JP2002514867A - 情報ストリームデコーダにおけるメモリリソースの利用率増大方法および装置 - Google Patents

情報ストリームデコーダにおけるメモリリソースの利用率増大方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 ハールウェーブレット変換と優先的な量子化およびスケーリングルーチンを用いて、１以上のピクセルブロックを圧縮して、優先的に量子化されたハールウェーブレット係数と関連するスケーリング指標とからなる１以上のそれぞれのワードを発生する方法および装置。ＭＰＥＧ的処理システムにおいて、フレーム格納用等のメモリリソース要求が２倍低減する。別の実施形態では、各ピクセルブロックに、離散コサイン変換（ＤＣＴ）処理と高次ＤＣＴ係数切捨てを実行することによって、ピクセル情報の圧縮率を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、１９９８年５月７日に出願された米国特許仮出願第６０／０８４，
６３２号の利益を享受するものである。
【０００２】
【技術分野】
本発明は、一般に、通信システムに関し、さらに詳しく言えば、ＭＰＥＧ的ビ
デオ復号器等の、情報ストリーム復号器内のメモリ利用率を増加する方法および
装置に関する。
【０００３】
【背景技術】
さまざまな通信システムの中には、伝送しようとするデータを圧縮して、利用
可能な帯域幅をさらに効率的に用いるものがある。例えば、動画像エキスパート
グループ（ＭＰＥＧ：Moving Pictures Experts Group)は、ディジタルデータ伝
送システムに関する規格を幾つか公表している。第１は、ＭＰＥＧ−１として知
られ、ＩＳＯ／ＩＥＣ規格１１１７２と呼ばれるもので、その内容は本願明細書
に援用されている。第２は、ＭＰＥＧ−２として知られ、ＩＳＯ／ＩＥＣ規格１
３８１８と呼ばれるもので、その内容は本願明細書に援用されている。高度テレ
ビジョンシステム委員会（ＡＴＳＣ：Advanced Television System Committee)
）のディジタルテレビジョン規格書Ａ／５３には、圧縮ディジタルビデオシステ
ムについての記載があり、その内容は本願明細書に援用されている。
【０００４】 上記に引用した規格には、固定長または可変長のディジタル通信システムを用
いて、ビデオ、音声およびその他の情報を圧縮・伝送するのに非常に適したデー
タ処理操作技術が説明されている。特に、上記に引用した規格および他の「ＭＰ
ＥＧ的（ＭＰＥＧ−ｌｉｋｅ）」規格および技術は、フレーム内符号化技術（ラ
ンレングス符号化、ホフマン符号化等）とフレーム間符号化技術（前後予測符号
化、動き補償等）とを用いて、ビデオ情報を圧縮する。さらに詳しく言えば、ビ
デオ処理システムの場合、ＭＰＥＧおよびＭＰＥＧ的ビデオ処理システムは、フ
レーム内および／またはフレーム間の動き補償符号化を用いるか、または用いず
にビデオフレームに予測に基づいた圧縮符号化を行うことを特徴とする。
【０００５】 一般的なＭＰＥＧデコーダでは、予測符号化されたピクセルブロック（すなわ
ち、１以上の動きベクトルと残りのエラー成分からなるブロック）が、参照フレ
ーム（すなわち、アンカフレーム）に対して復号される。アンカフレームは、デ
コーダ内のアンカフレームメモリ、通常はデュアルフレームメモリに格納される
。アンカフレームの各ブロックが復号されると、復号されたアンカフレームはデ
ュアルフレームメモリの第１の部分に結合される。すべてのアンカフレームが復
号化されると、デュアルフレームメモリの第１の部分に格納された復号化ブロッ
クは、デュアルフレームメモリの第２の部分に結合される。このようにして、デ
ュアルフレームメモリの第２の部分は、最新の全アンカフレームを格納するよう
に使用され、この最新のアンカフレームは、予測符号化されたブロックを復号す
るための参照フレームとしてデコーダの動き補償部分により使用される。
【０００６】 残念なことに、アンカフレームメモリの実行に必要なメモリが、コスト面から
も集積回路ダイのサイズ（回路の複雑性、信頼性、電力使用、熱放散に影響する
）の面からも、非常に高コストになる。さらに、復号された画像の解像度が高く
なるにつれ、それに応じて必要なメモリサイズも大きくなる。従って、高精度テ
レビジョン（ＨＤＴＶ）デコーダでは、メモリ量は、最も高い解像度の画像を復
号するのに必要な（デュアル）アンカフレームのアンカメモリを十分実行できる
程のものでなければならい。さらに、フレーム格納メモリの帯域幅の要求（すな
わち、データの格納と引出し速度）は、復号される画像の解像度が上がるにつれ
て増大するため、フレーム格納メモリの帯域幅は、復号する最も高い解像度の画
像の要求を処理できるものでなければならない。
【０００７】 従って、ビデオ画像の復号に必要なメモリとメモリ帯域幅を大幅に減少させな
がら、結果的に得られる最大解像度やサイズ縮小されたビデオ画質をほぼ維持す
る方法および装置の提供が望まれることが分かる。
【０００８】
【発明の開示】
本発明は、ＭＰＥＧ的デコーダにおいてメモリおよびメモリ帯域幅の要求を低
減する方法および装置に関する。メモリおよびメモリ帯域幅の要求は、格納前に
画像情報を圧縮して、例えば、デコーダの動き補償モジュールにおいて画像の情
報を利用する前に、格納（圧縮）された画像情報を伸張することによって低くな
る。ハール（Ｈａａｒ）ウェーブレット変換と優先的量子化およびスケーリング
ルーチンを用いて、１以上のピクセルブロックを圧縮して、優先的に量子化され
たハールウェーブレット係数と関連するスケーリング指標からなる１以上の各ワ
ードを発生する方法および装置が開示されている。ＭＰＥＧ的処理システムの場
合には、フレーム格納用等のメモリリソース要求は２倍低減する。別の実施形態
では、各ピクセルブロックに離散コサイン変換（ＤＣＴ）処理と高次ＤＣＴ係数
切捨てを行うことで、ピクセル情報の圧縮率が高められる。
【０００９】 さらに詳しく言えば、本発明による開示された方法の１つは、ハールウェーブ
レット変換を用いて、ピクセルブロックを変換して、ハール係数ブロックを形成
するステップと、複数のスケーリングファクタを用いて、ハール係数ブロックを
量子化して、それぞれの量子化されたハール係数ブロックを形成するステップで
あって、ピクセルブロックの垂直および水平空間周波数が比較的低い成分を表す
量子化されたハール係数に利用可能なビットバジェットを優先的に割り当てるよ
うに複数のスケーリングファクタを選択するステップと、量子化されたハール係
数のそれぞれと、複数のスケーリングファクタの少なくとも１つを、各ワードに
パッキングするステップと、メモリモジュール内のワードを復号システムに格納
するステップとを含む。
【００１０】 本発明の教示は、添付の図面と共に以下の詳細な記載により容易に理解されよ
う。
【００１１】 理解しやすいように、図面に共通の同一要素を指す場合同一の参照番号を用い
ている。
【００１２】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明は、例えば、ＭＰＥＧ−２ビデオデコーダ等のビデオデコーダに関して
記載される。しかしながら、本発明が、ＤＶＢ、ＭＰＥＧ−１およびその他の情
報ストリームに適用されるシステムを含む任意のビデオ処理システムに応用可能
であることは、当業者には明らかであろう。
【００１３】 さらに詳しく言えば、本発明は、圧縮ビデオ情報ストリームＩＮを受信・復号
して、ビデオ出力ストリームＯＵＴを発生するＭＰＥＧ的復号システムに関して
主に記載される。本発明は、格納前に画像情報を圧縮し、例えば、デコーダの動
き補償モジュール等で画像情報を利用する前に、格納（圧縮）された画像情報を
伸張することによって、ＭＰＥＧ的デコーダでのメモリおよびメモリ帯域幅要求
を低減させるように動作する。
【００１４】 図１は、本発明によるＭＰＥＧ的デコーダ１００の実施形態を示す図である。
さらに詳しく言えば、図１のデコーダ１００は、圧縮ビデオ情報ストリームＩＮ
を受信・復号して、ビデオ出力ストリームＯＵＴを発生する。ビデオ出力ストリ
ームＯＵＴは、例えば、表示装置（図示せず）内の表示ドライバ回路への結合に
適している。
【００１５】 ＭＰＥＧ的デコーダ１００は、入力バッファメモリモジュール１１１と、可変
長デコーダ（ＶＬＤ）モジュール１１２と、逆量子化回路（ＩＱ）モジュール１
１３と、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）モジュール１１４と、加算器１１５と
、動き補償モジュール１１６と、出力バッファモジュール１１８と、アンカフレ
ームメモリモジュール１１７と、圧縮モジュール２００と、伸張モジュール３０
０とを備える。任意に、ＭＰＥＧ的デコーダ１００は、サブサンプリングモジュ
ール２００Ｘと補間モジュール３００Ｘとを備える。
【００１６】 入力バッファメモリモジュール１１１は、例えば、トランスポートデマルチプ
レクサ／デコーダ回路（図示せず）からの高精度テレビジョン信号（ＨＤＴＶ）
または標準精度テレビション信号（ＳＤＴＶ）出力を表す、例えば、可変長の符
号化されたビットストリーム等の圧縮ビデオストリームＩＮを受信する。入力バ
ッファメモリモジュール１１１は、可変長のデコーダモジュール１１２が処理用
のビデオデータの受け入れ準備ができるまで、受信した圧縮ビデオストリームＩ
Ｎを一時的に格納するために使用される。ＶＬＤ１１２は、入力バッファメモリ
モジュール１１１のデータ出力端に結合される入力端を有し、例えば、データス
トリームＳ１として格納された可変長の符号化ビデオデータを引き出す。
【００１７】 ＶＬＤ１１２は、引き出したデータを復号して、量子化予測エラーＤＣＴ係数
からなる一定長のビットストリームＳ２と、動きベクトルストリームＭＶを発生
する。ＩＱモジュール１１３は、一定長のビットストリームＳ２に応じて逆量子
化動作を実行し、標準フォーマットで量子化予測エラー係数からなるビットスト
リームＳ３を発生する。ＩＤＣＴモジュール１１４は、ビットストリームＳ３に
応じて逆離散コサイン変換動作を実行して、ピクセル毎の予測エラーからなるビ
ットストリームＳ４を発生する。
【００１８】 加算器１１５は、ピクセル毎の予測エラーストリームＳ４を、動き補償モジュ
ール１１６により出力された動き補償された予測ピクセル値ストリームＳ６に加
算する。従って、例示的実施形態では、加算器１１５の出力は、再構築ピクセル
値からなるビデオストリームＳ５である。加算器１１５により出力されたビデオ
ストリームＳ５は、圧縮モジュール２００と出力バッファモジュール１１８に結
合される。任意に、加算器１１５により出力されたビデオストリームＳ５は、サ
ブサンプリングモジュール２００Ｘに結合される。
【００１９】 圧縮モジュール１１８は、ブロック毎にビデオストリームＳ５を圧縮して、圧
縮ビデオストリームＳ５’を発生する。圧縮モジュール２００の動作を、図２、
４、５に関して以下にさらに詳細に記載する。簡潔に言えば、圧縮モジュール２
００は、ピクセルブロック毎（例えば、４×４、４×８または８×８ピクセルブ
ロック）で動作して、ハールウェーブレット変換に従ってブロックを処理し、そ
の結果得られたハール係数ブロックを優先的に量子化し、その結果得られた量子
化係数をスケーリングし、スケーリングされた係数と関連するスケーリングファ
クタをパッキングすることで、圧縮ビデオストリームＳ５’の一部として圧縮モ
ジュール出力に結合されるピクセルブロックのスケーリング化、量子化、ハール
ドメインの表示が形成される。本願発明者等により、このようにアンカフレーム
がスケーリングされ、量子化されたハールドメイン表示に必要なメモリは、ピク
セルドメインのアンカフレーム表示に必要なメモリの略半分になることが観察さ
れた。従って、アンカフレームメモリモジュール１１７のメモリ要求は、２倍低
減される。
【００２０】 ピクセルブロックにハールウェーブレット変換を実行する前に、ピクセルブロ
ックは、一次元または二次元ＤＣＴ関数と、任意に、ＤＣＴ変換切捨て関数を用
いて処理されてもよい。次いで、その結果得られたＤＣＴ係数（切捨て済みかま
たは未切捨て）は、ハールウェーブレット変換に従って処理される。
【００２１】 本発明の一実施形態では、４×４ピクセルブロックに二次元ハールウェーブレ
ット変換を実行して、その結果が量子化されて適応され、スケーリングされた後
、データワードにパッキングされて、例えば、アンカフレームメモリモジュール
１１７に引き続き格納される。４×４ピクセルブロックの結果的に得られたスケ
ーリングされたハールドメイン表示のそれぞれは、約６４以下のビットを占める
ものである。この本発明の実施形態は、ピクセル情報の圧縮率を２：１とするも
ので、以下に図４および５に関してさらに詳細に記載される。
【００２２】 本発明の別の実施形態では、４×８ピクセルブロック（すなわち、４ピクセル
行×８列）が、一次元または二次元ＤＣＴを用いて処理され、それぞれ４×８ブ
ロックのＤＣＴ係数を発生する。高次ＤＣＴ係数の切捨てを行った後、結果的に
得られたＤＣＴ係数の４×４ブロックに、二次元ハールウェーブレット変換を行
い、その結果を量子化して適応させ、スケーリングした後、データワードにパッ
キングする。その結果得られたピクセルブロックのスケーリングされたハールド
メイン表示は、約６４以下のビットを占める。この本発明の実施形態は、ピクセ
ル情報の圧縮率を４：１とするもので、以下に図６に関してさらに詳細に記載さ
れる。
【００２３】 アンカフレームメモリモジュール１１７は、圧縮ビデオストリームＳ５’を受
信して格納する。アンカフレームメモリモジュール１１７のサイズは、ピクセル
ブロックの２：１に圧縮された表示が格納されるため、ピクセルブロック自体よ
りも通常のサイズの半分に小さくすることが利点となる。アンカフレームメモリ
モジュール１１７に格納された圧縮ピクセルブロックは、さらに処理を行うため
に動き補償モジュール１１６へと与えられなければならない。しかしながら、動
き補償モジュールは非圧縮ピクセルデータを処理するため、圧縮されたピクセル
ブロックは、最初に、信号経路Ｓ７’を介して伸張用の伸張モジュール３００に
与えられる。任意に、伸張モジュール３００の出力は、動き補償モジュール１１
６により処理される前に非圧縮ピクセルデータをアップサンプリング（すなわち
、リサイジング（サイズ変更））を行う補間モジュール３００Ｘに結合される。
【００２４】 伸張モジュール３００は、上述した圧縮モジュール２００の動作を本質的に反
映するものである。すなわち、伸張モジュール３００は、各ハールドメインブロ
ックを受信して、受信したハールドメインブロックをアンパックして、ハール係
数と前に使用したスケーリングファクタを引き出す。次いで、アンパックしたハ
ール係数は、アンパックされたスケーリングファクタを用いてスケーリングされ
、逆ハールウェーブレット変換にかけて、実質的に元のピクセルブロックを復元
する。任意に、逆ハールウェーブレット変換は、ＤＣＴ係数ブロックを発生し、
この係数に逆ＤＣＴ変換を行い、実質的に元のピクセルブロックを復元する。伸
張モジュール３００を、図３に関して以下にさらに詳細に記載する。
【００２５】 伸張モジュール３００は、信号経路Ｓ７を介して動き補償モジュール１１６に
よりアクセスされる。すなわち、動き補償モジュール１１６は、１以上の格納さ
れたアンカフレーム（例えば、加算器１１５の出力で発生したビデオ信号の最新
のＩフレームまたはＰフレームを形成するほぼ復元されたピクセルブロック）と
、ＶＬＤ１１２から受信した動きベクトル信号ＭＶとを利用して、動き補償され
た予測ピクセル値ストリームＳ６の値を計算する。
【００２６】 任意のサブサンプリングモジュール２００Ｘと補間モジュール３００Ｘの動作
を以下に記載する。サブサンプリングモジュール２００Ｘは、ビデオストリーム
Ｓ５内のピクセル情報のサブサンプリングまたはデシメーション処理を行い、ピ
クセルデータで表されたビデオ画像のリサイジング（すなわち、サイズ縮小）を
もたらすように動作する。例えば、１９２０ピクセル×１０８０ライン高精度画
像が、標準的な７２０ピクセル×４８０ライン画像等の小型画像にサイズ変更さ
れてもよいし、もしくは、例えば、利用可能な半導体領域または他のファクタ等
により決定される特定のレベルまで、メモリ要求を概して低減させるかメモリ要
求を低減させるように選択されたその他の非標準的なフォーマットにサイズ変更
されてもよい。次いで、サブサンプリングされたビデオストリームは、本願明細
書の別の所に記載される方法で、圧縮モジュール２００により処理される。
【００２７】 補間モジュール３００Ｘは、サブサンプリングモジュール２００Ｘの動作によ
り前にサイズ縮小された画像情報をサイズ変更（すなわち、サイズ拡大）するよ
うに使用される。補間モジュール３００Ｘは、伸張モジュール３００により出力
された画像情報を利用して、サブサンプリングモジュール２００Ｘの動作により
前に除去された画像情報を計算（すなわち、概算）することによって、動き補償
モジュール１６６が、適切な画像サイズで表されたピクセル情報を受信する。サ
ブサンプリングモジュール２００Ｘと補間モジュール３００Ｘを動作させると、
本質的に、画像解像度と画質が落ちることに留意されたい。しかしながら、例え
ば、このような解像度を与えることができない表示システム（すなわち、小型表
示管テレビジョンシステム）等の場合、画像解像度の低下は認知不能のものであ
り、表示システムの市場で成功を得るには、メモリ削減によるコスト節約の方が
重要な場合がある。
【００２８】 図２は、図１のＭＰＥＧ的デコーダでの使用に適した圧縮モジュール２００を
示す図である。圧縮モジュール２００は、任意の離散コサイン変換モジュール（
ＤＣＴ）２１０と、例えば、ハールウェーブレット変換モジュール（ＨＡＡＲ）
等のウェーブレット変換モジュール２２０と、量子化モジュール（Ｑ）２３０と
、パッキングモジュール（ＰＡＣＫ）２４０と、レート制御モジュール（２５０
）とを備える。圧縮モジュール機能性は、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）として
か、または本発明により特定の制御機能を実行するようにプログラムされている
汎用コンピュータとして実行されてもよい。
【００２９】 圧縮モジュール２００は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）圧縮モードと非ＤＣＴ
圧縮モードの１つで動作して、ビデオストリームＳ５内に含まれるピクセル情報
を圧縮する。
【００３０】 非ＤＣＴ圧縮モードでは、圧縮ユニット２００によりピクセル情報の圧縮比が
２：１となる。例えば、８ビット動的範囲を有する（約１２８ビットの情報から
なる）４×４ピクセルブロックの場合、非ＤＣＴモードで動作する圧縮モジュー
ルは、画質をほとんど低下させずに各４×４ピクセルの６４ビット表示を発生す
る。同様に、８×８ピクセルブロック（約５１２ビット）または８×４ピクセル
ブロック（約２５６ビット）の場合、非ＤＣＴモードで動作する圧縮モジュール
は、画質をほとんど低下させずに、それぞれ、２５６ビットまたは１２８ビット
表示を発生する。
【００３１】 ＤＣＴ圧縮モード（すなわち、ハール変換前に高次ＤＣＴ係数が切捨てされる
）では、圧縮ユニット２００によりピクセル情報の圧縮比が４：１となる。従っ
て、８×８ピクセルブロック（約５１２ビット）または８×４ピクセルブロック
（約２５６ビット）の場合、ＤＣＴモードで動作する圧縮モジュールは、高周波
画像情報（例えば、「エッジ」の情報）が僅かに低下はするが、それぞれ、ピク
セル情報の１２８ビットまたは６４ビットを発生する。
【００３２】 ＤＣＴモジュール２１０の出力は、ハール変換モジュール２２０に結合され、
入力ピクセルブロックまたはＤＣＴ係数ブロックにハール変換プロセスを行う。
その結果得られたハール係数ブロックは、量子化回路２３０に結合される。レー
トコントローラ２５０により出力された制御信号ＲＣに応答して、量子化回路２
３０は、ハールウェーブレット係数ブロックを優先的に量子化、スケーリングし
てデータワードを発生し、情報ストリームＳ５’としてパッキングモジュール２
４０に結合される。レートコントローラ２５０は、量子化回路２３０への入力と
量子化回路２３０からの出力をモニタして、量子化される係数ブロックのタイプ
とサイズを決定する。
【００３３】 非ＤＣＴ圧縮モードでは、例えば、４×４ピクセルブロック（すなわち、ピク
セルｘ0からｘ15）のそれぞれに二次元ハールウェーブレット変換を行い、対応
する４×４ハール変換ブロック（すなわち、Ｘ0からＸ15）を発生する。ハール
変換のそれぞれは、４×４ピクセルブロック内に含まれているビデオ情報の水平
空間周波数成分と垂直周波数成分の一部と関連するスペクトルエネルギーを表す
。次いで、ハール係数は、「重要」な係数（すなわち、人間の眼がより容易に認
識可能な画像情報を与える空間周波数成分を表す係数）が、それよりも重要でな
い係数よりも多くのビットを割り当てられるような優先方法で量子化される。次
いで、量子化された係数は、１／２n倍スケーリングされ、ここで、ｎは以下の
関係を満たす最小値ｎとして選択され、この関係とは、２(n+m)は１セットにお
けるウェーブレット係数の絶対値の最大値よりも小さいものであり、ここで、セ
ットとは、同じスケーリングファクタを共有する係数を指し、ｍはセット内の核
係数に割り当てられたビット数である。最後に、スケーリングされた係数とそれ
と関連するスケーリングファクタは、（約）６４ビットワードにパッキングされ
る。次いで、６４ビットワードは、圧縮ビデオストリームＳ５’の一部としてア
ンカフレームメモリモジュール１１７に結合される。
【００３４】 ＤＣＴ圧縮モードでは、例えば、４×８ピクセルブロック（すなわち、ピクセ
ルｘ0からｘ31）のそれぞれに１Ｄまたは２ＤのＤＣＴ関数を行い、対応する４
×８ＤＣＴ係数ブロック（すなわち、Ｘ0からＸ31）を発生する。高次ＤＣＴ係
数が切捨てされ（すなわち、係数Ｘ16からＸ31）、４×４ＤＣＴ係数ブロック（
すなわち、（Ｘ0からＸ15）となる。次いで、その結果得られたＤＣＴ係数ブロ
ックに、二次元ハールウェーブレット変換を行い、対応する４×４ハールウェー
ブレット係数ブロック（すなわち、係数Ｘ0からＸ15）を発生する。次いで、ハ
ールウェーブレット係数は、非ＤＣＴモードの動作での場合とほぼ同じ方法で、
優先的に量子化、スケーリング、パッキングされて、４×８ピクセルブロックの
場合は、対応する６４ビットワードを発生させる。次いで、６４ビットワードは
、圧縮ビデオストリームＳ５’の一部としてアンカフレームメモリモジュール１
１７に結合される。ＤＣＴモードまたは非ＤＣＴモードは、特定用途の必要性に
応じて選択されてよい。例えば、低解像度または標準精度（すなわち、高精度で
はない）テレビジョン用途では、画像の高周波数詳細情報の一部を「低下」させ
ることも許容できるが、このような情報は高精度用途では重要な場合がある。さ
らに、デコーダがデザインされるメモリ抑制が、ＤＣＴ動作モードにより与えら
れるように、圧縮レベルを高めて使用する場合に影響が出ることがある。
【００３５】 図３は、図１のＭＰＥＧ的デコーダでの使用に適した伸張モジュール３００を
示す図である。図３の伸張モジュール３００は、アンパッキングモジュール３１
０と、逆量子化（Ｑ−１）モジュール３２０と、逆ハール変換（ＨＡＡＲ−１）
モジュール３３０と、任意の逆離散コサイン変換モジュール（ＩＤＣＴ）３４０
とを、この順序で直列結合させたものからなる。伸張モジュールは、圧縮モジュ
ール２００に対して上述した対応するモジュールの逆の順序で逆の機能性をもっ
て動作する。従って、伸張モジュールの動作はあまり詳細には記載しない。簡単
に言えば、伸張モジュール３００は、パッキングされたデータワードを受信し、
このデータワードをアンパックして、ハールウェーブレット係数ブロックを引き
出し、アンパッキングされた係数ブロックに逆ハールウェーブレット変換を実行
して、ＤＣＴ係数ブロックまたはピクセルブロックを発生する。圧縮モジュール
２００で切捨てされていないＤＣＴ係数ブロックの場合、ＤＣＴ係数ブロックに
逆ＤＣＴ動作を行い、ピクセルブロックを発生する。圧縮モジュール２００で切
捨てされたＤＣＴ係数ブロックの場合には、ＮＵＬＬ係数がＤＣＴ係数ブロック
に加えられて、このブロックが満たされて適切なサイズになり、「満たされた」
ＤＣＴ係数ブロックに、逆ＤＣＴ動作を行って、ピクセルブロックを発生する。
【００３６】 圧縮モジュール２００の動作を図４および図５に関して以下により詳細に記載
する。図４は、図２の圧縮モジュールまたは図１のＭＰＥＧ的デコーダでの使用
に適した本発明によるデータ圧縮方法の流れ図である。図５は、図４のデータ圧
縮方法のグラフである。図４の圧縮ルーチン４００は、図１のＭＰＥＧ的デコー
ダ１００の協働モジュール間の論理関数として実行されてもよい。また、圧縮ル
ーチン４００は、汎用計算機装置内のルーチンとして実行されてもよい。圧縮ル
ーチン４００は、例えば、ビデオストリーム（すなわち、図１のＭＰＥＧ的エン
コーダにおける加算器１１５の出力で発生するビデオストリームＳ５）内の４×
４ピクセルブロックのそれぞれを圧縮して、データ量がかなり小さい４×４ピク
セルブロックを表すデータセットを発生するように動作する。
【００３７】 例えば、４×４ピクセルブロック（図５の参照番号５１０）が圧縮モジュール
２００により受信されると、圧縮ルーチン４００がステップ４０２で開始される
。圧縮ルーチン４００はステップ４０３に進み、圧縮モジュールの動作モードに
ついての質問がなされる。ステップ４０３での質問の答えが、圧縮モジュールが
非ＤＣＴ動作モードで動作しているというものであれば、ルーチン４００はステ
ップ４０６に進む。ステップ４０３での質問の答えが、圧縮モードがＤＣＴ動作
モードで動作しているというものであれば、ルーチン４００はステップ４０４に
進む。
【００３８】 ステップ４０４では、４×４ピクセルブロックに、離散コサイン変換（ＤＣＴ
）が実行されて、ＤＣＴ係数の４×４のブロック（図５の参照番号５２０）を発
生する。ＤＣＴは、一次元または二次元ＤＣＴであってよい。次いで、圧縮ルー
チン４００は、任意に、ステップ４０５に進み、ステップ４０４のＤＣＴ変換で
生成される高次ＤＣＴ係数が切捨てされる（図５には図示せず）。次いで、ルー
チン４００はステップ４０６に進む。
【００３９】 ＤＣＴ変換（ステップ４０４）と高次ＤＣＴ係数切捨て（ステップ４０５）と
を組み合わせることは、より高い圧縮率が必要になる場合に特に有益である。例
えば、４×４ピクセルブロックではなく、メモリの割当てが一定（すなわち、４
：１の圧縮率が必要）に維持されている４×８ピクセルブロック（すなわち、４
ピクセル行×８列）からなる入力ピクセルブロックの場合を考えてみる。例えば
、ステップ４０４で二次元ＤＣＴを実行して、ＤＣＴ係数のそれぞれの４×８ブ
ロックを発生させた後、高次ＤＣＴ係数（すなわち、ピクセルブロック内で最も
高いピクセルスペクトルを表す１６個のＤＣＴ係数）が任意に切捨てされ、４×
４ＤＣＴ係数ブロックを発生する。この４×４ＤＣＴ係数ブロックは、ｔを含み
、最も高い周波数ピクセルドメイン情報のみを欠く、ピクセルブロック内に含ま
れるピクセルドメイン情報の大部分を形成する。ピクセルドメイン情報を再構築
する（例えば、伸張モジュール３００で）には、１６個のＮＵＬＬ ＤＣＴ係数
が１６個の切捨てされていないＤＣＴ係数に加えられて、４×８ＤＣＴ係数ブロ
ックを形成し、このブロックは、逆ＤＣＴモジュールに従って処理されて、４×
８ピクセルブロックを発生する。これにより発生した４×８ピクセルブロックに
は、元の４×８ピクセルブロックにあった高周波（すなわち、詳細な）情報の一
部が欠けている場合があるが、このような情報はこの用途には重要ではないこと
がある（または、このような情報を保持するメモリが利用不能なことがある）。
【００４０】 ４×４ピクセルブロックまたは８×８ピクセルブロックの場合には、ステップ
４０５の高次切捨てにより、それぞれ、２×４ＤＣＴブロックまたは４×８ＤＣ
Ｔブロックが生じる。切り捨てられる係数の数は、ＤＣＴ係数がより多くまたは
より少なく切り捨てられるように適応されてもよい。例えば、８×８ピクセルブ
ロックに二次元ＤＣＴ処理を行って生じる８×８ＤＣＴ係数ブロックが切捨てさ
れて、４×４ピクセルブロックを発生する（これに合わせて高周波画像情報は減
少する）。
【００４１】 ステップ４０６では、元の４×４ピクセルブロック（５１０）か、ステップ４
０４で発生したＤＣＴ係数ブロック（５２０）か、または任意に、ステップ４０
５で発生した切り捨てられたＤＣＴ係数ブロックに二次元ハールウェーブレット
変換が実行される。二次元ハールウェーブレット変換により、ウェーブレット係
数の４×４ブロックが生じる（図５の参照番号５３０）。ウェーブレット係数は
それぞれ、４×４ピクセルブロック５１０の垂直および水平空間周波数成分の特
定周波数域を表す。
【００４２】 以下、図５を参照すると、ウェーブレット係数の４×４ブロックは、表示され
た垂直および水平スペクトルに従って４つの象限に分割される。「ＬＬ」象限と
して示されている左上の象限には、４×４ピクセルブロック５１０のうち、垂直
空間周波数が低い成分と水平空間周波数が低い成分を表すウェーブレット係数が
含まれている。「ＬＨ」象限として示されている右上の象限には、垂直空間周波
数が低い成分と水平空間周波数が高い成分を表すウェーブレット係数が含まれて
いる。「ＨＬ」象限として示されている左下の象限には、垂直空間周波数が高い
成分と水平空間周波数が低い成分とを表すウェーブレット係数が含まれている。
「ＨＨ」象限として示されている右下の象限には、垂直空間周波数が高い成分と
垂直区間周波数が高い成分を表すウェーブレット係数が含まれている。
【００４３】 ＬＬ象限は、ＬＬ象限内で表示された垂直および水平スペクトルに従って、さ
らに４つの副事象に分割される。「ＬＬＬＬ」副事象として示されている左上の
副事象には、４×４ピクセルブロック５１０の垂直および水平空間周波数がほぼ
ＤＣの成分を表す係数が含まれている。「ＬＬＬＨ」副事象として示されている
右上の副事象には、垂直空間周波数が低い成分と水平空間周波数が高い成分を表
すウェーブレット係数が含まれている。「ＬＬＨＬ」副事象として示されている
左下の副事象には、垂直空間周波数が高い成分と水平空間周波数が低い成分とを
表すウェーブレット係数が含まれている。「ＬＬＨＨ」副事象として示されてい
る右下の副事象には、垂直空間周波数が高い成分と水平空間周波数成分が高い成
分とを表すウェーブレット係数が含まれている。
【００４４】 二次元ハールウェーブレット変換を実行（ステップ４０６）した後、圧縮ルー
チン４００はステップ４０８に進み、２nスケーリングファクタを用いて、ウェ
ーブレット係数が量子化される（図５の参照番号５４０）。量子化プロセスによ
り、整数にするために適切に丸めた量子化値またはスケールのセットで、ウェー
ブレット係数を割ることでウェーブレット係数が表される精度が低減する。量子
化値は、ウェーブレット係数の各セット毎に個別に設定される。この値でＤＣＴ
係数を量子化することにより、ＤＣＴ係数のうち多くの係数がゼロに変換される
ことにより、画像圧縮効率が高まる。さらに詳しく言えば、ウェーブレット係数
は、「より重要」な係数（すなわち、人間の眼がより容易に識別可能な画像情報
を与える空間周波数成分を表すウェーブレット係数）に、「あまり重要でない」
係数よりも多くのビットが割り当てられるように優先的に量子化される。すなわ
ち、各係数を表すために使用されるビット数は、画像を表示させるさいの係数の
相対的な重要性に反比例する量に応じて減少する。
【００４５】 人間の眼は、低空間周波数の画像成分をより感知しやすいため、画像のＤＣ成
分が最も重要となる。従って、Ｘ0係数（すなわち、ＬＬＬＬ副事象）は、８ビ
ットレベルの精度で４のスケーリングファクタを用いて量子化され、量子化され
たＤＣ成分はＸ0Qとなる。残りのＬＬ事象の係数、すなわち、Ｘ1、Ｘ2およびＸ 3 係数はそれぞれ、４ビット（＋符号ビット）レベルの精度で４*２mのスケーリ
ングファクタを用いて量子化され、量子化されたＬＬ成分はＸ1Q、Ｘ2QおよびＸ 3Q となる。スケーリングファクタ「ｍ」は、２ビットの整数からなる。
【００４６】 例示的実施形態において、本願発明者等は、ＬＨ事象を２番目に重要な事象で
あると考えている。しかしながら、ＬＨ事象の量子化は、残りの２つの事象（す
なわち、ＨＬ事象とＨＨ事象）を量子化するさいに、６４ビットのワードバジェ
ットのうちどのくらいが消費されるかによる。従って、２つの「最も重要でない
」事象であるＨＬ事象とＨＨ事象が、ＬＨ事象の前に処理される。
【００４７】 ＨＬ事象係数、すなわち、Ｘ8、Ｘ9、Ｘ12およびＸ13はそれぞれ、２ビット（
＋符号ビット）レベルの精度で４*２nのスケーリングファクタを用いて量子化さ
れ、量子化されたＨＬ成分はＸ8Q、Ｘ9Q、Ｘ12QおよびＸ13Qとなる。ＨＨ事象係
数、すなわち、Ｘ10、Ｘ11、Ｘ14およびＸ15はそれぞれ、２ビット（＋符号ビッ
ト）レベルの精度で４*２nのスケーリングファクタを用いて量子化され、量子化
されたＨＨ成分はＸ10Q、Ｘ11Q、Ｘ14QおよびＸ15Qとなる。ある係数を量子化す
ることで係数の値がゼロになれば、その係数には符号ビットが使用されない。ス
ケーリングファクタ「ｎ」は、３ビットの整数からなる。
【００４８】 ＬＬ事象、ＨＬ事象およびＨＨ事象の係数を量子化（ステップ４０８）した後
、圧縮ルーチン４００はステップ４１０に進み、ゼロに符号化された係数の数が
３を超えるか否かの質問がなされる。すなわち、ステップ４０８で量子化された
係数のうち４以上の係数がゼロの値に量子化された場合、この４以上の符号ビッ
トは使用されない。
【００４９】 ステップ４１０の質問の答えがＹＥＳであれば、圧縮ルーチン４００はステッ
プ４１４に進み、３ビット（＋符号ビット）レベルの精度で４*２(n-1)のスケー
リングファクタを用いて、ＬＨ事象の係数、すなわち、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ6およびＸ7 がそれぞれ量子化されて、量子化されたＬＨ成分はＸ2Q、Ｘ3Q、Ｘ6QおよびＸ7Q となる。次いで、圧縮ルーチン４００はステップ４１６に進む。
【００５０】 ステップ４１０での質問の答えがＮＯであれば、圧縮ルーチン４００はステッ
プ４１２に進み、２ビット（＋符号ビット）レベルの精度で４*２nのスケーリン
グファクタを用いて、ＬＨ事象の係数、すなわち、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ6およびＸ7がそ
れぞれ量子化されて、量子化されたＬＨ成分はＸ2Q、Ｘ3Q、Ｘ6QおよびＸ7Qとな
る。次いで、圧縮ルーチン４００はステップ４１６に進む。
【００５１】 ステップ４１６では、量子化されたウェーブレット係数Ｘ0QからＸ15Qがパッ
キングされて（図５の参照番号５５０）、圧縮された出力ストリームＳ５’を発
生する。すなわち、上述した例示的な４×４ピクセルブロックの処理の場合には
、スケーリングされた係数とスケーリングファクタを以下のように連結して、約
８バイト（６４ビット）のワードが形成される。すなわち、「Ｘ0Q、ｍ、Ｘ1Q、
Ｘ2Q、Ｘ3Q、ｎ、Ｘ4Q、Ｘ5Q、Ｘ6Q、Ｘ7Q、Ｘ8Q、Ｘ9Q、Ｘ10Q、Ｘ11Q、Ｘ12Q
、Ｘ13Q、Ｘ14Q、Ｘ15Q」となる。
【００５２】 スケーリングされた係数とスケーリングファクタをパッキング（ステップ４１
６）した後、ルーチン４００はステップ４１８に進み、フレーム内に処理すべき
ピクセルブロックがさらにあるか否かの質問がなされる。ステップ４１８での質
問の答えがＹＥＳであれば、ルーチン４００はステップ４０６（または、任意の
ステップ４０４）に進み、次のピクセルブロックに対して、上述した変換、量子
化スケーリングおよびパッキングプロセスが繰り返される。ステップ４１８での
質問の答えがＮＯであれば、ルーチン４００はステップ４２０に進み、終了する
。ルーチンは、例えば、次の画像フレームの第１のピクセルブロックが受信され
た場合に、ステップ４０２で再度開始されてもよい。
【００５３】 パッキングの順番は本発明の実施とは無関係であることに留意されたい。しか
しながら、係数およびスケーリングファクタの中には、例えば、逆スケーリング
や変換動作等に対して他のものよりも前に利用される必要のものもあるため、本
願発明者等は、ＭＰＥＧ的ビデオ情報ストリームの場合での好適な順序として、
上記に開示した順序をとった。他のタイプの情報ストリームに対して、パッキン
グは異なる順序で最適化されてもよい。
【００５４】 本発明の例示的な実施形態では、４×４ピクセルブロックが非ＤＣＴモードで
処理され、４×８ピクセルブロックがＤＣＴモードの動作で処理される。従って
、上述した副事象はそれぞれ、１つのウェーブレット係数しか含んでいない。本
発明により任意のサイズのブロックが処理されてもよいため、副事象は２以上の
ウェーブレット係数からなるものであってよいことは、当業者には容易に理解さ
れよう。さらに、事象および副事象は、ウェーブレット係数からなる非対称グル
ーピングからなるものであってよい。
【００５５】 上述した非常に重要な例の１つは、４×８ピクセルブロックの例である。図４
に関して上述したように、４×８ピクセルブロックは、ハールウェーブレット変
換を行う前に、ＤＣＴ処理と切捨てを行い、４×４ハールウェーブレット係数ブ
ロックを発生する。ＤＣＴ係数切捨ての任意のステップが使用されなければ、ハ
ールウェーブレット係数ブロックの各事象は、２×４係数事象からなる。このよ
うなブロックの副事象を処理するさい、副事象は、任意に、最も重要な情報を強
調するようにされてもよい。例えば、切捨てされていない４×８ブロックを利用
する本発明の一実施形態では、ＬＬＬＬ副事象はウェーブレット係数Ｘ0からな
り、ＬＬＬＨ副事象はウェーブレット係数Ｘ4とＸ5からなり、ＬＬＨＬ副事象は
ウェーブレット係数Ｘ1とＸ2からなり、ＬＬＨＨ副事象はウェーブレット係数Ｘ 3 、Ｘ6およびＸ7からなる。あるいは、各副事象に対して発生したウェーブレッ
ト係数は、発生したウェーブレットを平均化もしくは結合することによって、１
つの係数に減らしてもよい。
【００５６】 図６は、本発明による圧縮プロセスのブロック図である。さらに詳しく言えば
、図６は、ピクセルドメイン情報をウェーブレットドメイン情報に伸張するプロ
セス６００のブロック図である。さらに詳しく言えば、標準的なハール変換に従
って、４つのピクセル６１０から６１３が処理され、第１レベルの伸張で４つの
ハールウェーブレット変換係数６３０から６３３を発生する。さらに、最初の２
つのウェーブレット係数６３０、６３１の処理に、ハールウェーブレット変換を
利用する第２レベルの伸張が使用されて、一対のＤＣＴドメイン係数を発生する
。
【００５７】 ピクセルブロックに、ハールウェーブレット変換を利用する第１レベルの伸張
が実行されて、対応するハールウェーブレット係数ブロックを発生する。さらに
詳しく言えば、第１の加算器６２０により、ピクセル６１０がピクセル６１１に
加算されて、第１のウェーブレット係数６３０（すなわち、Ｘ0）を発生する。
第２の加算器６２２により、ピクセル６１２がピクセル６１３に加算されて、第
２のウェーブレット係数６３１（すなわち、Ｘ1）を発生する。ピクセル６１０
からピクセル６１１が減算されて、第３のウェーブレット係数６３２（すなわち
、Ｘ2）を発生する。第２の減算器６２３により、ピクセル６１３がピクセル６
１２から減算されて、第４のウェーブレット係数６３３（すなわち、Ｘ3）を発
生する。従って、ピクセルブロック（ｘ0からｘ3）には、第１レベルの伸張が行
われて、対応するハールウェーブレット係数ブロック（Ｘ0からＸ3）を発生する
。
【００５８】 さらに、第１および第２のウェーブレット係数６３０と６３１に、第２レベル
の伸張が実行される。さらに詳しく言えば、第３の加算器６４１により、ウェー
ブレット係数６３０がウェーブレット係数６３１に加算されて、第５のウェーブ
レット係数６５０（すなわち、Ｙ0）を発生し、第３の減算器６４２により、ウ
ェーブレット係数６３１がウェーブレット係数６３０により減算されて、第６の
ウェーブレット係数６５１（すなわち、Ｙ1）を発生する。このように、ピクセ
ル６１０から６１３は、ハール変換を用いて処理されて、第１レベルの伸張のハ
ールウェーブレット係数６３２と６３３と、第２レベルの伸張のウェーブレット
係数６５０と６５１を発生する。このようにしてピクセル６１０から６１３を処
理することにより、ウェーブレットドメインで同じピクセル情報を表すウェーブ
レット係数６３２、６３３、６５０および６５１が発生する。
【００５９】 上述したプロセス６００は、例えば、非ＤＣＴ圧縮モードでの図１または図２
の圧縮モジュール２００での使用に適したものである。同様に、非ＤＣＴ圧縮モ
ードでの図１または図３の伸張モジュール３００は、上述したプロセス６００の
ミラー画像を実行して、さまざまな係数から、圧縮モジュール２００により圧縮
された元のピクセルブロックを抽出する。
【００６０】 図７は、本発明による圧縮プロセスのブロック図を示すものである。さらに詳
しく言えば、図７は、ピクセルドメイン情報をウェーブレットドメイン情報に伸
張するプロセス７００のブロック図である。ピクセル７１０から７１７（すなわ
ち、ｘ0からｘ7）からなるピクセルブロックにＤＣＴ変換プロセス７２０を実行
すると、ＤＣＴ係数７３０から７３７（すなわち、Ｘ0からＸ7）からなる対応す
るＤＣＴ係数ブロックが発生する。高次ＤＣＴ係数７３４から７３７は切り捨て
られ、低次ＤＣＴ係数７３０から７３３は各スケーリングユニット７３０から７
４３に結合される。スケーリングユニット７４０から７４３は、１／（すなわち
、０．７０７１）で低次ＤＣＴ係数７３０から７３３をそれぞれスケーリングす
る。
【００６１】 次いで、スケーリングされた係数（すなわち、各スケーリングユニットの出力
での係数）に修正ハール変換（すなわち、加算および減算の順序が標準的なハー
ル変換から修正されたハール変換）を実行する。さらに詳しく言えば、第１の加
算器７５０により、スケーラ７４０により発生した係数がスケーラ７４１により
発生した係数に加算されて、第１のウェーブレット係数７６０（すなわち、Ｚ0
）を発生する。第１の減算器７５１により、スケーラ７４１により発生した係数
がスケーラ７４０により発生した係数から減算されて、第２のウェーブレット係
数７６１（すなわち、Ｚ1）を発生する。第２の加算器７５２により、スケーラ
７４２により発生した係数がスケーラ７４３により発生した係数に加算されて、
第３のウェーブレット係数７６２（すなわち、Ｚ2）を発生する。第２の加算器
７５３により、スケーラ７４３により発生した係数がスケーラ７４２により発生
した係数から減算されて、第４のウェーブレット係数７６３（すなわち、Ｚ3）
を発生する。
【００６２】 以下のように、第１の２つのウェーブレット係数７６０と７６１に第２レベル
のウェーブレット伸張が実行される。加算器７７０により、第１のウェーブレッ
ト係数７６０が第２のウェーブレット係数７６１に加算されて、第１の第２レベ
ル伸張ウェーブレット係数７８０を発生する。減算器７７１により、第２のウェ
ーブレット係数７６１が第１のウェーブレット係数７６０から減算されて、第２
レベル伸張のウェーブレット係数７８１を発生する。
【００６３】 このようにして、ピクセル７１０から７１７で表されるピクセルブロックは、
２つの第１レベル伸張ウェーブレット係数（すなわち、７６２と７６３）と２つ
の第２レベル伸張ウェーブレット係数（すなわち、７８０と７８１）に圧縮され
た。
【００６４】 上述したプロセス７００は、例えば、ＤＣＴ圧縮モードにおいて図１または図
２の圧縮モジュール２００での使用に適している。同様に、ＤＣＴ圧縮モードで
の図１または図３の伸張モジュール３００は、上述したプロセス７００のミラー
画像を実行して、さまざまな係数から、圧縮モジュール２００により圧縮された
元のピクセルブロックを抽出する。
【００６５】 本発明は、コンピュータ実行処理およびこれらの処理を行う装置の形態で実
施可能である。また、本発明は、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードド
ライバ、または他の任意のコンピュータ読取り可能な記憶媒体等、有形の媒体で
具体化されるコンピュータプログラムの形態で実施可能であり、この場合、コン
ピュータプログラムコードがコンピュータにロードされて実行されると、コンピ
ュータは本発明を実施する装置となる。また、本発明は、例えば、記憶媒体内に
格納されるか、コンピュータへのロードおよび／またはコンピュータにより実行
されるか、または電気ワイヤやケーブル、光ファイバや電磁放射等の何らかの伝
送媒体で伝送されて、コンピュータプログラムコードの形態で実施可能であり、
この場合、コンピュータプログラムコードがコンピュータにロードされて実行さ
れると、コンピュータは本発明を実施する装置となる。汎用マイクロプロセッサ
で実行される場合、コンピュータプログラムコードのセグメントは、マイクロプ
ロセッサを構成して、特定の論理回路を形成する。
【００６６】 本発明の教示を組み入れたさまざまな実施形態を本願明細書に詳細に示し記載
してきたが、当業者であれば、これらの教示を組み合わせた他の多くの変更実施
形態を容易に考案可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるＭＰＥＧ的デコーダの実施形態を示す図である。
【図２】 図１のＭＰＥＧ的デコーダでの使用に適した圧縮モジュールを示す図である。
【図３】 図１のＭＰＥＧ的デコーダでの使用に適した伸張モジュールを示す図である。
【図４】 図１の圧縮モジュールまたは図１のＭＰＥＧ的デコーダでの使用に適した本発
明によるデータ圧縮方法の流れ図である。
【図５】 図４のデータ圧縮方法のグラフである。
【図６】 本発明による圧縮プロセスのブロック図である。
【図７】 本発明による圧縮プロセスのブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＮ，Ｉ Ｎ，ＪＰ，ＫＲ，ＳＧ (72)発明者 リー， シペン アメリカ合衆国， ニュー ジャージー 州， プリンストン， バークシャー ド ライヴ 303 Ｆターム(参考） 5C059 KK08 LB05 LB15 MA00 MA23 MA24 MC15 ME01 NN21 PP04 SS05 SS06 TA17 TA48 TA49 TB04 TB08 TC04 TC27 TC39 TD13 UA05 UA33 UA34 UA38

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＭＰＥＧ的ビデオストリームの処理システムにおいて、 ハールウェーブレット変換を用いて、ピクセルブロックを変換して、ハール係
    数ブロックを形成するステップと、 複数のスケーリングファクタを用いて、前記ハール係数ブロックを量子化して
    、それぞれの量子化されたハール係数ブロックを形成するステップであって、前
    記ピクセルブロックの垂直および水平空間周波数が比較的低い成分を表す量子化
    されたハール係数に利用可能なビットバジェットを優先的に割り当てるように前
    記複数のスケーリングファクタを選択するステップと、 前記量子化されたハール係数のそれぞれと、前記複数のスケーリングファクタ
    の少なくとも１つを、各ワードにパッキングするステップと、 前記復号システム内のメモリモジュール内に前記ワードを格納するステップと
    を含む方法。
  2. 【請求項２】 前記変換、量子化、パッキングおよび格納ステップを、画像
    フレームを形成する各ピクセルに繰り返して、前記メモリモジュールが全圧縮画
    像フレームを格納する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記メモリモジュールから、前記格納されたワードを読み出
    すステップと、 前記格納されたワードをアンパッキングして、前記量子化されたハール係数と
    前記複数のスケーリングファクタの前記少なくとも１つを引き出すステップと、 前記複数のスケーリングファクタの前記引き出した少なくとも１つを用いて、
    前記ハール係数ブロックを逆量子化して、それぞれの逆量子化されたハール係数
    ブロックを形成するステップと、 前記ハールウェーブレット変換を用いて、前記逆量子化されたハール係数ブロ
    ックを逆変換して、それぞれのピクセルブロックを形成するステップとをさらに
    含む請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記変換、量子化、パッキングおよび格納ステップを、画像
    フレームを形成する各ピクセルに繰り返して、前記メモリモジュールが全圧縮画
    像フレームを格納する請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記変換ステップが、 離散コサイン変換（ＤＣＴ）を用いて、前記ピクセルブロックを変換して、Ｄ
    ＣＴ係数ブロックを形成するステップと、 前記修正ハールウェーブレット変換を用いて、前記ＤＣＴ係数ブロックを変換
    して、前記ハール係数ブロックを形成するステップとを含む請求項１記載の方法
    。
  6. 【請求項６】 前記変換ステップが、 離散コサイン変換（ＤＣＴ）を用いて、前記ピクセルブロックを変換して、Ｄ
    ＣＴ係数ブロックを形成するステップと、 前記ＤＣＴ係数ブロック内の複数の高次ＤＣＴ係数を切捨てして、切り捨てら
    れたＤＣＴ係数ブロックを形成するステップと、 前記修正ハールウェーブレット変換を用いて、前記切り捨てられたＤＣＴ係数
    ブロックを変換して、前記ハール修正ブロックを形成するステップとを含む請求
    項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記切捨てステップは、少なくとも２倍前記ＤＣＴ係数ブロ
    ックの係数の数を低減させる請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記量子化ステップが、 前記ハールウェーブレット係数を、１つのＤＣ副事象と複数の非ＤＣ副事象か
    らなる低垂直低水平空間周波数事象（ＬＬ）と、低垂直高水平空間周波数事象（
    ＬＨ）と、高垂直低水平空間周波数事象（ＨＬ）と、高垂直高水平空間周波数事
    象（ＨＨ）との１つに関連付けするステップと、 第１のビット割当てを用いて、前記ＤＣ副事象と関連する前記ハール係数を量
    子化するステップと、 第２のビット割当てを用いて、前記非ＤＣ副事象と関連する前記ハール係数を
    量子化するステップと、 第３のビット割当てを用いて、前記ＨＬおよびＨＨ事象と関連する前記ハール
    係数を量子化するステップと、 第４のビット割当てを用いて、前記ＬＨ事象と関連する前記ハール係数を量子
    化するステップとを具備し、ＬＬ、ＨＬおよびＨＨ事象係数の所定数を超える数
    がゼロに量子化されると、前記第４のビット割当てが増大される請求項１記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 前記ピクセルブロックが４×４ピクセルブロックからなる場
    合、 前記第１のビット割当ては、８ビット割当てからなり、 前記第２のビット割当ては、４ビット割当てと符号ビット割当てからなり、 前記第３のビット割当ては、２ビット割当てと符号ビット割当てからなり、 前記第４のビット割当ては、２ビット割当てと符号ビット割当てか、または３
    ビット割当てと符号ビット割当てからなる請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記ＤＣ副事象と関連する前記ハール係数が、第１のスケ
    ーリングファクタを用いて量子化され、 前記非ＤＣ副事象と関連する前記ハール係数が、第２のスケーリングファクタ
    を用いて量子化され、 前記ＨＬとＨＨ事象と関連する前記ハール係数が、第３のスケーリングファク
    タを用いて量子化され、 前記ＬＨ事象と関連する前記ハール係数が、前記第３のスケーリングファクタ
    または第４のスケーリングファクタの１つを用いて量子化される請求項８記載の
    方法。
  11. 【請求項１１】 前記第１のスケーリングファクタが所定値であり、 前記第２のスケーリングファクタが、前記所定値に２mを掛けた値からなり、 前記第３のスケーリングファクタが、前記所定値に２nを掛けた値からなり、 前記第４のスケーリングファクタが、前記所定値に２(n)または２(n-1)を掛け
    た値からなる請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記ＤＣ副事象と関連する前記ハール係数が、４のスケー
    リングファクタを用いて量子化され、 前記非ＤＣ副事象と関連する前記ハール係数が、４*２nのスケーリングファク
    タを用いて量子化され、 前記ＨＬとＨＨ事象と関連する前記ハール係数が、４*２nのスケーリングファ
    クタを用いて量子化され、 前記ＬＨ事象と関連する前記ハール係数が、４*２nまたは４*２(n-1)のスケー
    リングファクタを用いて量子化される請求項８記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記変換、量子化、パッキングおよび格納ステップが、複
    数のピクセルブロックのそれぞれに繰り返され、 前記スケーリングファクタの変数ｎとｍが、各それぞれのハール係数ブロック
    に対して再度計算される請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 ビデオ情報ストリーム内のそれぞれが複数のピクセルブロ
    ックからなる１以上の画像の処理システムにおいて、前記ピクセルブロックのそ
    れぞれを処理する方法であって、 ハールウェーブレット変換に従って、前記ピクセルブロックを処理して、それ
    ぞれのハールウェーブレット係数ブロックを発生するステップと、 前記ハールウェーブレット係数を、１つのＤＣ副事象と複数の非ＤＣ副事象か
    らなる低垂直低水平空間周波数事象（ＬＬ）と、低垂直高水平空間周波数事象（
    ＬＨ）と、高垂直低水平空間周波数事象（ＨＬ）と、高垂直高水平空間周波数事
    象（ＨＨ）との１つに関連付けするステップと、 前記ＤＣ副事象と関連する前記ハール係数と、前記非ＤＣ副事象と関連する前
    記ハール係数と、前記ＬＨと関連する前記ハール係数と、前記ＨＬとＨＨ事象と
    関連する前記ハール係数とを、この順番で優先的に量子化するステップであって
    、前記ＤＣ副事象と関連する前記ハール係数に比較的大きいビットが割り当てら
    れ、前記ＬＨ事象係数は、ＬＬ、ＨＬおよびＨＨ事象係数の所定数を超える数が
    ゼロに量子化されると増大されるビット割当てに従って量子化されるステップと
    、 前記量子化されたハール係数と関連する量子化スケーリングファクタの指標を
    ワードにパッキングするステップとを含む方法。
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