JP2003502889A - 画像データを処理するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は一般に画像データの処理に関する。特に本発明は、移動通信システムにおけるデータの圧縮および転送のための静止画像データの符号化および復号化に適用される。本発明の目的は、ウェーブレット変換（２０２）、逐次近似量子化（２０４、２０８）および４分木符号化（２０６）に基づく画像処理手続を提供することによって達成される。４分木符号化は、好ましくは、有意性を２つの符号で符号化する段階を含む。この解決策は、大量のデータ処理または記憶容量を必要としない。さらに、この解決策は、従来技術の解決策と比較して、与えられたビットレートについて、高画質をもたらす。本発明による解決策は、画質および解像度におけるプログレッシブ性の要件も満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は一般に画像データの処理に関する。特に本発明は、圧縮のための静止
画像データの符号化および復号化に適用される。本発明の１つの用途は、移動通
信システムにおける画像データの蓄積および伝送である。

【０００２】 デジタル画像は大量のデータを含む傾向があり、種々の画像の用途で使用でき
るように、このデータを効率的に圧縮すべきである。これらの用途には蓄積が含
まれ、これはデジタルカメラ中の数枚の画像から、画像アーカイバル用ライブラ
リにおける数千枚の画像までさまざまである。用途には画像伝送も含まれ、これ
はインターネットだけでなく、移動および無線通信も含まれる。従って、これら
の用途を実現するため、いくつかの圧縮法が開発されてきた。圧縮手法の効率は
、主にそれが扱う用途に依存する。移動通信システムについては、圧縮手法は、
移動電話の記憶容量が小さいことおよび伝送チャネルの容量が制約されているこ
とを考慮すべきである。

【０００３】 図１には、典型的な画像圧縮および転送システム１００のブロック図が例示し
てある。最初、デジタル化された入力画像データＹが、変換機能１０２によりｗ
（Ｙ）に変換（マッピング）される。これは、画像が画素値（例えば、輝度およ
びクロミナンス）によって表される空間領域から、空間周波数領域への変換の形
をとることができる。典型的には、そのような変換を受けた後、画像データは今
度は変換領域における係数、例えば、離散コサイン変換（ＤＣＴ）の係数として
表現される。次に、変換領域における係数は、あらかじめ決定されたレベルｑ（
ｗ）に量子化される（１０４）。量子化されたデータはさらに符号化される（１
０６）。この段階で、画像データは、圧縮された形になっている。この圧縮デー
タは、蓄積用に用いることができ、それゆえに、チャネル１１０は、画像を保持
するデバイスのストレージディスクとの接続となり得る。圧縮データは伝送用に
用いることができ、その場合、チャネル１１０は、移動または無線通信あるいは
インターネット伝送に用いられるチャネルとし得る。システムの拡張（受信）部
分において、信号ｅ（ｑ）はチャネルから受信され、復号器１２０において復号
され、次いで逆量子化（１２２）および逆変換（１２４）されて、結果的に画像
データＹが得られる。

【０００４】 上述の段階が、画像圧縮および復元に用いられるコーデックの基本構成要素を
形成している。コーデックという用語は、画像データの符号化および復号化がで
きる画像コーディング用システムまたは装置に与えられた名称である。コーデッ
クは、それらが提供する機能性およびそれらが提供する性能に従って評価できる
。例えば、移動通信環境において、あるコーデックが以下のものを提供するなら
、そのコーデックはより優れていることになる。 − ある利用可能なデータ転送速度のもとで考え得る最高の画質。 − 画質のプログレッシブ（改善）性。これは、符号化および復号化の過程で、
画質が、その表示において用いられる画素当たりのビット数が増加することによ
り徐々に向上できることを意味する。 − 解像度のプログレッシブ性。これは、符号化および復号化の過程で、画像の
空間解像度が徐々に向上できること意味する。 − 実装が複雑でないこと。 − 伝送の間に起こり得るエラーに対する復元力。

【０００５】 画像圧縮に一般的に用いられるいくつかの従来技術の方法がある。最も広く用
いられているのは、国際標準化機構（ＩＳＯ）により公表された規格、すなわち
ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）である。ＪＰＥＧ画像圧縮規格
は４つのパートを含んでいる。最もよく知られておりかつ最も一般的に使われて
いるのは、ＪＰＥＧベースラインとして知られている第１パートである。しかし
ながら低ビットレートで適用された場合の性能が低いことに加え、この圧縮シス
テムは上記の機能性を提供できない。ＪＰＥＧベースラインの欠点を克服するた
め、いくつかの解決策が提案されてきた。これらの方法を以下に簡略に説明する
。

【０００６】 いわゆる埋め込み型（embedded）離散コサイン変換法を用いることは従来公知
である。この方法においては、画像は、８×８画素ブロックに適用された離散コ
サイン変換により変換される。量子化は、符号化部分に埋め込まれた逐次的方法
により実行される。符号化は、コンテキストベースの算術符号化を用いて実行さ
れるが、これによりメモリーおよび計算における複雑性がより高くなる。さらに
、この方法は、ブロックベースであり、それゆえ、低ビットレートでは、後処理
フィルタの使用を必要とするブロックアーチファクト（擬像）を生じる。従って
、これは移動通信にとって好ましい解決策ではない。この方法についてのさらな
る詳細は、参考文献［１］に見ることができる。

【０００７】 いわゆるウェーブレットトレリス符号化量子化を用いることも従来公知である
。このアルゴリズムは４つの段階から成っている。すなわち、画像データのウェ
ーブレット変換、変換されたデータのバンド（周波数帯域）の分類およびビット
割り当てであり、分類はデータの統計を計算することによって得られる。分類に
基づき、変換係数の量子化がトレリス方式で実行される。トレリス量子化はトレ
リス変調として知られる技術から採用されており、このトレリス変調は、レベル
間の遷移についての制約のある一定のビットレートにおいて許される量子化レベ
ル数を２回使用可能にするものである。その後、量子化された係数は、ビットプ
レーン中で、コンテキストベースの算術符号器により符号化される。この解決策
は、移動用途には非常に複雑であり、低ビットレートでは高性能を提供できない
。この方法についての詳細は参考文献［２］に見られる。

【０００８】 さらなる従来技術の解決策は、マルチスレッショルドウェーブレット符号化と
呼ばれる。この方法では、ウェーブレット変換は画像データに適用される。量子
化は変換されたデータの各バンドについて逐次かつ独立して実行され、そのため
マルチスレッショルドという名称になっている。その場合、符号化はコンテキス
トベース算術符号化を用いて実行され、これは複雑さをより高めるものであり、
従って移動通信用には好まれない。この方法についての詳細は参考文献［３］に
見られる。

【０００９】 さらなる従来技術の解決策は、４分木ベースのエントロピー符号化と呼ばれる
。この方法では、画像データはウェーブレット変換され、次いで変換領域内の係
数が２ⁿ×２ⁿの画素ブロックに分割される。各ブロックは、次に４つのクワドラ
ント（４分区画）に分割して符号化される。各クワドラントは再度４つのクワド
ラントに分割されて符号化され、もはや分割できなくなるまでこれを繰り返して
クワドラントの木を形成し、それゆえ、４分木という名称になっている。最初の
レベルにおいて、ブロックの最大係数を得るのに必要なビット数が送られ、次に
、各クワドラントについて、ブロックの最大係数およびクワドラントの最大係数
の差が決定される。この方法の利点は、この方法で必要とされる計算がより少な
いことおよびエントロピー符号化の複雑さが低いことである。しかしながら、こ
の方法に伴う問題点は、このアルゴリズムが、前述のような、移動用途の場合の
重要な特徴である画質または解像度のプログレッシブ性が提供できないことであ
る。この方法についての詳細は参考文献［４］に見られる。

【００１０】 さらなる従来技術の解決策は、コンパクト４分木ベースサブバンド画像符号化
スキームである。画像圧縮のためのこの従来技術の方法は、参考文献［５］に記
載されている。この方法はウェーブレット変換を用い、次に、量子化は符号化に
埋め込まれる。各量子化レベルについて、４分木ベースの方法がバンドの符号化
に用いられる。バンド中の有意性マップ（量子化レベルより係数が高い領域）は
、そのノードの表現用の以下の３つの符号を用いる４分木法により符号化される
。 − 「Ｘ」は、過去の量子化シュレッショルドで符号化された少なくとも１つの
係数を有する４分木ブロックに対応する。 − 「１」は、少なくとも１つの有意係数がそのブロックの非有意係数と混合さ
れている４分木ブロックに対応する。 − 「０」は、ブロック全体が非有意である４分木ブロックに対応する。

【００１１】 これらの符号の１つはデータから暗黙のうちに得られる。なぜならば、領域に
おける有意係数の存在は、全体の領域を到来するビットプレーンについて有意で
あるとみなすことを暗示しているからである。従って、この方法は、バンド中の
データが高度に相関していることを暗黙のうちに仮定している。しかしながらこ
の場合はそうではない。なぜならば、復元（すなわち、変換）がデータの相関を
低下させるからである。さらに、このスキームはエラーが存在するとうまく機能
しない。なぜなら、個別のサンプルに関連する間違った決定が領域全体を歪ませ
るからである。このケースでは、現在のビットプレーンに関する情報が前のビッ
トプレーンから得られるので、エラーも１つのビットプレーンから別のものへ伝
播する。

【００１２】 従って、計算の複雑性およびメモリー容量の要求が小さいながら高画質が維持
されるような画像圧縮方法とシステムを提供することが本発明の目的である。引
用した従来技術の方法の問題点を解消し、前述した画像処理のための要件を満た
すことも本発明の目的である。

【００１３】 本発明の目的は、ウェーブレット変換、逐次近似量子化および４分木符号化に
基づく画像処理手順を提供することによって実現される。４分木符号化は、好ま
しくは、４分木ブロック内の係数の有意性を２つの符号によって符号化する段階
を含む。

【００１４】 本発明は従来技術の方法に勝る重要な利点を提供する。この解決策は大量のデ
ータ処理や記憶容量を必要としない。それにもかかわらず、従来技術の解決策に
比較し、所定のビットレートで高い画質をもたらす。本発明による解決策は、画
質および解像度におけるプログレッシブ性も提供する。

【００１５】 本発明の方法は、どのような分類またはレート割り当も実行しないので、量子
化プロセスを符号化部分に埋め込みかつサブバンドスキッピングを可能にする。
符号化は単純な４分木フォームで実行され、算術符号化は必要とされない。これ
らの利点により、この新しい解決策が移動通信にとって理想的なものになってい
る。

【００１６】 本発明による方法は、 ａ）入力画像データをサブバンドに変換する段階と、 ｂ）変換された画像データを、逐次近似量子化を用いて符号化してビットストリ
ームを生成する段階であって、逐次近似は符号化プロセス中に埋め込まれている
段階と、 ｃ）ビットストリームを有意性情報と共に４分木ベース方法を用いて符号化し、
符号および詳細情報をビットストリームに含める段階とを含むことを特徴とする
。

【００１７】 本発明はまた、ビットストリームを処理して画像データにするための方法に適
用され、そこでは、ビットストリームは、有意性、符号および詳細情報を含み、
前記方法は、 − ４分木ベース法によりビットストリームから有意性情報を復号し、かつビッ
トストリームから符号および詳細情報を取り出す段階と、 − 復号されたデータの逆逐次近似量子化法を実行する段階と、 − 復号および逆量子化されたされたビットストリームから画像データを生成す
る逆変換を実行する段階と、を含むことを特徴とする。

【００１８】 本発明はさらに、画像データを処理するためのシステムに適用され、該システ
ムは、 ａ）入力画像データを、種々のサブバンドへ変換するための手段と、 ｂ）変換された画像データを逐次近似量子化を用いて符号化してビットストリー
ムを生成するための手段であって、前記逐次近似は符号化プロセス内に埋め込ま
れている、手段と、 ｃ）４分木ベース法を用いて有意性情報をビットストリーム中へ符号化し、符号
および詳細情報をビットストリームに含めるための手段と、を含むことを特徴と
する。

【００１９】 本発明は、ビットストリームを処理して画像データにするためのシステムにも
適用され、そこでは、ビットストリームは、有意性、符号および詳細情報を含み
、前記システムは、 − ４分木ベース法によりビットストリームから有意性情報を復号し、かつビッ
トストリームから符号および詳細情報を取り出すための手段と、 − 復号されたデータの逆逐次近似量子化法を実行するための手段と、 − 復号および逆量子化されたされたビットストリームから画像データを生成す
る逆変換を実行するための手段と、を含むことを特徴とする。

【００２０】 本発明はさらに、画像処理システムに適用され、該システムは、画像データの
処理および転送のために、 − 入力画像データを、種々のサブバンドへ変換するための手段と、 − 変換された画像データを逐次近似量子化を用いて符号化してビットストリー
ムを生成するための手段であって、前記逐次近似は符号化プロセス内に埋め込ま
れている手段と、 − ４分木ベース法を用いて有意性情報をビットストリームへ符号化し、符号お
よび詳細情報をビットストリームに含めるための手段と、 − ４分木ベース法を用いて有意性情報をビットストリームから復号し、符号お
よび詳細情報をビットストリームから取り出すための手段と、 − 復号されたデータの逆逐次近似量子化を提供するための手段と、 − 画像データを生成するために逆転換を実行するための手段と、を含むことを
特徴とする。

【００２１】 本発明の好ましい実施形態は、従属クレーム中に示してある。

【００２２】 本文中における「通信システム」という用語は、情報を転送するためのどのよ
うなシステムをも意味する。本文中における「移動離通信システム」という用語
は一般に、システムのサービスエリア内で移動局のユーザーが動いている時に、
移動局（ＭＳ）とシステムの固定部分との間の無線通信接続を可能にするどのよ
うな通信システムをも意味する。典型的な移動通信システムは、公衆陸上移動通
信網（ＰＬＭＮ）である。本特許の出願時点で使用されている移動通信システム
の大部分は、たとえばＧＳＭシステム（汎欧州デジタル移動電話）としてよく知
られている第２世代のシステムに属している。本発明は、次世代すなわち第３世
代の移動通信システムにも同様にうまく適用される。現在標準化作業中のＵＭＴ
Ｓ（ユニバーサル移動通信システム）として知られるシステムを１例としてあげ
る。しかしながら、通信が本発明にとって適切な用途ではあるけれども、本発明
が通信環境にどのようにも限定されるものではないことに留意すべきである。

【００２３】 以下では、本発明を添付図面を用いてさらに詳細に説明する。

【００２４】 図１は従来技術の説明においてすでに説明した。以下では、本発明を最初に図
２を参照して基本レベルで説明し、次に図２〜図４を参照してより詳細に説明す
る。最後に、本発明による通信装置を図５を参照して説明する。

【００２５】 図２は、本発明による画像処理のためのシステムの例示的な実施形態を示す。
画像データの変換のため、ブロック２０２、すなわち離散的ウェーブレット変換
が画像に適用される。ウェーブレット変換についての詳細は参考文献［６］に見
られる。次に、決定されたレベルＱ（W）への係数の量子化は、逐次近似量子化
法２０４を用いて実行される。符号化される符号の数を減少させるため、係数は
レベルにマッピングされる。量子化レベルは、図３に説明されるように、各量子
化段階でより細かくなる。前の量子化段階の結果を蓄積するため、メモリーブロ
ック２０８が用いられる。各量子化ラウンドの結果は、量子化レベルに関して係
数の有意性についてのバイナリ符号で情報を送ることによって、受け取り順に（
オンザフライ）で符号化される（２０６）。量子化レベルに関して係数の有意性
を表しているバイナリ符号の系列は、転送チャネル２１０へ渡される。チャネル
２１０から受信された信号Ｅは次に、受信器の復号器で復号される（２２０）。
信号はさらに逆量子化（２２２）され、さらに逆変換（２２４）されて、結果と
して画像データ

【００２６】

【外１】

【００２７】 を得る。メモリーブロック２２８は、前に受信されたデータを次の量子化段階の
画像データに加算するために用いられる。この方法により、符号化が開始した時
にオンザフライで復号が可能になること、すなわち、復号の開始前に、ビットス
トリーム全体が受信されるのを待つ必要がないということに留意すべきである。
このとことは、符号化手順が完了する前に復号を開始できることを意味している
。大きな画像が送信される場合に、この特徴は有利になる。符号器が符号化およ
び復号器へのビットの送信を開始すれば、復号器は待機することなしに復号を開
始することができる。言い換えると、符号器と復号器は実質的に平行して作動し
、従って、画像の符号化、伝送および復号に伴う遅延を減少させることになる。

【００２８】 図３は２レベルのウェーブレット変換を用いたウェーブレット領域への変換後
の画像データの表示を示すものである。各レベルは、高−高バンドＨＨ、低−高
バンドＬＨ、高−低バンドＨＬおよび低−低バンドＬＬを含んでいる。ＬＨバン
ドが水平エッジに関する情報を含んでいること、ＨＬバンドが垂直エッジの検出
に適していること、そしてＨＨバンドが対角線方向のほとんどの属性を含んでい
ることが知られている。ＬＬバンドは実質的に原画像のより粗いバージョンであ
る。これは分解の次のレベルへさらに渡される。本発明がこの分解方法に限定さ
れるものでなく、他の多くの分解スキームが代わりに用い得ることに留意すべき
である。

【００２９】 図３は、画像が変換領域において２レベルのウェーブレット分解においてどの
ように走査され得るかを示すものである。しかしながら、この方法は、典型的な
画像ブロックサイズまで、どのようなレベル数へも拡張できる。典型的な画像ブ
ロックサイズは、通常は１６×１６画素以上であるが、ブロックサイズはより小
さくてもよい。ウェーブレット領域において、係数はそれらの大きさの順に逐次
量子化される。これは符号化スキームに埋め込まれる。実際面では、このことは
、量子化レベルより高い係数が、量子化レベルより小さい係数の前に送られるこ
とを意味する。ある特定のビットレートで最高の画質を提供しようとする場合に
、または画質にプログレッシブ性を付与しようとする場合に、このことは非常に
重要である。なぜならば、ビットストリームがあるポイントで切り詰められても
、これによりそのポイントにおける最高の係数が受信器に送信されたこと、すな
わち他の係数よりも歪みを減少する最も重要な情報が最初に送信されたことが保
証される。従って、エラーが最小になる。利用可能なビット量に応じて、量子化
プロセスはより細かい量子化段階まで逐次実行される。最初の段階については、
ウェーブレット係数の非常に粗い量子化係数Ｑ₁が得られる。１つの量子化段階
は、変換係数ｗ_iの値が変換係数の最大絶対値Ｃ_maxの半分より高いか低いかを識
別するだけである。

【００３０】

【数１】

【００３１】 従って、この段階は、所定の量子化値に関して有意な係数を記録することに等
しい。もし係数が有意、例えば、量子化段階値以上であれば、その符号も決定お
よび転送され、さらに、その係数は量子化値との差の絶対値により置き換えられ
る。

【００３２】 復号器における対応する再構成ルールは以下の通りである。

【００３３】

【数２】

【００３４】 次に、量子化の第２段階が開始される。そこでは、上記の手順は、前の量子化
値の半分である量子化値Ｑ₂を用いて、すでに有意ではない係数に適用される。
このプロセスは、望むだけ／利用可能なビット数に適切なだけの量子化段階を用
いて繰り返すことができる。量子化レベルがより細かくされるにつれて、前に有
意としてマークされた係数を更新することが必要である。更新は、新しい量子化
段階サイズに関する係数についての情報を伝送することによってなされる。「１
」／「０」は、その係数が付加的段階サイズより大きい／小さいことを意味し、
従ってその値の量子化段階サイズの半分の増大／減少が実行されることを意味す
る。この手順は各量子化レベルについて繰り返される。これは、逐次近似量子化
を実現する好ましい方法である。

【００３５】 有意性情報は、前述の従来技術の手法と異なる４分木方式で転送される。すべ
てのレベルでのウェーブレット係数については、このアルゴリズムにおける最大
の４分区画はバンド自身である（ＬＬ、ＬＨ、ＨＬまたはＨＨ）。バンドは、４
分木法で、以下の２つの符号を用いて量子化レベルについて符号化される。 − 「１」は、このクワドラントが少なくとも１つの有意係数を有することを意
味する。 − 「０」は、このクワドラントが非有意であることを示す。 もしあるクワドラントが有意であれば、これはさらに４つのクワドラントに分割
され、各クワドラントは上述のように符号化される。このプロセスは、分割がも
はやできなくなるまで繰り返される。すなわち、１画素クワドラントに達する。
このように、クワドラントの画素に相関は全く課されず、ハフマン符号化を有意
性情報の符号化に用いることができ、この有意性情報は次に伝送チャネル２１０
に送り得る。この方法により、もし非有意なら、１つの符号によって、領域全体
またはバンドを符号化することができ、これゆえ、サブバンドスキッピングとい
う用語は、本発明の方法のこの特徴を説明するために用いられる。

【００３６】 図４ａ、図４ｂ、図４ｃ、図４ｄには、１例として、４つのレベルにおいて係
数７５を量子化するプロセスが示してある。図４ａは、１つの量子化値＝０を有
する量子化レベル０を示す。従って、係数７５は、値０に量子化される。図４ｂ
は、２つの量子化値、すなわち０と６０を有する量子化レベル１を示す。従って
、係数７５は６０に量子化される。図４ｃは、４つの量子化値、すなわち０、３
０、５０、７０を有する量子化レベル２を示す。従って、係数７５は、今度は７
０に量子化される。最後に、図４ｄは、８つの量子化値、すなわち０、１５、２
５、３５、４５、５５、６５、７５を有する量子化レベル３を示す。従って、係
数７５は値７５に量子化される。

【００３７】 図５には、移動局５００のような、本発明による通信装置のブロック図が示し
てある。図５には、セルラー通信システムとの接続も示してある。通信装置は、
基地局から無線周波数信号を受信するためのアンテナ５０１を有している。受信
されたＲＦ信号は、スイッチ５０２によってＲＦ受信器５１１に導かれ、そこで
ＲＦ信号は増幅され、デジタル信号に変換される。その後、信号はブロック５１
２において検出されて復調される。復調器のタイプは、通信システムの無線イン
タフェースに依存する。ＱＡＭ復調器またはＲＡＫＥ結合器が含まれ得る。解読
およびデインターリーブはブロック５１３において実行される。この後、信号は
信号タイプ（通話／画像／データ）に従って処理される。もし受信データが画像
データであれば、信号処理ブロックは、図２のブロック２２０〜２２８で説明し
た機能を実行する。受信され再構成された画像データYはディスプレイ装置上に
示すことができ、あるいはその画像はビデオモニタなどの別個の装置と連結し得
る。画像データはメモリー５０４中に蓄積することもできる。メモリー５０４に
蓄積されたプログラムに従って制御装置５０３が受信器ブロックを制御する。

【００３８】 データ伝送においては、信号のタイプに応じて制御装置５０３が信号処理ブロ
ック５３３を制御する。もし入力信号が画像データであれば、図２のブロック２
０２〜２０８のように、本発明の方法により、信号処理ブロック５３３がそのデ
ータを処理する。ブロック５２１は、その信号について、暗号化およびインター
リーブさらに実行する。バーストは、ブロック５２２において、符号化されたデ
ータから形成される。バーストは、ブロック５２３においてさらに変調および増
幅される。ＲＦ信号は、伝送するために、スイッチ５０２を介してアンテナ５０
１へ導かれる。処理および伝送ブロックも、制御装置５０３により制御される。

【００３９】 図５はさらに、画像データビットストリームの転送において用いられるセルラ
ー通信システムの部分を示している。ＲＦ信号の伝送および受信は、基地局５５
１とアンテナ５５０によりなされる。基地局は、無線ネットワークコントローラ
５５２および移動通信用交換機（ｍｓｃ）５５３へのデータ転送接続を有してい
る。ＭＳＣは、他の無線ネットワークコントローラ、位置情報レジスタ（ＨＬＲ
）５５４および公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）にも接続されている。

【００４０】 通信装置における情報処理は、マイクロプロセッサの形の信号処理装置および
メモリー回路の形の記憶装置において行われる。そのような配置は、それ自体で
、移動局および固定ネットワーク要素の技術から公知である。公知の通信装置を
本発明による通信装置に変えるためには、信号処理装置に指示して上記操作を実
行するための機械可読指示のセットをメモリー手段中に格納する必要がある。メ
モリー手段中でのそのような指示の構成および格納には、本特許出願の教示する
ものと組み合わせた場合、当業者の能力内にある公知技術を必要とする。

【００４１】 上で述べたように、本発明には、本発明を移動通信用途に理想的なものにする
いくつかの有利な特徴がある。すなわち、 − 大半の符号化が単に比較のみを必要とするので、従来技術の方法に比べて算
術計算の必要量が少ないこと、 − 分類またはレート割り当てが全く不要なこと、 − 記憶容量の要求が低いこと、 − 引用文献［５］に記載されるような同様の計算の複雑性を有する従来技術の
解決策に対して、出力信号雑音比（ＰＳＮＲ）が０．１〜０．５ｄＢ改善される
ことである。

【００４２】 上記では、本発明による解決策の１実施形態を説明した。本発明による原理は
、例えば実装の細部および使用範囲を変えることにより、特許請求の範囲により
定義される範囲内で、修正し得ることは当然である。

【００４３】 ［引用文献］ ［１］ISO/IEC JTC１ SC29/WG1 N610 ［２］ISO/IEC JTC１ SC29/WG1 N632 ［３］ISO/IEC JTC１ SC29/WG1 N665 ［４］ISO/IEC JTC１ SC29/WG1 N638 ［５］SPIE Vol. 3021,"A region of Interest (ROI) Based Wavelet Compressi
on Scheme for Medical Images：「医用画像のための関心領域（ＲＯＩ）をベー
スにしたウェーブレット圧縮スキーム」", Shin et al., Department of Comput
er Science, Texas A&M University ［６］Wavelets and Signal Processing （ウェーブレットおよび信号処理）, O
livier Rioul and Martin Vetterli, IEEE Signal Processing Magazine, Octob
er 1991, pp. 14-36

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の公知の画像転送システムを例示する。

【図２】 本発明による画像処理のためのシステムを例示する。

【図３】 画像データのウェーブレット復元を例示する。

【図４ａ】 量子化レベル０、１、２、３それぞれにおける係数の量子化を例示する。

【図４ｂ】 量子化レベル０、１、２、３それぞれにおける係数の量子化を例示する。

【図４ｃ】 量子化レベル０、１、２、３それぞれにおける係数の量子化を例示する。

【図４ｄ】 量子化レベル０、１、２、３それぞれにおける係数の量子化を例示する。

【図５】 通信装置および該装置の通信システムへの接続を例示する。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１２月２１日（２００１．１２．２１）

【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

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── 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)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ライネマ、ヤニ フィンランド共和国、フィン−33100 タ ンペレ、ユラタロンカツ ２ イー 73 Ｆターム(参考） 5B057 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB18 CG05 CG07 5C059 MA00 MA24 MC11 PP01 PP16 RA04 RC31 SS08 SS10 UA02 UA06 5C078 AA09 BA53 CA22 CA27 DA01 DB07 EA00 5J064 AA01 AA02 BA16 BC01 BC11 BC16 BC21 BD02

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを処理するための方法であって、 ａ）入力画像データをサブバンドへ変換する段階（２０２）と、 ｂ）ビットストリームを生成するために、逐次近似量子化を用いて、前記変換さ
   れた画像データを符号化する段階であって、前記逐次近似は符号化プロセスに埋
   め込まれている段階（２０４、２０８）と、 ｃ）前記ビットストリームを有意性情報と共に、４分木をベースとした方法を用
   いて符号化し、かつ符号および詳細情報を前記ビットストリームに含める段階（
   ２０６）と、を含む方法。
2. 【請求項２】 段階ａ）はウェーブレット変換を用いて実行されることを特
   徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 段階ｃ）は、前記有意性情報を実質的に２つの符号で符号化
   する段階を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 単独の、前もって決定された符号を転送することにより、サ
   ブバンドをスキップする段階を含むことを特徴とする、請求項１、２、３のいず
   れか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記符号化ビットストリームを伝送チャネル（２１０）中を
   伝送することを含むことを特徴とする、請求項１、２、３、４のいずれか１項に
   記載の方法。
6. 【請求項６】 ビットストリームを処理して画像データにする方法であって
   、前記ビットストリームが、有意性、符号および詳細情報を含む方法において、
   − ４分木をベースとした方法により前記ビットストリームから有意性情報を復
   号し、前記ビットストリームから符号および詳細情報を取り出す段階（２２０）
   と、 − 前記復号されたデータの逆逐次近似量子化を実行する段階（２２２、２２８
   ）と、 − 前記復号および逆量子化されたビットストリームから画像データを生成する
   ために逆変換を行う段階（２２４）とを含むことを特徴とする方法。
7. 【請求項７】 前記有意性情報は、実質的に２つの符号から復号されること
   を特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 前もって決定された単独の符号が、スキップされたサブバン
   ドとして解釈されることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記符号化ビットストリームが伝送チャネル（２１０）から
   受信されることを特徴とする、請求項６、７、８のいずれか１項に記載の方法、
10. 【請求項１０】 画像データを処理するためのシステムであって、 ａ）入力画像データを種々のサブバンドへ変換する手段（２０２）と、 ｂ）ビットストリームを生成するために、逐次近似量子化を用いて、前記変換さ
    れた画像データを符号化する手段であって、前記逐次近似は符号化プロセスに埋
    め込まれている手段（２０４、２０８）と、 ｃ）有意性情報を前記ビットストリーム中に４分木をベースとした方法を用いて
    符号化し、かつ符号および詳細情報を前記ビットストリームに含める手段（２０
    ６）と、を含むシステム。
11. 【請求項１１】 有意性情報を、４分木をベースとした方法を用いてビット
    ストリームに符号化するための前記手段（２０６）は、有意性情報を実質的に２
    つの符号で符号化するための手段を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の
    システム。
12. 【請求項１２】 単独の前もって決定された符号によって、スキップされた
    サブバンドを符号化するための手段を含むことを特徴とする、請求項１０または
    １１に記載のシステム。
13. 【請求項１３】 データ転送チャネル内を伝送されるべき画像情報を処理す
    るための通信装置（５００）の一部であり、該通信装置は、前記符号化ビットス
    トリームを前記データ転送チャネルに伝送するための方法（５２１、５２２、５
    ２３、５０２、５０１）をさらに含むことを特徴とする、請求項１０〜１２のい
    ずれか１項に記載のシステム。
14. 【請求項１４】 ビットストリームを処理して画像データにするためのシス
    テムであって、前記ビットストリームは、有意性情報、符号および詳細情報を含
    むシステムにおいて、 − ４分木をベースとした方法により前記ビットストリームから有意性情報を復
    号し、前記ビットストリームから符号および詳細情報を取り出すための手段（２
    ２０）と、 − 前記復号されたデータの逆逐次近似量子化を提供するための手段（２２２、
    ２２８）と、 − 前記復号および逆量子化されたビットストリームから画像データを生成する
    ために逆変換を行うための手段（２２４）と、を含むことを特徴とする方法。
15. 【請求項１５】 前記有意性情報を、４分木をベースとした方法を用いて前
    記ビットストリームから復号するための前記手段（２２０）は、前記有意性情報
    を実質的に２つの符号から復号するための手段を含むことを特徴とする、請求項
    １４に記載のシステム。
16. 【請求項１６】 前もって決定された単独の符号を、スキップされたサブバ
    ンドとして解釈するための手段を含むことを特徴とする、請求項１４または１５
    に記載のシステム。
17. 【請求項１７】 データ転送チャネルから受信された画像情報を処理するた
    めの通信装置（５００）の一部であり、該通信装置は、前記符号化ビットストリ
    ームを前記データ転送チャネルから受信するための手段（５０１、５０２、５１
    １、５１２、５１３）をさらに含むことを特徴とする、請求項１４、１５、１６
    のいずれか１項に記載のシステム。
18. 【請求項１８】 画像処理システムであって、画像データの処理および転送
    のため、 − 入力画像データを種々のサブバンドへ変換するための手段（２０２）と、 − ビットストリームを生成するために、逐次近似量子化を用いて、前記変換さ
    れた画像データを符号化するための手段であって、前記逐次近似は符号化プロセ
    スに埋め込まれる、手段（２０４、２０８）と、 − 有意性情報を、４分木をベースとした方法を用いて前記ビットストリームへ
    符号化し、かつ符号および詳細情報を前記ビットストリームに含めるための手段
    （２０６）と、 − 前記有意性情報を、４分木をベースとした方法を用いて前記ビットストリー
    ムから復号し、かつ前記符号および前記詳細情報を前記ビットストリームから取
    り出すための手段（２２０）と、 − 前記復号データの逆逐次近似量子化を提供するための手段（２２２、２２８
    ）と、 − 画像データを生成するために、逆変換を提供するための手段（２２４）と、
    を含むことを特徴とするシステム。
19. 【請求項１９】 ４分木をベースとする方法によって前記有意性情報を前記
    ビットストリームへ符号化するための手段（２０６）は、前記有意性情報を実質
    的に２つの符号で符号化するための手段を含むことを特徴とする、請求項１８に
    記載の画像情報処理システム。
20. 【請求項２０】 通信システムの一部であり、かつ前記符号化ビットストリ
    ームを伝送チャネル中を転送するための手段（５０１〜５３３）を含むことを特
    徴とする、請求項１８または１９に記載の画像情報処理システム。