JP2003046785A - 圧縮された画像の画質の向上 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、圧縮された画像の画質の向上を行
うための方法と装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 一実施例では、この方法は、逆ウェーブ
レット変換の適用に応答して発生された再構成された低
域通過係数の量子化雑音を特徴化し、且つ、復号中に構
成された、再構成された低域通過係数から量子化雑音を
除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この特許書類の開示部分は、
（著作権又はマスクワーク）保護を受ける素材を含む。
（著作権又はマスクワーク）所有者は、特許商標庁特許
ファイル又は記録内の、特許書類又は特許開示のファク
シミリ再生に異議を唱えないが、その他の全ての（著作
権又はマスクワーク）権利は保存される。

【０００２】本発明は、逆圧縮と圧縮システムの分野に
関連し、特に、本発明は、例えば、ＪＰＥＧ２０００規
格に準拠する復号器により復号されるような、圧縮され
た画像の画質の向上に関連する。

【０００３】

【従来の技術】低ビットレートでは、圧縮された画像
は、しばしば、変換係数及び、量子化による幾つかの歪
みを示す。これらの歪みの性質は、選択された変換と量
子化機構に非常に依存する。歪みはしばしば、量子化雑
音と呼ばれる。ウェーブレットに基づく雑音除去は、フ
ーリエの基底と比較して基本的に異なる理論的特性のウ
ェーブレットによりガウス雑音を除去する最新の技術で
ある。量子化雑音の特徴は、ガウス白色雑音から非常に
異なり、そして、良く知られているウェーブレット減少
技術は適用できない。

【０００４】新たな画像圧縮規格ＪＰＥＧ２０００（”
Ｊ２Ｋ”）は、符号化器及び復号器として知られてい
る、非常に高度な量子化機構を有する。ＩＴＵ−Ｔ
Ｔ．８００／ＩＳＯ／ＩＥＣ１５４４４１：２０００Ｊ
ＰＥＧ２０００画像符号化システムを参照する。

【０００５】ＤＣＴ圧縮により発生される圧縮歪みの除
去は、従来技術より知られている。それらの歪みは主
に、８ｘ８変換ブロックによるブロック歪みである。典
型的には、２つの変換ブロックの境界の位置が知られて
おり、且つ、処理はこのブロックのまわりに集中する。
更なる情報は、Ｓｈｅｎ，Ｍ．−Ｙ．，Ｋｕｏ，Ｃ．−
Ｃ．，による１９８８年の、視覚通信及び画像表現ジャ
ーナル（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｖｉｓｕａｌ Ｃｏｍｍ
ｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｒｅｐｒｅ
ｓｅｎｔａｉｏｎ）、ｖｏｌ．９、第２−１４頁の”圧
縮歪み除去のための後処理技術の再検討（Ｒｅｖｉｅｗ
ｏｆ ＰｏｓｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑ
ｕｅｓ ｆｏｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ａｒｔｉｆ
ａｃｔＲｅｍｏｖａｌ）”及び、Ｘｉｏｎｇ，Ｚ．，Ｏ
ｒｃｈａｒｄ，Ｍ．，Ｚｈａｎｇ，Ｙ．，による、１９
９７年のＩＥＥＥ論文誌、ビデオ技術のための回路及び
システム、ｖｏｌ．７、第４３３−４３７頁の”オーバ
ーコンプリートウェーブレット表現を使用するＪＰＥＧ
圧縮画像のためのデブロッキングアルゴリズム（Ａ Ｄ
ｅｂｌｏｃｋｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｊ
ＰＥＧ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｉｍａｇｅｓ Ｕｓｉ
ｎｇ Ｏｖｅｒｃｏｍｐｌｅｔｅ Ｗａｖｅｌｅｔ Ｒ
ｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ）”を参照する。

【０００６】ＤＣＴブロック境界での歪み除去に対する
同様な問題である、ウェーブレット圧縮システムを使用
するタイル境界で、歪み除去に関するある研究がある。
元のＪＰＥＧ規格は、ウェーブレット変換を使用するＪ
２Ｋに対して、ＤＣＴを使用する。ＪＰＥＧ規格に関す
る更なる情報は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｔ．８１｜ＩＳＯ／Ｉ
ＥＣ１０９１８−１：１９９４、情報技術−連続トーン
の静止画像のディジタル圧縮及び符号化：要求とガイド
ラインを参照する。

【０００７】ウェーブレット圧縮システム内の量子化雑
音を除去する幾つかの後処理法が存在する。１９９９年
のＪ２Ｋ会合で提示された、Ｎｇｕｙｅｎ，Ｔ．，Ｙａ
ｎｇ，Ｓ．，Ｈｕ，Ｙ．Ｈ．，Ｔｕｌｌ，Ｄ．Ｌ．，
の”ＪＰＥＧ−２０００後処理”では、元の画像の推定
を必要とする、ＭＡＰ−推定アルゴリズムが画像に適用
される。一般的なアプリケーションでは、その推定は利
用できない。更に、この技術を復号器に埋め込むことは
可能ではない。他のアプローチが、１９９５年のＩＣＩ
Ｐ’９５のｖｏｌ．１、第６１０−６１３頁の論文集
の、Ｗｅｉ，Ｄ．，Ｂｕｒｒｕｓ，Ｃ．Ｓ．，の”種々
の符号化機構に対する最適ウェーブレットしきい値化
（Ｏｐｔｉｍａｌ Ｗａｖｅｌｅｔ Ｔｈｒｅｓｈｏｌ
ｄｉｎｇ ｆｏｒ Ｖａｒｉｏｕｓ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓ
ｃｈｅｍｅｓ）”で使用されている。その雑音除去アル
ゴリズムは、特にガウス白色雑音に適している。量子化
雑音は、決してガウス白色雑音ではない。対称的に、量
子化後のウェーブレット係数は、量子化を通して与えら
れる制限された数の値のみを取ることができる。従っ
て、前に述べたガウス雑音に対するしきい値機構は、量
子化雑音の除去に対する最適な技術ではない。１９９９
年のデータ圧縮会議（ＤＡＴＡ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏ
ｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）ＤＣＣの論文集、第６２−
７１頁の、Ｎｏｓｒａｔｉｎｉａ、Ａ．，の”圧縮画像
の改善のための埋め込まれた後処理（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ
Ｐｏｓｔ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ Ｅｎｈａ
ｎｃｅｍｅｎｔｏｆ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｉｍａｇ
ｅｓ）”には、ＤＣＴ ＪＰＥＧ／ウェーブレット圧縮
画像内のひずみ除去に関する、完全に復号された画像の
異なるシフトを計算し且つ量子化に係数をクリップす
る、アルゴリズムが提示されている。しかしながら、こ
れも、最初に全体の画像の復号を要求する、後処理ステ
ップである。

【０００８】不鮮明化を補正することは、画像処理がそ
れに対して実行される別の問題である。スキャナ又はＣ
ＣＤカメラのような、画像をディジタル化する検出装置
は、典型的には、元の画像の不鮮明版を発生する。従っ
て、ボケを除くアルゴリズムは、元の画像と同じ程度の
鮮明さを有するディジタル画像を発生するのに必要であ
る。画像のボケを除くことは、画像処理の古典的な部分
である。典型的には、不鮮明化は、平滑化カーネルとの
畳み込みによりモデル化される。この不鮮明化を逆にす
ることは、フーリエ領域内で畳み込みカーネルにより除
算することによりなされる。正確に逆にすることは、畳
み込みカーネルが、その周波数応答でゼロ点を有しない
場合にのみ、可能である。カーネルが、雑音が存在して
この基準を満足する場合にさえも、雑音のある画素は、
フィルタ反転中に拡大されるので、ボケを取り除く問題
は、良くない問題となる。畳み込みカーネルが、逆にで
きない場合には、正規化された反転が典型的には、使用
され、正規化パラメータは、完全に逆にすることと雑音
抑圧の間のトレードオフを管理する。

【０００９】近年、ハイブリッドフーリエ−ウェーブレ
ットに基づく技術が、逆畳み込み問題を解決するため
に、論文で提案されている。それらのアプローチでは、
逆畳み込み問題の雑音除去部分は、ウェーブレット減少
により実行され、フーリエ領域内での畳み込みの逆は、
古典的なフィルタ反転による。更なる情報は、１９９８
年のバイオメトリカ（Ｂｉｏｍｅｔｒｉｋａ）ｖｏｌ．
８５、第１１５−１２９頁のＡｂｒａｍｏｖｉｃｈ，
Ｆ．，Ｓｉｌｖｅｒｍａｎ，Ｂ．Ｗ．，の”統計的な逆
問題ウェーブレット分解アプローチ（Ｗａｖｅｌｅｔ
Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ
ｔｏ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｐｒ
ｏｂｌｅｍｓ）”、１９９５年の応用及び計算ハーモニ
ック分析ジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌ
ｉｅｄ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｈａｒ
ｍｏｎｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ）の、ｖｏｌ．２，第１
０１−１１５頁のＤｏｎｏｈｏ，Ｄ．，による、”Ｗａ
ｖｅｌｅｔ−Ｖａｇｕｅｌｅｔｔｅ分解による線形逆問
題の非線形解決方法（Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｓｏｌｕｔ
ｉｏｎ ｏｆ Ｌｉｎｅａｒ Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｐｒｏ
ｂｌｅｍｓ ｂｙ Ｗａｖｅｌｅｔ−Ｖａｇｕｅｌｅｔ
ｔｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）”、１９９８年の
ＩＣＡＳＳＰの論文集のｖｏｌ．６、第３２４１−３２
４４頁の、Ｎｅｅｌａｍａｎｉ、Ｒ．，Ｃｈｏｉ，
Ｈ．、Ｂａｒａｎｉｕｋ，Ｒ．，の”Ｉｌｌ−条件付き
のシステムのためのウェーブレットに基づく逆畳み込み
（Ｗａｖｅｌｅｔ−ｂａｓｅｄ Ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔ
ｉｏｎ ｆｏｒ Ｉｌｌ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｄ Ｓ
ｙｓｔｅｍ）”、１９８８年のアカデミックプレス（Ａ
ｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ）のＳ．Ｍａｌｌａｔによ
る”信号処理のウェーブレットツアー（Ａ Ｗａｖｅｌ
ｅｔ Ｔｏｕｒ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｇ）”を参照する。

【００１０】特に、ラプラシアンピラミッドを使用す
る、サブバンド分解での画像の向上は、従来技術で既知
である。例えば、日本、ＦｕｊｉのＩｔｏ，Ｗ．，によ
る、”マルチ解像度周波数バンドの強調処理により、画
像内のコントラストを向上する方法及び装置”、１９９
９年５月２４日に発行された米国特許番号５，９０７，
６４２及び、１９９５年９月２８日に発行された米国特
許番号５，９６０，１２３を参照する。

【００１１】１９９５年１２月３０日に、Ｃｈｉ−Ｙｕ
ｎｆ，Ｆ．，Ｌｏｒｅｎ，Ｐ．に発行された、米国特許
番号５，７０３，９６５の名称”数学的な変換に基づく
画像圧縮／分解、縮小／拡大及び、画像鮮明化（Ｉｍａ
ｇｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ／Ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓ
ｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ，Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ／Ｅｘｐａ
ｎｓｉｏｎ，ａｎｄＩｍａｇｅ Ｓｈａｒｐｅｎｉｎ
ｇ）”は、２つの動作、圧縮と画像の鮮明化と平滑化を
説明する。そのアプローチでは、元のＪＰＥＧ圧縮機構
を仮定し、２つの動作は次々と実行され、そして、１つ
には結合されない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、圧縮された
画像の画質の向上を行うことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】圧縮された画像の画質の
向上を行うための方法と装置が開示される。一実施例で
は、この方法は、逆ウェーブレット変換の適用に応答し
て発生された再構成されたサンプル内の量子化雑音を特
徴化し、且つ、復号中に構成された、再構成されたサン
プルから量子化雑音を除去する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、以下の詳細な説明と本
発明の種々の実施例の添付する図面から更に完全に理解
されよう。しかし、それらは、本発明を特定の実施例に
制限するものとすべきではなく、説明と理解のみのため
である。

【００１５】圧縮された画像の画質の向上のための方法
及び装置が開示される。新たなＪＰＥＧ２０００復号規
格（ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃ．Ｔ．８００／ＩＳＯ／ＩＥＣ
１５４４４１：２０００ＪＰＥＧ２０００画像符号化シ
ステム）（以後Ｊ２Ｋ規格と呼ぶ）は、新たな符号化構
造と、画像に対するコードストリーム定義を提供し、参
照によりここに組み込まれる。

【００１６】量子化雑音を特徴化し、且つ復号処理中に
再構成されたサンプルから雑音を除去する、例えばＪ２
Ｋ復号器のような、復号器に利用できる量子化機構に関
する情報を使用する技術が開示される。例えば、ここに
開示される技術は、Ｊ２Ｋ圧縮画像の画質を向上させる
のに使用でき、画質の向上は量子化雑音の除去を指す。
この技術は、復号器コードストリーム中に埋め込まれ、
そして、画質の向上を実行するために、最初に、全体の
画像を復号することを必要としない。

【００１７】一実施例では、この雑音除去操作は、圧縮
された画像（例えば、Ｊ２Ｋ圧縮された画像）の鮮明さ
を向上するためにボケを除く操作と結合される。ここに
開示される技術は、ディジタルカメラにより撮られた又
は、入力画像が検出装置により圧縮される前に不鮮明に
された場合の他の設定の画像に使用されうる。

【００１８】量子化歪みと不鮮明化を含むＪ２Ｋ圧縮さ
れた画像の画質向上技術が、開示される。一実施例で
は、これらの技術は、量子化歪みを除去し且つボケを除
く操作を必要ならば行うことにより、Ｊ２Ｋ圧縮された
画像の視覚的な劣化を除去する。量子化歪みのこの除去
と、ボケを除く操作の実行は、Ｊ２Ｋ量子化された係数
へ”ウェーブレット鮮明化及び平滑化”（ＷＳＳ）を適
用することにより実行され得る。ＷＳＳに関する更なる
情報は、２０００年のヴァンクーヴァーのＩＣＩＰ／２
０００の論文誌Ｖｏｌ．ＩＩＩの第７９７−８００頁の
Ｋ．Ｂｅｒｋｎｅｒ，Ｅ．Ｌ．Ｓｃｈｗａｒｔｚ，Ｍ．
Ｊ．Ｇｏｒｍｉｓｈ，Ｍ．Ｂｏｌｉｅｋによる、”ボケ
を取り除くアプリケーションを用いるＢｅｓｏｖ空間内
の画像の鮮明化と平滑化への新しいウェーブレット変換
に基づくアプローチ（Ａ ＮｅｗＷａｖｅｌｅｔ−Ｂａ
ｓｅｄ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｓｈａｒｐｅｎｉｎ
ｇａｎｄ Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｏｆ Ｉｍａｇｅｓ
ｉｎ Ｂｅｓｏｖ Ｓｐａｃｅｓ ｗｉｔｈ Ａｐｐｌ
ｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ Ｄｅｂｌｕｒｒｉｎｇ）”及
び、２００１年７月の、応用及び計算ハーモニック分
析、ウェーブレットアプリケーションに関する特別号
（Ａｐｐｌｉｅｄ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａ
ｌ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ、Ｓｐｅｃｉ
ａｌ Ｉｓｓｕｅ ｏｎ Ｗａｖｅｌｅｔ Ａｐｐｌｉ
ｃａｔｉｏｎｓ）のＶｏｌ．１１、Ｎｏ．１の第２−３
１頁の”画像の画質向上への応用を伴なうＢｅｓｏｖ空
間内のマルチスケール鮮明化及び平滑化（Ｍｕｌｔｉｓ
ｃａｌｅ Ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇａｎｄ Ｓｍｏｏｔｈ
ｉｎｇ ｉｎ Ｂｅｓｏｖ Ｓｐａｃｅｓ ｗｉｔｈＡ
ｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ Ｉｍａｇｅ Ｅｎｈａ
ｎｃｅｍｅｎｔ）”を参照し、参照によりここに組み込
まれる。また、法人の譲り受け人へ譲渡された、１９９
９年１２月１０日に出願された米国特許出願番号０９／
４６７，５４４の名称”ウェーブレットを伴なうマルチ
スケール鮮明化及び平滑化（Ｍｕｌｔｉｓｃａｌｅ Ｓ
ｈａｒｐｅｎｉｎｇ ａｎｄ Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｗ
ｉｔｈＷａｖｅｌｅｔ）”及び、２０００年９月８日に
出願された、米国特許出願番号０９／６５８，３９３の
名称”ウェーブレットに基づく画像処理パス（Ｗａｖｅ
ｌｅｔ−Ｂａｓｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ Ｐａｔｈ）”を参照する。

【００１９】一実施例では、組合せて又は分離して使用
されうる、量子化歪みの除去とボケを取り除く操作、及
びそれらを実行するのに必要な機能は、復号器に埋め込
まれ、そして、これらの動作は、Ｊ２Ｋ規格内で規定さ
れ且つＪ２Ｋ復号器に知られている量子化に関する情報
を使用する。

【００２０】一実施例では、ここで開示される技術は、
復号器のオプションとして実行される。そのような場合
には、符号化とロスレス復号中のコストはかからない。

【００２１】代わりに、個々に開示される幾つかの技術
は、他の符号化器内で実行されることも可能である。一
実施例では、その技術は、種々の解像度における画像の
画質を向上することを可能とする。特定の解像度での画
質の向上は、特定のクライアントや例えばモニタのよう
な装置を目的としうる。Ｊ２Ｋコードストリームは、装
置又はクライアントに対するコードストリームを与える
ために分析される。

【００２２】以下の説明では、本発明の徹底的な理解を
提供するために、変換のタイプ、パラメータ値等のよう
な多くの詳細が示される。しかしながら、当業者には、
本発明は、これらの特定の詳細なしでも実行され得ると
いうことは明らかである。その他の場合には、本発明を
曖昧にするのを避けるために、詳細よりも、良く知られ
た構造と装置は、ブロック図の形式で示されている。

【００２３】以下の詳細な説明の幾つかの部分は、アル
ゴリズムとコンピュータメモリ内のデータビットに関す
る動作の記号的な表現に関して提示される。これらのア
ルゴリズム的な記述と表現は、他の当業者に彼らの研究
の実体を最も効果的に送るための、データ処理技術では
当業者により使用されている手段である。ここで、アル
ゴリズムは、一般的には、所望の結果を導くステップの
自己矛盾のないシーケンスであると考えられる。ステッ
プは、物理量の物理的な操作を必要とするものである。
通常は、必然的でないが、これらの量は、蓄積され、伝
送され、結合され、比較されそして、その他の操作がさ
れることが可能な、電気的な又は、磁気的な信号の形式
をとる。主に共通の使用の理由から、これらの信号を、
ビット、値、要素、シンボル、キャラクター、項、数又
は、同様なものと呼ぶことは、しばしば便利であること
が分かる。

【００２４】しかしながら、全てのこれらのそして同様
な用語は、適切な物理量と関連され且つこれらの量へ与
えられる単なる便利なラベルであるということを、憶え
ていなくてはならない。以下の説明から明らかなように
特別に述べられない限り、この記述を通して、”処理す
る”又は、”計算する”又は、”計算する”又は、”決
定する”又は、”表示する”又は、同様なもののような
用語を使用する説明は、コンピュータシステムのレジス
タとメモリ内の物理的な（電子的な）量として表される
データを、コンピュータシステムのメモリとレジスタ又
は他のそのような情報蓄積、伝送又は表示装置内の物理
的な量として同様に表される他のデータへ、操作し且つ
変換する、コンピュータシステム又は同様な電子計算器
の動作と処理を指す。

【００２５】本発明は、ここの動作を実行する装置にも
関連する。この装置は、要求される目的のために特別に
構成されても良く、又は、コンピュータ内に蓄積された
コンピュータプログラムにより選択的に活性化され又は
再構成される汎用コンピュータを含んでもよい。そのよ
うなコンピュータプログラムは、制限はされないが、フ
レキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ及び、
光磁気ディスク、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯ
Ｍ、磁気又は光カード又は、電子的な命令を蓄積するの
に適するいずれかの形式の媒体で、各々がコンピュータ
システムバスに接続されているような、コンピュータ読
出し可能な媒体内に蓄積されてもよい。

【００２６】個々に提示されるこのアルゴリズムと表示
は、どのような特定のコンピュータ又は他の装置とも本
質的に関連していない。種々の汎用システムは、こでの
教示に従ってプログラムと共に使用され、又は、必要な
方法ステップを実行する更に特別化された装置を構成す
ることが便利であることがわかる。種々のこれらのシス
テムに対する必要な構造は、以下の説明から明らかであ
る。更に加えて、本発明は、特定のプログラム言語を参
照して説明はされない。種々のプログラム言語は、個々
に説明される、本発明の教示を使用しうることは、明ら
かである。

【００２７】機械読出し可能な媒体は、機械（例えば、
コンピュータ）により読み出されることが可能な形式の
情報を蓄積し又は転送する機構を含む。例えば、機械読
出し可能な媒体は、読出し専用メモリ（”ＲＯＭ”）、
ランダムアクセスメモリ（”ＲＡＭ”）、磁気ディスク
蓄積媒体、光蓄積媒体、フラッシュメモリ装置、電気
的、光学的、音響的又は他の形式の伝搬信号（例えば、
搬送波、赤外信号、ディジタル信号等）を含む。

【００２８】マルチスケール鮮明化、平滑化及び雑音除
去 一実施例では、雑音除去、鮮明化及び、平滑化を達成す
るために、しきい値化及び／又はスケーリング（例え
ば、乗算）の形式の向上が、ウェーブレット係数に関し
て実行される。基準はしきい値化及び／又は乗算が適用
されるか否かを指示する。

【００２９】しきい値化による雑音除去 雑音除去は、所定のしきい値以下の全ての係数をゼロに
設定することにより、実行される。この技術は、ハード
しきい値化として知られ、且つ従来技術で良く知られて
いる。代わりとして、例えば、しきい値以上の係数をゼ
ロに向かってしきい値の量だけ縮小する、ソフトしきい
値化も考えることが可能である。そのような技術は、き
わどくサンプルされ且つ過度に完全なウェーブレット分
解に対して優位に使用され、そして、１９９５年の情報
理論に関するＩＥＥＥ論文誌、４１（３）の第６１３−
６２７のＤｏｎｏｈｏによる、”ソフトしきい値化によ
る雑音除去（Ｄｅｎｏｉｓｉｎｇ ｂｙ Ｓｏｆｔ−Ｔ
ｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ）”に記載されている。

【００３０】使用され得るしきい値選択の幾つかの選択
がある。これらは、一連のテスト画像から計算される。

【００３１】しきい値化に対する追加のストラテジーが
利用できる。全体的なしきい値又は、異なる分解のレベ
ル又は異なるバンド（ＬＨ，ＨＬ，ＨＨ）に対する異な
るしきい値がありうる。このしきい値は、手動で設定さ
れてもよい。

【００３２】ウェーブレットは、雑音除去のための多く
の他の変換よりも性能が優れている。例えば、ウェーブ
レット圧縮された画像へ適用されるラプラシアンに基づ
く技術は、ウェーブレット雑音除去システムで得られる
品質レベルを達成しない。ラプラシアンピラミッド分解
は、劣化又は雑音除去をしないことが受け入れられる場
合のシステムに対してのみ使用されることが可能であ
る。

【００３３】係数の再スケーリング いずれかの雑音除去が完了した後には、ゼロでないウェ
ーブレット係数は、鮮明化又は平滑化のために修正され
る。

【００３４】一実施例では、画像の鮮明化又は平滑化
は、ウェーブレット係数とレベルに依存するパラメータ
μ_ｊ＞０とを乗算することにより得られる。鮮明化する
には、高周波数バンドは、低周波数バンドよりも大きな
ファクタで乗算され、一方、平滑化するには、低周波数
バンドは、高周波数バンドよりも大きなファクタで乗算
されるべきである。この再スケーリングを得る一つの方
法は、レベルｊでの係数を、μ_ｊ＝Ｒ・２^αｊと乗算す
ることである。パラメータＲは、係数の全体的なエネル
ギーを保存するための再正規化係数として機能し、そし
て、αは鮮明化（α＜０）又は平滑化（α＞０）の程度
を決定するパラメータである。そのような鮮明化と平滑
化に関する更なる情報は、２０００年のヴァンクーヴァ
ーのＩＣＩＰ／２０００の論文誌Ｖｏｌ．ＩＩＩの第７
９７−８００頁のＫ．Ｂｅｒｋｎｅｒ，Ｅ．Ｌ．Ｓｃｈ
ｗａｒｔｚ，Ｍ．Ｊ．Ｇｏｒｍｉｓｈ，Ｍ．Ｂｏｌｉｅ
ｋによる、”ボケを取り除くアプリケーションを用いる
Ｂｅｓｏｖ空間内の画像の鮮明化と平滑化への新しいウ
ェーブレット変換に基づくアプローチ（Ａ ＮｅｗＷａ
ｖｅｌｅｔ−Ｂａｓｅｄ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｓ
ｈａｒｐｅｎｉｎｇａｎｄ Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｏｆ
Ｉｍａｇｅｓ ｉｎ Ｂｅｓｏｖ Ｓｐａｃｅｓ ｗ
ｉｔｈ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ Ｄｅｂｌｕ
ｒｒｉｎｇ）”及び、２００１年７月の、応用及び計算
ハーモニック分析、ウェーブレットアプリケーションに
関する特別号（Ａｐｐｌｉｅｄ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔ
ａｔｉｏｎａｌ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ａｎａｌｙｓｉ
ｓ、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｉｓｓｕｅ ｏｎ Ｗａｖｅｌｅ
ｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）のＶｏｌ．１１、Ｎ
ｏ．１の第２−３１頁の”画像の画質向上への応用を伴
なうＢｅｓｏｖ空間内のマルチスケール鮮明化及び平滑
化（Ｍｕｌｔｉｓｃａｌｅ Ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇａｎ
ｄ Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｉｎ Ｂｅｓｏｖ Ｓｐａｃ
ｅｓ ｗｉｔｈＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ Ｉｍ
ａｇｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）”を参照し、参照に
よりここに組み込まれる。また、法人の譲り受け人へ譲
渡された、１９９９年１２月１０日に出願された米国特
許出願番号０９／４６７，５４４の名称”ウェーブレッ
トを伴なうマルチスケール鮮明化及び平滑化（Ｍｕｌｔ
ｉｓｃａｌｅ Ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ ａｎｄ Ｓｍｏ
ｏｔｈｉｎｇ ｗｉｔｈＷａｖｅｌｅｔ）”及び、２０
００年９月８日に出願された、米国特許出願番号０９／
６５８，３９３の名称”ウェーブレットに基づく画像処
理パス（Ｗａｖｅｌｅｔ−Ｂａｓｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐａｔｈ）”を参照し、参照によ
りここに組み込まれる。

【００３５】パラメータＲに対しては、画像のエネルギ
ーがどのように測定されるかによって、多くの選択があ
る。一つの方法は、再スケーリングの前後で画像のＬ^２
ノルム

【００３６】

【数５】 を保存する、即ち、

【００３７】

【数６】 でＲを計算する。走査された画像が、（典型的には、

【００３８】

【数７】 の）Ｈｏｅｌｄｅｒの正規性γを有するとすると、Ｒ^２
の近似は以下の推定により得られる。

【００３９】

【数８】 この近似は演繹的に計算できそして、ウェーブレット係
数の実際の値に依存しない。α＋γ＝０の場合には、

【００４０】

【数９】 である。

【００４１】Ｌ^２ノルムを使用する代わりに、ノルムに
対する他の選択がある。Ｂｅｓｏｖ空間の理論を使用し
て、特定の画像の特定のＢｅｓｏｖノルムを保存するこ
とが可能である。このノルムは、ウェーブレット係数の
重み付けされた和として定義される。パラメータＲは、

【００４２】

【数１０】 に対して、

【００４３】

【数１１】 として計算される。

【００４４】

【数１２】 に対しては、前の式の項

【００４５】

【数１３】 は、

【００４６】

【数１４】 により置きかえられる。

【００４７】一実施例では、パラメータαとＲの選択
は、ユーザに大きな／小さな鮮明化又は、大きな／小さ
な平滑化を選択する機会を与える、装置のユーザインタ
ーフェースにより制御される。鮮明化と平滑化のこのパ
ラメータ化は画質の改善の程度の精密な等級化を可能と
する。

【００４８】上述の技術は雑音のある画像の、特に走査
された書類の、ボケを取り除くために使用される。従っ
て、これらの技術は、ウェーブレット領域で、完全に、
雑音除去と不鮮明化の逆を実行する。雑音除去の部分
は、係数の縮小により行われ、一方、逆不鮮明化は、雑
音除去された係数の再重み付けにより行われる。これら
のボケを取り除く解決方法は、圧縮されたコードストリ
ームについてではなく、不鮮明な元のデータに関する個
々の処理動作として使用される。

【００４９】圧縮歪みの除去と、Ｊ２Ｋ圧縮画像のボケ
を取り除くこと 雑音除去及び/又はボケを取り除くことは、圧縮画像内
の量子化雑音による歪みを減少しかつ除去するために使
用され得る。一実施例では、技術はＪ２Ｋ符号化された
データストリーム内の量子化雑音の除去のために記述さ
れる。Ｊ２Ｋ符号化されたデータストリームに関する上
述のウェーブレット鮮明化及び平滑化処理に関する処理
を使用するボケを取り除く操作を実行するための技術
も、説明される。それらの２つの技術は、画質の向上シ
ステムを構成するために、別々に又は組合せて使用でき
る。そのような画質の向上システムは、例えば、ディジ
タルカメラ、スキャナ、プリンタ、ディジタルコピー
機、ディスプレイ、後処理ソフトウェア内に含まれても
良く又は、復号器内に埋め込まれてもよい。

【００５０】Ｊ２Ｋ−圧縮された係数内の量子化雑音の
除去 ガウス白色雑音は、ウェーブレット分解のレベル内に均
一に分散され、そして、その強度は分解の最も細かいレ
ベルでの係数の標準偏差を計算することにより推定でき
る。量子化雑音は、異なる特性を有する。この雑音は、
非常に似たサイズの変換係数が、量子化の適用後に異な
る量子化ビン（ｂｉｎ）となった時に出現する。この量
子化ビンのずれは、逆ウェーブレット変換を実行した後
に、特に画像の滑らかな領域内で、歪みとして目に見え
る。ウェーブレット圧縮された画像内の量子化雑音歪み
の特性は、逆変換と共に、量子化手順それ自身に依存す
る。

【００５１】Ｊ２Ｋ規格パート１は、各サブバンド内の
係数を通して複数のパスを作る。（重要であると予測さ
れた）幾つかの係数は、隣接係数の前に符号化されるこ
とが可能である。各パスは、幾つかの係数に対する量子
化”ビンサイズ”を減少させる。更に加えて、（ＲＧＮ
マーカーにより使用が指示されている）Ｊ２Ｋ規格のパ
ート１の対象の領域（ＲＯＩ）機能性と、パート２の増
加されたＲＯＩ機能性は、係数処理の順序に更なる変化
を可能とし、そして、従って、効果的に更なる”ビンサ
イズ”を可能とする。全ての場合において、復号器は、
各係数に対して復号されるビットの数を知っており、且
つ元の係数に関する境界を知っている。

【００５２】多くの圧縮システム内の符号化器は、スカ
ラー量子化を実行する。符号化器は、サブバンドの変換
係数ｄを以下の式に従って値ｄ’に量子化する。

【００５３】

【数１５】 ここで、Ｑは量子化ステップサイズである。

【００５４】量子化器Ｑは符号化で使用される。一実施
例では、Ｑは、コードブロックからコードブロック又
は、コードストリームの異なる部分で変わる。Ｊ２Ｋ規
格では、復号器はＱ値とＱ値が変更されたときを知って
いる。Ｊ２ＫＱ値は、係数毎に変わる。そのような情報
は、圧縮コードストリーム内のヘッダー情報として有効
である（例えば、Ｊ２Ｋコードストリーム内のパケット
ヘッダ内の符号化パスの数）。これは、他の圧縮機構で
もそのようである。

【００５５】復号器は、典型的には、

【００５６】

【数１６】 を使用する。この説明では、ｒに対して１／２の値が使
用されるが、しかし、例えば、３／８のような他の値も
使用できる。

【００５７】復号器は、量子化ビンｄが置かれたことを
知っている。即ち

【００５８】

【数１７】 である。

【００５９】

【数１８】 又は、

【００６０】

【数１９】 の整数に対するｎＱに”近い”元の係数は、（ｎ−１／
２）Ｑ又は、（ｎ＋１／２）Ｑとして再構成されうる。
従って、２つのそのような近い係数に対しては、再構成
された値はＱだけ異なる。

【００６１】一実施例では、ここで開示する技術は、逆
ウェーブレット変換中に計算される各々の再構成された
ＬＬ成分についての量子化雑音を、最初に特徴化しそし
て、次に除去するために使用する、逆ウェーブレット変
換と量子化機構に関するその情報を使用する。

【００６２】Ｊ２Ｋファイルに対する量子化”ビンサイ
ズ”の決定 Ｊ２Ｋ規格のアネックスＥは、量子化を記述する。量子
化ビンサイズＱは、

【００６３】

【数２０】 である。

【００６４】値Δ_ｂは、所定のサブバンドに対する、明
白なスカラー量子化ステップサイズである。例えば、５
−３変換に対しては、常に１である。可逆９−７変換に
対しては、（アネックスＡに記載されているように）、
Δ_ｂは、ヘッダー内のＱＣＤ又はＱＣＣタグ内に信号化
されている。Ｍ_ｂは、Ｇ＋ε_ｂ−１であり、Ｇはガード
ビットの数及び、ε_ｂはＱＣＤ又は、ＱＣＣタグからの
指数である。Ｎ_ｂ（ｕ，ｖ）は、位置ｕ，ｖと

【００６５】

【数２１】 での、特定の係数に対して復号されたビット面の数であ
る。（Ｎ_ｂ（ｕ，ｖ）が可能であり、しかしこの場合に
は全ての係数はゼロである−これは、全ての雑音、信号
なしの場合である。）Ｊ２Ｋコードストリームは、特定
の係数に対して、Ｍ_ｂビット面以下を含む。

【００６６】ビット面の数は、復号され、

【００６７】

【数２２】 Ｐは、（アネックスＢに記述されている）パケットヘッ
ダー内に信号化されているゼロビット面の数である。Ｃ
は、

【００６８】

【数２３】 であり、ここで、パケットヘッダー内に信号化されてい
るＣＰは符号化パスの全数である（又は、ＣＰは復号器
によるヘッダー選択により信号化されたものよりも小さ
い値である）。

【００６９】係数は、（アネックスＤに記載されている
ように）重要な伝搬（プロパゲーション）、改良（リフ
ァインメント）又は、クリーンアップの、３つの符号化
パスのうちの１つで符号化される。χは、テーブルＫに
示されてるように、０又は、１であり、％はモジュラス
演算子（除算の後の余り）であり、そして、各係数に対
するパスは、アネックスＤに記載されている、Ｊ２Ｋコ
ンテクストモデルにより決定される。

【００７０】

【表１】 以下は例である。 −可逆５−３変換、従って、Δ_ｂ＝１ −ＱＣＤ又はＱＣＣタグからのＧ＝２，ε_ｂ＝９、従っ
て、Ｍ_ｂ＝１０ −コードブロックに対するパケットヘッダからのＰ＝４
（ゼロビット面） −コードブロックに対するパケットヘッダからのＣＰ＝
３．第１ビット面は、一つの符号化パス、クリーンアッ
プパス、のみを有するので、３符号化パスは、 −第一の非ゼロビット面に対するクリーンアップパス、 −第２の非ゼロビット面に対するシグニフィカンスプロ
パゲーション、 −第２の非ゼロビット面に対するリファインメントパ
ス、である。

【００７１】リファインメントパスは、最後の符号化パ
スであり、第２の非ゼロビット面に対するクリーンアッ
プパスは無い。Ｃは２であり、テーブル１から、シグニ
フィカンスプロパゲーションパスとリファインメントパ
スに対してはχは０であり、クリーンアップパス係数に
対しては１である。 −χが０の時は、Ｎｂ（ｕ，ｖ）＝Ｐ＋Ｃ−χ＝６、従
って、Ｑ＝２^１０−６・１＝２^４＝１６であり、 −χが１の時は、Ｎｂ（ｕ，ｖ）＝Ｐ＋Ｃ−χ＝５、従
って、Ｑ＝２^１０−５・１＝２^５＝３２である。

【００７２】従って、コードブロックは、以下のパスの
１２×１係数よりなる（ＳＰ＝シグニフィカンスプロパ
ゲーションパス（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｐｒｏｐ
ａｇａｔｉｏｎ ｐａｓｓ）、ＲＥ＝リファインメント
パス（ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｐａｓｓ）、ＣＬ＝クリー
ンアップパス（ｃｌｅａｎｕｐ ｐａｓｓ））。

【００７３】

【表２】 従って、各係数に対して、χは、

【００７４】

【表３】 であり、そして、各係数に対して、Ｑは、

【００７５】

【表４】 である。

【００７６】量子化雑音の特徴化 ２つの似たウェーブレット係数を２つの異なる量子化ビ
ンに与えることによりなされる誤差は、例えば、ゼロビ
ンがより広い場合のような幾つかの場合を除いて、通常
は全てのビンに対して同じ大きさである。（そのような
場合には差は１．５Ｑであろう）。以下の例では、Ｑ＝
３２のスカラー量子化を使用することが説明される。

【００７７】

【表５】 上述のテーブル２では、Ｑは３２であり、量子化された
係数ｄ’は、Ｑによる高域通過係数の分割とその丸めの
結果を示す。再構成された係数

【００７８】

【外１】 内の、その隣接の再構成された係数（両方ともに１１
２）と大きく異なる値８０は、歪みを発生する（量子化
ビンサイズである３２の誤差）。

【００７９】異なる数の符号化パスを伴う高域通過係数
の量子化の例：

【００８０】

【表６】 量子化器Ｑは、３２から１６に変わることに注意する。
この場合、第２の係数の１方の側の３２と他の側の２４
のずれがある。

【００８１】再構成された画像の平滑化を見ることによ
り、更に細かい区別が、なされる。量子化ビン内の不適
当な組み合わせは、再構成された低域通過成分に”アウ
トライアー”を導くことになる。このアウトライアー
は、ずれた量子化された係数へ逆変換が適用されること
の結果である。従って、アウトライアーとその隣接地の
間の差のサイズΔは、理論的には、量子化と逆ウェーブ
レット変換に与えられる情報により決定される。言いか
えれば、係数間の最大の差が確認される。一実施例で
は、最大差はＱの倍数であるとされる。これは、可逆５
−３ウェーブレット変換を使用する以下の例で説明され
る。

【００８２】前向き変換は次のように、特徴化される。

【００８３】

【数２４】 出力信号Ｙの奇数のインデックスが付された係数は、

【００８４】

【数２５】 となる全てのｎに対して、最初に計算され、そして、

【００８５】

【数２６】 であり、ここで、出力信号Ｙの偶数のインデックスが付
された係数は、

【００８６】

【数２７】 となる全てのｎに対して、拡張された信号Ｘの偶数にイ
ンデックスが付された値と、信号Ｙの奇数にインデック
スが付された値から計算される。

【００８７】

【数２８】 のＹ（ｋ）の値は、出力を構成する。

【００８８】逆変換は以下のように特徴化される。

【００８９】

【数２９】 に対して、

【００９０】

【数３０】 であり、

【００９１】

【数３１】 に対して、

【００９２】

【数３２】 である。

【００９３】

【数３３】 のＸ（ｋ）の値は、出力を構成する。Ｙ^Ｈは、符号化時
はｄであり、復号時は

【００９４】

【外２】 であることに注意する。

【００９５】量子化誤差Ｑを考えると、

【００９６】

【外３】 と

【００９７】

【外４】 の間の差は、少なくともＱである。この結果、１次元変
換に対して、再構成された誤差は、 −偶数の再構成された低域通過係数に対しては１／４Ｑ
で、 −奇数の再構成された低域通過係数に対しては３／４Ｑ
（以下のテーブル４参照）、のオーダーである。

【００９８】

【表７】 このように、ここに記述された技術は、量子化係数間の
差を検査し、そして、この差を特徴化するためのしきい
値を発生する。

【００９９】量子化雑音の特徴化と、２Ｄの場合のしき
い値選択 Ｊ２Ｋでは、一般的に画像圧縮に対しては、２次元（２
Ｄ）ウェーブレット変換が使用される。Ｊ２Ｋでは、２
Ｄ前向きウェーブレット変換は、１Ｄ垂直前向き変換を
画像列に適用し、且つそして、１Ｄ水平前向き変換を垂
直変換係数の行に適用することにより実行される。２Ｄ
逆ウェーブレット変換は、１Ｄ水平逆変換を係数の行に
適用し続いて１Ｄ垂直逆変換を行うことにより実行され
る。

【０１００】２Ｄ変換の係数は、 ＬＬ 水平低域通過、垂直低域通過、 ＨＬ 水平高域通過、垂直低域通過、 ＬＨ 水平低域通過、垂直高域通過、 ＨＨ 水平高域通過、垂直高域通過、 と呼ばれ、ＨＬ，ＬＨ，ＨＨは、全て、詳細係数又は高
域通過係数と考えられる。

【０１０１】以下では、ＬＬ係数は量子化されないが、
しかし詳細係数は量子化される。ある応用では、ＬＬ係
数も量子化されるが、しかし、ＬＬ−量子化は詳細係数
の量子化よりも非常に少なくそして、従って、以下の計
算は無視できる。

【０１０２】一般的には、目に見える圧縮歪みは、２つ
の似たウェーブレット係数が、異なる量子化ビンに分割
された場合に、発生する。例えば、Ｑが８に等しい場合
には、７は、０に量子化されそして、４に再構成され
（雑音３）、一方８は、１に量子化され、そして、１２
に再構成される（雑音４）。これは、再構成されたウェ
ーブレット係数は、大きさが

【０１０３】

【外５】 の量子化雑音を含むことを意味する。ＬＬとＨＬ成分の
行に関する逆変換は、

【０１０４】

【数３４】 である。

【０１０５】１Ｄアプローチのように、係数

【０１０６】

【外６】 は、Ｙ^ＨＬ係数の量子化による１／４Ｑの雑音項を含
む。係数

【０１０７】

【外７】 は、３／４Ｑに等しい、雑音項又は（１／２＋１／４）
Ｑを含む。

【０１０８】ＬＨとＨＨ成分の行に関する逆変換は、次
のようである。

【０１０９】

【数３５】 量子化された係数Ｙ^ＨＬは、前に使用された量子化され
ていない係数Ｙ^ＬＬの代わりに、逆変換のこの部分に使
用されるので、係数Ｘ^Ｈ（２Ｎ）は、雑音項（１／２＋
１／４）Ｑを含む。係数Ｘ^Ｈ（２Ｎ＋１）は、５／４Ｑ
に等しい、（１／２＋３／４）Ｑよりも小さいかこれと
等しい雑音項を含む。列に関する逆変換後の、量子化雑
音の大きさは、以下のテーブル５に要約されている。

【０１１０】

【表８】 （２Ｎ，・）又は、（２Ｎ＋１，・）の表記では、”
・”は行の全ての要素を示す。

【０１１１】列Ｘ^ＬとＸ^Ｈ成分に関する逆変換は、次の
ようである。

【０１１２】

【数３６】 行に関する逆変換後の成分に含まれる量子化雑音は、以
下のテーブル６に表示されている。

【０１１３】

【表９】 量子化雑音の除去 量子化に関するこの知識を使用して、再構成されたＬ係
数の雑音除去が実行される。これは、１次元例で説明す
る。アウトライアーを除去し且つ滑らかな領域を平滑化
するために、冗長ハール（Ｈａａｒ）ウェーブレット変
換

【０１１４】

【外８】 はサンプルに関して計算される。この変換は、隣接する
サンプルとの差を計算する。その変換のウェーブレット
係数に関して、一実施例では、係数のしきい値化が以下
のように実行される。ハールウェーブレット係数は、

【０１１５】

【数３７】 から計算され、

【０１１６】

【数３８】 となる。

【０１１７】テーブル６からの結果を使用して、ハール
係数に含まれる最大雑音項は、３Ｑに等しい、約（２Ｑ
＋４Ｑ）／２のオーダーである。

【０１１８】高域通過ハールウェーブレット係数ｄは、

【０１１９】

【数３９】 の場合にはゼロに設定され、そして、

【０１２０】

【数４０】 の場合には保持される。テーブル４と６内の上述の２つ
のずれた係数の間の誤差に関する評価から、ハールウェ
ーブレット係数に対するしきい値Ｔを１次元変換に関し
ては、

【０１２１】

【数４１】 として２次元変換に関しては、

【０１２２】

【数４２】 として得ることができる。

【０１２３】これらのしきい値は、多くの応用には大き
すぎるであろう情報境界である。２次元変換に対するし
きい値は、しばしば低くされることが可能である。多く
の目に見える量子化雑音は、１つの単一係数が、全ての
周囲の隣接係数と異なる量子化ビンにプッシュされると
きに、生成される。この結果、ウェーブレットバイアス
ベクトルは、滑らかな領域に歪みをあらわす。一実施例
では、それらの分離されたバイアスベクトルを除去する
ために、２−次元しきい値画以下の動作で記述されるよ
うに、低下される。 （１）逆変換の低域通過と高域通過フィルタをとり、そ
して、それらをベクトルｆｉｌｔｅｒ＿ｌｏ
ｗ[．．．]，ｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｇｈ[．．．]として書
き込む。 （２）マトリクスを計算する。 Ｍ_ＨＬ＝（ｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｇｈ）^Ｔ・ｆｉｌｔｅｒ
＿ｌｏｗ Ｍ_ＬＨ＝Ｍ_ＨＬ ^Ｔ Ｍ_ＨＨ＝（ｆｉｌｔｅｒ＿ｈｉｇｈ）^Ｔ・ｆｉｌｔｅｒ
＿ｈｉｇｈ （３）マトリクスＭについて冗長ハール変換の１つのレ
ベルを実行する。 （４）２−ｄｉｍ信号に対しては、（全てのウェーブレ
ット係数の絶対値の最大値）・Ｑとしてしきい値Ｔ
_ｍｉｎを設定する。 （５）１−ｄｉｍ信号に対しては、（ｆｉｌｔｅｒ＿ｈ
ｉｇｈのウェーブレット係数の絶対値の最大値）・Ｑと
してしきい値Ｔ_ｍｉｎを設定する。

【０１２４】低域通過フィルタ[０．５ １ ０．５]と
高域通過フィルタ[−０．１２５−０．２５ ０．７５
−０．２５ −０．１２５]Ｔ_ｍｉｎを有する不可逆
５−３ウェーブレット変換に対しては、２次元変換に関
してはＴ_ｍｉｎ＝３／４Ｑ、１次元変換に関しては

【０１２５】

【外９】 となる。

【０１２６】Ｄａｕｂｅｃｈｉｅｓ９−７フィルタに対
しては、低域通過及び高域通過フィルタは、低域通過フ
ィルタ

【０１２７】

【数４３】 高域通過フィルタ

【０１２８】

【数４４】 として与えられる。

【０１２９】しきい値Ｔ_ｍｉｎは、２次元変換に関して
はＴ_ｍｉｎ＝０．７４７１・Ｑであり、１次元変換に関
してはＴ_ｍｉｎ＝０．６１５０・Ｑである。

【０１３０】逆変換の所定の低域通過及び高域通過フィ
ルタが与えられると、テーブル７には可逆５−３変換に
対して得られたものと同様な最大しきい値が、最大量子
化誤差を有する隣接内の１つのみ以上の係数を許す、逆
変換を通して伝搬された最大誤差を計算することにより
得ることができる。一実施例では、しきい値Ｔ_ｍａｘを
計算するための動作は、（１）逆変換の低域通過及び高
域通過フィルタをとり、そして、それらをベクトルＦ＝
ｆｉｌｔｅｒ＿ｌｏｗ＝[．．．]，Ｇ＝ｆｉｌｔｅｒ＿
ｈｉｇｈ[．．．]として書き込む、（２）Ｆ_０，Ｆ_１に
Ｇ_０，Ｇ_１よるフィルタの２つのサブサンプルされたバ
ージョンを示す。（３）マトリクス

【０１３１】

【数４５】 を計算する。ここで、

【０１３２】

【外１０】 は、

【０１３３】

【外１１】 を示す。（４）Ｍ内のエントリーをｍ１，ｍ２，ｍ３，
ｍ４として示し、そして、Ｔ_{ｍａ ｘ}をＴ_ｍａｘ＝（ｍ１
＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４）／２として計算する。

【０１３４】多くの応用では、しきい値をとＴ_ｍｉｎＴ
_ｍａｘの間に選択することが忠告される。良好な選択
は、Ｔ_{ｍｉｄｄｌｅ}＝ｍａｘ（Ｔ_ｍｉｎ，１／２Ｔ
_ｍａｘ）である。

【０１３５】可逆５−３とＤａｕｂｅｃｈｉｅｓ９−７
変換に対する異なるしきい値の概要は、テーブル７に与
えられている。

【０１３６】

【表１０】 同じサイズの係数が異なる値Ｑで量子化される状況（こ
れは復号器に知られている）では、追加の基準が選択さ
れる。画像を通して２つのパスを使用する量子化の例で
は、係数は、ゼロで内係数により囲まれる場合よりもむ
しろ、ゼロにより囲まれる場合には、より小さなビンで
量子化される。この場合には、走査順序内の先行する係
数も、そのしきい値Ｔ以下の場合で、且つ２つの隣接係
数が異なる符号を有する場合には、ハール（Ｈａａｒ）
ウェーブレット係数は、例えば、ゼロに設定される。

【０１３７】しきい値化の実行の後に、逆ハール変換が
実行される。これを行うことにより、１つの又はＭ−レ
ベルのハールウェーブレット変換を使用するウェーブレ
ット縮小を介する雑音除去が、全体の画像の再構成中に
計算された、各サンプル又は係数に実行される。図１Ａ
は、概要を示す。図１Ａに示されている動作を実行する
処理論理は、（例えば、専用の論理、回路等の）ハード
ウェア、（汎用コンピュータシステム又は専用の機械で
実行されるような）ソフトウェア又は、その両者の組合
せを含んでもよい。

【０１３８】図１Ａを参照すると、処理論理は、レベル
Ｌ−１での雑音のあるサンプル（信号１０３）を発生す
るために、逆ＪＰＥＧ２０００離散ウェーブレット変換
（ＤＷＴ）へ、レベルＬでのＬＬ係数（信号１０１）と
レベルＬでの高域通過係数信号１０２を与える。このＤ
ＷＴも、ここでは、圧縮ウェーブレット変換と呼ばれ
る。そして、処理論理は、これらのサンプルについて、
ウェーブレット鮮明化と平滑化を行う（処理ブロック１
１０）。一実施例では、ウェーブレット鮮明化と平滑化
及び雑音除去（処理ブロック１１０）は、ｍ−レベル前
向きハール変換を与える処理論理（ここでｍは例えば、
１，２，３，４等）（処理ブロック１０４）と、続いて
係数のしきい値化（処理ブロック１０５）を含む。この
ウェーブレット変換も、ここでは、向上ウェーブレット
変換と呼ばれる。その後に、処理論理は、ｍ−レベル逆
ハール変換（処理ブロック１０６）をサンプルに適用す
る。ウェーブレット鮮明化と平滑化（処理ブロック１１
０）を与えた結果は、レベルＬ−１での雑音除去された
サンプル（信号１０７）の発生である。

【０１３９】処理論理は、レベルＬ−２での雑音のある
サンプル（処理ブロック１０９）を発生するために、逆
ＪＰＥＧ２０００ＤＷＴを、レベルＬ−１での雑音除去
されたサンプル（ＬＬ係数）（信号１０７）と量子化雑
音を有するレベルＬ−１での高域通過された係数（処理
ブロック１０８）に、適用する。処理論理は、低レベル
での更に雑音除去されたサンプルを発生するために、ウ
ェーブレット鮮明化及び平滑化（処理ブロック１１０）
を、各連続するレベルの雑音のあるサンプルに適用し、
そして、処理は、レベル１での雑音除去された画像サン
プル（処理ブロック１１１）が発生されるまで、処理を
繰返す。

【０１４０】そして、処理論理は、レベル０での雑音の
あるサンプル（処理ブロック１１３）を発生するため
に、逆ＪＰＥＧ２０００ＤＷＴを、レベル１での雑音除
去されたサンプル（レベル１でのＬＬ係数）（処理ブロ
ック１１１）とレベル１での高域通過係数（処理ブロッ
ク１１２）に適用する。その後に、雑音の除去された画
像である、レベル０の雑音除去されたサンプル（処理ブ
ロック１１４）を発生するために、雑音のあるサンプル
に、ウェーブレット鮮明化と平滑化１１０が、再び適用
される。

【０１４１】代わりの実施例では、ウェーブレット鮮明
化と平滑化は、全てのサンプルのサブセットに又は、一
定のレベルにのみ適用されることに注意する。例えば、
一実施例では、ウェーブレット鮮明化と平滑化は、レベ
ル０での雑音のあるサンプルにのみ実行される。例え
ば、画質の向上は、レベルＬから

【０１４２】

【数４６】 の範囲（例えば、レベル５から３、４から２、５から
１）にわたってのみ実行されてもよい。

【０１４３】圧縮の量と量子化ビンのサイズに依存し
て、雑音除去手順に関して幾つかのレベルの冗長ハール
変換を使用することがしばしば有益であろう。

【０１４４】図１Ｂは、復号器の一実施例のブロック図
である。図１Ｂを参照すると、逆離散ウェーブレット変
換が画像データを受信し、且つその画像データに逆離散
ウェーブレット変換フィルタを適用するために接続され
る。逆ウェーブレット変換１２１の出力は、特徴化ブロ
ック１２２と雑音除去ブロック１２３の入力に接続され
ている。雑音特徴化ブロック１２２は、逆ウェーブレッ
ト変換１２１の適用により発生された再構成されたデー
タ内の量子化雑音を特徴化する。雑音特徴化ブロック１
２２は、雑音除去ブロック１２３の入力に接続されてい
る。雑音除去ブロック１２３は、復号中に構成された再
構成されたデータから量子化雑音を除去する。

【０１４５】圧縮されたデータストリームを使用する”
埋め込まれたＷＳＳ処理”を伴なうボケの除去 上述のように、ＷＳＳ−技術は、雑音除去とボケを除く
問題の解決を含む古典的な回復問題への解答を提供す
る。ＷＳＳ技術に似た第２の動作は、圧縮係数について
ボケさせる逆を実行するのにも使用され得る。

【０１４６】レベル１でのサンプルに実行される１−レ
ベル（Ｍ−レベル）の冗長ハール変換の係数のしきい値
化の後に、レベルｍでのゼロでない係数が再スケーリン
グされる。一実施例では、再スケーリングは、レベルｍ
でのゼロでない係数を

【０１４７】

【数４７】 と乗算を行うことを含む。ここで、ｍ＝１．．．Ｍであ
り、αは平滑化（α＞０）又は鮮明化（α＜０）の程度
を決定するパラメータであり、Ｒは画像のノルムを保存
する再正規化定数である。量子化雑音は、既に除去され
ているので、画像の”真の”部分のみが再重み付けによ
り向上される。ＷＳＳのこのバージョンが逆変換中に、
（異なる変換の）ウェーブレット係数に直接的に動作す
るので、ここでは、”埋め込まれたＷＳＳ”と呼ばれ
る。パラメータＲとαは、１９９９年１２月１０日に出
願された米国特許出願番号０９／４６７，５４４の名
称”ウェーブレットを伴なうマルチスケール鮮明化及び
平滑化”と、センサの理論的な平滑化特性とＢｅｓｏｖ
空間内での画像のモデル化に基づいた、２０００年９月
８日に出願された米国特許出願番号０９／６５８，３９
３の名称”ウェーブレットに基づく画像処理パス”に記
載されている以下の規則で決定される。しかしながら、
ＣＣＤのような装置と一連のテスト画像の実験的な研究
から直接的に、αとＲの推定値を得ることも可能であ
る。

【０１４８】ウェーブレットシステムの滑らかさγに依
存する鮮明化又は平滑化パラメータαの範囲 一実施例では、鮮明化と平滑化は、再スケーリングウェ
ーブレット係数と、係数

【０１４９】

【数４８】 を乗算することにより表現される。ここで、αは、鮮明
化／平滑化パラメータであり、そして、Ｒは再正規化パ
ラメータである。αの可能な値の範囲は、ウェーブレッ
トシステムの平滑さγと信号の平滑さにより、結び付け
られる。信号が、Ｈｏｅｌｄｅｒの正規性βを有する場
合には、αは、条件０＜β＋α＜γ、即ち、

【０１５０】

【数４９】 を満足しなければならない。

【０１５１】直交ウェーブレット変換を使用するオーバ
ーコンプリートウェーブレット変換に対しては、正規性
γは、概ね、ウェーブレット関数の自己相関関数の平滑
さである。この結果、オーバーコンプリートハールシス
テムは、γ＝１を有する。オーバーコンプリートバイオ
ーソゴナル（ｂｉｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）５−３システ
ムに対しては、γに対する同様な値は、良い実験結果を
有する。

【０１５２】走査された書類は典型的には、平滑さβ＞
１を有する。従って、αは、走査された書類の向上の適
用に対して、α＝−１として設定される。

【０１５３】埋め込まれたＷＳＳは、ボケを取り除くた
めの係数の追加の再スケーリングを含む以下のブロック
により、破線のハール変換ブロックを置き換えることに
より、図１の雑音除去と同様な概略図で示されることが
可能である。これを図２に示す。ハール変換の使用は、
ここに記述されているが、例えば、（他と）２，６又
は、５，３変換が使用され得るように、他の変換も同じ
目的で使用され得ることに注意する。

【０１５４】図２を参照すると、ウェーブレット鮮明化
と平滑化は、１−又は（ｍ）−レベル前向きハール変換
（処理ブロック２０４）、続いて係数のしきい値化（処
理ブロック２０５）を適用する処理論理を含む。その後
に、処理論理は、係数の再スケーリング（処理ブロック
２１０）を適用する。係数の再スケーリング後に、処理
論理は１−又はｍ−レベル逆ハール変換（処理ブロック
２０６）を適用する。一実施例では、ｍは１に等しく、
しかし、上述のように他の数でもよい。

【０１５５】再スケーリングと結び付いた非線形縮小を
実行することにより、埋め込まれたＷＳＳは、空間領域
線形フィルタ又はフーリエに基づく技術と等しくない。
更に、ハードウェア又ソフトウェアで実行するのに簡単
な、繰返さない方法で、動作する。

【０１５６】ここに示されたこの技術は、量子化雑音除
去とその埋め込まれたＷＳＳを使用するボケの除去との
組合せは、量子化された係数に関して動作しそして、復
号器のオプションである。例えば、モニタ上への表示の
ような、例えば、特別の解像度へ画像の向上処理を適用
するために、再構成処理中の連続するＬＬサンプルの向
上は、ネットワークアプリケーション内で可能とする。

【０１５７】ＷＳＳ情報を使用するＪＰＥＧ２０００符
号化器での量子化を決定する方法 上述の説明は、一般的なＪＰＥＧ２０００符号化器によ
る圧縮後に、歪みを減少させかつ、画質を向上させる方
法を提供した。以下の説明は、一般的なＪＰＥＧ２００
０復号器（例えば、ＪＰＥＧ２０００復号器、雑音除去
又は鮮明化なしのＪＰＥＧ２０００復号器、等）と共に
動作する特別目的の符号化器を用いる、歪みの減少と画
像の画質の向上のための技術を提供する。

【０１５８】ＷＳＳを伴なう前処理 ＷＳＳ技術とＪＰＥＧ２０００を結合する１つの方法
は、図３に示すように、圧縮前に、画像に関するウェー
ブレット平滑化と鮮明化を実行することである。図３を
参照すると、画像３００は、ウェーブレット鮮明化と平
滑化（ＷＳＳ）処理ブロック３０１へ入力される。一実
施例では、ブロック３０１は、図２と等価である。これ
は、鮮明化又は平滑化及びボケを取り除くことを実行す
る。ＷＳＳ処理ブロック３０１の出力は、画像３１０で
ある。画像３１０は、圧縮されたファイル３２０を発生
するために、ＪＰＥＧ２０００符号化を実行する、ＪＰ
ＥＧ２０００符号化器３０２に入力される。レート制御
処理ブロック３０３は、圧縮されたファイル３２０を監
視し、そして、例えば、帰還路３０４と帰還路３０５の
ような１つ又はそれ以上の帰還路に、フィードバックす
る。帰還路３０４は、データが圧縮されたファイル３２
０内に出力されているレートが、所定の目標レートより
も大きいか又は小さいかによって、多い情報又は少ない
情報を量子化するように、ＪＰＥＧ２０００符号化器３
０２を制御するために、ＪＰＥＧ２０００符号化器３０
２により使用される。同様に、帰還路３０５は、ＷＳＳ
処理ブロック３０１に、更なる雑音除去、更なる線目か
又は、更なる平滑化を実行させ得る。

【０１５９】しきい値は、符号化器内で、おそらくテク
スチャの指示のような、前処理を行うのに使用され、そ
して、以下の方法の１つで決定され得る。

【０１６０】１．１つの領域内の係数の絶対値の、標準
偏差又はメジアン（例えば、レベル１のＨＨ係数）（全
体しきい値）。

【０１６１】２．各レベルでのＨＨ係数の絶対値の標準
偏差又はメジアン（レベル依存しきい値）。

【０１６２】３．第１のレベルでのＬＨ／ＨＬ／ＨＨ係
数の絶対値の標準偏差又はメジアン（バンド−依存しき
い値）。分解の２つのレベルの例に対しては３つのしき
い値が選択される。

【０１６３】４．各レベルでのＬＨ／ＨＬ／ＨＨ係数の
絶対値の標準偏差又はメジアン（レベル−バンド−依存
しきい値）。分解の２つのレベルの例に対しては６つの
しきい値が選択される。

【０１６４】５．装置のユーザインターフェースの一部
であるコントロールを使用する、しきい値（全体、レベ
ル依存、レベル−バンド依存）の手動の設定。

【０１６５】６．サブバンド内の係数のローカルな分散
又はメジアンを計算することによりるローカルしきい値
化。

【０１６６】７．分類子を使用して、異なるしきい値
が、分類子により決定される各クラスに対して設定でき
る。上述のように、レベル−依存方で又は、レベルとバ
ンド依存法で、これらのしきい値は全体的に決定され
る。

【０１６７】ＷＳＳの平滑化動作は、”雑音”であると
考えられる幾つかの係数を除去し、且つ、画像を符号化
するより少ないビットを費やす圧縮システムを可能とす
る。ＷＳＳの鮮明化動作は、いくつかの係数を増加させ
る。係数を増加させることは、符号化器により要求され
るビットレートを増加するが、しかし、幾つかの場合に
は、圧縮された画像が”平滑化”されすぎている（ウェ
ーブレット圧縮システムの共通の苦情）という知覚を除
去する。

【０１６８】別々のＷＳＳとＪＰＥＧ２０００圧縮は、
向上と圧縮に対して、異なるウェーブレット変換が使用
されることを許す。一実施例では、オーバーコンプリー
トハールウェーブレット変換がＷＳＳに対して使用さ
れ、一方ＪＰＥＧ２０００が、きわどくサンプルされた
５−３又は９−７ウェーブレット変換を使用できる。更
に加えて、ＷＳＳが圧縮システムから別であっても、レ
ート制御ループ内で使用されることが可能である。例え
ば、第１の雑音除去と画像の圧縮後に、画像のビットレ
ートが高すぎる場合には、圧縮システムによりなされる
量子化を増加することがよりも、ＷＳＳシステムにより
なされる平滑化が増加されうる。

【０１６９】統合されたＷＳＳとＪＰＥＧ２０００ 典型的には、ウェーブレット雑音除去技術は、雑音を抑
圧するために、ウェーブレット係数の大きさを減少させ
ることにより動作する。一実施例では、ＷＳＳの雑音除
去動作は、各係数に対するしきい値Ｔを決定し、そし
て、しきい値よりも小さい場合には係数をゼロに設定す
る。

【０１７０】圧縮システム内の量子化内のＱと、雑音除
去システム内のしきい値化に使用されるＴの間には関係
がある。ＱがＴに等しく設定される場合には、圧縮シス
テムは、ソフトとハードのしきい値化の両方で、しきい
値より小さい全ての係数について同じ効果を有する。更
に加えて、加算される”圧縮”雑音は、除去される雑音
と同じ次元の大きさである。”圧縮”又は、量子化雑音
が実際の雑音の逆向きである場合には実際の雑音をキャ
ンセルして、より良い画像を発生する。同じ方向の場合
には、実際の雑音と量子化雑音を加算する。

【０１７１】このように、最も単純なシステムは、概念
的には、各サブバンドに対して使用するためのしきい値
の組み決定するために、そして、圧縮システムのために
（ウェーブレット基底内の差に対して調整するために正
規化されている）量子化パラメータに対してそれらの値
を使用する、何れかの雑音除去システムを実行すること
である。正規化は、以下に更に詳細に説明する。そのよ
うなシステムは、図４に示されている。

【０１７２】図４を参照すると、画像４１０は、ＷＳＳ
処理ブロック４０１とＪＰＥＧ２０００符号化器４０２
に入力される。前向きＷＳＳ処理ブロック４０１は、Ｊ
ＰＥＧ２０００符号化器４０２に入力するためにしきい
値情報４０６を形成するために、量子化パラメータを発
生する。ＪＰＥＧ２０００符号化器４０２は、しきい値
情報４０６に基づく量子化を実行することを含む符号化
を実行しそして、レート制御ブロック４０３への圧縮さ
れたファイル４２０を発生する。レート制御ブロック４
０３は、圧縮されたファイル４２０内にどのくらいの数
のビットが発生されているかを監視しそして、それを所
定の目標レートと比較することによりレート制御を実行
する。レート制御４０３は、ＪＰＥＧ２０００符号化器
４０２により実行される量子化を制御する方法として実
行される平滑化の量を制御するための、前向きＷＳＳ処
理ブロック４０１への、帰還路４０５を発生する。この
方法で、レートは制御され得る。レート制御は、画像の
シーケンスに関してのみ、フィードフォワードで実行で
きる。レートは、全体の画像よりも小さい領域に対して
も制御されてもよい。また、多くの場合には、圧縮シス
テムを小さなしきい値を使用するために戻す必要は無
く、しばしば、圧縮データは捨てられうる。

【０１７３】この場合には、ＷＳＳは再び、ＪＰＥＧ２
０００と異なるウェーブレットシステムを使用できる
が、しかし、全体のＷＳＳシステムは必要とされない。
前向き変換のみが必要とされ、そして、しきい値を決定
するためのこの方法に依存して、雑音除去のためのバッ
ファメモリが非常に大きく減少される。

【０１７４】ＪＰＥＧ２０００内で可逆フィルタが使用
される場合には、量子化された値は、最も近い２べき乗
に変更もされる。ウェーブレット雑音除去が圧縮システ
ムと同じウェーブレット変換を使用している場合には、
もちろん、計算性能がよりよい。

【０１７５】雑音除去システムがサブバンド内の異なる
係数に対して、異なるしきい値を決定する場合（例え
ば、テキスト対非テキスト区別を伴なうＷＳＳ）には、
異なる量子化が、ＪＰＥＧ２０００内の各コードブロッ
クに適用されることが可能である。雑音除去システム
が、コードブロックよりも小さな領域に対して、異なる
しきい値を提供する場合には、そのときは、一実施例で
は、しきい値は、コードブロックに対する１つのしきい
値を発生するために、結合される。一実施例では、この
結合は単純な平均である。代わりの実施例では、この結
合は、全体のブロック又はその間の幾つかの値にに対し
て決定された、最小のしきい値を使用してもよい。ウェ
ーブレット鮮明化と平滑化ユニット又は、ＪＰＥＧ２０
００圧縮器は、しきい値の結合をする。

【０１７６】代わりに、非常に大きなしきい値を伴なう
幾つかの係数は、削除され、一方、他の係数は残され
る。更に他の実施例では、全体の量子化は、細かな粒で
あるが、係数は更に荒く量子化されてもよい。これらの
場合には、現在の画像を越えた更に精製された画像を発
生する能力は失われるが、雑音除去の応用では許容され
うる。

【０１７７】多くの方法があろう。例えば、雑音除去の
ためのハールしきい値がＴとすると、Ｔの係数の変化
は、画像のＭＳＥに関してαＴの効果を有し、同じサブ
バンド内のＱの圧縮システム誤差とすると、画像に関し
てβＱ ＭＳＥを発生し、そして、

【０１７８】

【数５０】 を使用する。

【０１７９】ウェーブレット雑音除去システムからのし
きい値は、（ＪＰＥＧ２０００ベリフィケーションモデ
ル（ＶＭ）のように）レート歪み（Ｒ−Ｄ）最適化アル
ゴリズムに対する重みとして適用され、又は、２０００
年７月のＩＥＥＥ論文誌ＩＰ、Ｖｏｌ．９、ｎｏ，７
の、Ｄａｖｉｄ Ｔａｕｂｍａｎによる”ＥＢＣＯＴを
伴なう高性能スケーラブル画像圧縮（Ｈｉｇｈ Ｐｅｒ
ｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｃ
ｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｗｉｔｈ ＥＢＣＯＴ）”に記
載されている。

【０１８０】雑音除去システムは圧縮システムと同じウ
ェーブレット変換を使用している（そして、例えば、冗
長ウェーブレット変換のようなきわどくサンプルされた
ウェーブレットを使用している）場合には、雑音除去動
作と圧縮システムは、独立して動作する必要は無く、そ
して、実質的な計算は節約される。そのようなシステム
の一実施例を、図５に示す。

【０１８１】図５を参照すると、画像５０１は、赤色、
緑色及び青色成分をＹ，Ｃｂ，Ｃｒにする、コンポーネ
ント変換５０２に入力される。コンポーネント変換５０
２の出力は、ウェーブレット変換を行うウェーブレット
変換５０３に入力される。ウェーブレット変換５０３か
らの出力である係数は、ＷＳＳしきい値決定処理ブロッ
ク５０６と量子化ブロック５０４に入力される。ＷＳＳ
のようなしきい値決定処理５０６は、ウェーブレット変
換処理ブロック５０３からの入力に応答して、しきい値
情報５１０を発生し、そして、しきい値情報５１０を量
子化ブロック５０４に入力する。しきい値情報５１０に
応答して、量子化ブロック５０４は量子化を実行する。
量子化ブロック５０４の出力は、量子化された圧縮され
た画像である。量子化された圧縮された画像は、圧縮さ
れたファイル５２０を生成する為に、エントロピー符号
化５０５へ入力される。

【０１８２】ＷＳＳシステムからの情報は、量子化しき
い値に近い係数は増加される又は減少されるかを決定す
るために使用され得る。

【０１８３】例 復号と共に雑音除去を使用する例 以下の単純な例は、どのようにウェーブレット雑音除去
は、滑らかな領域とエッジを有する信号の損失のある逆
圧縮を改善できるかを示す。ソースコードと数値結果が
以下に提供される。例は、簡単のために、１次元（１
Ｄ）信号を処理する。図６は、ステップエッジを有する
入力信号を示す。

【０１８４】図７は、境界でミラー拡張を仮定する５−
３変換に対する高域通過係数を示す。図８は、境界でミ
ラー拡張の使用を仮定する５−３変換に対する低域通過
係数を示す。

【０１８５】図９は、１６に等しいＱで量子化された高
域通過係数を示す。そのような場合には、３０は１６＋
８＝２４に量子化され、そして、−３０は−２４に量子
化される。

【０１８６】一旦、高域通過係数が量子化されると、逆
変換が適用される。図１０は、逆変換を適用した結果を
示す。この例では、結果は、入力信号との差が、２乗平
均誤差（ＭＳＥ）３．４４を有する。

【０１８７】その後に、冗長ハール変換が適用される。
図１１は、冗長ハール変換を適用したレベル１低域通過
フィルタ結果を示す。図１２は、冗長ハール変換を適用
したレベル１高域通過フィルタ結果を示す。図１３は、
冗長ハール変換を適用したレベル２低域通過フィルタ結
果を示す。図１４は、冗長ハール変換を適用したレベル
２高域通過フィルタ結果を示す。

【０１８８】雑音除去は、小さな係数を０に設定するこ
とにより実行される。この例では、Ｑは１６である。テ
ーブル７に従って、しきい値は

【０１８９】

【数５１】 である。図１５は、レベル１に対する雑音除去された高
域通過係数を示す。

【０１９０】この例では、鮮明化パラメータα＝−１／
２が選択される。冗長ハールウェーブレットを伴なう鮮
明化は、α＝０の鮮明化無しから、α＝−γ＝−１の最
大の鮮明化まで変化する。従って、これは、最大鮮明化
の半分である。変関連ベルの数Ｌは、この例では２に等
しい。再正規化パラメータＲは、

【０１９１】

【数５２】 より、１．８２５である。

【０１９２】レベル１に対しては、鮮明化乗数μ_１＝Ｒ
・２^αは、１．８２５・２^−１／２＝１．２９である。
レベル２に対しては、鮮明化乗数μ_２＝Ｒ・２
^α・２は、１．８２５・２^{−１／２・２}＝０．９１３で
ある。図１６は、レベル１に対する雑音除去され且つ鮮
明化された高域通過係数を示す。図１７は、レベル２に
対する雑音除去された高域通過係数を示す。図１８は、
レベル２に対する雑音除去され且つ鮮明化された高域通
過係数を示す。

【０１９３】図１９は、低域通過係数と雑音除去された
高域通過係数へ、２レベルの逆冗長ハール変換を適用し
た結果を示す。結果は、元の信号とＭＳＥ１．１９差を
有し、結果は雑音除去と鮮明化なしに再構成されたより
も元の信号に近い。鮮明化は、損失のあるウェーブレッ
ト圧縮により発生されたボケを補償する。雑音除去のみ
（鮮明化無し）は、１．７５のＭＳＥとなり、鮮明化を
伴なう結果ほど元の値にに近くない。（一般的には、Ｍ
ＳＥは、常には、良好な再構成に対する適切な測定値で
はないが、しかし一般的に使用され且つ、この単純な例
には適切である。）ステップエッジは、雑音除去前の結
果よりも更に均一である。

【０１９４】符号化前のＷＳＳ前処理を使用する例 幾つかの応用には、エッジが保存され且つ、テクスチャ
が除去されるように画像を符号化するのが望ましい。幾
つかの場合には、テクスチャは、例えば、フィルム量情
勢雑音、ＣＣＤ又は、画像センサ内の熱雑音等のよう
な、望ましくない雑音である場合がある。テクスチャ
は、半階調化又は、ディザリングにより発生もされ得
る。他の場合には、テクスチャは、元の信号の一部であ
るが、しかし、損失のある圧縮では、テクスチャを正確
に保存すると、観測者に小さな値を提供しながら、圧縮
性能が悪くなる。エッジを正確に保存することは、しば
しば、観測者に、高い値を有する。

【０１９５】テクスチャを除去するがしかし、エッジを
保存するために、複数のレベルのウェーブレット変換が
使用されることが可能な、ウェーブレット雑音除去が使
用される。第１のレベル以外の変換レベルは、より低い
変換レベルの雑音除去を制御するのに使用されることが
可能である。例えば、対応する制御レベル係数がゼロで
ある場合には、より低いレベルの全ての係数は、ゼロに
設定される。代わりに、対応する制御レベル係数がゼロ
であるか又は、反対の符号を有する場合には、より低い
レベルの全ての係数はゼロに設定されることが可能であ
る。更に、テクスチャ除去と通常の雑音除去を結合する
ためにそれらがしきい値以下である場合には、より低い
レベルの係数はゼロに設定される。

【０１９６】図２０は、２つのテクスチャー化された領
域の間のエッジを含む例示の入力信号を示す。図２１
は、入力信号に高域通過５−３フィルタを適用した結果
を示す。図２２は、入力信号に低域通過５−３フィルタ
を適用した結果を示す。

【０１９７】図２３は、８に等しい量子化Ｑで、テクス
チャとエッジに対する高域通過係数は、同じ大きさ１２
を有することを示す。

【０１９８】図２４は、低圧縮率が許容される場合に
は、テクスチャとエッジを表すために、８に等しいＱを
使用したことの結果を示す。

【０１９９】１６に等しい量子化Ｑで、エッジとテクス
チャの両方の高域通過係数は０に量子化される。図２５
は、量子化Ｑが１６に等しい場合の再構成を示す。

【０２００】代わりに、ＷＳＳが元の信号に適用され
る。図２６は、元の信号にＷＳＳを適用したレベル１低
域通過結果を示す。図２７は、元の信号にＷＳＳを適用
したレベル１高域通過結果を示す。図２８は、元の信号
にＷＳＳを適用したレベル２低域通過結果を示す。図２
９は、元の信号にＷＳＳを適用したレベル２高域通過結
果を示す。

【０２０１】雑音除去は、エッジを保存するがしかしテ
クスチャを除去するために広域通過係数に適用される。
幾つかのアプリケーションに対して、レベルｌ＞１に対
するしきい値は、ｌが増加すると単調に減少するように
選択されるべきである。レベル２に対しては、８と等し
いＱに対する値としきい値

【０２０２】

【数５３】 が使用される。図３０は、雑音除去からの結果の、レベ
ル２雑音除去された係数を示す。

【０２０３】この例に対しては、−１に等しい鮮明化パ
ラメータαが選択され、これはγが１に等しい冗長ハー
ル変換に対する最大の鮮明化である。変換レベルＬの数
は、この例では、２に等しい。正規化パラメータＲは、

【０２０４】

【数５４】 より、３．１６２３である。

【０２０５】レベル１に対しては、鮮明化乗数μ_１＝Ｒ
・２^αは、３．１６２３・２^−１＝１．５８１である。
レベル２に対しては、鮮明化乗数μ_２＝Ｒ・２
^α・２は、３．１６２３・２^−１・２＝０．７９１であ
る。

【０２０６】図３１は、鮮明化を実行した結果の、レベ
ル２雑音除去され且つ鮮明化された係数を示す。

【０２０７】レベル１に対しては、エッジを保存するが
しかしテクスチャを除去するために、レベル２係数は、
レベル１係数に基づいて、しきい値化の代わりに、雑音
除去を制御するのに使用される。この例では、対応する
レベル２係数がゼロ又は異なる符号を有する場合には、
全てのレベル１係数は、ゼロに設定される。図３２は、
この雑音除去された結果からの、雑音除去されたレベル
１高域通過係数を示す。図３３は、この雑音除去された
結果からの、レベル１雑音除去され且つ鮮明化された高
域通過係数を示す。

【０２０８】図３４は、ウェーブレット雑音除去後の前
処理された結果を示す。

【０２０９】符号化に５−３フィルタが適用される。図
３５は、５−３フィルタを適用した高域通過フィルタ結
果を示す図である。図３６は、５−３フィルタを適用し
た低域通過フィルタ結果を示す図である。

【０２１０】図３７は、８に等しいＱでの量子化後の高
域通過係数を示す。エッジでの係数は、ＷＳＳなしでの
対応する係数よりも大きいことに注意する。

【０２１１】図３８は、再構成後の結果を示す。これ
は、Ｑが１６に等しいときに、ＷＳＳなしで再構成する
よりもステップエッジより近い。Ｊ２Ｋは、高度な、適
応符号化技術を使用する。”前処理無し、Ｑ＝８”、”
前処理、Ｑ＝８”及び、” 前処理無し、Ｑ＝１６”に
対する圧縮されたデータの量の正確な差は、１Ｄの例か
らは決定できない。しかしながら、一般的には、” 前
処理、Ｑ＝８”に対する圧縮されたデータの量は、”
前処理無し、Ｑ＝１６”に対するよりも僅かに多く、そ
して、”前処理無し、Ｑ＝８”よりも非常に少ない。図
３８は、前処理が、レートの小さな増加で、品質の良好
な改良を提供することを示す。

【０２１２】例示のソースコード

【０２１３】

【数５５】 数５５のつづき 数５５のつづき 数５５のつづき 数５５のつづき 数５５のつづき 例示のソースコードのテキスト出力

【０２１４】

【数５６】 数５６のつづき 例示のコンピュータシステム 上述の１つ又はそれ以上の動作は、図３９に示すような
コンピュータシステムで履行され又は実行される。図３
９を参照すると、コンピュータシステム３９００は、こ
こで説明した特徴が実行される、例示のクライアント又
はサーバコンピュータシステムを含んでもよい。コンピ
ュータシステム３９００は、情報を通信するための通信
機構又はバス３９１１、及び、情報を処理するために、
バス３９１１に接続されたプロセッサ３９１２を含む。
プロセッサ３９１２は、マイクロプロセッサには限定さ
れないが、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、ＰｏｗｅｒＰ
Ｃ（商標）、Ａｌｐｈａ（商標）等のマイクロプロセッ
サを含む。

【０２１５】コンピュータシステム３９００は、さら
に、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は、情報とプ
ロセッサ３９１２により実行される命令を蓄積する、バ
ス３９１１に接続された、他の動的な蓄積装置３９０４
（主メモリと呼ばれる）を更に含む。主メモリ３９０４
も、プロセッサ３９１２による命令の実行中に一時的な
変数又は他の中間情報を蓄積するために使用されても良
い。

【０２１６】コンピュータシステム３９００は、スタテ
ィック情報とプロセッサ３９１２のための命令を蓄積す
るための、バス３９１１に、接続された読出し専用メモ
リ（ＲＯＭ）及び／又は他のスタティック記憶装置３９
０６及び、磁気ディスク又は光ディスク及びその対応す
るディスクドライブのような、データ蓄積装置３９０７
も含む。データ蓄積装置３９０７は、情報と命令を蓄積
するために、バス３９１１に接続されている。

【０２１７】コンピュータシステム３９００は、更に、
コンピュータユーザに情報を表示するためにバス３９１
１に接続された、陰極線管（ＣＲＴ）又は液晶ディスプ
レイ（ＬＣＤ）のような、ディスプレイ装置３９２１に
接続されている。英数字入力装置３９２２は、英数字と
他のキーを含み、プロセッサ３９１２に情報と命令選択
を通信するために、バス３９１１にも接続されている。
追加のユーザ入力装置は、プロセッサ３９１２へ方向情
報とコマンド選択を通信するためのバス３９１１に接続
された、且つディスプレイ装置３９２１上のカーソルの
移動を制御するための、マウス、トラックボール、スタ
イラス又は、カーソル方向キーのようなカーソル制御装
置３９２３である。

【０２１８】バス３９１１に接続された他の装置は、プ
リントエンジンとして動作するハードコピー装置３９２
４であり、画像、命令、データ又は、他の情報を、紙、
フィルム又は、同様な形式の媒体に印刷するのに使用さ
れうる。スキャナ３９３０は、バス３９１１に接続され
た走査された画像を発生する。

【０２１９】更に、スピーカ及び／又はマイクロフォン
のような、音声記録及び再生装置も、コンピュータシス
テム３９００とオーディオインターフェースをするため
に、オプションで、バス３９１１に接続されうる。

【０２２０】コンピュータシステム３９００のどのよう
な又は全ての構成要素と関連するハードウェアは、本発
明で使用され得る。しかし、コンピュータシステムの他
の構成は、幾つかの又は全ての装置を含み得ることは理
解されよう。

【０２２１】本発明の多くの変更及び改良は、前述の記
載を読めば当業者には明らかとなり、例示のために示さ
れ且つ説明された特定の実施例は、制限するものではな
い。従って、種々の実施例の詳細への参照は、本発明に
必須と考えられる構成要素を記載する請求の範囲を制限
するものではない。

【０２２２】

【発明の効果】本発明により、逆ウェーブレット変換の
適用に応答して発生された再構成されたサンプル内の量
子化雑音を特徴化し、且つ、復号中に構成された、再構
成されたサンプルから量子化雑音を除去する、圧縮され
た画像の画質の向上を行うための方法と装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】量子化雑音除去処理の一実施例のフローを示
す図である。

【図１Ｂ】復号器の一実施例のブロック図である。

【図２】ウェーブレット鮮明化及び平滑化処理の一実施
例のフローを示す図である。

【図３】符号化器の一実施例のブロック図である。

【図４】符号化器の別の一実施例のブロック図である。

【図５】符号化器の別の一実施例のブロック図である。

【図６】ステップ状のエッジを有する入力信号を示す図
である。

【図７】境界でミラー拡張を仮定する５−３変換に対す
る高域通過係数を示す図である。

【図８】境界でミラー拡張の使用を仮定する５−３変換
に対する低域通過係数を示す図である。

【図９】１６に等しいＱで量子化された高域通過係数を
示す図である。

【図１０】逆変換を適用した結果を示す図である。

【図１１】冗長ハール（Ｈａａｒ）変換を適用したレベ
ル１低域通過フィルタ結果を示す図である。

【図１２】冗長ハール（Ｈａａｒ）変換を適用したレベ
ル１高域通過フィルタ結果を示す図である。

【図１３】冗長ハール（Ｈａａｒ）変換を適用したレベ
ル２低域通過フィルタ結果を示す図である。

【図１４】冗長ハール（Ｈａａｒ）変換を適用したレベ
ル２高域通過フィルタ結果を示す図である。

【図１５】レベル１に対する雑音除去された高域通過係
数を示す図である。

【図１６】レベル１に対する雑音除去され且つ鮮明化さ
れた高域通過係数を示す図である。

【図１７】レベル２に対する雑音除去された高域通過係
数を示す図である。

【図１８】レベル２に対する雑音除去され且つ鮮明化さ
れた高域通過係数を示す図である。

【図１９】低域通過係数と雑音除去された高域通過係数
へ、２レベルの逆冗長ハール（Ｈａａｒ）変換の適用の
結果を示す図である。

【図２０】２つのテクスチャー化された領域の間のエッ
ジを含む例示の入力信号を示す図である。

【図２１】入力信号に高域通過５−３フィルタを適用し
た結果を示す図である。

【図２２】入力信号に低域通過５−３フィルタを適用し
た結果を示す図である。

【図２３】８に等しい量子化Ｑで、テクスチャとエッジ
に対する高域通過係数は、同じ大きさ１２を有すること
を示す図である。

【図２４】低圧縮率が許容される場合には、テクスチャ
とエッジを表すために、８に等しいＱを使用したことの
結果を示す図である。

【図２５】量子化Ｑが１６に等しい場合の再構成を示す
図である。

【図２６】元の信号に冗長ハール（Ｈａａｒ）変換を適
用したレベル１低域通過結果を示す図である。

【図２７】元の信号に冗長ハール（Ｈａａｒ）変換を適
用したレベル１高域通過結果を示す図である。

【図２８】元の信号に冗長ハール（Ｈａａｒ）変換を適
用したレベル２低域通過結果を示す図である。

【図２９】元の信号に冗長ハール（Ｈａａｒ）変換を適
用したレベル２高域通過結果を示す図である。

【図３０】雑音除去からの結果の、レベル２雑音除去さ
れた係数を示す図である。

【図３１】鮮明化を実行した結果の、レベル２雑音除去
され且つ鮮明化された係数を示す図である。

【図３２】雑音除去されたレベル１高域通過係数を示す
図である。

【図３３】レベル１雑音除去され且つ鮮明化された高域
通過係数を示す図である。

【図３４】ウェーブレット雑音除去後の前処理された結
果を示す図である。

【図３５】５−３フィルタを適用した高域通過フィルタ
結果を示す図である。

【図３６】５−３フィルタを適用した低域通過フィルタ
結果を示す図である。

【図３７】８に等しいＱでの量子化後の高域通過係数を
示す図である。

【図３８】前処理が、レートの小さな増加で、品質の良
好な改良を提供することを示す図である。

【図３９】コンピュータシステムのブロック図である。

【符号の説明】

１０４ ｍ−レベル前向きハール変換 １０５ 係数のしきい値化１０５ １０６ ｍ−レベル逆ハール変換 １０８ 処理システム １１０ ウェーブレット鮮明化と平滑化 ２０４ １−又は（ｍ）−レベル前向きハール変換を適
用する処理論理 ２０６ １−又はｍ−レベル逆ハール変換 ２１０ 係数の再スケーリング ３０１ ＷＳＳ処理ブロック ３０２ ＪＰＥＧ２０００符号化器 ３０３ レート制御処理ブロック ３２０ 圧縮されたファイル ４０１ ＷＳＳ処理ブロック ４０２ ＪＰＥＧ２０００符号化器 ４０３ レート制御ブロック ４０６ しきい値情報 ４２０ 圧縮されたファイル ５０２ コンポーネント変換 ５０３ ウェーブレット変換処理ブロック ５０４ 量子化ブロック ５０５ エントロピー符号化 ５０６ ＷＳＳのようなしきい値決定処理 ５１０ しきい値情報 ５２０ 圧縮されたファイル ３９００ コンピュータシステム ３９０４ 主メモリ ３９０６ スタティック記憶装置 ３９０７ データ蓄積装置 ３９１１ バス ３９１２ プロセッサ ３９２１ ディスプレイ装置 ３９２３ カーソル制御装置 ３９２４ ハードコピー装置

フロントページの続き (72)発明者 マイケル ゴーミッシュ アメリカ合衆国，カリフォルニア 94025, メンロ・パーク，サンド・ヒル・ロード 2882番，スイート 115 リコーイノベー ション内 (72)発明者 エドワード エル．シュワルツ アメリカ合衆国，カリフォルニア 94025, メンロ・パーク，サンド・ヒル・ロード 2882番，スイート 115 リコーイノベー ション内 Ｆターム(参考） 5B057 CA01 CA08 CA12 CA18 CB01 CB08 CB12 CB16 CE02 CG02 CH09 5C059 KK01 MA00 MA21 MA24 MC11 ME01 PP01 SS11 UA02 UA05 UA15 UA29 UA38 5C078 AA04 BA53 CA22 DA02 5J064 AA01 BA16 BB07 BC11 BC16 BC21 BD01

Claims (103)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 逆ウェーブレット変換の適用に応答して
   発生された再構成されたデータ内の量子化雑音を特徴化
   し、且つ、復号中に構成された、再構成されたデータか
   ら量子化雑音を除去する方法。
2. 【請求項２】 量子化雑音を除去することには、向上ウ
   ェーブレット変換を使用して、ウェーブレット雑音除去
   を実行することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 向上ウェーブレット変換は、逆ウェーブ
   レット変換と異なる変換である、請求項２に記載の方
   法。
4. 【請求項４】 向上ウェーブレット変換は、逆ウェーブ
   レット変換と同じ変換である、請求項２に記載の方法。
5. 【請求項５】 ウェーブレット雑音除去を実行すること
   は、向上ウェーブレット変換を、逆変換が与えられるべ
   き全ての分解レベルのサブセットに関して適用する、請
   求項２に記載の方法。
6. 【請求項６】 分解レベルのサブセットは、連続する分
   解レベルの組みを含む、請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 分解レベルのサブセットは、連続しない
   分解レベルの組みを含む、請求項５に記載の方法。
8. 【請求項８】 逆ウェーブレット変換は、ＪＰＥＧ２０
   ００復号器の一部であり、且つＪＰＥＧ２０００コード
   ストリームに関する復号器を使用する一部として適用さ
   れる、請求項１に記載の方法。
9. 【請求項９】 ウェーブレット雑音除去を実行すること
   は、レベル２向上ウェーブレット変換係数を使用する雑
   音除去を制御することを含む、、請求項２に記載の方
   法。
10. 【請求項１０】 雑音除去を制御することは、対応する
    レベル２係数はゼロであるか又は異なる符号を有する場
    合に、全てのレベル１向上ウェーブレット変換係数をゼ
    ロに設定することを含む、請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 量子化雑音は、行われる量子化と、適
    用される逆ウェーブレット変換に依存する、請求項１に
    記載の方法。
12. 【請求項１２】 量子化雑音を有する向上ウェーブレッ
    ト変換レベルＬ−１におけるサンプルを発生するため
    に、逆ウェーブレット変換を、レベルＬにおける圧縮ウ
    ェーブレット変換係数に適用することを含む、画像デー
    タを復号することを更に含む、請求項１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 繰返して逆ウェーブレット変換を適用
    し、且つ、逆ウェーブレット変換を各々与えた後に、量
    子化雑音を除去することを更に含む、請求項１２に記載
    の方法。
14. 【請求項１４】 画像の鮮明さを向上させるために、再
    構成されたサンプルに、ボケを除く操作を実行すること
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
15. 【請求項１５】 量子化雑音を除くことは、 Ｍ−レベル前向き変換をＬＬ成分に適用し、 係数をしきい値処理し、 雑音除去されたＬＬ成分を形成するために、Ｍ−レベル
    逆変換をしきい値処理された係数へ適用する、請求項１
    に記載の方法。
16. 【請求項１６】 係数をしきい値処理することは、Ｑが
    有理数であるのスカラー量子化器Ｑに基づいて、しきい
    値を決定することを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】 しきい値は、 【数１】 である、請求項１７に記載の方法。
18. 【請求項１８】 逆ウェーブレット変換は、１次元，
    ５，３ウェーブレット変換である、請求項１７に記載の
    方法。
19. 【請求項１９】 しきい値は１．５Ｑである、請求項１
    ６に記載の方法。
20. 【請求項２０】 逆ウェーブレット変換は２次元，５，
    ３ウェーブレット変換である、請求項１９に記載の方
    法。
21. 【請求項２１】 逆ウェーブレット変換はＤａｕｂｅｃ
    ｈｉｅｓ，９，７フィルタである、請求項１６に記載の
    方法。
22. 【請求項２２】 スカラー量子化器Ｑは、 【数２】 に等しく、Ｍ_ｂは、Ｇ＋ε_ｂ−１であり、Ｇはガードビ
    ットの数であり且つε_ｂは、コードストリーム内の第１
    のタグに示された指数であり、（Ｐ＋Ｃ−χ）は、復号
    されるビット面の数であり、且つΔ_ｂは、コードストリ
    ーム内の第２のタグに示されている、請求項１６に記載
    の方法。
23. 【請求項２３】 スカラー量子化器Ｑは、ＪＰＥＧ２０
    ００コードストリーム内のヘッダから決定される、請求
    項１６に記載の方法。
24. 【請求項２４】 少なくとも２つのしきい値が、異なる
    領域のサンプルに対して使用される、請求項１５に記載
    の方法。
25. 【請求項２５】 異なる領域のサンプルは、異なるコー
    ドブロックのウェーブレット係数に対応する、請求項２
    ４に記載の方法。
26. 【請求項２６】 異なるサンプルは、異なる最後の符号
    化パスを有する、請求項２４に記載の方法。
27. 【請求項２７】 Ｍは１に等しい、請求項１５に記載の
    方法。
28. 【請求項２８】 前向き及び逆変換は、前向き及び逆ハ
    ール変換である、請求項１５に記載の方法。
29. 【請求項２９】 係数のしきい値化の後に、係数の再ス
    ケーリングを更に行う、請求項１５に記載の方法。
30. 【請求項３０】 再スケーリング構成要素は、レベルｍ
    におけるゼロでない係数を、 【数３】 により乗算することを含み、ｍは１．．．Ｍに等しく、
    αは、平滑化又は鮮明化の程度を決定するパラメータで
    あり、且つ、Ｒは、画像のノルムを保存する再正規化定
    数である、請求項２９に記載の方法。
31. 【請求項３１】 係数のしきい値化は、ウェーブレット
    係数の絶対値が、しきい値よりも小さい場合には、ウェ
    ーブレット係数をゼロに設定し、かつ、その絶対値がし
    きい値よりも大きいか又はしきい値と等しい場合には、
    ウェーブレット係数を変更しないことを含む、請求項１
    ５に記載の方法。
32. 【請求項３２】 係数のしきい値化は、ウェーブレット
    係数の絶対値が、しきい値よりも大きいか又はしきい値
    と等しい場合には、しきい値の量だけ、ゼロに向かって
    ウェーブレット係数の値を減少させることを含む、請求
    項１５に記載の方法。
33. 【請求項３３】 しきい値は、４つの隣接するサンプル
    の最大近似誤差に対応するしきい値の平均値を有する、
    請求項１３に記載の方法。
34. 【請求項３４】 しきい値は、４つの隣接するサンプル
    の最大近似誤差に対応するしきい値の最大値を有する、
    請求項１３に記載の方法。
35. 【請求項３５】 量子化雑音の特徴化は、隣接サンプル
    の間の差を計算することを含む、請求項１に記載の方
    法。
36. 【請求項３６】 量子化雑音は、再構成されたデータを
    通して、均一に分散されていない、請求項１に記載の方
    法。
37. 【請求項３７】 量子化雑音は、再構成されたデータを
    通して、連続ではない、請求項１に記載の方法。
38. 【請求項３８】 量子化雑音は、離散値を有する、請求
    項１に記載の方法。
39. 【請求項３９】 量子化雑音は、有理値を有する、請求
    項１に記載の方法。
40. 【請求項４０】 逆ウェーブレット変換は、有理ウェー
    ブレットフィルタを使用して適用される、請求項３９に
    記載の方法。
41. 【請求項４１】 量子化雑音の特徴化は、ウェーブレッ
    ト係数のスカラー量子化を特徴化する、請求項１に記載
    の方法。
42. 【請求項４２】 量子化雑音は、スカラー量子化雑音で
    ある、請求項１に記載の方法。
43. 【請求項４３】 逆ウェーブレット変換を適用するため
    の逆ウェーブレットフィルタユニットと、 逆ウェーブレット変換の適用に応答して発生された再構
    成されたデータ内の量子化雑音を特徴化するための量子
    化雑音特徴化ユニットと、 復号中に構成された、再構成されたデータから、量子化
    雑音を除去する、量子化雑音除去ユニットとを有する、
    復号器。
44. 【請求項４４】 量子化雑音除去ブロックは、向上ウェ
    ーブレット変換を使用して、ウェーブレット雑音除去を
    実行する雑音除去ユニットを有する、請求項４３に記載
    の復号器。
45. 【請求項４５】 向上ウェーブレット変換は、逆ウェー
    ブレット変換と異なる変換である、請求項４４に記載の
    復号器。
46. 【請求項４６】 向上ウェーブレット変換は、逆ウェー
    ブレット変換と同じ変換である、請求項４４に記載の復
    号器。
47. 【請求項４７】 ウェーブレット雑音除去を実行するこ
    とは、逆変換が適用されるべき全ての分解レベルのサブ
    セットに関して、向上ウェーブレット変換を適用するこ
    とを含む、請求項４４に記載の復号器。
48. 【請求項４８】 分解レベルのサブセットは、連続する
    分解レベルの組みを含む、請求項４７に記載の復号器。
49. 【請求項４９】 分解レベルのサブセットは、連続しな
    い分解レベルの組みを含む、請求項４７に記載の復号
    器。
50. 【請求項５０】 逆ウェーブレット変換は、ＪＰＥＧ２
    ０００復号器の一部であり、且つ、ＪＰＥＧ２０００に
    関する復号器を使用することの一部として適用される、
    請求項４４に記載の復号器。
51. 【請求項５１】 量子化雑音は、行われる量子化と、適
    用される逆ウェーブレット変換に依存する、請求項４３
    に記載の復号器。
52. 【請求項５２】 逆ウェーブレットフィルタユニット
    は、量子化雑音を有する向上ウェーブレット変換レベル
    Ｌ−１でのサンプルを発生するために、逆ウェーブレッ
    ト変換を、レベルＬでの圧縮ウェーブレット係数に適用
    する、請求項４３に記載の復号器。
53. 【請求項５３】 逆変換ユニットは、繰返して、逆ウェ
    ーブレット変換を適用し、且つ、量子化雑音除去ユニッ
    トは、逆ウェーブレット変換を各々適用した後に、量子
    化雑音を除去する、請求項５１に記載の復号器。
54. 【請求項５４】 雑音除去ユニットは、画像の鮮明度を
    向上するために、再構成されたサンプルに、ボケを除く
    操作を行う、請求項４４に記載の復号器。
55. 【請求項５５】 量子化雑音除去ブロックは、 Ｍ−レベル前方変換をＬＬ成分に適用し、 係数をしきい値化し、且つ、雑音の除去されたＬＬ成分
    を形成するために、しきい値化された係数に、Ｍ−レベ
    ル逆変換を適用することにより、量子化雑音を除去す
    る、請求項４３に記載の復号器。
56. 【請求項５６】 量子化雑音除去ユニットは、Ｑが有理
    数であるスカラー量子化器Ｑに基づいてしきい値を決定
    することにより、係数のしきい値化を実行する、請求項
    ５５に記載の復号器。
57. 【請求項５７】 量子化雑音除去ユニットは、係数のし
    きい値化後に、係数を再スケーリングする、請求項５５
    に記載の復号器。
58. 【請求項５８】 量子化雑音除去ユニットは、レベルｍ
    におけるゼロでない係数を、 【数４】 により乗算することにより成分を再スケーリングし、ｍ
    は１．．．Ｍに等しく、αは、平滑化又は鮮明化の程度
    を決定するパラメータであり、且つ、Ｒは、画像のノル
    ムを保存する再正規化定数である、請求項５７に記載の
    復号器。
59. 【請求項５９】 量子化雑音除去ユニットは、ウェーブ
    レット係数の絶対値が、しきい値よりも小さい場合に
    は、ウェーブレット係数をゼロに設定し、かつ、その絶
    対値がしきい値よりも大きいか又はしきい値と等しい場
    合には、ウェーブレット係数を変更しないことにより係
    数をしきい値化をする、請求項５５に記載の復号器。
60. 【請求項６０】 量子化雑音除去ユニットは、ウェーブ
    レット係数の絶対値が、しきい値よりも大きいか又はし
    きい値と等しい場合には、しきい値の量だけ、ゼロに向
    かってウェーブレット係数の値を減少させることにより
    係数のしきい値化を行う、請求項５５に記載の復号器。
61. 【請求項６１】 しきい値化はしきい値を使用して行わ
    れ、且つ更に、しきい値は、４つの隣接するサンプルの
    最大近似誤差に対応するしきい値の平均値を有する、請
    求項５５に記載の復号器。
62. 【請求項６２】 しきい値化は、しきい値を使用して行
    われ、且つ更に、しきい値は、４つの隣接するサンプル
    の最大近似誤差に対応するしきい値の最大値を有する、
    請求項５５に記載の復号器。
63. 【請求項６３】 実行可能な命令がその上に蓄積された
    １つ又はそれ以上の記録可能な媒体を有する製造物であ
    って、システムにより実行されたときに、システムに対
    して、 逆ウェーブレット変換の適用に応答して発生された再構
    成されたデータ内の量子化雑音を特徴化し、且つ、復号
    中に構成された、再構成されたデータから、量子化雑音
    を除去する、製造物。
64. 【請求項６４】 システムにより実行されたときに、量
    子化雑音を除去するシステムに、向上ウェーブレット変
    換を使用して、ウェーブレット雑音除去を実行させる命
    令を有する、請求項６３に記載の製造物。
65. 【請求項６５】 向上ウェーブレット変換は、逆ウェー
    ブレット変換と異なる変換である、請求項６３に記載の
    製造物。
66. 【請求項６６】 向上ウェーブレット変換は、逆ウェー
    ブレット変換と同じ変換である、請求項６５に記載の製
    造物。
67. 【請求項６７】 ウェーブレット雑音除去を実行する命
    令は、逆変換が適用されるべき全ての分解レベルのサブ
    セットに関して、向上ウェーブレット変換を適用する命
    令を含む、請求項６５に記載の製造物。
68. 【請求項６８】 分解レベルのサブセットは、連続する
    分解レベルの組みを含む、請求項６７に記載の製造物。
69. 【請求項６９】 分解レベルのサブセットは、連続しな
    い分解レベルの組みを含む、請求項６７に記載の製造
    物。
70. 【請求項７０】 逆ウェーブレット変換は、ＪＰＥＧ２
    ０００復号器の一部であり、且つ、ＪＰＥＧ２０００コ
    ードストリームに関する復号器を使用することの一部と
    して適用される、請求項６３に記載の製造物。
71. 【請求項７１】 量子化雑音は、行われる量子化と、適
    用される逆ウェーブレット変換に依存する、請求項６３
    に記載の製造物。
72. 【請求項７２】 システムによって実行されたときに、 量子化雑音を有する向上ウェーブレット変換レベルＬ−
    １でサンプルを発生するために、逆ウェーブレット変換
    を、レベルＬでの圧縮ウェーブレット係数に適用するこ
    とを含む、画像データを復号することを、システムに行
    わせる命令を更に有する、請求項６３に記載の製造物。
73. 【請求項７３】 システムによって実行されたときに、
    繰返して、逆ウェーブレット変換を適用し、且つ、逆ウ
    ェーブレット変換を各々適用した後に、量子化雑音を除
    去することを、システムに行わせる命令を更に有する、
    請求項６３に記載の製造物。
74. 【請求項７４】 システムによって実行されたときに、
    画像の鮮明度を向上するために、再構成されたサンプル
    に、ボケを除く操作を行うことを、システムに行わせる
    命令を更に有する、請求項６３に記載の製造物。
75. 【請求項７５】 量子化雑音を除去する命令は、 Ｍ−レベル前方変換をＬＬ成分に適用し、 係数をしきい値化し、且つ、雑音の除去されたＬＬ成分
    を形成するために、しきい値化された係数に、Ｍ−レベ
    ル逆変換を適用する、命令を含む、請求項６３に記載の
    製造物。
76. 【請求項７６】 量子化雑音を有するレベルＬ−１での
    サンプルを発生するために、レベルＬでのＬＬ係数と高
    域通過係数に、逆離散ウェーブレット変換を適用し、 逆ウェーブレット変換中に計算された、再構成されたＬ
    Ｌ成分内の量子化雑音を除去し、量子化雑音は行われる
    量子化と適用される逆ウェーブレット変換に依存する、
    方法。
77. 【請求項７７】 向上ウェーブレット変換を使用して、
    画像に関する雑音除去とボケを除くことを実行するウェ
    ーブレット向上ユニットと、 圧縮ウェーブレット変換を使用して、ウェーブレット向
    上ユニットからの向上された画像出力を圧縮する、ウェ
    ーブレット向上ユニットに接続された、圧縮器とを有す
    る、符号化器。
78. 【請求項７８】 平滑化の量と量子化の量は共に選択さ
    れる、請求項７７に記載の符号化器。
79. 【請求項７９】 圧縮器からの圧縮されたファイル出力
    を監視するために接続され且つ、圧縮されたファイルの
    検査により指示されたビットレートが所定の目標レート
    よりもそれぞれ高いか又は低い場合には、平滑化の量を
    増加するか又は減少するためにウェーブレット向上ユニ
    ットに信号を送るためにウェーブレット向上ユニットに
    接続された、レート制御ユニットを更に有する、請求項
    ７７に記載の符号化器。
80. 【請求項８０】 圧縮器はＪＰＥＧ２０００圧縮を行
    う、請求項７７に記載の符号化器。
81. 【請求項８１】 ウェーブレット向上ユニットは、ｍが
    １より大きいか又は１と等しい、レベルｍで雑音除去を
    実行する、請求項７７に記載の符号化器。
82. 【請求項８２】 ウェーブレット向上ユニットは、レベ
    ルｍを使用して、レベル１．．ｍ−１で、雑音除去を実
    行する、請求項７７に記載の符号化器。
83. 【請求項８３】 ウェーブレット向上ユニットは、対応
    する係数がレベルｍで０である場合には、レベル１．．
    ｍ−１で、係数を０に設定する、請求項８２に記載の符
    号化器。
84. 【請求項８４】 ウェーブレット向上ユニットは、対応
    する係数がレベルｍで０であるか又は異なる符号を有す
    る場合には、レベル１．．ｍ−１で、各係数を０に設定
    する、請求項８２に記載の符号化器。
85. 【請求項８５】 向上ウェーブレット変換を使用して画
    像に関して雑音除去とボケを除くことを実行し、且つ、
    圧縮ウェーブレット変換を使用して、向上された画像出
    力を圧縮する、方法。
86. 【請求項８６】 平滑化の量と量子化の量は共に選択さ
    れる、請求項８５に記載の方法。
87. 【請求項８７】 更に、圧縮器からの圧縮されたファイ
    ル出力を監視し且つ、圧縮されたファイルの検査により
    指示されたビットレートが所定の目標レートよりもそれ
    ぞれ高いか又は低い場合には、平滑化の量を増加するか
    又は減少するためにウェーブレット向上ユニットに信号
    を送る、請求項８５に記載の方法。
88. 【請求項８８】 更に、ｍが１より大きいか又は１と等
    しく、レベルｍで雑音除去を実行する、請求項８５に記
    載の方法。
89. 【請求項８９】 更に、レベルｍを使用して、レベル
    １．．ｍ−１で、雑音除去を実行する、請求項８５に記
    載の方法。
90. 【請求項９０】 更に、対応する係数がレベルｍで０で
    ある場合には、レベル１．．ｍ−１で、係数を０に設定
    する、請求項８９に記載の方法。
91. 【請求項９１】 更に、対応する係数がレベルｍで０で
    あるか又は異なる符号を有する場合には、レベル１．．
    ｍ−１で、各係数を０に設定する、請求項８９に記載の
    方法。
92. 【請求項９２】 エッジを向上させるために且つ可能な
    量子化雑音効果を減少させるために、鮮明化と平滑化を
    実行し、且つしきい値情報を使用して、画像を圧縮ファ
    イルへ圧縮する、雑音除去を更に実行する、請求項８５
    に記載の方法。
93. 【請求項９３】 実行可能な命令がその上に蓄積された
    １つ又はそれ以上の記録可能な媒体を有する製造物であ
    って、システムにより実行されると、システムに、 向上ウェーブレット変換を使用して、画像に関する雑音
    除去とボケを除くことを実行させ、且つ、圧縮ウェーブ
    レット変換を使用して、ウェーブレット向上ユニットか
    らの向上された画像出力を圧縮させる、製造物。
94. 【請求項９４】 雑音除去ユニットと、 画像に応答して、エッジを向上させ且つ可能な量子化雑
    音効果を減少させるための、前向きウェーブレット鮮明
    化及び平滑化ユニットと、 しきい値情報を使用して、画像を圧縮ファイルへ圧縮す
    る、画像に接続された圧縮器とを有する装置。
95. 【請求項９５】 しきい値情報は、各サブバンドに対し
    てしきい値を有する、請求項９４に記載の装置。
96. 【請求項９６】 しきい値情報は、量子化パラメータと
    して使用されるしきい値を有する、請求項９４に記載の
    装置。
97. 【請求項９７】 圧縮器はＪＰＥＧ２０００圧縮器を有
    する、請求項９４に記載の装置。
98. 【請求項９８】 ウェーブレット鮮明化及び平滑化ユニ
    ットは、サブバンド内の異なる係数に対して異なるしき
    い値を発生し、且つ、圧縮器は、一部には、異なるしき
    い値に基づいて、各コードブロックに量子化を適用する
    ことにより、データを圧縮する、請求項９４に記載の装
    置。
99. 【請求項９９】 ウェーブレット鮮明化及び平滑化ユニ
    ットは、コードブロックよりも小さい領域に対して、異
    なるしきい値を供給し、且つ、コードブロックに対する
    １つのしきい値を発生するために複数のしきい値を結合
    する、請求項９４に記載の装置。
100. 【請求項１００】 ウェーブレット鮮明化及び平滑化ユ
     ニットは、平均化を使用して、コードブロックに対する
     １つのしきい値を発生するために、コードブロックより
     も小さい領域に対する複数のしきい値を結合する、請求
     項９９に記載の装置。
101. 【請求項１０１】 ウェーブレット鮮明化及び平滑化ユ
     ニットは、全体のブロックに対する最小しきい値決定を
     使用して、コードブロックに対する１つのしきい値を発
     生するために、コードブロックよりも小さい領域に対す
     る複数のしきい値を結合する、請求項９９に記載の装
     置。
102. 【請求項１０２】 ウェーブレット鮮明化及び平滑化ユ
     ニットは、全体のブロックに対する最大しきい値決定を
     使用して、コードブロックに対する１つのしきい値を発
     生するために、コードブロックよりも小さい領域に対す
     る複数のしきい値を結合する、請求項９９に記載の装
     置。
103. 【請求項１０３】 ウェーブレット鮮明化及び平滑化ユ
     ニットは、コードブロック／領域に対する最大と最小の
     しきい値の間の値を使用して、コードブロックに対する
     １つのしきい値を発生するために、コードブロックより
     も小さい領域に対する複数のしきい値を結合する、請求
     項９９に記載の装置。