JP3701824B2 - データ処理方法、システム、装置、コンピュータ読取り可能媒体及びプログラム記憶装置 - Google Patents

データ処理方法、システム、装置、コンピュータ読取り可能媒体及びプログラム記憶装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル・データの変換符号化に関し、特に、変換データの実ドメイン処理に関する。より詳細には、本発明は逆変換データの誤差低減デジタル処理に関する。
【0002】
【関連技術】
本願は以下の出願に関連する。発明者J. Mitchellらによる"Transform domain correction of real domain errors"(出願人整理番号:YO998372)、及び発明者M. Brightらによる"Error reduction in transformed digital data"(出願人整理番号:YO998373)。
【0003】
【従来の技術】
変換符号化は、データ符号化のための広範な一群の技術に対して与えられる名称であり、符号化されるデータの各ブロックが続く処理以前に、特定の算術関数により変換される。データのブロックは、符号化されるデータ・オブジェクトの一部であったり、オブジェクト全体であったりする。データは一般に、例えばスペクトル分析、イメージ、オーディオ・クリップ、ビデオ・クリップなどの、特定の現象を表す。変換関数は通常、符号化される現象の品質を反映するように選択される。例えばオーディオ、静止画及び動画の符号化において、フーリエ変換または離散コサイン変換(DCT)が、データを周波数項または係数に分析するために使用され得る。現象が圧縮される場合、一般に2、3の周波数係数への情報の集中が存在する。従って、変換データはしばしば、原始データよりも経済的に符号化または圧縮され得る。このことは、変換符号化が特定のタイプのデータを圧縮するために使用され、記憶空間または通信リンクを介する伝送時間を最小化することを意味する。
【0004】
使用される変換符号化の例が、静止画圧縮のためのJPEG(Joint Photographic Experts Group)国際規格で見い出され、ITU-T Rec. T. 81(1992)|ISO/ITC 10918-1:1994、Infomation technology - Digital compression and coding of continuous-tone still image、Part 1:Requirements and Guidelinesにより定義される。別の例は、動画圧縮のためのMPEG(Moving Pictures Experts Group)国際規格であり、ISO/IEC 11172:1993、Infomation Technology-Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1,5 Mbits/sにより定義される。このMPEG−1規格は、ビデオ圧縮(規格のパート2)及びオーディオ圧縮(パート3)の両方のためのシステムを定義する。最近のMPEGビデオ規格(MPEG−2)は、ITU-T Rec. H. 262|ISO/IEC 13818-2:1996 Infomation Technology - Generic Coding of moving pictures and associated audio - Part 2:videoにより定義される。新たなオーディオ規格は、ISO/IEC 13818-3:1996 Infomation Technology - Generic Coding of moving pictures and associated audio - Part 3:audioである。3つの全てのイメージ国際データ圧縮規格は、8×8サンプル・ブロックにもとづくDCTを使用し、イメージ圧縮を実行する。イメージのDCT圧縮は、ここでは、以下で提案される一般的な概念の説明を提供するために使用される。完全な説明は、W. B. Pennebaker及びJ. L. Mitchellによる"JPEG:Still Image Data Compression Standard"、Van Nostrand Reinhold:New York、(1993)の第4章"離散コサイン変換(DCT)"で見い出される。
【0005】
ウェブレット符号化(wavelet coding)は、変換符号化の別の形式である。特殊な局所化ベースの関数により、ウェブレット符号化はエッジ及び小さな細部を保存することを可能にする。圧縮において変換データは通常、量子化される。ウェブレット符号化は、FBIによる指紋識別において使用される。ウェブレット符号化は、より一般的なサブ帯域符号化技法のサブセットである。サブ帯域符号化は、フィルタ・バンクを用いて、データを特定の帯域に分解する。圧縮は、低周波帯域を高周波帯域よりも粗くサンプリングする一方、低周波帯域を高周波帯域よりも緻密に量子化することにより達成される。ウェブレット、DCT及び他の変換符号化の概要が、Roy Hoffmanによる"Data Compression in Digital Systems"、Chapman and Hall: New York、(1997)の第5章"Compression Algorithms for Diffuse Data"で述べられている。
【0006】
デジタル・データによるあらゆる技法及びあらゆる現象において、変換が実行される前のデータは、"実ドメイン"にあると呼ばれる。変換の実行後、新たなデータはしばしば"変換データ"または"変換係数"と呼ばれ、"変換ドメイン"にあると呼ばれる。実ドメインから変換ドメインにデータを取り出すために使用される関数は、"順方向変換"と呼ばれる。変換ドメインから実ドメインにデータを取り出す、順方向変換の算術的逆元は、それぞれの"逆変換"と呼ばれる。
【0007】
一般に、順方向変換は、必ずしも整数でない実数値データを生成する。データ圧縮を達成するために、量子化プロセスにより、変換係数が整数に変換される。(λi)を、1データ単位の順方向変換から生じた実数値変換係数のセットと仮定する。ここで1データ単位は、1次元または2次元のデータ・サンプル・ブロックまたはデータ全体であり得る。"量子化値(qi)"は、符号化プロセスのパラメータである。"量子化変換係数"または"変換符号化データ"は、量子化関数Qにより定義される値(ai)のシーケンスである。すなわち、
【数1】
i=Q(λi)=|λi/qi+0.5 (1)
【0008】
ここで「x」は通常、x以下の最も大きな整数を意味する。結果の整数は記憶されるか伝送される前に、続く符号化または圧縮のために渡される。データを復号するために、量子化係数が量子化値により乗算され、次式により与えられる新たな"逆量子化係数(λi')"が得られる。
【数2】
λi'=qii (2)
【0009】
従って、逆量子化を伴う量子化のプロセスは、"qiの最も近い倍数への丸め込み"として述べられる。量子化値は、量子化ステップにおける情報の損失が指定限界内に入るように選択される。例えば、オーディオまたはイメージ・データにとって、1量子化レベルは通常、知覚され得るデータ内の最小の変化である。量子化は、変換符号化が良好なデータ圧縮率を達成することを可能にする。変換の好適な選択は、符号化されるデータ量を多大に低減する量子化値の選択を可能にする。例えば、DCTはイメージ圧縮のために選択される。なぜなら、生成される周波数成分は、人間の視覚系とほとんど無関係の応答を生成するからである。このことは、視覚系の感度が良くないところのこれらの成分、すなわち高周波成分に関連する係数が、イメージ品質の知覚し得る損失無しに、大きな量子化値を用いて量子化され得ることを意味する。視覚系の感度が良い成分、すなわち低周波成分に関連する係数は、より小さな量子化値を用いて量子化される。
【0010】
逆変換はまた一般に、非整数データを生成する。通常、復号データは整数形式であることを要求される。例えば、オーディオ・データの再生またはイメージ・データの表示のためのシステムは、一般に、入力を整数の形式で受け取る。この理由から、変換復号器は一般に、切り捨てまたは最も近い整数への丸め込みにより、逆変換からの非整数データを整数データに変換するステップを含む。また、しばしば、データが所与のビット数で記憶されるように復号プロセスから出力される整数データの範囲には限界が存在する。この理由から、復号器はしばしば、出力データが受け入れ可能な範囲内にあることを保証するために、"クリッピング"・ステージを含む。受け入れ可能な範囲が[a、b]の場合、a未満の全ての値がaに変更され、bより大きい全ての値がbに変更される。
【0011】
これらの丸め込み及びクリッピング・プロセスはしばしば、復号器の一体部分と見なされ、復号データの不正確さの原因となる。このことは特に、復号データが再符号化されるときに当てはまる。例えば、JPEG規格(パート1)は、原始イメージ・サンプルがPビットの精度を有する、0乃至2P−1の範囲の任意の値の整数として定義されるように指定する。復号器は、逆離散コサイン変換(IDCT)から出力を指定精度で復元することを期待される。基線JPEG符号化では、Pは8に定義され、他のDCTベースの符号化では、Pは8または12であり得る。MPEG−2ビデオ規格は、付属書類A(離散コサイン変換)"順方向変換への入力及び逆変換からの出力が9ビットで表される"で述べられている。
【0012】
JPEGでは、符号器原始イメージ・テスト・データ及び復号器基準テスト・データの準拠性テスト・データが、8ビット/サンプル整数である。整数への丸め込みが一般的であっても、プログラミング言語のあるものは、切り捨てにより浮動小数点から整数に変換する。切り捨てによる整数への変換を受け入れるソフトウェア技法は、逆変換から出力される実ドメイン整数内に大きな誤差を生じる。
【0013】
用語"高精度"は、ここでは、値を整数として記憶するときに使用される精度よりも、より正確な精度に記憶される数値を指すために使用される。高精度値の例は、数の浮動小数点または固定小数点表現である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、変換符号化データの誤差低減処理のための新規の方法、システム及び装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
変換データの逆変換後、デジタル処理技術により、または丸め込みやクリッピングなどにより生じる不正確さに関する前述の問題を鑑み、本発明の1態様では、変換データを実ドメイン内で処理する方法を提供する。この方法は、逆変換後に整数への丸め込みや、許容範囲へのクリッピングなどにより生成される、データ内の好ましくない誤差を低減する。実施例では、この方法は、生成される実ドメイン・データが高精度値の形式を取るように、変換データの逆変換を実行するステップと、これらの高精度値を処理するステップと、処理ステージの完了後にのみ、処理された高精度値を整数に変換し、許容範囲にクリップするステップとを含む。
【0016】
本発明の別の態様では、変換データを実ドメイン内で処理する方法を提供し、そこでは、逆変換後の整数への変換、及び許容範囲へのクリッピングにより生成される、データ内の好ましくない誤差を低減する。実施例では、この方法は、変換符号化データの逆量子化を実行するステップと、生成される実ドメイン・データが高精度値の形式を取るように、こうして生成された変換データの逆変換を実行するステップと、これらの高精度値を処理するステップと、処理ステージの完了後にのみ、処理された高精度値を整数に変換し、許容範囲にクリップするステップとを含む。
【0017】
更に本発明の別の態様では、変換符号化データを実ドメイン内で処理し、新たな変換符号化データを生成する方法を提供し、そこでは逆変換後に整数に変換し、許容範囲にクリップすることにより生成される誤差を低減する。実施例では、この方法は、変換符号化データの逆量子化を実行するステップと、生成される実ドメイン・データが高精度値の形式を取るように、こうして生成された変換データの逆変換を実行するステップと、これらの高精度値を処理するステップと、処理された高精度に対して順方向変換を実行するステップと、新たな変換データに量子化を実行するステップとを含む。順方向及び逆変換、並びに処理における誤差が十分に小さい場合、新たに量子化された変換ドメイン・データ内には、好ましくない誤差は生成されない。
【0018】
ここで述べられる方法における入力データは、単一のデータ源に由来する必要性が要求されない。従って、本発明は単一のデータ源からのデータの実ドメイン処理に制限されず、例えばイメージまたはオーディオ・データの併合などの、複数のデータ源からのデータの処理にも適用され得る。
【0019】
従来技術において述べられた量子化は、JPEGやMPEGなどの国際イメージ・データ圧縮規格において使用される線形量子化である。しかしながら、量子化が線形である必要はない。決定論的な方法により、変換データ・レベルの数を低減する任意のマッピングが、本発明と一緒に使用され得る。量子化ステップは式1)における除算により、算術的に述べられた。実際の実施例は、同様の結果を達成するために、ルックアップ・テーブルまたは比較のシーケンスを使用し得る。
【0020】
更に本発明の別の態様では、本発明の方法を実行するようにコンピュータに指示するコンピュータ読取り可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ読取り可能媒体を含む装置、コンピュータ製品、及び製造物を提供する。
【0021】
【発明の実施の形態】
繰り返しデータ処理により導入される問題:
本発明は、デジタル・データの処理により導入される誤差を低減または除去する方法、システム及びコンピュータ製品を提供する。最初に、誤差の原因について分析し、説明する。次に、誤差低減及び除去のための本発明の概念について述べる。特に注目すべき点は、従来使用されたデータ操作及び処理は、それぞれのデジタル処理による誤差の連続的導入により汚染されたデジタル技術を使用したことである。何年もの間使用されたこれらの技術は、原始データ精度を維持できない要因であり、現象を表すデータの連続的な悪化が続く処理として実行される。これは前の処理により授けられた誤差を含むデータに対して、あるプロセスが実行されるとき、特に有害である。この場合、データの連続的な損傷が生じ、より多くのプロセスが実行されるほど、データは一層有用性を失う。
【0022】
本発明者により認識される問題の重要度について、次に述べることにする。ここで提供される図面では、任意選択のステップは、しばしば破線または破線のボックスにより示される。
【0023】
本発明の概念は、ほとんどのあらゆるデジタル処理技術において有用である。しかしながら、以下の説明は大部分がイメージ・データに関連する。これは、世界中で使用されるイメージ・データ圧縮規格の一般的な可用性、及び連続的な使用のためである。これらの規格は、デジタル・データへの誤差の導入、及び誤差により汚染されたデータの連続的な使用及び処理を要求する。これらの規格は基本的に、本発明とは別に教示される。従って、イメージ技術は本発明を説明するに当たり、好適な例と言える。
【0024】
図1は、逆変換方法100を示す。変換ドメイン・データ'A'110が逆変換120により作用され、高精度実数値データ130が生成される。高精度データ130は整数に変換されて、クリップされ(140)、整数実ドメイン・データ150が生成される。特定のケースでは、整数値データが選択的に出力装置160に送信される。
【0025】
図2は、逆変換システム105を示す。変換ドメイン・データ'A'115が逆変換器125により作用され、高精度実数値データ135が生成される。高精度データ135は整数変換器及びクリッパ145に入力され、、整数実ドメイン・データ155が生成される。特定のケースでは、整数値データが選択的に、表示モニタ、テレビジョン・セット、またはオーディオ・プレーヤなどの出力装置165に入力される。
【0026】
図3は、変換符号化(すなわち量子化)データを復号する方法200を示す。整数変換符号化データ'B'210が、前記式2)に従い、量子化値により逆量子化220される。次に、逆量子化ステップの結果が、逆変換120へ入力として渡され、復号が図1に示されるように推移する。
【0027】
図4は、変換符号化(すなわち量子化)データを復号するシステム205を示す。整数変換符号化データ'B'215が、前記式2)で示される量子化値と共に、逆量子化器225に入力される。次に、逆量子化ステップの結果が、逆変換器125へ入力として渡され、復号が図2に示されるように推移する。
【0028】
本発明の1態様は、変換データ及び変換符号化データの両方の操作に関係する。用語"操作(manipulation)"及び"処理(processing)"は、ここでは互換に使用される。操作は、多くの異なる結果を達成するために使用され得る。例えば、イメージ・データは、スケーリングまたは回転により印刷する前に、しばしば処理されなければならない。2つのソースからのデータが、イメージのクロマキーイングまたはオーディオ・データのミキシングにおいて実行されるように、併合され得る。編集または色補正のために、しばしばデータの手動操作が必要とされる。変換データのこうした操作は、しばしば、図1または図3の変換復号から生成される整数実ドメイン・データに対して実行される。
【0029】
変換データの操作のためのプロセス300が、図5に示される。整数データ150が、特定形態の操作310を受ける。この操作310が整数出力を生成しない場合、操作出力340が再度整数に変換され、クリップされる(320)。結果の整数データ330が記憶または伝送されるか、選択的に出力装置160に送信される。整数への変換及びクリッピング140は、整数入力150を受け取る操作前に実行されるので、結果の誤差は、少なくとも小さな不正確さを含む、操作からのデータ出力を生じる。
【0030】
ここで前述のデータ操作プロセスにおいて、入力データが完全に1つのソースから到来する必要はない。例えば、多くのタイプのデータ操作が、2つ以上のソースからのデータの併合を含む。例えば、オーディオ・データのミキシングまたはイメージの併合などの操作が含まれる。前述の図示のプロセスは一般に、こうしたタイプの操作にも同様に適用される。従って、任意のプロセスにおいて使用される"入力データ"は、実際、2つ以上の入力ソースから到来し得る。
【0031】
操作後のデータは、しばしば変換ドメインに再符号化される。復号及び再符号化のプロセスは、実ドメイン・データに対して操作が実行されない場合、無損失であることが望ましい。すなわち、順方向変換オペレーションが、逆変換タイプの変換オペレーションと同一の変換タイプ・オペレーションを使用する場合、データは、初期に存在したのと正に同一の変換ドメイン・データを生成すべきである。しかしながら、図6に示されるように、整数への変換及び許容範囲へのクリッピングにより誤差が導入される。図6は、整数値データを入力として受け取る順方向変換装置410への入力として使用される、整数データ150を示す。結果の変換データ'A1'420は、逆変換120への入力であった原始変換データ'A'110とは異なる。なぜなら、整数への変換及びクリッピング・プロセス140が、プロセスに誤差を導入したからである。このプロセスの各繰り返しまたは"生成"の後のデータの変化によりもたらされる問題を、ここでは"多重生成問題(multi-generation problem)"と呼ぶことにする。
【0032】
多重生成問題はまた、図7に変換符号化データにおいて示される。ここでは新たな変換ドメイン・データ420が量子化され(510)、新たな変換符号化データ'B1'520が生成される。生成される誤差が量子化ステップの半分より大きい場合に限り、量子化データが変化し得ることを理解することが重要である。
すなわち、
【数3】
もし、|ε|<0.5qi ならば、Q(λi+ε)=Q(λi) (3)
【0033】
ここで、εはこの変換係数において生成される誤差である。なぜなら、各λiが式2)による逆量子化により生成されたので、既に量子化値の倍数であるからである。従って、誤差が十分に小さくなるように、それらを制御することが有利である。誤差が十分に小さければ、新たな変換符号化データが正に原始変換符号化データと同一となる。丸め込みによる整数への変換により導入される最大可能誤差は、変換の間に切り捨てにより導入される誤差の半分である。
【0034】
図8は、イメージ操作がデータに対して実行され、結果の変更データが変換ドメインに再変換されるケースを示す。整数データ150が図5に示されたように操作され、新たな整数値データ610が生成される。これらの新たな整数値データ610が、順方向変換410への入力として使用され、新たな変換データ'A2'620が生成される。何も操作を有さない前述のプロセスが、変換データ110の変化をもたらす事実は操作が実行されるとき、所望の操作から生じる変化に加え、変換データ110の好ましくない変化が存在することを示す。
【0035】
図8に示されるプロセスを実現する方法の例が、図9に示される。図示の方法700は、JPEG符号化イメージ・データなどの符号化データに対して実ドメイン操作を実行する。符号化データ'C'710はエントロピ復号され(720)、これはJPEG規格において、JPEG符号化データに対して定義される。エントロピ復号ステップ720は、データを量子化DCT係数に伸張する。これらの量子化係数は逆量子化され(730)、逆変換に渡される。逆変換はこのシステムでは、2次元8×8逆DCT740である。結果の実数値イメージ・データが整数値に丸められ、許容範囲(例えば[0、255])にクリップされて(750)、許容範囲内の整数値イメージ・データ754が生成される。
【0036】
例えばイメージ操作が対話プロセスの場合のように、操作前にデータを示すことが必要な場合、イメージが選択的に表示装置758に送信される。イメージが次に操作され(762)、所望の変更が生成される。操作結果が非整数データの場合、イメージ・データが整数に変換され、許容範囲(例えば[0、255])にクリップされる(768)。このようにしてイメージ・データ772が再度表示され得る(758)。新たな実ドメイン・イメージ・データ772が順方向DCT776に渡され、結果のDCT係数が量子化され(780)、新たな量子化DCT係数784が生成される。これらの係数784が次にエントロピ符号化され(788)、原始符号化データ'C'710とは異なる新たな符号化データ'C1'792が生成される。新たな符号化データ'C1'792は、イメージ操作762によりイメージに加えられる所望の変更だけでなく、変換及びクリッピング・ステージ750及び768から生じる誤差を組み込む。これらの誤差を除去または低減することが有利である。
【0037】
図9に示されるプロセスを実現するシステムの例が、図10に示される。システム705は、符号化データに対して実ドメイン操作を実行する。符号化データ'C'715が、JPEG規格においてJPEG符号化データに対して定義されるエントロピ復号器725に入力される。エントロピ復号器725はデータを量子化DCT係数に伸張する。これらの量子化係数は逆量子化器735に入力され、その出力が逆変換器に渡される。逆変換器はこのシステムでは、2次元8×8逆DCT器745である。結果の実数値イメージ・データが整数値に丸められ、許容範囲(例えば[0、255])にクリップされ(755)、許容範囲内の整数値イメージ・データ759が生成される。
【0038】
例えばイメージ操作が対話プロセスの場合のように、操作前にデータを示すことが必要な場合、イメージが選択的に表示装置763に送信される。イメージが次にマニピュレータ767により操作され、所望の変更が生成される。操作結果が非整数データの場合、イメージ・データが別の整数変換器及びクリッパ773に渡される。このようにして、イメージ・データ777が再度表示され得る(763)。新たな実ドメイン・イメージ・データ777が順方向DCT器781に渡され、結果のDCT係数が量子化器785に入力され、新たな量子化DCT係数789が生成される。これらの係数789が次にエントロピ符号器793に入力され、原始符号化データ'C'715とは異なる新たな符号化データ'C1'797が生成される。新たな符号化データ'C1'797は、イメージ・マニピュレータ767によるイメージに加えられる所望の変更だけでなく、整数変換器及びクリッパ755及び773から生じる誤差を組み込む。
【0039】
図11は、8×8DCT輝度ブロックのためのJPEG輝度量子化マトリックス804を示す。図12は、8×8DCTクロミナンス・ブロックのためのJPEGクロミナンス量子化マトリックス814を示す。図11の最小量子化値は10である。図12の最小量子化値は17である。64個の各サンプルに対する丸め込みによる最大可能誤差は0.5であるので、丸め込みによる整数への変換からの非量子化順方向変換係数における最大誤差は、JPEGにおいて4となる(図13参照)。図11及び図12に示される量子化マトリックスでは、このサイズの誤差は全ての値の半分未満であり、量子化の間に消去する。しかしながら、ハイ・エンド印刷またはデジタル・スタジオ編集などの高品質アプリケーションでは、量子化マトリックス値はもっと小さい。あるケースでは、最大品質を保存するためにDC(左上隅)項が1程に小さい。従って、丸め誤差が重要となる。
【0040】
切り捨てからの最大可能誤差は、各サンプルに対して丁度1未満である。これは非量子化順方向変換係数における誤差をほとんど2倍にする。図11の量子化マトリックスでは、8個の量子化値は、この誤差が変換符号化データを潜在的に変更し得る程、十分に小さい。
【0041】
多重生成問題を示す数値例が、図13に示される。この例では、使用される変換は、JPEG静止画圧縮規格において使用される8×8DCTである。1つの係数だけ(定数またはDC項)が非ゼロである変換ドメイン係数のセット822が、逆変換により作用され、実ドメイン・データのブロック824が生成される。この場合、データは全てが128.5に等しい64個の値を含む。8ビット・データに対して128のJPEGレベル・シフトが適用される。実ドメイン・データは最も近い整数826に丸められ、この場合、各値が129に切り上げられる。次に、順方向変換が適用され、新たな変換ドメイン係数828が生成される。結果の新たな変換係数828は、初期変換係数822とは大きく異なる。これは非常に好ましくない結果である。
【0042】
この例はまた、DC量子化値が1、2または4にセットされる場合、変換符号化データにも当てはまる。次に、4、2または1の変換符号化値から、変換係数822がそれぞれ生成される。新たな変換係数828の量子化は、結果のDC量子化値を2、4または8にそれぞれ変更する。
【0043】
多重生成問題を示す別の数値例が、図14で与えられる。再度、使用される変換は、JPEG静止画圧縮規格において使用される8×8DCTである。1つの係数だけ(定数またはDC項)が非ゼロである変換ドメイン係数のセット832が、逆変換により作用され、実ドメイン・データのブロック834が生成される。この場合、データは全てが128.875に等しい64個の値を含む。8ビット・データに対して128のJPEGレベル・シフトが適用される。実ドメイン・データは最も近い整数836に切り捨てられ、この場合、各値が128に減じられる。次に、順方向変換が適用され、新たな変換ドメイン係数838が生成される。結果の新たな変換係数838は、初期変換係数832とは大きく異なる。これは非常に好ましくない結果である。
【0044】
整数への変換時に、実ドメイン丸め込みまたは切り捨てにより生じる誤差について説明したが、次に実ドメイン・クリッピングが誤差を生成する様子について示す。図15は、実ドメイン・クリッピング850の例を示す。この例は問題を説明するために1次元DCTを使用する。図15は、8個のサンプルを含む1データ・ブロックを表示するバー・チャート854を示す。表示されるデータは2つの周波数成分だけ、すなわち破線により示される定数またはDC成分と、破線に対して対称的な交流波パターンを与える交流またはAC成分とを有する。これらの成分、すなわちそれぞれのDCT係数の大きさは高精度値である。量子化が実行されるとき、これらのDCT係数は最も近い量子化レベルに丸められる。変換ドメイン量子化後のデータが、バー・チャート858に示される。図示の例では、DC係数が小さな量子化値を有し、従って量子化はDCレベルを大きく変化させない。図示のAC係数は大きな量子化値を有し、従って量子化により大きく変化される。この例は、量子化により、AC成分の大きさがほぼ2倍になることを示す。これらの量子化値は、例えば、クロミナンス・イメージ・データを圧縮するときに使用されるものを反映する。従って、量子化後に表されるデータは、負の値を有する部分を有する。これは逆変換後に実ドメインの負の値を与える変換ドメイン・データが、負の値を含まない原始実ドメイン・データにより生成され得る様子を示す。
【0045】
バー・チャート862は実ドメイン・クリッピング後に、チャート858内のデータから生成されたデータを示す。実データのこれらの負の部分は、0に変更された。これはデータのDC係数の増加をもたらし、従って誤差が導入される。DC係数の量子化値は一般に小さいので、誤差は式3)で与えられる量子化データの変化をもたらすのに十分に大きい。
【0046】
実ドメイン・クリッピングにより導入される誤差の可能性を更に説明するために、数値例870が図16及び図17に示される。この例は図7に示されるシステムを使用する。この例は、イメージの変換符号化のために使用された2次元8×8DCTを用いて、前述の問題を説明する。初期量子化DCT係数がマトリックス874により示される。2つの係数を除く全ての係数が0であり、2つの非ゼロの係数はDC係数と、高周波係数である。図11に示される量子化マトリックスを用いた逆量子化後の係数がマトリックス878に示される。逆DCTがこれらの変換データに実行され、128のレベル・シフトが追加されるとき、実データはマトリックス882に示されるように生成される。マトリックス882に示されるデータは既に整数に丸められているが、許容範囲にクリップされていない。これらの実データは幾つかの負の値を含むことがわかる。クリッピング後、実データ882がマトリックス886に示されるように、クリップされた実データを生成する。これらのデータは、各負の値が0により置換された以外は、マトリックス882と同一である。順方向DCTが実ドメイン・データに適用され、新たに丸められた変換データ890が与えられる。新たな変換データ890は、以前の変換データ878と大きく異なることがわかる。図11に示される量子化マトリックスを用いて量子化が実行されるとき、新たな変換符号化データ894が生成される。変換データの結果の変化は、量子化後に、変換符号化データに変化を生成する程、十分に大きい。これは非常に好ましくない結果である。
【0047】
多くの状況において、データの復号、操作及び再符号化のプロセスは、複数回実行される必要がある。これらの状況では、このプロセスの各繰り返しは、"生成"と呼ばれる。整数への変換、及び実ドメイン内の許容範囲へのクリッピングにより生じる前述の誤差は、複数の繰り返しが実行されるとき累積し、データの大きな劣化を生じ得る。前述の説明は、丸め込み(または切り捨て)及びクリッピングにより導入される誤差の代表的な例に過ぎない。より多くのまたは少ない誤差を生成する他の例も可能である。
【0048】
問題は通常、図18に示されるように、復号及び再符号化の多重生成の後では、一層悪化する。初期変換符号化データ'D0'910は逆量子化及び逆変換され(920)、整数に変換されて許容範囲にクリップされ(930)、整数値実ドメイン・データ940が生成される。実ドメイン・データ940は順方向変換及び量子化(950)に渡され、新たな変換符号化データ'D1'960が与えられる。このプロセス全体は数回繰り返され、特定の繰り返し回数'n'の後に、最終的な変換符号化データ'Dn'970が生成される。各ステップにおける誤差のために、最終データ'Dn'970は原始データとは極めて異なる。
【0049】
変換符号化データの実ドメイン操作の多重生成により多大に悪化する問題を示すケースが、図19に示される。図18に示されるステップに加え、特定の形態の操作310が実ドメイン・データに対して実行され、続いて整数に変換され、クリップされる(320)。順方向変換及び量子化の後、結果の量子化変換係数1010は図7の場合同様、いくらかの誤差を含む。'n'回の生成の後、最終変換量子化係数1020は極めて大きな好ましくない誤差を有し得る。
【0050】
【発明の実施の形態】
本発明に従い誤差を低減するための、変換データの処理方法1100の実施例が、図20に示される。図1同様、変換データ'A'110が逆変換120を通過され、高精度実ドメイン・データ130が生成される。整数値入力を受け取る出力装置160に実ドメイン・データを渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ(140)が、高精度実ドメイン・データに影響することなく、操作前に実行される。実ドメイン・データの所望の操作1110が、高精度データを入力として受け取り、高精度データ1120を出力として生成する方法により、実行される。この操作方法1110は概念的に、図5で前述された整数に対する操作310と同一の処理をデータに対して実行するが、代わりに高精度データに対して作用する。操作された実ドメイン・データを、整数値入力を受け取る出力装置160に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ(140)が、高精度の処理済みデータに影響することなく、操作後に実行される。
【0051】
本発明に従い誤差を低減するための、変換データの処理システム1105の実施例が、図21に示される。図2同様、変換データ'A'115が逆変換器125を通過され、高精度実ドメイン・データ135が生成される。整数値入力を受け取る出力装置165に、実ドメイン・データを渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データを生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ145が操作前に高精度実ドメイン・データ135に影響することなく作用する。マニピュレータ1115が実ドメイン・データに作用し、高精度データを入力として受け取り、高精度データ1125を出力として生成する。このマニピュレータ1115は概念的に、図5で前述された整数に対する操作310と同一の処理をデータに対して実行するが、代わりに高精度データに対して作用する。操作された実ドメイン・データを、整数値入力を受け取る出力装置165に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値データを生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ145が操作後に、高精度の処理済みデータに影響することなく作用する。
【0052】
逆変換ステップに続き、順方向変換ステップを実行する方法1200を使用する本発明の実施例が、図22に示される。図1同様、変換データ'A'110が逆変換120を通過され、高精度実ドメイン・データ130が生成される。整数値入力を受け取る出力装置160に実ドメイン・データを渡す必要がある場合、または他の理由から、整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ(140)が、高精度実ドメイン・データに影響することなく、操作前に実行される。実ドメイン・データの所望の操作1110が、高精度データを入力として受け取り、高精度データ1120を出力として生成する方法により実行される。この操作方法1110は概念的に、図5で前述された整数に対する操作310と同一の処理をデータに対して実行するが、代わりに高精度データに対して作用する。操作された実ドメイン・データを、整数値入力を受け取る出力装置160に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ(140)が、高精度の処理済みデータに影響することなく実行される。高精度データ130は、整数値データを入力として受け取る順方向変換1210への入力として使用される。結果の変換データ'A3'1220は、順方向変換1210が逆変換の転置の場合、逆変換120への入力であった原始変換データ'A'110と同一である。なぜなら、丸め込み及びクリッピングからの誤差は、変換データ'A3'内に存在しないからである。異なる順方向変換が使用される場合、順方向変換1210は異なる変換データ'A3'1220を生成する。これは順方向変換入力内に、丸め込み及びクリッピングからの誤差が存在すること無しに、変換間の変換を可能にする。
【0053】
逆変換器に続き、順方向変換器を有するシステム1205を使用する本発明の実施例が、図23に示される。図2同様、変換データ'A'115が逆変換器125を通過され、高精度実ドメイン・データ135が生成される。整数値入力を受け取る出力装置165に実ドメイン・データを渡す必要がある場合、または他の理由から、整数値データを生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ145が、高精度実ドメイン・データ135に影響することなく作用する。高精度実ドメイン・データ135は、実数値データを入力として受け取る順方向変換1215への入力として使用される。結果の変換データ'A3'1225は、順方向変換器1215が逆変換の転置を実現する場合、逆変換器125への入力であった原始変換データ'A'115と同一である。なぜなら、丸め込み及びクリッピングからの誤差は、変換データ'A3'内に存在しないからである。異なる順方向変換器が使用される場合、順方向変換器1215は異なる変換データ'A3'1225を生成する。
【0054】
図24は、変換データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減する方法1300を示す。この方法は、図20で述べられた方法1100を拡張することにより形成される。この場合、高精度データ1120が、高精度データを入力として受け取る順方向変換1210へ入力として渡され、丸め込み及びクリッピング誤差無しに、新たな変換データ'A4'1310が生成される。
【0055】
図25は、変換データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減するシステム1305を示す。このシステムは、図21で述べられたシステム1105を拡張することにより形成される。この場合、高精度データ1125が、高精度データを入力として受け取る順方向変換器1215へ入力として渡され、丸め込み及びクリッピング誤差無しに、新たな変換データ'A4'1315が生成される。
【0056】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減する方法1400が、図26に示される。図26は図3同様、整数変換符号化データ'B'210が逆量子化され(220)、出力が逆変換120を通過されて、高精度実ドメイン・データ130が生成される様子を示す。実ドメイン・データ130を、整数値入力を受け取る出力装置160に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ(140)が、高精度実ドメイン・データ130に影響することなく操作前に実行される。次に、実ドメイン・データの所望の操作1110が、高精度データを入力として受け取り、高精度データ1410を出力として生成する方法により実行される。この操作1110は概念的に、図5で前述された整数に対する操作310と同一の処理をデータに対して実行するが、代わりに高精度データに対して作用する。操作された実ドメイン・データを、整数値入力を受け取る出力装置160に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ(140)が、高精度の処理済みデータ1410に影響することなく、操作1110後に実行される。
【0057】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減するシステム1405が、図27に示される。図27は図4同様、整数変換符号化データ'B'215が逆量子化器225に入力され、逆変換器125を通過されて、高精度実ドメイン・データ135が生成される様子を示す。実ドメイン・データ135を、整数値入力を受け取る出力装置160に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データを生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ145が、高精度実ドメイン・データ135に影響することなく、操作前にデータに作用する。次に、実ドメイン・データの所望の操作が、高精度データを入力として受け取るマニピュレータ1115により実行され、高精度データ1415が出力として生成される。このマニピュレータ1115は概念的に、図5で前述された整数に対する操作310と同一の処理をデータに対して実行するが、代わりに高精度データに対して作用する。操作された実ドメイン・データを、整数値入力を受け取る出力装置160に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値データを生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ145が、高精度の処理済みデータ1415に影響することなく、操作1115後に非整数データに作用する。
【0058】
変換符号化データの実ドメイン変換のための方法1500の実施例が、図28に示される。高精度データ130が、実数値データを入力として受け取る順方向変換1210への入力として使用される。順方向変換1210の出力は量子化される(1510)。所望のシステムの実施例に従い、順方向変換オペレーション1210は、逆変換オペレーション120で使用された変換とは異なる変換を使用し得る。例えば、逆変換120は逆DCT変換を使用するのに対して順方向変換1210はフーリエ変換を使用する。結果の整数変換データ'B2'1520は、順方向変換オペレーション1210が逆変換オペレーション120の逆元であり、逆量子化ステップ220及び量子化ステップ1510で使用される量子化値が同一の場合、逆量子化ステップ220への入力であった原始整数変換データ'B'210と同一である。異なる順方向変換が使用される場合、順方向変換1210は異なる整数変換データ'B2'を生成する。同様に、逆量子化220及び量子化1510における異なる量子化値の使用は、異なる整数変換データ1520を生成する。従って、この方法は、順方向変換1210への入力130内に、丸め込み及びクリッピングからの誤差が存在すること無しに、変換と量子化マトリックス間の変換を可能にする。
【0059】
量子化マトリックス間の変換は、粗いまたは微細な量子化に対応し得る。JPEG国際規格からMPEG国際規格にデータを変換するため、量子化は粗くなりがちである。高品質のJPEGとは無関係のイメージが、編集プロセスの間に必要とされる。粗い圧縮可能なMPEGイメージが、所望の帯域幅目標を達成するために使用される。他方、相当な手編集の後、JPEGイメージを再圧縮する際、量子化は変化を保存するために微細になりがちである。
【0060】
本発明に従う、変換符号化データの実ドメイン変換のためのシステム1505の実施例が、図29に示される。高精度データ135が実数値データを入力として受け取る順方向変換器1215への入力として使用される。順方向変換器1215の出力は、量子化器1515に入力される。所望のシステムの実施例に従い、順方向変換器1215は、逆変換器125で使用された変換とは異なる変換を生成し得る。例えば、逆変換器125は逆DCT変換を使用するのに対して、順方向変換器1215はフーリエ変換を使用する。結果の整数変換データ'B2'1525は、順方向変換器1215が逆変換器125の逆元を生成し、逆量子化器225及び量子化器1515で使用される量子化値が同一の場合、逆量子化器225への入力であった原始整数変換データ'B'215と同一である。異なる順方向変換が生成される場合、順方向変換器1215は異なる整数変換データ'B2'を生成する。同様に、逆量子化器225及び量子化器1515における異なる量子化値の使用は、異なる整数変換データ1525を生成する。従って、このシステムは順方向変換器1215への入力135内に、丸め込み及びクリッピングからの誤差が存在すること無しに、変換と量子化マトリックス間の変換を可能にする。
【0061】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減する方法1600が、図26で前述した方法1400を拡張することにより形成され、図30に示される。高精度データ1410が、高精度データを入力として受け取る順方向変換1210へ、入力として渡される。順方向変換1210からの出力値が量子化され(1510)、新たな変換符号化データ'B3'1610が生成される。
【0062】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減するシステム1605が、図27で前述したシステム1405を拡張することにより形成され、図31に示される。高精度データ1415が、高精度データを入力として受け取る順方向変換器1215へ、入力として渡される。順方向変換器1210からの出力値が量子化器1515に入力され、新たな変換符号化データ'B3'1615が生成される。
【0063】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減する方法1700の実施例が、図32に示される。選択された実施例は、DCTを用いて変換符号化されるJPEG符号化イメージの実ドメイン操作のための方法である。JPEG符号化イメージ・データ'C'710が、無損失エントロピ復号ステップ720により復号され、量子化DCT係数が生成される。これらの係数は逆量子化され(730)、逆DCT740を通過され、高精度実ドメイン・データ1710が生成される。操作前にイメージを整数値入力を受け取る表示装置758に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データ754を生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ(750)が、高精度実ドメイン・イメージ・データ1710に影響することなく、操作1720前に実行される。次に、イメージの所望の操作1720が高精度データを入力として受け取り、高精度データ1730を出力として生成する方法により、実行される。操作されたイメージ・データを整数値入力を受け取る表示装置758に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値イメージ・データ1750を生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ(1740)が高精度の処理済みイメージ・データ1730に影響することなく、操作1720後に実行される。高精度イメージ・データ1730は、高精度データを入力として受け取る順方向DCT1760へ、入力として渡される。順方向DCT1760からの出力値は量子化され(780)、新たな整数DCT係数1770が生成される。これらの係数1770は無損失エントロピ符号化ステップ788により符号化され、新たなJPEG符号化データ'C2'1780が生成される。順方向変換及び逆変換、並びに操作システムが十分に正確であり、それらが導入する誤差が、前述の式3)で述べた量子化ステップの半分以下の場合、DCT係数に誤差は全く導入されない。
【0064】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減するシステム1705の実施例が、図33に示される。選択された実施例は、DCTを用いて変換符号化されるJPEG符号化イメージの実ドメイン操作のための方法を実現する。JPEG符号化イメージ・データ'C'715が無損失エントロピ復号器725により復号され、量子化DCT係数が生成される。これらの係数は逆量子化器735に送信され、次に逆DCT器745を通過され、高精度実ドメイン・データ1715が生成される。操作前にイメージを、整数値入力を受け取る表示装置763に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データ759を生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ755が操作1725前に、高精度実ドメイン・イメージ・データ1715に影響することなく、許容範囲内の整数値データを生成する。イメージの所望の操作を実行するマニピュレータ1725は、高精度データを入力として受け取り、高精度データ1735を出力として生成する。操作されたイメージ・データを、整数値入力を受け取る表示装置763に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値イメージ・データ1755を生成する必要がある場合、任意選択の整数変換器及びクリッパ1745が、マニピュレータ1725のオペレーション後に、高精度の処理済みイメージ・データ1735に影響することなく、整数値データ1755を生成する。高精度イメージ・データ1735は、高精度データを入力として受け取る順方向DCT器1765へ、入力として渡される。順方向DCT変換器1765からの出力値は量子化器785に送信され、新たな整数DCT係数1775が生成される。これらの係数1775は無損失エントロピ符号化器793により符号化され、新たなJPEG符号化データ'C2'1785が生成される。順方向変換及び逆変換、並びに操作システムが十分に正確であり、それらが各係数に対して導入する誤差が、前述の式3)で述べた量子化ステップの半分以下の場合、DCT係数に追加の誤差は導入されない。
【0065】
図34は、変換符号化データの実ドメイン操作の多重ステップを実行し、誤差を低減する方法1800を示し、ここでは操作ステップと、順方向変換及び量子化ステップ、及び逆量子化及び逆変換ステップとが交互に実行される。一般に、各操作は別のオペレーションをデータに実行する。例えば、デジタル・スタジオ編集では、第1の操作はイメージを色補正する。第2の操作は、クロマキーイング法を用いて、色補正されたイメージを背景と併合する。第3の操作は、ハイライトをイメージに追加する。第4の操作は、イメージをクロップ(crop)し、映画の16:9の幅対高さアスペクト比から、テレビジョンの4:3アスペクト比に変換する。イメージの印刷のために第1の操作はイメージを90゜回転させ、イメージを印刷方向に向ける。第2の操作は幾つかの独立のイメージを1つの合成イメージに併合する。第3の操作は色変換を実行する。
【0066】
図34に示されるように、変換符号化データ'D0'910が逆量子化され、逆変換920を通過され、高精度実ドメイン・データ1810が生成される。何らかの理由により、整数値データを生成する必要がある場合、高精度の実ドメイン・データ1810に影響することなく、高精度データ1810が整数に変換され、許容範囲にクリップされる(1820)。次に、高精度データ1810を入力として受け取り、高精度データ1840を出力として生成する方法により、実ドメイン・データの所望の操作1110が実行される。この出力データの整数値を生成することが所望される場合、高精度の出力データに影響することなく、高精度データ1840が整数に変換され、許容範囲にクリップされる(1830)。高精度出力データ1840は、順方向変換器及び量子化器1850に入力として渡され、新たな変換符号化データ'F1'1860が生成される。逆量子化及び逆変換、操作、及び順方向変換及び量子化のプロセスは複数回繰り返され、その際、操作1870は各繰り返しの度に異なる。多重ステップの後、最終的な変換符号化データ'Fn'1880が生成され、丸め誤差及びクリッピング誤差が低減または除去される。整数への変換及びクリッピング・ステップから生成される出力は、マルチプレクサにより、またはマルチプレクサを介さず、出力装置1890に送信され得る。
【0067】
図35は、変換符号化データの実ドメイン操作の多重ステージを実行し、誤差を低減するシステム1805を示し、ここではマニピュレータのオペレーションと、順方向変換器及び量子化器のオペレーション、及び逆量子化器及び逆変換器のオペレーションとが交互に実行される。変換符号化データ'D0'1815が逆量子化器及び逆変換器1819に供給され、高精度実ドメイン・データ1823が生成される。何らかの理由により、整数値データを生成する必要がある場合、高精度の実ドメイン・データ1823に影響することなく、高精度データ1823が整数変換器及びクリッパ1827により作用される。次に、マニピュレータ1115が実ドメイン・データ1823に作用して、所望の操作を実行し、高精度データ1845を出力として生成する。この出力データの整数値を生成することが所望される場合、高精度の出力データに影響することなく、高精度データ1845が整数変換器及びクリッパ1835に入力される。高精度出力データ1845は、順方向変換器及び量子化器1855に入力として渡され、新たな変換符号化データ'F1'1865が生成される。逆量子化及び逆変換、操作、及び順方向変換及び量子化のステップは複数回繰り返され、その際、操作1875は各繰り返しの度に異なる。多重繰り返しの後、最終的な変換符号化データ'Fn'1885が生成され、実ドメイン丸め誤差及びクリッピング誤差が低減または除去される。特定の実施例では、任意のまたは全ての整数変換器及びクリッパ・モジュールからの出力が、出力装置1895に供給される。符号化イメージ・データの場合、出力装置はディスプレイまたはテレビジョン・セットなどである。符号化オーディオ・データの場合、出力装置はプレーヤまたはレコーダなどである。
【0068】
本発明が多重生成問題の一面を解決する様子を示す数値例が、図36に示される。1つの係数だけ(定数またはDC項)が非ゼロである変換ドメイン係数のセット822が、逆変換により作用され、実ドメイン・データのブロック824が生成される。この場合、データは全てが128.5に等しい64個の値を含む。8ビット・データに対して128のJPEGレベル・シフトが適用される。次に、順方向変換が適用され、新たな変換ドメイン係数1910が生成される。ここで新たな変換係数1910が、初期の変換係数822に同一であることが分かる。これは丸め誤差が順方向DCTに送信されるデータ内に存在しないことによる。
【0069】
本発明が多重生成問題の別の一面を解決する様子を示す数値例が、図37に示される。1つの係数だけ(定数またはDC項)が非ゼロである変換ドメイン係数のセット832が、逆変換により作用され、実ドメイン・データのブロック834が生成される。この場合、データは全てが128.875に等しい64個の値を含む。8ビット・データに対して、128のJPEGレベル・シフトが適用される。次に、順方向変換が適用され、新たな変換ドメイン係数1938が生成される。ここで新たな変換係数1938が、初期の変換係数832に同一であることが分かる。これは切り捨て誤差が順方向DCTに送信されるデータ内に存在しないことによる。
【0070】
高精度の数が、実ドメイン丸め込みまたは切り捨てにより生成された誤差を除去する様子について説明したが、次に実ドメイン・クリッピング誤差についても回避されることについて示すことにする。図16で使用された同一の数値開始ポイント及び最初の3つのステップが、図38に示される。初期量子化DCT係数がマトリックス874に示される。2つの係数を除く全ての係数が0である。すなわち、2つの非ゼロの係数は、DC係数及び高周波係数である。逆量子化後の係数が、マトリックス878に示される。使用される量子化マトリックスが、図11に示される。逆DCTがこれらの変換データに対して実行されるとき、マトリックス882に示されるように、実データが生成される。マトリックス882に示されるデータは、既に整数に丸められているが、許容範囲にクリップされていない。
【0071】
図39は、実ドメイン・データに適用され、新たに丸められた変換データ1944を与える順方向DCTの結果を示す。量子化が実行されるとき、新たな変換符号化データ1948が生成される。この例では、変換データの変化は、量子化後に変換符号化データの変化を生成する程、大きくない。
【0072】
生成の間の操作の例は、2つ以上の変換符号化データ・セットの併合を含む。変換符号化イメージ・データ・セットでは、複数の小さなイメージが1つの大きなピクチャに収集される必要があるので併合が必要とされる。折りたたみ広告パンフレットは一般に、複数の個々のピクチャから成る。今日の最高級のレーザ・プリンタは、一度に2ページ以上を印刷する。こうしたケースでは、イメージは一般にオーバラップせず、同一の量子化(JPEGのDCTのための8×8ブロック構造などの、基準グリッドに対する位置決め)または方位を有さないかもしれない。最終ピクチャを実ドメインで構成することにより、各サブイメージに対して標準プロセスが使用され得る。合成イメージは、オンザフライ式印刷のための最終的な伸張のために、再圧縮され得る。
【0073】
同様に、デジタル編集は、直接に実行される幾つかの独立な操作を要求する多くの特殊な効果を含み得る。デジタル映画はしばしば、2つの主要場面間の円滑な遷移を達成するために、フェードイン/フェードアウト特殊効果を使用する。こうした特殊効果は、各場面の独立の処理を従える。従って、編集において特殊効果の合成を生成するために、伸張及び再圧縮の多重生成が必要とされる。
【0074】
クロマキーイングは2つの独立なビデオ・データ・ストリームを含む。一方のビデオでは背景が捕獲される。他のビデオでは、しばしば生の俳優のアクションを含む前景が、紺碧または黒の背景などの空白の単色に対して撮影される。次に、前景イメージ内の黒画素が、背景ビデオからの画素により置換される。画素は単一画素レベルで混合されるので、イメージは実ドメイン内で結合される必要がある。整数に変換し、クリップすることにより導入される誤差は、こうしたデジタル・スタジオ・アプリケーションにとって、非常に好ましくない。
【0075】
ハイエンド・デジタル・グラフィックス市場は、時に100メガ(すなわち1億)画素以上のデジタル・イメージを使用する。光沢のある広告パンフレット及び大きな写真展示会ブースの背景幕は、こうした高品質デジタル・イメージの2つの使用例である。高品質有損失JPEG圧縮が、伝送及び記憶コスト削減を維持するために使用され得る。こうしたイメージは伸張及び再圧縮され、ハイライトの追加、色補正、テキストの追加または変更、及びイメージ・クロッピングなどの変化及び変更を可能にするので、故意でない変化が問題であり、これは本発明の概念を用いて解決される。
【0076】
本発明の概念の前述の例は、通常、イメージ及びビデオ変換データを対象とする。インターネットの広範な使用が、JPEG及びMPEG圧縮イメージ・データの価値を示した。JPEGイメージが印刷されるとき、縮尺の変更または方位の変更などの操作が要求され得る。更に、別の色空間への変換、及びそれに続く再圧縮が、イメージの印刷準備完了バージョンの記憶を可能にする。丸め込み及びクリッピングからの誤差は、非常に好ましくない。
【0077】
オーディオ符号化データもまた、伸張され、特殊音響効果と混合され、他のオーディオ・データと併合され、編集され、実ドメイン内で処理されて、誤差を低減する必要がある。類似の技法が、現象を表すデータが変換ドメイン内に記憶されるときに、データの変換及び逆変換を使用するデジタル処理の他の産業、商業、及び軍事アプリケーションにおいて実行される。
【0078】
本発明はまた、装置またはコンピュータ製品として提供され得る。本発明は、コンピュータに本発明の方法を実行するように指示する、コンピュータ読取り可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ読取り可能媒体を含む製造物として実現され得る。
【0079】
本発明の説明は、特定の構成に対して述べられたが、本発明の趣旨及び概念は他の構成にも好適であり、適用され得る。当業者には、ここで開示された実施例の他の変更も、本発明の趣旨及び範囲から逸れることなく、可能であることが明らかであろう。
【0080】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【0081】
(1)現象を表す変換データをデジタル的に処理する方法であって、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を操作し、効果を生成するステップと
を含む、方法。
(2)前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、変換データを形成するステップを含む、前記(1)記載の方法。
(3)前記現象がイメージである、前記(1)記載の方法。
(4)前記効果が2つのデータ・セットのクロマキー併合である、前記(1)記載の方法。
(5)前記効果がイメージ・データの色補正である、前記(1)記載の方法。
(6)前記効果が前記イメージの90゜回転である、前記(3)記載の方法。
(7)前記高精度数が浮動小数点数である、前記(1)記載の方法。
(8)前記高精度数が小数部を含む固定精度数である、前記(1)記載の方法。
(9)前記逆変換ステップが逆離散コサイン変換を使用する、前記(1)記載の方法。
(10)前記逆変換ステップが逆離散ウェブレット変換を使用する、前記(1)記載の方法。
(11)前記逆変換ステップが逆離散フーリエ変換を使用する、前記(1)記載の方法。
(12)現象を表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理する方法であって、
前記変換データを前記実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数の順方向変換を実行するステップと
を含む、方法。
(13)前記順方向変換の逆元が前記逆変換と異なる、前記(12)記載の方法。
(14)前記順方向変換が順方向離散コサイン変換であり、前記逆変換が逆離散ウェブレット変換である、前記(13)記載の方法。
(15)現象を表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法であって、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を操作し、効果を生成するステップと
を含む、方法。
(16)前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、変換データを形成するステップを含む、前記(15)記載の方法。
(17)前記変換符号化データが符号化オーディオ・データである、前記(15)記載の方法。
(18)前記変換符号化データが符号化イメージ・データである、前記(15)記載の方法。
(19)前記変換符号化データが符号化ビデオ・データである、前記(15)記載の方法。
(20)前記符号化イメージ・データがJPEG静止画国際規格形式である、前記(18)記載の方法。
(21)前記符号化イメージ・データがMPEG動画ビデオ国際規格形式である、前記(19)記載の方法。
(22)前記逆変換ステップが逆離散コサイン変換を使用する、前記(15)記載の方法。
(23)前記逆変換ステップが逆離散ウェブレット変換を使用する、前記(15)記載の方法。
(24)前記逆変換ステップが逆離散フーリエ変換を使用する、前記(15)記載の方法。
(25)前記高精度数が浮動小数点数である、前記(15)記載の方法。
(26)前記高精度数が小数部を含む固定精度数である、前記(15)記載の方法。
(27)前記高精度数を操作し、効果を生成するステップを含む、前記(12)記載の方法。
(28)現象を表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法であって、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成するステップと、
前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップと
を含む、方法。
(29)前記高精度数を操作し、効果を生成するステップを含む、前記(28)記載の方法。
(30)前記高精度数を整数に変換し、許容範囲にクリップして、変換データを形成するステップを含む、前記(29)記載の方法。
(31)前記操作するステップと、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップとを、所望の回数、交互に繰り返すステップを含む、前記(29)記載の方法。
(32)前記変換符号化データが圧縮データであり、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップが、圧縮/伸張サイクルを実行する、前記(31)記載の方法。
(33)変換符号化データを再圧縮及び伸張し、編集オペレーションを可能にする、前記(31)記載の方法を使用するシステム。
(34)前記変換符号化データが符号化オーディオ・データである、前記(29)記載の方法。
(35)前記変換符号化データが符号化電磁環境データである、前記(29)記載の方法。
(36)前記変換データが符号化ビデオ・データである、前記(29)記載の方法。
(37)前記現象がJPEG規格形式で符号化されたイメージ・データであり、
無損失エントロピ復号により、量子化変換係数を復号するステップと、
無損失エントロピ符号化により、前記量子化データを符号化し、JPEG規格データ圧縮形式の符号化データを形成するステップと
を含む、前記(29)記載の方法。
(38)現象を表す第1レベルの変換符号化データを実ドメイン内でデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換符号化データから変換データを形成する第1の逆量子化器と、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を生成する、第1の逆変換器と、
前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成する第1の順方向変換器と、
前記順方向変換データを量子化し、量子化データを形成する第1の量子化器と
を含む、システム。
(39)前記順方向変換器が、前記逆変換器により使用された第1の変換タイプとは異なる変換タイプを使用する、前記(38)記載のシステム。
(40)前記順方向変換器が順方向離散コサイン変換を生成し、前記逆変換器が逆離散ウェブレット変換を生成する、前記(38)記載のシステム。
(41)前記高精度数を操作し、効果を生成するマニピュレータを含む、前記(38)記載のシステム。
(42)前記逆量子化器及び前記量子化器が同一の量子化値を使用する、前記(38)記載のシステム。
(43)前記量子化変換データのサブセットだけが、異なる変換符号化データを生成する、前記(41)記載のシステム。
(44)前記逆量子化器及び前記量子化器が少なくとも1つの異なる量子化値を使用する、前記(38)記載のシステム。
(45)前記変換符号化データを形成する無損失エントロピ復号器と、
前記量子化データを符号化する無損失エントロピ符号化器と
を含む、前記(38)記載のシステム。
(46)現象を表す変換データをデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
前記高精度数を操作し、効果を生成するマニピュレータと
を含む、システム。
(47)前記高精度数を整数に変換する変換器と、前記整数を許容範囲にクリップするクリッパとを含む、前記(46)記載のシステム。
(48)現象を表す変換符号化データをデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成する逆量子化器と、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
前記高精度数を操作し、効果を生成するマニピュレータと
を含む、システム。
(49)前記高精度数を整数に変換する変換器と、前記整数を許容範囲にクリップするクリッパとを含む、前記(48)記載のシステム。
(50)現象を表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
前記高精度数を順方向変換する順方向変換器と
を含む、システム。
(51)前記高精度数を操作し、効果を生成するマニピュレータを含む、前記(50)記載のシステム。
(52)前記量子化データが他のレベルの変換符号化データを形成し、
他のレベルの変換符号化データに対して、前記第1のレベルの変換符号化データに実行されたのと同様の機能を実行する、別の逆量子化器、別の逆変換器、別のマニピュレータ、別の順方向変換器、及び別の量子化器を含む、前記(41)記載のシステム。
(53)前記第1のマニピュレータにより生成される前記効果が、他のマニピュレータにより生成される効果と異なるタイプである、前記(52)記載のシステム。
(54)前記第1の逆量子化器、第1の逆変換器、第1の順方向変換器、及び第1の量子化器の機能と、前記別の逆量子化器、別の逆変換器、別の順方向変換器、及び別の量子化器のそれぞれの機能が、各々同一のモジュールにより実行される、前記(52)記載のシステム。
(55)前記変換データを出力装置による使用のために提供するステップを含む、前記(2)記載の方法。
(56)前記出力装置が表示モニタである、前記(55)記載の方法。
(57)前記出力装置がラスタ表示モニタである、前記(55)記載の方法。
(58)前記変換データがスペクトル分析の情報を含む、前記(1)記載の方法。
(59)現象を表す変換データをデジタル的に処理するコンピュータ読取り可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ読取り可能媒体を含む装置であって、前記コンピュータ読取り可能プログラム・コード手段が、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するように、コンピュータに指示する手段と、
前記高精度数を操作し、効果を生成するように前記コンピュータに指示する手段と
を含む、装置。
(60)前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、変換データを形成するように前記コンピュータに指示する手段を含む、前記(59)記載の装置。
(61)前記現象がイメージである、前記(59)記載の装置。
(62)現象を表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理するコンピュータ読取り可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ読取り可能媒体であって、前記コンピュータ読取り可能プログラム・コード手段が、
前記変換データを前記実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するように、前記コンピュータに指示する手段と、
前記高精度数の順方向変換を実行するように、前記コンピュータに指示する手段と
を含む、コンピュータ読取り可能媒体。
(63)前記順方向変換の逆元が前記逆変換と異なる、前記(62)記載の媒体。
(64)前記順方向変換が順方向離散コサイン変換であり、前記逆変換が逆離散ウェブレット変換である、前記(62)記載の媒体。
(65)現象を表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法を実行する、マシンにより実行可能な命令プログラムを実現するマシン読取り可能プログラム記憶装置であって、前記方法が、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を操作し、効果を生成するステップと
を含む、プログラム記憶装置。
(66)前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、変換データを形成するステップを含む、前記(65)記載のプログラム記憶装置。
(67)現象を表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法を実行する、マシンにより実行可能な命令プログラムを実現するマシン読取り可能プログラム記憶装置であって、前記方法が、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成するステップと、
前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップと
を含む、プログラム記憶装置。
(68)前記高精度数を操作し、効果を生成するステップを含む、前記(67)記載のプログラム記憶装置。
(69)前記高精度数を整数に変換し、許容範囲にクリップして、変換データを形成するステップを含む、前記(67)記載のプログラム記憶装置。
(70)前記操作するステップと、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップとを、所望の回数、交互に繰り返すステップを含む、前記(67)記載のプログラム記憶装置。
(71)前記変換符号化データが圧縮データであり、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップが、圧縮/伸張サイクルを実行する、前記(70)記載のプログラム記憶装置。
(72)前記現象がJPEG規格形式で符号化されたイメージ・データであり、
無損失エントロピ復号により、量子化変換係数を復号するステップと、
無損失エントロピ符号化により、前記量子化データを符号化し、JPEG規格データ圧縮形式の符号化データを形成するステップと
を含む、前記(67)記載のプログラム記憶装置。
(73)現象を表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理する方法であって、
前記変換データを前記実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を整数に変換するステップと、
前記整数の順方向変換を実行し、順方向変換データを形成するステップと
を含む、方法。
(74)前記整数を操作し、効果を生成するステップを含む、前記(73)記載の方法。
(75)前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップと
を含む、前記(73)記載の方法。
(76)前記整数を許容範囲にクリップし、変換データを形成するステップを含む、前記(73)記載の方法。
(77)前記操作するステップと、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップとを、所望の回数、交互に繰り返すステップを含む、前記(75)記載の方法。
(78)現象を表す変換符号化データを実ドメイン内でデジタル的に処理する方法を実行する、マシンにより実行可能な命令プログラムを実現するマシン読取り可能プログラム記憶装置であって、前記方法が、
前記変換データを前記実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を整数に変換するステップと、
前記整数の順方向変換を実行し、順方向変換データを形成するステップと
を含む、プログラム記憶装置。
(79)前記整数を操作し、効果を生成するステップを含む、前記(78)記載のプログラム記憶装置。
(80)前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップを含む、前記(78)記載のプログラム記憶装置。
(81)前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップを含む、前記(78)記載のプログラム記憶装置。
(82)前記整数を許容範囲にクリップし、変換データを形成するステップを含む、前記(78)記載のプログラム記憶装置。
【図面の簡単な説明】
【図1】逆変換を実行する方法のブロック図である。
【図2】逆変換を実行するシステムのブロック図である。
【図3】変換符号化データを復号する方法を示すブロック図である。
【図4】変換符号化データを復号するシステムを示すブロック図である。
【図5】変換データの実ドメイン処理のための方法を示すブロック図である。
【図6】逆変換に続き順方向変換を実行し、多重生成問題を例証する方法を示すブロック図である。
【図7】変換符号化データを復号及び再符号化し、多重生成問題を例証する方法を示すブロック図である。
【図8】逆変換、実ドメイン・データ操作、及び順方向変換を実行し、多重生成問題を例証する方法を示すブロック図である。
【図9】多重生成問題を示す、JPEGのDCT符号化イメージ・データの実ドメイン処理を実行する方法を示すブロック図である。
【図10】多重生成問題を示す、JPEGのDCT符号化イメージ・データの実ドメイン処理を実行するシステムを示すブロック図である。
【図11】JPEG輝度量子化マトリックスの例を示す図である。
【図12】JPEGクロミナンス量子化マトリックスの例を示す図である。
【図13】実ドメイン丸め込みが8×8ブロックDCT符号化データ内で大きな誤差を生じ得る数値例を示す図である。
【図14】実ドメイン切り捨てが8×8ブロックDCT符号化データ内で大きな誤差を生じ得る様子を示す数値例を示す図である。
【図15】実ドメイン・クリッピングが1次元離散コサイン変換符号化データ内で誤差を生じ得る様子を示すグラフの例を示す図である。
【図16】実ドメイン・クリッピングが8×8ブロックDCT符号化データ内で大きな誤差を生じ得る数値例を示す図である。
【図17】実ドメイン・クリッピングが8×8ブロックDCT符号化データ内で大きな誤差を生じ得る数値例を示す図である。
【図18】図7で述べられたプロセスの複数の繰り返しを実行し、多重生成問題を示す方法を示すブロック図である。
【図19】実ドメイン操作の複数の繰り返しを実行し、多重生成問題を示す方法のブロック図である。
【図20】本発明に従う、変換データの誤差低減処理のための方法の例を示すブロック図である。
【図21】本発明に従う、変換データの誤差低減処理のためのシステムの例を示すブロック図である。
【図22】本発明に従いこのプロセスが無損失となるように、逆変換に続き順方向変換を実行する方法の例を示すブロック図である。
【図23】本発明に従いこのプロセスが無損失となるように、逆変換に続き順方向変換を実行するシステムの例を示すブロック図である。
【図24】本発明に従い、変換データの実ドメイン操作に続き、順方向変換を実行し、誤差を低減する方法の例を示すブロック図である。
【図25】本発明に従い、変換データの実ドメイン操作に続き、順方向変換を実行し、誤差を低減するシステムの例を示すブロック図である。
【図26】本発明に従う、変換符号化データの誤差低減処理のための方法の例を示すブロック図である。
【図27】本発明に従う、変換符号化データの誤差低減処理のためのシステムの例を示すブロック図である。
【図28】本発明に従いこのプロセスが無損失となるように、変換符号化データを復号及び再符号化する方法の例を示すブロック図である。
【図29】本発明に従いこのプロセスが無損失となるように、変換符号化データを復号及び再符号化するシステムの例を示すブロック図である。
【図30】本発明に従い、変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減する方法の例を示すブロック図である。
【図31】本発明に従い、変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減するシステムの例を示すブロック図である。
【図32】本発明に従い、新たな変換符号化データ内の好ましくない誤差を低減または除去するように、JPEG符号化イメージ・データの実ドメイン処理を実行する方法の実施例を示すブロック図である。
【図33】本発明に従い、新たな変換符号化データ内の好ましくない誤差を低減または除去するように、JPEG符号化イメージ・データの実ドメイン処理を実行するシステムの実施例を示すブロック図である。
【図34】本発明に従い、図30に示される変換符号化データの実ドメイン操作の複数の繰り返しを実行し、誤差を低減する方法の例を示すブロック図である。
【図35】本発明に従い、図31に示される変換符号化データの実ドメイン操作の複数の繰り返しを実行し、誤差を低減するシステムの例を示すブロック図である。
【図36】丸められた数の代わりに、高精度の数を順方向変換への入力として使用する、図13と同一の8×8ブロック数値開始ポイントを示す図である。
【図37】切り捨てられた数の代わりに、高精度の数を順方向変換への入力として使用する、図14と同一の8×8ブロック数値開始ポイントを示す図である。
【図38】図16と同一の8×8ブロック数値ステップを示す図である。
【図39】クリッピング以前に丸め込みを有する逆DCTの出力が順方向変換に入力され、続いて量子化されるときの、数値結果を示す図である。
【符号の説明】
110、115 変換ドメイン・データ'A'
120 逆変換
125、1819 逆変換器
130、135 高精度実数値データ
140 クリッピング
145、773、1745、1827 クリッパ
150、155 整数実ドメイン・データ
160、165、1890、1895 出力装置
210、215 整数変換符号化データ'B'
220 逆量子化
225、735 逆量子化器
340 操作出力
330、610 整数データ
410 順方向変換装置
420 変換データ'A1'
520 変換符号化データ'B1'
620 変換データ'A2'
710、715 符号化データ'C'
725、793 エントロピ復号器
740、745 2次元8×8逆DCT
750 変換
754 整数値イメージ・データ
755 整数変換器
758、763 表示装置
762 イメージ操作
767、1115、1725 マニピュレータ
768 クリッピング・ステージ
772、759、777 イメージ・データ
776 順方向DCT
781 順方向DCT器
784、789 量子化DCT係数
785、1515、1850、1855 量子化器
792、797 符号化データ'C1'
804 JPEG輝度量子化マトリックス
814 JPEGクロミナンス量子化マトリックス
822、828、832、838、1910、1938 変換ドメイン係数
826、836 最も近い整数
850 実ドメイン・クリッピング
870 数値例
874、878、882、886 マトリックス
890 変換データ
894、1944、1948 変換符号化データ
910 変換符号化データ'D0'
940 整数値実ドメイン・データ
960 変換符号化データ'D1'
970 変換符号化データ'Dn'
1010 量子化変換係数
1020 最終変換量子化係数
1120、1125、1410、1415、1730、1735、1840、1845 高精度データ
1210、1215 順方向変換
1220、1225 変換データ'A3'
1310、1315 変換データ'A4'
1415 処理済みデータ
1520 整数変換データ'B2'
1610、1615 変換符号化データ'B3'
1710、1715、1810、1823 高精度実ドメイン・データ
1730、1735 処理済みイメージ・データ
1755 整数値イメージ・データ
1760 順方向DCT
1765 順方向DCT変換器
1770、1775 整数DCT係数
1780、1785 JPEG符号化データ'C2'
1815 変換符号化データ'D0'
1860、1865 変換符号化データ'F1'
1880、1885 変換符号化データ'Fn'

Claims (51)

  1. イメージまたはオーディオを表す変換データをデジタル的に処理する方法であって、
    前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
    前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、2つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか1つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか1つを生成するステップと、操作された前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップと
    を含む、方法。
  2. 前記高精度数が浮動小数点数である、請求項1記載の方法。
  3. 前記高精度数が小数部を含む固定精度数である、請求項1記載の方法。
  4. 前記逆変換ステップが逆離散コサイン変換を使用する、請求項1記載の方法。
  5. 前記逆変換ステップが逆離散ウェブレット変換を使用する、請求項1記載の方法。
  6. 前記逆変換ステップが逆離散フーリエ変換を使用する、請求項1記載の方法。
  7. 前記整数値データを出力装置による使用のために提供するステップを含み、前 記出力装置が表示モニタである、請求項1記載の方法。
  8. 前記出力装置がラスタ表示モニタである、請求項7記載の方法。
  9. イメージまたはオーディオを表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理する方法であって、
    前記変換データを前記実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
    前記高精度数の順方向変換を実行するステップと
    を含む、方法。
  10. 前記順方向変換の逆元が前記逆変換と異なる、請求項記載の方法。
  11. 前記順方向変換が順方向離散コサイン変換であり、前記逆変換が逆離散ウェブレット変換である、請求項10記載の方法。
  12. イメージまたはオーディオを表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法であって、
    前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
    前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
    前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、2つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか1つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか1つを生成するステップと 操作された前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップと
    を含む、方法。
  13. 前記符号化データがJPEG静止画国際規格形式である、請求項12記載の方法。
  14. 前記符号化データがMPEG動画ビデオ国際規格形式である、請求項12記載の方法。
  15. 前記逆変換ステップが逆離散コサイン変換を使用する、請求項12記載の方法。
  16. 前記逆変換ステップが逆離散ウェブレット変換を使用する、請求項12記載の方法。
  17. 前記逆変換ステップが逆離散フーリエ変換を使用する、請求項12記載の方法。
  18. 前記高精度数が浮動小数点数である、請求項12記載の方法。
  19. 前記高精度数が小数部を含む固定精度数である、請求項12記載の方法。
  20. イメージまたはオーディオを表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法であって、
    前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
    前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
    前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成するステップと、
    前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップと
    を含む、方法。
  21. 前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、2つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか1つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか1つを生成するステップを含む、請求項20記載の方法。
  22. 前記高精度数を整数に変換し、許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップを含む、請求項21記載の方法。
  23. 前記操作するステップと、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップとを、所望の回数、交互に繰り返すステップを含む、請求項21記載の方法。
  24. 前記変換符号化データが圧縮データであり、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップが、圧縮/伸張サイクルを実行する、請求項23記載の方法。
  25. 前記変換符号化データがJPEG規格形式で符号化されたイメージ・データであり、
    無損失エントロピ復号により、量子化変換係数を復号するステップと、
    無損失エントロピ符号化により、前記量子化データを符号化し、JPEG規格データ圧縮形式の符号化データを形成するステップと
    を含む、請求項21記載の方法。
  26. イメージまたはオーディオを表す第1レベルの変換符号化データを実ドメイン内でデジタル的に処理するシステムであって、
    前記変換符号化データから変換データを形成する第1の逆量子化器と、
    前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を生成する、第1の逆変換器と、
    前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成する第1の順方向変換器と、
    前記順方向変換データを量子化し、量子化データを形成する第1の量子化器と
    を含む、システム。
  27. 前記順方向変換器が、前記逆変換器により使用された第1の変換タイプとは異なる変換タイプを使用する、請求項26記載のシステム。
  28. 前記順方向変換器が順方向離散コサイン変換を生成し、前記逆変換器が逆離散ウェブレット変換を生成する、請求項26記載のシステム。
  29. 前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、2つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか1つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか1つを生成するマニピュレータを含む、請求項26記載のシステム。
  30. 前記逆量子化器及び前記量子化器が同一の量子化値を使用する、請求項26記載のシステム。
  31. 前記量子化変換データのサブセットだけが、異なる変換符号化データを生成する、請求項29記載のシステム。
  32. 前記逆量子化器及び前記量子化器が少なくとも1つの異なる量子化値を使用する、請求項26記載のシステム。
  33. 前記変換符号化データを形成する無損失エントロピ復号器と、
    前記量子化データを符号化する無損失エントロピ符号化器と
    を含む、請求項26記載のシステム。
  34. イメージまたはオーディオを表す変換データをデジタル的に処理するシステムであって、
    前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
    前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、2つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか1つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか1つを生成するマニピュレータと
    操作された前記高精度数を整数に変換する変換器と、前記整数を許容範囲にクリップするクリッパと
    を含む、システム。
  35. イメージまたはオーディオを表す変換符号化データをデジタル的に処理するシステムであって、
    前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成する逆量子化器と、
    前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
    前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、2つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか1つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか1つを生成するマニピュレータと
    操作された前記高精度数を整数に変換する変換器と、前記整数を許容範囲にクリップするクリッパと
    を含む、システム。
  36. イメージまたはオーディオを表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理するシステムであって、
    前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
    前記高精度数を順方向変換する順方向変換器と
    を含む、システム。
  37. 前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、2つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか1つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか1つを生成するマニピュレータを含む、請求項36記載のシステム。
  38. 前記量子化データが他のレベルの変換符号化データを形成し、
    他のレベルの変換符号化データに対して、前記第1のレベルの変換符号化データに実行されたのと同様の機能を実行する、別の逆量子化器、別の逆変換器、別のマニピュレータ、別の順方向変換器、及び別の量子化器を含む、請求項37記載のシステム。
  39. 前記第1のマニピュレータにより生成される前記イメージまたはオーディオが、他のマニピュレータにより生成されるイメージまたはオーディオと異なるタイプである、請求項38記載のシステム。
  40. 前記第1の逆量子化器、第1の逆変換器、第1の順方向変換器、及び第1の量子化器の機能と、前記別の逆量子化器、別の逆変換器、別の順方向変換器、及び別の量子化器のそれぞれの機能が、各々同一のモジュールにより実行される、請求項38記載のシステム。
  41. イメージまたはオーディオを表す変換データをデジタル的に処理するためのコンピュータにより実行可能なプログラムが記録された記憶媒体であって、前記プログラムが、前記コンピュータに、
    前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
    前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、2つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか1つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか1つを生成するステップと、
    操作された前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップと
    実行させる、コンピュータ読取り可能な記録媒体。
  42. イメージまたはオーディオを表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理するためのコンピュータにより実行可能なプログラムが記録された記憶媒体であって、前記プログラムが、前記コンピュータに、
    前記変換データを前記実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
    前記高精度数の順方向変換を実行するステップ
    実行させる、コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
  43. 前記順方向変換の逆元が前記逆変換と異なる、請求項42記載の記憶媒体。
  44. 前記順方向変換が順方向離散コサイン変換であり、前記逆変換が逆離散ウェブレット変換である、請求項42記載の記憶媒体。
  45. イメージまたはオーディオを表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法を実行する、マシンにより実行可能なプログラムが記録された記憶媒体であって、前記方法が、
    前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
    前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
    前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、2つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか1つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか1つを生成するステップと、操作された前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップと
    を含む、記憶媒体。
  46. イメージまたはオーディオを表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法を実行する、マシンにより実行可能なプログラムが記録された記憶媒体であって、前記方法が、
    前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
    前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
    前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成するステップと、
    前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップと
    を含む、記憶媒体。
  47. 前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、2つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか1つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか1つを生成するステップを含む、請求項46記載の記憶媒体。
  48. 操作された前記高精度数を整数に変換し、許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップを含む、請求項47記載の記憶媒体。
  49. 前記操作するステップと、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップとを、所望の回数、交互に繰り返すステップを含む、請求項47記載の記憶媒体。
  50. 前記変換符号化データが圧縮データであり、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップが、圧縮/伸張サイクルを実行する、請求項49記載の記憶媒体。
  51. 前記変換符号化データがJPEG規格形式で符号化されたイメージ・データであり、
    無損失エントロピ復号により、量子化変換係数を復号するステップと、
    無損失エントロピ符号化により、前記量子化データを符号化し、JPEG規格データ圧縮形式の符号化データを形成するステップと
    を含む、請求項46記載の記憶媒体。
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