JP4536908B2

JP4536908B2 - Ｊｐｅｇ量子化値の最尤推定

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Publication number: JP4536908B2
Application number: JP2000358449A
Authority: JP
Inventors: ファンツィガン; デケイロッツリカルド
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP2001211330A; US7187805B1; EP1103919A3; US20050024971A1; DE60012113T2; EP1103919A2; EP1103919B1; DE60012113D1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、量子化圧縮技術を使用して圧縮された伸長デジタル画像の処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ圧縮は、データを用いた現実的なアプリケーションにおいて、そのデータ量が多すぎるときに、データ取り扱いのプロセスにおいて必要とされる。通常は、圧縮は通信リンクで使用され、伝送時間又は必要帯域量を低減させる。同様に、圧縮は画像記憶システムにも好適であり、これには、デジタルプリンタ及びコピー機が含まれる。これらの機器では、印刷対象の文書の「ページ」が、プリコレーション（事前ページ順調べ；precollation）メモリに、一時的に記憶される。画像データを記憶するための媒体空間のサイズが、圧縮によって実質的に削減される。一般的に言って、走査された画像、すなわちハードコピー文書の電子的表示は、しばしば大きく、圧縮処理が望まれる対象となる。
【０００３】
Joint Photographic Experts Group（ＪＰＥＧ）委員会によって普及された画像圧縮規格は、画素対画素の相関関係に基づいてデータの冗長性を減らす圧縮技術である。一般的に、写真画像は、画素対画素ベースではそれほど大きく変化せず、したがって、「自然空間相関」として知られる特性を有している。自然のシーンでは、相関が生じるが、同じものではない。ノイズの影響で、各画素は、その隣接画素とはいくらか異なったものになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の方法及び装置は、伸長された画像の従来の処理方法の向上を目的としている。従来の画像処理方法では、画像ソースが、圧縮された画像データをシステムに提供する。画像ソースは、カメラ又はスキャナのような入力装置、伝送チャンネル、又は記憶装置等である。圧縮された画像データは伸長ユニットに入力され、これが、その画像データを伸長して画像を再構築する。伸長された画像は画像処理システムに送られ、これが、その伸長された画像を処理する。
【０００５】
例えば伸長されたＪＰＥＧ圧縮画像のような伸長された画像の処理において、量子化テーブルがしばしば要求される。しかし、画像処理システムが量子化情報を利用できない場合がしばしばある。特に、画像が遠隔で伸張される場合にはそうである。特に、画像が、画像処理とは別に伸長されたときには、画像が例えばＪＰＥＧ圧縮されたことを示す情報や画像を圧縮するために使用された量子化テーブル（単数又は複数）を特定又は規定する情報が、画像処理システムには利用可能ではないことがある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像が以前に圧縮されたかどうか、又は画像がどのように圧縮されたかに関する情報を必要とせずに、画像を処理するシステム及び方法を提供する。
【０００７】
本発明は、伸長された画像の一つ以上の画像ブロックの量子化値を決定するシステム及び方法を提供する。
【０００８】
本発明は、処理対象の伸長済みデータを圧縮するために使用された圧縮方法を特定できるシステム及び方法を提供する。
【０００９】
本発明のシステム及び方法は、伸長された画像が以前に、少なくとも部分的に、ＪＰＥＧ圧縮技術を使用して圧縮されたかどうかを決定するために、特に有用である。
【００１０】
本発明は、ＪＰＥＧ圧縮デジタル画像を処理するために使用可能なシステム及び方法を、別個に提供する。
【００１１】
本発明のこれら及びその他の特徴及び効果は、様々な例示的な実施形態についての以下の詳細な説明に記載されているか、又はこれから明らかである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態は、添付の図面を参照して、詳細に説明される。
【００１３】
本発明のシステム及び方法は、伸長された画像の圧縮方法を特定する。量子化圧縮技術を使用して圧縮された伸長画像の処理においては、伸長された画像データのみが画像処理システムに入力されることが多いので、その圧縮されたデータに関する量子化テーブル及び／又は他のデータが、画像処理システムには利用できない。
【００１４】
本発明のシステム及び方法のある例示的な実施形態では、伸長された画像が分析されて、その伸長された画像がＪＰＥＧ圧縮されたかどうかが決定される。以下に更に詳細に説明するように、量子化テーブルは、画像処理の間に獲得される。画像処理時には、量子化テーブル値の最尤度を決定することによって、量子化テーブルが再生成される。再生成された量子化テーブルを決定するために、伸長された画像データをＪＰＥＧ圧縮技術を使用して処理するプロセッサを使用して、再圧縮された画像のＤＣＴ係数が決定される。これより、量子化情報が利用可能ではないか、又は画像が圧縮システムから離れて（リモートに）伸長されたときであっても、画像処理を実行することができる。
【００１５】
離散コサイン変換（ＤＣＴ）は、画像データに関して実行されるＪＰＥＧ圧縮プロセスにおいて中心的な役割を果たす。例えば、離散コサイン変換が、画像データの８×８画素ブロックのような、画像データのブロックのための値に対して実行されると、その結果として、６４個のＤＣＴ係数のセットが生成される。ＤＣＴ係数は、６４個の各直交波形成分の振幅を示しており、これらが組になって、８×８画素ブロック内の全６４画素に対する値を規定する。６４個の係数に対して実行される逆離散コサイン変換は、オリジナルの８×８画素ブロックの値を再生する。
【００１６】
６４個のオリジナルの画像値の代わりにこれらの６４個の係数を使用する利点は、各係数が、異なる空間周波数を示す直交波形の振幅を表していることにある。滑らかなテクスチャブロックは、画素間の変動が小さい。これより、多くのゼロ値「高周波数」ＤＣＴ係数が得られる可能性が大きい。例えば、同一の値を有する６４画素のブロックに対して離散コサイン変換を実行すると、１つの非ゼロ係数と６３個のゼロ値係数とが生じる結果となる。さらに、係数が空間周波数の順に並べられると、結果として、ゼロ値係数の長い列となる。
【００１７】
長いゼロ値列を使用する一つの利点は、例えば、ランレングス符号化及び／又はハフマン型符号化のようなエントロピー符号化を使用するときに、より大きなデータ圧縮が得られることである。この理由から、離散コサイン変換が画素ブロックに対して決定されるときには、空間周波数の高いものに対する係数として精度の低いものを用いることが望ましい。この処理は、量子化と呼ばれるプロセスによって行われる。量子化は、基本的には、ＤＣＴ係数の精度を低減させるプロセスである。通常、精度を低減させることにより圧縮時のビットレートを低減させることができるため、精度の低減は極めて重要である。
【００１８】
ＤＣＴ係数は、量子化値と呼ばれる非ゼロの正の整数によって除算され、商すなわち量子化されたＤＣＴ係数を切り捨て、すなわち直近で且つより小さい整数に丸めることによって、量子化される。ＤＣＴ係数を再構築すなわち逆量子化するためには、量子化されたＤＣＴ係数に量子化値を乗算する。量子化時にいくらかの精度が失われるので、再構築された係数は、量子化前の値の近似値である。
【００１９】
画像データブロックに対するオリジナルのＤＣＴ係数は、再生不能である。これらは、逆量子化値｛Ｙ（ｍ，ｎ）｝によって、最も良く近似される。｛Ｙ（ｍ，ｎ）｝は、量子化テーブルから量子化値の倍数として検索される。言い換えれば、逆量子化されたＤＣＴ係数Ｙ（ｍ，ｎ）は、量子化テーブルの（ｍ，ｎ）エントリーであるｑ（ｍ，ｎ）と整数ｋとを用いて、ｋ・ｑ（ｍ，ｎ）と表現できる。逆離散コサイン変換処理においては、逆量子化されたＤＣＴ係数｛Ｙ（ｍ，ｎ）｝が変換されて、伸長された画像ブロック｛ｙ（ｉ，ｊ）｝を生成する。
【００２０】
ここで説明したように、逆離散コサイン変換処理は、理論的には、離散コサイン変換と可逆的である。言い換えれば、｛ｙ（ｉ，ｊ）｝を離散コサイン変換すれば、｛Ｙ（ｍ，ｎ）｝と全く同じものが生成される。しかし、実際には、その離散コサイン変換では、｛Ｙ（ｍ，ｎ）｝の近似版である｛Ｙ＊（ｍ，ｎ）｝が生成されるに過ぎない。一般的な誤差の原因としては、復号化された画像ブロックｙ（ｉ，ｊ）の画素値が実数から丸められて、典型的には整数になっていること、２５５より大きい数又は０より小さい数であり得る復号化された画像ブロックｙ（ｉ，ｊ）が、それぞれ２５５又は０に切り捨てられていること、あるいは、変換が限定された精度で決定されていること等があるが、これらに限られるものではない。本発明の方法及びシステムでは、少なくとも丸め誤差が決定されて、量子化値の最尤度を決定する際に使用される。
【００２１】
推定時には、一様な強度を有するブロックと丸められたブロックとが別個に取り扱われるので、本発明のシステム及び方法を使用して分析されるブロックは、非一様であるべきであり、且つ丸められてない必要がある。これらのブロックに対して、尤度関数は、
【数１】

と確立できる。ここで、ｓは、推定中のｓ番目のブロックである。
各ブロックに対する確率関数は、
【数２】

である。ここで、ｐＹ[．]は、（ｍ，ｎ）＝０又は（ｍ，ｎ）≠０のそれぞれについてガウス分布又はラプラス分布を表す。ｐＸ[．]はガウス分布である。また、
【数３】

である。全ての整数ｋの範囲に対する合計は、
【数４】

である。ここで、Ｄ（．）は、
ｘ＝０又は４のとき、Ｄ（ｘ）＝２、
ｘ＝２又は６のとき、Ｄ＝２cosπ／４、
ｘが奇数のとき、Ｄ＝２cosπ／４cosπ／８（５）
と定義される関数である。
【００２２】
したがって、本発明のシステム及び方法を使用して再生された量子化テーブルにおける量子化値ｑ（ｍ，ｎ）の最尤推定値ｑ*（ｍ，ｎ）は、
【数５】

と決定される。ここで、Ｎは、推定に使用されたブロックの総数であり、σ*（ｍ，ｎ）は、ガウス分布の推定パラメータである。具体的には、
【数６】

である。
【００２３】
本発明のシステム及び方法のある例示的な実施形態において、計算量を減らすために、各々の再圧縮されたＤＣＴ係数｛Ｙ*（ｍ，ｎ）｝は整数に丸められる。これを｛Ｙ′（ｍ，ｎ）｝と表す。最尤推定ｑ*（ｍ，ｎ）は、
【数７】

と示すことができる。ここで、Ｎは推定に使用されたブロックの総数、Ｎ（ｉ）はブロックに数でありｉは、
【数８】

でああって、Ｐｄ（ｉ；ｑ）は、式（９）によって満足される条件付き確率である。
【００２４】
特に、Ｐｄ（ｉ；ｑ）は、
【数９】

及び
【数１０】

であって、積分の範囲はｉ＋０．５〜ｉ−０．５である。
【００２５】
本発明のシステム及び方法のある例示的な実施形態では、量子化テーブル（単数又は複数）を決定するために必要とされるリソースをさらに減らすために、最尤度を推定する際に、全ての値をテストしない。丸められた再圧縮ＤＣＴ係数Ｙ′（ｍ，ｎ）に対するヒストグラムの構築時には、通常は、メインローブの外側の最高ピーク（０及びその近傍）が、量子化値ｑ（ｍ，ｎ）又はその倍数の一つに対応する。この例示的な実施形態によれば、探索は、Ｑ、Ｑ＋１、及びＱ−１の値（Ｑはメインローブの外側の最高ピークである）、並びにこれらの整数の約数に限定される。これより、この例示的な実施形態によれば、探索は、メインローブの外側の最高ピークとそれに隣接する２つのレベルとに限定される。
【００２６】
伸長された画像の画像処理は、以下のようにして行われることができる。
【００２７】
１）各画像ブロックについて、そのブロックにおける最大値及び最小値を決定する。最大値が２５５である場合、又は最小値が０である場合には、ブロックは切り捨てられた値を含んでいるかもしれない。最大値が最小値に等しければ、ブロックは一様である。どちらの種類のブロックも、不必要な誤差を避けるために、更なる処理からは排除されなければならない。
２）離散コサイン変換が、ステップ１）にて除外されなかった各ブロックについて実行される。その結果は、｛Ｙ′（ｍ，ｎ）｝として、整数に丸められる。
３）各ＤＣＴ係数（ｍ，ｎ）について、以下のステップ４）〜ステップ１５）が実行される。
４）丸められたブロック値｛|Ｙ′（ｍ，ｎ）|｝から、ヒストグラムｈが構築される。
５）ヒストグラム中で最も高い度数を有する指数（index）が、４より大きい指数に対して決定される。最高度数の指数は、Ｑとされる。これが、メインローブの外側で最高のピークである。最高度数が０であると、量子化値ｑ（ｍ，ｎ）を決定することができず、ステップ３に戻って処理が続けられる。
６）最尤値が、max#likelihood＝−∞として初期化される。
７）Ｑ１＝Ｑ−１、Ｑ、及びＱ＋１について、すなわちメインローブの外側の最高ピーク及びそれに隣接する２つのレベルについて、以下の処理を行う。
８）各ｘ値（但し、ｘ＝１，２，……，Ｑ１）について、最初にｑ＝Ｑ１／ｘと推定する。
９）ｑが整数であれば、そのときには、次の処理を行う。すなわち：
１０）ｚ＝ｑ−１、ｑ−２、……、０について、次のステップ１１）〜１４）の処理を実行する。すなわち：
１１）ブロック数Ｎ（ｚ）＝Σ_jｈ（ｚ＋ｊｑ）を計算する。
１２）Ｍ＝min｛ｑ−１，round[Ｄ（ｍ）Ｄ（ｎ）]｝について、ｚ＞Ｍ且つｑ−ｚ＞Ｍ且つＮ（ｚ）＞０であれば、そのときには、次のｑに対してステップ８に戻る。
１３）尤度likelihood＝Σ_iＮ(i)logＰ_d(i)＋Ｎlogσ*を計算する。
１４）この尤度がlikelihood＞max#likelihoodであれば、そのときには、max#likelihood＝likelihood及びEst#q＝ｑと設定する。
１５）ｑ（ｍ，ｎ）の最尤推定値ＭＬＥがEst#qとして与えられる。
【００２８】
図１は、本発明に従った画像処理システム１００を含むシステム１００の一般化された機能ブロック図である。このシステム１００は、画像ソース１１０を含んでもよく、これは、スキャナ、デジタルコピー機、又はファクシミリ装置のような電子画像データを生成するために適した装置、又は、ネットワークのクライアント又はサーバのような電子画像データを記憶及び／又は伝送するために適した装置のような、数多くの異なるソースの一つであることができる。画像ソース１１０からの電子データは、システム１００の圧縮器４００に提供される。
【００２９】
特に、様々な例示的な実施形態では、圧縮器４００は、ブロック内の画像データを圧縮するためのＪＰＥＧ圧縮規準に関連した様々な圧縮操作を使用して、画像を圧縮する。しかし、ブロック対ブロックを基礎として画像データを圧縮且つ定量化する任意の既知の又は後に開発される圧縮技術が、本発明の画像処理システム及び方法に同様に等価であることに留意されたい。圧縮器４００では、データに対して、既知の数多くのビット幅又はバイト幅の操作のうちのどれかが実行されて、画像データの圧縮を達成してもよい。ここで、画像が圧縮されるにつれて、動的に調整される量子化テーブルのような追加の情報が、使用され且つ／又は生成される。
【００３０】
ひとたび圧縮されると、圧縮された画像データは、それからチャンネル又は記憶装置３００に転送される。チャンネル又は記憶装置３００は、圧縮された画像データを検出器５００に伝送するチャンネル装置、又は、圧縮された画像データを、その圧縮された画像データを伸長する必要が生じるまで無期限に記憶する記憶装置の、いずれか又は両方であることができる。チャンネル装置は、圧縮された画像データを、本発明に従った圧縮器４００を実現する第１の装置から、物理的に離れた位置にある本発明に従った伸長器５００まで伝送する、任意の既知の構造又は装置であることができる。これより、チャンネル装置は、公衆交換電話回線、ローカル又はワードエリアネットワーク、イントラネット、インターネット、ワイヤレス伝送チャンネル、その他の分布ネットワークなどであることができる。
【００３１】
同様に、記憶装置は、ＲＡＭ、ハードドライブ及びディスク、フロッピードライブ及びディスク、光学ドライブ及びディスク、フラッシュメモリなどのような、圧縮された画像データを無期限に記憶する任意の既知の構造又は装置であることができる。更に、記憶装置は、エンコーダ４００及び／又はデコーダ５００から物理的に離れていて、上述のチャンネル装置を介して到達可能であることができる。
【００３２】
圧縮された画像データはそれから、伸長器５００によって処理される。伸長器５００は、圧縮された画像データをチャンネル又は記憶装置３００から受け取り、伸長された画像データのブロックを、対応する位置に再構成する。圧縮器４００及び伸長器５００は、図１ではそれぞれ、画像処理システム２００から物理的に離れて描かれているが、伸長器５００及び／又は圧縮器４００は、画像処理システム２００を有する単一の物理的装置であってもよい。伸長器５００は、再構成された画像を画像処理システム２００に送る。
【００３３】
図２は、本発明に従った画像処理システム２００のある例示的な実施形態の一般化された機能ブロック図を示す。画像処理システム２００の以下の説明では、処理対象の画像がＪＰＥＧ圧縮技術を使用して圧縮されたものとする。他の圧縮技術を用いて本発明に従った画像処理を実行するために、画像処理システム２００をどのように改変すればよいかは、画像処理システム２００に関する以下の説明から、当業者には明らかである。これより、そのような改変は、画像処理システム２００に関する以下の説明から容易に明らかになり且つ予測可能であるので、他の圧縮技術の実現に関する追加の説明は省略する。
【００３４】
画像処理システム２００は、画像ブロック化部２２０、量子化テーブル推定器２４０、および画像プロセッサ２６０を含む。画像ブロック化部２２０は、伸長された画像データを複数のＭ×Ｍブロック又はセグメントに分割する。量子化テーブル推定器２４０は、画像データのＭ×Ｍのブロックを入力し、一つ以上の推定された量子化テーブルを画像プロセッサ２６０に出力する。画像プロセッサは、この一つ以上の推定された量子化テーブルに基づいて、伸長された画像データを処理する。
【００３５】
図３は、量子化テーブル推定器２４０のある例示的な実施形態の一般化された機能ブロック図を示す。量子化テーブル推定器２４０において、離散コサイン変換は、ＤＣＴ変換器２４２にて、画像データのＭ×Ｍのブロックに対して実行される。データバッファ２４４は、変換されたデータを入力して記憶する。ヒストグラム生成器２４６は、変換された画像データの入力をデータバッファ２４４から受けて、画像データに関するヒストグラムを生成する。推定量子化テーブル生成器２４８は、画像データをヒストグラム生成器２４６から入力し、画像データのＭ×Ｍのブロックに対して、一つ以上の推定された量子化テーブルを生成する。
【００３６】
動作においては、データバッファ２４４は、圧縮された画像データの最小値及び最大値を記憶する。ヒストグラム生成器２４６は、各々の丸められたブロック値に対して、そのブロックについてのヒストグラム内でのヒストグラムエントリーを生成する。量子化テーブル生成器２４８は、量子化テーブルの最尤推定値を得ることによって、量子化テーブルを生成する。
【００３７】
図４は、本発明に従った画像処理方法のある実施形態の概要を示すフローチャートである。ステップＳ１０００で始まって、制御はステップＳ１１００に進み、伸長された画像データが入力される。次に、ステップＳ１２００にて、一つ以上の推定された量子化テーブルが、伸長された画像データから決定される。それから、ステップＳ１４００にて、伸長された画像が、少なくとも部分的に一つ以上の推定された量子化テーブルに基づいて処理される。例えば、伸長された画像データは、決定された量子化テーブル（単数又は複数）に基づいて圧縮アーティファクト（ゴミ）を除去するように処理されることができる。ステップＳ１４００において、任意の所望の画像処理技術に基づいて画像をさらに処理することができることに、留意されたい。制御は、それからステップＳ１５００に続く。
【００３８】
ステップＳ１５００にて、画像は更に処理される。この更なる処理は、一般に、推定された量子化テーブル（単数又は複数）を使用しない。図４ではステップＳ１４００とステップＳ１５００とを２つの別個のステップとして示しているが、推定された量子化テーブルを使用する画像処理と使用しない画像処理とを一つの単一のステップに結合してもよいことに、留意されたい。
【００３９】
図５は、ステップＳ１２００において量子化テーブルを決定する方法のある例示的な実施形態の概要を、さらに詳細に示している。ステップＳ１２００で始まって、制御はステップＳ１２１０に続き、圧縮された画像データの次のブロックが、現在のブロックとして入力される。次に、Ｓ１２２０にて、現在のブロックの最大値及び最小値が決定される。制御は、それからステップＳ１２３０に続く。
【００４０】
ステップＳ１２３０にて、最小値が０に等しいかどうか、最大値が２５５に等しいかどうか、及び／又は最大値と最小値とが等しいかどうかが、決定される。そうであれば、現在のブロックは切り捨てられた画素を含んでいるか、又は、そのブロックは一様である。したがって、この現在のブロックは、分析されるべきではない。制御はそれから、ステップＳ１２１０に戻る。そうでなければ、現在のブロックは、分析から除外されない。制御は、従ってステップＳ１２４０に続く。
【００４１】
言い換えると、最大値が２５５であるか又は最小値が０であるならば、そのブロックは、切り捨てられた値を有しているかもしれない。最大値が最小値に等しければ、そのブロックは一様である。切り捨てられたブロック及び一様なブロックはどちらも、更なる処理から除外されるべきである。
【００４２】
ステップ１２４０において、離散コサイン変換が各ブロックに対して実行される。次に、ステップＳ１２５０において、各々のＤＣＴ値が、｛Ｙ′（ｍ，ｎ）｝として整数に丸められる。制御はそれから、ステップＳ１２６０に続く。
【００４３】
ステップＳ１２６０において、現在のブロックが画像内の最後のブロックであるかどうかが決定される。そうであるならば、制御はステップＳ１２７０に続く。そうでなければ、制御はステップＳ１２１０に戻る。
【００４４】
ステップＳ１２７０にて、現在のＤＣＴエントリー（ｍ，ｎ）が（０，０）として初期化される。それから、ステップＳ１２８０にて、丸められたＤＣＴ値の絶対値｛|Ｙ′（ｍ，ｎ）|｝に対するヒストグラムが構築される。ヒストグラムの実現の例示的な実施形態は、同時係属出願（代理人整理番号Ｎｏ．Ｄ／９８４９５、すなわち、米国出願番号０９／１４３，５５１、対応日本国出願番号特許願平成１１−２４４０２５）に開示されており、その開示内容は、全体的に参照によって本願明細書にて援用されている。次に、ステップＳ１２９０にて、ヒストグラム中の最高度数Ｑが決定される。上記で説明したように、探索は、最高ピークと２つの隣接レベルとに限定される。それから、ステップＳ１２９５にて、最高度数が零より大きいかどうかが決定される。最高度数が零であれば、量子化値は未知である。これより、制御はステップＳ１３８０にジャンプする。その他の場合には、制御はステップＳ１３００に続く。
【００４５】
ステップＳ１３００にて、量子化値の最尤推定値ｑ（ｍ，ｎ）が決定される。ステップＳ１３８０にて、（ｍ，ｎ）が量子化テーブルの最後のエントリーであるかどうかが決定される。最後でなければ、制御はステップＳ１３８５に続く。最後であれば、制御はステップＳ１３９０にジャンプして、そこから制御はステップＳ１４００に戻る。
【００４６】
ステップＳ１３８５において、現在のエントリーが次のエントリーに設定され、制御はステップＳ１２８０に戻る。
【００４７】
図６は、ステップＳ１３００の最尤度の決定方法のある例示的な実施形態の概要を、さらに詳細に示している。
【００４８】
ステップＳ１３００で始まって、制御はステップＳ１３０５に続き、最尤度は負の無限大に初期化される。次に、ステップＳ１３１０にて、Ｑ−１、Ｑ、及びＱ＋１の次のレベルが、現在のレベルＱ１として入力される。すなわち、現在のレベルＱ１は、３つのレベルＱ−１、Ｑ、及びＱ＋１のうちの一つ（但し、Ｑは、メインローブの外側で最高ピークを有するレベルである）。上記で説明したように、探索はＱ−１、Ｑ、及びＱ＋１レベルに限定される。制御は、それからステップＳ１３１５に続く。
【００４９】
ステップＳ１３１５では、指数（index）カウンタの次の値ｘ（ｘは１〜Ｑ１の間の値）が入力される。すなわち、推定は、現在のレベルＱ１まで実行される。それから、ステップＳ１３２０にて、初期推定ｑがＱ１／ｘとして初期化される。次に、ステップＳ１３２５にて、ｑが整数かどうかが決定される。そうであれば、制御はステップＳ１３３０に続く。その他の場合には、制御はＳ１３１５に続く。
【００５０】
ステップＳ１３３０にて、尤度が決定される。それから、ステップＳ１３４０にて、決定された尤度が現在の最尤度より大きいかどうかが決定される。大きくなければ、そのときには、決定された尤度は最尤度ではない。これより、制御はステップＳ１３１５に戻る。その他の場合には、制御はステップＳ１３４５に続く。
【００５１】
ステップＳ１３４５にて、推定値が推定ｑとして設定される。それから、ステップＳ１３５０にて、ｘがＱ１より大きいか又は等しいかどうかが決定される。ｘがＱ１より小さければ、制御はステップＳ１３１５に戻る。そうでない場合には、ピークＱ１に達して、制御はステップＳ１３５５に続く。
【００５２】
ステップＳ１３５５にて、３つのレベルがすべて探索されたかどうかが決定される。すべて探索されていないときには、制御はステップＳ１３６０に続く。そうでなければ、制御はステップＳ１３６５にジャンプする。それから、ステップＳ１３６０にて、Ｑ１が次のレベルにインクリメントされる。制御は、それからステップＳ１３１５に戻る。
【００５３】
対照的に、ステップＳ１３６５にて、最尤値が推定値に設定される。制御は、それからステップＳ１３７０に戻り、そこから制御はステップＳ１３８０に戻る。
【００５４】
以下に、ｑが整数であるときの尤度決定ステップＳ１３３０のある例示的な実施形態の概要を、さらに詳細に示す。
【００５５】
ステップＳ１３３０で始まって、制御はステップＳ１３３１に続き、ここで次のカウンタｚがｑに設定される。次に、ステップＳ１３３２にて、ｚがデクリメントされる。すなわち、パラメータの推定が、ｑよりも小さい値、すなわちｑ−１から０までの値について実行される。制御は、それからステップＳ１３３３に続く。
【００５６】
ステップＳ１３３３にて、ブロックの数Ｎ（ｚ）が、ヒストグラムｈからΣ_jｈ（ｚ＋ｊｑ）として計算される。それから、ステップＳ１３３４にて、Ｍが、min｛ｑ−１，round[Ｄ（ｍ）Ｄ（ｎ）]｝として決定される。次に、ステップＳ１３３５にて、ｚ＞Ｍ且つｑ−ｚ＞Ｍ且つＮ（ｚ）＞０であるかどうかが判断される。そうであれば、制御はステップＳ１３３１に戻る。そうでない場合には、制御はステップＳ１３３６に戻る。
【００５７】
ステップＳ１３３６にて、尤度がΣ_iＮ(i)logＰ_d(i)＋Ｎlogσ*として計算される。それからステップＳ１３３７にて、ｚが０に等しいかどうか、すなわちｑより小さい全ての値が分析されたかどうかが判断される。この判断が否定的であれば（すべての値が分析されていないときには）、制御はステップＳ１３３２に戻る。そうでない場合には、制御はステップＳ１３３８に続き、そこから制御はステップＳ１３４０に戻る。
【００５８】
図１に示されているように、画像処理システム２００は、好ましくは、プログラム化された汎用のコンピュータ上に実現される。しかし、画像処理システム２００は、専用コンピュータ、プログラム化マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ及び周辺集積回路素子、ＡＳＩＣ又はその他の集積回路、デジタルシグナルプロセッサ、ディスクリート素子回路のようなハードワイヤ接続された電子又は論理回路、ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ、又はＰＡＬのようなプログラマブル論理装置などの上に実現されることもできる。一般的に、図４〜図７のステップＳ１０００〜Ｓ１６００を実現することができる任意の装置を使用して、この画像処理システムを実現することができる。
【００５９】
本発明について、好適な実施形態に関連して説明してきたが、本発明を上記で説明した実施形態に制限する意図がないことを、理解されたい。むしろ、全ての代替、改変、及び均等な内容が本発明の考え及び範囲内に含まれることを、意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った画像処理システムを含むシステムのある例示的な実施形態の一般化された機能ブロック図である。
【図２】本発明に従った図１の画像出力装置のある例示的な実施形態の一般化された機能ブロック図である。
【図３】本発明に従った図２の量子化テーブル推定器のある例示的な実施形態の一般化された機能ブロック図である。
【図４】本発明に従った画像処理方法の概要を示すフローチャートである。
【図５】図４の量子化テーブルを決定するためのある例示的な実施形態の概要をさらに詳細に示すフローチャートである。
【図６】図５の最尤推定を決定するためのある例示的な実施形態の概要をさらに詳細に示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００画像ソース、４００圧縮器、３００チャンネル又は記憶装置、５００伸長器、２００画像処理システム。

Claims

伸長された画像データを処理する方法であって、
伸長された画像データを取得するステップと、
前記取得した伸長された画像データから推定量子化テーブルを決定するステップと、
前記伸長された画像データを前記決定された推定量子化テーブルに基づいて処理して、処理済みの電子画像データを生成するステップと、
を含み、
推定量子化テーブルを決定するステップは、
前記伸長された画像データの複数の画像データブロックに対し離散コサイン変換を用いてさらに整数への丸め処理が行われた変換後データＹ′（ｍ，ｎ）を生成するステップと、
変換後データＹ′（ｍ，ｎ）が推定量子化値ｑ ^* （ｍ，ｎ）を用いている尤度を確率関数に基づいて表し、各画像データブロックの変換後データＹ′（ｍ，ｎ）について尤度が最大となる推定量子化値を量子化値最尤推定値として、確率関数を用いて量子化値最尤推定値を表すステップと、
各画像データブロックの変換後データＹ′（ｍ，ｎ）について、そのデータ値と頻度数に関するヒストグラムを用い、量子化値最尤推定値を算出するステップと、
を有し、
確率関数を用いて量子化値最尤推定値を表すステップは、
Ｙ′（ｍ，ｎ）の丸め処理による誤差をｉとし、予め設定されたガウス分布の関数形Ｐｄ（ｉ；ｑ）とガウス分布の推定パラメータσ ^* （ｍ，ｎ）を有する確率関数を用いて量子化値最尤推定値の演算式として、

と表し、
量子化値最尤推定値を算出するステップは、
ヒストグラムのピークに対応するデータ値が量子化値またはその倍数の１つに対応することに基き、各ピークに対応するデータ値を、ヒストグラムのデータ値の範囲の任意の整数で除して、その値が整数となるときにこれを最初の推定量子化値とし、各画像データブロックの中でその推定量子化値を有するブロック数Ｎを計算し、これをヒストグラムのデータ値の範囲の整数について順次実行して、これらを上記量子化値最尤推定値の演算式に当てはめて、その値が最大となる推定量子化値を量子化値最尤推定値とすることを特徴とする方法。