JP4037271B2 - 信号圧縮装置及び方法 - Google Patents
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Description
MSB部分に対して、xm=x div k
LSB部分に対して、xl=x mod k
として実行することができる。k=2m(m=1,2,...)という設定は実際的に非常に重要である。なぜならば、これは、信号xから最下位mビットを分割することに対応するからである。
最上位部分に対して、xm=x div k
最下位部分に対して、xl=x mod k
のように記述することができる。k=2m(mは、0,1,2,...が成立する整数である。)という設定は実際的に非常に重要である。なぜならば、これは、信号xからm個の最下位ビットを分割することに対応するからである。最上位部分は、JPEG−LSのような専用無損失圧縮方法によって、損失なく圧縮される。最下位部分は、最下位部分の記述を任意のポイントで切り捨てることができるスケーラブル符号器によって圧縮される。スケーラブル符号器を実現する実際的な方法は、実際に圧縮を行うことなく、単にビットプレーンを再配置することである。即ち、スケーラブル符号器は、最初に、(最下位部分の)すべての最上位ビットをストリームに入れ、次に、下位ビットが入れられる。最後に、無損失でスケーラブルな符号化部分が結合/連結される。信号分割の方法に関する情報、及び/又は、無損失かつスケーラブルな符号化部分のサイズに関する情報は、必要に応じて付加される。固定圧縮率を実現するための圧縮スケーラブルデータの切り捨ては、連結動作中に、或いは、システムの後の段で、行われ得る。
(0+1+2+3)/4=1.5
であり、これは、LSB部分の画素の半分をランダムに1にセットし、残りの半分を2にセットすることにより実現される。図2には、多数のスケーラブル圧縮方法と同様に、非スケーラブル方法によって与えられた離散ポイントに対する効率損失が示されている。しかし、非スケーラブルな場合の品質は、利用可能なビット率又は記憶容量が不十分である場合に、次に低いポイントへ直ちに降下することに注意する必要がある。例えば、図2に示されているように、JPEG−LSは、1画素当たり2.866ビットのレートにおいて、49.96dBのPSNRを与える。利用可能なビット数が減少すると、JPEG−LSに対するPSNRは直ぐに45.23dBまで降下する。これは、1画素当たり2.267ビットのレートで次に利用可能な圧縮設定値に対応する。したがって、1画素当たり約2.4乃至2.866ビットの間のレートに対して、スケーラブルな方法の方がPSNRが高くなる。
m=floor(log2(mean(abs(e))))
として、最適になるように(即ち、予測誤差信号を無損失符号化するために要する最低ビット数が得られるように)選択される。実施例では、mの値は、画像ライン毎に1回ずつ選択されるが、より頻繁に更新される。
m=floor(log2(mean(abs(e))))
として再度決定される。パラメータmは、分割ポイントを直接的に与える。m個のLSBは、スケーラブル符号器へ送信され、残りのMSBは、無損失符号器へ送信される。分割ポイントの選択は、上述された提案された非常に複雑さの程度が低い無損失画像圧縮方法に適用されるエントロピー符号が、(符号語にそのままコピーされただけである)これらのビットに関して圧縮を適用しないという観察に基づいている。したがって、これらのLSBは、ある程度ランダムであると仮定され、MSBの無損失符号化の際に予測のため使用されるときに圧縮効率の損失はない。この仮定は経験的に確かめられている。例えば、24枚のすべてのテスト画像のすべての画像ラインのmに対して一定の選択をしなければならない場合、m=2という値が選択されるであろう。この値は、表1に示されるように、4%の圧縮効率損しか生じない。
Y=0.587・G+0.299・R+0.114・B (1)
U=B−Y (2)
V=R−Y (3)
によって与えられる。
YL=G+[0.299/0.587・R+0.114/0.587・B]
(4)
UL=B−[0.587・YL] (5)
VL=R−[0.587・YL] (6)
によって与えられる。式中、[・]は、最も近い整数への丸め処理を表す。完全な逆変換は、
B=UL+[0.587・YL] (7)
R=VL+[0.587・YL] (8)
G=YL−[0.299/0.587・R+0.114/0.587・B]
(9)
のように行われる。
Claims (15)
- 無損失信号圧縮用の第1の圧縮器及び信号圧縮用の第2の圧縮器を有し、2ビット以上のユニットを有する信号を圧縮信号に圧縮する装置であって、
該装置は、2ビット以上のユニットの範囲内にある分割場所で、該2ビット以上のユニットを、該2ビット以上のユニットの最上位ビットを含むMSB部分と、該2ビット以上のユニットの最上位ビットを含まないLSB部分と、に分割する分割手段を有し、
該第1の圧縮器は該MSB部分の無損失圧縮用の該分割手段の第1の出力に接続され、
該第2の圧縮器は該LSB部分の圧縮用の該分割手段の第2の出力に接続され、
該装置は、該第1の圧縮器の出力及び該第2の圧縮器の出力に接続され、該圧縮されたMSB部分及び該圧縮されたLSB部分を該圧縮信号に合成する合成手段と、
該圧縮されたLSB部分を切り捨てる手段と
を有することを特徴とする装置。 - 該切り捨てる手段は該第2の圧縮器の一部を構成することを特徴とする請求項1記載の装置。
- 該切り捨てる手段は該第2の圧縮器と該合成手段との間に設けられていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 該切り捨てる手段は該合成手段の後に設けられていることを特長とする請求項1記載の装置。
- 該第2の圧縮器は該LSB部分の無損失圧縮のため設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のうち何れか一項記載の装置。
- 該第2の圧縮器は該LSB部分の無損失ではない圧縮のため設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のうち何れか一項記載の装置。
- 該第2の圧縮器は該LSB部分のスケーラブル圧縮のため設けられていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 該装置は制御手段を有し、
該制御手段の出力は、該分割場所を決める該分割手段の制御入力へ接続されている、
ことを特徴とする請求項1記載の装置。 - 2ビット以上の信号を該制御手段へ供給する手段が設けられていることを特徴とする請求項8記載の装置。
- 該制御手段は、該2ビット以上のユニットの圧縮に基づいている制御信号を出力に生じることを特徴とする請求項9記載の装置。
- 該制御手段は該分割場所を適応的に決定することを特徴とする請求項10記載の装置。
- 該第1の圧縮器と該第2の圧縮器の間にはコネクションが存在し、
該MSB部分に関する情報は、該LSB部分の圧縮に影響を与えるため該コネクションを介して該第2の圧縮器へ転送され得る、
ことを特徴とする請求項1記載の装置。 - 2ビット以上のユニットを有する信号を圧縮信号に圧縮する方法であって、
2ビット以上のユニットは、該2ビット以上のユニットの最上位ビットを含むMSB部分と、該2ビット以上のユニットの最上位ビットを含まないLSB部分と、に分割され、
該MSB部分は無損失の形で圧縮され、
該LSB部分は圧縮されて切り捨てられ、
該MSB部分と該LSB部分とは該圧縮信号に合成される、
ことを特徴とする方法。 - 該LSB部分は切り捨てられることを特徴とする請求項13記載の方法。
- 該2ビット以上のユニットにおける分割を行うべき分割場所は、該2ビット以上のユニットの成分に依存することを特徴とする請求項13又は14記載の方法。
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