給すること
ができ、あるいは、例えば、コンピュータに接続された
モデム装置を介してネットワークからユーザが呼び出す
ことができる。さらに、磁気テープ、ＲＯＭまたは集積
回路、光磁気ディスク、コンピュータと他の装置間の無
線または赤外線伝送チャネル、ＰＣＭＣＩＡカードなど
のコンピュータ可読カード、ならびに電子メール伝送お
よびウェブサイトなどに記録された情報を含むインター
ネットおよびイントラネットを含む他のコンピュータ可
読媒体からソフトウェアをコンピュータシステム１５０
０にロードすることもできる。これらは関連するコンピ
ュータ可読媒体の例にすぎない。本発明の範囲および精
神から逸脱することなしにその他のコンピュータ可読媒
体を実施することができる。
【０１０２】代替案として、本実施形態の符号化方法
は、本方法の各ステップの機能または副機能を実行する
１つまたは複数の集積回路などの専用ハードウェア内で
実施することができる。そのような専用ハードウェアは
グラフィックプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、ま
たは１つまたは複数のマイクロプロセッサおよびそれに
関連付けられたメモリを含むことができる。 本実施形態の変形例 広い意味で記述される本発明の範囲および精神から逸脱
することなしに、特定の実施形態に示す本発明にさまざ
まな変更および／または修正を加えることができること
を当業者は理解するであろう。従って、本発明はすべて
の点で例示的であって限定的ではないと考えるべきであ
る。特に、知覚歪みを計算するための可視モデルは、広
い意味で同じ機能を有するいくつかの数学関数で実施で
きる。例えば、ＤＷＴ係数の平方根などの非直線関数を
用いてしきい値上昇関数をモデル化することができる。
また、ブロックごとに計算したＪＮＤを、次のような
「Ｓ」型の精神測定関数を用いた検出確率に変換するこ
とができる。
【０１０３】
【数２３】
【０１０４】上式で、αは判定しきい値（通常１．０）
でβは関数の傾き（通常２．０）である。この場合、こ
れらの検出確率は本実施形態のＪＮＤなどでプールされ
る。次いで検出確率またはＪＮＤは頻度および／または
スケールにわたってプールされ知覚ブロック歪みが決定
される。積級数またはミンコフスキー総和などの従来技
術で知られている技法を用いてこれを実行できる。
【０１０５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画品質を維持しながら高圧縮率の符号化を実現するとと
もに装置構成に依存せずに画像を良好に復号し生成する
ことができるデジタル画像の生成方法および装置を提供
することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】オリジナル画像とその画像の第１レベルＤＷＴ
を示す図である。
【図２】図１のオリジナル画像の第２レベルＤＷＴを示
す図である。
【図３】図１のオリジナル画像の第４レベルＤＷＴを示
す図である。
【図４】本実施形態の符号化処理のフローチャートであ
る。
【図５】図４に示す本実施形態の方法に従う符号化画像
の復号化処理のフローチャートである。
【図６】タイル化サブバンドを示す図である。
【図７】図４のステップ４４０で使用する符号化処理の
フローチャートである。
【図８】クワドツリー区分化方法に従って区分化された
ブロックを示す図である。
【図９】図７のステップ７６０で使用するＬＩＲ符号化
処理のフローチャートである。
【図１０】図７のステップ７４０で使用するＬＩＣ符号
化処理のフローチャートである。
【図１１】図７のステップ７７５で使用するＬＳＣ符号
化処理のフローチャートである。
【図１２】図４のステップ４５０で使用する最適知覚切
り捨てポイントを決定する処理のフローチャートであ
る。
【図１３】図７のステップ７４５、７６５および７７６
で使用する注目レートおよび歪みを決定する処理のフロ
ーチャートである。
【図１４】しきい値上昇関数を示す図である。
【図１５】本実施形態の方法を実施するための汎用コン
ピュータを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000001007 キヤノン株式会社 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 (72)発明者 ジェームス・アンドリュー オーストラリア国 2113 ニュー サウス ウェールズ州，ノース ライド，トーマ ス ホルト ドライブ １ キヤノン イ ンフォメーション システムズ リサーチ オーストラリア プロプライエタリー リミテツド内 (72)発明者 アンドリュー・ブラッドレー オーストラリア国 2113 ニュー サウス ウェールズ州，ノース ライド，トーマ ス ホルト ドライブ １ キヤノン イ ンフォメーション システムズ リサーチ オーストラリア プロプライエタリー リミテツド内

Claims (58)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 符号化表現を提供するデジタル画像の生
    成方法であって、 （ｉ）係数の複数のブロックを取得するための前記デジ
    タル画像を変換する変換ステップと、 （ｉｉ）前記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレ
    ーン符号化するビットプレーン符号化ステップと、 （ｉｉｉ）前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレー
    ンごとに少なくとも１つの歪み度を決定する歪み度決定
    ステップと、 （ｉｖ）前記歪み度に基づいて画像歪みを最小化する前
    記ビットプレーンで前記符号化ブロックそれぞれを終了
    する終了ステップと、 （ｖ）前記符号化表現を形成するために前記終了した符
    号化ブロックを連結する連結ステップとを備えることを
    特徴とする生成方法。
  2. 【請求項２】 （Ｖｉ）前記ブロックそれぞれの符号化
    ビットプレーンごとに少なくとも１つのブロックレート
    を決定するブロックレート決定ステップとを更に備え、 前記終了ステップは、更に、前記歪み度と前記ブロック
    レートの所定の合計に基づいて画像歪みを最小化する前
    記ビットプレーンで前記符号化ブロックそれぞれを終了
    することを特徴とする請求項１に記載の生成方法。
  3. 【請求項３】 前記終了ステップは、 （ｉｖ）（ａ）前記歪み度および前記ブロックレートの
    前記所定の合計に基づく画像歪みをラグランジュ乗数を
    用いて最小化するそれぞれの符号化ブロックの終了点を
    決定する決定サブステップと、 （ｉｖ）（ｂ）前記決定された終了点で前記符号化ブロ
    ックそれぞれを終了する終了サブステップとを含むこと
    を特徴とする請求項２に記載の生成方法。
  4. 【請求項４】 前記ブロックレート決定ステップおよび
    前記歪み度決定ステップは、前記ビットプレーン符号化
    ステップのサブステップであり、前記ビットプレーン符
    号化ステップの間に実行されることを特徴とする請求項
    ２に記載の生成方法。
  5. 【請求項５】 前記ビットプレーン符号化ステップと、
    前記ブロックレート決定サブステップと、前記歪み度決
    定サブステップは、前記ブロックそれぞれの前記ビット
    プレーンごとに実行され、以下のサブステップ （ａ）前記ビットプレーンの第１部分を符号化する第１
    符号化サブステップと、 （ｂ）前記ビットプレーンの第１部分に関連付けられた
    前記第１ブロックレートを決定するサブステップと、 （ｃ）前記ビットプレーンの第１部分に関連付けられた
    前記第１歪み度を決定するサブステップと、 （ｄ）前記ビットプレーンの第２部分を符号化する第２
    符号化サブステップと、 （ｅ）前記ビットプレーンの第２部分に関連付けられた
    前記第２ブロックレートを決定するサブステップと、 （ｆ）前記ビットプレーンの第２部分に関連付けられた
    前記第２歪み度を決定するサブステップと、 （ｇ）前記ビットプレーンの第３部分を符号化する第３
    符号化サブステップと、 （ｈ）前記ビットプレーンの第３部分に関連付けられた
    前記第３ブロックレートを決定するサブステップと、 （ｉ）前記ビットプレーンの第３部分に関連付けられた
    前記第３歪み度を決定するサブステップとを備えること
    を特徴とする請求項３に記載の生成方法。
  6. 【請求項６】 前記ブロックは、離散ウェーブレット変
    換係数のサブバンドであることを特徴とする請求項１に
    記載の生成方法。
  7. 【請求項７】 前記ブロックは、離散ウェーブレット変
    換係数のサブバンドのサブブロックであることを特徴と
    する請求項１に記載の生成方法。
  8. 【請求項８】 前記ブロックの前記最小ビットプレーン
    は、ブロックの可視歪みがゼロである最大ビットプレー
    ンであることを特徴とする請求項１に記載の生成方法。
  9. 【請求項９】 前記符号化ブロックは、特殊コードで終
    了することを特徴とする請求項１に記載の生成方法。
  10. 【請求項１０】 符号化表現を提供するデジタル画像の
    生成方法であって、 （ｉ）係数の複数のブロックを取得するために前記デジ
    タル画像を変換する変換ステップと、 （ｉｉ）前記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレ
    ーン符号化するビットプレーン符号化ステップと、 （ｉｉｉ）前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレー
    ンごとに少なくとも１つのブロックレートを決定するブ
    ロックレート決定ステップと、 （ｉｖ）前記ブロックレートに基づいて合計ブロックレ
    ートを最小化する前記ビットプレーンで前記符号化ブロ
    ックそれぞれを終了する終了ステップと、 （ｖ）前記符号化表現を形成するために前記終了した符
    号化ブロックを連結する連結ステップとを備えることを
    特徴とする生成方法。
  11. 【請求項１１】 （ｖｉ）前記ブロックそれぞれの符号
    化ビットプレーンごとに少なくとも１つの歪み度を決定
    する歪み度決定ステップとを更に備え、 前記終了ステップは、更に、前記ブロックレートと所定
    の画像歪みに基づいて合計ブロックレートを最小化する
    前記ビットプレーンで前記符号化ブロックそれぞれを終
    了することを特徴とする請求項１０に記載の生成方法。
  12. 【請求項１２】 前記終了ステップは、 （ｖ）（ａ）前記歪み度および前記ブロックレートの前
    記所定の合計に基づく画像歪みをラグランジュ乗数を用
    いて最小化するそれぞれの符号化ブロックの終了点を決
    定する決定サブステップと、 （ｖ）（ｂ）前記決定された終了点で前記符号化ブロッ
    クそれぞれを終了する終了サブステップとを含むことを
    特徴とする請求項１１に記載の生成方法。
  13. 【請求項１３】 符号化表現を提供するデジタル画像の
    生成方法であって、 （ｉ）元の係数の複数のブロックを取得するために前記
    デジタル画像を変換する変換ステップであり、前記ブロ
    ックそれぞれは、対応最大ビットプレーンおよび最小ビ
    ットプレーンを有し、 （ｉｉ）前記対応最大ビットプレーンから前記対応最小
    ビットプレーンに前記係数の前記ブロックそれぞれをビ
    ットプレーン符号化するビットプレーン符号化ステップ
    と、 （ｉｉｉ）前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレー
    ンごとに少なくとも１つのブロックレートを決定するブ
    ロックレート決定ステップであり、指定ブロックの指定
    符号化ビットプレーンの前記少なくとも１つのブロック
    レートは、指定ブロックを、対応最大ビットプレーンか
    ら指定符号化ビットプレーンのそれぞれ少なくとも１つ
    の部分に前記ビットプレーン符号化ステップの間に符号
    化されたコード・ビットの数を表し、 （ｉｖ）前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーン
    ごとに少なくとも１つの歪み度を決定する歪み度決定ス
    テップであり、指定ブロックの指定符号化ビットプレー
    ンの前記少なくとも１つの歪み度は、前記指定ブロック
    の対応符号化最大ビットプレーンから指定符号化ビット
    プレーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前記符号化
    ビットプレーンから復号化された前記係数の関数であ
    り、また、前記指定ブロックの元の係数の関数であり、 （ｖ）前記歪み度と前記ブロックレートの所定の合計に
    基づいて画像歪みを最小化する前記ビットプレーンで前
    記符号化ブロックそれぞれを終了する終了ステップと、 （ｖｉ）符号化された表現を形成するために前記終了し
    た符号化ブロックを連結する連結ステップとを備えるこ
    とを特徴とする生成方法。
  14. 【請求項１４】 前記終了ステップは、 （ｖ）（ａ）前記歪み度および前記ブロックレートの前
    記所定の合計に基づく画像歪みをラグランジュ乗数を用
    いて最小化するそれぞれの符号化ブロックの終了点を決
    定する決定サブステップと、 （ｖ）（ｂ）前記決定された終了点で前記符号化ブロッ
    クそれぞれを終了する終了サブステップとを含むことを
    特徴とする請求項１３に記載の生成方法。
  15. 【請求項１５】 前記決定ステップ（ｉｉｉ）は、 （ｉｉｉ）（ａ）前記ブロックそれぞれの前記元の係数
    ごとに、隣接係数の重み付き総和を生成するサブステッ
    プと、 （ｉｉｉ）（ｂ）前記ブロックそれぞれの前記元の係数
    ごとに、前記重み付き総和に基づいてしきい値上昇を計
    算するサブステップと、 （ｉｉｉ）（ｃ）ブロックそれぞれの各符号化ビットプ
    レーンの符号化係数ごとに少なくとも１つの歪み値を計
    算するサブステップであり、指定ブロックの指定符号化
    ビットプレーンの指定符号化係数の前記少なくとも１つ
    の歪み値は、指定符号化係数に対応する前記元の係数の
    しきい値上昇関数と、指定符号化係数に対応する前記元
    の係数の値と、前記指定ブロックの対応符号化最大ビッ
    トプレーンから指定符号化ビットプレーンのそれぞれ少
    なくとも１つの部分に前記符号化ビットプレーンから復
    号化された前記指定符号化係数の少なくとも１つの値に
    基き、 （ｉｉｉ）（ｄ）前記ブロックそれぞれの前記ビットプ
    レーンごとに前記少なくとも１つの歪み度を取得するた
    めに、各符号化係数の前記歪み値をプールするサブステ
    ップとを含むことを特徴とする請求項１３に記載の生成
    方法。
  16. 【請求項１６】 前記ブロックレート決定ステップおよ
    び前記歪み度決定ステップは、前記ビットプレーン符号
    化ステップのサブステップであり、前記ビットプレーン
    符号化ステップの間に実行されることを特徴とする請求
    項１３に記載の生成方法。
  17. 【請求項１７】 前記ビットプレーン符号化ステップ
    と、前記ブロックレート決定サブステップと、前記歪み
    度決定サブステップは、前記ブロックそれぞれの前記ビ
    ットプレーンごとに実行され、以下のサブステップ （ａ）前記ビットプレーンの第１部分を符号化する第１
    符号化サブステップと、 （ｂ）前記ビットプレーンの第１部分に関連付けられた
    前記第１ブロックレートを決定するサブステップと、 （ｃ）前記ビットプレーンの第１部分に関連付けられた
    前記第１歪み度を決定するサブステップと、 （ｄ）前記ビットプレーンの第２部分を符号化する第２
    符号化サブステップと、 （ｅ）前記ビットプレーンの第２部分に関連付けられた
    前記第２ブロックレートを決定するサブステップと、 （ｆ）前記ビットプレーンの第２部分に関連付けられた
    前記第２歪み度を決定するサブステップと、 （ｇ）前記ビットプレーンの第３部分を符号化する第３
    符号化サブステップと、 （ｈ）前記ビットプレーンの第３部分に関連付けられた
    前記第３ブロックレートを決定するサブステップと、 （ｉ）前記ビットプレーンの第３部分に関連付けられた
    前記第３歪み度を決定するサブステップとを備えること
    を特徴とする請求項１６に記載の生成方法。
  18. 【請求項１８】 前記第１符号化サブステップは、 （ａ）（１）前記ビットプレーンの任意の１つまたは複
    数のサブ領域が所定の最小サイズで前記ビットプレーン
    またはそれより小さいビットプレーン内に対応する最上
    位ビットを有する係数を含む場合に、該サブ領域の各係
    数の重みを符号化するステップを含むことを特徴とする
    請求項１７に記載の生成方法。
  19. 【請求項１９】 前記第２符号化サブステップは、 （ｄ）（１）前記変換係数のブロックの前記ビットプレ
    ーンの前記サブ領域が前記ビットプレーンまたはそれよ
    り小さいビットプレーン内に対応する最上位ビットを有
    するいくつかの前記係数を含む場合に、該サブ領域の重
    みを符号化するステップと、 （ｄ）（２）区分化の前の前記サブ領域が有効で前記所
    定の最小サイズより大きい場合に、前記１つのサブ領域
    を別のサブ領域に区分化するステップと、 （ｄ）（３）残りの前記サブ領域ごとに前記ステップ
    （ｄ）（１）および（ｄ）（２）を繰り返すステップを
    含むことを特徴とする請求項１７に記載の生成方法。
  20. 【請求項２０】 前記第３符号化サブステップは、 （ｇ）（１）前記ビットプレーンの任意の１つまたは複
    数のサブ領域がそのビットプレーンより大きいビットプ
    レーン内に対応する最上位ビットを有する係数を含む場
    合に、該サブ領域の各係数の対応するビットを符号化す
    るステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載の
    生成方法。
  21. 【請求項２１】 前記変換ステップは、前記画像を変換
    する離散ウェーブレットを含むことを特徴とする請求項
    １３に記載の生成方法。
  22. 【請求項２２】 前記ブロックは、離散ウェーブレット
    変換係数のサブバンドであることを特徴とする請求項１
    ３に記載の生成方法。
  23. 【請求項２３】 前記ブロックは、離散ウェーブレット
    変換係数のサブバンドのサブブロックであることを特徴
    とする請求項１３に記載の生成方法。
  24. 【請求項２４】 前記重み付き総和は、兄弟サブバンド
    中の対応する隣接成分を含むことを特徴とする請求項１
    ５に記載の生成方法。
  25. 【請求項２５】 前記ブロックの前記最小ビットプレー
    ンは、ブロックの可視歪みがゼロである最大ビットプレ
    ーンであることを特徴とする請求項１３に記載の生成方
    法。
  26. 【請求項２６】 前記符号化ブロックは、特殊コードで
    終了することを特徴とする請求項１３に記載の生成方
    法。
  27. 【請求項２７】 前記ブロックの前記最大ビットプレー
    ンは、前記ブロックの任意の係数の最上位ビットが最大
    ビットプレーンまたはそれより小さいビットプレーンに
    あるビットプレーンであることを特徴とする請求項１３
    に記載の生成方法。
  28. 【請求項２８】 符号化表現を提供するデジタル画像の
    生成方法であって、 （ｉ）元の係数の複数のブロックを取得するために前記
    デジタル画像を変換する変換ステップであり、前記ブロ
    ックそれぞれは、対応最大ビットプレーンおよび最小ビ
    ットプレーンを有し、 （ｉｉ）前記対応最大ビットプレーンから前記対応最小
    ビットプレーンに前記係数の前記ブロックそれぞれをビ
    ットプレーン符号化するビットプレーン符号化ステップ
    と、 （ｉｉｉ）前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレー
    ンごとに少なくとも１つのブロックレートを決定するブ
    ロックレート決定ステップであり、指定ブロックの指定
    符号化ビットプレーンの前記少なくとも１つのブロック
    レートは、指定ブロックを、対応最大ビットプレーンか
    ら指定符号化ビットプレーンのそれぞれ少なくとも１つ
    の部分に前記ビットプレーン符号化ステップの間に符号
    化されたコード・ビットの数を表し、 （ｉｖ）前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーン
    ごとに少なくとも１つの歪み度を決定する歪み度決定ス
    テップであり、指定ブロックの指定符号化ビットプレー
    ンの前記少なくとも１つの歪み度は、前記指定ブロック
    の対応符号化最大ビットプレーンから指定符号化ビット
    プレーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前記符号化
    ビットプレーンから復号化された前記係数の関数であ
    り、また、前記指定ブロックの元の係数の関数であり、 （ｖ）前記ブロックレートと所定の画像歪みに基づいて
    合計ブロックレートを最小化する前記ビットプレーンで
    前記符号化ブロックそれぞれを終了する終了ステップ
    と、 （ｖｉ）前記符号化表現を形成するために前記終了した
    符号化ブロックを連結する連結ステップとを備えること
    を特徴とする生成方法。
  29. 【請求項２９】 前記終了ステップは、 （ｖ）（ａ）前記歪み度および前記ブロックレートの前
    記所定の合計に基づく画像歪みをラグランジュ乗数を用
    いて最小化するそれぞれの符号化ブロックの終了点を決
    定する決定サブステップと、 （ｖ）（ｂ）前記決定された終了点で前記符号化ブロッ
    クそれぞれを終了する終了サブステップとを含むことを
    特徴とする請求項２８に記載の生成方法。
  30. 【請求項３０】 符号化表現を提供するデジタル画像の
    生成装置であって、 前記係数の複数のブロックを得るためにデジタル画像を
    変換する変換手段と、 前記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレーン符号
    化するビットプレーン符号化手段と、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つの歪み度を決定する歪み度決定手段と、 前記歪み度に基づいて画像歪みを最小化する前記ビット
    プレーンで前記符号化ブロックそれぞれを終了する終了
    手段と、 前記符号化表現を形成するために前記終了した符号化ブ
    ロックを連結する連結手段とを備えることを特徴とする
    生成装置。
  31. 【請求項３１】 前記ブロックそれぞれの符号化ビット
    プレーンごとに少なくとも１つのブロックレートを決定
    するブロックレート決定手段とを更に備え、 前記終了手段は、更に、前記歪み度と前記ブロックレー
    トの所定の合計に基づいて画像歪みを最小化する前記ビ
    ットプレーンで前記符号化ブロックそれぞれを終了する
    ことを特徴とする請求項３０に記載の生成装置。
  32. 【請求項３２】 前記終了手段は、 前記歪み度および前記ブロックレートの前記所定の合計
    に基づく画像歪みをラグランジュ乗数を用いて最小化す
    るそれぞれの符号化ブロックの終了点を決定する決定手
    段と、 前記決定された終了点で前記符号化ブロックそれぞれを
    終了する終了手段とを含むことを特徴とする請求項３１
    に記載の生成装置。
  33. 【請求項３３】 符号化表現を提供するデジタル画像の
    生成装置であって、 前記係数の複数のブロックを取得するためにデジタル画
    像を変換する変換手段と、 前記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレーン符号
    化するビットプレーン符号化手段と、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つのブロックレートを決定するブロックレー
    ト決定手段と、 前記ブロックレートに基づいて合計ブロックレートを最
    小化する前記ビットプレーンで前記符号化ブロックそれ
    ぞれを終了する終了手段と、 前記符号化表現を形成するために前記終了した符号化ブ
    ロックを連結する連結手段とを備えることを特徴とする
    生成装置。
  34. 【請求項３４】 前記ブロックそれぞれの符号化ビット
    プレーンごとに少なくとも１つの歪み度を決定する歪み
    度決定手段とを更に備え、 前記終了手段は、更に、前記ブロックレートと所定の画
    像歪みに基づいて合計ブロックレートを最小化する前記
    ビットプレーンで前記符号化ブロックそれぞれを終了す
    ることを特徴とする請求項３３に記載の生成装置。
  35. 【請求項３５】 前記終了手段は、 前記歪み度および前記ブロックレートの前記所定の合計
    に基づく画像歪みをラグランジュ乗数を用いて最小化す
    るそれぞれの符号化ブロックの終了点を決定する決定手
    段と、 前記決定された終了点で前記符号化ブロックそれぞれを
    終了する終了手段とを含むことを特徴とする請求項３４
    に記載の生成装置。
  36. 【請求項３６】 符号化表現を提供するデジタル画像を
    生成する生成装置であって、 元の係数の複数のブロックを取得るするために前記デジ
    タル画像を変換する変換手段であり、前記ブロックそれ
    ぞれは、対応最大ビットプレーンおよび最小ビットプレ
    ーンを有し、 前記対応最大ビットプレーンから前記対応最小ビットプ
    レーンに前記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレ
    ーン符号化するビットプレーン符号化手段と、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つのブロックレートを決定する第１決定手段
    であり、指定ブロックの指定符号化ビットプレーンの前
    記少なくとも１つのブロックレートは、指定ブロック
    を、対応最大ビットプレーンから指定符号化ビットプレ
    ーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前記ビットプレ
    ーン符号化手段の実行中に符号化されたコード・ビット
    の数を表し、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つの歪み度を決定する第２決定手段であり、
    指定ブロックの指定符号化ビットプレーンの前記少なく
    とも１つの歪み度は、前記指定ブロックの対応符号化最
    大ビットプレーンから指定符号化ビットプレーンのそれ
    ぞれ少なくとも１つの部分に前記符号化ビットプレーン
    から復号化された前記係数の関数であり、また、前記指
    定ブロックの元の係数の関数であり、 前記歪み度と前記ブロックレートの所定の合計に基づい
    て画像歪みを最小化する前記ビットプレーンで前記符号
    化ブロックそれぞれを終了する終了手段と、 前記符号化表現を形成するために前記終了した符号化ブ
    ロックを連結する連結手段とを備えることを特徴とする
    生成装置。
  37. 【請求項３７】 前記終了手段は、 前記歪み度および前記ブロックレートの前記所定の合計
    に基づく画像歪みをラグランジュ乗数を用いて最小化す
    るそれぞれの符号化ブロックの終了点を決定する決定手
    段と、 前記決定された終了点で前記符号化ブロックそれぞれを
    終了する終了手段とを含むことを特徴とする請求項３６
    に記載の生成装置。
  38. 【請求項３８】 前記第１決定手段は、 前記ブロックそれぞれの前記元の係数ごとに、隣接係数
    の重み付き総和を生成する手段と、 前記ブロックそれぞれの前記元の係数ごとに、前記重み
    付き総和に基づいてしきい値上昇を計算する手段と、 ブロックそれぞれの各符号化ビットプレーンの符号化係
    数ごとに少なくとも１つの歪み値を計算する手段であ
    り、指定ブロックの指定符号化ビットプレーンの指定符
    号化係数の前記少なくとも１つの歪み値は、指定符号化
    係数に対応する前記元の係数のしきい値上昇関数と、指
    定符号化係数に対応する前記元の係数の値と、前記指定
    ブロックの対応符号化最大ビットプレーンから指定符号
    化ビットプレーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前
    記符号化ビットプレーンから復号化された前記指定符号
    化係数の少なくとも１つの値に基き、 前記ブロックそれぞれの前記ビットプレーンごとに前記
    少なくとも１つの歪み度を取得するために各符号化係数
    の前記歪み値をプールする手段とを含むことを特徴とす
    る請求項３６に記載の生成装置。
  39. 【請求項３９】 前記ビットプレーン符号化手段は、前
    記第１および第２決定手段を含むことを特徴とする請求
    項３６に記載の生成装置。
  40. 【請求項４０】 前記ビットプレーン符号化手段と、前
    記第１および第２決定手段は、以下の手段の組み合わせ
    ビットプレーンの第１部分を符号化する第１符号化手段
    と、 前記ビットプレーンの第１部分に関連付けられた前記第
    １ブロックレートを決定する手段と、 前記ビットプレーンの第１部分に関連付けられた前記第
    １歪み度を決定する手段と、 ビットプレーンの第２部分を符号化する第２符号化手段
    と、 前記ビットプレーンの第２部分に関連付けられた前記第
    ２ブロックレートを決定する手段と、 前記ビットプレーンの第２部分に関連付けられた前記第
    ２歪み度を決定する手段と、 ビットプレーンの第３部分を符号化する第３符号化手段
    と、 前記ビットプレーンの第３部分に関連付けられた前記第
    ３ブロックレートを決定する手段と、 前記ビットプレーンの第３部分に関連付けられた前記第
    ３歪み度を決定する手段とを含むことを特徴とする請求
    項３９に記載の生成装置。
  41. 【請求項４１】 前記第１符号化手段は、 前記ビットプレーンの任意の１つまたは複数のサブ領域
    が所定の最小サイズで前記ビットプレーンまたはそれよ
    り小さいビットプレーン内に対応する最上位ビットを有
    する係数を含む場合に、前記サブ領域の各係数の重みを
    符号化する手段を含むことを特徴とする請求項４０に記
    載の生成装置。
  42. 【請求項４２】 前記第２符号化手段は、 前記変換係数のブロックの前記ビットプレーンの前記サ
    ブ領域が前記ビットプレーンまたはそれより小さいビッ
    トプレーン内に対応する最上位ビットを有するいくつか
    の前記係数を含む場合に、前記サブ領域の重みを符号化
    する第１手段と、 区分化の前の前記サブ領域が有効で前記所定の最小サイ
    ズより大きい場合に、前記１つの副領域を別の副領域に
    区分化する第２手段と、 残りの前記サブ領域ごとに前記第１および第２手段の動
    作を繰り返す手段を含むことを特徴とする請求項４０に
    記載の生成装置。
  43. 【請求項４３】 前記第３符号化手段は、 前記ビットプレーンの任意の１つまたは複数のサブ領域
    がそのビットプレーンより大きいビットプレーン内に対
    応する最上位ビットを有する係数を含む場合に、前記サ
    ブ領域の各係数の対応するビットを符号化する手段を含
    むことを特徴とする請求項４０に記載の生成装置。
  44. 【請求項４４】 前記変換手段は、前記画像を変換する
    離散ウェーブレットを含むことを特徴とする請求項３６
    に記載の生成装置。
  45. 【請求項４５】 前記ブロックは、離散ウェーブレット
    変換係数のサブバンドであることを特徴とする請求項３
    ６に記載の生成装置。
  46. 【請求項４６】 前記ブロックは、離散ウェーブレット
    変換係数のサブバンドのサブブロックであることを特徴
    とする請求項３６に記載の生成装置。
  47. 【請求項４７】 前記重み付き総和は、兄弟サブバンド
    の対応する隣接構成要素を含むことを特徴とする請求項
    ３８に記載の生成装置。
  48. 【請求項４８】 前記ブロックの前記最小ビットプレー
    ンは、ブロックの可視歪みがゼロである最大ビットプレ
    ーンであることを特徴とする請求項３６に記載の生成装
    置。
  49. 【請求項４９】 前記符号化ブロックは、特殊コードで
    終了することを特徴とする請求項３６に記載の生成装
    置。
  50. 【請求項５０】 前記ブロックの前記最大ビットプレー
    ンは、前記ブロックの任意の係数の最上位ビットが最大
    ビットプレーンまたはそれより小さいビットプレーンに
    あるビットプレーンであることを特徴とする請求項３６
    に記載の生成装置。
  51. 【請求項５１】 符号化表現を提供するデジタル画像の
    生成装置であって、 元の係数の複数のブロックを取得するために前記デジタ
    ル画像を変換する変換手段であり、前記ブロックそれぞ
    れは、対応最大ビットプレーンおよび最小ビットプレー
    ンを有し、 前記対応最大ビットプレーンから前記対応最小ビットプ
    レーンに前記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレ
    ーン符号化するビットプレーン符号化手段と、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つのブロックレートを決定するブロックレー
    ト決定手段であり、指定ブロックの指定符号化ビットプ
    レーンの前記少なくとも１つのブロックレートは、指定
    ブロックを、対応最大ビットプレーンから指定符号化ビ
    ットプレーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前記ビ
    ットプレーン符号化手段の実行中に符号化コード・ビッ
    トの数を表し、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つの歪み度を決定する歪み度決定手段であ
    り、指定ブロックの指定符号化ビットプレーンの前記少
    なくとも１つの歪み度は、前記指定ブロックの対応符号
    化最大ビットプレーンから指定符号化ビットプレーンの
    それぞれ少なくとも１つの部分に前記符号化ビットプレ
    ーンから復号化された前記係数の関数であり、また、前
    記指定ブロックの元の係数の関数であり、 前記ブロックレートと所定の画像歪みに基づいて合計ブ
    ロックレートを最小化する前記ビットプレーンで前記符
    号化ブロックそれぞれを終了する終了手段と、 前記符号化表現を形成するために前記終了した符号化ブ
    ロックを連結する連結手段とを備えることを特徴とする
    生成装置。
  52. 【請求項５２】 前記終了手段は、 前記歪み度および前記ブロックレートの前記所定の合計
    に基づく画像歪みをラグランジュ乗数を用いて最小化す
    るそれぞれの符号化ブロックの終了点を決定する決定手
    段と、 前記決定された終了点で前記符号化ブロックそれぞれを
    終了する終了手段とを含むことを特徴とする請求項５１
    に記載の生成装置。
  53. 【請求項５３】 符号化表現を提供するデジタル画像を
    生成するコンピュータプログラムを記録したコンピュー
    タ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品であっ
    て、 係数の複数のブロックを取得するために前記デジタル画
    像を変換する変換手段と、 前記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレーン符号
    化するビットプレーン符号化手段と、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つの歪み度を決定する歪み度決定手段と、 前記歪み度に基づいて画像歪みを最小化する前記ビット
    プレーンで前記符号化ブロックそれぞれを終了する終了
    手段と、 前記符号化表現を形成するために前記終了した符号化ブ
    ロックを連結する連結手段とを備えることを特徴とする
    コンピュータプログラム製品。
  54. 【請求項５４】 前記ブロックそれぞれの符号化ビット
    プレーンごとに少なくとも１つのブロックレートを決定
    するブロックレート決定手段とを更に備え、 前記終了手段は、更に、前記歪み度と前記ブロックレー
    トの所定の合計に基づいて画像歪みを最小化する前記ビ
    ットプレーンで前記符号化ブロックそれぞれを終了する
    ことを特徴とする請求項５３に記載のコンピュータプロ
    グラム製品。
  55. 【請求項５５】 符号化表現を提供するデジタル画像を
    生成するコンピュータプログラムを記録したコンピュー
    タ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品であっ
    て、 係数の複数のブロックを取得するために前記デジタル画
    像を変換する変換手段と、 前記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレーン符号
    化するビットプレーン符号化手段と、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つのブロックレートを決定するブロックレー
    ト決定手段と、 前記ブロックレートに基づいて合計ブロックレートを最
    小化する前記ビットプレーンで前記符号化ブロックそれ
    ぞれを終了する終了手段と、 前記符号化表現を形成するために前記終了した符号化ブ
    ロックを連結する連結手段とを備えることを特徴とする
    コンピュータプログラム製品。
  56. 【請求項５６】 前記ブロックそれぞれの符号化ビット
    プレーンごとに少なくとも１つの歪み度を決定する歪み
    度決定手段とを更に備え、 前記終了手段は、更に、前記ブロックレートと所定の画
    像歪みに基づいて合計ブロックレートを最小化する前記
    ビットプレーンで前記符号化ブロックそれぞれを終了す
    ることを特徴とする請求項５５に記載のコンピュータプ
    ログラム製品。
  57. 【請求項５７】 符号化表現を提供するデジタル画像を
    生成するコンピュータプログラムを記録したコンピュー
    タ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品であっ
    て、 元の係数の複数のブロックを取得する前記デジタル画像
    を変換する変換手段であり、前記ブロックそれぞれは、
    対応最大ビットプレーンおよび最小ビットプレーンを有
    し、 前記対応最大ビットプレーンから前記対応最小ビットプ
    レーンに前記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレ
    ーン符号化するビットプレーン符号化手段と、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つのブロックレートを決定する第１決定手段
    であり、指定ブロックの指定符号化ビットプレーンの前
    記少なくとも１つのブロックレートは、指定ブロック
    を、対応最大ビットプレーンから指定符号化ビットプレ
    ーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前記ビットプレ
    ーン符号化手段の実行中に符号化されたコード・ビット
    の数を表し、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つの歪み度を決定する第２決定手段であり、
    指定ブロックの指定符号化ビットプレーンの前記少なく
    とも１つの歪み度は、前記指定ブロックの対応符号化最
    大ビットプレーンから指定符号化ビットプレーンのそれ
    ぞれ少なくとも１つの部分に前記符号化ビットプレーン
    から復号化された前記係数の関数であり、また、前記指
    定ブロックの元の係数の関数であり、 前記歪み度と前記ブロックレートの所定の合計に基づい
    て画像歪みを最小化する前記ビットプレーンで前記符号
    化ブロックそれぞれを終了する終了手段と、 前記符号化表現を形成するために前記終了した符号化ブ
    ロックを連結する連結手段とを備えることを特徴とする
    コンピュータプログラム製品。
  58. 【請求項５８】 符号化表現を提供するデジタル画像を
    生成するコンピュータプログラムを記録したコンピュー
    タ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品であっ
    て、 元の係数の複数のブロックを取得するために前記デジタ
    ル画像を変換する変換手段であり、前記ブロックそれぞ
    れは、対応最大ビットプレーンおよび最小ビットプレー
    ンを有し、 前記対応最大ビットプレーンから前記対応最小ビットプ
    レーンに前記係数の前記ブロックそれぞれをビットプレ
    ーン符号化するビットプレーン符号化手段と、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つのブロックレートを決定する第１決定手段
    であり、指定ブロックの指定符号化ビットプレーンの前
    記少なくとも１つのブロックレートは、指定ブロック
    を、対応最大ビットプレーンから指定符号化ビットプレ
    ーンのそれぞれ少なくとも１つの部分に前記ビットプレ
    ーン符号化手段中に符号化されたコード・ビットの数を
    表し、 前記ブロックそれぞれの符号化ビットプレーンごとに少
    なくとも１つの歪み度を決定する第２決定手段であり、
    指定ブロックの指定符号化ビットプレーンの前記少なく
    とも１つの歪み度は、前記指定ブロックの対応符号化最
    大ビットプレーンから指定符号化ビットプレーンのそれ
    ぞれ少なくとも１つの部分に前記符号化ビットプレーン
    から復号化された前記係数の関数であり、また、前記指
    定ブロックの元の係数の関数であり、 前記ブロックレートと所定の画像歪みに基づいて合計ブ
    ロックレートを最小化する前記ビットプレーンで前記符
    号化ブロックそれぞれを終了する終了手段と、 前記符号化表現を形成するために前記終了した符号化ブ
    ロックを連結する連結手段とを備えることを特徴とする
    コンピュータプログラム製品。
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