JPH04502843A

JPH04502843A - 多用途環境における高解像度ディジタル画像のための階層的記憶及び表示方法

Info

Publication number: JPH04502843A
Application number: JP3500447A
Authority: JP
Inventors: ジョンズ，ポール・ウィリアム; メルニーチャック，ポール・ウォルター
Original assignee: イーストマン・コダック・カンパニー
Priority date: 1989-11-06
Filing date: 1990-11-01
Publication date: 1992-05-21
Also published as: DE69021551T2; DE69021551D1; EP0452473B1; WO1991007061A3; WO1991007061A2; EP0452473A1; US5048111A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】゛、にお番る　”　−゛イジ　ル　のための・１　び六発皿ｑ技玉的分野この発明はディジタル画像を記憶し、表示する方法に、更に詳細には、迅速な表示のためには原初（オリジナル）画像の低減解像度板を且つ又写真品質のハードコピーを作るためには全解像度原初画像を利用可能にする多解像度方法と関係がある。

発朋例背量多用途環境におｃフる高解像度ディジタル画像の有効な記憶及び表示のための画像処理方法が説明される。多用途環境とは、使用者が表示媒体の種類及びこの媒体における所望の解像度を選択する選択肢ををしている環境である。特に、２種類の表示媒体が考えられる。すなわち、ビデオモニタと写真ハードコピーである。

原初ディジタル画像の種種の版は、ビデオにおけるＨＤＴＶ品質画像の表示、ビデオにおけるＮＴＳＣ品質画像とＰＡＬ／ＳＥＣＡＭの互換性、及びビデオにおけるＮＴＳＣ下位品質画像、並びに写真ハードコピーにおける非常に高品質の画像を準備するために種種の解像度で利用可能にされる。しかしながら、ここで説明される諸技法はこれらの表示媒体又は解像度に限定されないことに注意することが重要である。

この発明は種種の画像形式への迅速なアクセスを可能にするために画像データの多解像度又は階層的構造を使用している。この階層的画像データをを効な方法で符号化して、ディジタル記憶媒体、例えば光ディスク又は磁気テープにおける記憶要件を低減し、且つ記憶媒体から出力装置への画像データの迅速な転送を可能にすることも又望ましい、更に、そのようなシステムを実現するために必要とされるハードウェアを最小限にすることが望ましい、特に、より低い解像度の画像を取り出すために必要とされるハードウェアをこれの原価と共に最／Ｊ４ヒすることは望ましい０画像データの階層的構造を使用したシステムは、画像品質が累進的に改善されることを可能にするので、しばしば累進的伝送と呼ばれるが、しかし、一般に多用途環境のために特に設計されてはいない。

従来Ω技術画像符号化及び／又は累進的伝送のための多数の階層的構造は公開の技術文献及び種種の特許に記載されている。この発明に特に関連のあるのは次の出版物である。

・Ｐ、Ｊ、パート及びＥ、　）！、アデルソン著「圧縮画像符号としてのラプラシアン・ピラミッドＪ　（Ｐ、Ｊ、Ｂｕｒｔ　ａｎｄ　Ｅ、Ｈ，Ａｄｅｌｓｏｎ、　”Ｔｈｅ　Ｌａｐｌａｃｉａｎ　Ｐｙｒａｍｉｄ　ａｓ　ａ　ＣｏＩhＩｐａｃｔＩｌ＋ａｇｅ　Ｃｏｄｅ、”　）ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、Ｃｏ１Ｉｌｌｕｎ、、Ｃｏｎ　３１、５３２　−５４０（１９８３）　所載、・Ｊ、賀、ウフズ及びＳ、Ｄ、オニール著「画像のサブバンド符号化Ｊ　（ＪＪＪｏｏｄｓ　ａｎｄＳ、Ｄｉ　ｌ　Ｎｅｉ　Ｉ、５ｕｂｂａｎｄ　Ｃｏｄｉｎｇ　ｏｆ　Ｉｍａｇｅｓ、　”　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、Ａｃｏｕｓ、５ｐｅｅｃ■@ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃ、、　ＡＳＳＰ　−３４，１２７８１２８Ｂ　（１９８６）所載。

・Ａ、Ｃ，ルーサ著「ＰＣ環境におけるディジタルビデオ」、マグロ−ヒル社、１９８９年発行、８１〜８６ページ（Ａ、Ｃルｕｔｈｅｒ、　’Ｄｉｇｉｔａ］　Ｖｉｄｅｏ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＰＣＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ、”ＭｃＧｒａｗ− Ｈｉｌｌ　Ｂｏｏｋ　Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、８１−８６　（１９８９）　。

又状の特許がある。

・米国特許第４７０９３９４号、名称「多重化実時間ピラミッド信号処理システム」、ベスラー外発明、１９８７年１１月２４日発行（”Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ　Ｒｅａｌ　−Ｔｉｍｅ　Ｐｙｒａ＋＊ｉｄＳｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ”、ｂｙ　Ｂｅ５ｓｌｅｒ　ｅｔ　ａｌ、、　１１／２４／８７）　。

・米国特許第４６７４１２５号、名称「実時間階層的ピラミッド信号処理装置」、カールソン外発行、１９８７年６月１６日発行（”ＲｅａＩ　Ｔｊｍｅｌ（ｉｅｒａｒｃｈｊｃａｌ　ＰｙｒａｍｉｄＳｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ、”　ｂｙ　Ｃｏｒｌｓｏｎ　ｅｔ　ａｌ、、　６／１６７８７）　。

・米国特許第４７１８１０４号、名称「１０分の１減フィルタ階層的ピラミッド信号解析及び合成技術」、アンダーソン発明、１９８８年１月５日発行じＦｉｌｔｅｒ−５ｕｂｔｒａｃｔ−Ｄｅｃｉｍａｔｅ　）ｌｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　Ｐｙｒａｍｉｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ａｎｄ　５ｙ獅狽■■唐奄噤| ＋ｎｇ　丁ｅｃｈｎｉｑｕｅ、”　ｂｙ　Ａｎｄｅｒｓｏｎ、１１５　／８８）　。

・米国特許第４６８２８６９号、名称［画像処理システム及び方法」、イトー外発行、１９８７年７月２８日発行［“Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　５ｙｓｔｅｅｈ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　、”　ｂｙ　Ｉｔｏｂｅｔ　ａｌ、　７　／２Ｂ／８７）　。

・米国特許第４８１７１８２号、名称「画像の切捨てサブバンド符号化」、アデルソン外発明、１９８９年３月２８日発行（”Ｔｒｕｎｃａｔｅｄ　５ｕｂｂａｎｄ　Ｃｏｄｉｎｇ　ｏｆ　Ｉｗａａｇｅｓ、ｂｙＡｄｅｌｓｏｎｅｔ　ａｌ、、３／２８／８９）　。

図１に言及するき、パート外による出版物は、ラプラシアン・ピラミッド又はパート・ピラミッドと名付けられた画像のための符号化方法を教示している。この技法においては、原初（オリジナル）画像Ｇ、は低域フィルタされ（ＬＰＦ）　、そしてこの低域通過画像はその低域した帯域幅を利用するために副標本化されて画像Ｇ、を与える。この低域フィルタリング及び副標本化の過程は３回繰り返されて、順次寸法の小さくなった画像（Ｇ、、Ｇ３、Ｇｔ及びＧ３）の階層的構造、すなわちピラミッドを生成する。四つの解像度レベルが示されているけれども、応用に依存して、より多い又はより少ないものが使用され得る。最終のレベルを除いて、このピラミッドにおける各低域通過画像は次に、上位標本化（＄を挿入すること）及びフィルタリングによって次のより高いレベルに拡張されてこのレベルのための予測画像を形成する。この予測画像は減算器においてそれの対応する低域画像から減算されて差、すなわち残差、画像Ｌ０、Ｌｏ、及びＬ２を生成する。最終レベルにおいては、残差画像は残差画像に等しい、すなわちＬｓ −Ｇｓ、として定義される。

低域通過ピラミッドの諸レベルに対応する残差画像はラプラシアン又はパートピラミッドと名付けられた別のピラミッドを形成する。この技法は残差画像が原初又は低域通過画像に比べて減小した分散及びエントロピーを持っており且つ量子化され且つエントロピー符号化されてデータの有効な記憶を与えることができるという事実によって動機づけられている。符号化残差はα、Ｇ、ｉ１″；及びＧで示されている。復元は復号化低域通過画像を低域通過ピラミッドの底部に挿入し且つ対応する復号化残差に加えて底域通過ピラミッドにおける次のレベルを生成することによって行われる。この過程は原初画像の大きさに達するまで繰り返される。

復号化過程は図２に図解されている。復元画像の品質及び解像度における累進的な改善はこのように、ピラミッドの各レベル、すなわち巳、Ｇ、信及び中において復元低域フィルタ通過画像を表示することによって得られる。符号化過程において導入された誤差は一つのレベルから次のより高いレベルへと伝搬することに注意せよ。

アンダーソンへの特許（４７１８１０４）は、低域フィルタ通過画像が前のレベルにおける画像から直接減算され、その後副標本化されるパートピラミッド方式の変形を教示しているが、これはパートピラミッドにおけるように減算前に１０分のｌを減じられ且つ補間されることはない、この技法は１０分の１減フイルタ（ｆｉｌｔｅｒ−ｓｕｂｔｒａｃｔ−ｄｅｃｉ■ａｔｅ、　ＦＳＤ）ピラミッドと呼ばれる。この技法の主な利点はピラミッドを生成するために必要とされるハードウェアにおける削減である。

ベスラー外による特許（４７０９３９４）及びカールソン外による特許（４６７４１２５）はパートピラミッド又はＦＳＤピラミッドの特定の実時間実現を教示している。

イト−外による特許（４６８２８６９）は、多用途場面の特定の場合に対してではあるけれども、本質的にはパートピラミッドの方法を教示している。イト−外による特許における主な前進は、残差画像を生成するために使用される予測画像を形成するための特定の方法、及び特に二進値画像の場合に対する。残差を符号化するための方法であるように思われる。

図３に言及すると、ウッズ外による出版物は、サブバンド符号化と名付けられた画像のための符号化方法を教示している。サブバンド符号化においては、原初画像Ｘは、一般に一組の一次元低域（ＬＰＦ）及び高域（）ＩＰＦ）直角位相ミラーフィルタ（ＱＭＦ）を用いることによって、多数の重なり合う周波数帯域に分解される。これらの周波数部分帯域（サブバンド）を表現するフィルタ通過画像は原初画像に比べて減小した帯域幅を持っており、従って各次元において２の因数によって副標本化されることができる。四つの部分帯域の形成が図３に例示されており、これらの部分帯域はＹＬＬ％　ＹＬＩＩ％　ＹＮＬ及びＹＮＮとして示されているが、ここで下付き文字は部分帯域を生成するためにそれぞれＸ方向及びｙ方向においてどのフィルタ（低域に対してはＬ１高域に対してはＨ）が使用されたかを示している。ウッズ外による出版物においては、各部分帯域は更にフィルタリング及び副標本化の繰返しによってより小さい部分帯域に分解されて総計１６の部分帯域を形成する。これらの部分帯域は次に、差分パルス符号変調（ＤＰＣＭ）、ベクトル量子化（νＱ）、又はエントロピー符号化のような標準的技法を用いて符号化される。この過程は図４に図解されているが、ここで符号化部分帯域はＶＬＬ−ＬＬ　％　ＶＬＬ−ＬＭなどで示されており、下付き文字はやはり部分帯域を形成する際にどのフィルタが使用されたかを示している。注記しておくが更なる分解を行って１６を超える部分帯域を生成することができる０階層的構造がこのように種種の部分帯域に対して得られる。符号化部分帯域は後程複号化されることができ、そして原初画像は符号化技法に依存して所与の量の誤差を伴って復元されることができる。復元過程は４帯域システムについては図５に又１６帯域システムについては図６に図解されている０部分帯載持号化に対する動機づけは部分帯域が全帯域原初画像よりも有効に符号化され得るという観察である。

注目されることであるが、部分帯域符号化の過程は、部分帯域方式が部分帯域分解の各レベル、例えばＹＬＬ％　ＹＬＬ−ＬＬなどにおいて副標本化低域フィルタ通過画像を生じることになるので、パートピラミッド方式に対して類似点を持っている。各レベルにおける残存部分帯域はパートピラミッドにおける残差画像の分解にａｍしている。画像品質における累進的改善はそれゆえパートピラミッドに類偏した方法で種種のレベルの低域フィルタ通過画像を表示することによって部分帯域符号化において得られる。又、部分帯域符号化においては、一つのレベルにおける復元誤差は次のレベルに伝搬することに注目せよ。

図７に言及すると、アンダーラン外による特許（４８１７１８２）はウッズ外により記述された技法の改善を教示している。アンダーソンの手法においては、各レベル（ＹＬＬ％　ＹＬＬ−ＬＬなど）における低域フィルタ通過画像に対応する部分帯域１Ｍが更に付加的な部分帯域に分解される。これは非一様な階層的構造を生しることになる。この技法は、低域フィルタ通過部分帯域の更なる分解が符号化効率における最大の増加を生しることになり且つすべての部分帯域の代わりに低域通過帯域だけを分解することが計算上より簡単であるという観察によって動機づけられている。非一様な構造に対する復号化過程は図８に図解されている。

多用途環境に対する従来技術において説明された諸技法を利用する際には三つの主要な制限がある。すなわち、・所与の解像度レベルで低域通過信号を復元するためには、すべてのより低い解像度の画像がまず復元されなければならない、これは相当なハードウェア及び処理時間を特徴とする特に、部分帯域符号化手法はより低い解像度の画像からより高い解像度の画像を生成するためには比較的大きい数のフィルタリング動作を必要とする。

・この諸技法はかなりの圧縮を達成するためには階層的画像データの量子化を必要とする。ｖ＃層が（多用途場面において必要とされるように）多くのレベルの解像度を含んでいる場合には、量子化雑音の伝搬のために最高の解像度レベルにおいてかなりの低下が生じることがある。出願人のシステムは（写真ハードコピーのためには）最高の解像度レベルにおける非常に高い品質を必要とするので、この状況は望ましくない。

・パートピラミッドによる画像分解は部分帯域手法と同様にデータの圧縮においては有効でない、前に指摘されたように、部分帯域手法はパートピラミッドにおける残差画像の更なる分解として概略的に観察されることができ、そしてこれは付加的な圧縮を可能にする。又、分解において非一様（樹）木構造を使用したアンダーラン外の部分帯域手法は（計算上の複雑性の低減を伴ってはいるけれども）全樹木部分帯域構造が与えるよりも小さい圧縮を与える。

発明９盟約この発明は、比較的簡単なハードウェアでより低い解像度の画像の高速復元を可能にすると共に最高の解像度レベルで非常に高い復元品質を与える混成１Ｍブリッド）方式を用いることによってこれらの制限を克服している。更に、画像階層はやはり効率よ（、すなわち低ビツトレートで符号化され、そして記憶媒体から読み取られるときには効率よくアクセスされ得るような方法で記憶されることができる。すべての画像データは符号化の前にある種の量子化を伴ったハフマン符号化又はＱ符号化のようなエントロピー符号化技法を用いて符号化されることが仮定されている。しかしながら、若干の実施例においていは、これらの記録への直接のアクセスを与えるために、又は符号化の前にデータを更に処理して、例えば差分パルス符号器ｔｌ　（ＤＰＣＭ）方式を用いて、符号化効率を改善するために、エントロピー符号化を伴わないデータを記憶することが有利であるかもしれない。

ある範囲まで、出願人の技法はより低いレベルからの量子化雑音の伝搬を防止し且つより低い解像度画像への迅速なアクセスを与えるためにより低い解像度画像をより高い解像度画像から有効に切り離している。

この発明の上記及びその他の目的は、次の説明、及び１１４以の文字がＩＩ（Ｉｕの部分を示している図面であってこの発明の一部分を形成している前記の図面に関連して考察されたときに一層明らかになるであろう。

凹面Ω厘単ｌ説囚図１は従来技術のピラミッド残差画像符号化方法を図解した構成図である。

図２は従来技術のピラミッド残差面像復号化方法を図解した構成図である。

図３は第１の従来技術の部分帯域（サブバンド）符号化方法を図解した構成図である。

図４は第２の従来技術の部分帯域符号化方法を図解した構成図である。

図５は第１の従来技術の部分帯域復号化方法を図解した構成図である。

図６は第２の従来技術の部分帯域復号化方法を図解した構成図である。

図７は第３の従来技術の部分帯域符号化方法を図解した構成図である。

図８は第３の従来技術の部分帯域復号化方法を図解した構成図である。

図９は階層的記憶及び表示方法を図解した構成図である。

図１０は累進的区分を有する部分帯域符号化を用いたこの発明の第１採択実施例の符号器部分を図解した構成図である。

図１１は全解像度画像のより小さい解像度画像への累進的区分を図解した構成図である。

図１２は累進的区分を有する部分帯域符号化を用いたこの発明の第１採択実施例の復号器部分を図解した構成図である。

図１３は多解像度画像への直接アクセスを有する部分帯域符号化を用いたこの発明の第２採択実施例の符号化部分を図解した構成図である。

図１４は多解像度画像への直接アクセスを存する部分帯域符号化を用いたこの発明の第２の採択実施例の復号器部分を図解した構成図である。

図１５は損失のない残差画像過程を有する部分帯域符号化を用いたこの発明の第３採択実施例の符号器部分を図解した構成図である。

図１６は損失のない残差画像過程を有する部分帯域符号化を用いたこの発明の第３採択実施例の復号器部分を図解した構成図である。

図４７は損失のない残差画像過程及びＣＤ−Ｉ互換性を有する部分帯域符号化を用いたこの発明の第４採択実施例の符号器部分を図解した構成図である。

図１８は損失のない残差画像過程及びＣＤ−Ｉ互換性ををする部分帯域符号化を用いたこの発明の第４採択実施例の復号器部分を図解した構成図である。

匡択実施倒Ω説囚次の論述においては、最高解像度画像が２０４８ｘ３０７２画素で構成されていること、及びこの解像度が写真品質の原初画像（オリジナル）を適当なディジタル出力装置において生成するために十分であることが仮定されている。最低解像度レベルが２５６×３８４　ｉｆ！ｉ素で構成されていること、及びこの解像度がＮＴＳＣ品質のビデオモニタにおける予備の、比較的低品質の表示のために十分であることも又仮定されている。他の解像度レベルはＮＴＳＣ品質のビデオモニタにおける高品質表示のための５１２ｘ７６８　ＷＮ素、及び提案されたＨＤＴＶビデオモニタにおける高品質表示のための１０２４Ｘ　１５３６Ｎ素である。これらの解像度は便宜上２５６（２５６ｘ３８４に対して）、５１２　（５］２ｘ７６８　ニ対し７）　、１ｙ　（１０２４ｘ１５３６ニ対しテ）、及び２Ｋ　（２０４８ｘ３０７２ニ対して）として表示される０階層的記憶及び表示方法についての基本的線図は図９に図解されている。しかしながら、この発明はこれらの解像度又は出力装置に限定され久＆）ことに注目することが重要である。実際、他の解像度及び出力装置での多くの変化が使用され得るが、それらの解像度は必ずしも前に記述された解像度のように２のべきによって互いに関係づけられなくてもよい（ある形式の補間が利用可能であると仮定して）、加えて、解像度レベルの数及び各レベルにおける分解の形式はある範囲まで変化することができるが、しかしそれでも既述の実施例と整合することができる。又、システムは単一チャネル画像、すなわち−色又は輝度画像、について記述されるが、金色画像を取り扱うために拡張されることができる。

１、　ＩＩ　・　る　、ｅ″ 図１０に図解された第１実施例においては、２に画像が全てレベル部分帯域（樹）木構造を用いて分解されて１６の５１２部分帯域画像を生成する。最低周波数の５１２画像を更に分解するために、別の技法、すなわち、最低周波数５１２画像が図１】に示されたようにスタガ方式で５１２画像を副標本化することによって四つの２５６　ｉ！ｉｉ像に区分される累進的区分法、が使用される。記憶されるべき情報はそれで四つの２５６画像（これは最低周波数５１２画像を復元するために使用されることができる）及び残り５１２部分帯域で構成されている。

この情報は次にＩＫ両画像び２に画像を復元するために使用されるが、この復元過程は図１２に図解されている。

前に注記されたように、任意の解像度レベルにおける最低周波数部分帯域画像は表示の目的のために使用されるものである。この技法は次のことによって動機づけられる。

・　２５６画像はなんらの特別な／付加的なハードウェアなしで生成され且つ表示されることができる。

・　５１２画像は２５６画像の一つ以上のものを用いてなんらの特別なハードウェアなしで累進的方法で形成され且つ表示されることができる。又、２５６画像は５１２画像の直接の副標本であるので、５１２画像の復元はそれが原初含んでいたものより多い何らかの量子化雑音の付加を伴うことなく行われることができる。

・最低解像度画像は量子化雑音のより高いレベルへの伝搬を最小化するためにより高い解像度の画像から有効に切り翻される。

・この技法は画像データの非冗長記憶に関して有効であり、部分帯域表現の大量の使用はかなりの画像圧縮を可能にする。

しかしながら、この手法における部分帯域の大量の使用は又、ＩＫ及び２に画像を生成するために多くのフィルタリング動作が必要とされるので、不利でもある。

２、２５６．５１２　びＩＫ　への盲　アクセス　る　。

図１３に図解された第２実施例においては、多くのフィルタリング動作の問題はより小さい範囲までの部分帯域木構造を用いることによって幾分縮小される。

この手法においては、２に画像は四つのＩＫ部分帯域に分割され、その後三つの高い方の周波数の】Ｋ部分帯域ｆＪが更に総計１２の５１２部分帯域へと分解される。最低の周波数のＩＫ部分帯域は多数の５１２画像へは分解されず、単にプレフィルタされ且つ副標本化されて表示に適した５１２画像を生成する。この５１２画像は次にプレフィルタされ且つ副標本化されて２５６　ｉ１像を生成する。記憶されるべき情報は２５６画像、５１２画像、ＩＫ両画像及び１２の５１２高次周波数部分帯域からなっている。この情報のための復元過程は図１４に図解されている。この手法の利点は次のとおりである。

・２５６．５１２及びＩＫ両画像特別のハードウェア又はフィルタリング動作を伴わないで表示のためにすべての直接利用可能であるが、残りのデータについての部分帯域符号化の使用はやはりかなりの画像圧縮を可能にする。

・低い方の解像度の画像は非常に高い忠実度が２にレベルにおいて達成され得るように２に画像からより完全に切り離される。

・２５６及び５１２画像は部分帯域形成に対して使用されたものよりもよいフィルタ、すなわち、より鋭い遷移の帯域を用いてプレフィルタされて、より高い品質を生しることができる。

この手法についての問題は、２５６．５１２及びＩＫ両画像別別に記憶することによって冗長性が増大されるので付加的な記憶が必要とされることである。

３、バートビーミ・ド　る　、図１５に図解された第３実施例は、２に画像が四つのＩＫ部分帯域画像に分解され、その後三つの高次周波数ｌＫ部分帯域が１２の５１２部分帯域に分解されるので、前の手法に類領している。又、前のように、最低周波数ＩＫ部分帯域は次にプレフィルタされ且つ副標本化されて５１２画像を与え、そしてこの５１２　Ｍ像も又プレフィルタされ且つ副標本化されて２５６画像を与える。しかしながら、この実施例においては、５１２及びＩＫ両画像直接アクセスのためには記憶され姪。その代わりに、２５６画像は５】２の大きさまで反復され又は補間か眼そしてこの補間画像は５１２残差画像を生成するための予測画像として使用される。同様に、５１２画像はＩＫの大きさまで補間され又は反復され、そしてこの補間画像はＩＫ残差画像を生成するための予測画像として使用される。両方の場合において、これらの残差画像は損失（Ｄ７ｊｕＮ方法で符号化されるので、５１２及びＩＫ両画像正確に回復され得る。この手法はパートビラミントと低域通過画像に対する損失のない残差及び残りのデータに対する部分帯域符号化との組合せである。記憶されるべき情報は２５６基底画像、５］２残差画像、１に残差画像、及び１２の５１２部分帯域画像からなっている。この情報を用いた復元過程は図１６に図解されている。この手法の利点は次のとおりである。

・２５６画像は直接表示され得る。

・予測／残差成分（パートピラミッド）における無損失残差の使用は低い方の解像度レベルにおける画像をを効に切り離し、従って誤差は伝搬しない。又、前の手法におけるように、２に画像はより低い解像度レベルからより有効に切り離し従って高品質復元が２にレベルにおいて得られる。

・２５６及び５１２　Ｍ像は部分帯域形成のために使用されたものよりも良いフィルタ、すなわち、より鋭い遷移帯域を用いてプレフィルタされて、潜在的により高い品質を生じることができる。

・この手法は（前の技法のように）５１２及びＩＫレベルへの直接のアクセスを可能にしないが、前の技法よりも大きい画像圧縮を与える。しかしながら、それは全部分帯域手法はどの圧縮を与えないが、計算上はより効率がよい。

・部分帯域フィルタ、副標本化前のプレフィルタリング、及び予測画像を形成するための補間は本質的に同じハードウェアを必要とし、従って実現は比較的効率がよい。

この手法による主な欠点は前の技法に比べて予測／残差画像を形成するために必要とされる余分の計算である。

４、バートピーミ・・ド　びＣＤ−１る。　。

図１７に言及すると、第４実施例は前の実施例に類僚した構造を持っているが、又２５６及び５１２レベルにおいて（従来技術におけるＡ、Ｃ，ルーサー（Ｌｕｔｈｅｒ）による出版物において引用されたような）フィリップス（Ｐｈｉｌｉｐｓ）ＣＤ　−Ｉ　（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ−Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）実時間ビデオデータ形式を、この形式との互換性を与えるために組み込んでいる。

前のように、２に画像は四つのＩＫ部分帯域に分解さね、そして三つの高次周波数ＩＫ部分帯域は更に分解されて１２の５３２部分帯域を形成する。最低周波数ＩＫ部分帯域は次にプレフィルタされ且つ副標本化されて５１２画像を形成する。この５１２画像は補間されてＩＫ予測画像を形成し、そしてＩＫ無損失残差画像が生成される。同様に、５１２画像はプレフィルタされ且つ副標本化されて２５６基底画像を形成するが、この画像は補間され又は反復されて５１２予測画像及び５１２残差画像を形成することができる。この点までは、これは前の実施例と同じ過程である。しかしながら、この技法はＣＤ−Ｉ形式と互換可能であるために２５６基底画像及び５１２残差画像の符号化において異なっている。第１に、２５６基底画像は、他の実施例において使用されたようなエントロピー符号化技法の代わりに、ＣＤ　−■符号化方式、すなわち差分パルス符号変調（ＤＰＣＭ）を用いて符号化される。第２に、５１２残差画像は最初損失のない方法では符号化されず、まず、残差の７ビツト量子化であるＣＤ−Ｔｒ拡張解像度」形式を用いて符号化される。第２の５１２残差は次に原初５１２残差と７ビン）ＣＤ −１残差との間の差として形成される。この第２残差は無損失で符号化される。

記憶されるべき情報はそれゆえ、Ｃｌｌ−１２５６基底画像、ＣＤ−１５１２拡張解像度残差、５１講損失残差、ＩＫ無損失残差、及び１２の５１２部分帯域画像からなっている。この情報を用いた復元過程は図１８に図解されている。この技法の前の技法に比べてこの利点は２５６及び５１２レベルにおけるＣＤ−１形式との互換性である。

この発明の好適な実施例であると考えられるものが示されたが、この発明の本質的な精神から外れることなくそれに多くの変化及び変更が行われ得ることは明白であろう、それゆえに添付の諸請求項においては、この発明の真の範囲内に入るようなすべてこの変化及び変更を包含することが意図されている。

ＦＩＧ、　＋（４Ｌ律４之イ！”ｒ） −−−コりνゐＪｊｌ１＊＋、＋＋ｘ＋＊、ＡＰ１．−＝、、、　ＰＣＴ／ｕＳ　９０１０６２３４国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】１．ａ）面像のディジタル表現を形成する段階、ｂ）前記のディジタル表現を多数の部分帯域画像に分解し、その際名画像が一つ以上の解像度レベルにおける空間周波数の帯域からなっていて、一連のものが最低空間周波数の部分帯域から、ａ）によって定義された最高空間周波数のものまでに及ぶようにする段階、ｃ）段階ｂ）の最低周波数部分帯域を次の諸段階、すなわち１．偶数番号の線における偶数番号の画素を副標本化して第１区分画像を生成する段階、２．偶数番号の線における奇数番号の画素を副標本化して第２区分画像を生成する段階、３．奇数番号の線における偶数番号の画素を副標本化して第３区分画像を生成する段階、４．奇数番号の線における奇数番号の画素を副標本化して第４区分画像を生成する段階、に従って複数のより低い解像度の画像に更に分解する段階、ｄ）段階ｃ）の区分画像を符号化して記憶する段階、及びｅ）段階ｂ）の残りの部分帯域を符号化して記憶する段階、を含んでいる階層的記憶方法。２．段階ｃ）の前記のより低解像度画像の一つを検索して復号化する段階、及び前記の一つの検索画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項１に記載の階層的表示方法。３．段階ｃ）の前記のより低解像度画像の残りの少なくとも一つを検索して復号化する段階、前記の検索画像のすべてを組み合わせて表示のためのより高い解像度の画像を形成する段階、及び前記の組合せ検索面像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項２に記載の階層的表示方法。４．段階ｃ）の前記のより低解像度画像のすべてを検索して復号化する段階、前記の検索されたより低解像度画像のすべてを組み合わせて表示のためのより高い解像度の画像を形成する段階、及び前記の組合せ検索画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項１に記載の階層的表示方法。５．一つ以上の解像度レベルにおける部分帯域を検索して復号化する段階、前記の組合せ検索画像を前記の検索復号化部分帯域と組み合わせて表示のためのより高い解像度の画像を形成する段階、及び前記の形成されたより高解像度画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項４に記載の階層的表示方法。６．段階ａ）の画像の全解像度表現が復元されて表示されるまで請求項５の諸段階を反復する段階、を更に含んでいる、請求項５に記載の階層的表示方法。７．ａ）画像のディジタル表現を形成する段階、ｂ）前記のディジタル表現を多数の部分帯域画像に分解し、その際各画像が、最低空間周波数部分帯域からａ）のディジタル表現によって定義された最高空間周波数までに及ぶ一つ以上の解像度レベルにおける空間周波数の帯域からなるようにする段階、ｃ）ｂ）の最低周波数部分帯域をこの部分帯域を反復的に低域フィルタし、副標本化して一つ以上のより低い解像度の画像を生成すること、このより低い解像度画像を符号化して記憶すること、及び段階ｂ）の残りの部分帯域を符号化して記憶すること、によって複数のより低い解像度の画像に更に分解する段階、を含んでいる階層記憶方法。８．段階ｃ）の前記のより低い解像度画像の一つを検索して復号化する段階、及び前記の検索画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項７に記載の階層的表示方法。９．段階ｂ）の最低周波数部分帯域を検索して復号化する段階、及び前記の検索面像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項８に記載の階層的表示方法。１０．一つ以上の解像度レベルにおける部分帯域を検索して復号化する段階、前記の検索画像を前記の検索復号化部分帯域と組み合わせて表示のためのより高い解像度の画像を形成する段階、前記のより高い解像度画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項９に記載の階層的表示装置。１１．段階ａ）の画像の全解像度表現が復元されて表示されるまで請求項１０の段階を反復する段階、を更に含んでいる、請求項１０に記載の階層的表示方法。１２．ａ）画像のディジタル表現を形成する段階、ｂ）前記のディジタル表現を多数の部分帯域画像に分解し、その際各画像が、最低空間周波数部分帯域からａ）のディジタル表現によって定義された最高空間周波数のものまでに及ぶ、一つ以上の解像度レベルにおける空間周波数の帯域からなるようにする段階、ｃ）ｂ）の最低周波数部分帯域を、この部分帯域を反復的に低域フィルタして副標本化することによって一つ以上のより低い解像度画像に更に分解する段階、ｄ）ｃ）の最低解像度画像を符号化して記憶する段階、ｅ）ｃ）の残りのより低い解像度画像を次の段階、すなわち１．ｄ）の最低解像度画像を復号化する段階、２．前記の画像を次のより高い解像度レベルの次元まで補間し又は反復して予測画像を形成する段階、３．ｃ）において形成された次のより高い解像度の画像から前記の予測画像を減算して残差画像を生威する段階、４．前記の残差画像を無損失で符号化して記憶する段階、並びに５．ｃ）における名残りの画像に対して段階２、３、及び４を反復して無損失符号化残差画像の階層を生成する段階、に従ってｃ）の残りのより低い解像度画像を更に分解する段階、を含んでいる階層的記憶方法。１３．段階ｃ）の前記の最低解像度画像を検索して復号化する段階、及び前記の検索画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項１２に記載の階層的表示方法。１４．前記の検索画像を次のより高い解像度レベルの次元まで補間し又は反復して予測画像を形成する段階、段階ｅ）の最低解像度残差画像を検索して復号化する段階、前記の予測画像を前記の復号化残差画像を加算して表示のための面像を復元する段階、及び前記の復元画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項１３に記載の階層的表示方法。１５．ｂ）の最低周波数部分帯域が復元されるまでｅ）の各残りの残差画像に対して請求項１４の諸段階を反復する段階、及び前記の復元画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項１４に記載の階層的表示方法。１６．一つ以上の解像度レベルにおける部分帯域を検索して復号化する段階、前記の復元画像を前記の検索復号化部分帯域と組み合わせて表示のためのより高い解像度の画像を形成する段階、及び前記の形成されたより高い解像度の画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項１５に記載の階層的表示方法。１７．段階ａ）の画像の全解像度ディジタル表現が復元されて表示されるまで請求項１６の諸段階を反復する段階、を更に含んでいる、請求項１６に記載の階層方法。１８．ａ）画像のディジタル表現を形成する段階、ｂ）前記のディジタル表現を多数の部分帯域に分散し、その際各画像が、最低空間周波数部分帯域からａ）のディジタル表現によって定義された最高空間周波数のものまでに及ぶ、一つ以上の解像度レベルにおける空間周波数の帯域からなるようにする段階、ｃ）ｂ）の最低周波数部分帯域を、最低解像度画像が２５６画素×３８４線の次元を有するまで前記の部分帯域を反復的に低域フィルタして副標本化することによって一つ以上のより低い解像度の画像に更に分解する段階、ｄ）フィリップスＣＤ−Ｉ（Ｃｏｍａｐａｃｔ−Ｄｉｓｃ−Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）実時間ビデオデータ形式を用いてｃ）の最低解像度画像を符号化して記憶する段階、ｅ）ｃ）の残りのより低い解像度画像を次の諸段階、すなわち１．ｄ）の最低解像度面像を復号化する段階、２．前記の画像を次のより高い解像度レベルの次元まで補間し又は反復して予測画像を形成する段階、３．ｃ）において形成された次のより高い解像度画像から前記の予測画像を減算して残差画像を生成する段階、４．フィリップスＣＤ−１７レベル量子化方式を用いて前記の残差画像を量子化してＣＤ−Ｉ拡張解像度残差画像を形成する段階、５．フィリップスＣＤ−１実時聞ビデオデータ形式を用いて前記のＣＤ−１拡張解像度残差画像を符号化して配置する段階、６．段階３の残差画像から前記のＣＤ−１拡張解像度残差画像を減算して別の残差画像を形成する段階、７．残差画像を無損失で符号化して記憶する段階、並びに８．ｃ）における各残りの画憶に対して段階２、３、及び７を反復する段階、に従って更に分解する段階、を含んでいる階層的記憶方法。１９．段階ｃ）の前記の最低解像度画像を検索して復号化する段階、及び前記の検索画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項１８に記載の階層的表示方法。２０．前記の検索画像を次のより高い解像度レベルの次元まで補間し又は反復して予測画像を形成する段階、段階ｅ〕のＣＤ−Ｉ拡張解像度残差画像を検索して復号化する段階、前記の予測画像を前記の復号化残差画像に加算して表示のための画像を復元する段階、及び前記の復元画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項１９に記載の階層的表示方法。２１．前記の復元画像を次のより高い解像度レベルの次元まで補間し又は反復して予測画像を形成する段階、段階ｅ）の無損失符号化残差画像を検索して復号化する段階、前記の予測画像を前記の復号化残差画像に加算して表示のための画像を復元する段階、及び前記の復元画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項２０に記載の階層的表示方法。２２．ｂ）の最低周波数部分帯域画像が復元されるまでｅ）の残りの残差画像に対して請求項２１の諸段階を反復する段階、及び前記の復元画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項２１に記載の階層的表示方法。２３．一つ以上の解像度レベルにおける部分帯域を検索して復号化する段階、前記の復元画像を前記の検索復号化部分帯域と組み合わせて表示のためのより高い解像度の画像を形成する段階、及び前記の形成されたより高い解像度画像を表示する段階、を更に含んでいる、請求項２２に記載の階層的表示方法。２４．段階ａ）の画像の全解像度表現が復元されて表示されるまで請求項２３の諸段階を反復する段階、を更に含んでいる、請求項２３に記載の階層的表示方法。