JP2008011511A - ウェーブレットを使用したビデオ圧縮方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】好ましくはビデオデータを代表するデータ要素は、論理的にブロックに分割される。ビット毎に、各ブロックはそのブロックのデータ要素が高緻密化形式で表わされる。あるブロックがこの方法で表現できないなら、それはより小さな寸法をもったブロックに副分割される。適切なブロックの識別と副分割は、最小のブロック寸法に達するまで再帰的に繰り返される。同じ結果が、減少したデータ要素のテーブルを繰り返し形成することによって構築された複数の昇順テーブル206を使用することで達成できる。複数の昇順テーブルは横断され、減少したデータ要素に基づいて、データのブロックが高緻密化形式になりやすいことを確認する。ウェーブレット変換204は圧縮されるビデオデータを提供するために好ましく使用される。
【選択図】図2
Description
一般に、本発明は、埋込み型ストリームとして圧縮したビデオデータを提供するために計算上単純な技術を提供する。これは、高度に画像を圧縮するために論理上縮小されるかもしれないデータのブロックを階層的に認識することにより達成される。本発明の1つの実施の形態では、データ要素が、ブロックに論理上分割される。ビット毎方式では、各ブロックは、そのブロックのデータ要素が高度な圧縮形式で表わされるかどうか判断するために検査される。そうであれば、その後、与えられたビット位置での全ブロックのシングルビット代表が出力される。与えられたブロックがこの方法で表わされないかもしれない場合、それはより小さな寸法を持つブロックに細分される。必要なときに、適切なブロックおよび再分割を識別するこの過程は、必要な最小のブロック寸法に到達するまで再帰的に繰り返される。
図1−12を参照し、より詳細に本発明を説明する。
1)“0”ビット値にあったとき、“0”を出力し、次のデータ要素へ進む;
2)“1”にあったとき、“1”を出力し、そのデータ要素に関連するタグビットをチェックする。そのデータ要素に対するタグビットがセットされたら、そのとき、そのデータ要素に対するサインビットは既に出力され、また、処理は次のデータ要素で継続することができる。タグビットがセットされない場合は、そのデータ要素のサインビットを出力して、タグビットをセットして、次の要素に進む(この処理は、タグビットが最初に取り除かれると仮定する。タグビットの極性は、同じ機能を達成するために、容易に反転させられ、その場合、タグビットは最初にセットされる。)。
1)“0”ビット値に遭遇したら、“0”を格納し、次のデータ要素に行く;
2)“1”に遭遇したら、“1”を格納し、そのデータ要素に関連したタグビットをチェックする。そのデータ要素に対するタグビットがセットされる場合、そのデータ要素に対する符号ビットは既に格納され、処理は次のデータ要素で継続することができる。タグビットがセットされない場合は、そのデータ要素に対して符号ビットとして次の受信ビットを保管して、タグビットをセットして、次の元素に行く(この処理は、タグビットが最初にクリアされると仮定する。タグビットの極性は、タグビットが最初にセットされるところの、ちょうど同じ機能を達成するために同じように容易に逆にされ得る。)。
111では、現在のフレームに対するビット限界が到達され、また、そうでなければ、追加のデータ要素の処理は、もしあれば、ステップ1106で継続するかどうか決定される。
1)“0”ビット値に遭遇した場合、“0”を出力し、次のデータ要素に進む;
2)“1”に遭遇した場合、“1”を出力し、そのデータ要素に関連したタグビットをチェックする。そのデータ要素に対するタグビットがセットされる場合、そのデータ要素に対する符号ビットは既に出力されて、処理は次のデータ要素で継続することができる。タグビットがセットされない場合は、そのデータ要素に対する符号ビットを出力し、タグビットをセットし、次の元素に進む。(この処理は、タグビットが最初にクリアされると仮定する。タグビットの極性は、同じ機能を達成するために容易に逆にされ、その場合には、タグビットは最初にセットされることになる。)一旦レベル0のデータ要素がこの方法で処理されたならば、現在のフレームに対するビット限界が超過されていないことを保証するために、ステップ1114でチェックがなされる。そうでなければ、再帰指標、j、はステップ1115で増加され、それにより、そのレベルで、もしあれば、追加の要素を処理するために次の最高レベル(レベル1)に処理を返す。
”に対する符号ビットに従って“1”が出力され、そして対応するタグビットがセットされる。最後に、“ADD”データ要素は“0”であり、したがって、“0”が出力される。これは、“A”データ要素とその子孫のすべてに対する処理を終了する。符号ビットがシンボル“s”によって表わされる場合、“A”データ要素とその子孫の横断に起因する出力は、次のビットストリームを招く:1、1、0、1、s、1、s、0、0、0、1、1、s、0、1、s、0。“B”データ要素とその子孫の横断は、次のビットストリームを招く:1、1、1、s、0、0、0、0、0、1、0、1、s、0、0。“C”データ要素とその子孫の横断は、次のビットストリームを招く:1、0、1、1、s、0、0、0、0、1、1、s、0、1、s、0。最後に、“D”データ要素とその子孫の横断は、次のビットストリームを招く:1、1、0、0、1、s、0、0、1、1、s、0、1、s、0、0。
1)“0”ビット値に遭遇した場合、“0”を格納し、次のデータ要素に移る;
2)“1”に遭遇した場合、“1”を格納し、そのデータ要素に関連したタグビットをチェックする。そのデータ要素のためのタグビットが設定されている場合、そのデータ要素のためのサインビットは既に格納され、処理は次のデータ要素に継続することができる。タグビットが設定されていない場合は、そのデータ要素のサインビットとして次の受信ビットを格納し、タグビットを設定し、次の要素に移る(この処理は、タグビットが最初に取り除かれると仮定する。タグビットの極性は同じ機能を達成するために容易に逆にすることができる。その場合には、タグビットが最初に設定される。)。
Claims (39)
- 圧縮用ビデオデータを処理する方法であって、
(A) 各データ要素が所定のビット数によって表わされる入力データとして、
ビデオデータを提供するステップと、
(B) 前記所定のビット数の複数のビット位置代表の少なくとも1つのビット位置に対して、
(i) 前記入力データより小さなブロック寸法を持つ複数のデータ・ブロックを提供するために前記入力データのデータ要素をグループ化するステップと、
(ii) 前記データ・ブロックの全データ要素が前記ビット位置に第1のビット値を含むとき、前記ビット位置の前記データ・ブロックの全データ要素の代表として前記第1のビット値を出力するステップと、
(iii)前記データ・ブロックのいずれかのデータ要素が前記ビット位置に第2のビット値を含むとき、前記第2のビット値を出力し、最小のブロック寸法に達するまでステップ(i)から(iii)に従って、前記複数のデータ・ブロックの各データ・ブロックを前記入力データとして再帰的に扱うステップ
とを含むことを特徴とする方法。 - ステップ(B)が、
(iv) 前記最小のブロック寸法に達したとき、前記複数のデータ・ブロックの各データ・ブロックに対して、前記ビット位置の前記データ・ブロックの各データ要素を代表するのデータ・ビットを出力するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の方法。 - ステップ(B)の(iv)が、
(a) 前記データ要素を代表するデータ・ビットが前記第2のビット値を含み、前記データ要素に対応するタグビットが設定されていないとき、前記データ・ブロックの各データ要素に対して、前記データ要素に対応するサインビットを出力するステップと、
(b) 前記データ要素に対応する前記タグビットを設定するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項2記載の方法。 - (C) ビデオデータで最大の大きさを持つ最大のデータ要素を識別するステップと、
(D) ログビット位置を識別するために、前記第2のビット値として設定する前記最大のデータ要素の最も重要なビットを決定するステップと、
(E) 前記ログビット位置を代表するデータを出力するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 前記複数のビット位置を、前記ログビット位置から最も重要でないビット位置まで順番に処理することを特徴とする請求項4記載の方法。
- 最小ブロック寸法が2×2に対応することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記ビデオデータが、輝度データ、色度赤データ、および色度青データのうちの任意の1つのウェーブレット変換に起因するウェーブレット係数を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記データ要素が符号付き大きさフォーマットで表わされることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記第1のビット値が2進数の0で、前記第2のビット値が2進数の1であることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 伸長されたビデオデータを生成するための伸長のためにデータを処理する方法で、
(A) 各データ要素が所定のビット数によって表わされるデータ格納エリアを、出力格納エリアとして提供するステップと、
(B) 提供される受信ビットへ圧縮したビデオデータを受け取るステップと、
(C) 前記所定のビット数の複数のビット位置を代表する少なくとも1つのビット位置に対して、
(i) 前記出力格納エリアより小さなブロック寸法をもつ複数のデータ・ブロックを提供するために、前記出力格納エリアのデータ要素をグループ化するステップと、
(ii) 前記複数のデータ・ブロックのデータ・ブロックに対応する受信ビットの1つが第1のビット値を含むとき、前記ビット位置で前記データ・ブロックの各データ要素に前記第1のビット値を格納するステップと、
(iii) 前記複数のデータ・ブロックのデータ・ブロックに対応する受信ビットの1つが第2のビット値を含むとき、最小のブロック寸法に達するまでステップ(i)から(iii)に従って、前記データ・ブロックを前記出力格納エリアとして再帰的に扱うステップ
とを含むことを特徴とする方法。 - ステップ(C)が、
(iv) 前記複数のデータ・ブロックの1つのデータ・ブロックが最小のブロック寸法をもつとき、前記データ・ブロックの各要素において、前記ビット位置に受信ビットのうちの対応する1つを格納するステップをさらに含むことを特徴とする請求項10記載の方法。 - ステップ(C)の(iv)が、
(a) データ・ブロックの各データ要素に対して、前記受信したビットのうちの前記対応する1つが前記第2のビット値を含み、前記データ要素に対応するタグビットが設定されていないとき、前記データ要素に対応するサインビットとして前記受信ビットに続いて受信する1つを設定するステップと、
(b) 前記データ要素に対応するタグビットを設定するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項11記載の方法。 - 前記受信したビットが、前記第2のビット値に設定されるべき前記データ格納エリアの前記データ要素の最も重要なビットを示すログビット位置を代表するデータを含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
- 前記複数のビット位置を、前記ログビット位置から最も重要でないビット位置まで順番に処理することを特徴とする請求項13記載の方法。
- 最小ブロック寸法が2×2に対応することを特徴とする請求項10記載の方法。
- 前記ビデオデータが、輝度データ、色度赤データ、および色度青データのうちの任意の1つのウェーブレット変換に起因するウェーブレット係数を含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
- 前記データ要素が符号付き大きさフォーマットで表わされることを特徴とする請求項10記載の方法。
- 前記第1のビット値が2進数の0で、前記第2のビット値が2進数の1であることを特徴とする請求項10記載の方法。
- ウェーブレット係数を提供するために離散ウェーブレット変換によってビデオデータを処理する、圧縮のためのビデオデータ処理方法で、
(A) 所定のビット数と複数の昇順テーブルの部分を形成するレベル0のテーブルによって表わされる前記各ウェーブレット係数を、前記レベル0のテーブル中のデータ要素として格納するステップと、
(B) J=1からKの間、前記複数の昇順テーブルの他のテーブルを構築する、
(i) 複数のデータ要素ブロックを提供するためにレベル(J−1)テーブルからの前記データ要素をグループ化するステップと、
(ii) 前記データ要素ブロックの前記データ要素が減少されたデータ要素の子であるように、前記複数のデータ要素ブロックの各データ要素ブロックに対して、前記データ要素ブロックを形成している前記データ要素のビット毎の論理的なORをとることによって、前記減少されたデータ要素を形成するステップと、
(iii) 前記複数の昇順テーブルのレベル(J)テーブルに前記減少されたデータ要素を格納するステップ
とを含むことを特徴とする方法。 - 前記複数のデータ要素ブロックの各データ要素ブロックが、2×2ブロックを含むことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記ビデオデータが、輝度データ、色度赤データおよび色度青データの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記ウェーブレット係数が、符号付き大きさフォーマットで表わされることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記ウェーブレット係数が、タグビットを含むことを特徴とする請求項19記載の方法。
- (C) 前記レベル0のテーブルで最大の大きさを持っている最大ウェーブレット係数を識別するステップと、
(D) ログビット位置を識別するため、2進数の1に設定される前記最大ウェーブレット係数の最も重要なビットを決定するステップと、
(E) 前記ログビット位置を代表するデータを出力するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項19記載の方法。 - (F) 各降順木検索が前記ログビット位置と最も重要でないビット位置の間に包括される複数のビット位置の1つのビット位置に特有に対応し、前記複数の昇順テーブルについて、少なくとも1つの前記降順木検索を実施するステップをさらに含むことを特徴とする請求項24記載の方法。
- 前記各降順木検索が、
(i) 前記複数の昇順テーブルを横断し、前記ビット位置で前記複数の昇順テーブルの各データ要素の2進値を識別し、圧縮したデータを出力するために、
(a) 2進数の0が前記レベル0のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、前記ビット位置で前記データ要素の代表として2進数の0を出力するステップと、
(b) 2進数の1が前記レベル0のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、前記ビット位置で前記データ要素の代表として2進数の1を出力するステップと、
(c) 2進数の0がJ=1からKの間の前記レベル(J)のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、前記ビット位置で前記データ要素の全子孫の代表として2進数の0を出力し、その後前記ビット位置で前記データ要素の全子孫を識別するステップをスキップするステップと、
(d) 2進数の1がJ=1からKの間の前記レベル(J)のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、2進数の1を出力し、ステップ(a)から(d)に従って、前記データ要素の前記子を再帰的に処理するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項25記載の方法。 - ステップ(i)の(b)が、
(l) 前記データ要素に対応するタグビットが設定されていないとき、前記データ要素に対応するサインビットを出力するステップと、
(2) 前記データ要素に対応する前記タグビットを設定するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項26記載の方法。 - 前記ビット位置が最初は前記ログビット位置であり、個々の連続降順木検索によって降下することを特徴とする請求項25記載の方法。
- (G) 複数のデコードされた昇順テーブルの各データ要素が所定のビット数によって表される、J=0からKの間のデコードされたレベル(J)のテーブルからなる前記複数のデコードされた昇順テーブルを提供するステップと、
(H) 前記圧縮したデータと前記ログビット位置を代表するデータを受け取るステップと、
(I) 各降順木デコードが、前記ログビット位置と最も重要でないビット位置の間に包括する複数のビット位置のデコードされたビット位置に特有に対応し、前記圧縮データに基づいた少なくとも1つの前記降順木デコードの実行により、前記複数のデコードされた昇順テーブルを生成するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項27記載の方法。 - 前記各降順木デコードが、
(J) 前記複数のデコードされた昇順テーブルを横断し、前記複数のデコードされた昇順テーブルの各データ要素の前記デコードされたビット位置で、前記圧縮したデータの2進値を格納するために、
(i) 2進数の0が、前記圧縮したデータと生成される前記レベル0のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記デコードされたビット位置でデータ要素中に2進数の0を格納するステップと、
(ii) 2進数の1が、前記圧縮したデータと生成される前記レベル0のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記デコードされたビット位置でデータ要素中に2進数の1を格納するステップと、
(iii) 2進数の0が、前記圧縮したデータと生成されるJ=1からKの間の前記デコードされたレベル(J)のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記データ要素のデコードされたレベル0のテーブルの全子孫に、前記デコードされたビット位置で、2進数の0を格納して、その後前記データ要素の前記全子孫に対して、前記デコードされたビット位置で格納するステップをスキップするステップと、
(iv) 2進数の1が、前記圧縮したデータと生成されるJ=1からKの間の前記デコードされたレベル(J)のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記データ要素に、前記デコードされたビット位置で、2進数の1を格納して、ステップ(i)から(iv)に従って前記データ要素の前記子を再帰的に処理するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項29記載の方法。 - 各データ要素が複数のビット位置を占める複数のデータ要素を含むデータを圧縮する方法において、
前記複数のビット位置から1つのビット位置を選ぶステップと、
前記ビット位置で、前記データの部分を構成する前記データ要素を検査するステップと、
前記データの前記部分を構成する前記データ要素の各々が前記ビット位置で第1のビット値を含む場合に、前記ビット位置で前記データの前記部分を構成する前記データ要素を代表する少なくとも1ビットを出力するステップ
とを含むことを特徴とする方法。 - 前記データの前記部分を構成する前記データ要素のうちのいずれかが前記ビット位置で第2のビット値を含む場合に、再帰指標を出力するステップと、
前記データの前記部分を構成する前記データ要素のうちのいずれかが前記ビット位置で前記第2のビット値を含む場合に、前記データの前記部分の少なくとも1つの細分化部に関して、前記検査するステップと両方の前記出力するステップを再帰的に繰り返すステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項31記載の方法。 - 前記再帰的に繰り返すステップが、前記データの前記部分の前記細分化部が最小寸法になるまで再帰的に繰り返すことを含み、
前記データの前記部分の前記細分化部が最小寸法になる場合、前記ビット位置で前記データの前記部分の前記細分化部の前記各データ要素について、データ・ビットを出力するステップをさらに含むことを特徴とする請求項31記載の方法。 - 前記ビット位置で前記データの前記部分の前記細分化部の前記各データ要素について、前記データ・ビットを出力するステップが、
前記データ要素を代表する前記データ・ビットが前記第2のビット値を含み、前記データ要素に対応するタグビットが設定されていない場合、前記データの前記部分の前記細分化部の前記各データ要素について、前記データ要素に対応するサインビットを出力するステップと、
前記データ要素に対応する前記タグビットを設定するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項33記載の方法。 - 前記ビット位置を選ぶステップが、
前記複数のデータ要素から最大の大きさを持つ最大のデータ要素を識別するステップと、
ログビット位置を識別するために、前記第2のビット値として設定する前記最大のデータ要素の最も重要なビットを決定するステップと、
前記ログビット位置に相当する前記ビット位置を設定するステップと、
前記ログビット位置を代表するデータを出力するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項31記載の方法。 - 最も重要なビット位置から最も重要でないビット位置まで順番に、前記複数のビット位置から別のビット位置を選び、
前記別のビット位置に関して前記以前のステップを繰り返す
ことをさらに含むことを特徴とする請求項34記載の方法。 - 前記データが、輝度データ、色度赤データ、および色度青データのうちの任意の1つのウェーブレット変換に起因するウェーブレット係数を含むことを特徴とする請求項31記載の方法。
- 前記データ要素が符号付き大きさフォーマットで表わされることを特徴とする請求項31記載の方法。
- 前記第1のビット値が2進数の0で、前記第2のビット値が2進数の1であることを特徴とする請求項32記載の方法。
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