JPH11355770A - 動画像データ圧縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮率を改善しつつ処理時間を短縮して動画
像データをロスレス圧縮し、プログレッシブ性を有する
符号データを生成することのできる動画像データ圧縮装
置を提供する。 【解決手段】 本動画像データ圧縮装置は、１フレーム
の画像データを連続的に符号化することにより、複数の
フレームからなる動画像データを圧縮し符号データを生
成する。本画像データ圧縮装置では、ビットプレーン生
成部１２２は入力部１２１から入力された動画像データ
を１フレームごとにビットプレーンに分解する。領域分
割部１２３は、ビットプレーン生成部１２２で生成され
た各プレーン群のデータをフレーム内、フレーム間双方
で相関を用いて領域分割を行うことによって符号化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像データを符
号化する動画像データ圧縮装置に関し、特に、動画像デ
ータを領域分割することに基づいて動画像データを符号
化する動画像データ圧縮装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のネットワークに関連する技術の進
歩およびマルチメディアアプリケーションの発展に伴っ
て、市場のニーズ等から画像データのように情報量の大
きなデータを扱う必要性が増加している。画像データは
それ自体が大きな情報量を持っているため、効果的に圧
縮して伝送する必要があるが、医療用などの分野におい
てはロスレス圧縮（圧縮される前の画像の画質を損なわ
ず正確に伸長できることを保証する圧縮）が重要視され
ている。

【０００３】従来の画像データの圧縮手法としては、Ｊ
ＰＥＧ、ＭＰＥＧ等でのＤＣＴ（離散コサイン変換）を
用いた技術またＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）を用い
た技術が知られている。これらの技術を動画像に適用す
る場合、ＤＣＴではフレーム間相関を利用することがで
きず、ＤＰＣＭによるフレーム間予測ではフレーム内相
関を利用することができない。また、ＤＣＴ、ＤＰＣＭ
といった技術は性能的にも飽和しており、特にＤＣＴを
用いた技術ではロスレス性に乏しいといった問題があ
る。そこで、最近、高い圧縮率を達成できる手法とし
て、画像をある特徴の一様性に基づいて重複しない連結
領域に分割する、領域分割による圧縮が注目されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
での領域分割によるロスレス圧縮の技術は静止画のみを
対象としており、さらに、たとえば、文献”Ａ ＳＥＧ
ＭＥＮＴＡＴＩＯＮ−ＢＡＳＥＤ ＬＯＳＳＬＥＳＳ
ＩＭＡＧＥ ＣＯＤＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ Ｈ
ＩＧＨ−ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ ＭＥＤＩＣＡＬ ＩＭ
ＡＧＥ ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮ”（ＩＥＥＥ ＴＲＡ
ＮＳ． ＭＥＤＩＣＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ， ＶＯＬ．
１６， ＮＯ．３， ＪＵＮＥ １９９７）に示す技術
は処理時間が非常にかかるものでプログレッシブ性（伸
長される際に鈍いレベルから精細なレベルへと画像が段
階的に再生されていくという圧縮された画像データの有
する性質）も乏しい。

【０００５】一般に、領域分割による圧縮は、フレーム
内相関を非常に効率よく利用できるため静止画像の圧縮
には適しているといえる。従来の静止画像への圧縮の技
術をそのまま用いて領域分割を動画像に用いることもで
きるが、静止画での処理に増してさらに処理時間が多大
にかかるため、領域分割に基づいて動画像をロスレス圧
縮することは事実上不可能である。

【０００６】また、ロスレス性を無視しても、動画像を
圧縮するためには処理時間が拘束されることから、フレ
ーム間相関など複数のフレームにまたがる処理には不向
きであり、フレーム間での処理を行うことができないた
めに、従来の領域分割に基づく動画像圧縮では圧縮率が
不十分である。本発明は、これらのような問題点を考慮
してなされたものであり、その目的は、圧縮率を改善し
つつ処理時間を短縮して動画像データをロスレス圧縮
し、プログレッシブ性を有する符号データを生成するこ
とのできる動画像データ圧縮装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る動画像データ圧縮装置は、１フレー
ム内に含まれる複数の画素の各々に対応し、複数のビッ
トからなる画像データを連続的に符号化することによ
り、複数のフレームからなる動画像データを圧縮し符号
データを生成する動画像データ圧縮装置であって、前記
複数のビットから単数または連続する複数のビット位置
を、重なることなく複数選択し、前記選択した単数また
は連続する複数のビット位置に対応する部分画像データ
から１フレームに対するビットプレーンを生成するビッ
トプレーン生成手段と、一のビットプレーンに対して行
われた領域分割の結果を用いて、前記一のビットプレー
ンと同一のフレームから生成される別のビットプレーン
を再帰的に領域分割して符号データを生成する第１の領
域分割手段と、前記第１の領域分割手段による前記一の
ビットプレーンに対して行われた領域分割の結果を用い
て、前記一のビットプレーンが生成されるフレームに後
続するフレームから前記ビットプレーン生成手段によっ
て生成され、前記一のビットプレーンと選択されるビッ
ト位置が同一のビットプレーンを領域分割して符号デー
タを生成する第２の領域分割手段とを備えている。

【０００８】また、上記の目的を達成するために、本発
明に係る動画像データ圧縮装置は、１フレーム内に含ま
れる複数の画素の各々に対応し、複数のビットからなる
画像データを連続的に符号化することにより、ｍフレー
ム（ｍを２以上の整数とし、処理の順に第１フレーム、
第２フレーム、…、第ｍフレームとする）からなる動画
像データを圧縮し符号データを生成する動画像データ圧
縮装置であって、前記複数のビットから単数または複数
のビット位置を重なることなくかつ余ることなくｎ組
（ｎを２以上の整数とし選択に応じてのビット数の和を
前記画像データのビット数に等しいものとする）選択
し、前記ｎ組のビット位置の各々に対応する部分画像デ
ータから１フレームに対するビットプレーンを生成する
（前記画像データの上位のビット位置を含むものから順
に第１プレーン群、第２プレーン群、…、第ｎプレーン
群とする）ビットプレーン生成手段と、第１フレームの
第１プレーン群をロスレスに領域分割して第１フレーム
の第１プレーン群に対する符号データを生成する第１の
領域分割手段と、ｐ１（ｐ１を２以上ｎ以下の整数とす
る）の昇順に、前記第１フレームの第（ｐ１−１）プレ
ーン群をロスレスに領域分割することにより生成される
符号データを用いて、前記第１フレームの第ｐ１プレー
ン群をロスレスに領域分割して第１フレームの第ｐ１プ
レーン群に対する符号データを生成する第２の領域分割
手段と、異なるｐ２（ｐ２を１以上ｎ以下の整数とす
る）に対して独立に並列してｆ（ｆを２以上ｍ以下の整
数とする）の昇順に、第（ｆ−１）フレームの第ｐ２プ
レーン群をロスレスに領域分割することにより生成され
る符号データを用いて、第ｆフレームの第ｐ２プレーン
群をロスレスに領域分割して第ｆフレームの第ｐ２プレ
ーン群に対する符号データを生成するｎ個の第３の領域
分割手段とを備えている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施の形態の１つである動画像データ圧縮装置につい
て説明する。まず、本発明の第１の実施の形態である動
画像データ圧縮装置について、図１〜図９を用いて説明
する。図１は、第１の実施の形態の動画像データ圧縮装
置１の構成の概略を示す図である。

【００１０】動画像データ圧縮装置１は、入力装置１
１、演算装置１２、記憶装置１３および出力装置１４と
を含んでいる。入力装置１１は動画像データを入力し、
演算装置１２はこの入力された動画像データに基づいて
領域分割を行い圧縮領域分割データを生成する。記憶装
置１３は演算装置１２により得られた領域分割結果であ
る圧縮領域分割データを一時的に記憶しまた遅延器とし
ての役割を果たし、出力装置１４は圧縮領域分割データ
を出力する。

【００１１】演算装置１２は機能に応じてさらに各部に
分割することができる。図２は演算装置１２の構成の概
略を示すブロック図であり、図３は図２に示すビットプ
レーン生成部１２２で生成されるビットプレーンの構成
を説明するための図である。図２に示すように、演算装
置１２は、入力部１２１、ビットプレーン生成部１２
２、領域分割部１２３および出力部１２４を含んでい
る。

【００１２】入力部１２１は入力装置１１（図１参照）
から入力された動画像データを入力し、ビットプレーン
生成部１２２は入力部１２１から入力された動画像デー
タを１フレームごとにビットプレーンに分解する。領域
分割部１２３はビットプレーン生成部１２２で生成され
た各プレーン群（次に示すように画像データの複数のビ
ット位置に対応するものとすることができ、ビットプレ
ーン複数枚分に対応させることができるため’群’とし
ている）のデータを、領域分割を行うことによって符号
化し、出力部１２４は領域分割部１２３で各プレーン群
のデータが領域分割されて生成された符号データを出力
装置１４へ出力する。

【００１３】ビットプレーン生成部１２２は、たとえ
ば、動画像データの１フレームに含まれる複数の画素の
各々が８ビットの原画像データにより表される場合、８
ビット（この原画像データのビット数については任意の
数とすることができる）の上位ビットから順に１ビット
ずつ１フレームに対応する大きさを有するビットプレー
ンを８枚生成することができ、また、図３に示すよう
に、上位ビットから順に複数のビットを割り当てること
によって８枚より少ないプレーン群を生成することがで
きる。

【００１４】この図３に示すビットプレーンの構成で
は、８ビットからなる原画像データのうち、上位ビット
から順に、第１プレーン群として３ビット、第２プレー
ン群として１ビット、第３プレーン群として１ビット、
第４プレーン群として２ビットを割り当てている。ま
た、図３に示すビットプレーンの構成では、原画像デー
タから動画像の伝送に使用するビットプレーンの数ｂｐ
をｂｐ＝３＋１＋１＋２＝７としている。このようにビ
ットプレーンを構成すると、原画像データの８ビットの
うちの７ビットを符号化（領域分割）の対象としており
最下位のビットを符号化の対象としていないため、伸長
して再生する際圧縮される前の画像の画質を損なうこと
となるロッシー圧縮となるが、原画像のビット数とｂｐ
とを一致させ、さらに各ビットプレーンに対する領域分
割をロスレスに行うことにより、動画像データをロスレ
スに圧縮することができる。

【００１５】これらのようにしてビットプレーン生成部
１２２で生成するプレーン群の構成を、１処理単位に含
まれる複数のフレームを処理する際には変化させない。
この１処理単位として対象とする動画像データのフレー
ムの数を、圧縮の対象とする動画像データの複雑さや動
きの多さに応じて変化させることにより、より効率的な
圧縮を行うことができる。たとえば、後に説明するよう
に、３０フレームからなる動画像データのうちの３フレ
ームを１処理単位としてビットプレーンの構成を変化さ
せないものとする。

【００１６】続いて、図２に示す領域分割部１２３につ
いて詳細に説明する。図４は、図２に示す領域分割部１
２３の構成の概略を示すブロック図である。領域分割部
１２３は、入力部１２３１、入出力切替部１２３２、領
域分割部１２３３、前プレーン結果使用差分領域分割部
１２３４、前フレーム結果使用差分領域分割部１２３
５、遅延部１２３６および出力部１２３７を含んでい
る。

【００１７】入力部１２３１は、ビットプレーン生成部
１２２（図２参照）で生成され符号化の対象とする各プ
レーン群のデータを入力する。入出力切替部１２３２
は、入力部１２３１、遅延部１２３６からのデータの入
力を切り替え、領域分割部１２３３、前プレーン結果使
用差分領域分割部１２３４、前フレーム結果使用差分領
域分割部１２３５へのデータの出力を切り替える。

【００１８】領域分割部１２３３は第１フレームの第１
プレーン群のデータに対して領域分割を行い、前プレー
ン結果使用差分領域分割部１２３４は第１フレームの第
２プレーン群以降のプレーン群のデータを第１フレーム
の前プレーン群（直前に領域分割の対象としたプレーン
群）の領域分割の結果を用いて符号化する。ここで、フ
レームについては、入力装置１１（図１参照）に入力さ
れる順に第１フレーム、第２フレーム、…とし、前プレ
ーン結果使用差分領域分割部１２３４は、たとえば、第
１フレーム第４プレーンのデータに対しては、前プレー
ンである第１フレーム第３プレーンに対する領域分割の
結果を用いて領域分割を行う。

【００１９】前フレーム結果使用差分領域分割部１２３
５は、第２フレーム以降のフレームのプレーン群のデー
タを前フレーム（直前に領域分割の対象としたフレー
ム）の対応するビット位置が同様のプレーン群を用いて
符号化する。この前フレーム結果使用差分領域分割部１
２３５は、たとえば、第３フレーム第６プレーンのデー
タに対しては、前フレームの対応するビット位置が同様
の第２フレーム第６プレーンに対する領域分割の結果を
用いて領域分割を行う。また、遅延部１２３６は領域分
割により生成される符号データを次に領域分割を行うプ
レーン群のために一時的に記憶し、出力部１２３７は出
力部１２４（図２参照）との出力インターフェースとな
る。

【００２０】領域分割部１２３の主動作部である領域分
割部１２３３、前プレーン結果使用差分領域分割部１２
３４、前フレーム結果使用差分領域分割部１２３５によ
って生成された領域分割符号化データは、遅延部１２３
６と出力部１２３７とに同時に出力される。次に、この
領域分割部１２３３、前プレーン結果使用差分領域分割
部１２３４、前フレーム結果使用差分領域分割部１２３
５で行われる領域分割を図５〜図７を用いて説明する。

【００２１】ここでは、領域分割として４分木分割が行
われるものとするが、他の領域分割を用いることもでき
る。領域分割の対象とするプレーン群は画素に対応させ
て１ビットからなるものとしているが、複数のビットか
らなるプレーン群を用いることもできる。また、始めに
領域分割の対象とする領域Ｓを１６×１６の画素からな
るものとしているが、この領域Ｓとして４０９６×４０
９６程度の大きさのものを用いることができる。

【００２２】図５は領域分割部１２３で用いられる４分
木分割の概略を説明するための図であり、図６は領域分
割部１２３３（図４参照）で行われる４分木分割を説明
するための図であり、図７は前プレーン結果使用差分領
域分割部１２３４、前フレーム結果使用差分領域分割部
１２３５で行われる、あるプレーン群（同一フレームの
前プレーン群または前フレームの対応するプレーン群）
に対する領域分割結果を用いての４分木分割を説明する
ための図である。

【００２３】４分木分割を領域分割に用いる際には、あ
る領域に含まれる画像データが所定の条件を満たすか否
かによって領域を４つのセグメントに均等に分割し、分
割を行うか否かによって、符号”１”、”０”を割り当
てる。１度分割された領域のセグメントをさらに上記の
所定の条件を満たすか否かの判断の対象とし、条件を満
たす際に１つのセグメントからさらに４つの小さなセグ
メントに分割していき、これらのセグメントへの分割と
符号の割り当てを繰り返す。

【００２４】ある領域に含まれる複数の画素の各々に対
する画像データが１ビットで表現される際、４分木分割
を用いた領域分割では、画像データが一様であるか否か
によって領域をセグメントに分割していき、分割を行う
か否かによって符号”１”、”０”を割り当てていくこ
とができる。領域Ｓが、たとえば、１６×１６の画素か
ら構成されるものとするとき、図５に示すように、ま
ず、この領域Ｓが一様であるか否か（領域Ｓを構成する
画素がすべて１またはすべて０であるか否か）を判断す
る。ここで、領域Ｓが一様でないときには、領域Ｓを８
×８の画素から構成される４つのセグメントである領域
Ｓ１〜Ｓ４（左から右、上から下の位置に対応して順に
領域を特定する番号を付している）に分割し、符号”
１”を生成する。

【００２５】続いて、領域Ｓ１〜Ｓ４の各々が一様であ
るか否かを判断し、一様であるときには領域の分割を止
め、一様でないときには領域の分割を進めて、これらに
応じて符号を生成する。ここでは、領域Ｓ１〜Ｓ３をそ
れぞれ４×４の画素から構成される領域Ｓ１１〜Ｓ１
４、領域Ｓ２１〜Ｓ２４、領域Ｓ３１〜Ｓ３４に分割
し、領域Ｓ４に対する領域の分割を止め、領域Ｓ１〜Ｓ
４に対して符号”１”、”１”、”１”、”０”を生成
する。

【００２６】さらに、同様に、領域Ｓ１１〜Ｓ１４、領
域Ｓ２１〜Ｓ２４、領域Ｓ３１〜Ｓ３４の各々が一様で
あるか否かを判断する。この一様であるか否かの判断に
応じて領域Ｓ１３を領域Ｓ１３１〜Ｓ１３４に、領域Ｓ
１４を領域Ｓ１４１〜Ｓ１４４に、領域Ｓ２３を領域Ｓ
２３１〜Ｓ２３４に、領域Ｓ３２を領域Ｓ３２１〜Ｓ３
２４に、領域Ｓ３３を領域Ｓ３３１〜Ｓ３３４に分割
し、領域Ｓ１１〜Ｓ１４、領域Ｓ２１〜Ｓ２４、領域Ｓ
３１〜Ｓ３４に対して、符号”０”、”０”、”
１”、”１”、”０”、”０”、”１”、”０”、”
０”、”１”、”１”、”０”を生成する。

【００２７】実際には、これらの領域を分割するか否か
の情報に、分割を終えた際に一様となった領域の画素が
有する画像データが所定の規則により挿入されて、原画
像に対する符号データが生成される。領域分割部１２３
３は、図６に示すように、上述のような４分木分割を用
いて、４×４の画素からなり各画素が１ビットの画像デ
ータを有する原データ（画素が１ビットのデータに対応
して生成されるプレーン群（ビットプレーン））からの
符号データ（圧縮領域分割データ）の生成を次のように
して行うものとすることができる。

【００２８】まず、原データの表す領域Ｓのデータが一
様であるか否かが判断される。図６に示す領域Ｓのデー
タは一様ではないために、４×４の画素からなる領域Ｓ
は２×２の画素からなる領域Ｓ１〜Ｓ４に分割され、領
域Ｓに対して符号”１”が生成される。続いて、領域Ｓ
１〜Ｓ４の各々が一様であるか否かが判断され、一様で
あるときには領域の分割が止められ、一様でないときに
は領域の分割が進められて、これらに応じて符号が生成
される。ここでは、領域Ｓ１〜Ｓ３に対しては領域の分
割が止められ、領域Ｓ４はそれぞれ１つの画素から構成
される領域Ｓ４１〜Ｓ４４に分割される。領域Ｓ１〜Ｓ
４に対しては、それぞれ符号”０１”、”００”、”０
０”、”１”が生成される。この符号”０１”、”０
０”、”００”の共通する上位ビットの”０”は分割を
行わないことを示し、下位ビットの”１”、”０”、”
０”はそれぞれ対応する画素のデータを示している。

【００２９】また、領域Ｓ４１〜Ｓ４４には、画素が１
つしか含まれないため、これらの画素の各々に対して、
その画素の有するデータが符号”０”、”１”、”
０”、”０”として生成される。これらのようにして４
×４の画素に対応する１６ビットの原データは、領域Ｓ
に対応する１ビットと、領域Ｓ１〜Ｓ４に対応する７ビ
ットと、領域Ｓ４１〜Ｓ４４に対応する４ビットとを足
し合わせた１２ビットの符号データに圧縮される。

【００３０】また、前プレーン結果使用差分領域分割部
１２３４、前フレーム結果使用差分領域分割部１２３５
では、図６を用いて示したような領域分割部１２３３で
の処理の結果分割された領域が用いられ、差分を示す符
号データが生成される。前プレーン結果使用差分領域分
割部１２３４は、第１フレーム内の第２プレーン以降の
データを前プレーンの領域分割の結果を用いて符号化
し、前フレーム結果使用差分領域分割部１２３５は、第
２フレーム以降のフレームのプレーン群のデータを、前
フレームの対応するビット位置が同様の、同一のプレー
ン群番号を有するプレーン群を用いて符号化する。

【００３１】これら前プレーン結果使用差分領域分割部
１２３４、前フレーム結果使用差分領域分割部１２３５
は、同様に、図７に示すように、上述のようにして分割
された領域を用いて、原データからの符号データの生成
を次のようにして行うものとすることができる。ここで
は、図６のようにして分割された結果得られた分割領域
が参照され、原データが同様に分割され、この分割され
た領域をもとにして図６を用いて説明した領域分割と同
様の領域分割が始められる。

【００３２】まず、原データの表す領域Ｓ１のデータが
一様であるか否かが判断される。図７に示す領域Ｓ１の
データは一様ではないために、２×２の画素からなる領
域Ｓ１はそれぞれ１つの画素から構成される領域Ｓ１１
〜Ｓ１４に分割され領域Ｓ１に対して符号”１”が生成
される。領域Ｓ１１〜Ｓ１４の各々に対しては、その画
素の有するデータが符号”１”、”１”、”１”、”
０”として生成される。

【００３３】続いて、領域Ｓ２、Ｓ３に対しては、それ
ぞれ符号”００”、”０１”が生成される。この符号”
００”、”０１”の共通する上位ビットの”０”は分割
を行わないことを示し、下位ビットの”０”、”１”は
それぞれ対応する画素のデータを示している。また、領
域Ｓ４１〜Ｓ４４には、画素が１つしか含まれないた
め、これらの画素の各々に対して、その画素の有するデ
ータが符号”１”、”０”、”１”、”１”として生成
される。

【００３４】これらのようにして４×４の画素に対応す
る１６ビットの原データは、領域Ｓ１に対応する１ビッ
トと、領域Ｓ１１〜Ｓ１４に対応する４ビットと、領域
Ｓ２に対応する２ビットと、領域Ｓ３に対応する２ビッ
トと、領域Ｓ４１〜Ｓ４４に対応する４ビットとを足し
合わせた１３ビットの符号データに圧縮される。ここ
で、このような差分を用いた圧縮を行わず、図６に示し
た圧縮と同様の圧縮を行った場合には、符号データは、
Ｓに対して符号化を行うことを示す符号”１”と、Ｓ４
に対して符号化を行うことを示す符号”１”との２ビッ
トが加えられて１５ビットとなるので、このようなプレ
ーン群間の相関を用いた圧縮が有効であることが確認さ
れる。

【００３５】以上の例によると、１６ビットの原データ
から１０数ビットの符号データが生成されることとなっ
たが、実際には、始めに対象とする領域Ｓは２５６×２
５６画素、もしくはそれ以上である。また、特に画像デ
ータの上位ビットに対応して生成されるプレーン群で
は、近隣画素との相関が強く符号データは領域Ｓ１〜Ｓ
４までの分割で止められることが多いため、圧縮率を１
／４程度とすることができる。これによって、相関が強
い上位ビットから相関が弱い下位ビットにわたってプレ
ーン群を生成する画像データに対して、全体として１／
２程度の圧縮率を得ることができる。

【００３６】次に領域分割部１２３（図４参照）での動
画像データに対する制御の手順を説明する。図８は、領
域分割部１２３での動画像データに対する制御の手順を
示すフローチャートである。以下で用いる記号は、次に
示すような意味で用いる。 ｍ：１処理単位に含まれるフレームの総数 ｎ：１フレームに含まれるプレーン群の総数 ｆ：現在処理中のフレームを示すフレーム番号 ｐ：現在処理中のプレーン群を示すプレーン群番号 ＦＰ（ｓ，ｔ）：第ｓフレームの第ｔプレーン ＬＳ（ｓ，ｔ）：ＦＰ（ｓ，ｔ）をロスレス領域分割に
より符号化（ロスレス領域分割の手法は任意であり、図
６を用いて示した処理はＬＳ（ｓ，ｔ）の例の１つを示
す） ＤＬＳ（ｓ，ｔ；ｕ，ｖ）：ＦＰ（ｕ，ｖ）の領域分割
結果を用いて、ＦＰ（ｓ，ｔ）をロスレス領域分割によ
り符号化（図７を用いて示した処理はＤＬＳ（ｓ，ｔ；
ｕ，ｖ）の例の１つを示す） ＯＭ（ｓ，ｔ）：ＦＰ（ｓ，ｔ）のロスレス領域分割結
果を出力部１２３７（図４参照）に出力し、遅延部１２
３６に相応するメモリに記憶 ここで、１処理単位内に含まれる複数のフレームの各々
を処理順の先頭から、第１フレーム、第２フレーム、
…、第ｍフレームとし、１フレーム内に含まれる複数の
プレーン群の各々を上位のビット位置を含むものから、
第１プレーン、第２プレーン、…、第ｎプレーンとす
る。

【００３７】また、たとえば、３０フレームからなる動
画像データについて１処理単位のフレーム数ｍ＝３とし
て処理を行う場合、１フレーム目を第１フレーム（ｆ＝
１）、２フレーム目を第２フレーム（ｆ＝２）、３フレ
ーム目を第３フレーム（ｆ＝３）とし、ここまでを１処
理単位とする。４フレーム目は改めて第１フレーム（ｆ
＝１）とし以下同様にして処理単位を刻み、必要に応じ
てビットプレーン生成部１２２（図２参照）でビットプ
レーンの構成を変化させる。

【００３８】以下に示す領域分割部１２３の動画像デー
タに対する制御ではｍ＞１、ｎ＞１とする。領域分割部
１２３では、まず、処理の対象としているフレームのフ
レーム番号ｆが１であるか否かが判断される（ステップ
１（以下、ステップをＳと略す））。ｆが１であれば
（Ｓ１にて、ｙｅｓ）、続いて、処理の対象としている
プレーン群のプレーン群番号ｐが１であるか否かが判断
される（Ｓ２）。ｐが１であれば（Ｓ２にて、ｙｅ
ｓ）、ＬＳ（ｆ，ｐ）およびＯＭ（ｆ，ｐ）によって、
ロスレス領域分割および領域分割結果（図６に示すよう
な符号データ）の出力、メモリ記憶が行われる（Ｓ
３）。

【００３９】新たに入力される動画像データに対して
は、始めに、ＦＰ（１，１）が処理の対象とされ、上述
のような処理によって、ＦＰ（１，１）に対するロスレ
ス領域分割による符号化が行われ、符号データが出力部
１２３７に出力され遅延部１２３６に記憶される。続い
て、ｐに１が加えられ（Ｓ４）、ＤＬＳ（ｆ，ｐ；ｆ，
ｐ−１）およびＯＭ（ｆ，ｐ）によって、ＦＰ（ｆ，ｐ
−１）に対する領域分割結果をもとにしたＦＰ（ｆ，
ｐ）に対するロスレス領域分割および領域分割結果（図
７に示すような符号データ）の出力、メモリ記憶が行わ
れる（Ｓ５）。この後、ｐが１フレームに含まれるプレ
ーン群の総数ｎに等しいか否かが判断され、ｐがｎに等
しくなければ（Ｓ６にて、ｎｏ）、Ｓ４からの処理が繰
り返される。

【００４０】これらのような処理によって、ＦＰ（１，
２）からＦＰ（１，ｎ）に対してそれぞれロスレス領域
分割による符号化が行われ、第１フレームに対してのロ
スレス領域分割による符号化が終了し、第１フレームで
のフレーム内処理が終了する。次に、フレーム間処理が
行われる。ｐがｎに等しければ（Ｓ６にて、ｙｅｓ）、
ｆに１が加えられまたｐが１とされ（Ｓ７）、ＤＬＳ
（ｆ，ｐ；ｆ−１，ｐ）およびＯＭ（ｆ，ｐ）によっ
て、ＦＰ（ｆ−１，ｐ）に対する領域分割結果をもとに
したＦＰ（ｆ，ｐ）に対するロスレス領域分割および領
域分割結果（図７に示すような符号データ）の出力、メ
モリ記憶が行われる（Ｓ８）。この後、ｐがｎに等しい
か否かが判断され、ｐがｎに等しくなければ（Ｓ９に
て、ｎｏ）、ｐに１が加えられ（Ｓ１０）、Ｓ８からの
処理が繰り返される。

【００４１】これらのような処理によって、ＦＰ（２，
１）からＦＰ（２，ｎ）に対してそれぞれロスレス領域
分割による符号化が行われ、第２フレームに対してのロ
スレス領域分割による符号化が終了する。これらの後、
ｆが１処理単位に含まれるフレームの総数ｍに等しくな
ければ（Ｓ１１にて、ｎｏ）、Ｓ７からの処理が繰り返
され、ｆがｍに等しければ（Ｓ１１にて、ｙｅｓ）、本
処理は終了する。これらのＳ７からの処理の繰り返しに
よって、第２フレームに対するロスレス領域分割と同様
にして、第３フレームから第ｍフレームに含まれるプレ
ーン群に対してロスレス領域分割による符号化が行われ
る。

【００４２】また、ｆが１でないとき（Ｓ１にて、ｎ
ｏ）、ｐが１でないとき（Ｓ２にて、ｎｏ）には、適切
な領域分割が行われるよう、それぞれ、Ｓ５、Ｓ８へと
処理が移される。以上のようにして１処理単位のフレー
ムについてのロスレス領域分割が行われ、後続するフレ
ームに対してはｆ＝１とされＳ１より新たに処理が行わ
れる。

【００４３】図９は、上述のような１処理単位での処理
の結果領域分割されて符号化されるビットプレーンに用
いられている相関を示す図である。ＦＰ（１，１）〜Ｆ
Ｐ（１，ｎ）（フレーム内）では、連続する互いに２つ
のビットプレーンは、画像データを構成するビットの上
位ビットに対応するビットプレーンから下位ビットに対
応するビットプレーンへと相関を用いて領域分割され、
ＦＰ（１，１）〜ＦＰ（ｍ，１）、ＦＰ（１，２）〜Ｆ
Ｐ（ｍ，２）、…、ＦＰ（１，ｎ）〜ＦＰ（ｍ，ｎ）
（フレーム間）では、フレーム方向に連続する互いに２
つのビットプレーンは、フレームの流れに従って相関を
用いてフレーム内と同様に領域分割される。

【００４４】これらにより、圧縮率を改善しつつ処理時
間を短縮して動画像データをロスレス圧縮し、プログレ
ッシブ性を有する符号データを生成することが可能にな
る。次に、本発明の第２の実施の形態である動画像デー
タ圧縮装置について図１０〜図１４を用いて説明する。
第２の実施の形態の動画像データ圧縮装置の全体構成、
生成されるビットプレーンの構成、具体的な領域分割の
手法、動画像データの処理単位等は、第１の実施の形態
の動画像データ圧縮装置に準ずるものである。

【００４５】図１０は、第２の実施の形態の動画像デー
タ圧縮装置の演算装置（図１に示す第１の実施の形態の
動画像データ圧縮装置の演算装置１２に対応する）の構
成の概略を示すブロック図である。本演算装置は、入力
部２１、ビットプレーン生成部２２、第１フレーム領域
分割部２３、ｎ（生成されるプレーン群の枚数）個の領
域分割部２４〜２７（図１０には４個しか示していない
が、実際にはｎ個設けられる）および出力部２８を含ん
でいる。

【００４６】入力部２１は入力された動画像データを入
力し、ビットプレーン生成部２２は入力部２１から入力
された動画像データを１フレームごとにビットプレーン
に分解する。第１フレーム領域分割部２３はビットプレ
ーン生成部２２で生成された第１フレームの各プレーン
群のデータを、領域分割を行うことによって符号化し、
それぞれ対応するｎ個の領域分割部に並列に入力すると
ともに出力部２８に出力する。また、第１フレーム領域
分割部２３は、ビットプレーン生成部２２から出力され
る第２フレーム以降のフレームに含まれるプレーン群を
領域分割処理せず、そのまま、それぞれのプレーン群に
対応する領域分割部に出力する。

【００４７】ｎ個の領域分割部２４〜２７は、ｎ個のプ
レーン群の各々に１対１に対応し、第１フレーム領域分
割部２３で領域分割されたｎ個のプレーン群に関する領
域分割結果の各々をそれぞれ独立に並列に入力して領域
分割を行い領域分割結果を出力し、出力部２８は、第１
フレーム領域分割部２３およびｎ個の領域分割部２４〜
２７で生成される符号データを出力する。

【００４８】続いて、図１０に示す第１フレーム領域分
割部２３、領域分割部２４について詳細に説明する。図
１１は、図１０に示す第１フレーム領域分割部２３の構
成の概略を示すブロック図である。第１フレーム領域分
割部２３は、入力部２３１、第１出力切替部２３２、差
分領域分割部２３３、出力部２３４、遅延部２３５およ
び第２出力切替部２３６を含んでいる。

【００４９】入力部２３１はビットプレーン生成部２２
（図１０参照）で生成された各プレーン群のデータを入
力し、第１出力切替部２３２は各プレーン群の属するフ
レームに応じて第１フレームであれば差分領域分割部２
３３へデータを出力し第２フレーム以降であれば直接第
２出力切替部２３６へデータを出力する。領域分割部２
３３は、第１フレームの第１プレーン群のデータに対し
て（図６に示す領域分割に対応する）領域分割を行い、
領域分割によって生成される符号データを出力部２３
４、遅延部２３５に出力する。また、領域分割部２３３
は、第１フレームの第２プレーン群以降のプレーン群の
データに対し前プレーン群のデータに対する領域分割結
果を用いて（図７に示す領域分割に対応する）領域分割
を行い、領域分割によって生成される符号データを遅延
部２３５、第２出力切替部２３６に出力する。

【００５０】出力部２３４は第１フレーム第１プレーン
群のデータに対する領域分割の結果生成される符号デー
タを出力部２８（図１０参照）に出力し、遅延部２３５
は領域分割により生成される符号データを一時的に記憶
し第１出力切替部２３２に出力する。また、第２出力切
替部２３６は、第１出力切替部２３２から入力されるデ
ータのプレーン群番号に基づいて、対応するｎ個の領域
分割部２４〜２７のいずれかを選択し、入力されるデー
タをそのまま出力する。

【００５１】図１２は、図１０に示す領域分割部２４の
構成の概略を示すブロック図である。以下では、領域分
割部２４の構成（後に動作）について説明するが、これ
以外に設けられる（ｎ−１）個の領域分割部２５〜２７
についても同様の構成である。領域分割部２４は、入力
部２４１、差分領域分割部２４２、遅延部２４３および
出力部２４４を含んでいる。

【００５２】入力部２４１は、第１フレーム領域分割部
２３の第２出力切替部２３６（図１１参照）より第１フ
レームから第ｍフレームまでの第１プレーン群のデータ
を順次入力する。（領域分割部２５の入力部は第２プレ
ーン群のデータを順次入力し、領域分割部２６の入力部
は第３プレーン群のデータを順次入力し、…、領域分割
部２７の入力部は第ｎプレーン群のデータを順次入力す
る。）差分領域分割部２４２は、入力部２４１から入力
されたデータを、遅延部２４３に格納されている前フレ
ームのプレーン群での領域分割結果をもとに符号化し、
この符号化によって得られた符号データを遅延部２４３
と出力部２４４とに出力する。ここで、入力部２４１か
ら入力されたデータが第１フレームのプレーン群に対す
る領域分割結果を示すデータである場合には、このデー
タに対する領域分割は行われず遅延部２４３に記憶さ
れ、第２フレームのプレーン群の入力に備えられる。

【００５３】遅延部２４３は、入力部２４１から入力さ
れる第１フレームの符号データを一時的に記憶し、差分
領域分割部２４２で領域分割により生成される第２フレ
ーム以降の符号データを一時的に記憶する。出力部２４
４は、領域分割の結果生成される符号データを出力部２
８（図１０参照）に出力する。次に、これらのような構
成の第１フレーム領域分割部２３（図１０参照）とｎ個
の領域分割部２４〜２７との動作を説明する。

【００５４】図１３は第１フレーム領域分割部２３での
動画像データに対する制御の手順を示すフローチャート
であり、図１４は領域分割部２４での動画像データに対
する制御の手順を示すフローチャートである。以下で用
いる記号は、次に示すような意味で用いる。 Ｍ（ｓ，ｔ）：ＦＰ（ｓ，ｔ）の領域分割結果を遅延部
２３５（図１１参照）に相応するメモリに記憶 ＥＡＣＨ＿ＯＵＴ（ｓ）：Ｆ（１，ｓ）の領域分割結果
を、ｓに対応するｎ個の領域分割部２４〜２７と出力部
２８とに出力 ＳＩＭＰＬＥ＿ＯＵＴ（ｓ）：第ｓフレームの各プレー
ン群をｓに対応するｎ個の領域分割部２４〜２７にその
まま出力（第１フレーム以外のプレーン群のデータを対
象としている） また、これらのような記号の他に第１の実施の形態の動
画像データ圧縮装置で用いた記号をここでも用いる。こ
れらの記号を再掲する。 ｍ：１処理単位に含まれるフレームの総数 ｎ：１フレームに含まれるプレーン群の総数 ｆ：現在処理中のフレームを示すフレーム番号 ｐ：現在処理中のプレーン群を示すプレーン群番号 ＦＰ（ｓ，ｔ）：第ｓフレームの第ｔプレーン ＬＳ（ｓ，ｔ）：ＦＰ（ｓ，ｔ）をロスレス領域分割に
より符号化 ＤＬＳ（ｓ，ｔ；ｕ，ｖ）：ＦＰ（ｕ，ｖ）の領域分割
結果を用いて、ＦＰ（ｓ，ｔ）をロスレス領域分割によ
り符号化 ＯＭ（ｓ，ｔ）：ＦＰ（ｓ，ｔ）のロスレス領域分割結
果を出力部２４４（図１２参照）に出力し、遅延部２４
３に相応するメモリに記憶 以下に示す第１フレーム領域分割部２３の動画像データ
に対する制御では、ｍ＞１、ｎ＞１とする。

【００５５】第１フレーム領域分割部２３では、まず、
処理の対象としているフレームのフレーム番号ｆが１で
あるか否かが判断される（Ｓ２０１）。ｆが１であれば
（Ｓ２０１にて、ｙｅｓ）、続いて、処理の対象として
いるフレームが属するプレーン群ｐが１であるか否かが
判断される（Ｓ２０２）。ｐが１であれば（Ｓ２０２に
て、ｙｅｓ）、ＬＳ（１，ｐ）およびＭ（１，ｐ）によ
って、ロスレス領域分割および領域分割結果のメモリ記
憶が行われ（Ｓ２０３）、ＥＡＣＨ＿ＯＵＴ（ｐ）によ
って、領域分割結果の出力が行われる（Ｓ２０４）。

【００５６】新たに入力される動画像データに対して
は、始めに、ＦＰ（１，１）が処理の対象とされ、上述
のような処理によって、ＦＰ（１，１）に対するロスレ
ス領域分割による符号データが行われ、符号データが遅
延部２３５（図１１参照）に出力され符号化が終了す
る。続いて、ｐに１が加えられ（Ｓ２０５）、ＤＬＳ
（１，ｐ；ｆ，ｐ−１）およびＭ（１，ｐ）によって、
ロスレス領域分割および領域分割結果のメモリ記憶が行
われ（Ｓ２０６）、ＥＡＣＨ＿ＯＵＴ（ｐ）によって、
領域分割結果の出力が行われる（Ｓ２０７）。この後、
ｐが１フレームに含まれるプレーン群の総数ｎに等しい
か否かが判断され、ｐがｎに等しくなければ（Ｓ２０８
にて、ｎｏ）、Ｓ２０５からの処理が繰り返される。

【００５７】これらのような処理によって、ＦＰ（１，
２）からＦＰ（１，ｎ）に対してそれぞれロスレス領域
分割による符号化が行われ、第１フレームに含まれるプ
レーン群に対するロスレス領域分割による符号データが
対応する（ｎ−１）個の領域分割部２５〜２７のいずれ
かと出力部２８とに出力され、第１フレームに対しての
ロスレス領域分割による符号化が終了する。

【００５８】また、ｐが１でないときには（Ｓ２０２に
て、ｎｏ）、適切な領域分割が行われるようＳ２０６へ
と処理は移され、ｆが１でないときには（Ｓ２０１に
て、ｎｏ）、ＳＩＭＰＬＥ＿ＯＵＴ（ｆ）によって、第
２フレーム以降のプレーン群のデータは、領域分割され
ることなくそのままｎ個の領域分割部２４〜２７のうち
のプレーン群に対応するものに出力される（Ｓ２０
９）。

【００５９】これらのような第１フレーム領域分割部２
３（図１１参照）での動画像データに対する処理を受け
て、ｎ個の領域分割部２４〜２７の各々では次に示すよ
うな動画像データに対する処理が行われる。領域分割部
２４（他の（ｎ−１）個の領域分割部２５〜２７につい
ても同様）では、まず、ＤＬＳ（ｆ，ｐ；ｆ−１，ｐ）
およびＯＭ（ｆ，ｐ）によって、ＦＰ（ｆ，ｐ−１）に
対する領域分割結果をもとにしたＦＰ（ｆ，ｐ）に対す
る領域分割および領域分割結果の出力、メモリ記憶が行
われる（Ｓ３０１）。

【００６０】続いて、ｆが１処理単位に含まれるフレー
ムの総数ｍに等しいか否かが判断され、ｆがｍに等しく
なければ（Ｓ３０２にて、ｎｏ）、ｆに１が加えられ
（Ｓ３０３）、Ｓ３０１からの処理が繰り返され、ｆが
ｍに等しければ（Ｓ３０２にて、ｙｅｓ）、本処理は終
了する。特に、現在処理中のフレームを示すフレーム番
号ｆが１のとき、先述のようにして、既に第１フレーム
領域分割部２３によって領域分割がなされ領域分割結果
が出力されており、Ｓ３０１での処理では、第１フレー
ムの領域分割結果は、第２フレーム以降の処理のために
遅延部２４３（図１２参照）に記憶されるのみである。

【００６１】領域分割部２４での処理は第１プレーン群
に対して行われるものとし、対象とするフレームが第２
フレーム以降である場合、たとえばｆ＝２として、ＤＬ
Ｓ（ｆ，ｐ；ｆ−１，ｐ）によって、ＦＰ（１，１）に
対するロスレス領域分割結果をもとにＦＰ（２，１）に
対するロスレス領域分割が行われ符号データが生成され
る。新たに得られたＦＰ（２，１）に対する領域分割結
果を示す符号データは、ＯＭ（２，１）により出力され
メモリに記憶される。以降、これらの処理が第ｍフレー
ムまで繰り返され、ＦＰ（２，１）からＦＰ（ｍ，１）
に対する領域分割によって符号データが生成される。

【００６２】以上のようにして、１処理単位のフレーム
についてのロスレス領域分割が行われ、後続するフレー
ムに対してはｆ＝１とされＳ１より新たに処理が行われ
る。これらにより、圧縮率を改善しつつ処理時間を短縮
して動画像データをロスレス圧縮し、プログレッシブ性
を有する符号データを生成することが可能になる。さら
に、フレーム間での処理を各ビットプレーンごとに独立
に並列して行うことにより、より処理時間を短縮するこ
とができる。

【００６３】

【発明の効果】本発明に係る動画像データ圧縮装置は、
１フレーム内に含まれる複数の画素の各々に対応し、複
数のビットからなる画像データを連続的に符号化するこ
とにより、複数のフレームからなる動画像データを圧縮
し符号データを生成する動画像データ圧縮装置であっ
て、前記複数のビットから単数または連続する複数のビ
ット位置を、重なることなく複数選択し、前記選択した
単数または連続する複数のビット位置に対応する部分画
像データから１フレームに対するビットプレーンを生成
するビットプレーン生成手段と、一のビットプレーンに
対して行われた領域分割の結果を用いて、前記一のビッ
トプレーンと同一のフレームから生成される別のビット
プレーンを再帰的に領域分割して符号データを生成する
第１の領域分割手段と、前記第１の領域分割手段による
前記一のビットプレーンに対して行われた領域分割の結
果を用いて、前記一のビットプレーンが生成されるフレ
ームに後続するフレームから前記ビットプレーン生成手
段によって生成され、前記一のビットプレーンと選択さ
れるビット位置が同一のビットプレーンを領域分割して
符号データを生成する第２の領域分割手段とを備えてい
る。

【００６４】本動画像データ圧縮装置によると、前記複
数のビットから単数または連続する複数のビット位置が
重なることなく複数選択され、選択された単数または連
続する複数のビット位置に対応する部分画像データから
１フレームに対するビットプレーンが生成され、一のビ
ットプレーンに対して行われた領域分割の結果が用いら
れて、前記一のビットプレーンと同一のフレームから生
成される別のビットプレーンが再帰的に（ここでは、こ
の”再帰的”を、あるビットプレーンに対して行われた
領域分割の結果が用いられて別のビットプレーンに対す
る領域分割が行われるという意味を明確にするために用
いている）領域分割されて符号データが生成され、前記
一のビットプレーンに対して行われた領域分割の結果が
用いられて、前記一のビットプレーンが生成されるフレ
ームに後続するフレームから生成され、前記一のビット
プレーンと選択されるビット位置が同一のビットプレー
ンが領域分割されて符号データが生成される。

【００６５】これにより、空間的なフレーム内での画像
の相関と時間的な連続するフレーム間での画像の相関と
の双方を利用しビットプレーンを用いて符号化を行なう
ため、圧縮率を改善しつつ処理時間を短縮して動画像デ
ータを圧縮し符号データを生成することができる。上記
の動画像データ圧縮装置を、前記ビットプレーン生成手
段は、前記複数のビット位置の選択を前記画像データを
構成する複数のビット位置が余ることなく行い、前記第
１の領域分割手段は、前記ビットプレーン生成手段によ
って生成された前記複数のビットプレーンの各々に対し
て順に再帰的に領域分割を行い符号データを生成し、か
つ、前記第１の領域分割手段および前記第２の領域分割
手段は領域分割をロスレスに行うものすることができ
る。

【００６６】本動画像データ圧縮装置によると、前記複
数のビットから単数または連続する複数のビット位置が
重なることなくかつ余ることなく選択され、選択された
単数または連続する複数のビット位置に対応する部分画
像データから１フレームに対するビットプレーンが生成
され、一のビットプレーンに対して行われたロスレスな
領域分割の結果が用いられて、前記一のビットプレーン
と同一のフレームから生成される別のビットプレーンが
順に再帰的にロスレスに領域分割されて、生成された複
数のビットプレーンの各々が領域分割され、前記複数の
ビットプレーンの各々に対して行われた領域分割の結果
が用いられて、前記複数のビットプレーンの各々が生成
されるフレームに後続するフレームから生成され、前記
複数のビットプレーンの各々と選択されるビット位置が
同一のビットプレーンが領域分割されて符号データが生
成される。

【００６７】これにより、空間的なフレーム内での画像
の相関と時間的な連続するフレーム間での画像の相関と
の双方を利用しビットプレーンを用いて符号化を行なう
ため、圧縮率を改善しつつ処理時間を短縮して動画像デ
ータをロスレス圧縮し符号データを生成することができ
る。さらに、上記の動画像データ圧縮装置を、前記第１
の領域分割手段は、前記ビットプレーン生成手段によっ
て生成されるビットプレーンのうち一のビットプレーン
に対して行われた領域分割の結果を用いて、前記一のビ
ットプレーンと同一のフレームから生成され、前記一の
ビットプレーンのビット位置に連続し、より下位のビッ
ト位置が対応するビットプレーンを領域分割して符号デ
ータを生成するものとすることができる。

【００６８】本動画像データ圧縮装置によると、前記複
数のビットから単数または連続する複数のビット位置が
重なることなくかつ余ることなく選択され、選択された
単数または連続する複数のビット位置に対応する部分画
像データから１フレームに対するビットプレーンが生成
され、一のビットプレーンに対して行われたロスレスな
領域分割の結果が用いられて、前記一のビットプレーン
と同一のフレームから生成され、前記一のビットプレー
ンのビット位置に連続し、より下位のビット位置が対応
するビットプレーンがロスレスに領域分割されて、生成
された複数のビットプレーンの各々が順に再帰的に領域
分割され、前記複数のビットプレーンの各々に対して行
われた領域分割の結果が用いられて、前記複数のビット
プレーンの各々が生成されるフレームに後続するフレー
ムから生成され、前記複数のビットプレーンの各々と選
択されるビット位置が同一のビットプレーンが領域分割
されて符号データが生成される。

【００６９】これにより、空間的なフレーム内での画像
の相関と時間的な連続するフレーム間での画像の相関と
の双方を利用しビットプレーンを用いて符号化を行なう
ため、圧縮率を改善しつつ処理時間を短縮して動画像デ
ータをロスレス圧縮し、符号データを生成することがで
きる。この符号データは、画像データのうちより大きな
重みを有する上位ビットから順に生成され、プログレッ
シブ性を有するものとなる。

【００７０】また、本発明に係る動画像データ圧縮装置
は、１フレーム内に含まれる複数の画素の各々に対応
し、複数のビットからなる画像データを連続的に符号化
することにより、ｍフレーム（ｍを２以上の整数とし、
処理の順に第１フレーム、第２フレーム、…、第ｍフレ
ームとする）からなる動画像データを圧縮し符号データ
を生成する動画像データ圧縮装置であって、前記複数の
ビットから単数または複数のビット位置を重なることな
くかつ余ることなくｎ組（ｎを２以上の整数とし選択に
応じてのビット数の和を前記画像データのビット数に等
しいものとする）選択し、前記ｎ組のビット位置の各々
に対応する部分画像データから１フレームに対するビッ
トプレーンを生成する（前記画像データの上位のビット
位置を含むものから順に第１プレーン群、第２プレーン
群、…、第ｎプレーン群とする）ビットプレーン生成手
段と、第１フレームの第１プレーン群をロスレスに領域
分割して第１フレームの第１プレーン群に対する符号デ
ータを生成する第１の領域分割手段と、ｐ１（ｐ１を２
以上ｎ以下の整数とする）の昇順に、前記第１フレーム
の第（ｐ１−１）プレーン群をロスレスに領域分割する
ことにより生成される符号データを用いて、前記第１フ
レームの第ｐ１プレーン群をロスレスに領域分割して第
１フレームの第ｐ１プレーン群に対する符号データを生
成する第２の領域分割手段と、異なるｐ２（ｐ２を１以
上ｎ以下の整数とする）に対して独立に並列してｆ（ｆ
を２以上ｍ以下の整数とする）の昇順に、第（ｆ−１）
フレームの第ｐ２プレーン群をロスレスに領域分割する
ことにより生成される符号データを用いて、第ｆフレー
ムの第ｐ２プレーン群をロスレスに領域分割して第ｆフ
レームの第ｐ２プレーン群に対する符号データを生成す
るｎ個の第３の領域分割手段とを備えている。

【００７１】本動画像データ圧縮装置によると、前記複
数のビットから単数または複数のビット位置が重なるこ
となくかつ余ることなくｎ組選択され、前記ｎ組のビッ
ト位置の各々に対応する部分画像データから１フレーム
に対するビットプレーンが生成され、第１フレームの第
１プレーン群はロスレスに領域分割され第１フレームの
第１プレーン群に対する符号データが生成され、ｐ１の
昇順に、前記第１フレームの第（ｐ１−１）プレーン群
がロスレスに領域分割されることにより生成される符号
データが用いられて、前記第１フレームの第ｐ１プレー
ン群がロスレスに領域分割されて第１フレームの第ｐ１
プレーン群に対する符号データが生成され、異なるｐ２
に対して独立に並列してｆの昇順に、第（ｆ−１）フレ
ームの第ｐ２プレーン群がロスレスに領域分割されるこ
とにより生成される符号データが用いられて、第ｆフレ
ームの第ｐ２プレーン群がロスレスに領域分割されて第
ｆフレームの第ｐ２プレーン群に対する符号データが生
成される。

【００７２】これにより、空間的なフレーム内での画像
の相関と時間的な連続するフレーム間での画像の相関と
の双方を利用しビットプレーンを用いて符号化を行なう
ため、圧縮率を改善しつつ処理時間を短縮して動画像デ
ータをロスレス圧縮し、プログレッシブ性を有する符号
データを生成することができる。さらに、処理を各プレ
ーン群ごとに独立に並列して行うことにより、より処理
時間を短縮することができる。

【００７３】上記の画像データ圧縮装置を、前記領域分
割は４分木分割であるものとすることができる。本動画
像データ圧縮装置によると、領域分割は４分木分割によ
り行われる。これにより、圧縮率を改善しつつ処理時間
を短縮して動画像データをロスレス圧縮し、プログレッ
シブ性を有する符号データを生成することができる。

【００７４】また、本発明をソフトウェアによって構成
することも可能である。本発明に係る動画像データ圧縮
のためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体は、１フレーム内に含まれる複数の画素の
各々に対応し、複数のビットからなる画像データを連続
的に符号化することにより、ｍフレーム（ｍを２以上の
整数とし、処理の順に第１フレーム、第２フレーム、
…、第ｍフレームとする）からなる動画像データを圧縮
し符号データを生成する、動画像データ圧縮のためのプ
ログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体であって、前記複数のビットから単数または連続する
複数のビット位置を重なることなくかつ余ることなくｎ
組（ｎを２以上の整数とし選択に応じてのビット数の和
を前記画像データのビット数に等しいものとする）選択
し、前記ｎ組のビット位置の各々に対応する部分画像デ
ータから１フレームに対するビットプレーンを生成し
（前記画像データの上位のビット位置を含むものから順
に第１プレーン群、第２プレーン群、…、第ｎプレーン
群とする）、第１フレームの第１プレーン群をロスレス
に領域分割して第１フレームの第１プレーン群に対する
符号データを生成し、ｐ１（ｐ１を２以上ｎ以下の整数
とする）の昇順に、前記第１フレームの第（ｐ１−１）
プレーン群をロスレスに領域分割することにより生成さ
れる符号データを用いて、前記第１フレームの第ｐ１プ
レーン群をロスレスに領域分割して第１フレームの第ｐ
１プレーン群に対する符号データを生成し、ｆ（ｆを２
以上ｍ以下の整数とする）、ｐ２（ｐ２を１以上ｎ以下
の整数とする）の昇順に、第（ｆ−１）フレームの第ｐ
２プレーン群をロスレスに領域分割することにより生成
される符号データを用いて、第ｆフレームの第ｐ２プレ
ーン群をロスレスに領域分割して第ｆフレームの第ｐ２
プレーン群に対する符号データを生成することを特徴と
している。

【００７５】本動画像データ圧縮のためのプログラムに
よると、前記複数のビットから単数または連続する複数
のビット位置が重なることなくかつ余ることなくｎ組選
択され、前記ｎ組のビット位置の各々に対応する部分画
像データから１フレームに対するビットプレーンが生成
され、第１フレームの第１プレーン群がロスレスに領域
分割されて第１フレームの第１プレーン群に対する符号
データが生成され、ｐ１の昇順に、前記第１フレームの
第（ｐ１−１）プレーン群がロスレスに領域分割される
ことにより生成される符号データが用いられて、前記第
１フレームの第ｐ１プレーン群がロスレスに領域分割さ
れて第１フレームの第ｐ１プレーン群に対する符号デー
タが生成され、ｆ、ｐ２の昇順に、第（ｆ−１）フレー
ムの第ｐ２プレーン群がロスレスに領域分割されること
により生成される符号データが用いられて、第ｆフレー
ムの第ｐ２プレーン群が領域分割されて第ｆフレームの
第ｐ２プレーン群に対する符号データが生成される。

【００７６】これにより、空間的なフレーム内での画像
の相関と時間的な連続するフレーム間での画像の相関と
の双方を利用しビットプレーンを用いて符号化を行なう
ため、圧縮率を改善しつつ処理時間を短縮して動画像デ
ータをロスレス圧縮し、プログレッシブ性を有する符号
データを生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の動画像データ圧縮装置１の
構成の概略を示す図である。

【図２】演算装置１２の構成の概略を示すブロック図で
ある。

【図３】図２に示すビットプレーン生成部１２２で生成
されるビットプレーンの構成を説明するための図であ
る。

【図４】図２に示す領域分割部１２３の構成の概略を示
すブロック図である。

【図５】領域分割部１２３で用いられる４分木分割の概
略を説明するための図である。

【図６】領域分割部１２３３で行われる４分木分割を説
明するための図である。

【図７】前プレーン結果使用差分領域分割部１２３４、
前フレーム結果使用差分領域分割部１２３５で行われ
る、あるプレーン群に対する領域分割結果を用いての４
分木分割を説明するための図である。

【図８】領域分割部１２３での動画像データに対する制
御の手順を示すフローチャートである。

【図９】１処理単位での処理の結果領域分割されて符号
化されるビットプレーンに用いられている相関を示す図
である。

【図１０】第２の実施の形態の動画像データ圧縮装置の
演算装置の構成の概略を示すブロック図である。

【図１１】図１０に示す第１フレーム領域分割部２３の
構成の概略を示すブロック図である。

【図１２】図１０に示す領域分割部２４の構成の概略を
示すブロック図である。

【図１３】第１フレーム領域分割部２３での動画像デー
タに対する制御の手順を示すフローチャートである。

【図１４】領域分割部２４での動画像データに対する制
御の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 動画像データ圧縮装置 １１ 入力装置 １２ 演算装置 １３ 記憶装置 １４ 出力装置 １２１ 入力部 １２２ ビットプレーン生成部 １２３ 領域分割部 １２４ 出力部 １２３１ 入力部 １２３２ 入出力切替部 １２３３ 領域分割部 １２３４ 前プレーン結果使用差分領域分割部 １２３５ 前フレーム結果使用差分領域分割部 １２３６ 遅延部 １２３７ 出力部 1123

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １フレーム内に含まれる複数の画素の各
   々に対応し、複数のビットからなる画像データを連続的
   に符号化することにより、複数のフレームからなる動画
   像データを圧縮し符号データを生成する動画像データ圧
   縮装置であって、 前記複数のビットから単数または連続する複数のビット
   位置を、重なることなく複数選択し、前記選択した単数
   または連続する複数のビット位置に対応する部分画像デ
   ータから１フレームに対するビットプレーンを生成する
   ビットプレーン生成手段と、 一のビットプレーンに対して行われた領域分割の結果を
   用いて、前記一のビットプレーンと同一のフレームから
   生成される別のビットプレーンを再帰的に領域分割して
   符号データを生成する第１の領域分割手段と、 前記第１の領域分割手段による前記一のビットプレーン
   に対して行われた領域分割の結果を用いて、前記一のビ
   ットプレーンが生成されるフレームに後続するフレーム
   から前記ビットプレーン生成手段によって生成され、前
   記一のビットプレーンと選択されるビット位置が同一の
   ビットプレーンを領域分割して符号データを生成する第
   ２の領域分割手段とを備える動画像データ圧縮装置。
2. 【請求項２】 前記ビットプレーン生成手段は、前記複
   数のビット位置の選択を前記画像データを構成する複数
   のビット位置が余ることなく行い、 前記第１の領域分割手段は、前記ビットプレーン生成手
   段によって生成された前記複数のビットプレーンの各々
   に対して順に再帰的に領域分割を行い符号データを生成
   し、 かつ、前記第１の領域分割手段および前記第２の領域分
   割手段は領域分割をロスレスに行う請求項１に記載の動
   画像データ圧縮装置。
3. 【請求項３】 前記第１の領域分割手段は、 前記ビットプレーン生成手段によって生成されるビット
   プレーンのうち一のビットプレーンに対して行われた領
   域分割の結果を用いて、 前記一のビットプレーンと同一のフレームから生成さ
   れ、前記一のビットプレーンのビット位置に連続し、よ
   り下位のビット位置が対応するビットプレーンを領域分
   割して符号データを生成する請求項１または請求項２に
   記載の動画像データ圧縮装置。
4. 【請求項４】 １フレーム内に含まれる複数の画素の各
   々に対応し、複数のビットからなる画像データを連続的
   に符号化することにより、ｍフレーム（ｍを２以上の整
   数とし、処理の順に第１フレーム、第２フレーム、…、
   第ｍフレームとする）からなる動画像データを圧縮し符
   号データを生成する動画像データ圧縮装置であって、 前記複数のビットから単数または複数のビット位置を重
   なることなくかつ余ることなくｎ組（ｎを２以上の整数
   とし選択に応じてのビット数の和を前記画像データのビ
   ット数に等しいものとする）選択し、前記ｎ組のビット
   位置の各々に対応する部分画像データから１フレームに
   対するビットプレーンを生成する（前記画像データの上
   位のビット位置を含むものから順に第１プレーン群、第
   ２プレーン群、…、第ｎプレーン群とする）ビットプレ
   ーン生成手段と、 第１フレームの第１プレーン群をロスレスに領域分割し
   て第１フレームの第１プレーン群に対する符号データを
   生成する第１の領域分割手段と、 ｐ１（ｐ１を２以上ｎ以下の整数とする）の昇順に、前
   記第１フレームの第（ｐ１−１）プレーン群をロスレス
   に領域分割することにより生成される符号データを用い
   て、前記第１フレームの第ｐ１プレーン群をロスレスに
   領域分割して第１フレームの第ｐ１プレーン群に対する
   符号データを生成する第２の領域分割手段と、 異なるｐ２（ｐ２を１以上ｎ以下の整数とする）に対し
   て独立に並列してｆ（ｆを２以上ｍ以下の整数とする）
   の昇順に、第（ｆ−１）フレームの第ｐ２プレーン群を
   ロスレスに領域分割することにより生成される符号デー
   タを用いて、第ｆフレームの第ｐ２プレーン群をロスレ
   スに領域分割して第ｆフレームの第ｐ２プレーン群に対
   する符号データを生成するｎ個の第３の領域分割手段と
   を備える動画像データ圧縮装置。
5. 【請求項５】 前記領域分割は４分木分割である請求項
   １から請求項４のいずれかに記載の動画像データ圧縮装
   置。
6. 【請求項６】 １フレーム内に含まれる複数の画素の各
   々に対応し、複数のビットからなる画像データを連続的
   に符号化することにより、ｍフレーム（ｍを２以上の整
   数とし、処理の順に第１フレーム、第２フレーム、…、
   第ｍフレームとする）からなる動画像データを圧縮し符
   号データを生成する、動画像データ圧縮のためのプログ
   ラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体で
   あって、 前記複数のビットから単数または連続する複数のビット
   位置を重なることなくかつ余ることなくｎ組（ｎを２以
   上の整数とし選択に応じてのビット数の和を前記画像デ
   ータのビット数に等しいものとする）選択し、前記ｎ組
   のビット位置の各々に対応する部分画像データから１フ
   レームに対するビットプレーンを生成し（前記画像デー
   タの上位のビット位置を含むものから順に第１プレーン
   群、第２プレーン群、…、第ｎプレーン群とする）、 第１フレームの第１プレーン群をロスレスに領域分割し
   て第１フレームの第１プレーン群に対する符号データを
   生成し、 ｐ１（ｐ１を２以上ｎ以下の整数とする）の昇順に、前
   記第１フレームの第（ｐ１−１）プレーン群をロスレス
   に領域分割することにより生成される符号データを用い
   て、前記第１フレームの第ｐ１プレーン群をロスレスに
   領域分割して第１フレームの第ｐ１プレーン群に対する
   符号データを生成し、 ｆ（ｆを２以上ｍ以下の整数とする）、ｐ２（ｐ２を１
   以上ｎ以下の整数とする）の昇順に、第（ｆ−１）フレ
   ームの第ｐ２プレーン群をロスレスに領域分割すること
   により生成される符号データを用いて、第ｆフレームの
   第ｐ２プレーン群をロスレスに領域分割して第ｆフレー
   ムの第ｐ２プレーン群に対する符号データを生成するこ
   とを特徴とする、動画像データ圧縮のためのプログラム
   を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。