JP2002531973A

JP2002531973A - 画像の圧縮及び伸張

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Publication number: JP2002531973A
Application number: JP2000585827A
Authority: JP
Inventors: イーラケット，アルバート
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1998-12-03
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2002-09-24
Also published as: EP1051690A1; WO2000033255A1; US6282322B1; CN1295696A; US20020071610A1; KR20010040570A; US6668095B2; CN1126065C

Abstract

(57)【要約】画素ブロック変換圧縮システムは、符号化器に、特定の低次又は低周波数（”ＬＦ”）変換係数を予測する更なるステップを有する。予測されたＬＦ係数は、実際のＬＦ変換係数から減算され、ＬＦ差分係数を構成し、そしてＬＦ差分係数は、量子化され、元もとのＬＦ変換係数の代わりに、復号器に伝送される。復号器では、これらのステップが逆に行われる。即ち、ＬＦ係数は再び予測され、そして、予測された係数は伝送された量子化されたＬＦ差分係数と加算される。そして、量子化誤差で元のＬＦ係数が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】１．発明の分野本発明は、画像データの含まれているデータストリームの圧縮率を増加するシ
ステム及び方法に関する。２．関連する技術多くの重要な画像圧縮方法は、画像を画素の独立したブロックとして処理する
。例えば、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ、Ｈ．３２０のような圧縮標準の仲間では、原画
内の独立で、非オーバーラップの画素の８ｘ８ブロックの離散コサイン変換（”
ＤＣＴ”）に関係するステップを規定する。結果の変換係数はその後量子化され
る。例えば、サンディエゴのハイテキストインターラクティブ社の１９９６年Ｊａｃ
ｋによる、ビデオの謎を解く（ＶｉｄｅｏＤｅｍｙｓｔｉｆｉｅｄ）を参照す
る。量子化された変換係数は、伝送−符号化器から受信−復号器へ伝送される。

【０００２】そのような変換と量子化は、典型的には、８ｘ８ブロック内の画素値間に発生
する、大きな規則性と相関を利用することにより、共に圧縮を達成する。しかし
、そのような方法は、これらの方法により独立して扱われる異なる画素ブロック
内の画素間に発生する規則性と相関を無視する。

【０００３】画素ブロック又は、それ以上の規模で画像の規則性を認識する試みの、特定の
成果が報告されている。これらの例は、１９９３年のＶａｎＮｏｓｔｒａｎｄ
Ｒｅｉｎｈａｒｄによる、Ｐｅｎｎｅｂａｋｅｒ他のＪＰＥＧ静止画圧縮、１
６章に、２次元の面に隣接ブロックの画素値の平均値（”ＤＣ”又は、低次の変
換係数）をはめ込む計算的に複雑な処理を開示する。１９９６年のＬａｋｈａｎ
ｉの”ＤＣ成分からの改善された画像再構成”Ｏｐｔ．ＥＮＧ．３５：３４４９
−２４５２、はＪＰＥＧ規格よりも改善されたＤＣ係数からの低周波数変換係数
の予測に関する式を開示する。また、１９９５年のＪｏｅｎ他による、”最小ブ
ロック境界不連続性に基づく画像符号化のブロック歪低減”ＰｒｏｃＳＰＩＥ２
５０１：１８９−２０９は、ブロック境界不連続性をゼロにするための画素の補
間のための複雑な且つ計算量が多い繰返し方法を開示する報告された成果は、１つ又はそれ以上の問題がある。例えば、画像圧縮率を最
大に改善しない、画素ブロックより大きい画像規模の規則性を無視又は、適切に
扱わず、過度な計算資源を要する等である。それゆえ必要なのは、第１に、従来
の圧縮方法及び規格では利用されていなかった画像の更なる規則性と相関を利用
することによりデータ圧縮率の向上を図ることに向けられた、計算的に効率の良
い方法及び、システムである。

【０００４】発明の概要本発明の目的は、現在の技術で上述のように認識された問題を克服し、全ての
形式の画像を含むデータに関する特定の形式の符号化器及び、復号器に一般的に
適用できる改良を提供することである。このために、本発明は、独立請求項に記
載された方法とシステムを提供する。これらの独立請求項は、有利な実施例を画
定する。

【０００５】本発明の符号化器／復号器の組は、画像が画素の空間配列として表された空間
領域から、変換法で使用される基底関数の係数として画像が表される変換領域へ
変換され、その後に変換係数が量子化される画像圧縮変換中に適用できる。逆圧
縮中には、復号器はステップを逆に行う。特に、関連する符号化器／復号器の組
は、空間領域画像を画素の複数のサブブロックに分割し、各画像のサブブロック
に変換／逆変換を独立に行う。

【０００６】関連する形式の符号化器／復号器の組では、本発明の改良は、符号化器では、
特定の低次又は、低周波数（”ＬＦ”）の変換係数の予測する更なるステップを
有する。予測されたＬＦ係数は実際のＬＦ係数から減算され、ＬＦ差分係数を構
成し、そして、量子化されて復号器へ伝送される。復号器では、ステップは逆に
行われる。即ち、ＬＦ係数は再び予測されそして、予測された係数は、伝送され
た量子化されたＬＦ差分係数に加算され、量子化誤差まで、もとのＬＦ係数が復
元される。

【０００７】本発明に従ったＬＦ係数予測は、サブブロック変換及び量子化により既に実現
されているのに加えて、画像データ圧縮は、隣接サブブロック内にある画素値間
の規則性（”ブロック間の規則性”）と相関を得ることにより達成できる。これ
らのブロック間の規則性は、隣接サブブロック間の差を平滑化するのに要するＬ
Ｆ変換係数の予測により優位に利用されることができ、それにより、画像はサブ
ブロックの境界で滑らかとなる。好適な実施例では、隣接サブブロック間の差は
隣接サブブロックの平均強度の差により表される。

【０００８】本発明の他の目的、特徴及び、優位点は、図を参照して以下の詳細に記載によ
り明らかとなろう。

【０００９】好適な実施例の詳細な説明以下は、本発明のシステムと方法が、最初に、一般的に記載され、次にこれら
のシステムと方法の好適な及び、代わりの実施例が詳細に説明される。

【００１０】本発明の概要本発明は、全ての形式の画像を含むデータに関する特定の形式の符号化器及び
、復号器に一般的に適用できる改良よりなる。図１は、本発明の改良した符号化
器及び、復号器の実際に適用可能な例、本発明の改良が適用できる符号化器及び
復号器の構成、及び、本発明に従った改良の一般的な性質を示す。

【００１１】図１の実施例では、送信器１は独立画像データ又は、ビデオデータ４のような
画像を含むデータを、伝送リンク３を介して受信器２に送る。伝送リンク３は、
通信リンクの具体化として示されているが、本発明は、伝送が、磁気又は光ディ
スクのような蓄積媒体上に圧縮データを記録することによる場合にも適用できる
。伝送リンク３の必要な帯域幅又は、必要な蓄積容量を低減するために、送信器
１は、受信器２へ送られる圧縮画像を含むデータ５を生じる、改良された符号化
器７を有する。受信器２は、かわりに、圧縮されたデータ５から元の画像を含む
４データを再構成する復号器８を有する。本発明の改良された符号化器及び復号
器の適用は例示的なアプリケーションには限定されないが、画像を含むデータを
が圧縮又は、逆圧縮される全ての状況を含む。

【００１２】更に図１を参照すると、本発明が適用できる符号化器／復号器の組は、符号化
器７で画像圧縮中に、画像が画素の空間配列として表された空間領域から、変換
法で使用される基底関数の係数として画像が表される変換領域へ画素ブロック変
換９が行われ、その後に変換係数が量子化１１される画像圧縮変換中に適用でき
る。逆圧縮中には、復号器８はステップを逆に行う。変換係数の逆量子化１２に
続き逆変換１４を行い空間領域画素データに戻す。

【００１３】特に、関連する符号化器／復号器の組は、空間領域画像を、画素の複数の重な
り合わないサブブロック又は、ウィンドウに分割し、各画像のサブブロック又は
ウィンドウに変換／逆変換を独立に行う。画素配列として表現された画像は、完
全に複数の画素サブブロックに分割されそして、複数の画素サブブロックから再
構成できる。変換又は周波数領域では、複数の画素サブブロックの各々に対する
、画像は変換係数又は、続く符号化で表現される。

【００１４】サブブロックのサイズと形は、注目する画像に平均して、各サブブロックを通
して、画素値がゆっくり変化するか又は、実質的に均一と期待されるように、注
意して選択される。従って、平均してサブブロックの変換係数の大きさは、対応
する変換基底関数の空間周波数が上昇するにつれて、急速に減少する。それによ
り、後続の、係数の実際の値を制限された数の間隔で置き換える、実際の係数値
のある可能な係数値の範囲を分割する、変換係数の量子化は、画像データ圧縮を
達成できる。量子化間隔の賢明な選択は、知覚できる画像品質の大きな損失無し
に大きな圧縮を達成できる。

【００１５】そのような符号化器／復号器の組では、本発明の改良は、改良された符号化器
７の変換ステップ９と量子化ステップ１１の間で行われる、低次又は、低周波数
（”ＬＦ”）変換係数の予測の更なるステップ１０と、復号器８では、逆量子化
ステップ１２と逆変換ステップ１４との間で行われる、予測の更なるステップ１
３とを含む。ステップ１０と１３の係数予測ステップは、以下のように平均圧縮
率を増加する。改良された符号化器では、ＬＦ変換係数は本発明に従って予測さ
れ、そして予測されたＬＦ係数は実際のＬＦ変換係数から減算され、ＬＦ差分係
数を形成する。この処理は改良された復号器８で、逆に行われる。ステップ１３
では、ＬＦ係数は、予測され、予測値が伝送された量子化されたＬＦ差分係数に
加算され、量子化誤差まで元のＬＦ係数に到達する。

【００１６】ＬＦ差分係数の可変長符号化は、実際のＬＦ係数の同様な符号化よりも平均で
数ビット低いと期待されるため、ＬＦ係数予測は、改良された圧縮率を達成する
。平均して、予測されたＬＦ係数は実際のＬＦ係数に近いと期待され、差分係数
の大きさは実際の係数よりも平均して実質的に小さいと期待される。小さいため
に、差分係数は、可変長符号化で少ないビットでよい。

【００１７】本発明に従ったＬＦ係数予測は、発明者の以下の発見に基づいている。第１は
、画像サブブロック内の画素間の大きな規則性と相関（”ブロック内規則性”）
を得ることにより、画像サブブロックの独立した変換は画像データ圧縮を達成す
るが、更に、画像データ圧縮は、隣接サブブロック内の画素間の規則性と相関（
”ブロック間規則性”）を得ることにより、達成される。第２は、ブロック間規
則性は、隣接サブブロック間の差の平滑化が必要なＬＦ変換係数の予測に優位に
利用され、それにより、画像はサブブロックの境界で滑らかとなる。好適な実施
例では、隣接サブブロック間の差は、隣接サブブロックの平均強度の差により表
される。全ての関連する変換方法で、サブブロックの平均強度は、サブブロック
のゼロ周波数（”ＤＣ”）変換係数と同じなので，本発明は、サブブロックと隣
接サブブロックのＤＣ係数からサブブロックのＬＦ変換係数を予測する。

【００１８】符号化器と復号器の両方でＬＦ係数予測を行うために、ＤＣ係数は、最小の又
は量子化誤差のない又は、打ち切り誤差なく伝送されるのが好ましい。これは、
画像の知覚上の同一性を維持するためには重要であるので、通常の場合である。

【００１９】本発明は、ブロック内の規則性に加えてブロック間の規則性を得ることにより
画像データ圧縮を達成するので、更に、サブブロックのサイズと随意にサブブロ
ックの形を選択することにより、重要な画像のクラスに対して平均圧縮率を最適
化することを含み、それによって、平均圧縮率は最大となる。そのような選択は
、クラスの代表的な画像に対して平均圧縮率を種々のサブブロックサイズで測定
することにより単純に行われ、そして、サブブロックサイズの選択で最適な圧縮
が達成できる。典型的には、可能なサブブロックサイズと形は、使用される変換
方法の性質と可能な計算資源により制限される。

【００２０】画像の規則性は、本発明により利用される、ブロック内及びブロック間の相関
である。発明者は、典型的な画像は物体よりなり、且つ、典型的な物体は平均し
て、実質的に均一又は、緩やかに変化する強度を有するという事実から生じると
考えている。従って、物体の面よりも小さく又は、かなり小さくサイズが選択さ
れたサブブロックにはブロック内及びブロック間の大きな規則性及び相関がある
。本発明は、そのような画像を含むデータの圧縮率を増加するのに優位に適用可
能であるが、しかし、本発明は、圧縮の損失のない画像を含むデータに適用する
ことができることは理解されるべきである。

【００２１】本発明は、画素のサブブロックは例えば、一辺が８画素の正方の配列で、且つ
、ＤＣ係数が最小又は量子化誤差のない又は打ち切り誤差のなく即ち、損失無し
に、伝送される、変換方法として離散コサイン変換（”ＤＣＴ”）が使用されて
いる符号化器／復号器に適用することが好ましい。８ｘ８画素のサブブロックの
ＤＣＴ変換はＭＰＥＧ，ＪＰＥＧ及び、Ｈ．３２０ファミリーのような現在の画
像圧縮方法で行われている。更に，これらの規格は典型的には、ＤＣ係数を損失
から開放された方法で伝送する。

【００２２】動き予測により圧縮を行う、ＭＰＥＧ符号化器／復号器の組の場合には、又は
、一般的な符号化器／復号器の場合には、本発明は、符号化器と復号器の両方で
ＤＣ係数は各画像サブブロックと、隣接サブブロックに対して必要であるので、
典型的には、動き予測無しに符号化された画像（”イントラ符号化”画像と呼ば
れ、以後”Ｉ”タイプ画像と呼ぶ）にのみ適用できる。そのようなＤＣ係数は、
動き予測で符号化されたサブブロック（”インター符号化”画像と呼ばれ、以後
”非Ｉ”タイプ画像と呼ぶ）にはない。そのような符号化されたフレームは、前
の又は、後のフレームを参照するからである。ＭＰＥＧ規格ファミリーに従って
、非Ｉタイプ画像は、前の画像から予測された画像（”Ｐ”タイプ画像）又は、
前又は、後の画像から両方向に予測された画像（”Ｂ”タイプ画像）のいずれか
である。しかし、ＤＣ係数は、動き予測を用いて符号化された画像でも利用でき
、本発明は、そのような画像にも利用できる。

【００２３】以下に、具体的に、何も制限なく、本発明を標準ＭＰＥＧ符号化器と復号器の
改良として、説明する。上述と以下の説明から、本発明に従って、どのようにＭ
ＰＥＧ規格とＪＰＥＧ又は、Ｈ．３２０を採用する改良された符号化器／復号器
を構成するのかが、また、独立サブブロックに対する他の変換方法又は、他のサ
イズや形を採用する改良された符号化器／復号器を構成するのかが当業者にはす
ぐに理解できるであろう。更に、当業者には、対象のクラス画像内に存在する規
則性を利用することにより圧縮率を増加するために、画素サブブロックサイズや
形のような基本的な符号化器／復号器のパラメータをどのように選択するのかが
理解されよう。

【００２４】好適なシステムの実施例ここでは、本発明に従った改良された符号化器／復号器システムで使用される
一般的な方法を、例示的な改良されたＭＰＥＧ符号化器／復号器システムにより
説明する。

【００２５】上述のように、画像を分割する非オーバーラップサブブロックは最初に変換又
は周波数領域に変換される。そして、結果の変換係数は本発明の一般的な方法に
入力される。好ましくは、８ｘ８画素サブブロックは、ＤＣＴ変換により周波数
領域に変換される。各サブブロックに対して、そのサブブロック内の平均画素強
度に比例すると知られているそのゼロ周波数又はＤＣ変換係数から、及び、隣接
サブブロックのＤＣ係数から、ブロックの低周波数（”ＬＦ”）変換係数が予測
される。そして、対応するＤＣＴ係数から予測されたＬＦ係数を減算することに
より差分係数が形成される。

【００２６】それゆえ、本発明に従って、画像は符号化され、次のデータ、ＤＣ変換係数、
差分変換係数、及び、残りの変換係数、即ち、ＬＦ周波数変換係数以外の変換係
数により表される。１つ又はそれ以上のこれらの係数は、データ圧縮を達成する
ために量子化される。差分と残りの係数のみが量子化されるのが好ましい。好ま
しくはないが、ＤＣ係数も量子化できる。この代表的なデータは種々の目的に利
用できる。

【００２７】係数量子化は、画素ブロック変換の量子化に適用できるどのような方法に従っ
ても行うことができる。例えば、ＭＰＥＧ規格とＪＰＥＧ又は、Ｈ．３２０ファ
ミリーの量子化方法と規定は利用できる。

【００２８】特に、画像を表す符号化されたデータは、伝送され又は、蓄積される。ＤＣ係
数は最小の損失又は損失無しで伝送されるのが好ましい。可変長符号化、ハフマ
ン符号化等のような、更なる符号化又は圧縮は、最終的な伝送前にこれらの画像
データについて行われ、対応する復号は受信に際し行われることは理解される。

【００２９】受信又は取り出しに際し、ＬＦ変換係数は、前述の予測と同じ方法により、Ｄ
Ｃ係数から再び予測される。ＤＣ係数は損失無しに受信されるのが好ましく、前
のＬＦ係数予測方法は使用され、新たに予測されたＬＦ係数は実質的に元々予測
されたＬＦ係数と同じである。この方法で、再構成されたＤＣ係数の中の誤差は
、差分係数の量子化誤差にのみ制限される。

【００３０】最後に、ＬＦ係数は、予測されたＬＦ係数を、逆量子化され、伝送された差分
係数に加えることにより再構成される。ＤＣ係数、再構成されたＬＦ係数、及び
、逆量子化された残りの係数よりなる変換係数は出力される。

【００３１】次に、同じものを示す図２Ａと図２Ｂを参照して、改良されたＭＰＥＧ符号化
器と復号器の一般的な方法の例示的な実施例を説明する。この実施例は基本的な
ＭＰＥＧ符号化器／復号器の組に関して説明するが、当業者には、本発明の適用
可能な前述の領域内にある方法及び、規格に従って動作する符号化器／復号器の
組に対する他の実施例を、ごく普通に構成することができる。

【００３２】図２Ａは、本発明に従って改良されたＭＰＥＧ符号化器の概略を示す。図２Ｂ
は、改良されたＭＰＥＧ復号器の概略を示す。これらの図では、とりわけ動き予
測に主に関連する要素については、本発明に対しては周辺なので、概略で示され
又は示されていない。図２Ａ及び図２Ｂでは、離散コサイン変換、係数の量子化
及び、可変長符号化を行う構成要素は標準であり、従来技術から知られている。
それらの詳細は本発明の部分ではなく、ここでは説明しない。更に、以下では、
明確であるかどうかに関わらず、全ての動作は、画像の画像配列表現を被う個々
の画素ブロックに行われる。

【００３３】図２Ａに戻ると、構成要素４７から５０は、Ｉタイプ画像の符号化データ経路
を実行し、構成要素４１から４５は、Iタイプ画像に適用できる本発明の改良の
符号化データ経路を実行し、構成要素５１から５８は、Ｐタイプ及び、Ｂタイプ
画像の符号化の動き予測データ経路を実行する。

【００３４】改良されていないＭＰＥＧ符号化で画素配列として表されているＩタイプ画像
の場合には、画像は、加算器５８を変化されずに通った後にＤＣＴ符号化器４７
内の画素ブロックによりＤＣＴ変換された画素ブロックである。選択器４８は示
されていない位置に設定され、ＤＣＴ係数を量子化器４９へ送る。各画素ブロッ
クの量子化されたＤＣＴ係数は、ＶＬＣ符号化器５０で、可変長及び／又はラン
長（”ＶＬＣ”）符号化される。そして、最後に各画素ブロックの圧縮された画
像データストリームが出力される。

【００３５】本発明の改良が存在又は活性化されている場合には、各画素ブロックに対する
ＤＣのＤＣＴ係数は、ＤＣ係数バッファ４１に蓄積される。それにより低周波数
（”ＬＦ”）係数予測器４２は、必要な順序で利用可能である。予測器４２から
の各画素ブロックの予測されたＬＦ係数は、予測された係数バッファ４３に蓄積
される。それによって、加算器４４内の各画素ブロックの対応するＤＣＴ係数か
ら減算することが可能である。この場合、選択器４８は位置”Ｉ，ＬＦ”（Ｉタ
イプフレームのＬＦ係数を示す）に設定される。そして、差分係数は量子化器４
９で量子化され、ＶＬＣ符号化器５０可変長符号化され、そして、圧縮画像デー
タストリームに出力される。各画素ブロックに対する残りのＤＣＴ係数に対して
は、選択器４８は示されていない位置に設定され、これらの係数は減算無しに量
子化される。

【００３６】動き予測に関しては、復号器で復号されるＩタイプ（及び、特定のインタータ
イプ）画像のコピーは、参照メモリ６４内に蓄積されねばならない。Ｉタイプ画
像のＬＦ係数以外に対しては、逆量子化器５１と逆ＤＣＴ復号器５２により画像
復号を模擬することにより、達成される。逆量子化器５１は逆量子化を行い、逆
ＤＣＴ復号器５２は逆ＤＣＴを行う。選択器５９は、示されていない位置に設定
される。Ｉタイプ画像のＬＦ係数以外に対しては、選択器５９は、位置”Ｉ，Ｌ
Ｆ”に設定され、それにより、バッファ４３からの予測されたＬＦ係数は加算器
４５で加算され、復号器と同様に、逆量子化された差分係数は実際のＬＦ係数に
再構成される。この実施例では、ＤＣ係数は符号化器と復号器で同じ精度である
とする。

【００３７】Ｐタイプ、Ｂタイプフレームに対しては、動き予測経路の要素５１から５８は
当業者には既知のように動作する。簡単に、選択器５５と５６は、”非Ｉ”位置
に設定され、動き予測器５７で行われる動き予測処理により発生された動きベク
トルを使用して、参照メモリ／動き補償器は動き予測されたフレームを、入力と
動き予測された画像の間の差の画像を発生するために加算器５８に供給する。こ
れらの差分画像は、ＤＣＴ符号化器４７でＤＣＴ変換され、量子化器４９で量子
化され、そして、ＶＬＣ符号化器５０でＶＬＣ符号化される。参照メモリ５４は
、復号器で、Ｉタイプ及びＰタイプフレームが現れたときに、加算器５３内で逆
変換差分画像を動き補償された蓄積された画像へ加算することにより、更新され
る。改良された符号化器内の画像を表すデータは、画像を分割する全ての画素ブ
ロックに関して出力される。

【００３８】図２Ｂは、本発明に従って、改良されたＭＰＥＧ復号器を示す。ここで、構成
要素６５−７０はＩタイプ画像の復号データ経路を実行し、矩形６０内の構成要
素６１−６４ははＩタイプ画像に適用できる本発明の改良のデータ経路を実行し
、構成要素７１−７３はＰタイプ及び、Ｂタイプ画像の復号データ経路を実行す
る。全画像タイプに対して、各画素ブロックに対する量子化された変換係数（改
良された符号化器／復号器では及び、差分係数）を含む圧縮された画像データは
、要素６５により最初に可変長（”ＶＬ”）復号される。そして、要素６６によ
り逆変換される。

【００３９】Ｉタイプ画像に対しては、各画素ブロックに対する対するＤＣ係数は、ＬＦ係
数予測器６２に必要なときに利用できるように、バッファ６１に蓄積される。予
測器６２からの各画素ブロックに対して予測されたＬＦ係数は、各画素ブロック
に対して逆量子化されたＬＦ差分係数に加算するために、加算器６４が利用でき
るように、予測係数バッファ６３に蓄積される。Ｉタイプ画像のＬＦ係数に関し
ては、選択器６７は”Ｉ，ＬＦ”位置に設定され、他のＩタイプ画像のＬＦ係数
即ち、残りの高周波数の係数に対しては、選択器６７は示されていない位置に設
定される。各画素ブロックに対する実際のＤＣＴ係数は、次に要素６８で逆変換
される。結果のＩタイプ空間領域画像は、空間領域画素ブロックから再構成され
る。そして、画像は直接フレームメモリ６９と参照メモリ７２へ蓄積される。選
択器７０及び７１は”Ｉ”位置に設定される。

【００４０】非Ｉタイプ画像に対しては、即ち、Ｐタイプ画像とＢタイプ画像は、予測され
たＬＦ係数に加算すること無しに、要素６６により逆量子化され、且つ要素６８
により逆変換された差分画像を得るために、選択器６７、７０及び、７１は示さ
れていない又は、”非Ｉ”位置に設定される。受信された動きベクトル及び、参
照メモリ７２に蓄積された画像から、動き補償器は、動き補償された画像を決定
する。動き予測された画像は、加算器７３で復号された差分画像と加算され、こ
の結果、空間領域画像は参照メモリ７２と、フレームメモリ６９の両方に蓄積さ
れる。

【００４１】フレームメモリ６９は望ましいフォーマットの正しい順序の画像を出力するた
めに画像を蓄積する。

【００４２】本発明の改良された符号化器と復号器は、当業者には明らかな種々のハードウ
ェア環境で実行できる。例えば、図２Ａと２Ｂに示された個々の処理要素は、個
々の特化したハードウェアで実行できる。しかし、今日では、システムの処理動
作は、図２Ｃで示されるような、画像処理に最適化された汎用のハードウェア上
で実行される１つ又はそれ以上の特別なソフトウェアルーチンで実行するのが好
ましい。図２Ｃは、画像の符号化及び復号及び、本発明の動作を行う１つ又はそ
れ以上のプロセッサ８０、画像データ及び／又はプログラム命令を蓄積する１つ
又はそれ以上のＲＡＭモジュール８１、オプションで、プログラム命令を蓄積す
る１つ又はそれ以上のＲＯＭモジュール８２、種々のリンク８５を介して他のシ
ステムと通信をする１つ又はそれ以上のＩ／Ｏインターフェース、及び、ここの
構成要素をつなぐ１つ又はそれ以上のバス８４を示す。プロセッサは、例えば、
ＴＭ−１０００形式のＤＳＰ（北米フィリップス電子社）又は、ＴＭＳ−３００
０形式のＤＳＰ（テキサスインスツルメント社）のような、ディジタル信号プロ
セッサ（”ＤＳＰ”）を含むのが優利である。

【００４３】システム処理動作がソフトウェアで実行されている好適な実施例では、本発明
は、プロセッサにシステム処理を行わせる、プログラム命令が記録又は符号化さ
れているコンピュータが読出し可能な媒体も含む。そのような媒体は、フロッピ
ー（登録商標）ディスク、ハードウェアディスク、テープ等を含む磁気媒体及び、ＣＤ−ＲＯＭのような光媒体及び、他の従来技術のコンピュータが読出し可能な媒体を含む。

【００４４】好適な方法の実施例ここでは、次に、本発明に従った画素配列を分割する各画素ブロックに対する
低周波数（"ＬＦ"）係数予測に対する予測方法の好適な及び他の実施例を説明す
る。これらの方法は図１の要素１０及び１３、又は、図２Ａの等価な要素４２及
び、図２Ｂの要素６２を利用する。これは、画素ブロックのＬＦ係数は、単純に
且つ効率的に、画素ブロックに亘って、ブロックの画素値と隣接ブロックの画素
値の間のブロックのエッジに亘って発生する差（ブロック−ブロック差）を平滑
に補間する、空間領域画素配列のＬＦ変換係数として予測できるという発明者の
発見から得られる。補間画素配列は、ブロックの平均画素強度を変えないことが
好ましい。そのような補間画素配列は、緩やかに強度が変化するのみの面を有す
る物体の画像で発生する隣接画素ブロック間の規則性の良い表現でありそうなの
で、ＬＦ変換係数は実際のＬＦ変換係数の良好な予測でありそうである。

【００４５】補間された画素配列を決定する、及び、このようにＬＦ係数を予測するブロッ
ク対ブロック差入力は、画素ブロックと隣接ブロックの平均強度の知識から、近
似されるのが、好ましい。ＬＦ係数予測は符号化器と復号器の両方で行われるの
で、データに正確に基づき、且つ両方で簡単に利用できるのが好ましい。多くの
画像圧縮方法と、現在使用されている規格では、ブロックのゼロ周波数（”ＤＣ
”）係数として、画素ブロックの平均強度が正確に伝送されるので、ＬＦ係数予
測は、ブロックと隣接ブロックのそのようなＤＣ係数にのみ基づいていることが
好ましい。

【００４６】しかし好ましくはないが、本発明の範囲内で、更に正確なＬＦ予測を可能とす
るために、制限された数の情報の更なる項目を伝送するために、画像圧縮データ
ストリームが変更される。そのような更なる項目は、正確さを向上してブロック
対ブロック差を優位に表す。１つの実施例では、１つのブロックのエッジ画素と
隣接ブロックのエッジ画素の実際の差の平均を含むことができる。そのような更
なる項目を所定の場合に伝送するのが優位であるかは、更に正確なＬＦ係数予測
空の圧縮率の向上から補われた更なる項目の伝送コストに依存する。そのような
代案は本章の最後に説明する。

【００４７】特定の画素ブロックに対する予測方法の全体のステップは、以下のようである
。従って、ＬＦ係数予測は、ブロックと隣接ブロックのＤＣ係数の入力で望まし
い。図３Ａは、本発明の好適な実施例である、中央画素ブロックＣと、エッジを
中央ブロックＣと共通にする４つの直交する隣接画素ブロックを示す。これらの
ブロックはＷ（Ｃの西）、Ｅ（Ｃの東）、Ｎ（Ｃの北）、Ｓ（Ｃの南）とラベル
付けされている。対角に隣接するブロックは、この実施例では直接は考慮しない
。以下の画素ブロック内の画素は、標準的なマトリクス表記で示される。特に、
図３Ａは、中央ブロックＣの北西の角の画素Ｃ_００、Ｃ_０１、Ｃ_１０、ブロック
Ｎの南西の角のＮ_７０、ブロックＥの北西の角のＥ_００、ブロックＷの北東の角
のＷ_０７及び、ブロックＳの北西の角のＳ_００を示す。これらのブロックのＤＣ係数（ゼロ周波
数係数又は、平均強度）は、シンボルＣ_ＤＣ，Ｎ_ＤＣ，Ｅ_ＤＣ，Ｗ_ＤＣ，及び、
Ｅ_ＤＣで示される。

【００４８】これらのＤＣ係数から、Ｎ、Ｅ、Ｗ及び、Ｓで示される４つの量及び、中央ブ
ロックＣとその隣接ブロックＮ、Ｅ、Ｗ及び、Ｓ間のブロック対ブロック差の近
似が決定される。以下の式はこの近似の好適な実施例を示す。Ｎ＝ＦＡ＊｛Ｎ_ＤＣ−Ｃ_ＤＣ｝；Ｅ＝ＦＡ＊｛Ｅ_ＤＣ−Ｃ_ＤＣ｝Ｗ＝ＦＡ＊｛Ｗ_ＤＣ−Ｃ_ＤＣ｝；Ｓ＝ＦＡ＊｛Ｓ_ＤＣ−Ｃ_ＤＣ｝係数ＦＡは、隣接ブロック対ブロック差をスケーリングする乗算重み係数であ
る。続いて、更に詳細に第２の乗算重み係数ＦＢと共に説明する。本発明は、こ
れらの４つの隣接ブロック対ブロック差を決定するために他の式を適用すること
も可能である。他の式は、上で使用された５つのＤＣ係数のみに依存することが
できる。又は、例えば、対角に隣接するブロック又は、更に遠くの隣接ブロック
からの更なるＤＣ係数に依存することもできる。

【００４９】次に、補間画素配列が、近似されたブロック対ブロック差から決定される。こ
の補間画素配列は、そのようなブロック対ブロック差の存在により発生し得る中
央画素ブロック内の画素値に対する、ブロック対ブロック差の滑らかな補間を達
成するために設計される。予想される実際の画素値は、そのブロックのＤＣ係数
と補間画素配列内の値の和である。

【００５０】この補間が特定の発見的な制約を満たすときには優位である。第１の発見的な
制約は、画素ブロックの平均強度が変化しないためには、補間画素配列内の画素
値の和がゼロである。第２の発見的な制約は、境界の差の画素値上の効果の大き
さは境界から離れるにしたがって減少することである。特に、境界差による最大
画素値は、境界に隣接して発生すべきであり、境界差よりも小さいか又は等しく
なければならない。第３の発見的な制約は、互いに結合した画素ブロックの１つ
の境界での差は等しいが、しかし、反対の境界（ロー又はコラムに沿って）で符
号が反対の差は、２つの境界の間の均一な画素値勾配に補間しなければならない
。

【００５１】本発明は、上述の発見的な制約を満たす画素配列を補間するのを決定する方法
に一般的に適用できる。好ましい実施例では、この補間画素配列は、寸法に独立
な方法で行われるブロック対ブロック差の線形補間により決定される。寸法に依
存しない補間は、各画素配列要素が、各近似されたブロック対ブロック境界差か
らの独立で、乗算重み付けられた貢献を有することを意味し、且つ、各近似され
たブロック対ブロック境界差は、特定の境界に垂直なロー又は、コラム内のマト
リクス要素のみに、独立に貢献する。例えば、中央ブロックＣとその西に隣接す
るブロックＷの間のブロック対ブロック差を近似する値は、補間画素配列のロー
に沿って補間される。同じ重みが、４つの画素ブロック境界に沿って差に適用で
きる。更に、重みは好ましくは、境界からの距離のみに依存する。

【００５２】補間画素配列のサイズは、符号化器／復号器で操作される画素ブロックのサイ
ズと同じである必要はない。補間画素配列の変換係数は重要であるので、補間画
素配列は、変換係数が、推定されるべき画素ブロックのＬＦ変換係数と明確な関
係をもつような、実際のサイズである。実際、計算的な効率に関して、補間画素
配列のサイズは、符号化器/復号器画素ブロックのサイズよりも小さく選択され
る。８ｘ８画素ブロックが符号化器/復号器の組の離散コサイン変換（”ＤＣＴ
”）により変換される好適な実施例では、補間画素配列の好適なサイズは、４ｘ
４である（即ち、４画素の正方配列）。代わりに、８ｘ８サイズの補間画素配列
も使用できる。

【００５３】補間するブロック対ブロック差に関する乗算的な重みは、上述の発見的な制約
を満たすように選択される。４ｘ４サイズの補間画素配列の好適な場合について
は、図３Ｂは、左側境界からの補間する好適な乗算重みを示す。右側境界からの
補間については、これらの重みは逆順に使用される。これらの重みは、上述の、
第１に、合計がゼロであり、且つ境界に隣接する最大重みを有するという、制約
を満たす。図３Ｃに示すように、正の左方部境界差と負の右方部境界差の結合は
２つの境界間の線形な勾配であるので、第３の制約も満たされる。

【００５４】以下の式は４ｘ４補間画素配列を定義する好適な実施例である。

【００５５】

【数１】ブロック対ブロック画素差に与えられる乗算係数ＦＡ及び、補間画素配列ＦＢ
は、予測されたＬＦ係数が最大の画像データストリーム圧縮率を得られるように
するために、全体の乗算係数ＦＡ＊ＦＢが、特定の制約に合致するように、選択
される。第１の制約に従って、隣接画素ブロック間の境界で、画素値が過度に平
滑化されないように、即ち、画素ブロック境界の画素値はブロック対ブロック差
が減少されるがしかし、元のブロック対ブロック差と同じ符号を持つように、全
体の係数ＦＡ＊ＦＢは、０．５００より小さいか又は等しいことが好ましい。関
連する第２の制約に従って、画素値勾配の存在において、特定のブロック対ブロ
ックエッジ差は実際の画像の特徴である場合があり、全てを削除すべきでないた
めに、全体の係数は更に０．５００より小さいことが好ましい。全体の重み係数
中に更なる係数があり、最大の空間コンフィグレーション重みを１．００（最初
に１．００に選択されていない場合）正規化する。

【００５６】好適な実施例では、ＦＡは従来は１．０であり、それにより、ブロック対ブロ
ック差は直接スケーリングされていない画素値を直接表す。ＦＢは、優位に、０
．３７５＊（１．０／３．０）をとる。係数（１．０／３．０）は、好適な補間
重みを正規化するのに必要である。係数０．３７５は、乗算無しにシフトと加算
により経済的に計算するために、良好なデータストリーム圧縮率を得るために見
つけられた。

【００５７】代わりの８ｘ８サイズの補間画素配列は、全体に、上述の好適な４ｘ４補間画
素配列と類似している。左側境界からのブロック対ブロック差の寸法に依存しな
い線形補間に対する好適な乗算重みは、８値：＋４，＋２，０，−１，−２，−
２，−１及び、０である。右側境界からのブロック対ブロックエッジ差を補間す
るためには、重みは逆順に使用される。補間式は、好適な４ｘ４サイズの補間画
素配列に対する式に全体が類似した、これらの寸法に依存しない方法での重みか
ら構成される。好ましい重みは、ＦＡ＝１．０及び、ＦＢ＝０．３７５＊（１．
０／４．０）（係数（１．０／４．０）は好適な補間重みに正規化されるため）
である。

【００５８】補間画素配列が決定されると、この配列は、関連する変換又は周波数領域に、
変換方法により変換される。そうでなければ、例えば、図１の要素９及び１４内
の符号化器／復号器の組で使用される。代わりに、関連する変換方法を近似する
値を戻す、密接に関連しているがしかし計算的にあまり要求しない変換方法が使
用されてもよい。補間画素配列のサイズが、画素ブロックのサイズよりも小さい
場合には、補間配列のサイズは、例えば、対応する変換係数と等しくすることに
より、変換係数は画素ブロックの対応するＬＦ係数と単純な関係を有するように
、優位に選択される。

【００５９】好適な実施例の場合には、４ｘ４サイズの補間画素配列は、画素ブロックの対
応するＬＦ係数と等しい変換係数を得るために、ＤＣＴにより変換される。８ｘ
８サイズの補間配列の、他の実施例では、この配列も、ＤＣＴを受け、対応する
画素ブロック変換係数と等しい係数を生じる。代わりに、しかしあまり好ましく
はないが、計算的な要求が低いアダマール変換で、ＤＣＴを置き換えても良い。

【００６０】次に、予測されたＬＦ係数は変換された補間画素配列の変換係数彼選択される
。第１に、ＤＣ係数は無視される。補間方法が第１の機能低名制約を満たす場合
にには、それは、ゼロである。第２に、全ての変換係数が画素ブロックの対応す
るＬＦ係数の有益な予測を生じるわけではないので、補間画素配列の最も低い周
波数の変換係数を、対応するＬＦ係数の予測として見つける。

【００６１】例えば、４ｘ４サイズの又は、８ｘ８サイズの補間配列の場合には、１つの有
益な選択は、変換係数の上側左方の３ｘ３サブマトリクスを選択することである
（ＤＣ係数は無視する）。このように、８つの変換係数Ｔ_１０，Ｔ_２０，Ｔ_０１，Ｔ_１１，Ｔ_２１，Ｔ_０２，Ｔ_１２，及び、Ｔ_２２（ここでＴは、補間画素配列
の変換係数の配列を示す）を、対応するＬＦ変換座標の予測値として使用する。
別の選択では、４ｘ４サイズ又は、８ｘ８サイズの変換配列のいずれかの上方の
三角の選択が使用される。この場合、９個の変換係数Ｔ_１０，Ｔ_２０，Ｔ_３０，
Ｔ_０１，Ｔ_１１，Ｔ_２１，Ｔ_０２，Ｔ_１２，及び、Ｔ_０３を、対応するＬＦ変換
座標の予測値として使用する。

【００６２】代わりに、上述の補間画素配列の決定、周波数領域への変換及び、周波数領域
配列からのＬＦ係数の選択は、補間画素配列の選択されたＬＦ変換係数は、画素
ブロックのＤＣ係数と、直交する隣接画素ブロックのＤＣ係数との線形結合とし
て直接的に決定される、単一のステップに結合される。ＤＣ係数差の線形補間は
、ＤＣ係数差の単一の線形結合として、選択されたＬＦ係数を生じる、線形変換
処理で構成できる。当業者には、ＤＣ係数差に関してＬＦ係数を表す線形式の単
一の組を決定するためにマトリクス乗算により線形式の２つの組を構成すること
はごく普通のことであると理解できる。

【００６３】最後に、補間画素配列の選択されたＬＦ変換係数は、対応するＬＦ変換係数の
予測値として、後続のステップへ、及び／又は、本発明の方法及びシステムの構
成要素へ出力される。

【００６４】上述の実施例は、本発明の改良を使用するために、典型的な符号化器／復号器
の組により認識されるデータストリームに、何も変更を必要としない。上述のよ
うに、あまり好適ではない代案では、これらのデータストリームは、ブロック対
ブロック差のよりよい近似及び、より良いＬＦ変換係数の予測を行うために更な
る項目を増加することができる。

【００６５】そのような代案では、ブロックの４つのエッジの各々に沿った画素値の実際の
平均値は、変更されたデータストリームに供給できる。そのような更なる平均値
値は、隣接ブロックのエッジ画素値間の実際の差に直接的に情報を与える。たの
代案では、全体のエッジに沿った平均の差のみを必然的に表す、中央ブロックの
各エッジの１つである、４つの量に加えて、中央ブロックの書くエッジに沿った
ブロック対ブロック画素差の変化を、変更されたデータストリームに供給するこ
とができる。この代わりの方法は、各エッジの１つの量以上を供給することによ
り強度の変化を表す。各量は、中央ブロックＣのエッジ隣接画素の１つ又はそれ
以上の組の差を表す。画素の２つの隣接の組の差の平均が計算される場合には、
以下の式はこの代案を表す。

【００６６】

【数２】特定の上述の量を結合するのに、粗い表現が使用できる。例えば、以下は結合
された且つ粗い量が使用できる。

【００６７】

【数３】粗さを増加又は減少した他の同様な代案は、当業者には明らかであろう。

【００６８】更なるブロック対ブロック差の項目を、上述で示した式に全体が類似する式に
より寸法に依存しない方法で、４ｘ４サイズ又は８ｘ８サイズの補間画素配列を
構成するために補間することができる。そのような更なる項目が供給されたとき
、補間画素配列の変換から更なる係数を選択することが優位であろう。例えば、
４ｘ４サイズの補間画素配列の場合には、ＤＣ係数除く全変換係数を、選択でき
る。８ｘ８サイズの配列の場合には、補間画素配列の変換の、ＤＣ係数除く上方
左側の４ｘ４又は５ｘ５サブ配列を選択できる。

【００６９】上述の式は、本方法の実施例である。当業者には、種々の構造のマイクロプロ
セッサ及び、ディジタル信号プロセッサで、どのようにその形は、計算の効率を
改善するために改良されるかを理解できる。例えば、算術演算の全数は、４ｘ４
サイズ及び、８ｘ８サイズの補間画素配列が寸法に依存しない観点から、因数分
解により低減できる。更に、全乗算重み係数を含む乗算は、更にコストのかかる
乗算器の代わりに、コストの低いシフトと加算で実行できる。

【００７０】更に、上述の代案から選択した代案の特定の組合せは、求められた改善された
データストリーム圧縮率の程度に対する、提案されたシステムで利用できる処理
力のトレードオフにより指示される。特に、画像の種々のクラス及び特定の圧縮
方法に対して、本発明の方法及びシステムのパラメータは、最大の改善されたデ
ータストリーム圧縮率を与えるごく普通の方法により最適化される。

【００７１】本発明の目的は満たされたと評価すべきである。本発明は、特定の詳細な説明
と共に記載したが、多くの変形が可能であると理解されるべきであり、それは、
当業者には明らかである。これらの変形は、請求項の本発明の範囲内である。

【００７２】請求項においては、括弧内の参照符号は請求項を限定するものではない。単語
”有する”は請求項に記載の要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を
除外するものではない。本発明は、幾つかの独特な要素を有するハードウェアに
より、又は、好適にプログラムされたコンピュータにより実行できる。幾つかの
手段を列挙する装置の請求項では、これらの手段のいくつかは、１つの又は、同
じハードウェアで具体化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用できる符号化器及び復号器を示す図である。

【図２Ａ】本発明のに従ったシステムの実施例を示す図である。

【図２Ｂ】本発明のに従ったシステムの実施例を示す図である。

【図２Ｃ】本発明のに従ったシステムの実施例を示す図である。

【図３Ａ】例示的な空間重みを示す図である。

【図３Ｂ】例示的な空間重みを示す図である。

【図３Ｃ】例示的な空間重みを示す図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１２年８月１１日（２０００．８．１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項２】前記予測するステップは、各画素ブロックに対し、ブロックのエッジに沿った画素と、画素ブロックに直
交して隣接する画素ブロックのエッジに沿った画素との差の線形結合から、選択
された低周波数変換係数をも予測するステップを有する請求項1記載の方法。

【請求項３】各画素ブロックを予測する前記ステップは、画素ブロックのゼロ周波数変換係数と画素ブロックに直交して隣接する画素ブ
ロックのゼロ周波数変換係数との間の差を線形に補間する、補間画素値を有する
補間画素配列を決定するステップと、補間画素配列を、周波数領域の変換係数に変換する、変換するステップと、補間画素配列の対応する変換係数として、予測され選択された低周波数変換係
数を選択するステップを更に有する請求項１記載の方法。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】図１の実施例では、送信器１は独立画像データ又は、ビデオデータ４のような
画像を含むデータを、伝送リンク３を介して受信器２に送る。伝送リンク３は、
通信リンクの具体化として示されているが、本発明は、伝送が、磁気又は光ディ
スクのような蓄積媒体上に圧縮データを記録することによる場合にも適用できる
。伝送リンク３の必要な帯域幅又は、必要な蓄積容量を低減するために、送信器
１は、受信器２へ送られる圧縮画像を含むデータ５を生じる、改良された符号化
器７を有する。受信器２は、かわりに、圧縮されたデータ５から元の画像を含むデータ４を再構成する復号器８を有する。本発明の改良された符号化器及び復号
器の適用は例示的なアプリケーションには限定されないが、画像を含むデータを
が圧縮又は、逆圧縮される全ての状況を含む。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】受信又は取り出しに際し、ＬＦ変換係数は、前述の予測と同じ方法により、Ｄ
Ｃ係数から再び予測される。ＤＣ係数は損失無しに受信されるのが好ましく、前
のＬＦ係数予測方法は使用され、新たに予測されたＬＦ係数は実質的に元々予測
されたＬＦ係数と同じである。この方法で、再構成されたＬＦ係数の中の誤差は
、差分係数の量子化誤差にのみ制限される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】動き予測に関しては、復号器で復号されるＩタイプ（及び、特定のインタータ
イプ）画像のコピーは、参照メモリ５４内に蓄積されねばならない。Ｉタイプ画
像のＬＦ係数以外に対しては、逆量子化器５１と逆ＤＣＴ復号器５２により画像
復号を模擬することにより、達成される。逆量子化器５１は逆量子化を行い、逆
ＤＣＴ復号器５２は逆ＤＣＴを行う。選択器５９は、示されていない位置に設定
される。Ｉタイプ画像のＬＦ係数以外に対しては、選択器５９は、位置”Ｉ，Ｌ
Ｆ”に設定され、それにより、バッファ４３からの予測されたＬＦ係数は加算器
４５で加算され、復号器と同様に、逆量子化された差分係数は実際のＬＦ係数に
再構成される。この実施例では、ＤＣ係数は符号化器と復号器で同じ精度である
とする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ１， 5621 ＢＡＥｉｎｄｈｏｖｅｎ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓＦターム(参考） 5C059 LB15 MA23 MA32 MC11 MC33 ME01 PP05 PP06 PP07 TA09 TA11 TA30 TB08 TC08 TC33 TC42 UA02 UA05 5C078 AA04 BA53 BA57 CA01 DA01 DA02 5J064 AA01 BA09 BA16 BB01 BB03 BB04 BB11 BC08 BC16 BD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素配列の形式で画像データとして表された画像を圧縮する
方法であって、画素配列を被う複数の画素ブロックを、各画素ブロックを表し、且つゼロ周波
数変換係数、1つ又はそれ以上の選択された低周波数変換係数及び、残りの変換
係数を含む、周波数領域の変換係数に変換するステップと、各画素ブロックに対し、画素ブロックと画素ブロックに隣接する画素ブロック
から、選択された低周波数変換係数を予測するステップと、各画素ブロックに対し、差分変換係数を形成するために、予測された選択され
た低周波数変換係数を、選択された低周波数変換係数から減算するステップと、各画素ブロックに対し、差分係数と残りの変換係数を量子化するステップと、各々の複数の各画素ブロックに対し、ゼロ周波数変換係数、量子化された差分
係数と、量子化された残りの係数を含む圧縮された画像データにより画像を表す
ステップを有する方法。
【請求項２】前記予測するステップは、各画素ブロックに対し、画素ブロックのゼロ周波数変換係数と、画素ブロック
に隣接する画素ブロックのゼロ周波数変換係数の線形結合から、選択された低周
波数変換係数を先行するステップを有する請求項1記載の方法。
【請求項３】前記予測するステップは、各画素ブロックに対し、ブロックのエッジに沿った画素と、画素ブロックに直
交して隣接する画素ブロックのエッジに沿った画素との差の線形結合から、選択
された低周波数変換係数を予測するステップを有する請求項1記載の方法。
【請求項４】各画素ブロックを予測する前記ステップは、画素ブロックのゼロ周波数変換係数と画素ブロックに直交して隣接する画素ブ
ロックのゼロ周波数変換係数との間の差を線形に補間する、補間画素値を有する
補間画素配列を決定するステップと、補間画素配列を、周波数領域の変換係数に変換する、変換するステップと、補間画素配列の対応する変換係数として、予測され選択された低周波数変換係
数を選択するステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項５】前記選択するステップは、変換された補間画素配列の３掛け
る３の大きさの、上方左の正方形のサブ配列内に存在する変換係数として、予測
され選択された低周波数変換係数を選択する請求項4記載の方法。
【請求項６】補間画素配列の画素値は、画素ブロックのゼロ周波数変換係数と画素ブロックに直交して隣接する各画素ブ
ロックのゼロ周波数変換係数との間の差の重み付けされた和であり、画素値は寸
法に独立して線形に補間されている請求項４記載の方法。
【請求項７】補間画素配列は正方形の配列であり、重み付けられた和の重
みは、画素ブロックの一方の境界の第1のゼロ周波数変換係数の差と、第1のゼロ
周波数変換係数の差に振幅が等しく符号が逆の、反対の境界の第２のゼロ周波数
変換係数の差が、補間画素配列の境界間で補間画素値の線形勾配となるように、
選択される請求項６記載の方法。
【請求項８】補間画素値は、側面で4画素であり、重みは＋３，−１，−
２及び、０である請求項７記載の方法。
【請求項９】補間画素値は、側面で８画素であり、重みは＋４，＋２，０
，−１，−２，−２，−１及び、０である請求項７記載の方法。
【請求項１０】前記量子化するステップは、ゼロ周波数変換係数を量子化
するステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項１１】差の線形結合は、ブロックのエッジに沿った全画素の平均
と、画素ブロックに直交して隣接する画素ブロックのエッジに沿った全画素の平
均との線形結合を有する請求項３記載の方法。
【請求項１２】画像を表す画素配列を被う複数の画素ブロックに関する圧縮された画素データの形式で表される画像を再構成する方法であって、各画素ブロックに対し、ゼロ周波数変換係数、量子化された差分変換係数と、
量子化された残りの変換係数を含む圧縮された画像データを取り出すステップと
、それぞれ、差分変換係数と残りの変換係数をを供給するために、量子化された
差分変換係数と、量子化された残りの変換係数を逆量子化するステップと、各画素ブロックに対し、画素ブロックと画素ブロックに隣接する画素ブロック
の変換係数とから、選択された低周波数変換係数を予測するステップと、各画素ブロックに対し、選択された低周波数変換係数を形成するために、予測
された選択された低周波数変換係数を、差分変換係数に加算するステップと、各画素ブロックに対し、複数の画素ブロックを再構成するために、ゼロ周波数
変換係数、選択された低周波数変換係数と、残りの変換係数を逆変換するステッ
プと、複数の再構成された画素ブロックから画素配列を再構成するステップを有する
方法。
【請求項１３】各画素ブロックに対し、前記予測するステップは、画素ブロックのゼロ周波数変換係数と画素ブロックに直交して隣接する画素ブ
ロックのゼロ周波数変換係数との間の差を線形に補間する、補間画素値を有する
補間画素配列を決定するステップと、補間画素配列を、周波数領域の変換係数に変換する、変換するステップと、補間画素配列の対応する変換係数として、予測され選択された低周波数変換係
数を選択するステップを更に有する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】画素配列の形式で画像データとして表された画像を圧縮す
るシステムであって、画素配列を被う複数の画素ブロックを、周波数領域の、各画素ブロックを表し
、且つゼロ周波数変換係数、1つ又はそれ以上の選択された低周波数変換係数及
び、残りの変換係数を含む変換係数に変換する手段と、各画素ブロックに対し、画素ブロックと画素ブロックに隣接する画素ブロック
から、選択された低周波数変換係数を予測する手段と、各画素ブロックに対し、差分変換係数を形成するために、予測された選択され
た低周波数変換係数を、選択された低周波数変換係数から減算する手段と、各画素ブロックに対し、差分係数と残りの変換係数を量子化する手段と、各々の複数の各画素ブロックに対し、ゼロ周波数変換係数、量子化された差分
係数と、量子化された残りの係数を含む圧縮された画像データにより画像を表す
手段を有するシステム。
【請求項１５】各画素ブロックを予測する前記手段は、画素ブロックのゼロ周波数変換係数と画素ブロックに直交して隣接する画素ブ
ロックのゼロ周波数変換係数との間の差を線形に補間する、補間画素値を有する
補間画素配列を決定する手段と、補間画素配列を、周波数領域の変換係数に変換する、変換する手段と、補間画素配列の対応する変換係数として、予測され選択された低周波数変換係
数を選択する手段を更に有する請求項１４記載の方法。
【請求項１６】画像を表す画素配列を被う複数の画素ブロックに関する圧縮された画素データの形式で表される画像を再構成するシステムであって、各画素ブロックに対し、ゼロ周波数変換係数、量子化された差分変換係数と、
量子化された残りの変換係数を含む圧縮された画像データを取り出す手段と、それぞれ、差分変換係数と残りの変換係数をを供給するために、量子化された
差分変換係数と、量子化された残りの変換係数を逆量子化する手段と、各画素ブロックに対し、画素ブロックと画素ブロックに隣接する画素ブロック
の変換係数とから、選択された低周波数変換係数を予測する手段と、各画素ブロックに対し、選択された低周波数変換係数を形成するために、予測
された選択された低周波数変換係数を、差分変換係数に加算する手段と、各画素ブロックに対し、複数の画素ブロックを再構成するために、ゼロ周波数
変換係数、選択された低周波数変換係数と、残りの変換係数を逆変換する手段と
、複数の再構成された画素ブロックから画素配列を再構成する手段を有するシス
テム。
【請求項１７】画素配列データの形式で画像データとして表された画像を
圧縮するシステムであって、プログラム命令を実行する１つ又はそれ以上のプロセッサと、処理される画素配列と、前記１つ又はそれ以上のプロセッサに請求項１記載の
方法を実行させるプログラム命令とを蓄積する１つ又はそれ以上のメモリ装置と
を有するシステム。
【請求項１８】複数の画素ブロックに対する圧縮された画像データの形式
で表された画像を再構成するシステムであって、プログラム命令を実行する１つ又はそれ以上のプロセッサと、処理される圧縮画像データと、前記１つ又はそれ以上のプロセッサに請求項１
２記載の方法を実行させるプログラム命令とを蓄積する１つ又はそれ以上のメモ
リ装置とを有するシステム。
【請求項１９】１つ又はそれ以上のプロセッサに請求項１又は、１２記載
の方法を実行させるプログラム命令が符号化されたコンピュータが読出し可能な
媒体。