JPH08214308A - 画像圧縮符号化装置及び画像伸長復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モスキートノイズやブロック歪みなどの画質
劣化を発生させることなく高い圧縮率でカラー、グレイ
スケールの静止画像の符号化を実現する。 【構成】 画像圧縮符号化装置に、２分割フィルターを
再帰的に用いて低周波域ほど細かく帯域オクターブ分割
するウェーブレット変換手段１３と、高周波域の帯域の
係数ほど粗く量子化を行なう量子化手段１４と、量子化
手段の出力をエントロピー符号化するエントロピー符号
化手段１５とを備え、前記ウェーブレット変換手段を、
低周波域の２分割（合成）フィルターのタップ数の方が
高周波域の２分割（合成）フィルターのタップ数よりも
長いフィルターバンクを備えた構成にするとともに、各
層のフィルターの出力側にバッファメモリ手段を設け、
また画像端検出手段と、この検出結果に基づき画像端に
零データを挿入する手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像圧縮符号化装置及び
画像伸長復号化装置、特にカラー画像、グレイスケール
静止画像の符号化或いは復号化を行なう画像圧縮符号化
装置及び画像伸長復号化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー画像、グレイスケール静止
画像の符号化或いは復号化を行なう装置の規格として、
例えば、ＩＴＵ−Ｔの国際標準規格ＪＰＥＧが知られて
いる。この規格に基づいた画像圧縮符号化装置及び画像
伸長復号化装置の従来例としては例えば図２７のブロッ
ク図に示すものがある。

【０００３】図２７は符号化装置及び復号化装置が一体
になった、いわゆる画像圧縮伸長符号復号化装置を示し
ている。この図において、符号１は送信する画信号を符
号化する符号化器で、この符号化器１は、離散コサイン
変換部２と、量子化器３とエントロピー符号化器４とか
ら構成されている。５は量子化器３による量子化に必要
なデータが格納された量子化テーブル、６はエントロピ
ー符号化器４による符号化処理動作に必要なデータが格
納された符号化テーブル、７は符号化された画像データ
が送受信される伝送路である。また、符号８は受信され
る画信号を復号化する復号化器で、この復号化器８は、
逆離散コサイン変換部９と、逆量子化器１０とエントロ
ピー復号化器１１とから構成されている。

【０００４】ＪＰＥＧにおける符号化器１の入力画像は
８×８画素のブロックに分割され、この８×８画素のブ
ロック画像に対して、離散コサイン変換部２にて２次元
の離散コサイン変換（以下ＤＣＴと呼ぶ）を行なう。こ
れにより、ブロック画素は複数の周波数変換係数となる
周波数領域型式に変換される。

【０００５】ここで、ブロック内の画素の値をＰ［ｘ，
ｙ］とするとき、ＤＣＴの変換結果Ｓ［ｕ，ｖ］は、次
式に示すように決定される。 Ｓ［ｕ，ｖ］＝０．２５・Ｃu ・Ｃv ・ΣΣＰ［ｘ，ｙ］・ＣＯＳ［（２ｘ＋１ ）・ｕ・π／１６］・ＣＯＳ［（２ｙ＋１）・ｖ・π／１６］ ………（１） 但し、Ｃu ，Ｃv ＝１／１．４１４２１３５６ ：ｕ，
ｖ＝０のとき、 また、Ｃu ，Ｃv ＝１ ：その
他の場合 １ブロックの画素の値Ｐ［ｘ，ｙ］に対してＤＣＴ変換
を行なった場合、全部で６４個の変換係数Ｓ［ｕ，ｖ］
が得られる。ここで、Ｓ［０，０］は８×８画素の平均
値（直流成分）を示しているので、ＤＣ係数と呼び、残
りはさまざまな交流成分を示すのでＡＣ係数と呼ばれ
る。

【０００６】次に量子化器３において、量子化テーブル
５から入力した量子化値ＱＴ［ｕ，ｖ］によって変換係
数Ｓ［ｕ，ｖ］を量子化し、ＱＳ［ｕ，ｖ］として出力
する。なお、この量子化は次式によって表される。 ＱＳ［ｕ，ｖ］＝ｒｏｕｎｄ（Ｓ［ｕ，ｖ］／ＱＴ［ｕ，ｖ］） ………（２） 但し、ｒｏｕｎｄは最も近い整数への整数化 この量子化において、ＱＴ［ｕ，ｖ］の値を調整するこ
とで、画質／圧縮率のコントロールが可能となる。

【０００７】次に、エントロピー符号化器４において、
ＱＳ［ｕ，ｖ］はエントロピー符号化される。エントロ
ピー符号化の方式としては、符号化テーブル６から入力
したハフマンテーブルを参照することにより符号化を行
なうハフマン符号化方式が採用される。このハフマン符
号化は、図２８のフロー図に示すような処理手順で行な
う。すなわち、処理ステップ（以下単にステップとい
う）ＳＴ１において、ＤＣ係数とＡＣ係数を分離し、次
ににＤＣ係数の符号化（ステップＳＴ２）とＡＣ係数の
符号化（ステップＳＴ３）を別々に行ない、ＤＣ係数の
符号のあとにＡＣ係数の符号を付加することにより合成
して（ステップＳＴ４）全体の符号とする。

【０００８】ＤＣ係数の符号化は、図２９のフロー図に
示すような処理手順で行なう。すなわち、まず現ブロッ
クのＤＣ成分ＤＣi と前ブロックのＤＣ成分ＤＣi-1 と
の差分ΔＤＣi を求め（ステップＳＴ５）、この値の属
するグループ番号をアドレスとして、ＤＣ係数用のハフ
マンテーブルから符号を読み出し（ステップＳＴ６）、
さらにグループ内での順位を付加ビットとして加えたも
のをＤＣ係数の符号とする。

【０００９】ＡＣ係数の符号化は図３０のフロー図に示
すような処理手順で行なう。すなわち、まずＡＣ係数の
走査を行なう（ステップＳＴ７）。この走査の方法とし
ては、低周波側から高周波側へと２次元の空間周波数領
域をジグザグにスキャンすることにより行なわれる。こ
のような走査方法をとることにより、ゼロのランを長く
することができ、圧縮率の向上を図ることが可能とな
る。具体的には、下記表１に示す通りである。

【００１０】 （表１） ＱＳ［０，１］→ＱＳ［１，０］→ＱＳ［２，０］→ＱＳ［１，１］→ ＱＳ［０，２］→ＱＳ［０，３］→ＱＳ［１，２］→ＱＳ［２，１］→ ＱＳ［１，２］→ＱＳ［０，３］→ＱＳ［０，４］→ＱＳ［１，３］→ ＱＳ［２，２］→ … →ＱＳ［６，７］→ＱＳ［７，６］→ ＱＳ［７，７］ １次元にならび換えられたＡＣ係数に対して、順次ＡＣ
係数がゼロか否かを判定して（ステップＳＴ８）、まず
連続するゼロの係数（無効係数）の長さ（ランレング
ス）とそれに続くゼロでない係数（有効係数）の値を求
め（ステップＳＴ９）、この有効係数の属するグループ
番号と、無効係数のランレングスの組み合わせ値とを、
２次元アドレスとしてＡＣ係数のハフマン符号テーブル
から符号を読み出し（ステップＳＴ１０）、さらに有効
係数のグループ内での順位を付加ビットとして加えてＡ
Ｃ係数の１つの符号が得られる。そして、次のＡＣ係数
がなくなったか否かをチェックしながら（ステップＳＴ
１１）、ＡＣ係数がなくなるまでこれを繰り返し、次の
ＡＣ係数がなくなると符号化処理を終了する。なお、こ
れらの符号は伝送路７を介して復号化器８側へと伝送さ
れる。

【００１１】次に、復号化器８の動作を説明する。この
復号化器８では、符号化テーブル６から入力したハフマ
ンテーブルにより復号化を行なう。復号化の動作として
は、図３１のフロー図に示すような処理手順で行なう。
すなわち、まず、１ブロックの符号を切り出し（ステッ
プＳＴ１２）、ＤＣ係数の復号化（ステップＳＴ１３）
とＡＣ係数の復号化（ステップＳＴ１４）を行ない、変
数係数を合成する（ステップＳＴ１５）。

【００１２】ＤＣ係数の復号化は、図３２のフロー図に
示すような処理手順で行なう。すなわち、付加ビットを
除いた符号をアドレスとしてＤＣ係数用のハフマン復号
テーブルからグループ番号を読み出し（ステップＳＴ１
６）、このグループ番号から差分ΔＤＣi を割り出して
前ブロックのＤＣ成分ＤＣi-1 １に加算し（ステップＳ
Ｔ１７）、この値と上述の付加ビットからＤＣ係数を求
める。

【００１３】また、ＡＣ係数の復号化は、図３３のフロ
ー図に示すような処理手順で行なう。すなわち、１つの
符号を切り出し（ステップＳＴ１８）、付加ビットを除
いた符号をアドレスとして、ＡＣ係数用のハフマン復号
テーブルを読み出し（ステップＳＴ１９）、この読み出
されたデータのランレングスから零係数である無効係数
を再生する（ステップＳＴ２０）一方で、これと並行し
て非零係数である有効係数のグループ番号を求め（ステ
ップＳＴ２１）、さらにグループ番号と上述の付加ビッ
トから有効係数の値を求め、変換係数行列の中の１符号
に対応するＡＣ係数を決定する（ステップＳＴ２２）。
そして、次のＡＣ係数用の１符号がなくなったか否かを
チェックしながら（ステップＳＴ２３）、ＡＣ係数がな
くなるまでこれを繰り返し、次のＡＣ係数用の１符号が
なくなると復号化処理を終了する。

【００１４】逆量子化器１０においては、次式に示すよ
うに量子化テーブル５から入力した量子化係数ＱＴ
［ｕ，ｖ］をＱＳ［ｕ，ｖ］に乗算して変換係数Ｓ
［ｕ，ｖ］）が算出される。 Ｓ［ｕ，ｖ］＝ＱＳ・［ｕ，ｖ］・ＱＴ・［ｕ，ｖ］ ………（３） 次に、逆離散コサイン変換部２において、８×８画素に
対して２次元の逆離散コサイン変換（以後ＩＤＣＴと呼
ぶ）を行なう。ブロック内の画素の値Ｐ［ｘ，ｙ］が、
ＩＤＣＴの変換係数Ｓ［ｕ，ｖ］から次式に示すように
決定される。 Ｐ［ｘ，ｙ］＝０．２５・Ｃu ・Ｃv ・ΣΣＳ［ｕ，ｖ］・ＣＯＳ［（２ｘ＋１ ）・ｕ・π／１６］・ＣＯＳ［（２ｙ＋１）・ｖ・π／１６］ ………（４） 但し、Ｃu ，Ｃv ＝１／１．４１４２１３５６ ：ｕ，
ｖ＝０のとき、 また、Ｃu ，Ｃv ＝１ ：その
他の場合

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像圧縮符号化装置および画像伸長復号化装
置にあっては、ＤＣＴという形の直交変換を８×８画素
のブロック単位で行なうべく、高い圧縮率を実現するた
めに量子化を粗くする（量子化係数ＱＴ［ｕ，ｖ］を大
きくする）と、以下のような問題が生じる、まず、第１
に、８×８画素を単位とした歪み（ブロック歪み）が発
生する。第２に、エッジの周辺に蚊が飛んでいるような
歪み（モスキートノイズ）が発生する。第１の問題点は
ＤＣＴの基底がオーバーラップしていないことに起因し
ている。この問題点に対してエッチ・エス・マルヴァー
（Ｈ．Ｓ．ＭＡＬＶＡＲ）はその論文”Ｔｈｅ ＬＯ
Ｔ：Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｃｏｄ−ｉｎｇ ｗｉｔｈｏ
ｕｔ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ”（ＩＥＥＥ
Ｔｒａｎｓ， ＡＳＳＰ、Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．４
１９８９）において、基底が互いにオーバーラップする
直交変換としてＬＯＴを提唱し、第１の問題点（ブロッ
ク歪み）が抑制できることを示している。

【００１６】しかしながら、この方式では、高周波の基
底がオーバーラップしない直交変換に比べ、長くなって
しまうので、モスキートノイズの発生範囲は広まってし
まい、第１、第２の問題点を合わせた総合的な解決策と
はなり得なかった。

【００１７】ところで、ＬＯＴとは、独立してフィルタ
ーバンクというフィルターの集まりを用いて帯域を分割
して、符号化する方法にサブバンド符号化があり、１９
８０年代中頃から研究されている。サブバンド符号化で
は基底がオーバーラップするため、ブロック歪は発生し
ない。また、サブバンド符号化では２分割フィルターを
再帰的に用いて低周波域ほど細かい帯域分割を実現して
いるため、高周波域側の基底が低周波域側の基底よりも
相対的に短くなる。よって、高周波成分を存在するエッ
ジ部で粗く量子化を行なっても高周波域用基底の幅が短
いため、モスキートノイズの存在する幅がせばまり、モ
スキートノイズの発生を視覚的に目だたないものにする
可能性をもっている。サブバンド符号化の例としては、
村上、山田の”Ｗａｖｅｌｅｔ変換による画像符号化”
（電子情報通信学会研究会、ＩＥ９２−８、ｐｐ５３）
や、太田、松本、矢野、西谷の”ウェーブレット変換に
よる画像符号化の検討（１）−直交変換との比較−”
（Ｄ−３３５、電子情報通信学会１９９１年春期全国大
会）がある。

【００１８】サブバンド符号化に用いられるフィルター
の種類には、直交ミラーフィルター（ＱＭＦ）を代表と
して、共役ミラーフィルター（ＣＱＦ）、ウェーブレッ
トフィルター（ＷＦ）など、いくつかのバリエーション
があるが、（例えば、斉藤、チョン、”新しい画像符号
化概念の構築へ向けて”、テレビジョン学会誌、Ｖｏ
ｌ．４６，Ｎｏ．９，１９９２）、いずれのフィルター
に対しても高圧縮符号化のためには、２つの帯域を急峻
な遮断特性で分割して無相関化する必要があるため、長
いタップのフィルター（基底）が望ましい。ところが、
すでに述べたように、モスキートノイズの抑制には高周
波域に対する基底は短いフィルターが望ましいため、モ
スキートノイズを抑制しながら高い圧縮性を実現するの
は困難であるという問題点を生ずる。

【００１９】また、第３に、静止画像伝送装置では、最
低限、標準符号化ＪＰＥＧを搭載することが多いが、公
知の前記のウェーブレット変換による画像圧縮符号化を
追加搭載することは量子化部、エントロピー符号化部が
ＪＰＥＧの量子化部、エントロピー符号化部とは異なる
ため、回路規模が増大し、コストアップが大きくなって
しまうという不具合があった。

【００２０】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、その第１の目的は、コストが小さく、モスキー
トノイズやブロック歪みなどの画質劣化を発生させるこ
となく、高い圧縮率でカラー、グレイスケールの静止画
像を圧縮符号化することのできる画像圧縮符号化装置お
よび画像伸長復号化装置を提供することである。

【００２１】本発明の第２の目的は、コストアップが小
さく標準符号化ＪＰＥＧを搭載した画像伝送装置に前記
画質劣化のない画像圧縮符号化装置を追加搭載し得るよ
うにすることである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、画像圧縮符号化装置を、ウェーブレット
変換手段と、このウェーブレット変換手段の出力を量子
化する量子化手段と、前記量子化手段の出力を符号化す
るエントロピー符号化手段とを備え、前記ウェーブレッ
ト変換手段が、入力信号の帯域を再帰的に２分割する２
分割フィルター手段と、この２分割フィルターの中間出
力信号を格納するバッファメモリ手段と、このバッファ
メモリ手段をサイクリックに制御する制御手段とを有す
ることを第１の要旨とする。

【００２３】本発明の別の態様では、画像伸長復号化装
置を、符号をエントロピー復号化するエントロピー復号
化手段と、前記エントロピー復号化手段の出力を逆量子
化する逆量子化手段と、逆ウェーブレット変換手段とで
構成するとともに、逆ウェーブレット変換手段が２つの
帯域を再帰的に合成する２帯域合成フィルター手段と、
この２帯域合成フィルターの中間出力信号を格納するバ
ッファメモリ手段と、このバッファメモリ手段をサイク
リックに制御する制御手段とを有することを第２の要旨
とする。これらの画像圧縮符号化装置および画像伸長復
号化装置は、画像圧縮伸長符号復号化装置として一体に
組み合わせられてもよい。

【００２４】本発明はまた、画像圧縮符号化装置のウェ
ーブレット変換手段が、画像端を検出する画像端検出手
段と、この画像端検出手段の検出結果に基づいて画像端
に零データを挿入する零データ挿入手段とを有すること
を第３の要旨とする。

【００２５】本発明はまた、画像伸長復号化装置の逆ウ
ェーブレット変換手段が、変換係数端を検出する変換係
数端検出手段と、この変換係数端検出手段の検出結果に
基づいて入力データにに零データを挿入する零データ挿
入手段とを有することを第４の要旨とする。

【００２６】本発明はまた、画像圧縮符号化装置のウェ
ーブレット変換手段が、ウェーブレット変換係数の絶対
値を格納する係数格納手段と、この係数の絶対値を使っ
て入力データに対して所定の設定に応じて加減乗算を行
なう算術演算手段とを有することを第５の要旨とする。

【００２７】本発明はまた、画像圧縮符号化装置のウェ
ーブレット変換手段が、低周波側のウェーブレット変換
係数を格納する係数格納手段と、この係数を使って入力
データに対して所定の設定に応じて加減乗算を行なう算
術演算手段とを有することを第６の要旨とする。

【００２８】本発明はまた、画像伸長復号化装置の逆ウ
ェーブレット変換手段が、逆ウェーブレット変換係数の
絶対値を格納する係数格納手段と、この係数の絶対値を
使って入力データに対して所定の設定に応じて加減乗算
を行なう算術演算手段とを有することを第７の要旨とす
る。

【００２９】本発明はまた、画像伸長復号化装置の逆ウ
ェーブレット変換手段が、低周波側の逆ウェーブレット
変換係数を格納する係数格納手段と、この係数を使って
入力データに対して所定の設定に応じて加減乗算を行な
う算術演算手段とを有することを第８の要旨とする。

【００３０】本発明はさらに、２分割フィルターを再帰
的に用いて低周波域ほど細かく分割するウェーブレット
変換手段において、再帰的に用いる低周波域の２分割
（合成）フィルターのタップ数の方が高周波域の２分割
（合成）フィルターのタップ数よりも長いフィルターバ
ンクを備えることを第９の要旨とする。

【００３１】本発明はまた、前記再帰的に用いる低周波
域の２分割（合成）フィルターのタップ数の方が高周波
域の２分割（合成）フィルターのタップ数よりも長いフ
ィルターバンクを備えることに代えて、これと等価なフ
ィルターバンクを帯域別に別々のフィルターで構成して
備えることを第１０の要旨とする。

【００３２】さらに、本発明は、前記第９の要旨または
第１０の要旨に加えて、高周波域の帯域係数ほど粗く量
子化を行なう量子化手段を備えたことを第１１の要旨と
する。

【００３３】

【作用】本発明は前記第１の要旨により、画像圧縮符号
化装置ではウェーブレット変換動作を実行することがで
き、高い圧縮率による非標準の符号化を実現できる。ま
た、ウェーブレット変換手段に、入力信号の帯域を再帰
的に２分割する２分割フィルター手段と、この２分割フ
ィルターの中間出力信号を格納するバッファメモリ手段
と、このバッファメモリ手段をサイクリックに制御する
制御手段とを設けたためバッファメモリのコウトダウン
が図れるとともに、ウェーブレット変換と、符号化、通
信動作のリアルタイム化が図れる。

【００３４】また、画像圧縮符号化装置のウェーブレッ
ト変換手段に、画像端を検出する画像端検出手段と、こ
の画像端検出手段の検出結果に基づいて画像端に零デー
タを挿入する零デタ挿入手段とを設けたため、ウェーブ
レット変換のフィルター処理を、対象とするブロックの
画像上での位置に関わらず、一律に同じサブルーチンを
繰り返して使用することができ、その結果ソフトウェア
容量を削減することができる。

【００３５】また、ウェーブレット変換手段に、ウェー
ブレット変換係数の絶対値または低周波側の変換係数を
格納する係数格納手段と、この係数の絶対値を使って入
力データに対して所定の設定に応じて加減乗算を行なう
算術演算手段を設けたため、演算において頻繁に使用す
る係数を係数格納手段に常駐させることができ、フィル
ター処理に際しての係数読み出しが高速にできる。ま
た、前記絶対値を格納する場合は、係数格納手段に符号
ビットが不要なので係数の正数部の精度が上がりウェー
ブレット変換のＳＮ比が向上する。

【００３６】また、逆ウェーブレット変換手段と逆離散
コサイン変換手段を合わせ持つタイプの画像伸長復号化
装置では、前記高い圧縮率による非標準の符号化が施さ
れた画像データおよび通常の符号化が施された画像デー
タに対して逆ウェーブレット変換動作と逆離散コサイン
変換とを選択的に実行し、高圧縮率の符号化データも不
都合なく伸長復号化することができる。

【００３７】また本発明は、すべての２分割（合成）フ
ィルターの長さが等しいフィルターバンクを備えた構成
よりも高周波成分を多く含むエッジ部では量子化誤差の
影響する範囲が狭くなり、モスキートノイズの発生およ
びブロック歪みの発生を抑圧することができる。また、
これと同時に、低周波域のフィルターが急峻な帯域遮断
特性を持つため、無相関化が高まり圧縮率が高くなる。

【００３８】さらに本発明は、量子化の誤差の発生がよ
りエッジの近くに集中するためモスキートノイズの発生
を抑制することができる。

【００３９】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例に係る画像圧縮
符号化装置と画像伸長復号化装置とが一体として結合構
成された画像圧縮伸長符号復号化装置の構成を表すブロ
ック図である。この図において、符号１２は送信される
静止画像信号の符号化を行なう符号化器、符号２０は受
信された画信号を復号化する復号化器、１９は符号化さ
れた画像 データが送受信される伝送路である。２は上
記従来例におけると同様画信号を離散コサイン変換する
離散コサイン変換部、１３は画信号をウェーブレット変
換するウェーブレット変換部、１３ｂはウェーブレット
変換部１３の出力と離散コサイン変換部２の出力を選択
するセレクタ、１６は量子化動作の際のセンターデッド
ゾーンの閾値を格納するセンターデッドゾーンテーブ
ル、１７は量子化（または逆量子化）の際の量子化係数
の逆数（量子化係数）を格納する量子化テーブル、１４
はセンターデッドゾーンテーブル１６と量子化テーブル
１７からの量子化のパラメータを入力してウェーブレッ
ト変換部１３の出力の量子化を行なう量子化器、１８は
ハフマンテーブルで、ハフマン符号化のためのハフマン
符号を格納するハフマン符号テーブル１８ａと、ハフマ
ン復号化のためのデータを格納するハフマン復号テーブ
ル１８ｂとを有する。

【００４０】１５はハフマンテーブル１８からハフマン
符号を入力し、量子化器１４の出力をハフマン符号化す
るエントロピー符号化器、２３はハフマンテーブル１８
からハフマン復号を入力し、符号をハフマン復号化する
エントロピー復号化器、２２はセンターデッドゾーンテ
ーブル１６と量子化テーブル１７から量子化のパラメー
タを入力してエントロピー復号化器２３の出力の逆量子
化を行なう逆量子化器、２１ｂは逆量子化器２２の出力
を逆ウェーブレット変換部２１または逆離散コサイン変
換部３に入力するセレクタ、２１はセレクタ２１ｂの出
力を逆ウェーブレット変換処理する逆ウェーブレット変
換部、３はセレクタ２１ｂの出力を逆離散コサイン変換
処理する逆離散コサイン変換部、１３ｃはセレクタ１３
ｂ、セレクタ２１ｂに対して制御信号を出力し、センタ
ーデッドゾーンテーブル１６、量子化テーブル１７ハフ
マンテーブル１８に対してテーブル内容を書き換える制
御部である。

【００４１】本実施例では送信装置と受信装置のネゴシ
エーションによって、ウェーブレット変換を用いた非標
準モードの搭載を確認し、且つ高い圧縮率（ＪＰＥＧで
は画質劣化が著しい）で伝送する場合には制御部１３ｃ
からの制御信号によりウェーブレット変換部１３からの
出力を量子化器１４へ、または逆量子化器２２から逆ウ
ェーブレット変換部２１への入力を選択して非標準符号
化を実施し、それ以外（非標準モードを搭載していな
い、または高圧縮率での伝送を行なわない）場合は制御
部１３ｃからの制御信号により離散コサイン変換部２か
らの出力を量子化器１４へ、または逆量子化器２２から
逆離散コサイン変換部３への入力を選択して標準符号化
ＪＰＥＧを実施する。このＪＰＥＧの動作は従来と同じ
である。

【００４２】ここではウェーブレット変換符号化の場合
の動作について説明する。図２はウェーブレット変換部
１３の内部構成を表す図である。この図において、符号
２４は水平方向低域側分割フィルターＦＨＬ１と１／２
のデータまびきの処理を行なうユニット（以下、便宜上
「第１の水平低域処理ユニット」という）、２５は水平
方向高域側分割フィルターＦＨＨ１と１／２のデータま
びきの処理を行なうユニット（以下、便宜上「第１の水
平高域処理ユニット」という）で、これら２つのユニッ
ト２４、２５はペアで画信号の処理を行なう。

【００４３】２６、２７はペアで出力の処理を行なう
が、２カ所で使用される。第１の箇所では、２６は第１
の水平低域処理ユニット２４の出力を入力して垂直方向
低域側分割フィルターＦＶＬ１と１／２のデータまびき
の処理を行なうユニット（以下、便宜上「第１の垂直低
域処理ユニット」という）、２７は第１の水平低域処理
ユニット２４の出力を入力して垂直方向高域側分割フィ
ルターＦＶＨ１と１／２のデータまびきの処理を行なう
ユニット（以下、便宜上「第１の垂直高域処理ユニッ
ト」という）である。第２の箇所では、２６は第１の水
平高域処理ユニット２５の出力を入力して垂直方向低域
側分割フィルターＦＶＬ１と１／２のデータまびきの処
理を行なうユニット、２７は第１の水平高域処理ユニッ
ト２５の出力を入力して垂直方向高域側分割フィルター
ＦＶＨ１と１／２のデータまびきの処理を行なうユニッ
トである。

【００４４】符号２８は水平方向低域側分割フィルター
ＦＨＬ２と１／２のデータまびきの処理を行なうユニッ
ト（以下、便宜上「第２の水平低域処理ユニット」とい
う）、２９は水平方向高域側分割フィルターＦＨＨ２と
１／２のデータまびきの処理を行なうユニット（以下、
便宜上「第２の水平高域処理ユニット」という）で、こ
れら２つのユニット２８、２９はペアで第１の垂直低域
処理ユニット２６の出力の処理を行なう。

【００４５】３０、３１はペアで出力の処理を行なう
が、２カ所で使用される。第１の箇所では、３０は第２
の水平低域処理ユニット２８の出力を入力して垂直方向
低域側分割フィルターＦＶＬ２と１／２のデータまびき
の処理を行なうユニット（以下、便宜上「第２の垂直低
域処理ユニット」という）、３１は第２の水平低域処理
ユニット２８の出力を入力して垂直方向高域側分割フィ
ルターＦＶＨ２と１／２のデータまびきの処理を行なう
ユニット（以下、便宜上「第２の垂直高域処理ユニッ
ト」という）である。第２の箇所では、３０は第２の水
平高域処理ユニット２９の出力を入力して垂直方向低域
側分割フィルターＦＶＬ２と１／２のデータまびきの処
理を行なうユニット、３１は第２の水平高域処理ユニッ
ト２９の出力を入力して垂直方向高域側分割フィルター
ＦＶＨ２と１／２のデータまびきの処理を行なうユニッ
トである。

【００４６】符号３２は水平方向低域側分割フィルター
ＦＨＬ３と１／２のデータまびきの処理を行なうユニッ
ト（以下、便宜上「第３の水平低域処理ユニット」とい
う）、３３は水平方向高域側分割フィルターＦＨＨ３と
１／２のデータまびきの処理を行なうユニット（以下、
便宜上「第３の水平高域処理ユニット」という）で、こ
れら２つのユニット２８、２９はペアで第２の垂直低域
処理ユニット３０の出力の処理を行なう。

【００４７】３４、３５はペアで出力の処理を行なう
が、２カ所で使用される。第１の箇所では、３４は第３
の水平低域処理ユニット３２の出力を入力して垂直方向
低域側分割フィルターＦＶＬ３と１／２のデータまびき
の処理を行なうユニット（以下、便宜上「第３の垂直低
域処理ユニット」という）、３５は第３の水平低域処理
ユニット３２の出力を入力して垂直方向高域側分割フィ
ルターＦＶＨ３と１／２のデータまびきの処理を行なう
ユニット（以下、便宜上「第３の垂直高域処理ユニッ
ト」という）である。第２の箇所では、３４は第３の水
平高域処理ユニット３３の出力を入力して垂直方向低域
側分割フィルターＦＶＬ３と１／２のデータまびきの処
理を行なうユニット、３１は第３の水平高域処理ユニッ
ト３３の出力を入力して垂直方向高域側分割フィルター
ＦＶＨ３と１／２のデータまびきの処理を行なうユニッ
トである。

【００４８】３６、３７、３８、３９、４０、４１、４
２、４３、４４、４５はウェーブレット変換部１３の出
力でそれぞれＬＬ３、ＬＨ３、ＨＬ３、ＨＨ３、ＬＨ
２、ＨＬ２、ＨＨ２、ＬＨ１、ＨＬ１、ＨＨ１という信
号名である。図３にこれらの信号が分割する帯域を２次
元の空間周波数領域に示した。高周波領域ほど分割の幅
が広く、低周波領域ほど分割の幅が狭くなっている。

【００４９】図２の中で表されている↓（１３Ｂ）はダ
ウンサンプラで、データの１／２まびきを行なう。

【００５０】図４は量子化器１４の内部の構成を示す図
である。１０個（入力する帯域変換係数（ＬＬ３〜ＨＨ
１）の個数分）の１帯域に対応した量子化ユニットがあ
る。ＬＬ３を入力する量子化ユニット（線形量子化部）
６７は線形量子化を行ない、それ以外の９個の量子化ユ
ニット（センターデッドゾーン型量子化部６８）はセン
ターデッドゾーン型の量子化を行なう。線形量子化部６
７は帯域係数ＬＬ３と量子化テーブル１７から量子化係
数の逆数（１／ＱＴ＿ＬＬ３（６９））を入力して乗算
を行なってＱＬＬ３（８８）として出力する。

【００５１】９個のセンターデッドゾーン型量子化部６
８は、それぞれ帯域係数ＬＨ３（３７），ＨＬ３（３
８），ＨＨ３（３９），ＬＨ２（４０），ＨＬ２（４
１），ＨＨ２（４２），ＬＨ１（４３），ＨＬ１（４
４），ＨＨ１（４５）とセンターデッドゾーンテーブル
１６からセンターデッドゾーン閾値ＣＤ＿ＬＨ３（７
９），ＣＤ＿ＨＬ３（８０），ＣＤ＿ＨＨ３（８１），
ＣＤ＿ＬＨ２（８２），ＣＤ＿ＨＬ２（８３），ＣＤ＿
ＨＨ２（８４），ＣＤ＿ＬＨ１（８５），ＣＤ＿ＨＬ１
（８６），ＣＤ＿ＨＨ１（８７），と量子化テーブル１
７から量子化係数の逆数１／ＱＴ＿ＬＨ３（７０），１
／ＱＴ＿ＨＬ３（７１），１／ＱＴ＿ＨＨ３（７２），
１／ＱＴ＿ＬＨ２（７３），１／ＱＴ＿ＨＬ２（７
４），１／ＱＴ＿ＨＨ２（７５），１／ＱＴ＿ＬＨ１
（７６），１／ＱＴ＿ＨＬ１（７７），１／ＱＴ＿ＨＨ
１（７８）を入力して、図６に示すフロー図（但し図６
ではＨＨ１の例のみ記載）にしたがってセンターデッド
ゾーン型量子化を行ない、ＱＬＨ３，（８９），ＱＨＬ
３（９０），ＱＨＨ３（９１），ＱＬＨ２（９２），Ｑ
ＨＬ２（９３），ＱＨＨ２（９４），ＱＬＨ１（９
５），ＱＨＬ１（９６），ＱＨＨ１（９７）をそれぞれ
出力する。

【００５２】センターデッドゾーン型量子化は、図５の
詳細フロー図に示すような処理手順で行なう。このフロ
ー図はＨＨ１の場合の例を示したものである。なわち、
この量子化動作がスタートすると、ＨＨ１＜ＣＤ＿ＨＨ
１か否かをチェックし（ステップＳＴ３１）、ＨＨ１≧
ＣＤ＿ＨＨ１ならば、出力はＱＨＨ１＝（ＨＨ１−ＣＤ
＿ＨＨ１）・（１／ＱＴ＿ＨＨ１）とする（ステップＳ
Ｔ３２）。ＨＨ１＜ＣＤ＿ＨＨ１であれば、次にＨＨ１
≦−ＣＤ＿ＨＨ１か否かをチェックし（ステップＳＴ３
３）、ＨＨ１＞−ＣＤ＿ＨＨ１ならば、出力はＱＨＨ１
＝０とする（ステップＳＴ３４）。また、ＨＨ１＜ＣＤ
＿ＨＨ１かつＨＨ１≦−ＣＤ＿ＨＨ１ならば、出力はＱ
ＨＨ１＝（ＨＨ１＋ＣＤ＿ＨＨ１）・（１／ＱＴ＿ＨＨ
１）とする（ステップＳＴ３５）。量子化係数ＱＴ＿Ｘ
ＸＸは次の（５）式をみたす。 ＱＴ＿ＨＨ１，ＱＴ＿ＨＬ１，ＱＴ＿ＬＨ１ ＞ ＱＴ＿ＨＨ２，ＱＴ＿ＨＬ２ ，ＱＴ＿ＬＨ２ ＞ ＱＴ＿ＨＨ３，ＱＴ＿ＨＬ３，ＱＴ＿ＬＨ３，ＱＴ＿ＬＬ ３ ………（５） センターデッドゾーン閾値ＣＤは次の（６）式をみた
す。 ＣＤ＿ＨＨ１，ＣＤ＿ＨＬ１，ＣＤ＿ＬＨ１ ＞ ＣＤ＿ＨＨ２，ＣＤ＿ＨＬ ２，ＣＤ＿ＬＨ２ ＞ ＣＤ＿ＨＨ３，ＣＤ＿ＨＬ３，ＣＤ＿ＬＨ３，ＣＤ＿Ｌ Ｌ３ ………（６） なお、センターデッドゾーン型量子化部６８に対して、
逆量子化器２２において用いられるセンターデッドゾー
ン型逆量子化部（後出の１０９）が存在する。量子化の
入力とセンターデッドゾーン型量子化部６８、センター
デッドゾーン型逆量子化部１０９を組み合わせた出力の
関係を図６に示す。

【００５３】エントロピー符号化器１５は、量子化器１
４の出力ＱＬＬ３，（８８），ＱＬＨ３（８９），ＱＨ
Ｌ３（９０），ＱＨＨ３（９１），ＱＬＨ２（９２），
ＱＨＬ２（９３），ＱＨＨ２（９４），ＱＬＨ１（９
５），ＱＨＬ１（９６），ＱＨＨ１（９７）を入力して
エントロピー符号化を行なう。エントロピー符号化は図
７のフロー図のような処理手順で行なう。すなわち、ま
ず、図８に示すように、８×８画素（図８中の１１０）
に対応する量子化変数係数ＱＨＨ１［ｎ，ｎ］（１１
４），ＱＨＬ１［ｎ，ｎ］（１１５），ＱＬＨ１［ｎ，
ｎ］（１１６），ＱＨＨ２［ｎ，ｎ］（１１７），ＱＨ
Ｌ２［ｎ，ｎ］（１１８，ＱＬＨ２［ｎ，ｎ］（１１
９），ＱＨＨ３［ｎ，ｎ］（１２０），ＱＨＬ３［ｎ，
ｎ］（１２１），ＱＬＨ３［ｎ，ｎ］（１２２），ＱＬ
Ｌ３［ｎ，ｎ］（１２３）を切り出す。ＱＨＨ１［ｎ，
ｎ］（１１４），ＱＨＬ１［ｎ，ｎ］（１１５），ＱＬ
Ｈ１［ｎ，ｎ］（１１６）は、それぞれ４×４個（図８
中の１１１），ＱＨＨ２［ｎ，ｎ］（１１７），ＱＨＬ
２［ｎ，ｎ］（１１８，ＱＬＨ２［ｎ，ｎ］（１１９）
は、それぞれ２×２個（図８中の１１２），ＱＨＨ３
［ｎ，ｎ］（１２０），ＱＨＬ３［ｎ，ｎ］（１２
１），ＱＬＨ３［ｎ，ｎ］（１２２），ＱＬＬ３［ｎ，
ｎ］（１２３）は、それぞれ１個（図８中の１１３）、
合計６４個の変数係数が存在するが、まず８×８画素に
対応する変数係数ブロックの切り出しを行なう（ステッ
プＳＴ３６）。

【００５４】次にＤＣ係数（ＱＬＬ３）の符号化を行な
い（ステップＳＴ３７）、その次にＡＣ係数（ＱＬＬ３
以外のすべて）の符号化を行ない（ステップＳＴ３
８）、２つの符号を合成して全体の符号とし、次の変数
係数ブロックがあるか否かをチェックしながら（ステッ
プＳＴ３９）、ブロック切り出しと符号化を繰り返し、
変数係数ブロックがなくなれば符号化処理を終了する。

【００５５】前記エントロピー符号化処理動作の中にお
けるＤＣ係数の符号化は図９に示すフロー図のような処
理手順で行なう。すなわち、現ブロックの番号をｉとす
るとき、現ブロックのＤＣ係数ＤＣｉと前ブロックのＤ
Ｃ係数ＤＣｉ-1の差分ΔＤＣｉを求め（ステップＳＴ４
０）、この値の属するグループ番号をアドレスとしてハ
フマンテーブル１８のＤＣ係数用のハフマン符号テーブ
ル１８ａから符号を読み出し（ステップＳＴ４１）、さ
らにグループ内での順位を付加ビットとして加えたもの
をＤＣ係数の符号とする。

【００５６】前記エントロピー符号化処理動作の中にお
けるＡＣ係数の符号化は図１０に示すフロー図のような
処理手順で行なう。この場合、まずＡＣ係数の走査を行
なう（ステップＳＴ４２）。走査の方法としては、低周
波側から高周波側へとスキャンする。具体的には下記
（表２）の通りである。 （表２） ＱＬＨ３［０，０］→ＱＨＬ１［０，０］→ＱＨＨ１［０，０］→ ＱＬＨ２［０，０］→ＱＬＨ２［０，１］→ＱＬＨ２［１，０］→ ＱＬＨ２［１，１］→ＱＨＬ２［０，０］→ＱＨＬ２［０，１］→ ＱＨＬ２［１，０］→ＱＨＬ２［１，１］→ＱＨＨ２［０，０］→ ＱＨＨ２［０，１］→ＱＨＨ２［１，０］→ＱＨＨ２［１，１］→ ＱＬＨ１［０，０］→ＱＬＨ１［０，１］→ＱＬＨ１［０，２］→ ＱＬＨ１［０，３］→ＱＬＨ１［１，０］→ＱＬＨ１［１，１］→ ＱＬＨ１［１，２］→ＱＬＨ１［１，３］→ＱＬＨ１［２，０］→ ＱＬＨ１［２，１］→ＱＬＨ１［２，２］→ＱＬＨ１［２，３］→ ＱＬＨ１［３，０］→ＱＬＨ１［３，１］→ＱＬＨ１［３，２］→ ＱＬＨ１［３，３］→ＱＨＬ１［０，０］→ … → ＱＨＨ１［３，３］ この１次元に並び変えられたＡＣ係数に対して順次ＡＣ
係数が零か否か判定して（ステップＳＴ４３）、まず連
続する零の係数（無効係数）の長さ（ランレングス）を
求める（ステップＳＴ４４）とともに、それに続く非零
の係数（有効係数）の値を求め、この有効係数の属する
グループ番号と無効係数のランレングスの組み合わせ値
を２次元アドレスとしてハフマンテーブル１８のＡＣ係
数のハフマン符号テーブル１８ａから符号を読み出し
（ステップＳＴ４５）、さらに、有効係数のグループ内
での順位を付加ビットとして加えてＡＣ係数の１つの符
号とする。そして、次のＡＣ係数がなくなったか否かを
チェックしながら（ステップＳＴ４６）、この処理動作
を繰り返し、ＡＣ係数がなくなれば処理を終了する。こ
のとき、符号は伝送路１９を介して復号化器２０へ伝送
される。

【００５７】エントロピー復号化器１３は、符号を入力
して復号化し、ＱＬＬ３，（８８），ＱＬＨ３（８
９），ＱＨＬ３（９０），ＱＨＨ３（９１），ＱＬＨ２
（９２），ＱＨＬ２（９３），ＱＨＨ２（９４），ＱＬ
Ｈ１（９５），ＱＨＬ１（９６），ＱＨＨ１（９７）を
出力する。エントロピー復号化は、図１１のフロー図の
ような処理手順で行なう。すなわち、まず１変換係数ブ
ロックに対応する符号の切り出し（ステップＳＴ４７）
を行なう。次に、ＤＣ係数（ＱＬＬ３）の復号化を行な
い（ステップＳＴ４８）、その次にＡＣ係数（ＱＬＬ３
以外のすべて）の復号化とを行ない（ステップＳＴ４
９）、変数係数を図８のように再生する。そして、次の
変数係数ブロックに対応する符号があるか否かをチェッ
クしながら（ステップＳＴ５０）、ブ ロックに対応す
る符号の切り出しと復号化を繰り返し、変数係数ブロッ
クに対応する符号がなくなれば復号化処理を終了する。

【００５８】前記エントロピー復号化処理動作の中にお
けるＤＣ係数の復号化は図１２に示すフロー図のような
処理手順で行なう。すなわち、ＤＣ係数の復号化では、
付加ビットを除いた符号をアドレスとしてハフマンテー
ブル１８のＤＣ係数用のハフマン復号テーブル１８ｂか
らグループ番号を読み出し（ステップＳＴ５１）、この
グループ番号と前記付加ビットからＤＣ係数差分値ΔＤ
Ｃｉを求める。次に、現ブロックのＤＣ係数ＤＣｉを、
前ブロックのＤＣ係数ＤＣｉ-1に前記ＤＣ係数差分値Δ
ＤＣｉを加算して得る（ステップＳＴ５２）。

【００５９】また、前記エントロピー復号化処理動作の
中におけるＡＣ係数の復号化は図１３に示すフロー図の
ような処理手順で行なう。この場合、まず１つの符号を
切り出し（ステップＳＴ５３）、付加ビットを除いた符
号をアドレスとして、ハフマンテーブル１８のＡＣ係数
用のハフマン復号テーブル１８ｂを読み出し（ステップ
ＳＴ５４）、この読み出されたデータのランレングスか
ら零係数である無効係数を再生する（ステップＳＴ５
５）一方で、これと並行して非零係数である有効係数の
グループ番号を求め（ステップＳＴ５６）、さらにグル
ープ番号と前記付加ビットから有効係数の値を求め、変
数係数行列の中の１符号に対応するＡＣ係数を決定する
（ステップＳＴ５７）。そして、次のＡＣ係数用の１符
号がなくなるったか否かをチェックしながら（ステップ
ＳＴ５８）、ＡＣ係数がなくなるまでこれを繰り返し、
次のＡＣ係数用の１符号がなくなると復号化処理を終了
する。

【００６０】図１４は、逆量子化器２２の内部の構成を
示す図である。この逆量子化器２２には、１個の線形逆
量子化部１０８と９個のセンターデッドゾーン型逆量子
化部１０９の、合計１０個（入力する量子化帯域変数係
数（ＱＬＬ３〜ＱＨＨ１）の個数分）の１帯域に対応し
た逆量子化ユニットが設けられている。線形逆量子化部
１０８は、ＱＬＬ３を入力して線形逆量子化を行ない、
それ以外のセンターデッドゾーン型逆量子化部１０９は
センターデッドゾーン型の逆量子化を行なう。

【００６１】線形逆量子化部１０８は、量子化帯域係数
ＱＬＬ３（８８）と、量子化テーブル１７からの量子化
係数（ＱＴ＿ＬＬ３（９８））を入力して乗算を行なっ
てＬＬ３（３６）として出力する。

【００６２】９個のセンターデッドゾーン型逆量子化部
１０９は、それぞれ帯域係数ＱＬＨ３（８９），ＱＨＬ
３（９０），ＱＨＨ３（９１），ＱＬＨ２（９２），Ｑ
ＨＬ２（９３），ＱＨＨ２（９４），ＱＬＨ１（９
５），ＱＨＬ１（９６），ＱＨＨ１（９７）と、センタ
ーデッドゾーンテーブル１６からセンターデッドゾーン
閾値ＣＤ＿ＬＨ３（７９），ＣＤ＿ＨＬ３（８０），Ｃ
Ｄ＿ＨＨ３（８１），ＣＤ＿ＬＨ２（８２），ＣＤ＿Ｈ
Ｌ２（８３），ＣＤ＿ＨＨ２（８４），ＣＤ＿ＬＨ１
（８５），ＣＤ＿ＨＬ１（８６），ＣＤ＿ＨＨ１（８
７）と、量子化テーブル１７から量子化係数ＱＴ＿ＬＨ
３（９９），ＱＴ＿ＨＬ３（１００），ＱＴ＿ＨＨ３
（１０１），ＱＴ＿ＬＨ２（１０２），ＱＴ＿ＨＬ２
（１０３），ＱＴ＿ＨＨ２（１０４），ＱＴ＿ＬＨ１
（１０５），ＱＴ＿ＨＬ１（１０６），ＱＴ＿ＨＨ１
（１０７）を入力して、図１５に示すフロー図（但し図
１５ではＨＨ１の例のみ記載）にしたがってセンターデ
ッドゾーン型量子化を行ない、帯域係数ＬＨ３（３
７），ＨＬ３（３８），ＨＨ３（３９），ＬＨ２（４
０），ＨＬ２（４１），ＨＨ２（４２），ＬＨ１（４
３），ＨＬ１（４４），ＨＨ１（４５）をそれぞれ出力
する。

【００６３】センターデッドゾーン型逆量子化は、図１
５の詳細フロー図に示すような処理手順で行なう。この
フロー図はＨＨ１の場合の例を示したものである。なわ
ち、この量子化動作がスタートすると、ＱＨＨ１≦０か
否かをチェックし（ステップＳＴ５９）、ＱＨＨ１＞０
ならば、出力はＨＨ１＝ＱＨＨ１・ＱＴ＿ＨＨ１＋ＣＤ
＿ＨＨ１とする（ステップＳＴ６０）。ＱＨＨ１≦０で
あれば、次にＱＨＨ１＜０か否かをチェックし（ステッ
プＳＴ６１）、ＱＨＨ１＝０ならば、出力はＨＨ１＝０
とする（ステップＳＴ６２）。ＱＨＨ１＜０ならば、出
力はＨＨ１＝ＱＨＨ１・ＱＴ＿ＨＨ１＋ＣＤ＿ＨＨ１と
する（ステップＳＴ６３）。

【００６４】次に、逆ウェーブレット変換部２１の内部
の構成を図１６に示す。この図において、処理ユニット
４６と４７はペアで処理を行なうが２ヵ所で使用され
る。第１の箇所では、４６はＬＬ３（３６）を入力して
垂直方向低域合成フィルターＢＶＬ３と１つのデータ間
に１つの零を挿入する処理のユニットであり、４７はＬ
Ｈ３（３７）を入力して垂直方向高域合成フィルターＢ
ＶＨ３と１つのデータ間に１つの零を挿入する処理のユ
ニットである。第２の箇所では、４６はＨＬ３（３８）
を入力して垂直方向低域合成フィルターＢＶＬ３と１つ
のデータ間に１つの零を挿入する処理のユニットであ
り、４７はＨＨ３（３９）を入力して垂直方向高域合成
フィルターＢＶＨ３と１つのデータ間に１つの零を挿入
する処理のユニットである。

【００６５】４８は加算器５８により加算された前記処
理ユニット４６の出力と処理ユニット４７の出力との和
であるＬ３（５９）を入力して、水平方向低域合成フィ
ルターＢＨＬ３と１つのデータ間に１つの零を挿入する
処理のユニットである。４９は加算器５８により加算さ
れた前記処理ユニット４６の出力と処理ユニット４７の
出力との和であるＨ３（６０）を入力して、水平方向低
域合成フィルターＢＨＨ３と１つのデータ間に１つの零
を挿入する処理のユニットである。

【００６６】処理ユニット５０、５１はペアで処理を行
なうが２ヵ所で使用される。第１の箇所では、５０は加
算器５８により加算された前記処理ユニット４８の出力
と処理ユニット４９の出力との和であるＬＬ２（６１）
を入力して、垂直方向低域合成フィルターＢＶＬ２と１
つのデータ間に１つの零を挿入する処理のユニットであ
り、５１はＬＨ２（４０）を入力して、垂直方向高域合
成フィルターＢＶＨ２と１つのデータ間に１つの零を挿
入する処理のユニットである。第２の箇所では、５０は
ＨＬ２（４１）を入力して、垂直方向低域合成フィルタ
ーＢＶＬ２と１つのデータ間に１つの零を挿入する処理
のユニットであり、５１はＨＨ２（４２）を入力して、
垂直方向高域合成フィルターＢＶＨ２と１つのデータ間
に１つの零を挿入する処理のユニットである。

【００６７】５２は加算器５８により加算された前記処
理ユニット５０の出力と処理ユニット５１の出力との和
であるＬ２（６２）を入力して、水平方向低域合成フィ
ルターＢＨＬ２と１つのデータ間に１つの零を挿入する
処理のユニットである。５３は加算器５８により加算さ
れた前記処理ユニット５０の出力と処理ユニット５１の
出力との和であるＨ２（６３）を入力して、水平方向低
域合成フィルターＢＨＨ２と１つのデータ間に１つの零
を挿入する処理のユニットである。

【００６８】処理ユニット５４、５５はペアで処理を行
なうが２ヵ所で使用される。第１の箇所では、５４は加
算器５８により加算された前記処理ユニット５２の出力
と処理ユニット５３の出力との和であるＬＬ１（６４）
を入力して、垂直方向低域合成フィルターＢＶＬ１と１
つのデータ間に１つの零を挿入する処理のユニットであ
り、５５はＬＨ１（４３）を入力して、垂直方向高域合
成フィルターＢＶＨ１と１つのデータ間に１つの零を挿
入する処理のユニットである。第２の箇所では、５４は
ＨＬ１（４４）を入力して、垂直方向低域合成フィルタ
ーＢＶＬ１と１つのデータ間に１つの零を挿入する処理
のユニットであり、５５はＨＨ１（４５）を入力して、
垂直方向高域合成フィルターＢＶＨ１と１つのデータ間
に１つの零を挿入する処理のユニットである。

【００６９】５６は加算器５８により加算された前記処
理ユニット５４の出力と処理ユニット５５の出力との和
であるＬ１（６５）を入力して、水平方向低域合成フィ
ルターＢＨＬ１と１つのデータ間に１つの零を挿入する
処理のユニットである。５７は加算器５８により加算さ
れた前記処理ユニット５４の出力と処理ユニット５５の
出力との和であるＨ１（６６）を入力して、水平方向低
域合成フィルターＢＨＨ１と１つのデータ間に１つの零
を挿入する処理のユニットである。なお、図１６の中の
↑（２１Ｂ）はアップサンプラで、データの間に零を挿
入する。以上の構成により画信号が再生される。

【００７０】次にウェーブレット変換部１３と逆ウェー
ブレット変換部２１のフィルターの特性について説明す
る。水平方向のフィルターのセット｛ＦＨＬ１，ＦＨＨ
１，ＢＨＬ１，ＢＨＨ１｝と垂直方向のフィルターのセ
ット｛ＦＶＬ１，ＦＶＨ１，ＢＶＬ１，ＢＶＨ１｝は、
４タップフィルターで、次の（７）式のような同じ係数
をもっている。 ＦＨＬ１［ｎ］（ＦＶＬ１［ｎ］）＝｛．４８２９６，．８３６５１， ．２２４１４，−．１２９４０｝ ＦＨＨ１［ｎ］（ＦＶＨ１［ｎ］）＝｛．１２９４０，．２２４１４， −．８３６５１，．４８２９６｝ ＢＨＬ１［ｎ］（ＢＶＬ１［ｎ］）＝｛−．１２９４０，．２２４１４， ．８３６５１，．４８２９６｝ ＢＨＨ１［ｎ］（ＢＶＨ１［ｎ］）＝｛．４８２９６，−．８３６５１， ．２２４１４，．１２９４０｝ ………（７） 水平方向のフィルターのセット｛ＦＨＬ２，ＦＨＨ２，
ＢＨＬ２，ＢＨＨ２｝と垂直方向のフィルターのセット
｛ＦＶＬ２，ＦＶＨ２，ＢＶＬ２，ＢＶＨ２｝は、６タ
ップフィルターで、次の（８）式のような同じ係数をも
っている。 ＦＨＬ２［ｎ］（ＦＶＬ２［ｎ］）＝｛．３３２６７，．８０６８９， ．４５９８７，−．１３５０１， −．０８５４４，．０３５２２｝ ＦＨＨ２［ｎ］（ＦＶＨ２［ｎ］）＝｛−．０３５２２，−．０８５４４， ．１３５０１，．４５９８７， −．８０６８９，．３３２６７｝ ＢＨＬ２［ｎ］（ＢＶＬ２［ｎ］）＝｛．０３５２２，−．０８５４４， −．１３５０１，．４５９８７， ．８０６８９，．３３２６７｝ ＢＨＨ２［ｎ］（ＢＶＨ２［ｎ］）＝｛．３３２６７，−．８０６８９， ．４５９８７，．１３５０１， −．０８５４４，−．０３５２２｝ ………（８） 水平方向のフィルターのセット｛ＦＨＬ３，ＦＨＨ３，
ＢＨＬ３，ＢＨＨ３｝と垂直方向のフィルターのセット
｛ＦＶＬ３，ＦＶＨ３，ＢＶＬ３，ＢＶＨ３｝は、８タ
ップフィルターで、次の（９）式のような同じ係数をも
っている。 ＦＨＬ３［ｎ］（ＦＶＬ３［ｎ］）＝｛．２３０３７，．７１４８４， ．６３０８８，−．０２７９８， −．１８７０３，．０３０８４， ．０３２８８，−．０１０５９｝ ＦＨＨ３［ｎ］（ＦＶＨ３［ｎ］）＝｛．０１０５９，．０３２８８， −．０３０８４，．１８７０３， ．０２７９８，．６３０８８， −．７１４８４，．２３０３７｝ ＢＨＬ３［ｎ］（ＢＶＬ３［ｎ］）＝｛−．０１０５９，．０３２８８， ．０３０８４，−．１８７０３， −．０２７９８，．６３０８８， ．７１４８４，−．２３０３７｝ ＢＨＨ３［ｎ］（ＢＶＨ３［ｎ］）＝｛．２３０３７，−．７１４８４， ．６３０８８，．０２７９８， ．１８７０３，−．０３０８４， ．０３２８８，．０１０５９｝ ………（９） ＦＨＬ１［ｎ］（ＦＶＬ１［ｎ］），ＦＨＬ２［ｎ］
（ＦＶＬ２［ｎ］），ＦＨＬ３［ｎ］（ＦＶＬ３
［ｎ］）は、Ｉ．Ｄａｕｂｅｃｈｉｅｓが”Ｏｒｔｈｏ
ｎｏｒｍａｌ Ｂａｓｅｓ ｏｆ Ｏｍｐａｃｔｌｙ
Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｗａｖｅｌｅｔｓ”（Ｃｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐｕｒｅ ａｎｄ Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，ＶＯＬ．ＸＬＩ，
９０９−９９６，１９８８）で具体的に示したフィルタ
ー係数を使用している。これにより、有限長のタップで
逆ウェーブレット変換により信号を完全に再生でき、ま
た、これらのフィルターの合成フィルターをなめらかな
（微分可能な）フィルター係数特性を持たせることがで
きる。

【００７１】さらに、Ｍ．Ｊ．Ｔ．Ｓｍｉｔｈ，Ｔ．
Ｐ．Ｂａｒｎｗｅｌｌ ３が”Ｅｘａｃｔ Ｒｅｃｏｎ
ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｔ
ｒｅｅ−Ｓｔｒｕｃｕｒｅｄ Ｓｕｂｂａｎｄ Ｃｏｄ
ｅｒｓ”で提唱している共役直交フィルター（ＣＱＦ）
の性質（次式）を用いてＦＨＬ＊［ｎ］（ＢＨＬ＊
［ｎ］）（但し＊＝１，２，３）からＦＨＨ＊［ｎ］
（ＦＶＨ＊［ｎ］）とＢＨＬ＊［ｎ］（ＢＶＬ＊
［ｎ］）とＢＨＨ＊［ｎ］（ＢＶＨ＊［ｎ］）（但し＊
＝１，２，３）を次の（１０）式によって決定してい
る。 ＦＨＨ＊［ｎ］＝（−１） ＦＨＬ＊［３−ｎ］ ＦＶＨ＊［ｎ］＝（−１） ＦＶＬ＊［３−ｎ］ ＢＨＬ＊［ｎ］＝ＦＨＬ＊［３−ｎ］ ＢＶＬ＊［ｎ］＝ＶＨＬ＊［３−ｎ］ ＢＨＨ＊［ｎ］＝ＦＨＨ＊［３−ｎ］ ＢＶＨ＊［ｎ］＝ＶＨＨ＊［３−ｎ］ 但し、ｎ＝０，１，２，３， ・・・・（１０） 図１７は本発明において用いられるウェーブレット変換
部の他の例の構成を示すブロック図である。上述のウェ
ーブレット変換部１３をはじめとする一般的なウェーブ
レット変換部を用いて符号化を行なう場合は、分割した
帯域毎に符号化を行なうため、変換係数と変換係数を演
算する際の中間データを格納するバッファメモリがペー
ジ単位で必要である。この結果、ウェーブレット変換部
の回路規模が増大し、コストアップの原因になるととも
に、画像の圧縮符号化に際してリアルタイム処理が困難
になり、ウェーブレット変換部１３を用いたことによる
メリットは充分ではない。

【００７２】そこでこの例では、ウェーブレット変換部
１６０に、図１７に示すように、２帯域分割フィルター
手段と、この２帯域分割フィルター手段の中間出力信号
を格納するバッファメモリ手段と、バッファメモリ手段
をサイクリックに制御する制御手段とを設けている。図
１７において、１６０はウェーブレット変換部、１６１
は水平方向２分割フィルター（２タップ）および垂直方
向２分割フィルター（２タップ）から成る第１層分割フ
ィルター、１６２は第１段バッファメモリ、１６３は水
平方向２分割フィルター（４タップ）および垂直方向２
分割フィルター（４タップ）から成る第２層分割フィル
ター、１６４は第２段バッファメモリ、１６５は水平方
向２分割フィルター（４タップ）および垂直方向２分割
フィルター（４タップ）から成る第３層分割フィルタ
ー、１６６は第３段バッファメモリである。また、１６
７はウェーブレット変換部１６０の変換動作に際して第
１〜第３段のバッファメモリ１６２、１６４、１６６を
コントロールするバッファメモリ制御部である。このウ
ェーブレット変換部１６０において、第１層分割フィル
ター１６１には、図２に示したウェーブレット変換部１
３のフィルター中、ＦＨＬ１，ＦＨＨ１，ＦＶＬ１，Ｆ
ＶＨ１が含まれる。第２層分割フィルター１６３には、
図２に示したウェーブレット変換部１３のフィルター
中、ＦＨＬ２，ＦＨＨ２，ＦＶＬ２，ＦＶＨ２が含まれ
る。第３層分割フィルター１６５には、図２に示したウ
ェーブレット変換部１３のフィルター中、ＦＨＬ３，Ｆ
ＨＨ３，ＦＶＬ３，ＦＶＨ３が含まれる。

【００７３】このような構成に係るウェーブレット変換
部１６０によりウェーブレット変換を行なう場合の動作
の様子を図１８を参照して説明する。ここでは、第１段
バッファメモリ１６２における書き込み、読み出し動作
を説明する。なお、データは図１８中、矢印Ｓ１の方向
へ送られる。まず、第１層分割フィルター１６１の１ブ
ロック処理により第１段バッファメモリ１６２にＬＬ
１，ＬＨ１，ＨＬ１，ＨＨ１の４つのデータそれぞれを
２×２個書き込む（図１８中（イ））。次に、ＬＬ１の
データ（書き込んだばかりのデータを含む）を６×６個
読み出して第２層分割フィルター１６３によるフィルタ
ー処理を行ない、その結果を第２段バッファメモリ１６
４に書き込む（第２段バッファメモリの（ロ）、（ハ）
によって書き込む）。そして、１ブロックの処理が終わ
ったら、第１段バッファメモリ１６２の（ニ）の位置の
データＬＨ１，ＨＬ１，ＨＨ１を出力する。第１段バッ
ファメモリ１６２においては、現処理の書き込みアドレ
ス（イ）と読み出しアドレス（ニ）がサイクリックに連
結していて、１ブロック処理後にバッファメモリ制御部
１６７からの制御信号によりそれぞれのアドレスが１ブ
ロック分シフトする。第２段バッファメモリ１６４およ
び第３段バッファメモリ１６６においても同様の動作を
行なう。

【００７４】また、図１９は本発明において用いられる
逆ウェーブレット変換部の他の例の構成を示すブロック
図である。この例では、逆ウェーブレット変換部１７５
に、図１９に示すように、２帯域合成フィルター手段
と、この２帯域合成フィルター手段の中間出力信号を格
納するバッファメモリ手段と、バッファメモリ手段をサ
イクリックに制御する制御手段とを設けている。図１９
において、１７５は逆ウェーブレット変換部、１７３は
水平方向２帯域合成フィルター（２タップ）および垂直
方向２帯域合成フィルター（２タップ）から成る第１層
合成フィルター、１７２は第１段バッファメモリ、１７
１は水平方向２帯域合成フィルター（４タップ）および
垂直方向２帯域合成フィルター（４タップ）から成る第
２層合成フィルター、１７０は第２段バッファメモリ、
１６９は水平方向２帯域合成フィルター（４タップ）お
よび垂直方向２帯域合成フィルター（４タップ）から成
る第３層合成フィルター、１６８は第３段バッファメモ
リである。また、１７４は逆ウェーブレット変換部１７
５の変換動作に際して第１〜第３段のバッファメモリ１
７２、１７０、１６８をコントロールするバッファメモ
リ制御部である。この逆ウェーブレット変換部１７５に
おいて、第１層合成フィルター１７３には、図１６に示
した逆ウェーブレット変換部２１のフィルター中、ＢＨ
Ｌ１，ＢＨＨ１，ＢＶＬ１，ＢＶＨ１が含まれる。第２
層合成フィルター１７１には、図１６に示した逆ウェー
ブレット変換部２１のフィルター中、ＢＨＬ２，ＢＨＨ
２，ＢＶＬ２，ＢＶＨ２が含まれる。第３層合成フィル
ター１６９には、図１６に示した逆ウェーブレット変換
部２１のフィルター中、ＢＨＬ３，ＢＨＨ３，ＢＶＬ
３，ＢＶＨ３が含まれる。

【００７５】このような構成に係る逆ウェーブレット変
換部１７５により逆ウェーブレット変換を行なう場合の
動作の様子を図２０を参照して説明する。ここでは、第
２段バッファメモリ１７０における書き込み、読み出し
動作について説明する。なお、データは図２０中、矢印
Ｓ２の方向へ送られる。まず、第３層合成フィルター１
６９の１ブロック処理により第２段バッファメモリ１７
０にＬＬ２のデータを２×２個書き込む（図２０中
（あ）（い））。次に、ＬＬ２のデータ（書き込んだば
かりのデータを含む）を４×４個読み出し、同時に第２
段バッファメモリ１７０からＬＨ２，ＨＬ２，ＨＨ２の
データをそれぞれ４×４個読み出して第２層合成フィル
ター１７１によるフィルター処理を行ない、その結果を
第１段バッファメモリ１７２に書き込む（第１段バッフ
ァメモリの（う）、（え）によって書き込む）。第２段
バッファメモリ１７０においては、現処理の書き込みア
ドレス（あ）（い）と読み出しアドレス（（お）の右隣
り）がサイクリックに連結していて、１ブロック処理後
にバッファメモリ制御部１７４からの制御信号によりそ
れぞれのアドレスが１ブロック分シフトする。第１段バ
ッファメモリ１７２および第３段バッファメモリ１６８
においても同様の動作を行なう。

【００７６】なお、前記の例におけるウェーブレット変
換部１６０および逆ウェーブレット変換部１７５のタッ
プ数は４であったが、これ以外であってもかまわない。
タップ数が長くなると、必要なバッファメモリのサイズ
（容量）も大きなものが必要となる。

【００７７】このようなウェーブレット変換部１６０お
よび逆ウェーブレット変換部１７５の構成にすることに
より、バッファメモリの規模を小さくでき、コストダウ
ンを図ることができる。また、ウェーブレット変換と同
時に符号化、通信ができるというような、動作のリアル
タイム化を図ることができる。

【００７８】図２１は本発明において用いられるウェー
ブレット変換部のさらに他の例の構成を示すブロック図
である。この例では、ウェーブレット変換部１３０に、
図２１に示すように、画像端検出部１３１と、零データ
挿入部１３２と、画像端検出部１３１の出力により、画
像データのうち、零データを挿入したデータと挿入して
いないデータを選択して出力するセレクタ１３３とを設
けている。画像端検出部１３１は、画像の端部すなわち
黒から白への変換点を検出する手段である。零データ挿
入部１３２は、図２２に示すように、画像の端部におい
て、８×８画素の画信号の対応して同じサイズの８×８
画素の零データを挿入する手段である。これらの機能部
１３１、１３２、１３３は、ウェーブレット変換部１３
０の初段の部分、すなわち画像データ入力部に設けられ
る。

【００７９】かかる構成を有するウェーブレット変換部
１３０において、画像入力部に入力された８×８画素の
画信号は、画像端検出部１３１と、零データ挿入部１３
２と、セレクタ１３３とに入力される。画像端検出部１
３１では、現ブロックが画像の上端または下端、或いは
左端または右端にあるか否かを検出し、その検出によっ
て得られた制御信号をセレクタ１３３に出力する。セレ
クタ１３３は、画像端が検出された場合は、その画像の
前または後ろに零のデータを挿入し、そうでなければ画
信号をそのまま出力する。図２２は画像の右端および下
端で零データの挿入を行なった例を示す図である。

【００８０】このような、画像端への零データの挿入を
行なわない場合において、ウェーブレット変換を用いた
符号化において、たとえば２分割フィルターのタップ数
を４とし、４タップのテンプレートの中で右端から３番
目の位置を注目画素とする。この場合、画像の１ページ
内の右端でウェーブレット変換のフィルター処理を行な
うと、画像の右端から４番目までは４タップの畳み込み
演算を行なうが、それよりも右では画素数が４未満のた
め、畳み込み演算も順に３タップ、２タップ、１タップ
となってしまう。フィルターのタップ数が多いとさらに
画像端でのフィルタータップの長さの変化する領域が増
えてしまう。これらの状況は左端、上端、下端でも起こ
る。本発明では、上記のように画像端への零データの挿
入を行なうので、そのようなフィルタータップの長さの
変化は起こらず、ウェーブレット変換のフィルター処理
を、対象とするブロックの画像上での位置に拘らず、一
律に同じサブルーチンを繰り返して使用することで実現
できる。その結果複雑な演算は必要でなくなり、ＤＳＰ
などの汎用プロセッサでのソフトウェア容量を削減する
ことができる。

【００８１】図２３は本発明において用いられる逆ウェ
ーブレット変換部のさらに他の例の構成を示すブロック
図である。この例では、逆ウェーブレット変換部１４０
に、図２３に示すように、変換係数端検出部１４１と、
零データ挿入部１４２と、変換係数端検出部１４１の出
力により、画像データのうち、零データを挿入したデー
タと挿入していないデータを選択して出力するセレクタ
１４３とを設けている。変換係数端検出部１４１は、画
像の端部すなわち黒から白へ変換する画像端に対応して
切り換る変換係数端を検出する手段である。零データ挿
入部１４２は、前記零データ挿入部１３２と同様、図２
２に示すように、画像の端部において、８×８画素の画
信号の対応して同じサイズの８×８画素の零データを挿
入する手段である。これらの機能部１４１、１４２、１
４３は、逆ウェーブレット変換部１４０の画像データ出
力部に設けられる。

【００８２】かかる構成を有する逆ウェーブレット変換
部１４０において、フィルター処理を施されたデータ
は、変換係数端検出部１４１と、零データ挿入部１４２
と、セレクタ１４３とに入力される。変換係数端検出部
１４１では、現ブロックが画像の上端または下端、或い
は左端または右端に対応するか否かを検出し、その検出
によって得られた制御信号をセレクタ１４３に出力す
る。セレクタ１４３は、画像端に対応する変換係数端が
検出された場合は、その画像の前または後ろに対応する
データ部分に零のデータを挿入し、そうでなければデー
タをそのまま出力する。図２２は前記ウェーブレット変
換部１３０におけると同様、逆ウェーブレット変換部１
４において画像の右端および下端で零データの挿入を行
なった例を示す図である。また、この逆ウェーブレット
変換においても画像端への零データの挿入を行なうの
で、前記ウェーブレット変換に関連して説明したよう
に、画像端においてフィルタータップの長さの変化に伴
う余分で複雑な複雑な演算を必要としせず、ＤＳＰなど
の汎用プロセッサでのソフトウェア容量を削減すること
ができる。

【００８３】図２４は本発明におけるウェーブレット変
換または逆ウェーブレット変換処理動作を行なうための
演算コア部の構成を示すブロック図である。この図にお
いて、１５１はデータを格納するデータレジスタ、１５
２はウェーブレット変換係数または逆ウェーブレット変
換係数を格納する係数レジスタ、１５３はデータレジス
タ出力と係数レジスタ出力との積を求める乗算器、１５
４は加算または減算の演算を行なう算術器、１５５は算
術器１５４の演算結果を蓄積するアキュムレータ、１５
６は算術器１５４の加算または減算動作をコントロール
する制御部である。算術器１５４は、制御部１５６から
の制御信号によって乗算器１５３における乗算結果出力
とアキュムレータ１５５の出力とを加算または減算処理
する。

【００８４】また、係数レジスタ１５２にはウェーブレ
ット変換または逆ウェーブレット変換処理動作において
使用されるフィルター係数が、フィルター係数値の絶対
値で格納されている。すなわち、ウェーブレット変換時
の低周波側のフィルターの係数をＦＬ（ｎ）、高周波側
のフィルターの係数をＦＨ（ｎ）とする。また、逆ウェ
ーブレット変換時の低周波側のフィルターの係数をＢＬ
（ｎ）、高周波側のフィルターの係数をＢＨ（ｎ）とす
る。（但し、ｎ＝０、１、２、……）である。このと
き、ウェーブレット変換時の高周波側のフィルターの係
数ＦＨ（ｎ）は、 ＦＨ（ｎ）＝（−１）n ・ＦＬ（Ｎ−１−ｎ） ………（１１） （但し、Ｎはタップ数）で表される。また、このとき逆
ウェーブレット変換時の高周波側のフィルターの係数Ｂ
Ｈ（ｎ）は、 ＢＨ（ｎ）＝（−１）n ・ＢＬ（Ｎ−１−ｎ） ………（１２） （但し、Ｎはタップ数） である。そして、これらの式（１１）、（１２）を基に
算出されたフィルター係数の例が前記式（７）に示す値
である。この式（７）から明らかなように、ウェーブレ
ット変換のときの係数と、逆ウェーブレット変換のとき
の係数はいずれも一方の係数の絶対値から算出できるこ
とがわかる。

【００８５】したがって、低周波側の係数または係数の
絶対値だけを係数レジスタ１５２に格納しておけば、効
率のよい係数の格納が実現できる。そして、ウェーブレ
ット変換、または逆ウェーブレット変換の処理動作に際
して、演算コア部の中の加減乗演算部で、制御部１５６
からの信号によって、係数の正負に応じて適宜加算演算
と減算演算を切り換えれば充分に演算コア部としての機
能は発揮できる。これにより演算処理動作において頻繁
に使用する係数を係数レジスタ１５２に常駐させておく
ことができる。または係数の絶対値を係数レジスタ１５
２に格納しておくことにより、係数レジスタ１５２のビ
ット幅（格納容量）は固定であるから、符号付きの係数
を格納する場合よりもデータの精度を高くすることがで
きる。

【００８６】このように本実施例では、演算に必要な係
数は係数そのまま、或いは反転した値が係数レジスタ１
５２に常駐しているため、係数を他のメモリから読み出
して来る必要はなく、演算の処理スピードが従来よりも
高速に行なえる。また、係数レジスタ１５２に符号ビッ
トを設ける必要がないので、けいすうの正数部の精度が
上がり、結果的にウェーブレット変換処理および逆ウェ
ーブレット変換処理のＳＮ比が向上する。

【００８７】以上が図１に基づく本発明の第１の実施例
の説明であるが、次に列挙するような変形も可能であ
る。

【００８８】前記実施例では、２分割（合成）フィルタ
ーＦＸＸ１，ＦＸＸ２，ＦＸＸ３（ＸＸはＨＬ，ＨＨ，
ＶＬ，ＶＨ）をそれぞれ４タップ、６タップ、８タップ
としているが、それぞれ２タップ、２タップ、４タップ
でも２タップ、４タップ、４タップ、６タップ、４タッ
プ、４タップ、６タップでも、４タップ、６タップ、６
タップでもＦＸＸ１のタップ数がＦＸＸ２またはＦＸＸ
３より短ければかまわない。次の（１３）式に２タップ
フィルターの例を示す。 ＦＨＬ＊［ｎ］（ＦＶＬ＊［ｎ］）＝｛．７０７１０，．７０７１０， ＦＨＨ＊［ｎ］（ＦＶＨ＊［ｎ］）＝｛−．７０７１０，．７０７１０， ＢＨＬ＊［ｎ］（ＢＶＬ＊［ｎ］）＝｛．７０７１０，．７０７１０， ＢＨＨ＊［ｎ］（ＢＶＨ＊［ｎ］）＝｛．７０７１０，−．７０７１０， ・・・・（１３） 本実施例で用いているＤａｕｂｅｃｈｉｅｓの示した係
数値のフィルター（狭義のウェーブレットフィルター）
は合成したフィルターの係数列がなめらかな関数とな
り、完全可逆性をもち、直線位相をもたないフィルター
であるが、合成したフィルターの係数列がなめらかな関
数となる必要性は大きくない。そこで、制約性がより少
なく、完全可逆性をもち、直線位相性をもたないフィル
ターである共役ミラーフィルター（Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ
Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｆｉｌｔｅｒ）を代わりに用
いてもかまわない。

【００８９】また、ウェーブレットフィルターでは、フ
ィルターのサイズ、量子化の大きさによっては歪みの発
生が不均一となり、これが視覚的に問題となる場合もあ
る。そこで、完全に直交しない（相対的に圧縮効率が低
い）が直線位相性を持つ（歪が不均一でない）双直交ウ
ェーブレットフィルター（ＢｉｏｒｔｈｏｇｏｎａｌＷ
ａｖｅｌｅｔ Ｆｉｌｔｅｒ）を代わりに用いてもかま
わない。（双直交ウェーブレットフィルターについて
は、例えば、チョン、相沢、斉藤、鳥羽の”Ｂｉｏｒｔ
ｈｏｇｏｎａｌ Ｗａｖｅｌｅｔ変換を用いた画像符号
化の特性評価”（Ｄ−１３５，１９９１年電子情報通信
学会秋全大）に記載。） また、ウェーブレットフィルター、共役直交フィルター
では直線位相性を持たないため、フィルターのサイズ、
量子化の大きさによっては歪みの発生が不均一となり、
これが視覚的に問題となる場合もある。そこで、完全可
逆ではない（相対的に画質劣化は多い）が直線位相性を
持つ（歪の発生が均一）な直交ミラーフィルター（Ｑｕ
ａｄｒａｔｕｒｅ Ｍｉｌｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）を用
いてもかまわない。

【００９０】本実施例では３階層に帯域を分割して１０
個の帯域を得ているが、帯域分割数はこれより少なくて
も、多くてもかまわない。

【００９１】２分割フィルターを再帰的に用いてオクタ
ーブ分割するとして、低周波域のフィルターを合成して
いるが、各帯域の分割フィルターを別々に構成してもか
まわない。この場合、本実施例と同一のフィルターバン
クの特性（一次元方向）を得るためには、ＦＸ１ ×
ＦＸ２のフィルターのタップ数は１４（≧１０＝２×４
＋２）、また、ＦＸ１ × ＦＸ２ × ＦＸ３のフィ
ルターのタップ数は４２（≧２２＝２×１０＋２）とな
っていることが必要である。（前記の括弧内の数字は４
タップフィルターをツリー状にしてフィルターを合成し
たときのタップ数である。） 一般的には、Ｎ＋１個の帯域を帯域幅が高い方から１／
２，１／４，１／８，……，１／２N-1 ，１／２N の
幅の比率でオクターブ分割するウェーブレット変換部に
おいて周波数の高い方からｎ番目（ｎ＜Ｎ＋１）の帯域
を分割するフィル ターのタップ数をＫn とするとき、 Ｋn+1 ≧ ２×Ｋn ＋Ｋ1 ・・・・（１４） をみたすことが必要である。

【００９２】図２５は本発明による画像圧縮符号化装置
と画像伸長復号化装置の第２の実施例の構成を表すブロ
ック図である。この実施例においては、符号化器１２は
ウェーブレット変換部１３と、量子化器１４と、エント
ロピー符号化器１５とから構成され、また復号化器２０
は逆ウェーブレット変換部２１と、逆量子化器２２と、
エントロピー復号化器２３とから構成されている。そし
て、前記第１の実施例と異なり符号化器１２の中には離
散コサイン変換部２のようなＪＰＥＧによりフィルター
処理を行なう手段を省略している。これにより、画信号
の符号化に際しては高圧縮率の符号化の追求を主眼とし
ている。

【００９３】この第２の実施例の画像圧縮符号化装置と
画像伸長復号化装置においても、ウェーブレット変換部
１３、量子化器１４、エントロピー符号化器１５、逆ウ
ェーブレット変換部２１、逆量子化器２２およびエント
ロピー復号化器２３の構成及び動作は前記第１の実施例
と同様であり、且つまた、図１７乃至図２４を参照して
説明したウェーブレット変換部および逆ウェーブレット
変換部の変形例を適用することが可能である。

【００９４】図２６は本発明による画像圧縮符号化装置
と画像伸長復号化装置の第３の実施例の構成を表すブロ
ック図である。実施例の基本構成は前記第２の実施例と
ほぼ同様である。異なっているのは符号化制御部１８０
が設けられ、この符号化制御部１８０がウェーブレット
変換部１３、逆ウェーブレット変換部２１、センターデ
ッドゾーンテーブル１６、量子化テーブル１７およびハ
フマンテーブル１８の制御を行なっている点である。符
号化制御部１８０には大別すると、高圧縮を実現する高
圧縮モードと、高画質を実現する低圧縮モードがある。
符号化制御部１８０により、高圧縮モード時にはセンタ
ーデッドゾーンテーブル１６に大きなセンターデッドゾ
ーン閾値を設定し、量子化テーブル１７に大きな量子化
係数を設定し、ウェーブレット変換部１３と逆ウェーブ
レット変換部２１においてオクターブ分割（合成）を構
成する２分割（合成）フィルターのタップ数として短い
タップ数を選択し、ハフマンテーブル１８に高圧縮用の
ハフマン符号およびハフマン復号を設定する。符号化制
御部１８０により、低圧縮モード時にはセンターデッド
ゾーンテーブル１６に小さなセンターデッドゾーン閾値
を設定し、量子化テーブル１７に小さな量子化係数を設
定し、ウェーブレット変換部１３と逆ウェーブレット変
換部２１においてオクターブ分割（合成）を構成する２
分割（合成）フィルターのタップ数として長いタップ数
を選択し、ハフマンテーブル１８に低圧縮用のハフマン
符号およびハフマン復号を設定する。これにより本実施
例によれば、高圧縮時には画質劣化の発生範囲がエッジ
の近傍に集中するので、モスキートノイズの発生は視覚
的にめだちにくくなり、また、低圧縮時には分割された
帯域の係数の無相関性が高まり、符号化の効率が高ま
る。

【００９５】なおこの第３の実施例の画像圧縮符号化装
置と画像伸長復号化装置においても、前記第２の実施例
におけると同様、ウェーブレット変換部１３、量子化器
１４、エントロピー符号化器１５、逆ウェーブレット変
換部２１、逆量子化器２２およびエントロピー復号化器
２３の構成及び動作は前記第１の実施例と同様であり、
且つまた、図１７乃至図２４を参照して説明したウェー
ブレット変換部および逆ウェーブレット変換部の変形例
を適用することが可能である。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像圧縮符号化装置に、２分割フィルターを再帰的に用
いて低周波域ほど細かく帯域オクターブ分割するウェー
ブレット変換手段を用い、且つこのウェーブレット変換
部において、再帰的に用いる低周波域の２分割（合成）
フィルターのタップ数の方が高周波域の２分割（合成）
フィルターのタップ数よりも長いフィルターバンクを備
えた構成により、或いは等価なフィルターバンクを帯域
別に別々のフィルターで構成するとともに、各フィルタ
ー層の後にバッファメモリと、このバッファメモリをサ
イクリックに制御する制御手段とを備えたため、より小
さなメモリを使ってコストダウンを図りながら、高周波
成分を多く含むエッジ部では量子化誤差の影響する範囲
を狭くでき、モスキートノイズの発生を抑圧することが
できる。同時に、低周波域のフィルターが急峻な帯域遮
断特性をもつため、無相関化が高まり圧縮率が高くな
る。またバッファメモリのサイクリック使用によりウェ
ーブレット変換と同時に符号化および通信ができリアル
タイムでの処理、通信動作が可能となる。

【００９７】また、ウェーブレット変換部（逆ウェーブ
レット変換部）において、画像端検出手段（変換係数端
検出手段）と、零信号挿入手段（零データ挿入手段）と
を設けたため、ウェーブレット変換（逆ウェーブレット
変換）のフィルター処理を、対象とするブロックの画像
上での位置に拘らず、一律に同じサブルーチンを繰り返
して使用することで実現できる。その結果複雑な演算は
必要でなくなり、ＤＳＰなどの汎用プロセッサでのソフ
トウェア容量を削減することができる。

【００９８】さらに、ウェーブレット変換部（逆ウェー
ブレット変換部）において、ウェーブレット変換係数
（逆ウェーブレット変換係数）の絶対値または低周波側
のウェーブレット変換係数（逆ウェーブレット変換係
数）を格納する係数格納手段と、入力データに対して加
減算または乗算を行なう算術演算手段とを設けたため、
ウェーブレット変換（逆ウェーブレット変換）のフィル
ター係数を係数格納手段に常駐させることができウェー
ブレット変換（逆ウェーブレット変換）処理のスピード
を上げることができる。また、係数格納手段に符号（正
負）ビットが必要ないので係数の正数部の精度が上が
り、ウェーブレット変換（逆ウェーブレット変換）のＳ
Ｎ比が向上する。

【００９９】また、前記のような２分割フィルターを再
帰的に用いて低周波域ほど細かく帯域オクターブ分割す
るウェーブレット変換手段を用いた画像圧縮符号化装置
に、高周波域の帯域の係数ほど粗く量子化を行なう量子
化手段を備えたことにより、量子化の誤差の発生がより
エッジの近くに集中するため、モスキートノイズの発生
を抑制できる。

【０１００】さらに、離散コサイン変換部の出力とウェ
ーブレット変換部の出力を制御部からの制御信号により
セレクタで選択的に出力し、後段の量子化部、エントロ
ピー符号化部を共有化、またエントロピー復号化部、逆
量子化部を共有化して、制御部からの制御信号によりセ
レクタで逆量子化部の出力を逆離散コサイン変換部また
は逆ウェーブレット変換部へ選択的に入力することによ
り、ＪＰＥＧを搭載した静止画像伝送装置において非標
準の前記ウェーブレット変換を用いた符号化を小さなコ
ストアップで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像圧縮符号化装置および画像伸
長復号化装置の一実施例を示すブロック図

【図２】前記実施例において用いられるウェーブレット
変換部の構成を示すブロック図

【図３】図２に示されたウェーブレット変換部による２
次元空間周波数帯域の分割のようすを示す説明図

【図４】前記実施例において用いられる量子化器の構成
を示すブロック図

【図５】図４に示された量子化器におけるセンターデッ
ドゾーン型量子化動作を説明するフロー図

【図６】量子化の入力と、センターデッドゾーン型量子
化部及びセンターデッドゾーン型逆量子化部を組み合わ
せた出力との関係を説明する図

【図７】前記実施例において実行されるエントロピー符
号化動作を説明するフロー図

【図８】前記実施例の動作における画像と量子化された
各帯域変換係数の位置関係を説明する相関図

【図９】図７に示すエントロピー符号化動作の中におけ
るＤＣ係数の符号化動作を説明するフロー図

【図１０】図７に示すエントロピー符号化動作の中にお
けるＡＣ係数の符号化動作を説明するフロー図

【図１１】前記実施例において実行されるエントロピー
復号化動作を説明するフロー図

【図１２】図１１に示すエントロピー復号化動作の中に
おけるＤＣ係数の復号化動作を説明するフロー図

【図１３】図１１に示すエントロピー復号化動作の中に
おけるＡＣ係数の復号化動作を説明するフロー図

【図１４】前記実施例において用いられる逆量子化器の
構成を示すブロック図

【図１５】図４に示された逆量子化器におけるセンター
デッドゾーン型逆量子化動作を説明するフロー図

【図１６】前記実施例において用いられる逆ウェーブレ
ット変換部の構成を示すブロック図

【図１７】各層のフィルターの出力側にバッファメモリ
を設けた、ウェーブレット変換部の変更例の構成を示す
ブロック図

【図１８】図１７に示されたウェーブレット変換部によ
りウェーブレット変換を行なう場合の動作を説明する図

【図１９】各層のフィルターの出力側にバッファメモリ
を設けた、逆ウェーブレット変換部の変更例の構成を示
すブロック図

【図２０】図１９に示された逆ウェーブレット変換部に
より逆ウェーブレット変換を行なう場合の動作を説明す
る図

【図２１】画像端に零データを挿入するように変更され
たウェーブレット変換部の零データ挿入部の構成を示す
ブロック図

【図２２】（ａ）１ブロック画像の画像端の状態を示す
図 （ｂ）前記（ａ）に示された１ブロック画像の画像端に
零データを挿入して得られた画像を示す図

【図２３】画像端に零データを挿入するように変更され
たウェーブレット変換部の零データ挿入部の構成を示す
ブロック図

【図２４】本発明におけるウェーブレット変換または逆
ウェーブレット変換処理動作を行なうための演算コア部
の構成を示すブロック図

【図２５】本発明による画像圧縮符号化装置と画像伸長
復号化装置の第２の実施例の構成を表すブロック図

【図２６】本発明による画像圧縮符号化装置と画像伸長
復号化装置の第３の実施例の構成を表すブロック図

【図２７】従来の画像圧縮符号化装置および画像伸長復
号化装置の構成の一例を示すブロック図

【図２８】従来の装置において実行されるエントロピー
符号化動作を説明するフロー図

【図２９】従来の装置におけるエントロピー符号化動作
の中におけるＤＣ係数の符号化動を説明するフロー図

【図３０】従来の装置におけるエントロピー符号化動作
の中におけるＡＣ係数の符号化動作を説明するフロー図

【図３１】従来の装置において実行されるエントロピー
復号化動作を説明するフロー図

【図３２】従来の装置におけるエントロピー復号化動作
の中におけるＤＣ係数の復号化動作を説明するフロー図

【図３３】従来の装置におけるエントロピー復号化動作
の中におけるＡＣ係数の復号化動作を説明するフロー図

【符号の説明】

２ 離散コサイン変換部 ３ 逆離散コサイン変換部 １２ 符号化器 １３、１３０、１６０ ウェーブレット変換部 １３ｂ、２１ｂ セレクタ １３ｃ 制御部 １４ 量子化器 １５ エントロピー符号化器 １６ センターデッドゾーンテーブル １７ 量子化テーブル １８ ハフマンテーブル １８ａ ハフマン符号テーブル １８ｂ ハフマン復号テーブル １９ 伝送路 ２１、１４０、１７５ 逆ウェーブレット変換部 ２２ 逆量子化器 ２３ エントロピー復号化器 １１７、１１９、１２１、１６２、１６４、１６６ バ
ッファメモリ １３１ 画像端検出部 １３２、１４２ 零データ挿入部 １５２ 係数レジスタ（係数格納手段） １５３ 乗算器 １５４ 算術器 １８０ 符号化制御部

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーブレット変換手段と、このウェー
   ブレット変換手段の出力を量子化する量子化手段と、前
   記量子化手段の出力を符号化するエントロピー符号化手
   段とを備え、前記ウェーブレット変換手段が、入力信号
   の帯域を再帰的に２分割する２分割フィルター手段と、
   この２分割フィルターの中間出力信号を格納するバッフ
   ァメモリ手段と、このバッファメモリ手段をサイクリッ
   クに制御する制御手段とを有する画像圧縮符号化装置。
2. 【請求項２】 符号をエントロピー復号化するエントロ
   ピー復号化手段と、前記エントロピー復号化手段の出力
   を逆量子化する逆量子化手段と、逆ウェーブレット変換
   手段とを備え、この逆ウェーブレット変換手段が２つの
   帯域を再帰的に合成する２帯域合成フィルター手段と、
   この２帯域合成フィルターの中間出力信号を格納するバ
   ッファメモリ手段と、このバッファメモリ手段をサイク
   リックに制御する制御手段とを有する画像伸長復号化装
   置。
3. 【請求項３】 ウェーブレット変換手段に対して並列的
   に設けられた離散コサイン変換手段と、制御手段と、前
   記制御手段の制御信号を入力して、前記ウェーブレット
   変換手段の出力と前記離散コサイン変換手段の出力を選
   択的に量子化手段へ出力する選択手段とを有することを
   特徴とする請求項１記載の画像圧縮符号化装置。
4. 【請求項４】 逆ウェーブレット変換手段に対して並列
   的に設けられた逆離散コサイン変換手段と、制御手段
   と、前記制御手段の制御信号と前記逆量子化手段の出力
   を入力して前記逆ウェーブレット変換手段と前記逆離散
   コサイン変換手段に対して選択的に前記逆量子化手段の
   出力を入力する選択手段とを有することを特徴とする請
   求項２記載の画像伸長復号化装置。
5. 【請求項５】 ウェーブレット変換手段と、このウェー
   ブレット変換手段の出力を量子化する量子化手段と、前
   記量子化手段の出力を符号化するエントロピー符号化手
   段とを備え、前記ウェーブレット変換手段が、画像端を
   検出する画像端検出手段と、この画像端検出手段の検出
   結果に基づいて画像端に零データを挿入する零データ挿
   入手段とを有することを特徴とする画像圧縮符号化装
   置。
6. 【請求項６】 符号をエントロピー復号化するエントロ
   ピー復号化手段と、前記エントロピー復号化手段の出力
   を逆量子化する逆量子化手段と、逆ウェーブレット変換
   手段とを備え、前記逆ウェーブレット変換手段が、変換
   係数端を検出する変換係数端検出手段と、この変換係数
   端検出手段の検出結果に基づいて入力データにに零デー
   タを挿入する零データ挿入手段とを有することを特徴と
   する画像伸長復号化装置。
7. 【請求項７】 ウェーブレット変換手段と、このウェー
   ブレット変換手段の出力を量子化する量子化手段と、前
   記量子化手段の出力を符号化するエントロピー符号化手
   段とを備え、前記ウェーブレット変換手段が、ウェーブ
   レット変換係数の絶対値を格納する係数格納手段と、こ
   の係数の絶対値を使って入力データに対して所定の設定
   に応じて加減乗算を行なう算術演算手段とを有すること
   を特徴とする画像圧縮符号化装置。
8. 【請求項８】 ウェーブレット変換手段と、このウェー
   ブレット変換手段の出力を量子化する量子化手段と、前
   記量子化手段の出力を符号化するエントロピー符号化手
   段とを備え、前記ウェーブレット変換手段が、低周波側
   のウェーブレット変換係数を格納する係数格納手段と、
   この係数を使って入力データに対して所定の設定に応じ
   て加減乗算を行なう算術演算手段とを有することを特徴
   とする画像圧縮符号化装置。
9. 【請求項９】 符号をエントロピー復号化するエントロ
   ピー復号化手段と、前記エントロピー復号化手段の出力
   を逆量子化する逆量子化手段と、逆ウェーブレット変換
   手段とを備え、前記逆ウェーブレット変換手段が、逆ウ
   ェーブレット変換係数の絶対値を格納する係数格納手段
   と、この係数の絶対値を使って入力データに対して所定
   の設定に応じて加減乗算を行なう算術演算手段とを有す
   ることを特徴とする画像伸長復号化装置。
10. 【請求項１０】 符号をエントロピー復号化するエント
    ロピー復号化手段と、前記エントロピー復号化手段の出
    力を逆量子化する逆量子化手段と、逆ウェーブレット変
    換手段とを備え、前記逆ウェーブレット変換手段が、低
    周波側の逆ウェーブレット変換係数を格納する係数格納
    手段と、この係数を使って入力データに対して所定の設
    定に応じて加減乗算を行なう算術演算手段とを有するこ
    とを特徴とする画像伸長復号化装置。
11. 【請求項１１】 ウェーブレット変換手段の帯域を再帰
    的に分割していく低周波域の２分割フィルター手段のタ
    ップ数が高周波域の２分割フィルターのタップ数と等し
    いか或いはより長いことを特徴とする請求項１、５、７
    または８のいずれかに記載の画像圧縮符号化装置。
12. 【請求項１２】 逆ウェーブレット変換手段の再帰的に
    帯域を合成していく低周波域の２帯域合成フィルター手
    段のタップ数が高周波域の２帯域合成フィルターのタッ
    プ数と等しいか或いはより長いことを特徴とする請求項
    ２、６、９または１０のいずれかに記載の画像伸長復号
    化装置。
13. 【請求項１３】 ウェーブレット変換手段は共役直交フ
    ィルターまたは直交ミラーフィルターであることを特徴
    とする請求項１、５、７または８記載の画像圧縮符号化
    装置。
14. 【請求項１４】 逆ウェーブレット変換手段は共役直交
    フィルターまたは直交ミラーフィルターであることを特
    徴とする請求項２、６、９または１０記載の画像伸長復
    号化装置。
15. 【請求項１５】 高周波域の係数ほど粗く量子化する量
    子化手段を備えたことを特徴とする請求項１、５、７ま
    たは８のいずれかに記載の画像圧縮符号化装置。
16. 【請求項１６】 高周波域の係数ほど粗く逆量子化する
    逆量子化手段を備えたことを特徴とする請求項２、６、
    ９または１０のいずれかに記載の画像伸長復号化装置。
17. 【請求項１７】 制御手段において、受信手段からの非
    標準の復号化が可能であることを示す信号により選択信
    号を設定することを特徴とする請求項３記載の画像圧縮
    符号化装置。
18. 【請求項１８】 制御手段において、送信手段からの非
    標準の符号化が可能であることを示す信号により選択信
    号を設定することを特徴とする請求項４記載の画像伸長
    復号化装置。
19. 【請求項１９】 制御手段において、高い圧縮率で送信
    を行なう場合にウェーブレット変換の出力を選択する選
    択信号を設定することを特徴とする請求項３記載の画像
    圧縮符号化装置。
20. 【請求項２０】 制御手段において、高い圧縮率で受信
    を行なう場合に逆ウェーブレット変換への入力を選択す
    る選択信号を設定することを特徴とする請求項４記載の
    画像伸長復号化装置。