JP3339054B2 - データ符号化方法及び装置、データ復号方法及び装置、並びに記録媒体 - Google Patents
データ符号化方法及び装置、データ復号方法及び装置、並びに記録媒体Info
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ウエーブレット変換／逆ウエーブレット変
換を用いてディジタルデータの処理を行うデータ処理装
置、特に音声や画像などのデータ圧縮を目的とした符号
化または、ウエーブレット符号化の復号を行う音響映像
機器、通信機器やデータベース装置などに適用できるデ
ータ符号化方法及び装置、データ復号方法及び装置並び
に記録媒体に関する。
換を用いてディジタルデータの処理を行うデータ処理装
置、特に音声や画像などのデータ圧縮を目的とした符号
化または、ウエーブレット符号化の復号を行う音響映像
機器、通信機器やデータベース装置などに適用できるデ
ータ符号化方法及び装置、データ復号方法及び装置並び
に記録媒体に関する。
背景技術 図21に、ウエーブレット変換による帯域分割、及び、
逆ウエーブレット変換による合成のための基本構成を示
す。ここでは入力を１次元信号ｘ［ｉ］とする 図21に示した、ウエーブレット変換器２では、入力端
子１に入力された１次元信号ｘ［ｉ］を複数の周波数帯
域（サブバンド）の信号に分割する。逆ウエーブレット
変換器４では、サブバンドに分割されている各信号xa'
［ｊ］、xb'［ｊ］、xc'［ｊ］、・・・を合成し、入力
信号ｘ［ｊ］の復元を行う。また、信号処理器３では周
波数帯域にそれぞれ分割されたデータに対して所定の処
理が行われる。例えば、この信号処理器３で符号化処理
を行う場合には、量子化処理や可変長符号化処理、伝送
処理、可変長復号処理、逆量子化処理などが行われる。
逆ウエーブレット変換による合成のための基本構成を示
す。ここでは入力を１次元信号ｘ［ｉ］とする 図21に示した、ウエーブレット変換器２では、入力端
子１に入力された１次元信号ｘ［ｉ］を複数の周波数帯
域（サブバンド）の信号に分割する。逆ウエーブレット
変換器４では、サブバンドに分割されている各信号xa'
［ｊ］、xb'［ｊ］、xc'［ｊ］、・・・を合成し、入力
信号ｘ［ｊ］の復元を行う。また、信号処理器３では周
波数帯域にそれぞれ分割されたデータに対して所定の処
理が行われる。例えば、この信号処理器３で符号化処理
を行う場合には、量子化処理や可変長符号化処理、伝送
処理、可変長復号処理、逆量子化処理などが行われる。
すなわち、ウエーブレット変換器２において、入力端
子１に入力された１次元信号ｘ［ｉ］が供給される各解
析フィルタ11,12,13,・・・は、１次元信号ｘ［ｉ］を
複数の周波数帯域に分割する。これら解析フィルタ11,1
2,13,・・・にそれぞれ解析処理されて得られた各周波
数帯域のデータ列xa［ｉ］,xb［ｉ］,xc［ｉ］，・・・
は、それぞれ対応するダウンサンプル器21,22,23,・・
・に送られる。これらダウンサンプル器21,22,23,・・
・では、各周波数帯域のデータ列xa［ｉ］,xb［ｉ］,xc
［ｉ］，・・・に対し、それぞれに与えられたサンプリ
ング間隔Dt（ｔ＝1,2,3,・・・）に対応するデータを保
存して他のデータを間引くダウンサンプリング処理を行
う。これらダウンサンプル器21,22,23,・・・でダウン
サンプリング処理された各周波数帯域のデータ列xa'
［ｉ］,xb'［ｉ］,xc'［ｉ］，・・・が信号処理器３に
送られ、所定の信号処理が施される。
子１に入力された１次元信号ｘ［ｉ］が供給される各解
析フィルタ11,12,13,・・・は、１次元信号ｘ［ｉ］を
複数の周波数帯域に分割する。これら解析フィルタ11,1
2,13,・・・にそれぞれ解析処理されて得られた各周波
数帯域のデータ列xa［ｉ］,xb［ｉ］,xc［ｉ］，・・・
は、それぞれ対応するダウンサンプル器21,22,23,・・
・に送られる。これらダウンサンプル器21,22,23,・・
・では、各周波数帯域のデータ列xa［ｉ］,xb［ｉ］,xc
［ｉ］，・・・に対し、それぞれに与えられたサンプリ
ング間隔Dt（ｔ＝1,2,3,・・・）に対応するデータを保
存して他のデータを間引くダウンサンプリング処理を行
う。これらダウンサンプル器21,22,23,・・・でダウン
サンプリング処理された各周波数帯域のデータ列xa'
［ｉ］,xb'［ｉ］,xc'［ｉ］，・・・が信号処理器３に
送られ、所定の信号処理が施される。
信号処理器３にて所定の信号処理が施された各周波数
帯域のデータ列は、逆ウエーブレット変換器４に送られ
る。逆ウェーブレット変換器４において、入力された各
周波数帯域のデータ列が各周波数帯域に対応したアップ
サンプル器41,42,43,・・・に送られる。これらアップ
サンプル器41,42,43,・・・は、それぞれ供給された周
波数帯域のデータ列に対して、時間的に隣接する２つの
データの間に適当な数だけゼロを挿入する。ここで挿入
するゼロの数は、これらアップサンプル器41,42,43,・
・・に対応するダウンサンプル器21,22,23,・・・にて
間引かれたデータのサンプル数（Dt−１）と等しい。こ
れにより、各周波数帯域のデータ列xa［ｉ］,xb［ｉ］,
xc［ｉ］，・・・が略々復元される。これらアップサン
プリング処理により得られた各周波数帯域のデータ列xa
［ｉ］,xb［ｉ］,xc［ｉ］，・・・は、それぞれ対応し
て設けられた合成フィルタ51,52,53,・・・に送られ
る。これら合成フィルタ51,52,53,・・・は、それぞれ
供給されたデータ列xa［ｉ］,xb［ｉ］,xc［ｉ］，・・
・に対して補間処理を行う。その後、合成フィルタ51,5
2,53,・・・の出力データは加算器６に供給され、加算
器６はこれらの出力データを合成することにより、合成
出力信号X"［ｉ］として１次元信号ｘ［ｉ］を復元し
て、出力端子５に出力する。
帯域のデータ列は、逆ウエーブレット変換器４に送られ
る。逆ウェーブレット変換器４において、入力された各
周波数帯域のデータ列が各周波数帯域に対応したアップ
サンプル器41,42,43,・・・に送られる。これらアップ
サンプル器41,42,43,・・・は、それぞれ供給された周
波数帯域のデータ列に対して、時間的に隣接する２つの
データの間に適当な数だけゼロを挿入する。ここで挿入
するゼロの数は、これらアップサンプル器41,42,43,・
・・に対応するダウンサンプル器21,22,23,・・・にて
間引かれたデータのサンプル数（Dt−１）と等しい。こ
れにより、各周波数帯域のデータ列xa［ｉ］,xb［ｉ］,
xc［ｉ］，・・・が略々復元される。これらアップサン
プリング処理により得られた各周波数帯域のデータ列xa
［ｉ］,xb［ｉ］,xc［ｉ］，・・・は、それぞれ対応し
て設けられた合成フィルタ51,52,53,・・・に送られ
る。これら合成フィルタ51,52,53,・・・は、それぞれ
供給されたデータ列xa［ｉ］,xb［ｉ］,xc［ｉ］，・・
・に対して補間処理を行う。その後、合成フィルタ51,5
2,53,・・・の出力データは加算器６に供給され、加算
器６はこれらの出力データを合成することにより、合成
出力信号X"［ｉ］として１次元信号ｘ［ｉ］を復元し
て、出力端子５に出力する。
ここで、入力された１次元信号を２つのサブバンドに
分割する例について、より詳細に説明する。なお、ウエ
ーブレット変換器の解析フィルタ及びダウンサンプル
器、逆ウエーブレット変換器のアップサンプル器及び合
成フィルタはそれぞれ２個づつになる。
分割する例について、より詳細に説明する。なお、ウエ
ーブレット変換器の解析フィルタ及びダウンサンプル
器、逆ウエーブレット変換器のアップサンプル器及び合
成フィルタはそれぞれ２個づつになる。
この場合、ウエーブレット変換器の２つの解析フィル
タ11,12は、ローパスフィルタとハイパスフィルタとな
る。これら２つの解析用ローパスフィルタ11と解析用ハ
イパスフィルタ12によって、入力１次元信号ｘ［ｉ］は
低周波数帯域のデータ列XL［ｉ］と高周波数帯域のデー
タ列XH［ｉ］に帯域分割される。またダウンサンプル器
21,22は、次式（１），式（２）のようにこれら帯域分
割された各データ列XL［ｉ］,XH［ｉ］に対して１サン
プル毎の間引き処理を行うことで、ダウンサンプリング
処理された２つの帯域のデータ列XL［ｊ］,XH［ｊ］を
求める。
タ11,12は、ローパスフィルタとハイパスフィルタとな
る。これら２つの解析用ローパスフィルタ11と解析用ハ
イパスフィルタ12によって、入力１次元信号ｘ［ｉ］は
低周波数帯域のデータ列XL［ｉ］と高周波数帯域のデー
タ列XH［ｉ］に帯域分割される。またダウンサンプル器
21,22は、次式（１），式（２）のようにこれら帯域分
割された各データ列XL［ｉ］,XH［ｉ］に対して１サン
プル毎の間引き処理を行うことで、ダウンサンプリング
処理された２つの帯域のデータ列XL［ｊ］,XH［ｊ］を
求める。
XL［ｊ］＝XL［ｉ］,j＝i/2 （１） XH［ｊ］＝XH［ｉ］,j＝i/2 （２） 逆ウエーブレット変換器では、信号処理された２つの
帯域のデータ列に対して、初めにアップサンプル器41,4
2によって、サンプル間隔を２倍に引き伸ばされるとと
もに、その中心位置にゼロの値を持つサンプルが挿入さ
れる。このアップサンプリング処理は、式（３），式
（４）にて表すことができる。
帯域のデータ列に対して、初めにアップサンプル器41,4
2によって、サンプル間隔を２倍に引き伸ばされるとと
もに、その中心位置にゼロの値を持つサンプルが挿入さ
れる。このアップサンプリング処理は、式（３），式
（４）にて表すことができる。
そしてアップサンプル器41,42におけるアップサンプ
リングにより得られた各周波数帯域のデータ列XL
［ｉ］,XH［ｉ］は、解析用ローパスフィルタ11及び解
析用ハイパスフィルタ12に対応する、合成用ローパスフ
ィルタ51及び合成用ハイパスフィルタ52に供給される。
合成用ローパスフィルタ51及び合成用ハイパスフィルタ
52では、アップサンプル器41,42の各出力データ列に補
間処理が施される。その後、加算器６（この場合は２つ
のデータ列を加算する加算器）によって各周波数帯域の
データ列XL［ｉ］、XH［ｉ］が加算されて、その合成出
力信号X"［ｉ］として入力信号ｘ［ｉ］が復元される。
リングにより得られた各周波数帯域のデータ列XL
［ｉ］,XH［ｉ］は、解析用ローパスフィルタ11及び解
析用ハイパスフィルタ12に対応する、合成用ローパスフ
ィルタ51及び合成用ハイパスフィルタ52に供給される。
合成用ローパスフィルタ51及び合成用ハイパスフィルタ
52では、アップサンプル器41,42の各出力データ列に補
間処理が施される。その後、加算器６（この場合は２つ
のデータ列を加算する加算器）によって各周波数帯域の
データ列XL［ｉ］、XH［ｉ］が加算されて、その合成出
力信号X"［ｉ］として入力信号ｘ［ｉ］が復元される。
ここで、ウエーブレット変換器２側の解析用ローパス
フィルタ11及び解析用ハイパスフィルタ12と、逆ウエー
ブレット変換器４側の合成用ローパスフィルタ51及び合
成用ハイパスフィルタ52は、次式（５），式（６）の関
係が完全に、または近似的に満たされるように構成され
ている。
フィルタ11及び解析用ハイパスフィルタ12と、逆ウエー
ブレット変換器４側の合成用ローパスフィルタ51及び合
成用ハイパスフィルタ52は、次式（５），式（６）の関
係が完全に、または近似的に満たされるように構成され
ている。
H0（−ｚ）F0（ｚ）＋H1（−ｚ）F1（ｚ）＝０（５） H0（ｚ）F0（ｚ）＋H1（ｚ）F1（ｚ）＝2z−Ｌ（６） なお、式（５），式（６）のH0（ｚ）、H1（ｚ）、F0
（ｚ）、F1（ｚ）はそれぞれ解析用ローパスフィルタ1
1、解析用ハイパスフィルタに、合成用ローパスフィル
タ51、合成用ハイパスフィルタ52の伝達関数であり、Ｌ
は任意の整数である。この拘束条件によって、入力デー
タが無限長である場合、逆ウエーブレット変換器４にお
ける加算器６からの出力信号X"［ｉ］が入力信号ｘ
［ｉ］と完全に、あるいは近似的に一致することが保証
される。図22には解析用ローパスフィルタ11及び解析用
ハイパスフィルタ12と、それぞれ対応する合成用ローパ
スフィルタ51及び合成用ハイパスフィルタ52のフィルタ
係数の一例を示す。
（ｚ）、F1（ｚ）はそれぞれ解析用ローパスフィルタ1
1、解析用ハイパスフィルタに、合成用ローパスフィル
タ51、合成用ハイパスフィルタ52の伝達関数であり、Ｌ
は任意の整数である。この拘束条件によって、入力デー
タが無限長である場合、逆ウエーブレット変換器４にお
ける加算器６からの出力信号X"［ｉ］が入力信号ｘ
［ｉ］と完全に、あるいは近似的に一致することが保証
される。図22には解析用ローパスフィルタ11及び解析用
ハイパスフィルタ12と、それぞれ対応する合成用ローパ
スフィルタ51及び合成用ハイパスフィルタ52のフィルタ
係数の一例を示す。
上述のようなウエーブレット分割／合成を符号化に用
いる場合、図21のダウンサンプル器21,22とアップサン
プル器41,42の間で符号化／復号化処理が行われること
になる。
いる場合、図21のダウンサンプル器21,22とアップサン
プル器41,42の間で符号化／復号化処理が行われること
になる。
次にウエーブレット変換を用いた１次元データ列の符
号化装置及び復号装置の従来例の構成を図23及び図24に
示す。
号化装置及び復号装置の従来例の構成を図23及び図24に
示す。
この図23に示した符号化装置60では、入力端子61から
入力された入力信号ｘ［ｉ］を、解析用ローパスフィル
タ62と解析用ハイパスフィルタ63によって低周波数帯域
のデータ列XL0［ｉ］と高周波数帯域のデータ列XH0
［ｉ］に帯域分割する。これら低周波数帯域のデータ列
XL0［ｉ］と高周波数帯域のデータ列XH0［ｉ］はそれぞ
れ対応するダウンサンプル器64、65に供給され、それぞ
れのダウンサンプリング板64,65により、式（１）と同
様にサブサンプリング処理が施される。
入力された入力信号ｘ［ｉ］を、解析用ローパスフィル
タ62と解析用ハイパスフィルタ63によって低周波数帯域
のデータ列XL0［ｉ］と高周波数帯域のデータ列XH0
［ｉ］に帯域分割する。これら低周波数帯域のデータ列
XL0［ｉ］と高周波数帯域のデータ列XH0［ｉ］はそれぞ
れ対応するダウンサンプル器64、65に供給され、それぞ
れのダウンサンプリング板64,65により、式（１）と同
様にサブサンプリング処理が施される。
ダウンサンプル器64によってサブサンプリング処理さ
れた低周波数帯域のデータ列XL0［ｊ］は、解析用ロー
パスフィルタ66と解析用ハイパスフィルタ67によってさ
らに帯域分割が行われる。以下、解析用ローパスフィル
タ66から出力されたデータ列を低周波数帯域のデータ列
XL1［ｊ］と呼び、解析用ハイパスフィルタ67から出力
されたデータ列を中周波数帯域のデータ列XH1［ｊ］と
呼ぶ。これら低周波数帯域のデータ列XL1［ｊ］と中周
波数帯域のデータ列XH1［ｊ］は、それぞれ対応するダ
ウンサンプル器68、69によりさらにダウンサンプリング
処理が施される。これらダウンサンプリング処理された
低周波数帯域のデータ列XL1［ｋ］と中周波数帯域のデ
ータ列XH1［ｋ］は、それぞれ対応する量子化器71、72
に送られる。
れた低周波数帯域のデータ列XL0［ｊ］は、解析用ロー
パスフィルタ66と解析用ハイパスフィルタ67によってさ
らに帯域分割が行われる。以下、解析用ローパスフィル
タ66から出力されたデータ列を低周波数帯域のデータ列
XL1［ｊ］と呼び、解析用ハイパスフィルタ67から出力
されたデータ列を中周波数帯域のデータ列XH1［ｊ］と
呼ぶ。これら低周波数帯域のデータ列XL1［ｊ］と中周
波数帯域のデータ列XH1［ｊ］は、それぞれ対応するダ
ウンサンプル器68、69によりさらにダウンサンプリング
処理が施される。これらダウンサンプリング処理された
低周波数帯域のデータ列XL1［ｋ］と中周波数帯域のデ
ータ列XH1［ｋ］は、それぞれ対応する量子化器71、72
に送られる。
一方、解析用ハイパスフィルタ63を通過した高周波数
帯域のデータ列XH0［ｉ］は、ダウンサンプル器65によ
りダウンサンプリング処理が施されてる。そしてダウン
サンプル器65におけるダウンサンプリング処理により得
られた高周波数帯域のデータ列XH0［ｊ］は低周波数帯
域のデータ列XL1［ｋ］及び中周波数帯域のデータ列XH1
［ｋ］との同期をとるために、遅延器70に入力される。
帯域のデータ列XH0［ｉ］は、ダウンサンプル器65によ
りダウンサンプリング処理が施されてる。そしてダウン
サンプル器65におけるダウンサンプリング処理により得
られた高周波数帯域のデータ列XH0［ｊ］は低周波数帯
域のデータ列XL1［ｋ］及び中周波数帯域のデータ列XH1
［ｋ］との同期をとるために、遅延器70に入力される。
遅延器70によって遅延処理の施された（同期がとられ
た）高周波数帯域のデータ列XH0［ｊ］と、２段目のダ
ウンサンプル器68、69によってそれぞれサブサンプル処
理の施された低周波数帯域のデータ列XL1［ｋ］、中周
波数帯域のデータ列XH1［ｋ］は、それぞれ対応する量
子化器71、72、73に入力され、それぞれ対応する量子化
ステップQH0、QH1、QL1を用いた次式（７），式
（８），式（９）のように量子化がされる。
た）高周波数帯域のデータ列XH0［ｊ］と、２段目のダ
ウンサンプル器68、69によってそれぞれサブサンプル処
理の施された低周波数帯域のデータ列XL1［ｋ］、中周
波数帯域のデータ列XH1［ｋ］は、それぞれ対応する量
子化器71、72、73に入力され、それぞれ対応する量子化
ステップQH0、QH1、QL1を用いた次式（７），式
（８），式（９）のように量子化がされる。
XL1'［ｋ］＝XL1［ｋ］/QL1 （７） XH1'［ｋ］＝XH1［ｋ］/QH1 （８） XH0'［ｊ］＝XH0［ｊ］/QH0 （９） 但し、これらの計算における小数点以下の丸めは通常四
捨五入が用いられる。
捨五入が用いられる。
各量子化器71、72、73によって量子化された各データ
列XL1'［ｋ］、XH1'［ｋ］、XH0'［ｊ］は、可逆符号器
／多重化器74に入力され、ここで適応的な算術符号化を
用いたロスのない圧縮が施され、さらに多重化処理など
が施されて出力端子75から出力される。この出力された
信号は誤り訂正符号が付加され更に所定の変調処理が施
されて蓄積媒体に記録されたり、伝送路を介して伝送さ
れる。
列XL1'［ｋ］、XH1'［ｋ］、XH0'［ｊ］は、可逆符号器
／多重化器74に入力され、ここで適応的な算術符号化を
用いたロスのない圧縮が施され、さらに多重化処理など
が施されて出力端子75から出力される。この出力された
信号は誤り訂正符号が付加され更に所定の変調処理が施
されて蓄積媒体に記録されたり、伝送路を介して伝送さ
れる。
その後、これら蓄積媒体から再生されたり、伝送路を
介して伝送された信号は、復調と誤り訂正処理された
後、図24の復号装置80に送られる。
介して伝送された信号は、復調と誤り訂正処理された
後、図24の復号装置80に送られる。
なお、算術符号化について簡略に述べると、この算術
符号化では、区間［0,1）（“［”は境界上の値を含
み、“）”は境界上の値を含まない。つまり、０≦ｘ＜
１を満たすｘの存在する区間）に対し、各シンボルの生
起確率に比例した分割を行う。そして、この部分区間に
符号化対象のシンボルを対応付けることを、シンボルの
系列に対して再帰的に繰り返す。それにより得た区間内
に含まれる点の座標が、少なくとも他の区間と区別でき
るような２進小数で表現された場合の小数部を符号とす
るものである。入力データに対する適応的な算術符号化
では、データが入力される毎に各シンボルの生起確率を
修正していく。各シンボルの生起確率を監視するために
は、各シンボルの発生頻度を表わすヒストグラムが用い
られるが、その初期状態は、通常全てのシンボルが等確
率であるように設定される。また、このヒストグラムに
対する操作を行うために、シンボルがとり得る最大値
（以下、これをアルファベットサイズと呼ぶ）を予め設
定しておく必要があるが、その値は符号化装置側と復号
装置側で共通の値が設定してあるものとする。符号化装
置側で設定されたアルファベットサイズよりも大きなシ
ンボルが発生した場合、その値はアルファベットサイズ
に置き換えられて符号化される。
符号化では、区間［0,1）（“［”は境界上の値を含
み、“）”は境界上の値を含まない。つまり、０≦ｘ＜
１を満たすｘの存在する区間）に対し、各シンボルの生
起確率に比例した分割を行う。そして、この部分区間に
符号化対象のシンボルを対応付けることを、シンボルの
系列に対して再帰的に繰り返す。それにより得た区間内
に含まれる点の座標が、少なくとも他の区間と区別でき
るような２進小数で表現された場合の小数部を符号とす
るものである。入力データに対する適応的な算術符号化
では、データが入力される毎に各シンボルの生起確率を
修正していく。各シンボルの生起確率を監視するために
は、各シンボルの発生頻度を表わすヒストグラムが用い
られるが、その初期状態は、通常全てのシンボルが等確
率であるように設定される。また、このヒストグラムに
対する操作を行うために、シンボルがとり得る最大値
（以下、これをアルファベットサイズと呼ぶ）を予め設
定しておく必要があるが、その値は符号化装置側と復号
装置側で共通の値が設定してあるものとする。符号化装
置側で設定されたアルファベットサイズよりも大きなシ
ンボルが発生した場合、その値はアルファベットサイズ
に置き換えられて符号化される。
図24に示す復号装置80では、蓄積媒体や伝送路を介し
た信号が入力端子81に供給され、この入力信号が逆多重
化器／可逆復号器82に入力される。この逆多重化器／可
逆復号器82では、符号化装置60の可逆符号器／多重化器
74にてなされた多重化処理や可逆符号化に対する逆多重
化及び復号処理が行われ、データ列XL1'［ｋ］、XH1'
［ｋ］、XH0'［ｊ］が復元される。これらはそれぞれ対
応する逆量子化器83,84,85に入力され、ここでそれぞれ
異なる量子化ステップQH0、QH1、QL1を用いた次式（1
0），式（11），式（12）のような逆量子化（量子化器7
1,72,73の逆変換）が施され、データ列XL1"［ｋ］、XH
1"［ｋ］、XH0"［ｊ］が求められる。
た信号が入力端子81に供給され、この入力信号が逆多重
化器／可逆復号器82に入力される。この逆多重化器／可
逆復号器82では、符号化装置60の可逆符号器／多重化器
74にてなされた多重化処理や可逆符号化に対する逆多重
化及び復号処理が行われ、データ列XL1'［ｋ］、XH1'
［ｋ］、XH0'［ｊ］が復元される。これらはそれぞれ対
応する逆量子化器83,84,85に入力され、ここでそれぞれ
異なる量子化ステップQH0、QH1、QL1を用いた次式（1
0），式（11），式（12）のような逆量子化（量子化器7
1,72,73の逆変換）が施され、データ列XL1"［ｋ］、XH
1"［ｋ］、XH0"［ｊ］が求められる。
XL1"［ｋ］＝XL1'［ｋ］×QL1 （10） XH1"［ｋ］＝XH1'［ｋ］×QH1 （11） XH0"［ｊ］＝XH0'［ｊ］×QH0 （12） 上述のようにして得られた低周波数帯域のデータ列XL
1"［ｋ］及び中周波数帯域のデータ列XH1"［ｋ］は、そ
れぞれ対応するアップサンプル器86,87に入力される。
これらアップサンプル器86,87によって式（３）及び式
（４）と同様のアップサンプル処理の施された低周波数
帯域のデータ列XL1"［ｊ］と中周波数信号XH1"［ｊ］
は、それぞれ対応する合成フィルタである第２の合成用
ローパスフィルタ88、第２の合成用ハイパスフィルタ89
に送られる。これら合成用ローパスフィルタ88、合成用
ハイパスフィルタ89は、符号化装置60の解析用ローパス
フィルタ66及び解析用ハイパスフィルタ67と、式（５）
及び式（６）式の関係にある。合成用ローパスフィルタ
88、合成用ハイパスフィルタ89からの出力データ列は、
加算器90にて加算され、データ列XL0"［ｊ］としてアッ
プサンプル器92に入力される。このデータ列XL0"［ｊ］
は、符号化装置60において１段目の分割によって得られ
た低周波数帯域のデータ列XL0［ｊ］に対応する。
1"［ｋ］及び中周波数帯域のデータ列XH1"［ｋ］は、そ
れぞれ対応するアップサンプル器86,87に入力される。
これらアップサンプル器86,87によって式（３）及び式
（４）と同様のアップサンプル処理の施された低周波数
帯域のデータ列XL1"［ｊ］と中周波数信号XH1"［ｊ］
は、それぞれ対応する合成フィルタである第２の合成用
ローパスフィルタ88、第２の合成用ハイパスフィルタ89
に送られる。これら合成用ローパスフィルタ88、合成用
ハイパスフィルタ89は、符号化装置60の解析用ローパス
フィルタ66及び解析用ハイパスフィルタ67と、式（５）
及び式（６）式の関係にある。合成用ローパスフィルタ
88、合成用ハイパスフィルタ89からの出力データ列は、
加算器90にて加算され、データ列XL0"［ｊ］としてアッ
プサンプル器92に入力される。このデータ列XL0"［ｊ］
は、符号化装置60において１段目の分割によって得られ
た低周波数帯域のデータ列XL0［ｊ］に対応する。
一方、高周波数帯域のデータ列XH0"［ｊ］信号も、ア
ップサンプル器93に入力されることになるが、このとき
合成用ローパスフィルタ88と合成用ハイパスフィルタ89
及び加算器90を介する低周波数帯域のデータ列XL1"
［ｊ］及び中周波数帯域のデータ列XH1"［ｊ］との同期
をとるために、すなわち加算器90からの出力データ列XL
0"［ｊ］を再構成するのに必要な時間だけ遅延を施すた
めに、遅延器91に入力される。
ップサンプル器93に入力されることになるが、このとき
合成用ローパスフィルタ88と合成用ハイパスフィルタ89
及び加算器90を介する低周波数帯域のデータ列XL1"
［ｊ］及び中周波数帯域のデータ列XH1"［ｊ］との同期
をとるために、すなわち加算器90からの出力データ列XL
0"［ｊ］を再構成するのに必要な時間だけ遅延を施すた
めに、遅延器91に入力される。
この遅延器91によって遅延処理の施された高周波数帯
域のデータ列XH0"［ｊ］と、加算器90からの出力データ
列XL0"［ｊ］は、それぞれ対応するアップサンプル器9
2、93にてアップサンプリング処理が施され、得られた
低周波数帯域のデータ列XL0"［ｉ］と高周波数帯域のデ
ータ列XH0"［ｉ］は、それぞれ符号化装置60の解析用ロ
ーパスフィルタ62、解析用ハイパスフィルタ63と対応す
る合成用ローパスフィルタ94、合成用ハイパスフィルタ
95に入力される。これら合成用ローパスフィルタ94,合
成用ハイパスフィルタ95の出力データ列は加算器96によ
って加算され、符号化装置60の入力信号ｘ［ｉ］に対応
する再現信号X"［ｉ］として出力端子97から出力され
る。
域のデータ列XH0"［ｊ］と、加算器90からの出力データ
列XL0"［ｊ］は、それぞれ対応するアップサンプル器9
2、93にてアップサンプリング処理が施され、得られた
低周波数帯域のデータ列XL0"［ｉ］と高周波数帯域のデ
ータ列XH0"［ｉ］は、それぞれ符号化装置60の解析用ロ
ーパスフィルタ62、解析用ハイパスフィルタ63と対応す
る合成用ローパスフィルタ94、合成用ハイパスフィルタ
95に入力される。これら合成用ローパスフィルタ94,合
成用ハイパスフィルタ95の出力データ列は加算器96によ
って加算され、符号化装置60の入力信号ｘ［ｉ］に対応
する再現信号X"［ｉ］として出力端子97から出力され
る。
なおここで、解析用ローパスフィルタ、解析用ハイパ
スフィルタ、合成用ローパスフィルタ、及び合成用ハイ
パスフィルタは、全ての分割レベルにおいて同じ組み合
わせを用いた例を示したが、レベル毎に異なる組み合わ
せのものを用いることもできる。
スフィルタ、合成用ローパスフィルタ、及び合成用ハイ
パスフィルタは、全ての分割レベルにおいて同じ組み合
わせを用いた例を示したが、レベル毎に異なる組み合わ
せのものを用いることもできる。
次に、ウエーブレット変換を用いた２次元画像符号化
装置及び復号装置の従来例の構成を図25及び図26に示
す。図25には符号化装置100の構成を、図26には復号装
置150の構成を示す。
装置及び復号装置の従来例の構成を図25及び図26に示
す。図25には符号化装置100の構成を、図26には復号装
置150の構成を示す。
図25に示すウエーブレット変換を用いた２次元画像符
号化装置のための基本的な構成は、先に述べた図23の構
成と同じであるが、このときの入力データは、２次元画
像を図27に示す順序で走査して得られたデータ列であ
る。また、この構成例では、画像上での水平、垂直の両
方向への帯域分割を行うために、図25の符号化装置100
における各段階の分割では、４回のフィルタリング処
理、すなわち水平方向に対するローパスフィルタリング
とハイパスフィルタリング、及び垂直方向に対するロー
パスフィルタリングとハイパスフィルタリングを行って
いる。
号化装置のための基本的な構成は、先に述べた図23の構
成と同じであるが、このときの入力データは、２次元画
像を図27に示す順序で走査して得られたデータ列であ
る。また、この構成例では、画像上での水平、垂直の両
方向への帯域分割を行うために、図25の符号化装置100
における各段階の分割では、４回のフィルタリング処
理、すなわち水平方向に対するローパスフィルタリング
とハイパスフィルタリング、及び垂直方向に対するロー
パスフィルタリングとハイパスフィルタリングを行って
いる。
先ず図25において、符号化装置100は、入力端子101か
ら入力された入力信号ｘ［ｉ］を、解析フィルタとして
の解析用水平ローパスフィルタ102と解析用水平ハイパ
スフィルタ103によって水平方向の低周波数帯域と高周
波数帯域のデータ列に分割する。なお、以下の説明で
は、解析用水平ローパスフィルタ102からの出力データ
列を第１帯域のデータ列と呼び、解析用水平ハイパスフ
ィルタ103からの出力データ列を第２帯域のデータ列と
呼ぶ。
ら入力された入力信号ｘ［ｉ］を、解析フィルタとして
の解析用水平ローパスフィルタ102と解析用水平ハイパ
スフィルタ103によって水平方向の低周波数帯域と高周
波数帯域のデータ列に分割する。なお、以下の説明で
は、解析用水平ローパスフィルタ102からの出力データ
列を第１帯域のデータ列と呼び、解析用水平ハイパスフ
ィルタ103からの出力データ列を第２帯域のデータ列と
呼ぶ。
これら第１、第２帯域のデータ列はそれぞれ対応する
ダウンサンプル器104と105によりサブサンプリング処理
が施される。ダウンサンプル器104と105によってサブサ
ンプリング処理された第１、第２帯域のデータ列は、そ
れぞれ対応するメモリ106、107に記憶される。
ダウンサンプル器104と105によりサブサンプリング処理
が施される。ダウンサンプル器104と105によってサブサ
ンプリング処理された第１、第２帯域のデータ列は、そ
れぞれ対応するメモリ106、107に記憶される。
メモリ106から読み出された第１帯域のデータ列は、
解析用垂直ローパスフィルタ108と解析用垂直ハイパス
フィルタ109によって垂直方向の帯域分割が行われる。
同様に、メモリ107から読み出された第２帯域のデータ
列は、解析用垂直ローパスフィルタ110と解析用垂直ハ
イパスフィルタ111によって垂直方向の帯域分割が行わ
れる。このようにメモリ106,107は、後段の解析用垂直
ローパスフィルタ108と解析用垂直ハイパスフィルタ10
9、解析用垂直ローパスフィルタ110と解析用垂直ハイパ
スフィルタ111において垂直方向の帯域分割を行うため
に必要な数のラインデータを一時的に保存するラインメ
モリである。なお、以下の説明では、解析用垂直ローパ
スフィルタ108からの出力データ列を第３帯域のデータ
列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ109以降のデー
タ列を第４帯域のデータ列と呼び、解析用垂直ローパス
フィルタ110以降のデータ列を第５帯域のデータ列と呼
び、解析用垂直ハイパスフィルタ111以降のデータ列を
第６帯域のデータ列と呼ぶことにする。
解析用垂直ローパスフィルタ108と解析用垂直ハイパス
フィルタ109によって垂直方向の帯域分割が行われる。
同様に、メモリ107から読み出された第２帯域のデータ
列は、解析用垂直ローパスフィルタ110と解析用垂直ハ
イパスフィルタ111によって垂直方向の帯域分割が行わ
れる。このようにメモリ106,107は、後段の解析用垂直
ローパスフィルタ108と解析用垂直ハイパスフィルタ10
9、解析用垂直ローパスフィルタ110と解析用垂直ハイパ
スフィルタ111において垂直方向の帯域分割を行うため
に必要な数のラインデータを一時的に保存するラインメ
モリである。なお、以下の説明では、解析用垂直ローパ
スフィルタ108からの出力データ列を第３帯域のデータ
列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ109以降のデー
タ列を第４帯域のデータ列と呼び、解析用垂直ローパス
フィルタ110以降のデータ列を第５帯域のデータ列と呼
び、解析用垂直ハイパスフィルタ111以降のデータ列を
第６帯域のデータ列と呼ぶことにする。
これら第３〜第６帯域のデータ列は、それぞれ対応す
るダウンサンプル器112,113,114,115にてさらにダウン
サンプリング処理が施される。
るダウンサンプル器112,113,114,115にてさらにダウン
サンプリング処理が施される。
ここで、解析用垂直ローパスフィルタ108にて取り出
され、さらにダウンサンプル器112にてダウンサンプリ
ング処理された最低周波数帯域である第３帯域のデータ
列は、解析用水平ローパスフィルタ116と解析用水平ハ
イパスフィルタ117によってさらに水平方向にて帯域分
割される。なお、以下の説明では、解析用水平ローパス
フィルタ116からの出力データ列を第７帯域のデータ列
と呼び、解析用水平ハイパスフィルタ117からの出力デ
ータ列を第８帯域のデータ列と呼ぶ。
され、さらにダウンサンプル器112にてダウンサンプリ
ング処理された最低周波数帯域である第３帯域のデータ
列は、解析用水平ローパスフィルタ116と解析用水平ハ
イパスフィルタ117によってさらに水平方向にて帯域分
割される。なお、以下の説明では、解析用水平ローパス
フィルタ116からの出力データ列を第７帯域のデータ列
と呼び、解析用水平ハイパスフィルタ117からの出力デ
ータ列を第８帯域のデータ列と呼ぶ。
これら解析用水平ローパスフィルタ116と解析用水平
ハイパスフィルタ117の第７、第８帯域のデータ列は、
それぞれ対応するダウンサンプル器118,119によってさ
らにダウンサンプリング処理された後、メモリ120,121
に記憶される。
ハイパスフィルタ117の第７、第８帯域のデータ列は、
それぞれ対応するダウンサンプル器118,119によってさ
らにダウンサンプリング処理された後、メモリ120,121
に記憶される。
メモリ120から読み出された第７帯域のデータ列は、
解析用垂直ローパスフィルタ122と解析用垂直ハイパス
フィルタ123によってさらに垂直方向の帯域分割が行わ
れる。同様に、メモリ121から読み出された第８帯域の
データ列は、解析用垂直ローパスフィルタ124と解析用
垂直ハイパスフィルタ125によってさらに垂直方向の帯
域分割が行われる。このようにメモリ118,119も、後段
の各フィルタ122〜125において垂直方向の帯域分割を行
うために必要な数のラインデータを一時的に保存するラ
インメモリである。なお、以下の説明では、解析用垂直
ローパスフィルタ122以降の出力のデータ列を第９帯域
のデータ列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ123以
降のデータ列を第10帯域のデータ列と呼び、解析用垂直
ローパスフィルタ124以降のデータ列を第11帯域のデー
タ列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ125以降のデ
ータ列を第12帯域のデータ列と呼ぶことにする。
解析用垂直ローパスフィルタ122と解析用垂直ハイパス
フィルタ123によってさらに垂直方向の帯域分割が行わ
れる。同様に、メモリ121から読み出された第８帯域の
データ列は、解析用垂直ローパスフィルタ124と解析用
垂直ハイパスフィルタ125によってさらに垂直方向の帯
域分割が行われる。このようにメモリ118,119も、後段
の各フィルタ122〜125において垂直方向の帯域分割を行
うために必要な数のラインデータを一時的に保存するラ
インメモリである。なお、以下の説明では、解析用垂直
ローパスフィルタ122以降の出力のデータ列を第９帯域
のデータ列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ123以
降のデータ列を第10帯域のデータ列と呼び、解析用垂直
ローパスフィルタ124以降のデータ列を第11帯域のデー
タ列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ125以降のデ
ータ列を第12帯域のデータ列と呼ぶことにする。
これら第９〜第12帯域のデータ列は、それぞれ対応す
るダウンサンプル器126,127,128,129にてさらにダウン
サンプリング処理が施された後、それぞれ対応する量子
化器133,134,135,136に送られる。
るダウンサンプル器126,127,128,129にてさらにダウン
サンプリング処理が施された後、それぞれ対応する量子
化器133,134,135,136に送られる。
一方、ダウンサンプル器113,114,115からの第４、第
５、第６帯域のデータ列は、第９〜第12帯域のデータ列
との同期をとるために、それぞれ遅延器130,131,132に
入力される。
５、第６帯域のデータ列は、第９〜第12帯域のデータ列
との同期をとるために、それぞれ遅延器130,131,132に
入力される。
これら遅延器130,131,132によって遅延処理の施され
た（同期がとられた）第４、第５、第６帯域のデータ列
と、ダウンサンプル器126,127,128,129からの第９〜第1
2帯域のデータ列は、それぞれ対応する量子化器133〜13
9に供給され、それぞれ対応する量子化器133〜139によ
って、それぞれ異なる量子化ステップを用いた量子化が
施される。
た（同期がとられた）第４、第５、第６帯域のデータ列
と、ダウンサンプル器126,127,128,129からの第９〜第1
2帯域のデータ列は、それぞれ対応する量子化器133〜13
9に供給され、それぞれ対応する量子化器133〜139によ
って、それぞれ異なる量子化ステップを用いた量子化が
施される。
これら各量子化器133〜139によって量子化された各デ
ータ列は、可逆符号器／多重化器140に入力され、ここ
で適応的な算術符号化を用いたロスのない圧縮が施さ
れ、さらに多重化処理などが施されて出力端子141から
出力される。この出力された信号は誤り訂正符号が付加
され更に所定の変調処理が施されて蓄積媒体に記憶され
たり、伝送路を介して伝送される。
ータ列は、可逆符号器／多重化器140に入力され、ここ
で適応的な算術符号化を用いたロスのない圧縮が施さ
れ、さらに多重化処理などが施されて出力端子141から
出力される。この出力された信号は誤り訂正符号が付加
され更に所定の変調処理が施されて蓄積媒体に記憶され
たり、伝送路を介して伝送される。
その後、これら蓄積媒体から再生されたり、伝送路を
介して伝送された信号は、復調と誤り訂正処理された
後、図26の復号装置150に送られる。
介して伝送された信号は、復調と誤り訂正処理された
後、図26の復号装置150に送られる。
図26に示す復号装置150では、蓄積媒体や伝送路を介
した信号が入力端子151に入力され、この入力信号が逆
多重化器／可逆復号器152に送られる。この逆多重化器
／可逆復号器152では、符号化装置100の可逆符号器／多
重化器140にてなされた多重化処理や可逆符号化に対す
る復号処理を行い、第４〜第６帯域のデータ列と第９〜
第12帯域のデータ列に対応する各データ列を復元する。
これら各データ列はそれぞれ対応する逆量子化器153〜1
59に入力され、ここでそれぞれ異なる量子化ステップを
用いた逆量子化が施される。
した信号が入力端子151に入力され、この入力信号が逆
多重化器／可逆復号器152に送られる。この逆多重化器
／可逆復号器152では、符号化装置100の可逆符号器／多
重化器140にてなされた多重化処理や可逆符号化に対す
る復号処理を行い、第４〜第６帯域のデータ列と第９〜
第12帯域のデータ列に対応する各データ列を復元する。
これら各データ列はそれぞれ対応する逆量子化器153〜1
59に入力され、ここでそれぞれ異なる量子化ステップを
用いた逆量子化が施される。
逆量子化器153〜156の出力データ列はそれぞれ対応す
るメモリ161〜164を介してアップサンプル器165〜168に
送られ、それぞれアップサンプリング処理された後に、
それぞれ対応する合成用垂直ローパスフィルタ169、合
成用垂直ハイパスフィルタ170、合成用垂直ローパスフ
ィルタ171、合成用垂直ハイパスフィルタ172にて垂直方
向の補間処理がなされる。このようにメモリ161〜164
は、後段の合成用の各フィルタ169〜172において垂直方
向の補間処理を行うために必要な数のラインデータを一
時的に保存するラインメモリである。
るメモリ161〜164を介してアップサンプル器165〜168に
送られ、それぞれアップサンプリング処理された後に、
それぞれ対応する合成用垂直ローパスフィルタ169、合
成用垂直ハイパスフィルタ170、合成用垂直ローパスフ
ィルタ171、合成用垂直ハイパスフィルタ172にて垂直方
向の補間処理がなされる。このようにメモリ161〜164
は、後段の合成用の各フィルタ169〜172において垂直方
向の補間処理を行うために必要な数のラインデータを一
時的に保存するラインメモリである。
合成用垂直ローパスフィルタ169と合成用垂直ハイパ
スフィルタ170の出力データ列は加算器173にて加算さ
れ、合成用垂直ローパスフィルタ171と合成用垂直ハイ
パスフィルタ172の出力データ列は加算器174にて加算さ
れる。
スフィルタ170の出力データ列は加算器173にて加算さ
れ、合成用垂直ローパスフィルタ171と合成用垂直ハイ
パスフィルタ172の出力データ列は加算器174にて加算さ
れる。
これら加算器173,174の各出力データ列は、それぞれ
対応するアップサンプル器175,176にてアップサンプリ
ング処理された後、それぞれ対応する合成用水平ローパ
スフィルタ177、合成用水平ハイパスフィルタ178にて水
平方向の補間処理がなされる。これら合成用水平ローパ
スフィルタ177、合成用水平ハイパスフィルタ178の出力
データ列は、加算器179にて加算された後、メモリ183に
記憶される。このメモリ183から読み出されたデータ列
はアップサンプル器187にてアップサンプリング処理さ
れた後に、合成用垂直ローパスフィルタ191にて垂直方
向の補間処理がなされる。このようにメモリ183は、後
段の合成用垂直ローパスフィルタ191において垂直方向
の補間処理を行うために必要な数のラインデータを一時
的に保存するラインメモリである。
対応するアップサンプル器175,176にてアップサンプリ
ング処理された後、それぞれ対応する合成用水平ローパ
スフィルタ177、合成用水平ハイパスフィルタ178にて水
平方向の補間処理がなされる。これら合成用水平ローパ
スフィルタ177、合成用水平ハイパスフィルタ178の出力
データ列は、加算器179にて加算された後、メモリ183に
記憶される。このメモリ183から読み出されたデータ列
はアップサンプル器187にてアップサンプリング処理さ
れた後に、合成用垂直ローパスフィルタ191にて垂直方
向の補間処理がなされる。このようにメモリ183は、後
段の合成用垂直ローパスフィルタ191において垂直方向
の補間処理を行うために必要な数のラインデータを一時
的に保存するラインメモリである。
一方、逆量子化器157〜159の出力データ列もそれぞれ
対応するメモリ184〜186を介し、さらにアップサンプル
器188〜189にてそれぞれアップサンプリング処理された
後に、それぞれ対応する合成用垂直ハイパスフィルタ19
2、合成用垂直ローパスフィルタ193、合成用垂直ハイパ
スフィルタ194にて垂直方向の補間処理がなされる。た
だし、これら合成用垂直ハイパスフィルタ192、合成用
垂直ローパスフィルタ193、合成用垂直ハイパスフィル
タ194へ送られることになるデータ列は、遅延器180〜18
2によって遅延されており、これらフィルタ192〜194で
の補間処理と、合成用垂直ローパスフィルタ191での補
間処理との同期がとられるようになされている。
対応するメモリ184〜186を介し、さらにアップサンプル
器188〜189にてそれぞれアップサンプリング処理された
後に、それぞれ対応する合成用垂直ハイパスフィルタ19
2、合成用垂直ローパスフィルタ193、合成用垂直ハイパ
スフィルタ194にて垂直方向の補間処理がなされる。た
だし、これら合成用垂直ハイパスフィルタ192、合成用
垂直ローパスフィルタ193、合成用垂直ハイパスフィル
タ194へ送られることになるデータ列は、遅延器180〜18
2によって遅延されており、これらフィルタ192〜194で
の補間処理と、合成用垂直ローパスフィルタ191での補
間処理との同期がとられるようになされている。
合成用垂直ローパスフィルタ191からのデータ列と合
成用垂直ハイパスフィルタ192からのデータ列は加算器1
95にて加算され、また合成用垂直ローパスフィルタ193
からのデータ列と合成用垂直ハイパスフィルタ194から
のデータ列は加算器196にて加算される。これら加算器1
95,196からのデータ列はそれぞれ対応するアップサンプ
ル器197〜198にてアップサンプリングされ、合成用水平
ローパスフィルタ199と合成用水平用ハイパスフィルタ2
00によって水平方向の補間処理がなされた後、加算器20
1にて加算されてデータ列が再現される。この再現され
たデータ列は図25の符号化装置100の入力データ列と略
々同じデータ列となり、出力端子202から出力される。
成用垂直ハイパスフィルタ192からのデータ列は加算器1
95にて加算され、また合成用垂直ローパスフィルタ193
からのデータ列と合成用垂直ハイパスフィルタ194から
のデータ列は加算器196にて加算される。これら加算器1
95,196からのデータ列はそれぞれ対応するアップサンプ
ル器197〜198にてアップサンプリングされ、合成用水平
ローパスフィルタ199と合成用水平用ハイパスフィルタ2
00によって水平方向の補間処理がなされた後、加算器20
1にて加算されてデータ列が再現される。この再現され
たデータ列は図25の符号化装置100の入力データ列と略
々同じデータ列となり、出力端子202から出力される。
上述したように、図25及び図26の構成では、符号化装
置100におけるダウンサンプル器112〜115と126〜129
は、画像上での垂直方向のダウンサンプリング処理、す
なわち１ラインごとの間引き処理が行われる。逆に、復
号装置150における垂直方向のアップサンプリング器165
〜168と187〜190では、入力される各ライン間にすべて
がゼロである１ラインを挿入する処理が行われる。
置100におけるダウンサンプル器112〜115と126〜129
は、画像上での垂直方向のダウンサンプリング処理、す
なわち１ラインごとの間引き処理が行われる。逆に、復
号装置150における垂直方向のアップサンプリング器165
〜168と187〜190では、入力される各ライン間にすべて
がゼロである１ラインを挿入する処理が行われる。
なおここでは、水平方向と垂直方向に同じフィルタを
用いたが、各方向毎に異なる組フィルタを用いることも
できる。
用いたが、各方向毎に異なる組フィルタを用いることも
できる。
上述したように従来のウエーブレット変換／逆ウエー
ブレット変換を用いた符号化装置及び復号装置では、多
くの場合、用いるウエーブレットフィルタは予め設定さ
れており、画像に応じて、あるいは装置が提供できる計
算能力に応じてフィルタを切り替えることができないと
いった問題があった。
ブレット変換を用いた符号化装置及び復号装置では、多
くの場合、用いるウエーブレットフィルタは予め設定さ
れており、画像に応じて、あるいは装置が提供できる計
算能力に応じてフィルタを切り替えることができないと
いった問題があった。
また、用いるウエーブレットフィルタが異なる場合、
データ列の末端部分における適切な折り返し法も異なる
が、この情報が復号装置側に伝送されない、あるいは復
号装置側で正しく利用されないために、正しい折り返し
が行われず、画質劣化が生じるといった問題があった。
データ列の末端部分における適切な折り返し法も異なる
が、この情報が復号装置側に伝送されない、あるいは復
号装置側で正しく利用されないために、正しい折り返し
が行われず、画質劣化が生じるといった問題があった。
また、ウエーブレット係数や、その他復号処理で必要
となるシンボルを符号化する適応的算術符号化では、各
シンボルの生起確率を監視するヒストグラムの初期状態
を、全てのシンボルに対して等確率として設定するが、
入力される画像や、ビットレートに応じて望ましい初期
設定が異なるといった問題があった。
となるシンボルを符号化する適応的算術符号化では、各
シンボルの生起確率を監視するヒストグラムの初期状態
を、全てのシンボルに対して等確率として設定するが、
入力される画像や、ビットレートに応じて望ましい初期
設定が異なるといった問題があった。
さらに、シンボルがとり得る最大値（アフウァベット
サイズ）は符号化装置側と復号装置側で共通の値に設定
されており変更することができないが、例えば量子化さ
れたウエーブレット係数の大きさは用いる量子化ステッ
プによって変化し、予め設定されたアルファベットサイ
ズよりも大きな係数はクリッピングされ、画質劣化の原
因になるといった問題があった。
サイズ）は符号化装置側と復号装置側で共通の値に設定
されており変更することができないが、例えば量子化さ
れたウエーブレット係数の大きさは用いる量子化ステッ
プによって変化し、予め設定されたアルファベットサイ
ズよりも大きな係数はクリッピングされ、画質劣化の原
因になるといった問題があった。
またさらに、予め設定されているアルファベットサイ
ズが、実際に発生するシンボルの最大値よりも大きい場
合には、算術符号化の圧縮効率が低下するといった問題
があった。
ズが、実際に発生するシンボルの最大値よりも大きい場
合には、算術符号化の圧縮効率が低下するといった問題
があった。
そこで本発明では、上述した課題を解決するために提
案されたものであり、画像に応じて、あるいは装置が提
供できる計算能力に応じてフィルタを切り替えることが
でき、また、入力される画像やビットレートに応じて望
ましい初期設定を得ることができ、良好な画質を得るこ
とを可能にする符号化方法及び装置、復号方法及び装置
並びに記録媒体を提供することを目的とする。
案されたものであり、画像に応じて、あるいは装置が提
供できる計算能力に応じてフィルタを切り替えることが
でき、また、入力される画像やビットレートに応じて望
ましい初期設定を得ることができ、良好な画質を得るこ
とを可能にする符号化方法及び装置、復号方法及び装置
並びに記録媒体を提供することを目的とする。
発明の開示 本発明に係るデータ符号化方法及び装置は、ウエーブ
レット変換を用いてデータを符号化し、復号側での復号
の際に用いる符号化に関する情報を、上記ウエーブレッ
ト変換を用いて符号化されたデータのビットストリーム
上に付加して、伝送する際に、上記符号化に関する情報
として、予め復号側に設定されているウエーブレットフ
ィルタを用いるかもしくは他の任意のウエーブレットフ
ィルタを用いるかを示すフラグを、上記ビットストリー
ム上に付加することにより、上述した課題を解決する。
レット変換を用いてデータを符号化し、復号側での復号
の際に用いる符号化に関する情報を、上記ウエーブレッ
ト変換を用いて符号化されたデータのビットストリーム
上に付加して、伝送する際に、上記符号化に関する情報
として、予め復号側に設定されているウエーブレットフ
ィルタを用いるかもしくは他の任意のウエーブレットフ
ィルタを用いるかを示すフラグを、上記ビットストリー
ム上に付加することにより、上述した課題を解決する。
ここで、上記フラグが上記他の任意のウエーブレット
フィルタを用いることを示すとき、上記符号化に関する
情報として、復号側で用いるウエーブレットフィルタの
タップ数と位相シフト量及びフィルタ係数を上記フラグ
に後続させて配置することが挙げられる。また、上記フ
ラグが上記他の任意のウエーブレットフィルタを用いる
ことを示すとき、上記符号化に関する情報として、復号
側で用いるウエーブレットフィルタのタップ数と位相シ
フト量とデータ列末端部分に適用する外挿処理の方法を
定義するパラメータ及びフィルタ係数を上記フラグに後
続させて配置することが挙げられる。
フィルタを用いることを示すとき、上記符号化に関する
情報として、復号側で用いるウエーブレットフィルタの
タップ数と位相シフト量及びフィルタ係数を上記フラグ
に後続させて配置することが挙げられる。また、上記フ
ラグが上記他の任意のウエーブレットフィルタを用いる
ことを示すとき、上記符号化に関する情報として、復号
側で用いるウエーブレットフィルタのタップ数と位相シ
フト量とデータ列末端部分に適用する外挿処理の方法を
定義するパラメータ及びフィルタ係数を上記フラグに後
続させて配置することが挙げられる。
また、本発明に係るデータ復号方法及び装置は、入力
されたビットストリームを復号するデータ復号する際
に、上記入力されたビットストリームは、ウエーブレッ
ト変換を用いて符号化された符号化データと、符号化に
関する情報とからなり、上記符号化データと上記符号化
に関する情報を分離し上記符号化に関する情報に基づい
て上記符号化データを復号するものであって、上記符号
化に関する情報は、上記復号の際に、予め設定されてい
るウエーブレットフィルタを用いるか或いは他の任意の
ウエーブレットフィルタを用いるかを決定するためのフ
ラグを含むとにより、上述した課題を解決する。
されたビットストリームを復号するデータ復号する際
に、上記入力されたビットストリームは、ウエーブレッ
ト変換を用いて符号化された符号化データと、符号化に
関する情報とからなり、上記符号化データと上記符号化
に関する情報を分離し上記符号化に関する情報に基づい
て上記符号化データを復号するものであって、上記符号
化に関する情報は、上記復号の際に、予め設定されてい
るウエーブレットフィルタを用いるか或いは他の任意の
ウエーブレットフィルタを用いるかを決定するためのフ
ラグを含むとにより、上述した課題を解決する。
ここで、上記フラグが上記予め設定されているウエー
ブレットフィルタを用いることを示すときには、当該予
め設定されているウエーブレットフィルタを用いて逆ウ
エーブレット変換を行い、上記フラグが上記予め設定さ
れているウエーブレットフィルタとは異なる上記他の任
意のウエーブレットフィルタを用いることを示すときに
は、上記フラグに後続して配置されたした情報に基づく
上記他の任意のウエーブレットフィルタを用いて逆ウエ
ーブレット変換を行うことが挙げられる。また、上記フ
ラグが上記他の任意のウエーブレットフィルタを用いる
ことを示すときには、当該フラグに後続して配置された
タップ数と位相シフト量及びフィルタ係数情報に基づく
上記他の任意のウエーブレットフィルタを用いて逆ウエ
ーブレット変換を行うことが挙げられる。
ブレットフィルタを用いることを示すときには、当該予
め設定されているウエーブレットフィルタを用いて逆ウ
エーブレット変換を行い、上記フラグが上記予め設定さ
れているウエーブレットフィルタとは異なる上記他の任
意のウエーブレットフィルタを用いることを示すときに
は、上記フラグに後続して配置されたした情報に基づく
上記他の任意のウエーブレットフィルタを用いて逆ウエ
ーブレット変換を行うことが挙げられる。また、上記フ
ラグが上記他の任意のウエーブレットフィルタを用いる
ことを示すときには、当該フラグに後続して配置された
タップ数と位相シフト量及びフィルタ係数情報に基づく
上記他の任意のウエーブレットフィルタを用いて逆ウエ
ーブレット変換を行うことが挙げられる。
本発明によれば、所望のビットレートやプロセッサの
計算能力に応じて、適切なウエーブレットフィルタを用
いることができ、フィルタ係数を表現するためのビット
数を適切に設定することができる。また、わずかな付加
ビットによってデフォルトのフィルタを用いることがで
き、ダウンロードされたフィルタを用いて正確に逆ウエ
ーブレット変換するためのパラメータを容易に得ること
ができる。さらに、復号側がその計算能力に応じて適切
なフィルタリング処理の演算方法を選択することができ
る。
計算能力に応じて、適切なウエーブレットフィルタを用
いることができ、フィルタ係数を表現するためのビット
数を適切に設定することができる。また、わずかな付加
ビットによってデフォルトのフィルタを用いることがで
き、ダウンロードされたフィルタを用いて正確に逆ウエ
ーブレット変換するためのパラメータを容易に得ること
ができる。さらに、復号側がその計算能力に応じて適切
なフィルタリング処理の演算方法を選択することができ
る。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の実施の形態の符号化装置の全体構成
を示すブロック回路図である。
を示すブロック回路図である。
図２は、本発明の実施の形態の復号装置の全体構成を
示すブロック回路図である。
示すブロック回路図である。
図３は、本発明の第１の実施の形態のヘッダ情報のス
トリームを示す図である。
トリームを示す図である。
図４は、ヘッダ情報のストリーム上におけるウエーブ
レット係数の表現についての説明に用いる図である。
レット係数の表現についての説明に用いる図である。
図５は、フィルタをダウンロードするために必要なビ
ット数の例を示す図である。
ット数の例を示す図である。
図６は、本発明の第１の実施の形態の復号装置の制御
器の動作を示すフローチャートである。
器の動作を示すフローチャートである。
図７は、外挿処理による対称中心位置を表す表１を示
す図である。
す図である。
図８は、折り返し処理のフローチャートである。
図９は、本発明の第２の実施の形態のヘッダ情報のス
トリームを示す図である。
トリームを示す図である。
図10は、本発明の第３の実施の形態のヘッダ情報のス
トリームを示す図である。
トリームを示す図である。
図11は、本発の第４の明実施の形態のヘッダ情報のス
トリームを示す図である。
トリームを示す図である。
図12は、図22と等価なウエーブレットフィルタの係数
の説明に用いる図である。
の説明に用いる図である。
図13は、本発明の第５の実施の形態のヘッダ情報のス
トリームを示す図である。
トリームを示す図である。
図14は、本発明の第５の実施の形態の復号装置の制御
器の動作を示すフローチャートである。
器の動作を示すフローチャートである。
図15は、本発明の第６の実施の形態のヘッダ情報のス
トリームを示す図である。
トリームを示す図である。
図16は、本発明の第６の実施の形態の復号装置の制御
器の動作を示すフローチャートである。
器の動作を示すフローチャートである。
図17は、本発明の第７の実施の形態のヘッダ情報のス
トリームを示す図である。
トリームを示す図である。
図18は、本発明の第７の実施の形態の復号装置の制御
器の動作を示すフローチャートである。
器の動作を示すフローチャートである。
図19は、本発明の第８の実施の形態のヘッダ情報のス
トリームを示す図である。
トリームを示す図である。
図20は、本発明の第８の実施の形態の復号装置の制御
器の動作を示すフローチャートである。
器の動作を示すフローチャートである。
図21は、ウエーブレット分割・合成の原理を説明する
ための構成を示すブロック回路図である。
ための構成を示すブロック回路図である。
図22は、ウエーブレットフィルタの係数の説明に用い
る図である。
る図である。
図23は、ウエーブレット変換を用いた１次元データ列
符号化方式の符号化装置の従来の基本構成を示すブロッ
ク回路図である。
符号化方式の符号化装置の従来の基本構成を示すブロッ
ク回路図である。
図24は、ウエーブレット変換を用いた１次元データ列
符号化方式の復号装置の従来の基本構成を示すブロック
回路図である。
符号化方式の復号装置の従来の基本構成を示すブロック
回路図である。
図25は、ウエーブレット変換を用いた２次元データ列
符号化方式の符号化装置の従来の基本構成を示すブロッ
ク回路図である。
符号化方式の符号化装置の従来の基本構成を示すブロッ
ク回路図である。
図26は、ウエーブレット変換を用いた２次元データ列
符号化方式の復号装置の従来の基本構成を示すブロック
回路図である。
符号化方式の復号装置の従来の基本構成を示すブロック
回路図である。
図27は、画像の走査方向の説明に用いる図である。
発明を実施するための最良の形態 以下に、本発明を実現する実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
本発明におけるウエーブレット変換を用いた２次元画
像符号化装置及び復号装置の実施の形態の全体的な構成
を図１及び図２に示す。この図１に示す本実施の形態の
符号化装置は図25に示した従来例の符号化装置100の構
成と略々同じであるが、本実施の形態の符号化装置220
では、図２に示す本実施の形態の復号装置300で用いる
後述するようなウエーブレットフィルタに関する情報や
算術符号化に関する情報をヘッダ発生器262から発生
し、この情報をヘッダとしてビットストリームに付加し
て出力端子261から出力するようにしている点が異な
る。また、図２に示す本発明実施の形態の復号装置300
の全体的な構成も図26に示した従来例の復号装置150の
構成と略々同じであるが、本実施の形態の復号装置300
では、蓄積媒体や伝送媒体を介して供給された符号化装
置220の出力ビットストリームから、ヘッダの情報を分
離し、制御器353が当該ヘッダの情報を元にして逆ウエ
ーブレット変換を行う点が異なる。
像符号化装置及び復号装置の実施の形態の全体的な構成
を図１及び図２に示す。この図１に示す本実施の形態の
符号化装置は図25に示した従来例の符号化装置100の構
成と略々同じであるが、本実施の形態の符号化装置220
では、図２に示す本実施の形態の復号装置300で用いる
後述するようなウエーブレットフィルタに関する情報や
算術符号化に関する情報をヘッダ発生器262から発生
し、この情報をヘッダとしてビットストリームに付加し
て出力端子261から出力するようにしている点が異な
る。また、図２に示す本発明実施の形態の復号装置300
の全体的な構成も図26に示した従来例の復号装置150の
構成と略々同じであるが、本実施の形態の復号装置300
では、蓄積媒体や伝送媒体を介して供給された符号化装
置220の出力ビットストリームから、ヘッダの情報を分
離し、制御器353が当該ヘッダの情報を元にして逆ウエ
ーブレット変換を行う点が異なる。
図１に示すウエーブレット変換を用いた２次元画像符
号化装置220について説明する。
号化装置220について説明する。
この図１に示す符号化装置220の入力端子221には、２
次元画像を図27に示した順序で走査して得られたデータ
列が入力信号として供給される。また、本実施の形態の
符号化装置の構成例では、画像上での水平、垂直の両方
向への帯域分割を行うために、信号の帯域分割として４
回のフィルタリング処理、すなわち水平方向に対するロ
ーパスフィルタリングとハイパスフィルタリング、及び
垂直方向に対するローパスフィルタリングとハイパスフ
ィルタリングを行っている。
次元画像を図27に示した順序で走査して得られたデータ
列が入力信号として供給される。また、本実施の形態の
符号化装置の構成例では、画像上での水平、垂直の両方
向への帯域分割を行うために、信号の帯域分割として４
回のフィルタリング処理、すなわち水平方向に対するロ
ーパスフィルタリングとハイパスフィルタリング、及び
垂直方向に対するローパスフィルタリングとハイパスフ
ィルタリングを行っている。
この図１において、符号化装置220は、入力端子221か
ら入力された入力信号ｘ［ｉ］を、解析フィルタとして
の解析用水平ローパスフィルタ222と解析用水平ハイパ
スフィルタ223によって水平方向の低周波数帯域と高周
波数帯域のデータ列に分割する。なお、以下の説明で
は、解析用水平ローパスフィルタ222からの出力データ
列を第１帯域のデータ列と呼び、解析用水平ハイパスフ
ィルタ223からの出力データ列を第２帯域のデータ列と
呼ぶ。
ら入力された入力信号ｘ［ｉ］を、解析フィルタとして
の解析用水平ローパスフィルタ222と解析用水平ハイパ
スフィルタ223によって水平方向の低周波数帯域と高周
波数帯域のデータ列に分割する。なお、以下の説明で
は、解析用水平ローパスフィルタ222からの出力データ
列を第１帯域のデータ列と呼び、解析用水平ハイパスフ
ィルタ223からの出力データ列を第２帯域のデータ列と
呼ぶ。
これら第１、第２帯域のデータ列はそれぞれ対応する
ダウンサンプル器224と225によりサブサンプリング処理
が施される。ダウンサンプル器224と105によってサブサ
ンプリング処理された第１、第２帯域のデータ列は、そ
れぞれ対応するメモリ226、227に記憶される。
ダウンサンプル器224と225によりサブサンプリング処理
が施される。ダウンサンプル器224と105によってサブサ
ンプリング処理された第１、第２帯域のデータ列は、そ
れぞれ対応するメモリ226、227に記憶される。
メモリ226から読み出された第１帯域のデータ列は、
解析用垂直ローパスフィルタ228と解析用垂直ハイパス
フィルタ229によって垂直方向の帯域分割が行われる。
同様に、メモリ227から読み出された第２帯域のデータ
列は、解析用垂直ローパスフィルタ230と解析用垂直ハ
イパスフィルタ231によって垂直方向の帯域分割が行わ
れる。このようにメモリ226,227は、後段の解析用垂直
ローパスフィルタ228と解析用垂直ハイパスフィルタ22
9、解析用垂直ローパスフィルタ230と解析用垂直ハイパ
スフィルタ231において垂直方向の帯域分割を行うため
に必要な数のラインデータを一時的に保存するラインメ
モリである。なお、以下の説明では、解析用垂直ローパ
スフィルタ228からの出力データ列を第３帯域のデータ
列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ229以降のデー
タ列を第４帯域のデータ列と呼び、解析用垂直ローパス
フィルタ230以降のデータ列を第５帯域のデータ列と呼
び、解析用垂直ハイパスフィルタ231以降のデータ列を
第６帯域のデータ列と呼ぶことにする。
解析用垂直ローパスフィルタ228と解析用垂直ハイパス
フィルタ229によって垂直方向の帯域分割が行われる。
同様に、メモリ227から読み出された第２帯域のデータ
列は、解析用垂直ローパスフィルタ230と解析用垂直ハ
イパスフィルタ231によって垂直方向の帯域分割が行わ
れる。このようにメモリ226,227は、後段の解析用垂直
ローパスフィルタ228と解析用垂直ハイパスフィルタ22
9、解析用垂直ローパスフィルタ230と解析用垂直ハイパ
スフィルタ231において垂直方向の帯域分割を行うため
に必要な数のラインデータを一時的に保存するラインメ
モリである。なお、以下の説明では、解析用垂直ローパ
スフィルタ228からの出力データ列を第３帯域のデータ
列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ229以降のデー
タ列を第４帯域のデータ列と呼び、解析用垂直ローパス
フィルタ230以降のデータ列を第５帯域のデータ列と呼
び、解析用垂直ハイパスフィルタ231以降のデータ列を
第６帯域のデータ列と呼ぶことにする。
これら第３〜第６帯域のデータ列は、それぞれ対応す
るダウンサンプル器232,233,234,235にてさらにダウン
サンプリング処理が施される。
るダウンサンプル器232,233,234,235にてさらにダウン
サンプリング処理が施される。
ここで、解析用垂直ローパスフィルタ228にて取り出
され、さらにダウンサンプル器232にてダウンサンプリ
ング処理された最低周波数帯域である第３帯域のデータ
列は、解析用水平ローパスフィルタ236と解析用水平ハ
イパスフィルタ237によってさらに水平方向にて帯域分
割される。なお、以下の説明では、解析用水平ローパス
フィルタ236からの出力データ列を第７帯域のデータ列
と呼び、解析用水平ハイパスフィルタ237からの出力デ
ータ列を第８帯域のデータ列と呼ぶ。
され、さらにダウンサンプル器232にてダウンサンプリ
ング処理された最低周波数帯域である第３帯域のデータ
列は、解析用水平ローパスフィルタ236と解析用水平ハ
イパスフィルタ237によってさらに水平方向にて帯域分
割される。なお、以下の説明では、解析用水平ローパス
フィルタ236からの出力データ列を第７帯域のデータ列
と呼び、解析用水平ハイパスフィルタ237からの出力デ
ータ列を第８帯域のデータ列と呼ぶ。
これら解析用水平ローパスフィルタ236と解析用水平
ハイパスフィルタ237の第７、第８帯域のデータ列は、
それぞれ対応するダウンサンプル器238,239によってさ
らにダウンサンプリング処理された後、メモリ240,241
に記憶される。
ハイパスフィルタ237の第７、第８帯域のデータ列は、
それぞれ対応するダウンサンプル器238,239によってさ
らにダウンサンプリング処理された後、メモリ240,241
に記憶される。
メモリ240から読み出された第７帯域のデータ列は、
解析用垂直ローパスフィルタ242と解析用垂直ハイパス
フィルタ243によってさらに垂直方向の帯域分割が行わ
れる。同様に、メモリ241から読み出された第８帯域の
データ列は、解析用垂直ローパスフィルタ244と解析用
垂直ハイパスフィルタ245によってさらに垂直方向の帯
域分割が行われる。このようにメモリ238,239も、後段
の各フィルタ242〜245において垂直方向の帯域分割を行
うために必要な数のラインデータを一時的に保存するラ
インメモリである。なお、以下の説明では、解析用垂直
ローパスフィルタ242以降の出力データ列を第９帯域の
データ列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ243以降
の出力データ列を第10帯域のデータ列と呼び、解析用垂
直ローパスフィルタ244以降の出力データ列を第11帯域
のデータ列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ245以
降の出力データ列を第12帯域のデータ列と呼ぶことにす
る。
解析用垂直ローパスフィルタ242と解析用垂直ハイパス
フィルタ243によってさらに垂直方向の帯域分割が行わ
れる。同様に、メモリ241から読み出された第８帯域の
データ列は、解析用垂直ローパスフィルタ244と解析用
垂直ハイパスフィルタ245によってさらに垂直方向の帯
域分割が行われる。このようにメモリ238,239も、後段
の各フィルタ242〜245において垂直方向の帯域分割を行
うために必要な数のラインデータを一時的に保存するラ
インメモリである。なお、以下の説明では、解析用垂直
ローパスフィルタ242以降の出力データ列を第９帯域の
データ列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ243以降
の出力データ列を第10帯域のデータ列と呼び、解析用垂
直ローパスフィルタ244以降の出力データ列を第11帯域
のデータ列と呼び、解析用垂直ハイパスフィルタ245以
降の出力データ列を第12帯域のデータ列と呼ぶことにす
る。
これら第９〜第12帯域のデータ列は、それぞれ対応す
るダウンサンプル器246,247,248,249にてさらにダウン
サンプリング処理が施された後、それぞれ対応する量子
化器253,254,255,256に送られる。
るダウンサンプル器246,247,248,249にてさらにダウン
サンプリング処理が施された後、それぞれ対応する量子
化器253,254,255,256に送られる。
一方、ダウンサンプル器233,234,235からの第４、第
５、第６帯域のデータ列は、第９〜第12帯域のデータ列
との同期をとるために、それぞれ遅延器250,251,252に
入力される。
５、第６帯域のデータ列は、第９〜第12帯域のデータ列
との同期をとるために、それぞれ遅延器250,251,252に
入力される。
これら遅延器250,251,252によって遅延処理の施され
た（同期がとられた）第４、第５、第６帯域のデータ列
と、ダウンサンプル器246,247,248,249からの第９〜第1
2帯域のデータ列は、それぞれ対応する量子化器253〜25
9に供給され、それぞれ対応する量子化器253〜259によ
って、それぞれ異なる量子化ステップを用いた量子化が
施される。
た（同期がとられた）第４、第５、第６帯域のデータ列
と、ダウンサンプル器246,247,248,249からの第９〜第1
2帯域のデータ列は、それぞれ対応する量子化器253〜25
9に供給され、それぞれ対応する量子化器253〜259によ
って、それぞれ異なる量子化ステップを用いた量子化が
施される。
これら各量子化器253〜259によって量子化された各デ
ータ列は、可逆符号器／多重化器260に入力され、ここ
で適応的な算術符号化を用いたロスのない圧縮が施さ
れ、さらに多重化処理などが施される。なお、ここで算
術符号化されるデータは、ウェーブレット変換によって
得られるウェーブレット係数やその他算術復号処理で必
要となるシンボルである。
ータ列は、可逆符号器／多重化器260に入力され、ここ
で適応的な算術符号化を用いたロスのない圧縮が施さ
れ、さらに多重化処理などが施される。なお、ここで算
術符号化されるデータは、ウェーブレット変換によって
得られるウェーブレット係数やその他算術復号処理で必
要となるシンボルである。
また、この可逆符号器／多重化器260には、ヘッダ発
生器262からの情報も供給され、当該情報がヘッドとし
て圧縮及び多重化されたデータ列に付加される。このヘ
ッダが付加されたデータ列が出力ビットストリームとし
て出力端子261から出力される。このヘッダの詳細につ
いては後述する。
生器262からの情報も供給され、当該情報がヘッドとし
て圧縮及び多重化されたデータ列に付加される。このヘ
ッダが付加されたデータ列が出力ビットストリームとし
て出力端子261から出力される。このヘッダの詳細につ
いては後述する。
この出力端子261から出力ビットストリームは、その
後誤り訂正符号が付加され更に所定の変調処理が施され
て蓄積媒体に記録されたり、伝送路を介して伝送され
る。
後誤り訂正符号が付加され更に所定の変調処理が施され
て蓄積媒体に記録されたり、伝送路を介して伝送され
る。
これら蓄積媒体から再生されたり、伝送路を介して伝
送されたビットストリームは、復調と誤り訂正処理され
た後、図２に示す本実施の形態の復号装置300に送られ
る。
送されたビットストリームは、復調と誤り訂正処理され
た後、図２に示す本実施の形態の復号装置300に送られ
る。
図２に示す復号装置300では、蓄積媒体や伝送路を介
したビットストリームが入力端子301に供給され、この
入力ビットストリームが逆多重化器／可逆復号器302に
送られる。この逆多重化器／可逆復号器302では、符号
化装置220の可逆符号器／多重化器260にてなされた多重
化処理や可逆符号化に対する復号処理を行い、第４〜第
６帯域のデータ列と第９〜第12帯域のデータ列に対応す
る各データ列を復元すると共に、ヘッダを分離して制御
器353に送る。各データ列は、それぞれ対応する逆量子
化器303〜309に入力され、ここでそれぞれ異なる量子化
ステップを用いた逆量子化が施される。なお、制御器35
3の詳細な動作については後述する。
したビットストリームが入力端子301に供給され、この
入力ビットストリームが逆多重化器／可逆復号器302に
送られる。この逆多重化器／可逆復号器302では、符号
化装置220の可逆符号器／多重化器260にてなされた多重
化処理や可逆符号化に対する復号処理を行い、第４〜第
６帯域のデータ列と第９〜第12帯域のデータ列に対応す
る各データ列を復元すると共に、ヘッダを分離して制御
器353に送る。各データ列は、それぞれ対応する逆量子
化器303〜309に入力され、ここでそれぞれ異なる量子化
ステップを用いた逆量子化が施される。なお、制御器35
3の詳細な動作については後述する。
逆量子化器303〜306の出力データ列は、それぞれ対応
するメモリ311〜314を介してアップサンプル器315〜318
に送られ、それぞれアップサンプリング処理された後
に、それぞれ対応する合成用垂直ローパスフィルタ31
9、合成用垂直ハイパスフィルタ320、合成用垂直ローパ
スフィルタ321、合成用垂直ハイパスフィルタ322にて垂
直方向の補間処理がなされる。このようにメモリ311〜3
14は、後段の合成用の各フィルタ319〜322において垂直
方向の補間処理を行うために必要な数のラインデータを
一時的に保存するラインメモリである。
するメモリ311〜314を介してアップサンプル器315〜318
に送られ、それぞれアップサンプリング処理された後
に、それぞれ対応する合成用垂直ローパスフィルタ31
9、合成用垂直ハイパスフィルタ320、合成用垂直ローパ
スフィルタ321、合成用垂直ハイパスフィルタ322にて垂
直方向の補間処理がなされる。このようにメモリ311〜3
14は、後段の合成用の各フィルタ319〜322において垂直
方向の補間処理を行うために必要な数のラインデータを
一時的に保存するラインメモリである。
合成用垂直ローパスフィルタ319と合成用垂直ハイパ
スフィルタ320の出力データ列は加算器323にて加算さ
れ、合成用垂直ローパスフィルタ321と合成用垂直ハイ
パスフィルタ322の出力データ列は加算器324にて加算さ
れる。
スフィルタ320の出力データ列は加算器323にて加算さ
れ、合成用垂直ローパスフィルタ321と合成用垂直ハイ
パスフィルタ322の出力データ列は加算器324にて加算さ
れる。
これら加算器323,324の各出力データ列は、それぞれ
対応するアップサンプル器325,326にてアップサンプリ
ング処理された後、それぞれ対応する合成用水平ローパ
スフィルタ327、合成用水平ハイパスフィルタ328にて水
平方向の補間処理がなされる。これら合成用水平ローパ
スフィルタ327、合成用水平ハイパスフィルタ328の出力
データ列は、加算器329にて加算された後、メモリ333に
記憶される。このメモリ333から読み出されたデータ列
はアップサンプル器337にてアップサンプリング処理さ
れた後に、合成用垂直ローパスフィルタ341にて垂直方
向の補間処理がなされる。このようにメモリ333は、後
段の合成用垂直ローパスフィルタ341において垂直方向
の補間処理を行うために必要な数のラインデータを一時
的に保存するラインメモリである。
対応するアップサンプル器325,326にてアップサンプリ
ング処理された後、それぞれ対応する合成用水平ローパ
スフィルタ327、合成用水平ハイパスフィルタ328にて水
平方向の補間処理がなされる。これら合成用水平ローパ
スフィルタ327、合成用水平ハイパスフィルタ328の出力
データ列は、加算器329にて加算された後、メモリ333に
記憶される。このメモリ333から読み出されたデータ列
はアップサンプル器337にてアップサンプリング処理さ
れた後に、合成用垂直ローパスフィルタ341にて垂直方
向の補間処理がなされる。このようにメモリ333は、後
段の合成用垂直ローパスフィルタ341において垂直方向
の補間処理を行うために必要な数のラインデータを一時
的に保存するラインメモリである。
一方、逆量子化器307〜309の出力データ列もそれぞれ
対応するメモリ334〜336を介し、さらにアップサンプル
器338〜339にてそれぞれアップサンプリング処理された
後に、それぞれ対応する合成用垂直ハイパスフィルタ34
2、合成用垂直ローパスフィルタ343、合成用垂直ハイパ
スフィルタ344にて垂直方向の補間処理がなされる。た
だし、これら合成用垂直ハイパスフィルタ342、合成用
垂直ローパスフィルタ343、合成用垂直ハイパスフィル
タ344へ送られることになるデータ列は、遅延器330〜33
2によって遅延されており、これらフィルタ342〜344で
の補間処理と、合成用垂直ローパスフィルタ341での補
間処理との同期がとられるようになされている。なお、
メモリ334〜336は、後段の合成用垂直ハイパスフィルタ
342、合成用垂直ローパスフィルタ343、合成用垂直ハイ
パスフィルタ344において垂直方向の補間処理を行うた
めに必要な数のラインデータを一時的に保存するライン
メモリである。
対応するメモリ334〜336を介し、さらにアップサンプル
器338〜339にてそれぞれアップサンプリング処理された
後に、それぞれ対応する合成用垂直ハイパスフィルタ34
2、合成用垂直ローパスフィルタ343、合成用垂直ハイパ
スフィルタ344にて垂直方向の補間処理がなされる。た
だし、これら合成用垂直ハイパスフィルタ342、合成用
垂直ローパスフィルタ343、合成用垂直ハイパスフィル
タ344へ送られることになるデータ列は、遅延器330〜33
2によって遅延されており、これらフィルタ342〜344で
の補間処理と、合成用垂直ローパスフィルタ341での補
間処理との同期がとられるようになされている。なお、
メモリ334〜336は、後段の合成用垂直ハイパスフィルタ
342、合成用垂直ローパスフィルタ343、合成用垂直ハイ
パスフィルタ344において垂直方向の補間処理を行うた
めに必要な数のラインデータを一時的に保存するライン
メモリである。
合成用垂直ローパスフィルタ341からのデータ列と合
成用垂直ハイパスフィルタ342からのデータ列は加算器3
45にて加算され、また合成用垂直ローパスフィルタ343
からのデータ列と合成用垂直ハイパスフィルタ344から
のデータ列は加算器346にて加算される。これら加算器3
45,346からのデータ列はそれぞれ対応するアップサンプ
ル器347〜348にてアップサンプリングされ、合成用水平
ローパスフィルタ349と合成用水平用ハイパスフィルタ3
50によって水平方向の補間処理がなされた後、加算器35
1にて加算されてデータ列が再現される。この再現され
たデータ列は図１の符号化装置220の入力データ列と略
々同じデータ列となり、出力端子352から出力される。
成用垂直ハイパスフィルタ342からのデータ列は加算器3
45にて加算され、また合成用垂直ローパスフィルタ343
からのデータ列と合成用垂直ハイパスフィルタ344から
のデータ列は加算器346にて加算される。これら加算器3
45,346からのデータ列はそれぞれ対応するアップサンプ
ル器347〜348にてアップサンプリングされ、合成用水平
ローパスフィルタ349と合成用水平用ハイパスフィルタ3
50によって水平方向の補間処理がなされた後、加算器35
1にて加算されてデータ列が再現される。この再現され
たデータ列は図１の符号化装置220の入力データ列と略
々同じデータ列となり、出力端子352から出力される。
上述したように、図１及び図２の構成では、符号化装
置220におけるダウンサンプル器232〜235と246〜249
は、画像上での垂直方向のダウンサンプリング処理、す
なわち１ラインごとの間引き処理が行われる。逆に、復
号装置300における垂直方向のアップサンプリング器315
〜318と337〜340では、入力される各ライン間にすべて
がゼロである１ラインを挿入する処理が行われる。
置220におけるダウンサンプル器232〜235と246〜249
は、画像上での垂直方向のダウンサンプリング処理、す
なわち１ラインごとの間引き処理が行われる。逆に、復
号装置300における垂直方向のアップサンプリング器315
〜318と337〜340では、入力される各ライン間にすべて
がゼロである１ラインを挿入する処理が行われる。
次に、ヘッダの情報についての説明を行う。
本発明の実施の形態において、符号化装置220のヘッ
ダ発生器262から発生して復号装置300へ送られるヘッダ
情報の第１の実施の形態としては、例えば図３に示すよ
うな情報を挙げることができる。なおここではフィルタ
は直線位相のFIR（Finite Impulse Response）フィルタ
であるものとする。
ダ発生器262から発生して復号装置300へ送られるヘッダ
情報の第１の実施の形態としては、例えば図３に示すよ
うな情報を挙げることができる。なおここではフィルタ
は直線位相のFIR（Finite Impulse Response）フィルタ
であるものとする。
この図３に示すヘッダの情報内の１ビットのフラグ
（default/download）は、復号装置300において例えば
予め設定されているデフォルトのフィルタを用いてフィ
ルタリング処理を行うようにさせる場合には０となり、
符号化装置220からのビットストリームに付加されて送
られるウエーブレットフィルタに関する情報を用いてフ
ィルタリング処理を行うようにさせる場合には１となる
ものである。ウエーブレットフィルタに関する後述の情
報は、このフラグ（default/download）が１の場合にの
み送られる。
（default/download）は、復号装置300において例えば
予め設定されているデフォルトのフィルタを用いてフィ
ルタリング処理を行うようにさせる場合には０となり、
符号化装置220からのビットストリームに付加されて送
られるウエーブレットフィルタに関する情報を用いてフ
ィルタリング処理を行うようにさせる場合には１となる
ものである。ウエーブレットフィルタに関する後述の情
報は、このフラグ（default/download）が１の場合にの
み送られる。
図３中のNLとNHにて表す情報は、それぞれ復号装置30
0における合成用ローパスフィルタと合成用ハイパスフ
ィルタのタップ数を示す情報である。例えば９タップま
での係数を持つフィルタを対象とする場合、このタップ
数NLとNHの情報として４ビット分が必要となる。なお、
一般に０タップ或いは１タップのフィルタが存在しない
ことを考慮して、タップ数NL又はNHの情報を（フィルタ
のタップ数−２）とすることもできる。この場合、４ビ
ット分で最大17タップまでのフィルタを指定することが
できる。
0における合成用ローパスフィルタと合成用ハイパスフ
ィルタのタップ数を示す情報である。例えば９タップま
での係数を持つフィルタを対象とする場合、このタップ
数NLとNHの情報として４ビット分が必要となる。なお、
一般に０タップ或いは１タップのフィルタが存在しない
ことを考慮して、タップ数NL又はNHの情報を（フィルタ
のタップ数−２）とすることもできる。この場合、４ビ
ット分で最大17タップまでのフィルタを指定することが
できる。
図３中のDLとDHにて表す情報は、それぞれ復号装置30
0において合成用ローパスフィルタと合成用ハイパスフ
ィルタのフィルタリング処理をデータ列に施す場合の位
相シフトの情報であり、直線位相フィルタにおける群遅
延量に相当する。ここで、NL又はNHにて示すタップ数が
奇数である場合には、その群遅延量は整数値となり、偶
数である場合にはその群遅延量は奇数/2となる。そこ
で、当該位相シフトDL及びDHの値は次式（13）のように
設定する。
0において合成用ローパスフィルタと合成用ハイパスフ
ィルタのフィルタリング処理をデータ列に施す場合の位
相シフトの情報であり、直線位相フィルタにおける群遅
延量に相当する。ここで、NL又はNHにて示すタップ数が
奇数である場合には、その群遅延量は整数値となり、偶
数である場合にはその群遅延量は奇数/2となる。そこ
で、当該位相シフトDL及びDHの値は次式（13）のように
設定する。
ここで、NX＝NL又はNHであり、DX＝DL又はDHである。
例えば、DLに対して１ビットを用い、奇数タップに対
しては群遅延量＝０又は１、偶数タップに対しては群遅
延量＝０又は0.5を表わすようにすることができる。
しては群遅延量＝０又は１、偶数タップに対しては群遅
延量＝０又は0.5を表わすようにすることができる。
図３中のLcoef0、Lcoef1、・・・、Hcoef0、Hcoef1、
・・・にて表す情報は、復号装置300における合成用ロ
ーパスフィルタと合成用ハイパスフィルタのフィルタ係
数を示す情報である。ここで、用いるウエーブレットフ
ィルタを、対称型或いは反対称型のものに限定した場
合、独立なフィルタ係数の数は、タップ数が偶数である
場合にはタップ数/2個、奇数である場合には（タップ数
＋１）/2個となるため、その数のフィルタ係数のみを送
る。
・・・にて表す情報は、復号装置300における合成用ロ
ーパスフィルタと合成用ハイパスフィルタのフィルタ係
数を示す情報である。ここで、用いるウエーブレットフ
ィルタを、対称型或いは反対称型のものに限定した場
合、独立なフィルタ係数の数は、タップ数が偶数である
場合にはタップ数/2個、奇数である場合には（タップ数
＋１）/2個となるため、その数のフィルタ係数のみを送
る。
対称型フィルタとはフィルタ係数が式（14）を満たす
フィルタであり、 cX（ｉ）＝cX（NX−ｉ−１） （14） 一方、反対称型フィルタとはフィルタ係数が式（15）
を満たすフィルタである。
フィルタであり、 cX（ｉ）＝cX（NX−ｉ−１） （14） 一方、反対称型フィルタとはフィルタ係数が式（15）
を満たすフィルタである。
cX（ｉ）＝−cX（NX−ｉ−１） （15） を満たすフィルタである。なお、式中のcX（ｉ）とは合
成用ローパスフィルタと合成用ハイパスフィルタのフィ
ルタ係数を表し、合成用ローパスフィルタの場合はＸ＝
ＬでcL（ｉ）となり、合成用ハイパスフィルタの場合は
Ｘ＝ＨでcH（ｉ）となる。また、式中のNXは合成用ロー
パスフィルタと合成用ハイパスフィルタのタップ数を表
し、合成用ローパスフィルタの場合はＸ＝ＬでNLとな
り、合成用ハイパスフィルタの場合はＸ＝ＨでNHとな
る。
成用ローパスフィルタと合成用ハイパスフィルタのフィ
ルタ係数を表し、合成用ローパスフィルタの場合はＸ＝
ＬでcL（ｉ）となり、合成用ハイパスフィルタの場合は
Ｘ＝ＨでcH（ｉ）となる。また、式中のNXは合成用ロー
パスフィルタと合成用ハイパスフィルタのタップ数を表
し、合成用ローパスフィルタの場合はＸ＝ＬでNLとな
り、合成用ハイパスフィルタの場合はＸ＝ＨでNHとな
る。
各フィルタ係数はビットストリーム上で、例えば図４
に示すように表現することができる。この図２中のＭは
フィルタ係数の有効数字を表わし、Ｅは指数を表わす。
実際の係数はこれらの値を用いて次の式（16）のように
計算される。
に示すように表現することができる。この図２中のＭは
フィルタ係数の有効数字を表わし、Ｅは指数を表わす。
実際の係数はこれらの値を用いて次の式（16）のように
計算される。
cX（ｉ）＝Ｍ×10E （16） 例えば、有効数字を７桁とするためにはフィルタ係数
の有効数字Ｍを25ビットで表わし、また指数Ｅに５ビッ
ト与えることで、−16≦Ｅ≦15の範囲の指数を表わすよ
うにすることができる。
の有効数字Ｍを25ビットで表わし、また指数Ｅに５ビッ
ト与えることで、−16≦Ｅ≦15の範囲の指数を表わすよ
うにすることができる。
本実施の形態にて示したビット数を用いて、例えば前
述した図22の合成用フィルタ係数を復号装置側にダウン
ロードするためには、図５に示すように合計で291ビッ
トが必要となる。
述した図22の合成用フィルタ係数を復号装置側にダウン
ロードするためには、図５に示すように合計で291ビッ
トが必要となる。
上述したようなビットストリーム中のヘッダ情報に基
づき、本実施の形態の復号装置300における逆ウエーブ
レット変換の方法を決定する手順について、図６のフロ
ーチャートを用いて説明する。この手順の処理は、図２
の復号装置300の制御器353が行う。
づき、本実施の形態の復号装置300における逆ウエーブ
レット変換の方法を決定する手順について、図６のフロ
ーチャートを用いて説明する。この手順の処理は、図２
の復号装置300の制御器353が行う。
先ず、ステップST11において、逆多重化器／可逆復号
器302がビットストリームから分離したヘッダ情報が制
御器353に供給されると、制御器353は、ステップST12に
おいてヘッダ情報からフラグ（default/download）を読
み込み、ステップST13に進む。そして、制御器353はス
テップST13において、フラグの値が０か１かどうかを判
断する。そのフラグの値が０である場合には、ステップ
ST14に進み、予め設定されているフィルタ係数を各合成
用のウエーブレットフィルタ、すなわち合成各ハイパス
フィルタ及び合成用の各ローパスフィルタに送り、この
予め設定された合成ウエーブレットフィルタによって前
述の逆ウエーブレット変換を行わせる。一方、フラグ
（default/download）の値が１である場合はステップST
15に進み、制御器353は、図３に示したヘッダ情報内の
後続のビット列を、ウエーブレットフィルタに関する情
報を示すものとみなし、順次読み込んでいく。
器302がビットストリームから分離したヘッダ情報が制
御器353に供給されると、制御器353は、ステップST12に
おいてヘッダ情報からフラグ（default/download）を読
み込み、ステップST13に進む。そして、制御器353はス
テップST13において、フラグの値が０か１かどうかを判
断する。そのフラグの値が０である場合には、ステップ
ST14に進み、予め設定されているフィルタ係数を各合成
用のウエーブレットフィルタ、すなわち合成各ハイパス
フィルタ及び合成用の各ローパスフィルタに送り、この
予め設定された合成ウエーブレットフィルタによって前
述の逆ウエーブレット変換を行わせる。一方、フラグ
（default/download）の値が１である場合はステップST
15に進み、制御器353は、図３に示したヘッダ情報内の
後続のビット列を、ウエーブレットフィルタに関する情
報を示すものとみなし、順次読み込んでいく。
次に、ステップST16に進み、制御器353は、タップ数N
L又はNHに対し、読み込むべきフィルタ係数の数を決定
するとともに、フィルタの群遅延量gds及び畳み込み演
算をデータ列末端に施す際に必要となる外挿処理の方法
を定義する３つのパラメータeB、eE、symを以下のよう
にして決定する。
L又はNHに対し、読み込むべきフィルタ係数の数を決定
するとともに、フィルタの群遅延量gds及び畳み込み演
算をデータ列末端に施す際に必要となる外挿処理の方法
を定義する３つのパラメータeB、eE、symを以下のよう
にして決定する。
群遅延量gdsを決定する場合、制御器353は、フラグ
（default/download）の後続のDL又はDHの情報を読み込
み、フィルタのタップ数NL又はNHに応じて、群遅延量gd
sを次式（17）のように算出する。
（default/download）の後続のDL又はDHの情報を読み込
み、フィルタのタップ数NL又はNHに応じて、群遅延量gd
sを次式（17）のように算出する。
ここで、NX＝NL又はNHであり、DX＝DL又はDHである。
畳み込み演算の折り返しパラメータを決定する場合、
制御器353は、群遅延量gds、及びフィルタのタップ数NL
又はNHによってデータ列の先端位置及び終端位置に施す
折り返しの方法を定義する２つのパラメータeB、eEを次
式（18）のように算出する。
制御器353は、群遅延量gds、及びフィルタのタップ数NL
又はNHによってデータ列の先端位置及び終端位置に施す
折り返しの方法を定義する２つのパラメータeB、eEを次
式（18）のように算出する。
eY＝abs（dY＋gds＋dDY） （18） eY＝eB又はeE, dY＝dB又はdE, dDY＝dDB又はdDE, なお、dB、dEは、解析側（符号化装置側）において行
われた先端位置（または終端位置）に対する外挿処理の
結果生じる対象中心位置と先端データ（または終端デー
タ）との距離であり、その値は解析側（符号化装置側）
で用いたフィルタのタップ数によって一意に決定でき
る。ただし、いわゆるQMF（Quatrature Mirror Filte
r）やSSKF（Symmetric Short Kernel Filter）などの設
計法からもわかるように、解析用ローパスフィルタのタ
ップ数は合成用ハイパスフィルタのタップ数と、解析用
ハイパスフィルタのタップ数は合成用ローパスフィルタ
のタップ数と等しいため、dB、dEは合成フィルタのタッ
プ数NL或いはNHから図７に示す表１のように求められ
る。また、dDB、dDEは解析側符号化装置側のダウンサン
プリングによる、先端データ又は終端データと対象中心
位置との距離の変化であり、常にデータ列の先端データ
を保存するようにダウンサンプリングを定義しておけ
ば、DDB＝０、dDE＝１となる。
われた先端位置（または終端位置）に対する外挿処理の
結果生じる対象中心位置と先端データ（または終端デー
タ）との距離であり、その値は解析側（符号化装置側）
で用いたフィルタのタップ数によって一意に決定でき
る。ただし、いわゆるQMF（Quatrature Mirror Filte
r）やSSKF（Symmetric Short Kernel Filter）などの設
計法からもわかるように、解析用ローパスフィルタのタ
ップ数は合成用ハイパスフィルタのタップ数と、解析用
ハイパスフィルタのタップ数は合成用ローパスフィルタ
のタップ数と等しいため、dB、dEは合成フィルタのタッ
プ数NL或いはNHから図７に示す表１のように求められ
る。また、dDB、dDEは解析側符号化装置側のダウンサン
プリングによる、先端データ又は終端データと対象中心
位置との距離の変化であり、常にデータ列の先端データ
を保存するようにダウンサンプリングを定義しておけ
ば、DDB＝０、dDE＝１となる。
さらに、群遅延量gdsは符号化装置側の解析用のフィ
ルタの群遅延量であるが、これは復号側の合成用のフィ
ルタの群遅延量gdsの符号を反転することによって得ら
れる。すなわち、式（19）のように求めることができ
る。
ルタの群遅延量であるが、これは復号側の合成用のフィ
ルタの群遅延量gdsの符号を反転することによって得ら
れる。すなわち、式（19）のように求めることができ
る。
gds＝−gds （19） 次に、符号化装置側の解析に用いたウエーブレットフ
ィルタの対称性は、外挿処理において必要となる情報で
あり、制御器353は、この情報を次のように合成フィル
タのタップ数から求める。
ィルタの対称性は、外挿処理において必要となる情報で
あり、制御器353は、この情報を次のように合成フィル
タのタップ数から求める。
すなわちローパスフィルタの場合、そのフィルタ係数
はタップ数に関係なく常に式（14）を満足する。従っ
て、解析用ローパスフィルタは常に対称型となる。これ
に対して、ハイパスフィルタの場合には、そのタップ数
が奇数であれば対称型、偶数であれば反対称型（式（1
5））となる。解析用ハイパスフィルタのタップ数は、
合成用ローパスフィルタのタップ数NLと等しいため、こ
のNLよって解析用ハイパスフィルタの対称性を判定でき
る。タップ数NLが奇数の場合、すなわち解析用ハイパス
フィルタが対称型である場合にはパラメータsymを１
に、NLが偶数である場合、すなわち解析用ハイパスフィ
ルタが反対称型である場合にはパラメータsymを−１に
設定する。
はタップ数に関係なく常に式（14）を満足する。従っ
て、解析用ローパスフィルタは常に対称型となる。これ
に対して、ハイパスフィルタの場合には、そのタップ数
が奇数であれば対称型、偶数であれば反対称型（式（1
5））となる。解析用ハイパスフィルタのタップ数は、
合成用ローパスフィルタのタップ数NLと等しいため、こ
のNLよって解析用ハイパスフィルタの対称性を判定でき
る。タップ数NLが奇数の場合、すなわち解析用ハイパス
フィルタが対称型である場合にはパラメータsymを１
に、NLが偶数である場合、すなわち解析用ハイパスフィ
ルタが反対称型である場合にはパラメータsymを−１に
設定する。
次に、ステップST17に進み、制御器353は、タップ数N
LまたはNHが奇数であるかどうかを判断する。タップ数N
LまたはNHが奇数である場合にはステップST18に進み、
（NL＋１）/2個の、或いは（NH＋１）/2個のフィルタ係
数を読み込む。この場合、ローパスフィルタ及びハイパ
スフィルタのいずれもが対称型であるので、式（14）の
関係を用いることにより全係数のセットが得られる。タ
ップ数NLまたはNHが偶数である場合にはステップST19に
進み、NL/2個の、或いはNH/2個のフィルタ係数を読み込
む。ただしこの場合には、ローパスフィルタは対称型、
ハイパスフィルタは反対称型となるため、全係数のセッ
トは、それぞれ式（14）、あるいは式（15）によって与
えられる。
LまたはNHが奇数であるかどうかを判断する。タップ数N
LまたはNHが奇数である場合にはステップST18に進み、
（NL＋１）/2個の、或いは（NH＋１）/2個のフィルタ係
数を読み込む。この場合、ローパスフィルタ及びハイパ
スフィルタのいずれもが対称型であるので、式（14）の
関係を用いることにより全係数のセットが得られる。タ
ップ数NLまたはNHが偶数である場合にはステップST19に
進み、NL/2個の、或いはNH/2個のフィルタ係数を読み込
む。ただしこの場合には、ローパスフィルタは対称型、
ハイパスフィルタは反対称型となるため、全係数のセッ
トは、それぞれ式（14）、あるいは式（15）によって与
えられる。
次に、ステップST20に進み、上述した手順に従って得
られた群遅延量gdsと外挿処理パラメータeB、eE、及び
フィルタ係数Lcoef、Hcoefが、制御器353から各フィル
タに入力される。復号装置300は、入力された群遅延量g
ds,外挿処理パラメータeB、eE、及びフィルタ係数Lcoe
f、Hcoefに基づいて次のように逆ウエーブレット変換を
行う。
られた群遅延量gdsと外挿処理パラメータeB、eE、及び
フィルタ係数Lcoef、Hcoefが、制御器353から各フィル
タに入力される。復号装置300は、入力された群遅延量g
ds,外挿処理パラメータeB、eE、及びフィルタ係数Lcoe
f、Hcoefに基づいて次のように逆ウエーブレット変換を
行う。
先ず、外挿処理として、復号装置300では、入力され
たデータ列の両端近傍（先端、終端）に対して、図８の
フローチャートに示す手順によって折り返し処理を施
し、後述する畳み込み演算において不足するデータを外
挿する。ここで、ｘ（ｉ）は位置ｉにおけるデータの値
であり、入力されたデータはｘ（０）,x（１），・・
・,x（Ｎ−１）であるとする。位置ｉはダウンサンプリ
ングされたデータ列に付与されたインデックスである。
また、SymB（ｉ）、SymE（ｉ）は、式（20）、式（21）
で与えられる関数で、それぞれ先端位置近傍、終端位置
近傍において位置ｉに対応するデータ列内の位置を算出
する。
たデータ列の両端近傍（先端、終端）に対して、図８の
フローチャートに示す手順によって折り返し処理を施
し、後述する畳み込み演算において不足するデータを外
挿する。ここで、ｘ（ｉ）は位置ｉにおけるデータの値
であり、入力されたデータはｘ（０）,x（１），・・
・,x（Ｎ−１）であるとする。位置ｉはダウンサンプリ
ングされたデータ列に付与されたインデックスである。
また、SymB（ｉ）、SymE（ｉ）は、式（20）、式（21）
で与えられる関数で、それぞれ先端位置近傍、終端位置
近傍において位置ｉに対応するデータ列内の位置を算出
する。
SymB（ｉ）＝−ｉ−eB （20） SymE（ｉ）＝2N−ｉ−２＋eE （21） すなわち、図８において、ステップST1において位置
ｉと変数sgnを初期化し、ステップST3に進む。ステップ
ST3において、変数sgnとしてsgn×symを求め、ステップ
ST5に進む。ステップST5において出力データx'を用いて
０≦x'≦Ｎ−１の判断を行い、x'＜０のときはステップ
ST2に進み、ステップST2におてi'をSymB（i'）にして、
ステップST3に戻る。x'≧ＮのときはステップST4に進
み、ステップST4においてi'をSymE（i'）にして、ステ
ップST3に戻る。また、０≦x'≦Ｎ−１のときにはステ
ップST6にてｘ（ｉ）＝sgn×ｘ（i'）にして、外挿処理
を終了する。
ｉと変数sgnを初期化し、ステップST3に進む。ステップ
ST3において、変数sgnとしてsgn×symを求め、ステップ
ST5に進む。ステップST5において出力データx'を用いて
０≦x'≦Ｎ−１の判断を行い、x'＜０のときはステップ
ST2に進み、ステップST2におてi'をSymB（i'）にして、
ステップST3に戻る。x'≧ＮのときはステップST4に進
み、ステップST4においてi'をSymE（i'）にして、ステ
ップST3に戻る。また、０≦x'≦Ｎ−１のときにはステ
ップST6にてｘ（ｉ）＝sgn×ｘ（i'）にして、外挿処理
を終了する。
次に、アップサンプリング処理として、復号装置300
では、決められた方法に従い、外挿データも含めたデー
タ列に対して、各データ間にゼロを挿入する。
では、決められた方法に従い、外挿データも含めたデー
タ列に対して、各データ間にゼロを挿入する。
次に、畳み込み演算として、復号装置300では、群遅
延量gdsのフィルタを用いた畳み込み演算を、次式（2
2）のように行う。
延量gdsのフィルタを用いた畳み込み演算を、次式（2
2）のように行う。
ここで、ｉ＝0,1,2・・・,NX−１であり、NX＝NL又は
NHであり、cX＝cL又はcHである。
NHであり、cX＝cL又はcHである。
なお、本実施の形態では、デフォルトのフィルタを１
組設定することを仮定しているが、フラグ（default/do
wnload）を２ビット以上のビット数で表わして、複数の
個となるデフォルトフィルタを設定するようにすること
もできる。
組設定することを仮定しているが、フラグ（default/do
wnload）を２ビット以上のビット数で表わして、複数の
個となるデフォルトフィルタを設定するようにすること
もできる。
また、図８のフローチャートでは、常にsgn＝sgn×sy
mの計算が行われるようになっているが、ローパスフィ
ルタは常に対称型であるため、ハイパスフィルに対して
のみ、この演算を行なうようにすることもできる。
mの計算が行われるようになっているが、ローパスフィ
ルタは常に対称型であるため、ハイパスフィルに対して
のみ、この演算を行なうようにすることもできる。
図３に示したヘッダ情報の第１の実施の形態の他に、
本発明のヘッダ情報としては図９に示すような第２の実
施の形態のヘッダ情報を用いることもできる。
本発明のヘッダ情報としては図９に示すような第２の実
施の形態のヘッダ情報を用いることもできる。
この第２の実施の形態のヘッダ情報は、第１の実施の
形態のヘッダ情報と略々同じであるが、この第２の実施
の形態では、式（18）による折り返しパラメータの算出
を符号化装置220のヘッダ発生器262で行い、その値を出
力ビットストリームに付加して復号装置300に伝送する
点が異なる。すなわち、この第２の実施の形態のヘッダ
情報は、図９に示すようなものとなる。ここで、図中の
eBLとeLEは合成用ローパスフィルタによる先端位置と終
端位置に対する折り返しパラメータであり、eBHとeEHは
合成用ハイパスフィルタリングによる先端位置と終端位
置に対する折り返しの方法を定義する折り返しパラメー
タである。折り返しパラメータは０、または１の値とな
るため、これらを表わすためにはそれぞれ１ビットあれ
ばよい。
形態のヘッダ情報と略々同じであるが、この第２の実施
の形態では、式（18）による折り返しパラメータの算出
を符号化装置220のヘッダ発生器262で行い、その値を出
力ビットストリームに付加して復号装置300に伝送する
点が異なる。すなわち、この第２の実施の形態のヘッダ
情報は、図９に示すようなものとなる。ここで、図中の
eBLとeLEは合成用ローパスフィルタによる先端位置と終
端位置に対する折り返しパラメータであり、eBHとeEHは
合成用ハイパスフィルタリングによる先端位置と終端位
置に対する折り返しの方法を定義する折り返しパラメー
タである。折り返しパラメータは０、または１の値とな
るため、これらを表わすためにはそれぞれ１ビットあれ
ばよい。
この場合の復号装置300では、ビットストリームに付
加されて送られてきたヘッダ情報中の折り返しパラメー
タをそのまま式（20）、及び式（21）に代入して折り返
し処理を行う。よって、復号装置300の制御器353におい
て図６に示されたフローチャートのステップST16の折り
返しパラメータの決定処理が省略される。
加されて送られてきたヘッダ情報中の折り返しパラメー
タをそのまま式（20）、及び式（21）に代入して折り返
し処理を行う。よって、復号装置300の制御器353におい
て図６に示されたフローチャートのステップST16の折り
返しパラメータの決定処理が省略される。
また、本発明の第３の実施の形態のヘッダ情報として
は、図10に示すようなヘッダ情報を用いることもでき
る。
は、図10に示すようなヘッダ情報を用いることもでき
る。
この第３の実施の形態のヘッダ情報は、図10に示した
第２の実施の形態のヘッダ情報にさらに解析用ハイパス
フィルタの対称性を表わすパラメータsymが付加されて
いる。パラメータsymの取り得る値は１または−１であ
るため、１ビットで表わすことができる。
第２の実施の形態のヘッダ情報にさらに解析用ハイパス
フィルタの対称性を表わすパラメータsymが付加されて
いる。パラメータsymの取り得る値は１または−１であ
るため、１ビットで表わすことができる。
この場合の復号装置300では、ビットストリームに付
加されて送られてきたヘッダ情報中のパラメータsymの
値を用いて図８のフローチャートに示した処理を実行す
る。よって、復号装置300の制御器353において、図６に
示されたフローチャートのステップST16の処理が省略さ
れる。
加されて送られてきたヘッダ情報中のパラメータsymの
値を用いて図８のフローチャートに示した処理を実行す
る。よって、復号装置300の制御器353において、図６に
示されたフローチャートのステップST16の処理が省略さ
れる。
さらに、本発明の第４の実施の形態のヘッダ情報とし
ては、図11に示すようなヘッダ情報を用いることもでき
る。
ては、図11に示すようなヘッダ情報を用いることもでき
る。
この第４の実施の形態のヘッダ情報は、図10に示した
第３の実施の形態のヘッダ情報にさらにダウンロードす
るフィルタ係数の表現方法を表わす２ビットのフラグc_
typeが付加されている。このフラグc_typeの値は、例え
ばウエーブレット係数が実数である場合には０、整数で
ある場合には１、また（整数/2のべき乗）である場合に
は２に設定する。
第３の実施の形態のヘッダ情報にさらにダウンロードす
るフィルタ係数の表現方法を表わす２ビットのフラグc_
typeが付加されている。このフラグc_typeの値は、例え
ばウエーブレット係数が実数である場合には０、整数で
ある場合には１、また（整数/2のべき乗）である場合に
は２に設定する。
ここで、フィルタ係数が実数で表現される場合、すな
ちフラグc_typeが０である場合には、各フィルタ係数
は、図４に示したと同じように仮数部Ｍと指数部Ｅに分
けてビットストリーム上に記録される。また、フィルタ
係数が整数で表現される場合、すなわちフラグc_typeが
１である場合には、その値は図４の仮数部Ｍのみで表わ
され、指数部Ｅに相当するビット列は出力されない。
ちフラグc_typeが０である場合には、各フィルタ係数
は、図４に示したと同じように仮数部Ｍと指数部Ｅに分
けてビットストリーム上に記録される。また、フィルタ
係数が整数で表現される場合、すなわちフラグc_typeが
１である場合には、その値は図４の仮数部Ｍのみで表わ
され、指数部Ｅに相当するビット列は出力されない。
フィルタ係数が（整数/2のべき乗）で表現されている
場合のビットストリームは、形式的には図４と同じであ
るが、その仮数部は分子の整数を表わし、指数部は分母
のべきの数を表わす。すなわち、実際のフィルタ係数
は、次式（23）のように構成される。この場合、復号装
置300の制御器353において、図６に示されたステップST
12においてこのフラグc_typeを判断して、フィルタ係数
の表現方法を記載することができる。
場合のビットストリームは、形式的には図４と同じであ
るが、その仮数部は分子の整数を表わし、指数部は分母
のべきの数を表わす。すなわち、実際のフィルタ係数
は、次式（23）のように構成される。この場合、復号装
置300の制御器353において、図６に示されたステップST
12においてこのフラグc_typeを判断して、フィルタ係数
の表現方法を記載することができる。
cX（ｉ）＝M/2E （23） なお、フラグc_typeの値、すなわちフィルタの表現方
法によって仮数部Ｍと指数部Ｅに割り当てるビット数を
変えることも可能である。例えば、図21に示したフィル
タは、図12に示すように（整数部/2のべき乗）の形式で
表わすことができるが、これらのフィルタは、仮数部に
６ビット、指数部に３ビットあれば表現できる。異なる
フィルタを用いることを想定して、仮数部に10ビット、
指数部に４ビットを割り当てた場合でも第１の実施の形
態に示した場合に比べて、１フィルタ係数あたり16ビッ
ト削減できることになる。
法によって仮数部Ｍと指数部Ｅに割り当てるビット数を
変えることも可能である。例えば、図21に示したフィル
タは、図12に示すように（整数部/2のべき乗）の形式で
表わすことができるが、これらのフィルタは、仮数部に
６ビット、指数部に３ビットあれば表現できる。異なる
フィルタを用いることを想定して、仮数部に10ビット、
指数部に４ビットを割り当てた場合でも第１の実施の形
態に示した場合に比べて、１フィルタ係数あたり16ビッ
ト削減できることになる。
本発明の第５の実施の形態のヘッダ情報としては、図
13に示すようなヘッダ情報を用いることもできる。
13に示すようなヘッダ情報を用いることもできる。
この第５の実施の形態の場合の符号化装置220の全体
的な構成は図１に示したものと同じであるが、符号化装
置220のヘッダ発生器262では、ヘッダ情報として図13に
示すような算術符号化に関する情報を発生する。したが
って、この場合の復号装置300では、ビットストリーム
にヘッダとして付加された算術符号化に関する情報を元
にしてウエーブレット係数の算術復号を行うことにな
る。ただし、ここではウエーブレット係数を統計的性質
が異なると考えられるＫ個のグループに分類しそれぞれ
異なるモデルを用いて算術符号化を行うことになる。こ
れらのモデルにはそれぞれデフォルトのアルファベット
サイズ、すなわち算術符号化を行うデータが取り得る値
の最大値が設定されているものとする。このようなグル
ープ分けの例としては、係数が属する周波数帯域に基づ
くものが考えられる。図１に示されるウエーブレット分
割では、最低周波数帯域を含めて３つの異なる周波数帯
域が生成されるためＫ＝３となり、３つの異なるモデル
を用いることになる。
的な構成は図１に示したものと同じであるが、符号化装
置220のヘッダ発生器262では、ヘッダ情報として図13に
示すような算術符号化に関する情報を発生する。したが
って、この場合の復号装置300では、ビットストリーム
にヘッダとして付加された算術符号化に関する情報を元
にしてウエーブレット係数の算術復号を行うことにな
る。ただし、ここではウエーブレット係数を統計的性質
が異なると考えられるＫ個のグループに分類しそれぞれ
異なるモデルを用いて算術符号化を行うことになる。こ
れらのモデルにはそれぞれデフォルトのアルファベット
サイズ、すなわち算術符号化を行うデータが取り得る値
の最大値が設定されているものとする。このようなグル
ープ分けの例としては、係数が属する周波数帯域に基づ
くものが考えられる。図１に示されるウエーブレット分
割では、最低周波数帯域を含めて３つの異なる周波数帯
域が生成されるためＫ＝３となり、３つの異なるモデル
を用いることになる。
図13中のフラグ（alp_size_download）は１ビットで
あり、アルファベットサイズをダウンロードするか否か
を示す。符号化装置220において、復号装置300と共通に
設定されているデフォルトのアルファベットサイズを用
いた場合には、例えばこのフラグの値を０とし、デフォ
ルト以外のアルファベットサイズを用いた場合にはフラ
グの値を１として、後続のビットストリーム上に各モデ
ルに対して実際に用いたＫのアルファベットサイズを出
力する。
あり、アルファベットサイズをダウンロードするか否か
を示す。符号化装置220において、復号装置300と共通に
設定されているデフォルトのアルファベットサイズを用
いた場合には、例えばこのフラグの値を０とし、デフォ
ルト以外のアルファベットサイズを用いた場合にはフラ
グの値を１として、後続のビットストリーム上に各モデ
ルに対して実際に用いたＫのアルファベットサイズを出
力する。
また、図13中alp_size_0、alp_size_1、・・・、alp_
size_（Ｋ−１）にて示す情報は、フラグ（alp_size_do
wnload）が１である場合にのみ存在し、各モデルに対す
るアルファベットサイズを表わす。上述したようなビッ
トストリーム中のヘッダ情報に基づき本実施の形態の復
号装置300における逆ウェーブレット係数の算術復号の
方法を決定する手順について、図14のフローチャートを
用いて説明する。この手順の処理は、図２の復号装置30
0の制御器353が行う。
size_（Ｋ−１）にて示す情報は、フラグ（alp_size_do
wnload）が１である場合にのみ存在し、各モデルに対す
るアルファベットサイズを表わす。上述したようなビッ
トストリーム中のヘッダ情報に基づき本実施の形態の復
号装置300における逆ウェーブレット係数の算術復号の
方法を決定する手順について、図14のフローチャートを
用いて説明する。この手順の処理は、図２の復号装置30
0の制御器353が行う。
まず、ステップST21において、逆多重化器／可逆符号
化器302がビットストリームから分離したヘッダ情報が
制御器353に供給されると、復号装置300の制御器353
は、ステップST22においてヘッド情報のフラグ（alp_si
ze_download）を読み込み、ステップST23に進む。そし
て、制御器353は、ステップST23において、フラグの値
が０か１かどうかを判断する。この値が０である場合に
は、ステップST24に進み、予め設定されたアルファベッ
トサイズを逆多重化器／可逆復号器302に送り、ウエー
ブレット係数の算術復号処理が行われる。また、このフ
ラグが１である場合には、ステップST25に進む。フラグ
に後続する情報からＫ個のアルファベットサイズを読み
込み、これらを逆多重化器／可逆復号器302に送り、ウ
エーブレット係数の算術復号処理が行われる。
化器302がビットストリームから分離したヘッダ情報が
制御器353に供給されると、復号装置300の制御器353
は、ステップST22においてヘッド情報のフラグ（alp_si
ze_download）を読み込み、ステップST23に進む。そし
て、制御器353は、ステップST23において、フラグの値
が０か１かどうかを判断する。この値が０である場合に
は、ステップST24に進み、予め設定されたアルファベッ
トサイズを逆多重化器／可逆復号器302に送り、ウエー
ブレット係数の算術復号処理が行われる。また、このフ
ラグが１である場合には、ステップST25に進む。フラグ
に後続する情報からＫ個のアルファベットサイズを読み
込み、これらを逆多重化器／可逆復号器302に送り、ウ
エーブレット係数の算術復号処理が行われる。
なお、復号装置300の制御器353において、順次ダウン
ロードされてくるアルファベットサイズがどのモデルに
対応するものであるかは、予め対応付けられているもの
とする。
ロードされてくるアルファベットサイズがどのモデルに
対応するものであるかは、予め対応付けられているもの
とする。
また、ウエーブレット係数の分類の仕方やモデルの数
は、符号化装置側と復号装置側で共通に設定されている
限り、その設定の仕方は任意である。
は、符号化装置側と復号装置側で共通に設定されている
限り、その設定の仕方は任意である。
さらに、ここではウエーブレット係数の算術符号化の
例を示したが、その他のシンボルに対しても算術符号化
を適用し、そのシンボルのとり得る範囲が入力画像など
に依存して変化する場合には同様にアルファベットサイ
ズのダウンロードを行うようにすることができる。
例を示したが、その他のシンボルに対しても算術符号化
を適用し、そのシンボルのとり得る範囲が入力画像など
に依存して変化する場合には同様にアルファベットサイ
ズのダウンロードを行うようにすることができる。
本発明の第６の実施の形態のヘッダ情報としては、図
15に示すようなヘッダ情報を用いることもできる。
15に示すようなヘッダ情報を用いることもできる。
この第６の実施の形態のヘッダ情報は、図13に示した
第５の実施の形態のヘッダ情報と略々同じであるが、こ
の第６の実施の形態のヘッド情報では、フラグ（alp_si
ze_download）の代わりに、アルファベットサイズをダ
ウンロードするモデルの数を用いる点が異なる。また各
モデルには予め優先順位が設定されているものとする。
例えば、第５の実施の形態で述べたように、周波数帯域
毎にに異なるモデルを用いる場合、低周波数帯域に対す
るモデルほど優先順位が高くなるように設定することも
できる。
第５の実施の形態のヘッダ情報と略々同じであるが、こ
の第６の実施の形態のヘッド情報では、フラグ（alp_si
ze_download）の代わりに、アルファベットサイズをダ
ウンロードするモデルの数を用いる点が異なる。また各
モデルには予め優先順位が設定されているものとする。
例えば、第５の実施の形態で述べたように、周波数帯域
毎にに異なるモデルを用いる場合、低周波数帯域に対す
るモデルほど優先順位が高くなるように設定することも
できる。
図15中のmodel_numは、アルファベットサイズをダウ
ンロードするモデルの数の情報を表わし、これに後続す
る情報としてモデル数model_numにて示される個数のア
ルファベットサイズが配置されていることを示す。ただ
し、この値は必ずしもモデルの総数Ｋに等しい必要はな
く、Ｋ以下であればよい。優先順位の高いものからモデ
ル数model_numにて示される個数のモデルに対してのみ
アルファベットサイズがダウンロードされ、優先順位の
低い他のモデルに対してはデフォルトのアルファベット
サイズが用いられる。モデル数model_numが０である場
合には全てのモデルにおいてデフォルトのアルファベッ
トサイズが用いられ、またモデル数model_numがＫの場
合には全てのモデルに対するアルファベットサイズがダ
ウンロードされることになる。
ンロードするモデルの数の情報を表わし、これに後続す
る情報としてモデル数model_numにて示される個数のア
ルファベットサイズが配置されていることを示す。ただ
し、この値は必ずしもモデルの総数Ｋに等しい必要はな
く、Ｋ以下であればよい。優先順位の高いものからモデ
ル数model_numにて示される個数のモデルに対してのみ
アルファベットサイズがダウンロードされ、優先順位の
低い他のモデルに対してはデフォルトのアルファベット
サイズが用いられる。モデル数model_numが０である場
合には全てのモデルにおいてデフォルトのアルファベッ
トサイズが用いられ、またモデル数model_numがＫの場
合には全てのモデルに対するアルファベットサイズがダ
ウンロードされることになる。
図中alp_size_0、alp_size_1、・・・、alp_size_（m
odel_num−１）は、モデル数model_numが１以上である
場合に存在し、各モデルに対するアルファベットサイズ
を表わしている。
odel_num−１）は、モデル数model_numが１以上である
場合に存在し、各モデルに対するアルファベットサイズ
を表わしている。
上述したようなビットストリーム中のヘッダ情報に基
づき、本実施の形態の復号装置300における逆ウェーブ
レット係数の算術復号の方法を決定する手順について、
図16のフローチャートを用いて説明する。この手順の処
理は図２の復号装置300の制御器353が行う。
づき、本実施の形態の復号装置300における逆ウェーブ
レット係数の算術復号の方法を決定する手順について、
図16のフローチャートを用いて説明する。この手順の処
理は図２の復号装置300の制御器353が行う。
まず、ステップST31において、逆多重化器／可逆復号
器302がビットストリームから分離したヘッダ情報が制
御器353に供給されると復号装置300の制御器353では、
ステップST32においてヘッダ情報からモデル数model_nu
mの情報を読み込み、ステップST33に進み、それに後続
する情報からその数だけのアルファベットサイズを読み
込んで、優先順位の高いモデルから順にその値を対応づ
ける。アルファベットサイズがダウンロードされたモデ
ルでは、その値が逆多重化器／可逆復号器302に供給さ
れ、また優先順位の低い他のモデルでは、デフォルトの
アルファベットサイズが逆多重化器／可逆復号器302に
供給されて、ウエーブレット係数の復号化処理が行われ
る。
器302がビットストリームから分離したヘッダ情報が制
御器353に供給されると復号装置300の制御器353では、
ステップST32においてヘッダ情報からモデル数model_nu
mの情報を読み込み、ステップST33に進み、それに後続
する情報からその数だけのアルファベットサイズを読み
込んで、優先順位の高いモデルから順にその値を対応づ
ける。アルファベットサイズがダウンロードされたモデ
ルでは、その値が逆多重化器／可逆復号器302に供給さ
れ、また優先順位の低い他のモデルでは、デフォルトの
アルファベットサイズが逆多重化器／可逆復号器302に
供給されて、ウエーブレット係数の復号化処理が行われ
る。
なお、各モデルに対する優先順位は、符号化装置側と
復号装置側で共通に設定されているかぎり、その設定の
仕方は任意である。
復号装置側で共通に設定されているかぎり、その設定の
仕方は任意である。
本発明の第７の実施の形態のヘッダ情報としては、図
17に示すようなヘッダ情報を用いることもできる。
17に示すようなヘッダ情報を用いることもできる。
この第７の実施の形態のヘッダ情報は、図15に示した
第６の実施の形態のヘッダ情報と略々同じであるが、こ
の第７の実施の形態のヘッド情報では、各シンボルの生
起確率を監視するヒストグラムの初期化の方法を示す１
ビットのフラグ（hist_init_type）をヘッダ情報に付加
する点が異なる。また、符号化装置220と復号装置300に
は、当該フラグ（hist_init_type）のそれぞれの値に対
応して、予め２種類の初期化の方法が設定されている。
例えば、フラグ（high_init_type）が０である場合に
は、全てのシンボルが等確率であるように初期化を行
う。すなわち、優先順位ｍ番目のモデルのヒストグラム
Hm（ｉ）は次式（24）によって初期化される。
第６の実施の形態のヘッダ情報と略々同じであるが、こ
の第７の実施の形態のヘッド情報では、各シンボルの生
起確率を監視するヒストグラムの初期化の方法を示す１
ビットのフラグ（hist_init_type）をヘッダ情報に付加
する点が異なる。また、符号化装置220と復号装置300に
は、当該フラグ（hist_init_type）のそれぞれの値に対
応して、予め２種類の初期化の方法が設定されている。
例えば、フラグ（high_init_type）が０である場合に
は、全てのシンボルが等確率であるように初期化を行
う。すなわち、優先順位ｍ番目のモデルのヒストグラム
Hm（ｉ）は次式（24）によって初期化される。
Hm（ｉ）＝１ ｉ＝0,1,・・・ （24） 一方、フラグ（hist_init_type）が１である場合に
は、予め設定された他の初期化が行われる。別の初期化
の方法としては、次式（25）のようにシンボル毎に異な
る生起確率を割り当てることが考えられる。
は、予め設定された他の初期化が行われる。別の初期化
の方法としては、次式（25）のようにシンボル毎に異な
る生起確率を割り当てることが考えられる。
なお、式のA,B,C,Dは異なる値の定数を表わしてい
る。
る。
上述したようなビットストリームのヘッダに基づき、
本実施の形態の復号装置300における逆ウェーブレット
係数の算術復号の方法を決定する手順に基づいて、図18
のフローチャートを用いて説明する。この手順の処理は
図２の復号装置300の制御器353が行う。
本実施の形態の復号装置300における逆ウェーブレット
係数の算術復号の方法を決定する手順に基づいて、図18
のフローチャートを用いて説明する。この手順の処理は
図２の復号装置300の制御器353が行う。
まず、図５と同様にステップST31において、逆多重化
／可逆復号器302がビットストリームから分離したヘッ
ダ情報が制御353に供給されると、復号装置300の制御器
353では、ステップST34において、ヘッダ情報からフラ
グ（hist_init_type）を読み込み、ステップST35〜37に
おいて、このフラグに対応する方法によって、各モデル
の初期化を行う。つまり、ステップST35において、フラ
グ（hist_init_type）が０か１かどうかを判断する。フ
ラグ（hist_init_type）が０である場合には、ステップ
ST36に進み、全てのシンボルが等確率であるように初期
化が行われる。フラグ（hist_init_type）が１である場
合には、ステップST37に進み、予め決定された別の初期
化が行われる。例えば、式（25）のようにシンボル毎に
異なる生起確率を割り当てる。以下の動作は第６の実施
の形態の図16に示されるフローチャートと同様であるた
め省略する。
／可逆復号器302がビットストリームから分離したヘッ
ダ情報が制御353に供給されると、復号装置300の制御器
353では、ステップST34において、ヘッダ情報からフラ
グ（hist_init_type）を読み込み、ステップST35〜37に
おいて、このフラグに対応する方法によって、各モデル
の初期化を行う。つまり、ステップST35において、フラ
グ（hist_init_type）が０か１かどうかを判断する。フ
ラグ（hist_init_type）が０である場合には、ステップ
ST36に進み、全てのシンボルが等確率であるように初期
化が行われる。フラグ（hist_init_type）が１である場
合には、ステップST37に進み、予め決定された別の初期
化が行われる。例えば、式（25）のようにシンボル毎に
異なる生起確率を割り当てる。以下の動作は第６の実施
の形態の図16に示されるフローチャートと同様であるた
め省略する。
なお、フラグ（hist_init_type）を２ビット以上で表
わし、２つ以上の初期化の方法を選択するようにするこ
ともできる。
わし、２つ以上の初期化の方法を選択するようにするこ
ともできる。
また、この第７の実施の形態の場合は、フラグ（hist
_init_type）の１つの値が特定の初期化の方法に対応
し、その初期化法が全てのモデルに適用されることを仮
定しているが、あるフラグ（hist_init_type）の値に対
して、モデル毎に異なる初期化法を設定するようにする
こともできる。
_init_type）の１つの値が特定の初期化の方法に対応
し、その初期化法が全てのモデルに適用されることを仮
定しているが、あるフラグ（hist_init_type）の値に対
して、モデル毎に異なる初期化法を設定するようにする
こともできる。
本発明の第８の実施の形態のヘッダ情報としては、図
19に示すようなヘッダ情報を用いることもできる。な
お、この第８の実施の形態では、第６の実施の形態或い
は第７の実施の形態に示したアルファベットサイズに関
連する部分はこれらの実施の形態と同様にすることがで
きるので、ここでは省略してある。
19に示すようなヘッダ情報を用いることもできる。な
お、この第８の実施の形態では、第６の実施の形態或い
は第７の実施の形態に示したアルファベットサイズに関
連する部分はこれらの実施の形態と同様にすることがで
きるので、ここでは省略してある。
また、この第８の実施の形態では、１つのヒストグラ
ムは複数のシンボル値（式（24）或いは式（25）のｉに
相当する）の発生頻度を監視するが、各シンボル値には
予め優先順位が設定されているものとする。例えば量子
化されたウエーブレット係数の値をシンボルとする場
合、その絶対値が小さいほど優先順位が高くなるように
することができる。
ムは複数のシンボル値（式（24）或いは式（25）のｉに
相当する）の発生頻度を監視するが、各シンボル値には
予め優先順位が設定されているものとする。例えば量子
化されたウエーブレット係数の値をシンボルとする場
合、その絶対値が小さいほど優先順位が高くなるように
することができる。
図19中のフラグ（hist_init_type）は、第７の実施の
形態と同じものである。このフラグ（hist_download）
は、ヒストグラムの初期状態をダウンロードするか否か
を示す１ビットのフラグであり、この値が０である場合
には、すべてのヒストグラムは、フラグ（hist_init_ty
pe）で指定される方法によって初期化される。また、フ
ラグ（hist_download）の値が１である場合には、これ
に後続の情報として配置される初期状態を用いてヒスト
グラムの初期化が行われる。ここで、ヒストグラムの初
期状態とは、各シンボル値に対する度数の初期値とす
る。
形態と同じものである。このフラグ（hist_download）
は、ヒストグラムの初期状態をダウンロードするか否か
を示す１ビットのフラグであり、この値が０である場合
には、すべてのヒストグラムは、フラグ（hist_init_ty
pe）で指定される方法によって初期化される。また、フ
ラグ（hist_download）の値が１である場合には、これ
に後続の情報として配置される初期状態を用いてヒスト
グラムの初期化が行われる。ここで、ヒストグラムの初
期状態とは、各シンボル値に対する度数の初期値とす
る。
また、図19中のhist_numにて表す情報以降の項目は、
フラグ（hist_download）が０である場合にのみ存在す
る。図19中のhist_numの情報は、初期状態をダウンロー
ドするヒストグラムの数（＝モデルの数）を表わす。
フラグ（hist_download）が０である場合にのみ存在す
る。図19中のhist_numの情報は、初期状態をダウンロー
ドするヒストグラムの数（＝モデルの数）を表わす。
また、図19中のhist_idx_0、hist_idx_1、・・・にて
表す情報は、後続する初期状態がいずれのモデルのもの
であるかを示すインデックスであり、例えば第６の実施
の形態で示したように複数のモデルに優先順位が設定さ
れている場合には、その順位を用いることができる。
表す情報は、後続する初期状態がいずれのモデルのもの
であるかを示すインデックスであり、例えば第６の実施
の形態で示したように複数のモデルに優先順位が設定さ
れている場合には、その順位を用いることができる。
更に図19中のetry_num_mにて表す情報は、モデルｍの
ヒストグラムに対してダウンロードする初期値の個数を
示す。
ヒストグラムに対してダウンロードする初期値の個数を
示す。
また図19中のv0、v1、・・・にて表す情報は、各モデ
ルに対応するヒストグラムの初期値を表わす。これらは
優先順位の高い図19中entry_num_mにて表す個数のシン
ボル値の度数の初期値としてヒストグラムに設定され
る。同じヒストグラムにおいて、ダウンロードされなか
ったシンボル値に対しては予め設定された値が初期値と
して用いられる。すなわち、式（26）のようになされ
る。
ルに対応するヒストグラムの初期値を表わす。これらは
優先順位の高い図19中entry_num_mにて表す個数のシン
ボル値の度数の初期値としてヒストグラムに設定され
る。同じヒストグラムにおいて、ダウンロードされなか
ったシンボル値に対しては予め設定された値が初期値と
して用いられる。すなわち、式（26）のようになされ
る。
ここで、式中ｊは優先順位の番号を表わし、ｐ（ｊ）
は優先順位ｊのシンボル値を返す関数である。また、式
中Ａは予め設定された定数である。ずれのシンボル値に
対しても初期値がダウンロードされないヒストグラム
は、フラグ（hist_init_type）で指定される方法によっ
て初期化される。
は優先順位ｊのシンボル値を返す関数である。また、式
中Ａは予め設定された定数である。ずれのシンボル値に
対しても初期値がダウンロードされないヒストグラム
は、フラグ（hist_init_type）で指定される方法によっ
て初期化される。
上述したようなビットストリームのヘッダに基づき、
本実施の形態の復号装置300における逆ウェーブレット
係数の算術復号の方法を決定する手順について図20のフ
ローチャートを用いて説明する。この手順の処理は、図
２の復号装置300の制御器353が行う。
本実施の形態の復号装置300における逆ウェーブレット
係数の算術復号の方法を決定する手順について図20のフ
ローチャートを用いて説明する。この手順の処理は、図
２の復号装置300の制御器353が行う。
まず、図16と同様に、ステップST31において逆多重化
／可逆復号器302がビットストリームから分離したヘッ
ダ情報が制御器353に供給されると、復号装置300の制御
器353では、ステップST38において、ヘッド情報のフラ
グ（hist_init_type）及び、後続する情報にヒストグラ
ムの初期状態が配置されているか否かを判断するための
フラグ（hist_download）の値を読み込む。そして、ス
テップST39に進み、この２つのフラグに基づいて初期化
法を決定する。つまりフラグ（hist_download）の値が
０である場合、ステップST40に進み、フラグ（hist_ini
t_type）に指定されて初期化方法で初期化が行われる。
具体的には第７の実施の形態の図18のフローチャートの
ステップST35〜ST37と同様であるのでここでは省略す
る。フラグ（hist_download）の値が１である場合には
ステップST41に進み、初期状態をダウンロードするヒス
トグラムの数、ダウンロードした初期状態を設定するモ
デルのインデックス、設定する初期値の数、及び初期値
を読み込み、これらを用いて上述のようにヒストグラム
の初期化が行われる。以下の動作は、第６、第７の実施
の形態の図16、図18に示されるフローチャートと同様で
あるため、ここでは省略する。
／可逆復号器302がビットストリームから分離したヘッ
ダ情報が制御器353に供給されると、復号装置300の制御
器353では、ステップST38において、ヘッド情報のフラ
グ（hist_init_type）及び、後続する情報にヒストグラ
ムの初期状態が配置されているか否かを判断するための
フラグ（hist_download）の値を読み込む。そして、ス
テップST39に進み、この２つのフラグに基づいて初期化
法を決定する。つまりフラグ（hist_download）の値が
０である場合、ステップST40に進み、フラグ（hist_ini
t_type）に指定されて初期化方法で初期化が行われる。
具体的には第７の実施の形態の図18のフローチャートの
ステップST35〜ST37と同様であるのでここでは省略す
る。フラグ（hist_download）の値が１である場合には
ステップST41に進み、初期状態をダウンロードするヒス
トグラムの数、ダウンロードした初期状態を設定するモ
デルのインデックス、設定する初期値の数、及び初期値
を読み込み、これらを用いて上述のようにヒストグラム
の初期化が行われる。以下の動作は、第６、第７の実施
の形態の図16、図18に示されるフローチャートと同様で
あるため、ここでは省略する。
以下、第１〜第４の実施の形態において、各合成用の
フィルタ係数に関するヘッダ情報の第５〜第８の実施の
形態において、算術復号に関連するヘッダ情報について
説明したが、これら２種類のヘッダ情報を組み合わせて
ヘッダ情報としてもよい。
フィルタ係数に関するヘッダ情報の第５〜第８の実施の
形態において、算術復号に関連するヘッダ情報について
説明したが、これら２種類のヘッダ情報を組み合わせて
ヘッダ情報としてもよい。
以上説明したように本発明においては、ウエーブレッ
ト変換を用いてデータを符号化し、復号側での復号の際
に用いる符号化に関する情報を、ビットストリームに付
加して復号側に伝送することにより、画像に応じて、あ
るいは装置が提供できる計算能力に応じてフィルタを切
り替えることができ、また、入力される画像やビットレ
ートに応じて望ましい初期設定を得ることができ、良好
な画質を得ることが可能である。
ト変換を用いてデータを符号化し、復号側での復号の際
に用いる符号化に関する情報を、ビットストリームに付
加して復号側に伝送することにより、画像に応じて、あ
るいは装置が提供できる計算能力に応じてフィルタを切
り替えることができ、また、入力される画像やビットレ
ートに応じて望ましい初期設定を得ることができ、良好
な画質を得ることが可能である。
なお、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、さま
ざまな変形や応用例が考えられる。従って、本発明の要
旨は、実施の形態に限定されるものではない。
ざまな変形や応用例が考えられる。従って、本発明の要
旨は、実施の形態に限定されるものではない。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−27752（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−27912（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−245077（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−182071（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−107477（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−130801（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−203441（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03M 7/30
Claims (8)
- 【請求項１】データ符号化方法において、 ウエーブレット変換を用いてデータを符号化する符号化
ステップと、 復号側での復号の際に用いる符号化に関する情報を、上
記ウエーブレット変換を用いて符号化されたデータのビ
ットストリーム上に付加して、伝送する多重化伝送ステ
ップとを有し、 上記多重化伝送ステップは、上記符号化に関する情報と
して、予め復号側に設定されているウエーブレットフィ
ルタを用いるかもしくは他の任意のウエーブレットフィ
ルタを用いるかを示すフラグを、上記ビットストリーム
上に付加する ことを特徴とするデータ符号化方法。 - 【請求項２】上記多重化伝送ステップは、上記フラグが
上記他の任意のウエーブレットフィルタを用いることを
示すとき、上記符号化に関する情報として、復号側で用
いるウエーブレットフィルタのタップ数と位相シフト量
及びフィルタ係数を上記フラグに後続させて配置する ことを特徴とする請求項１記載のデータ符号化方法。 - 【請求項３】上記多重化伝送ステップは、上記フラグが
上記他の任意のウエーブレットフィルタを用いることを
示すとき、上記符号化に関する情報として、復号側で用
いるウエーブレットフィルタのタップ数と位相シフト量
とデータ列末端部分に適用する外挿処理の方法を定義す
るパラメータ及びフィルタ係数を上記フラグに後続させ
て配置する ことを特徴とする請求項１記載のデータ符号化方法。 - 【請求項４】データ符号化装置において、 ウエーブレット変換を用いてデータの符号化を行う符号
化部と、 復号側での復号の際に用いる符号化に関する情報を、上
記ウエーブレット変換を用いて符号化された符号化デー
タのビットストリーム上に付加して、伝送する伝送ビッ
トストリームを生成するビットストリーム生成部とを有
し、 上記ビットストリーム生成部は、上記符号化に関する情
報として、予め復号側に設定されているウエーブレット
フィルタを用いるか或いは他の任意のウエーブレットフ
ィルタを用いるかを示すフラグを付加する ことを特徴とする符号化装置。 - 【請求項５】入力されたビットストリームを復号するデ
ータ復号方法において、 上記入力されたビットストリームは、ウエーブレット変
換を用いて符号化された符号化データと、符号化に関す
る情報とからなり、 上記符号化データと上記符号化に関する情報を分離する
ステップと、 上記符号化に関する情報に基づいて上記符号化データを
復号する復号ステップとを有し、 上記符号化に関する情報は、上記復号の際に、予め設定
されているウエーブレットフィルタを用いるか或いは他
の任意のウエーブレットフィルタを用いるかを決定する
ためのフラグを含む ことを特徴とするデータ復号方法。 - 【請求項６】上記復号ステップは、上記フラグが上記予
め設定されているウエーブレットフィルタを用いること
を示すときには、当該予め設定されているウエーブレッ
トフィルタを用いて逆ウエーブレット変換を行い、上記
フラグが上記予め設定されているウエーブレットフィル
タとは異なる上記他の任意のウエーブレットフィルタを
用いることを示すときには、上記フラグに後続して配置
されたした情報に基づく上記他の任意のウエーブレット
フィルタを用いて逆ウエーブレット変換を行う ことを特徴とする請求項５記載のデータ復号方法。 - 【請求項７】上記復号ステップは、上記フラグが上記他
の任意のウエーブレットフィルタを用いることを示すと
きには、当該フラグに後続して配置されたタップ数と位
相シフト量及びフィルタ係数情報に基づく上記他の任意
のウエーブレットフィルタを用いて逆ウエーブレット変
換を行う ことを特徴とする請求項５記載のデータ復号方法。 - 【請求項８】入力されたビットストリームを復号するデ
ータ復号装置において、 上記入力されたビットストリームは、ウエーブレット変
換を用いて符号化された符号化データと、符号化に関す
る情報とを含み、 上記符号化データと上記符号化データに関する情報を分
離する分離部と、 上記符号化に関する情報に基づいて上記符号化データを
復号する復号部とを有し、 上記符号化に関する情報は、上記復号の際に、予め設定
されているウエーブレットフィルタを用いるか或いは他
の任意のウエーブレットフィルタを用いるかを決定する
ためのフラグを含む ことを特徴とするデータ復号装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7861897 | 1997-03-28 | ||
| JP9-78618 | 1997-03-28 | ||
| PCT/JP1998/001410 WO1998044637A1 (en) | 1997-03-28 | 1998-03-27 | Data coding method and device, data decoding method and device, and recording medium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3339054B2 true JP3339054B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=13666889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54144098A Expired - Fee Related JP3339054B2 (ja) | 1997-03-28 | 1998-03-27 | データ符号化方法及び装置、データ復号方法及び装置、並びに記録媒体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6332043B1 (ja) |
| EP (1) | EP0907255A1 (ja) |
| JP (1) | JP3339054B2 (ja) |
| WO (1) | WO1998044637A1 (ja) |
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