KR100271722B1

KR100271722B1 - 중요도 양자화기를 구비한 데이타 압축 시스템

Info

Publication number: KR100271722B1
Application number: KR1019940702927A
Authority: KR
Inventors: 제롬 마아크 샤피로
Original assignee: 제이 엘. 차스킨; 제너럴 일렉트릭 컴퍼니; 버나드 스나이더, 아더엠. 킹
Priority date: 1992-02-26
Filing date: 1993-01-22
Publication date: 2000-11-15
Also published as: CA2130478A1; US5321776A; CA2130478C; JPH07504306A; WO1993017524A1; JP3993632B2; KR950700671A

Abstract

본 발명의 데이타 처리 시스템은 비제로 값의 중요 계수 코딩에 개별적으로 중요도 맵의 엔트리를 코딩함으로써 비제로 값의 중요 계수의 압축을 증가시킨다. (1038)로 부터 제시된 기호는 트리 구조 내의 중요 계수의 연관군을 포함하는 제로 트리 구조를 나타낸다. 제로 트리 기호는 임계치 T보다 큰 임계치에서 비중요하다고 밝혀진 계수(1002 로 부터 ) 및 그의 모든 자손 계수들이 소정 임계치 T 보다 작은 크기를 갖는 경우에 그 계수는 제로 트리의 루트임을 나타낸다. 제로 트리 구조는 데이타 압축을 용이하게 해주는 연속 세분 양자화 및 엔트로피 코딩과 함께 피라미드 형 이미지 서브밴드 처리기에 관련하여 설명된다.

Description

중요도 양자화기를 구비한 데이타 압축 시스템

제1도는 본 발명의 원리에 따른 압축 시스템의 동작과 관련된 다중 레벨 이미지 서브밴드 분해 과정을 묘사한다.

제2도는 이미지 표시 신호를 다수의 서브밴드 성분으로 분해하는 장치를 예시한다.

제3도 내지 제8도는 다양한 형태의 다중 레벨의 서브밴드 분해 과정을 예시한다.

제9도 내지 제12도는 본 발명에 따른 코딩 시스템의 동작의 여러 특징을 설명하는 흐름도이다.

제13도는 제10도에 도시된 흐름도의 변형을 나타낸다.

제14도는 본 발명에 따른 시스템을 구현하기 위한 인코더의 블록도이다.

제15도 내지 제17도는 본 발명에 따른 디코딩 시스템의 다양한 특징을 설명하는 흐름도이다.

제18도는 본 발명에 따른 시스템을 구현하기 위한 디코더의 블록도이다.

제1도에서, 원 이미지는 3 개의 피라미드 레벨로 분해된다. 윈 이미지 맵은 폭(W) × 높이 (H)로 한정되는 종횡비를 갖고, 연속 세기 특성을 나타내는 흔히 “펠(Pel )” 또는 “픽셀”로 불리는 다수의 디지탈 화소로 구성된다. 이 예시에서, 원 이미지는 이미지의 우측 하부에 도시된 단일 펠을 단위로 한 512 펠 × 512 펠 이미지이다. 평균값의 원 이미지는 원 이미지가 서브밴드 분해에 영향을 받기 전에 이동되어 별도로 인코딩된다.

원래의 512 × 512 이미지는 최고 미세 세부상, 즉 해상도를 나타낸다. 제 1 분해 레벨에서, 제로 평균의 원 이미지는 제2도를 참조로 설명될 장치에 의해 4 개의 서브밴드로 분해된다. 각 서브밴드는 공간 주파수 밴드를 나타낸다. 제 1 레벨의 서브밴드 이미지는 이하 설명될 바와같이 LL1, LH1, HL1 및 HH1으로 지정된다. 원 이미지를 분해하는 처리 과정은 수평 및 수직 차원으로의 2 회 서브샘플링 하는 과정을 포함하기 때문에, 제 1 레벨의 4 개의 서브밴드 이미지 각각은 각 차원의 원래 이미지의 절반 크기와 W/2 × H/2 (스케일은 표시되지 않음)의 종횡비를 갖는 256 × 256펠 이미지가 된다. 이 레벨의 각 계수는 원 이미지의 동일한 공간상의 위치에서 4 개의 펠(2 × 2 영역)에 해당한다.

서브밴드(LL1)는 저주파수의 수평 정보 및 저주파수의 수직 정보를 동시에 포함한다. 일반적으로, 대부분의 이미지 에너지는 이 서브밴드에 집중된다. 서브밴드(LH1)는 저주파수 수평 정보 및 고주파수 수직 정보(즉 수직 에지정보)를 포함한다. 서브밴드(HL1)은 고주파수 수평 정보 및 저주파수 수직 정보(즉, 수평 에지 정보)를 포함한다. 서브밴드(HH1)는 고주파수 수평 정보 및 고주파수 수직 정보 (즉, 텍스쳐 또는 대각선 에지 정보)를 포함한다. 연속되는 제 2 및 제 3 의 하부 분해 레벨 각각은 이전 레벨의 저주파 LL 서브밴드를 분해함으로써 만들어진다. 따라서, 제 1 레벨의 서브밴드(LL1)는 분해되어 제 2 의 중간정도의 세부 레벨의 서브밴드(LL2, LH2, HL2, HH2)를 만든다. 마찬가지로, 서브밴드(LL2)는 분해되어 제 3 레벨의 미세하지 않은 세부 서브밴드(LL3, LH3, HL3, HH3)를 만든다. 2 회의 서브 샘플링으로 인해 제 2 레벨 서브밴드 이미지 각각은 원 이미지의 1/4 크기인 128 × 128 펠 이미지로 된다. 이 레벨의 각 샘플(펠)은 동일 위치의 원 이미지에서 16 펠(4 × 4 영역)로 한정되는 정보에 해당하므로 중간 정도의 세부를 나타낸다. 마찬가지로, 제 3 레벨 서브밴드 이미지 각각은 원 이미지 의 1/8 크기인 64×64 펠 이미지로 된다.

이 레벨의 각 펠은 동일 위치의 원 이미지에서 64 펠(8 × 8 영역)로 한정 되는 정보를 나타내므로 비교적 미세하지 않은 세부에 해당한다. 분해된 이미지가 물리적으로는 서브샘플링으로 인해 원 이미지보다 작기 때문에 원 이미지를 저장하기 위해 사용되는 512 × 512 메모리는 분해된 모든 서브밴드 이미지를 저장하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 원 이미지 및 분해된 서브밴드(LL1, LL2)는 폐기되어 저장되지 않는다. 부모-자식 관계는 미세하지 않은 세부를 표시하는 서브밴드 성분과 다음의 높은 세부 레벨의 해당 서브밴드 사이에 존재한다. 단지 세 개의 서브밴드 분해 레벨이 도시되어 있지만, 특정 시스템의 요구에 따라 추가의 레벨이 발생될 수 있다. 또한, DCT 또는 선형적으로 이격된 서브밴드와 같은 다른 변환에 의해, 상이한 부모-자식 관계가 제5도 -제8도에 도시된 바와 같이 설정될 수도 있다. 서브밴드 분해 처리 동작은 제2도에 도시된 장치에 의해 수행될 수도 있다. W × H 크기를 갖는 이미지를 나타내는 입력 신호는 유닛(24, 25)을 통해 수평으로 2 회 서브샘플링되기 전에 유닛(20, 21)에 의해 수평으로 저역 통과 필터링 및 고역 통과 필터링된다. 유닛(24)에서 서브샘플링된 출력 신호는 유닛(28, 29)을 통해 수직으로 2회 서브샘플링 되기 전에 유닛(26, 28)에 의해 각각 수직으로 저역 통과 필터링 및 고역 통과 필터링된다. 서브밴드 성분(LL, LH)은 유닛(28, 29)의 각 출력에서 나타난다. 마찬가지로, 유닛(25)의 출력 신호는 유닛(32, 33)에 의해 수직으로 서브샘플링되기 전에 유닛(30, .31)에 의해 각각 수직으로 저역 통과 필터링 및 고역 통과 필터링된다. 서브밴드 성분(HL, HH)은 유닛(32, 33)의 각 출력에서 나타난다. 서브밴드 분해기에 관련된 필터 유닛은 바람직하게는 수평 밴드 및 수직 밴드를 저주파수 밴드 및 고주파수 밴드로 분리하는 디지탈 직각 미러 필터(QMF)이다. 다음의 하부 분해 레벨의 QMF 유닛은 이전 레벨의 필터 유닛과 유사하다.

3 개의 분해 레벨에서 다수의 서브밴드의 관계는 제3도에서 다른 방법으로 서술된다. 상이한 분해 레벨에서 해당 서브밴드 간의 부모-자식 관계는 실선의 화살표로 표시되는데, 이 화살표는 비교적 미세하지 않은 데이타 레벨의 부모 성분에서 미세한 데이타 레벨의 자식 성분까지를 가리키고 있다. 제3도는 서브밴드(LL3)를 제외한 모든 부모가 한 서브밴드의 자식들을 갖는 웨이브렛 피라미드에 대한 의존도를 묘사한다. 최종 분해 레벨에 있는 서브밴드(LL3)는 분해되지 않고 서브밴드(HL3, LH3, HH3)에 대한 “부모” 인 유일한 LL 서브밴드이다. 점선은 미세하지 않은 데이타 레벨로 시작하여 각 레벨의 최저 주파수의 서브밴드에서 최고 주파수의 서브밴드까지의 다수의 분해 레벨을 처리하는 하나의 가능 시퀀스를 나타내고 있다. 제3도의 또다른 소정의 특성은 제12도를 참조로 하여 설명될 것이다.

제4-8도는 대체 방안의 서브밴드 분해 포맷을 예시한다. 제4도의 서브밴드 포맷은 각 성분(예, 계수)이 다수의 부모 성분을 가질 수도 있는 점을 제외하면 제3도의 포맷과 유사하다. 제5도 및 제6도는 단일 및 다수의 부모성분을 갖는 각각의 자식 성분에 대한 분리가능한 웨이브렛 분해의 트리 의존도를 예시하고 있다. 분리 가능한 분해에서, 수평 필터링 및 서브샘플링 동작은 수직 필터링 및 서브샘플링 동작 이전에 완료될 수도 있고. 그 역도 성립한다. 제7도 및 제8도는 단일 및 다수의 부모 성분을 갖는 각각의 자식 성분에 대한 이산 코사인 변환(DCT)처럼 선형적으로 이격된 서브밴드 안의 분리가능 블록 변환에 대한 트리 의존도를 예시하고 있다.

설명될 코딩 시스템은 주어진 소정의 임계치에 대해 주어진 서브밴드 분해에 관련된 중요도 맵의 데이타 압축을 수행한다. 중요도 맵에 대한 코딩 시스템은 비트가 중요도의 순서대로 배열된 비트 스트림을 생성할 수 있는 엔트로피 코더 및 상술된 연속 근사값 양자화기와 같은 수단에 의해 비제로 값의 중요 계수의 압축을 증가시킨다.

상술된 시스템은 무엇보다도, 계수(이 경우, 2 차원의 이산 웨이브렛 변환의 계수)의 양자화된 값이 제로 인지 비제로 인지를 나타내는 중요도 맵을 코딩하는 문제를 고려한다. 이는 고 압축화 및 저 비트율 이미지 코딩에 대한 중요 특성이다. 매우 낮은 비트율, 즉, 양자화 후 펠 당 1 비트를 얻기 위해서는, 제로 표시 기호가 발생할 확률이 매우 높아질 것이다. 일반적으로는, 많은 비트군(bit budget)이 중요도 맵의 코딩에 쓰이므로, 중요도 맵의 코딩에서 중요한 향상점은 저 비트율의 압축에서 찾을 수 있다.

중요도 맵의 코딩 비용은 상술된 제로 트리 구조 수단에 의해 절감된다. 보통, 변환 코딩을 이용하는 전형적인 기법은 JPEG 이미지 처리 표준에서 제시된 바와같이 실행 길이 코딩 형태로 중요도 맵을 코딩하는 것이다. 이러한 코딩은 제로로 양자화된 계수의 소정의 비의존성을 얻을 수도 있지만, 실행 길이가 인코딩되어야 하기 때문에 일반적으로는 일차 엔트로피에 대한 개선점을 제공하지 못한다. JPEG 시스템에서는 블록의 모든 남은 계수가 제로인 점을 가리키기 위해 블록 종료(End-of-Block : EOB) 코드가 사용되었다. EOB 코드에 대한 발표된 제로 트리 구조의 주요 장점은 제로 트리 루트가 발생하는 서브밴드의 미세하지 않은 정도가 증가함에 따라 (주파수가 감소함에 따라) 예측된 계수의 갯수가 지수적으로 증가하는 점이다. 반대로, EOB 기호가 발생하는 주파수가 감소함에 따라, 예측된 계수의 갯수는 단지 선형적으로 증가한다. 따라서, 제로 트리 구조에서, 많은 계수들은 대체로 루트가 미세하지 않은 스케일에서 발생하는 평탄한 영역에서 특히 예측될 수 있다.

소정의 임계치에 대해 주어진 서브밴드 분해에 관련된 중요도 맵은 2 진 결정을 표시하는 엔트리 값으로 각 계수가 대체된 서브밴드 분해(제3도)의 복사(copy)이다. 예컨대 관련 계수의 크기가 비중요한 것(크기가 임계치보다 작거나 같은것)을 가리키기 위해 값 “0”이 사용되고, 관련 계수의 크기가 중요한 것(크기가 임계치보다 큰 것)을 가리키기 위해 값 “1”이 사용될 수도 있다. 중요도 맵의 정의는, 엔트리의 부호 및 중요도를 가리키기 위해 값 “1” 과 “-1”을 사용하고 비중요도를 표시하기 위해 “0”을 사용하여 중요 엔트리가 양수 엔트리 및 음수 엔트리로 분리되는 3 진 맵을 포함하도록 확장될 수 있다. 중요도 맵의 중요하거나 비중요한 각 엔트리에 관련된 서브밴드 계수에 의해, 중요도 맵은 서브밴드 분해의 중요 계수의 위치를 효과적으로 가리킨다. 저비트율(고압축)을 얻으려면 다수의 중요 계수가 매우 작아야 하기 때문에 중요도 맵을 계수값으로부터 개별적으로 인코딩하는 것은 저비트율 (예, 샘플당 1 비트 이하)의 데이타 압축 시스템에 대해 특히 유용하다. 중요도 맵의 코딩은 2 진 결정 (중요도 또는 비중요도)이나 3 진 결정 (부호가 중요맵에 표시되는 경우 양의 중요도, 음의 중요도 또는 비중요도)에 관련되므로, 적응 산술 코딩 또는 실행 길이 코딩과 같이 작은 알파벳으로부터 많은 샘플을 인코딩하기에 매우 적합한 인코딩 기법은 중요도 맵의 인코딩에 사용될 수 있다. 비제로 값의 크기를 인코딩하기 위해, 베이스라인 JPEG 시스템에 사용되는 소정표를 갖는 허프만 코딩과 같이 큰 알파벳으로부터 샘플을 인코딩하기에 적합한 다른 기법이 사용될 수 있다.

제로 트리 코딩은 소정 임계치에 대해 주어진 서브밴드 분해에 관련된 중요도 맵을 효과적으로 코딩한다. 관련 서브밴드 분해에서 단일의 분리된 계수의 중요도 또는 비중요도를 표시하는 기호를 사용한 것 외에도, 가능하다면, 비중요 계수(크기가 주어진 임계치보다 작거나 같음)의 엔트리는 함께 그룹지어져 예시된 시스템에서 다중 해상도 데이타 표시부의 제로 트리 구조를 형성함으로써 공동 코딩되고, 제로 트리의 루트들은 중요도 맵 인코더의 알파벳에서 단일의 전용 기호로 코딩된다. 이를 위해, 각 계수는 별도로 평가된다. 중요도 맵의 엔트리는 관련 서브밴드 계수 및 모든 자손 계수가 소정의 임계치보다 작거나 같은 크기를 갖는 경우 제로 트리 루트로서 코딩된다. 그러나, 중요 자손 계수가 있는 경우, 비중요 계수에 대한 엔트리는 “고립된 제로(isolated zero)”에 대한 기호를 사용하여 인코딩된다. 따라서, 중요도 맵은 2 진 중요도 맵인 경우 세가지 기호 (중요도, 고립된 제로, 제로 트리 루트)에 의해 인코딩되고, 부호화된 데이타에 대한 3 진 중요도 맵인 경우 4 가지 기호 (양의 중요도, 음의 중요도, 고립된 제로, 제로 트리 루트)에 의해 인코딩된다.

중요도 맵의 엔트리가 제로 트리의 루트인지를 결정하게 되면 일반적으로 다수의 자손 계수의 중요도를 예측할 수 있기 때문에 저비트율 압축 시스템에서 제로 트리 코딩이 특히 중요하다. 자손 계수에 관련된 중요도 맵의 엔트리는 루트로부터 예측될 수 있으므로 그 중요도를 인코딩하는데 있어서 어떠한 추가의 기호도 요구되지 않는다. 따라서, 전체 트리의 비중요도는 매우 낮은 비용으로 인코딩된다.

비제로 중요 계수의 실제 값을 인코딩하기 위해 종래의 수단이 사용될 수도 있지만, 제로 트리 구조에 관련된 임계 동작으로 인해 점차로 미세한 임계치에서 데이타를 세분하는 연속 근사값 양자화기가 함께 사용될 수 있다. 이를 위해, 다단(multistage)의 양자화기는 이전의 보다 큰 임계치에서 비중요하게 여겨지던 계수에 관련된 중요도 맵을 효과적으로 인코딩하기 위해 점차로 미세한 임계치에서 제로 트리 인코딩을 사용한다.

연속 근사값 양자화기는 각 분해 레벨의 서브밴드 이미지를 다단 코딩 시스템을 사용하여 코딩하는데, 상기 다단 코딩 시스템의 각 단은 중요도를 결정하기 위해 점차로 미세한 임계치를 사용한다. 코딩 시스템은 메모리에 2 개의 계수 좌표 리스트를 보유한다. 또한, 상기 코딩 시스템은 메모리에 2 개의 복사 서브밴드 분해를 보유한다. 원 복사로 언급되는 제 1 복사는 변화없는 코딩 시스템에 의해 보유된다. 우위 복사로 언급되는 제 2 복사는 계수가 중요하다고 간주될때마다 상기 우위 복사에 대한 계수값을 제로로 세팅되는 방식으로 변경된다. 단의 시작에서, 우위 리스트는 아직 중요하다고 밝혀지지 않은 계수들의 좌표를 포함한다. 하위 리스트는 이전의 큰 임계치에 대해 이전에 중요하다고 밝혀진 상기 원복사의 계수들의 좌표를 포함한다. 각 리스트는 계수가 코딩 처리될 순서대로 좌표를 포함한다. 가장 처음의 단이 시작할 때, 아직 어느 계수도 중요한 것으로서 설정되지 않았으므로 모든 계수 좌표는 원래의 우위 리스트에서 발견되고 하위 리스트는 비어 있다. 계수가 중요하거나 비중요하다고 결정됨에 따라, 그들의 엔트리는 원래의 우위 리스트에서 하위 리스트나 새롭게 발생된 우위 리스트로 각각 이동된다. 원래의 우위 리스트는 모든 엔트리에 관련된 계수가 평가된 후에 없어지고, 새로운 우위 리스트 및 하위 리스트는 점차로 미세한 임계치에서 연속적으로 세분된다. 각 미세 임계치에서, 중요 계수 좌표의 새로운 엔트리는 하위 리스트의 끝에 붙게됨으로써, 한 임계치에서 나타난 중요 계수의 좌표가 미세 임계치에서 나타난 중요 계수의 좌표보다 항상 앞서게 된다. 그 결과, 하위 리스트의 계수 세분부에 해당하는 비트 스트림부는 중요도의 순서에 따라 배열된 비트를 포함하는데, 계수의 세분부는 하위 리스트에 의해 정해지는 순서에 따라 발생한다. 따라서, 제 1 단에서 중요하다고 간주된, 즉, 큰 크기의 계수는 다음 단에서 중요할, 즉, 작은 크기의 계수가 최초로 나타나기 전에 항상 세분된다.

서브밴드 분해의 일반적인 코딩 절차는 제9도에 도시된 흐름도에 의해 예시된다. 이 코딩 절차는 제10도 및 제11도에서 보다 상세히 예시된다. 코딩 처리는 제3도에서 도시된 서브밴드 처리 시퀀스 (스캐닝 순서)에 이어 수행된다. 따라서, 코딩 처리가 시작될 때, 코딩되고 있는 계수는 기본적으로 저주파수의 (미세하지 않은) 정보를 나타낸다. 제9도에서, 유닛(910)은 모든 분해 레벨의 모든 서브밴드 이미지 중 모든 계수의 최대 단일 절대값(M)의 1/2에 해당하는 초기 임계 레벨(T)을 설정한다. 유닛(910A)에서는, 원래의 서브밴브 분해의 복사가 이루어져서 우위 복사로서 의미된다. 유닛(911)에서는, 2 개의 동료 맵, 즉, 이후 설명되겠지만 루트맵과 리프맵이 서브밴드 분해의 우위 복사로 부터 산출된다. 상기 맵들은 인코더에 의해 이용되어 신속하게 제로 트리를 식별한다. 유닛(912)에서는, 원래의 우위 리스트에 관련된 계수가 각 계수의 좌표가 리스트 상에서 나타나는 순서대로 상기 레벨에서 처리된다. 상기 리스트는 서브밴드 분해 처리에 의해 발생되는 계수의 값이 아닌 단지 각 계수의 좌표만을 포함한다. 상기 계수값들은 코딩 처리 중에 필요에 따라 계수값을 획득할 수 있는 별도의 메모리에 저장된다.

비교기(914)는 유닛(912)에서 생성된 코딩된 비트 수를 소정의 비트군으로부터 유효한 총비트 수와 비교한다. 비트군은 임의의 주어진 시간에서 코딩에 유효한 비트 수를 결정하는 카운터에 의해 구현될 수도 있는데, 이 카운터는 유닛(912)에 관련된 산술적 엔트로피 코더의 출력 비트 수에 따라 감분된다. 비트군은 요구 비트율(예, 0.25 비트/펠)과 코딩될 계수의 갯수(이 경우 512×512 이미지에 대한 262, 144 서브밴드 계수)의 곱, 코딩된 비트스트림을 전송시킬 모뎀의 용량, 또는 코딩된 비트스트림의 저장에 사용될 테이프 또는 디스크의 용량과 같은 다양한 인자에 좌우될 수 있다. 여기서 비트군이 비어있다면, 코딩 처리는 유닛(922)에 표시된 바와 같이 종료된다. 비어 있지 않다면, 이전 임계치의 1/2 에 해당하는 새로운 임계치를 발생하는 유닛(916)과 현재의 이 새로운 임계치에서 하위 리스트로부터 계수를 세분하는 유닛(918)을 통해 코딩 처리가 계속된다. 인코딩된 비트수는 비교기(920)에서 비트군과 다시 비교되어, 비트군이 비어 있다면 코딩 처리는 중단된다. 비어 있지 않다면, 루트맵과 리프맵은 서브밴드 분해의 원 복사로 부터 변경되었을수도 있는 서브밴드 분해의 우위 복사로 부터 재산출된다. 우위 리스트의 계수는 유닛(912)의 현재 임계치에서 처리되고 코딩 처리는 비트군이 비게 될 때까지 상기한 바와 같이 계속된다. 현재 (세분된) 임계치의 각 코딩 경로에서, 이전(미세하지 않은) 임계치에서 사전에 중요하다고 밝혀진 계수들은 더욱 중요하게 간주됨에 따라, 계수들이 이전 임계치에서 사전에 비중요하다고 밝혀지기전에 현재 임계치에서 평가된다. 코딩 처리는 비트군의 상태 이외의 인자, 예컨대, 소정의 임계치 반복 횟수, 수용 가능한 왜곡량에 관계된 특성 지수, 제곱 평균 제곱근의 기준, 또는 1/4 비트/펠 같은 요구 비트율 등에 의해 제한될 수도 있다.

우위 및 하위 리스트가 이전 임계치에 비해 더 작은 임계치에서 평가됨에 따라 코딩은 보다 높은 정확도로 세분된다. 이 예시에서, 임계치는 특정 시스템의 요구에 따라 다른 인수들이 선택될 수도 있지만 2 의 인수에 의해 점차로 감소된다. 우위 경로에서 네 기호의 알파벳을 사용하여 세가지 가능성 계수(양의 중요도, 음의 중요도, 비중요도)가 코딩된다. 네가지 기호는 비중요한 고립된 제로 계수를 표시하는 “0”, 비중요한 제로 트리 루트를 표시하는 “1”, 양의 중요 계수를 표시하는 “2” 및 음의 중요 계수를 표시하는 “3”을 말한다. “1”의 제로 트리 루트 기호는 유일한 “그룹형” 기호로, 자손이 있는 계수의 경우에만 발생할 수 있다. 다섯 가지의 코딩 가능성이 존재하더라도 단지 네가지 리스트 코딩 기호가 사용된다. 코딩되지 않은 제 5의 가능성, 즉, 제로 트리 루트로부터 내려오는 비중요 계수는 “1”의 제로 트리 루트 기호가 선조에 대해 코딩되는 경우 함축적으로 코딩된다.

제10도는 우위 리스트에 해당하는 비트 스트림부를 발생하는 서브밴드 이미지를 코딩하는 시스템을 예시하는 흐름도이다.

코딩 처리는 유닛(1002)에 의해 지시되는 바와 같이 원래의 우위 리스트로부터 제 1 계수의 지수 및 관련 x, y 좌표를 획득함으로써 시작한다. 리스트는 관련 계수가 처리될 순서에 따른 서브밴드 계수 지수의 배열이다. 리스트(우위 및 하위)에 대한 각 지수는 주어진 엔트리의 리스트에 위치가 지정된다. 각 엔트리는 계수가 메모리의 소정 어드레스에서 발생되고 메모리에 배치되는 각각 2 가지 버젼의 서브밴드 분해에 대한 관련 성분의 좌표를 지정한다. 처리 순서는 제3도에 도시된 서브밴드 처리 시퀀스에 의해 결정된다. 특히 이 실시예에서, 저주파수 수직 정보를 포함하는 HL 서브밴드의 계수에 관련된 좌표는 그와 같은 계수를 수직 스캐닝하도록 배열되고, 저주파수 수평 정보를 포함하는 LH 서브밴드의 계수에 관련된 지수는 그러한 계수를 수평 스캐닝하도록 배열된다. LL 및 HH 서브밴드의 계수에 관련된 지수는 소위 피노-힐버트 플레인 필링 커브(Peano-HiLbert plane filling curve)에 따라 스캐닝하도록 배열되는데, 상기 커브에 대해서는 Lempel 씨 등의 “이차원 데이타의 압축”(정보 이론에 관한 IEEE 회보. Vol IT-32. No. 1. 1986년 1월)에 설명되어 있다.

원래의 우위 리스트에 대하여, 서브 밴드는 부모 계수가 그 자식 계수보다 항상 앞에 나타나도록 소정의 시간으로 1회 스캐닝된다. 제로 트리는 주어진 분해 레벨의 계수와 함께 시작하여 제 1 분해 레벨에서 종료되지만 중간 분해 레벨에서는 종료일 수 없다. 따라서, 제로 트리가 가능한 경우 스캐닝은 최저 주파수 서브밴드(LL3)의 계수에 따라 시작하여 최고 주파수 서브밴드(HH1)의 계수에 따라 종료된다.

유닛(1004)에서, 현재 지수 엔트리의 계수의 크기는 서브밴드 분해의 우위 복사에 크기 값이 저장되는 메모리로부터 획득된다. 비교기(1006)는 계수 크기(X)의 절대값과 현재 임계치를 비교하는데, 여기서 현재 임계치는 제9도에서 설명된 바와같이 초기 임계치(T = M/2)이다.

X의 절대값이 현재 임계치보다 크다면, 현재 계수는 중요하다고 간주된 후 비교기(1008)에 의해 평가되어 그 극성이 결정된다. 계수가 음이라면, 코딩 처리에 사용되는 출력 맵의 해당 계수 위치에 재구성값(-3T/2)이 입력되는 블록(1010)으로 코딩 처리가 진행된다. 출력 맵은 계수 좌표가 코딩되는 서브랜드 분해의 계수 좌표에 해당하는 제3도에 도시된 형태의 512×512 이미지 맵이다. 이 출력 맵은 지금까지의 비트 스트림에 생성된 정보로부터 디코더가 재구성될 수 있는 서브밴드 분해의 인코더 버젼을 포함한다.

인코더에서 발생된 출력 맵은 출력 이미지가 재생될 수 있고 디코더에서 발생되는 동일 출력 맵에 해당한다. 디코딩 처리가 인코딩 처리를 트래킹하기 위해서는, 계수들의 상대적 중요도에 관한 임의의 인코딩 결정, 또는 우위 또는 하위 리스트 사이나 그 내부에서 엔트리의 이동은 단지 출력 맵의 정보, 즉, 이전에 인코딩된 정보에만 근거를 두어야 한다. 출력 맵은 모든 계수에 대해 제로 값으로 초기화되고 코딩이 진행됨에 따라 각 중요 계수의 현재 부호화된 값 중에서 가장 디코딩 가능한 추정에 의해 갱신된다. 코딩의 진행에 따라 출력 맵의 계수를 세분하는 처리는 본질적으로는, 더욱 세분된 계수값으로 출력 맵을 점진적으로 재구성하는 것이다.

출력 맵은 가장 양호한 추정의 참(TRUE)값을 유지한다. 우위 리스트 상에 발견된 계수를 처리하는 동안, 계수(X)가 중요하다고 밝혀지는 경우, 출력 맵의 재구성 크기는 현재 임계치와 현재 임계치의 두배의 사이의 중간쯤의 크기로 정확한 부호에 의해 구성된다. 이는 디코딩된 값의 에러를 최소화하기 위해, 양자화 빈(범위 )의 중심, 즉, 인접 결정 레벨들의 중간에 재구성된 계수 값이 배치되는 효과를 갖는다. 따라서, 양의 X에 대하여 현재 임계치의 1/2 (T/2)에 해당하는 양의 재구성 오프셋이 유닛(1016)에 의해 현재 임계치에 가산되어 출력 맵에 3/2 T의 재구성 값이 생성된다. 유사한 처리에 의해, 유닛(1010)은 음의 값의 X 에 대해서도 출력 맵에 -3T/2 의 재구성값을 생성한다. 이 재구성 오프셋 기법은 디코딩 처리를 원조해 주는데, 상기 처리는 디코더 데이타 용량이 한계에 도달되면 그 순간에서 정지될 수 있다. 디코딩 처리가 정지되면, 출력 맵은 디코딩된 정보에 따라 달성될 수 있는 가장 양호하게 재구성된 서브밴드 분해를 포함한다.

비교기(1008)가 음의 중요 계수를 가리키면, 기호 “3”이 발생되어 유닛(1012)의 수단에 의해 산술적 엔트로피 코더에 인가된다. 유닛(1014)은 산술적 엔트로피 코더에 관련된 히스토그램을 증분시켜 음의 중요 기호 “3”이 발생한 것을 가리킨다. 이후, 유닛(1025)은 원래 우위 리스트로부터 현재 코딩된 계수의 좌표를 제거하고, 중요 계수의 좌표의 하위 리스트에 상기 좌표를 첨가한다. 유닛(1026)에서 우위 복사의 메모리의 계수가 제로로 세팅됨으로써 나중 우위 경로들에서 상기 계수는 비중요하다고 간주된다. 이와같은 작업의 중요성은 이후 설명될 것이다.

중요값이 트리의 중간, 즉 리프 노드에서 발견되는 경우, 그 중요도는 인코더에 의해 알 수 있고 디코더에 의해 추론될 수 있다. 최대 압축을 달성하기 위해, 상기 중요값은 그의 조상들이 보다 작은 임계치에서 나중에 평가할때 제로 트리의 일부가 되는 것을 방해해서는 안된다. 그 결과, 추가의 메모리 및 계산을 필요로 한다. 2 개의 서브밴드 분해 복사가 이루어진다. 원래 복사는 불변 유지되지만, 우위 복사는 제로로 세팅된 이전의 큰 임계치에서 중요하다고 밝혀진 모든 값들을 갖는다. 따라서 우위 복사는 새로운 중요 계수, 즉, 이전 평가로 부터 중요하다고 간주되지 않은 계수들의 중요도 맵을 인코딩하는데 이용된다. 계수가 중요하다고 밝혀질 경우, 그 값을 제로로 세팅함으로써 연속되는 보다 작은 임계치에서 고려되어 제거된다. 이는 상기 계수가 다른 방법으로 제로 트리가 될 수 있는 트리를 무효로 하는 것을 방지해준다. 추가의 복사 서브밴드 분해를 요구하는 것에 부가하여, 루트 맵과 리프 맵을 각각의 새로운 임계치에서 처리되기 전에 재산출되어야 한다.

X가 양의 값으로 밝혀지면, 비교기(1008)의 좌측 경로에 유사 동작이 발생한다. 이 경우, 유닛(1016)은 출력 맵에 양의 재구성 값(3T/2)을 기재하고, 유닛(1018)은 양의 중요 계수를 표시하는 기호 “2”를 발생하여 엔트로피 코더에 공급한다. 유닛(1020)은 기호 “2”에 대해 엔트로피 코더 히스토그램을 증가시키고, 유닛(1025, 1026)은 상기한 바와 같이 동작한다. 데이타 압축용 산술적 엔트로피 코더의 동작은 Witten 씨 등의 “데이타 압축용 산술적 코딩”(ACM의 통신 Vol. 30. No. 6, 1987년 6월) 및 Laydon. Jr. 씨 등의 “산술적 코딩의 소개”(1991, J. Res. Develop. Vol. 28, NO. 2, 1984년 3월) 에서 설명된다. 산술적 인코더용 히스토그램은 소위 모델링 유닛을 포함한다. 히스토그램에서 카운트는 실제 기호 카운트에 대응될 필요가 없고, 단지 현재 추정 확률 분포를 형성하는 산술적 코더에 의해 사용된다. 이와같은 모델링 기법은 상기한 Whitten씨 등의 “데이타 압축용 산술적 코딩”에서 설명된다.

서브밴드 분해의 우위 복사의 계수값은 제3도에 도시된 형태의 512×512 메모리 어레이에 저장된다. 주어진 임계치에 대한 중요도 맵의 인코딩은 우위 리스트 상에 그 좌표가 나타나는 계수에 대한 제10도에 도시된 처리에 의해 수행된다. 그것이 실제로 인코딩되는 중요도 맵이지만, 전체 중요도 맵이 실제로 한 번에 만들어지는 것은 아니다. 중요도 맵의 현재 엔트리의 3 진 값은 세가지 출력 상태를 갖는 세가지 레벨의 양자화기를 포한하는 비교기(1006, 1008)의 출력 조합에 의해 정해진다. 상기 세가지 상태중 두가지 상태는 현재 임계치의 중요 계수를 표시하는 비교기(1006)의 “예”출력에 응답하는 비교기 (1008)의 양의 출력 및 음의 출력과 관련된다. 제 3 의 상태는 현재 임계치에서 우위 복사 분해 서브밴드의 비중요 계수를 표시하는 비교기(1006)의 “아니오” 출력에 관련된다. 비중요 데이타에 해당하는 중요도 맵의 엔트리는 제로 트리 구조를 사용한 압축 기법 수단에 의해 코딩되는데, 상기 제로 트리 구조는 이하 설명될 바와 같이 비교기(1006)가 주어진 계수의 크기가 현재 임계치보다 작거나 같음을 나타내는 경우에 발생된다.

주어진 임계치에 대한 중요도 맵이 인코딩된 후, 하위 리스트는 현재 임계치 또는 임의의 이전 임계치에서 중요하다고 밝혀진 모든 계수의 좌표를 포함한다. 여기서, 임계치는 감소되고, 원래의 복사 분해 서브밴드에 포함된 값과 출력 맵 값과의 차이를 의미하는 에러는 새로운 임계치에서 재평가된다. 또한, 재평가, 즉, 갱신된 새로운 하위 리스트에 대한 계수 처리 순서는 이전 하위 리스트를 대체한다. 출력 맵(디코더가 생성하는)에 포함된 정보에만 기초한 새로운 순서에 따르면 디코더가 인식하기에 크기가 작게 될 수도 있는 계수 앞에 디코더가 인식하기에 크기가 더 크게 될 수도 있는 계수가 배치된다. 이 처리는 제11도에 예시되어 이하 상세히 설명된다.

비트 스트림의 정보는 최상위 중요도에서 최하위 중요도의 순서로 인코딩 및 디코딩되어, 가장 중요한 정보가 맨 처음에 인코딩 또는 디코딩되는 순차(progressive) 전송 시스템의 사용을 용이하게 한다. 중요도의 정확한 정의는 이하 설명될 것이다. 중요도의 순서는 원래의 우위 리스트의 순서를 스캐닝함으로써 초기에 지정된다. 크기 정보는 주파수 정보보다 중요하게 간주되므로, 동일 크기에서는 저주파수 정보가 우세하게 되고 동일하지 않은 크기에서는 큰 크기가 우세하게 된다. 포맷이 제3도에 도시된 바와 같은 협약에 의해 설정되는 원래의 우위 리스트는 인코더 및 디코더에 제공되어 연역적인 중요도 순서를 결정한다. 순서 결정은 단지 디코더에서 재생될 수 있는 정보만을 근거로 하여 이루어져야 한다. 중요도의 순서를 결정하기 위해 계수의 상대적 크기의 검토시에, 상기 정보는 디코더에서 이용가능하므로 크기는 출력 맵에 포함되는 것으로 간주된다. 큰 임계치에서 식별되고 중요도 맵 엔트리 및 중요 계수의 세분부를 포함하는 정보는 항상, 정보가 작은 임계치에서 식별되기 전에 비트 스트림에서 인코딩된다. 비교기(1006, 1008)에 의해 평가되기에 앞서, 우위 리스트의 계수에 해당하는 출력 맵 엔트리의 값이 제로이면, 모든 계수의 크기는 동일하게 제로 값을 갖는다고 여겨진다. 동일한 계수에 대해 중요도의 상대적 순서는 원래의 우위 리스트에 의해 결정되어 저주파수의 미세하지 않은 해상도 계수의 좌표가 고주파수의 미세한 해상도 계수의 좌표보다 앞서게 된다. 계수가 중요하다고 밝혀지고 중요도 맵 값(양 또는 음)이 코딩되면, 계수의 좌표는 하위 리스트의 끝으로 이동되어 다음 세분화 시에 현재 임계치에서 후에 중요하다고 밝혀질 계수들을 포함하여 아직 중요하다고 밝혀지지 않은 계수들보다 더 중요하게 간주된다. 이 이동은 인코딩 후 발생하므로 디코더에서 이용가능한 정보에만 기초를 둔다. 하위 리스트의 계수가 세분되면, 중요 계수의 상대적 크기는 출력 맵 값에 따라 결정된다. 따라서, 동일 임계치에서 중요하다고 밝혀진 처음의 두 계수는 원래의 우위 리스트에서 나중에 배치된 계수가 원래의 우위 리스트에서 보다 빨리 배치된 계수보다 큰 크기의 출력 맵 값을 갖는 경우에 그 상대적 순서를 변경시킬 수 있다.

정보의 크기 및 주파수 우선순위화의 결과, 디코더 비트율은 인코더 비트율에 독립적으로 될 수 있고, 디코더는 비트 스트림의 임의의 포인트에서 입력 비트 스트림의 디코딩을 정지시키고 디코딩이 정지되면 비트 스트림의 절단량에 상응하는 특성 신호를 재구성할 수 있다. 비트 스트림에서 디코딩이 일찍 정지됨에 따라 비트 스트림 정보가 적게 디코딩되고 데이타 에러가 커지고 “더욱 미세하지 않은”데이타가 재구성되는데, 이는 데이타 검토 및 이용 처리의 특성에 따라 수용가능하거나 바람직해질 수도 있다. 반대로, 비트 스트림에서 코딩이 늦게 종료되면 디코딩된 데이타는 많아지고 에러는 작아지고 “더욱 미세한” 데이타는 재구성된다. 이를 위해, 더욱 중요하게 나타날 계수의 좌표는 하위 리스트의 시작 부분에서 나타나고 덜 중요하다고 밝혀진 계수의 좌표는 하위 리스트의 끝에서 나타난다. 예시적으로, 제 1 코딩 경로 후에 생성된 하위 리스트 엔트리는 제 1 의 (가장 큰) 임계치를 초가하는 계수를 지정한다. 이 계수들이 가장 중요하다. 다음 코딩 경로 후에 생성되는 작은 임계치의 하위 리스트 엔트리는 덜 중요하며, 리스트의 끝에 첨가되는데, 이전 코딩 경로로부터 입력된 최종 엔트리의 뒤를 잇는다. 비트 스트림의 짧은 헤더부에서는 전체 비트 스트림의 오버헤드부만이 나타난다.

상기한 바와 같이 중요도의 순서에 따라 비트 스트림 정보의 배열하는 것은 다양한 응용에서 유용하다. 중요도의 순서에 따른 정보의 전송으로 인해, 해상도 및 정확도가 점차 증가되는 이미지 표현 표시가 이루어짐으로써, 이미지 정보의 순차 전송이 용이해진다. 이 시스템은 저장된 파일의 소스 정보가 미세하지 않은 레벨에서 충분하게 인식될 수 있는 임의의 시간에서 디코딩이 정지될 수 있는 “목록검사(browsing)” 응용 장치에 사용될 수 있다. 요구 비트율 대 왜곡 트레이드 오프를 적응가능하게 이루는 정확한 디코더 비트율 제어에서와 같이, 매우 낮은 비트율의 압축이 용이해진다. 중요도의 순서에 따른 비트 스트림 비트의 배열은 또한 당연히 계층형 보호안을 제공하기 위한 우선순위화를 유도한다.

제10도의 비교기(1006)로 복귀하여, 우위 복사 분해 서브밴드의 계수(X)의 절대값이 현재 임계치보다 작거나 같은 것으로 밝혀지면 상이한 코딩 경로를 따르게 된다. 이 결과는 “고립된 제로”, “제로 트리 루트” 또는 예측가능한 비중요 제로의 형태로 비중요 계수를 나타낸다. 제로 트리 루트로 되기 위해서는 계수의 값이 비중요해야 하는 점을 상기해보면, 모든 자손은 비중요해야 하고 그 자체는 제로 트리 루트의 자손이어서는 안된다. 현재 계수가 비중요하다고 밝혀지는 경우 현재 계수는 “고립된 제로”로서 특징지어지지만, 그 자손 중 하나의 값은 중요한 것으로 밝혀진다. 그렇지 않으면, 계수의 비중요도는 예측가능하다. 리프맵(1eafmap) 및 루트맵이 상기 결정을 원조하는데, 상기 맵들은 현재 계수가 제로 트리 구조의 루트인지 리프인지를 신속히 결정하는 코더에 의해 사용되는 소정 유형의 동료(companion) 이미지 맵이다. 제로 트리 구조는 하나의 전용 기호로 간단히 표시되는 각각의 연속 비중요 계수의 관련 그룹이다. 루트맵 및 리프맵이 발생되는 소정의 방식은 제12도에 예시되어 이하 설명된다.

우위 리스트를 통한 각 경로의 시작부에서 루트맵 및 리프맵은 우위 복사 분해 서브밴드로 부터 동시에 재산출되어 메모리에 저장된다. 각 계수에 대해 루트맵 및 리프맵 엔트리가 즌재한다. 주어진 계수에 대한 루트맵 값은 계수 및 그 모든 자손이 비중요한 최저 임계치이다. 주어진 계수에 대한 리프맵 값은 계수가 제로 트리의 리프 즉, 제로 트리 루트의 자손인 최저 임계치이다.

비교기 (1006)의 우측 출력 (“아니오”)의 코딩 경로를 계속 따라가면 (현재 임계치에 대한 비중요 값의 존재를 가리킴.) 유닛(1030)은 현재 계수에 대한 리프맵값(L)을 획득한다. 리프맵값은 계수가 예측가능하게 비중요한 최저 임계치를 표시한다. 비교기(1032)는 리프맵값을 현재 임계치에 비교한다. 결과가 음(“아니오”)이면, 즉, 리프맵같이 현재 임계치보다 작거나 같다는 것은 현재 계수의 조상이 제로 트리 루트인 점을 가리킨다. 이 경우, 계수의 비중요도가 사전에 코딩된 제로 트리 루트 기호로부터 완전히 예측될 수 있으므로 어떠한 기호도 발생하지 않고 비트군은 변경되지 않은 상태로 유지된다. 제로 트리 루트가 코딩될 때마다, 그 모든 자손은 추가의 비용없이 함축적으로 코딩된다. 연속적인 근사값 양자화기의 문맥에서, 제로 트리 루트는 루트로 부터 계통을 잇는 원래 서브밴드 분해의 모든 계수가 비중요하거나 또는 이미 중요하다고 알려진, 즉, 그들이 큰 임계치에서의 사전 평가 경로상에서 중요하다고 밝혀진 것임을 가리킨다.

비교기(1032)의 양(“예”)의 결과는 리프맵값이 현재 임계치를 초과함을 나타내는데, 이 경우 해당 루트맵 값(R)은 유닛(1034)에 의해 획득된다. 비교기(1036)는 관련 루트맵 값(R)을 현재 임계치에 비교하여 현재 계수가 제로 트리 루트인지를 결정한다. 루트맵 값(R)이 현재 임계치보다 작거나 같으면 제로 트리 루트가 표시되는데, 이 경우 유닛(1038)은 산술적 엔트로피 코더에 의해 코딩되는 “1”의 제로 트리 루트 기호를 발생하고, 산술적 코더 히스토그램은 유닛(1040)에 의해 제로 트리 루트 기호에 대해 증가한다. 루트맵 값(R)이 현재 임계치를 초과하는 경우, 계수가 고립된 제로에 대한 “0” 기호로 코딩되는 점을 제외하면 유닛(1042, 1044)에 의해 유사한 동작이 수행된다.

모든 서브밴드의 원래 리스트를 통한 진로의 1/4 을 초과하여 코딩이 진행되면, 나머지 계수들은 자손의 부족으로 인해 제로 트리를 발생하지 않는 제 1 레벨의 고주파수 서브밴드(LH1, HL1, HH1)에 있게 된다. 여기서, 관련 산술적 코더의 모델링 유닛은 단지 기호 0, 2 및 3 (제로 트리 기호 “1”은 제거되었음) 만을 포함하는 새로운 알파벳으로 재초기화되고 코딩은 계속 진행된다.

계수가 고립된 제로 기호 또는 제로 트리 루트 기호로 코딩되면, 관련 좌표는 유닛(1045)에 의해 구(원래) 우위 리스트에서 제거되고 새로운 우위 리스트에 첨가된다. 계수가 상기 경로중 하나를 경유하여 중요 또는 비중요한 것으로서 코딩된 후, 기호 입력에 따라 산술적 코더로부터 비트 출력의 갯수만큼 현재 비트군을 감소시킴으로써 유닛(1046)에 의해 비트군이 갱신된다. 유닛(1048)이 우위 리스트의 지수를 증가시킨 후 비교기(1050)는 증가된 지수를 검색하여 리스트의 끝에 도달했는지를 결정한다. 그렇지 않고 비트군이 비교기(1052)에 의해 표시되는 바와 같이 아직 초과되지 않은 경우 코딩 처리는 유닛(1002, 1004 등)에 의해 다음 계수에 대해 반복된다. 비트군이 초과되었음을 비교기(1052)가 가리키면 전체 코딩 처리가 종료된다.

유닛(1050)은 계수가 어떠한 자식도 갖지 않아 제로 트리 루트로 될 수 없는 서브밴드를 의미하는 “종단”서브밴드를 인식하는 수단을 포함한다. 이와 같은 경우 엔트로피 코더 히스토그램은 제로 트리 루트의 제로 확률을 표시하는 새로운 알파벳으로 리셋되는데, 즉, “1”기호는 코딩될 수 없다. 또한, 리프맵값(L)이 현재 임계치(T)를 초과함(“예” 출력)을 비교기 (1032)가 나타내면 코딩은 이 상황에서는 적용되지 않는 유닛(1034, 1036, 1038, 1040)을 통과하여 유닛(1042)에서 직접 처리된다.

우위 리스트의 최종 지수에 간련된 계수가 코딩되었음을 비교기(1050)가 표시하면, 이전 임계치의 절반인 새로운 임계치는 제9도의 유닛(916)인 유닛(1054)에 의해 발생된다. 유닛(1056)은 새로운 미세 임계치에서 하위 리스트를 처리하여 중요 계수를 더욱 세분하는데, 제11도를 참조로 이하 설명될 것이다.

코딩 처리 시에, 모든 계수가 제 1 코딩 경로에서 각각 평가되고 코딩된 후, 원래의 우위 리스트는 사라지고 새로운 두 리스트, 즉, 하위 리스트 및 새로운 우위 리스트가 상기한 바와 같이 발생된다. 하위 리스트는 중요값을 갖는 것으로 밝혀진 윈래 복사 분해 서브밴드의 좌표를 포함하고, 우위 리스트는 비중요값을 갖는 것으로 밝혀진 원래 복사 분해 서브밴드의 계수의 좌표를 포함하는데, 둘다 이전의 미세하지 않은 임계치에 관련된다.

제 1 코딩 경로에서 중요한 것으로 밝혀진 하위 리스트 계수는 제11도의 흐름도에 예시된 코딩 시스템에 의해 더욱 세분된다. 코딩 처리는 제11도에서 보다 상세히 설명될 유닛(1101)에서 시작한다. 간단히 말하면, 유닛(1101)은 하위 리스트의 현재 계수의 좌표, 서브밴드 분해시 계수(X)의 크기 및 출력 맵의 해당 계수(Y)를 획득한다. 초기 제로값을 제 1 코딩 경로의 모든 중요 계수에 대한 값(3T/2 또는 -3T/2)으로 대체함으로써 제10도의 코딩 시스템의 단계(1010, 1016)에서 출력 맵이 발생한 것을 상기하자. 제11도의 현재 임계치는 제10도의 임계치의 절반이다. 유닛(1101)은 제11도를 참조로 이하 설명될 바와 같이, 유닛(1121, 1121a, 1127, 1127a)에 의해 수행되는 분류 기능과 함께 하위 리스트 회복 기능을 수행한다.

비교기(1106)는 출력맵 값(Y)이 0 보다 큰지 작은지, 즉, 양인지 음인지를 결정한다. Y 가 양이면, 유닛(1108)은 작은 현재 임계치(T)를 감산함으로써 이전에 설정된 양의 재구성 오프셋을 제거한다. 마찬가지로, Y가 음이면 유닛(1110)은 작은 현재 임계치(T)를 Y에 가산함으로써 이전에 설정된 음의 재구성 오프셋을 제거하여 출력 맵 값(Y′)을 생성한다. 작은 현재 임계치에 따른 새로운 작은 오프셋이 계속 가산되므로 이전의 재구성 오프셋은 제거된다. 유닛(1112)은 계수값(X)과 유닛(1110)의 해당 출력 맵 계수(Y′)간의 차의 절대값을 계산함으로써, 오프셋의 재구성없이 잔여 에러 “e”의 절대값을 결정한다. 유닛(1114)은 출력 맵 계수(Y)에서 인자 T/2, 즉, 현재 임계치의 1/2을 감산함으로써 새로운 재구성 오프셋을 출력하여 세분된 새로운 출력 맵 계수(Y ″)를 생성한다.

비교기(1116)는 에러 값(e)을 현재 임계치에 비교하여 정확도의 레벨을 결정한다. 에러(e)의 값이 현재 임계치보다 작으면 유닛(1118)은 산술적 엔트로피 코더에 의해 하위 리스트 비트 스트림에서 코딩되는 “0” 기호를 발생한다. 유닛(1120)은 이 기호에 대한 히스토그램을 갱신하고, 유닛(1121)은 현재 지수에 대한 엔트리를 BOTTOM LIST로 이동시킴으로써 분류 기능을 수행한다. 유닛(1121a)은 유닛(1108)하에 양의 출력 맵 값의 처리에 관련하여 유사하게 동작한다. 유닛(1118)에 의해 생성된 “0” 기호와 이하 상세히 설명될 “1” 기호는 우위 리스트 비트 스트림을 코딩하기 위한 제10도에 사용되는 “0” 및 “1” 기호와는 다르다. 즉, 우위 및 하위 리스트에 대한 코더는 상이한 히스토그램을 갖는 상이한 알파벳을 사용한다. 제11도에서 “0” 기호는 양자화 범위에서 0에 근접한 하부 절반(빈)이 사용되는 한편 “1” 기호는 양자화 범위의 상부 절반이 사용되는 것을 나타낸다. 양자화 범위는 이전 임계치의 상한 및 하한에 의해 결정된다. 에러(e)의 값이 현재 임계치보다 크거나 같음을 비교기 (1116)가 표시하면, 유닛(1122)은 Y″로 부터 현재 임계치를 감산하여 출력 맵 계수(Y′″)를 생성한다. “1” 기호가 유닛(1124)에서 발생하여 산술적 엔트로피 코더에 의해 코딩되고, 이 기호에 대한 히스토그램은 유닛(1126)에서 갱신되며, 유닛(1127)은 현재 엔트리를 하위 리스트에서 포인터 (TOPINDEX)에 의해 표시되는 하위 리스트의 위치까지 이동시킴으로써 분류 기능을 수행한다. 이후 유닛(1127)은 TOPINDEX 포인터를 증분시킨다. 유닛(1127a)은 유닛(1127a)이하 경로에서 유사 기능을 수행한다.

Y 가 양의 값을 나타내면 유닛(1108) 이하 코딩 경로 다음에 유사 절차가 뒤따르게 된다.

유닛(1130)은 입력 기호에 따라 산술적 코더에 의해 생성되는 출력 비트수를 감산시킴으로써 비트군을 감분시키고 유닛(1132)은 하위 리스트의 다음 지수를 선택한다. 비교기(1134)는 여기서 하위 리스트가 완전히 스캐닝되었는지를 결정한다. 완전히 스캐닝되지 않은 경우, 비트군이 초과되었음을 비교기(1136)가 결정하면 코딩은 종료된다. 코딩 처리는 비트군 평형이 유지되는 경우 하위 리스트의 다음 지수에 관련된 계수에 대해 유닛(1101, 1106 등)을 통해 계속된다. 그렇지 않으면 코딩은 종료된다.

하위 리스트의 끝에 도달했음을 비교기(1134)가 가리키면, 새로운 우위 리스트는 제10도를 참조로 하고 블록(1138)으로 표시되는 바와 같이 방금 설명한 하위 리스트의 코딩에 사용되던 동일한 현재 임계치를 사용하여 코딩된다. 따라서. 여기서, 원래의 우위 리스트는 미세하지 않은 제 1 의 임계치에서 코딩된 후 사라지게 되므로, 그 결과 새로운 우위 리스트 및 하위 리스트가 생성되었다. 이 두 리스트는 미세한 제 2 임계치를 사용하여 코딩되고, 비트군이 다 소모되고 코딩이 끝날때까지 더욱 미세한 임계 레벨에서 코딩된다.

제 1 하위 리스트가 발생된 후 하위 리스트에 관련된 계수가 더욱 미세한 임계치에서 세분되면, 출력 맵 계수값에 관련된 리스트 엔트리는 가장 중요한 리스트의 처음에서 가장 비중요한 리스트의 끝까지의 요구 중요도(예, 크기 ) 순서로 나타나지 않을 수도 있다. 요구 순서 배열은 제11도의 유닛(1121, 1121a, 1127, 1127a)에 의해 수행되는 분류 기능과 제11(a)도에 도시된 흐름도에 따른 유닛(1101)에 의해 수행되는 하위 리스트 회복 기능에 의해 획득된다. 제11도 및 제11(a)도에 따르면, 하위 리스트의 계수가 코딩되고 이 코딩된 계수가 전송되어 이 시퀀스의 다음 임계치에서 세분되기 전에 중요도의 순서대로 하위 리스트가 분류된다. 특히, 이 유닛들은 하위 리스트를 크기의 순서대로 배열되는 우선순위화된 서브리스트로 분해한다. 각 서브리스트는 출력 맵값의 크기가 세분되기 전의 크기와 동일한 연속된 엔트리의 그룹이다. 동일한 하위 리스트 분류 및 회복 기능은 디코더에서 수행된다.

제11(a)도의 흐름도에서, 처리는 하위 리스트 상의 제 1 지수를 가리키는 포인터(TOPINDEX)를 초기화함으로써 시작한다. 주어진 엔트리의 리스트 위치가 하위 리스트의 각 지수에 의해 지정됨을 상기하자. 각 엔트리는 계수가 발생되어 소정 어드레스에서 메모리에 배치되는 서브밴드 분해시 관련 성분의 좌표를 지정한다. 따라서, 주어진 좌표에 대해, 관련된 원래의 이미지 계수 및 출력 맵 계수의 어드레스가 결정될 수 있다. 유닛(1142)은 이하 설명되는 바와같이 엔트리의 수용을 준비하도록 클리어되는 BOTTOM LIST 메모리 어레이를 제공한다. 유닛(1144)은 인자 Z 를 Yf 의 절대값과 동일하도록 초기화하는데, Yf 는 하위 리스트의 제 1 지수에서 엔트리에 관련된 출력 맵 계수값의 크기를 표시한다. 이후 설명되듯이, 인자(Z)는 세분되기 전에, 소정의 다른 출력 맵 값의 크기를 표시하는 값에 의해 연속적으로 지정된다. 유닛(1146)은 현재 계수에 대한 지수를 획득하고, 유닛(1148)은 제 1 지수에 관련된 엔트리 데이타를 사용하여 해당 출력 맵 계수값(Y)에 대한 값을 획득한다.

비교기(1150)는 Y 의 절대값과 Z 를 비교함으로써 출력 맵 크기(Y)의 값의 변동을 검출한다. 이들 크기가 동일하다면 변동이 나타나지 않고, 유닛(1160)을 통해 원래 복사 분해 서브밴드의 현재 계수의 크기 (X)를 획득하고 제11도의 유닛(1106)으로 진행되어 처리가 계속된다. 배치된 참 입력값이 양자화 범위의 하반부임을 가리키는 “0”기호가 감지되면 유닛(1121 또는 1121a)은 현재 엔트리를 BOTTM LIST 메모리로 이동시킨다. 현재 입력값이 양자화 범위의 상반부에 배치되고, 포인터가 증가됨을 가리키는 “1”기호가 감지되면 유닛(1127 또는 1127a)은 TOPINDEX가 가리키는 하위 리스트의 위치에 현재 엔트리를 이동시킨다. 비교기(1150)에 의해 어떠한 변동도 나타나지 않으면 TOPINDEX 포인터는 “1” 기호가 검출되는 경우 엔트리가 이동될 하위 리스트의 위치를 가리킨다.

Y 및 Z 의 크기가 동일하지 않음을 비교기 (1150)가 결정하는 경우에 출력 맵 크기의 변동 및 이에 따르는 다음 서브리스트의 시작이 지시된다. 이 시점에서, TOPINDEX 포인터는 BOTTOM LIST 엔트리가 하위 리스트로 복사되는 서브리스트의 위치를 가리키는데, 이는 유닛(1152)에 의해 수행되며, 이에 따라 상기 서브리스트에 대한 분류 동작이 완료된다. 유닛(1154)은 TOPINDEX 포인터를 증가시켜 다음 서브리스트의 시작점의 지수, 즉, 최종 BOTTOM LIST 엔트리에 관련된 지수 바로 다음의 지수를 가리킨다. 유닛(1156)은 BOTTOM LIST 메모리를 클리어시키고, 유닛(1158)은 인자(Z)를 다음 서브리스트의 시작점의 지수에 관련된 출력맵 값의 절대값과 동일하게 설정한다. 현재 계수의 크기는 유닛(1160)에 의해 획득되고, 유닛(1106) 및 제11도를 통해 처리가 계속된다.

제10도의 코딩 시스템에 사용된 루트맵 및 리프맵을 발생시키는 처리 과정이 제12도에 예시된다. 유닛(1202)은 두 이미지, 즉, 코딩리는 서브밴드 분해 이미지와 동일 포맷을 각각 갖는 루트맵 및 리프맵에 대한 메모리를 초기에 할당한다. 유닛(1204)은 우선 복사 분해 서브밴드의 해당 엔트리의 절대값으로 각 루트맵 엔트리를 초기화한다. 유닛(1206)은 각 리프맵 엔트리를 값(M)으로 동시에 초기화하는데, 값(M)은 모든 분해 레벨의 모든 서브밴드 이미지 계수(LL1, LL2 제외) 중 최상위 크기값이다. 이는 특히 자식 계수의 부모가 다수인 경우(이 예시에서는 존재하지 않음)에 요구된다. 이미지 신호같은 다차원적 신호의 경우, 다중해상도 표현은 대체로 각 차원의 해상도를 독립적으로 변경시킬 수 있다. 따라서, 한 변수는 한 자식 계수에 대해 상이한 차원의 다수 부모 계수를 가지게 될 것이다. 유닛(1206)에 의해 수행되는 리프맵 초기화는 단일 부모 계수의 경우에는 요구되지 않는다. 루트맵 및 리프맵값은 동일 서브밴드 이미지 계수의 비교에 관련되므로 동시에 계산될 수도 있다.

루트맵 및 리프맵값을 효과적으로 계산하기 위해, 0 트리가 발생할 수 있는 최고 주파수에서 처리가 시작되는데, 즉, 계수가 최고 주파수 서브밴드내 계수들의 부모인 서브밴드로 처리가 시작된다. 세개의 최고 주파수 서브밴드(LH1, HL1, HH1)의 계수들은 자손이 없고 따라서 제로 트리 루트로 될 수 없기 때문에, 유닛(1208)에 의해 표시되는 바와 같이 리스트를 통한 진로의 1/4인 최고 우위 리스트 지수에서 처리가 시작된다. 이 지수점은 0 트리 루트가 유닛(1208) 좌측의 작은 서브밴드 분해 예시도에 도시된 바와 같이 발생할 수 있는 최고 주파수 서브밴드인 서브밴드(HH2)의 최고 지수인데, 자식 계수를 가질 수 있는 최고 지수(부모)계수이다. 코딩은 이 지수로부터 하부 주파수 계수까지 뒤로 진행된다.

시작 부모 계수의 지수가 유닛(1210)에 의해 획득된 후 관련 자식 계수의 지수는 유닛(1212)에 의해 획득된다. 특히, 우위 리스트의 고주파 계수에서 저주파 계수까지의 역 스캐닝의 좌표(x, y)의 각 부모 계수에 대해 네 자식 계수는 좌표(2x, 2y), (2x+1, 2y+1), (2x, 2y+1), (2x+1, 2y)에 배치된다. 이 관계는 제3도에서 예시된다(부모-자식 관계에 관한 제1도 또한 참조). 이 예시에서, 서브밴드(HH2)의 좌표(255, 255)의 부모 계수는 서브밴드(HH1)의 좌표(510, 510), (511, 511), (510, 511), (511, 510)의 자식 계수에 관련된다.

유닛(1214)은 부모 좌표(R(x, y))의 루트맵 값을 현재 부모 값 및 모든 해당 자식의 루트맵 값의 최대값과 동일하도록 갱신한다. 예시에서와 같이 자식 계수가 단일 부모를 갗는 경우, 유닛(1216)은 네 자식 좌표 각각에서 리프맵 값을 유닛(1214)에 의해 정해진 부모 루트맵 값과 동일하도록 갱신한다. 즉, 모든 자식 계수에 대한 리프맵 엔트리는 부모 계수의 R(x, y) 루트맵 엔트리와 동일해진다. 그러나, 자식 계수가 다수 부모를 갖는 경우, 이러한 자식에 대한 리프맵 엔트리(L(자식))는 이 자식과 그 부모의 루트맵 엔트리(R(x, y))에 대한 현재 리프맵 엔트리의 최소값과 동일해진다.

이 예시에서, 루트맵 발생은 제 2 레벨 서브밴드(HH2, HL2, LH2)를 부모로 처리한 후 제 3 레벨 서브밴드(HH3, HL3, LH3)를 부모로 처리한 다음 서브밴드(LL3)를 LH3, HL3, HH3에 대한 부모로 처리하여 시작된다. 리프맵 발생은 제 1 레벨 서브밴드(HL1, LH1, HH1)를 레벨 2 의 해당 서브밴드에 관한 자손으로 처리한 후 레벨 2 의 서브밴드(HL2, LH2, HH2)를 레벨 3 의 해당 서브밴드에 관한 자손으로 처리한 다음 레벨 3의 서브밴드(HL3, LH3, HH3)를 최저 주파수 밴드(LL3)의 자손으로 처리하여 시작된다.

부모 서브밴드로 될 수 없는 최고 주파수 서브밴드와 자식 서브밴드로 될 수 없는 최저 주파수 서브밴드를 제외하고는, 상기 절차는 부모 서브밴드로써 각 서브밴드에 한 번 적용되고, 다차원적 서브밴드의 경우 한 자식 계수가 하나 이상의 부모 계수를 가질 수도 있으므로 적어도 한 번은 자식 서브밴드로써 적용된다. 계수들은 자식으로써 산출되기 전에 부모로 산출되고, 최저 주파 서브밴드가 부모 서브밴드로써 산출된 후 루트맵 및 리프맵이 완전해진다.

리프맵 및 루트맵 값이 서브밴드 분해 시 주어진 부모 좌표에 대해 결정된 후 유닛(1218)은 우위 리스트의 지수를 1 만큼 감분시키고 비교기(1220)는 결과의 새로운 지수를 검색한다. 새로은 지수가 0 보다 크거나 같으면, 루트맵 및 리프맵의 발생 절차는 새로운 부모 지수에 대해 반복된다. 이와는 다르게, 감소된 지수가 0보다 작게 나타나면, 리프맵/루트맵 발생 처리는 정지된다. 특히, 최저 주파수 서브밴드가 부모 서브밴드로써 완전히 산출된 후 처리는 정지된다.

지금까지 설명된 계수 산출 및 코딩 시스템은 다음 관계를 사용해 표현될 수 있는데, 여기서 T 는 현재 임계치의 절대값, X 는 현재 계수의 절대값, R 은 현재 계수의 루트맵값, L 은 현재 계수의 리프맵값이다:

a) L ≤ T이면, 계수가 예측가능하게 비중요함

R ≤ T ＜ L 이면, 계수가 0 트리의 루트임

X ＞ T 이면, 계수가 중요함

X ≤ T ＜ R 이면 계수가 비중요하지만 중요 자손을 가짐. 즉, 계수는 “고립된 제로”임

리프맵은 루트맵의 발생과 동시에 쉽게 발생될 수 있으므로 리프맵의 발생은 특히 양호하고 메모리의 액세스가 거의 없으므로 더욱 빠른 동작을 가능하게 한다. 적은 메모리 기억과 많은 메모리 액세스 시간을 요구하는 리프맵 사용에 대한 대안이 제13도의 흐름도에 의해 예시된다. 이 흐름도는 제10도의 유닛(1030, 1032)이 제거되고 제13도의 유닛(1330, 1332)으로 대체된 점을 제외하면 제10도의 흐름도와 유사하다. 또한, 유닛(1301, 1341)이 제13도에 부가되었다. 제12도와 비교해 보면 리프맵 발생 유닛(1206, 1216)이 제거된 점을 제외하면 변화가 없다.

유닛(1330, 1332, 1341)은 자식 계수의 예측 가능성을 지시하는 동료 맵을 발생하기 위한 “마크맵(markmap)”방식을 정의한다. 마크맵은 모든 계수가 0 트리 루트의 자손인 맵인데, 각각의 맵 엔트리는 제로 트리 루트의 자손인지를 가리키는 코딩 처리 이전에 “마크”되었다. 마크맵이 유닛(1301)에서 FALSE로 초기화된 후 유닛(1330)은 처리되는 계수에 대해 “마크맵”엔트리(MM)를 획득한다. 비교기(1332)는 예측가능한 비중요(“TRUE”) 계수인지를 결정하는 마크맵 엔트리(MM)를 산출한다. 계수가 예측가능하고 비중요하게 나타나면, 유닛(1341)은 각 관련 자식 계수의 마크맵 엔트리를 TRUE로 설정하여 그들도 또한 예측가능하고 비중요함을 가리킨다. 인접 제로 트리 루트 코딩 경로가 0 트리 루트 기호를 코딩하면 유사 엔트리가 만들어진다. 즉, 유닛(1330)이 부모 계수를 예측가능하고 비중요하거나 제로 트리 루트로 나타내면 유닛(1341)은 추가의 코딩없이 자식 계수를 예측가능하고 비중요하게 지정한다. 그 이외에, 제13도의 시스템은 제10도의 시스템과 동일 방식으로 동작한다.

제14도는 상기한 데이타 압축 시스템의 구현에 사용될 수도 있는 장치의 블록도로, 연속 근사값 양자화기 및 엔트로피 코더와 제로 트리 압축 구조를 포함한다.

사용자 인터페이스(1402)는 시스템 오퍼레이터에 의해 정해지는 다수의 일력값을 수신한다. 인터페이스(1402)는 입력값을 각각 저장하는 레지스터같은 전용 메모리 장치를 포함할 수도 있다. 입력 “이미지 파일”은 M × N이미지 맵인데, M 및 N 은 이미지 높이 및 폭을 가리킨다. “레벨 수” 파라미터는 피라미드 분해 레벨의 수를 지정하는데, 이 예시에서는 3 이다. “목표 비트율”파라미터는 요구 비트/펠을 지정하는데, 이 파라미터는 예컨대 모뎀율, 메모리 크기 또는 견딜 수 있는 왜곡량에 대한 함수이다. “maxfreq” 파라미터는 유닛(1418)의 산술적 엔트로피 코더의 모델링 유닛에 관련된 히스토그램이 얼마나 자주 다운데이트(downdate)되는 지를 결정한다. Witten 씨 등의 시스템에서는, 모든 가능성을 증가시키고 2 로 나누고 분수를 잘라 버림으로써 수행된다.

인터페이스(1402)의 사용자 정의 파라미터는 이미지 및 파라미터용 메모리를 할당하는 초기 파라미터 발생기에서 판독되어 코더 유닛(1418)에 보내질 비트 스트림의 헤더에서 상기 파라미터를 인코딩한다. 유닛(1404)은 인터페이스(1402)에 수신된 데이타에 따른 각 파라미터에 대해 외트 스트림 값을 초기화한다. 인터페이스(1402)는 입력 이미지 맵을 평균 추출기(1406)에 공급하는데, 이 평균 추출기(1406)는 이미지의 평균을 계산하고 이미지에서 평균을 감산하여 코더(1418)에 별도로 전송하기 위해 이미지 평균값을 코딩한다.

유닛(1406)의 제로 평균 이미지 신호는 앞서 제2도에서 설명한 바와 같이 이미지 서브밴드 성분(LL, LH, HL, HH)을 발생하기 위한 서브밴드 분해기(1408)에 인가된다. 서브밴드 성분들은 제10도 및 제12도에서 설명되는 바와같이 유닛(1412)에 의해 발생되는 루트맵 및 리프맵 데이타와 함께 코더(1418)에 공급된다. 모든 서브밴드 이미지 중 최대 계수 크기 (“M”)는 유닛(1410)에 의해 계산되어 코딩용 유닛(1418)으로 전송된다. 유닛(1418)은 제9도, 제10도 및 제11도의 흐름도 기능을 구현하기 위한 연속 근사값 양자화 및 산술적 엔트로피 코더 장치를 포함하는 장치에 기초하는 마이크로프로세서이다. 산술적 코더 및 관련 모델링 유닛은 입력 기호에 응답하여 암축된 비트 스트림을 생성하는 적응 엔트로피 코더를 형성하기 위해 결합한다. 모델링 유닛은 산술적 코더에 의해 사용될 확률을 표시하는 기호 발생 히스토그램을 포함한다. 모델링 유닛 및 히스토그램은 이미지 정보의 코딩에는 사용되지 않는 추가의 기호률 고려하여 비트 스트림의 끝을 표시한다. 코더(1418)의 출력 비트 스트림은 예컨대, 모뎀 또는 테이프/디스크 저장 매체같은 출력 장치에 공급된다.

제15도는 일반적인 디코딩 처리의 흐름도인데, 제16도 및 제17도에 상세히 도시된다. 엔트로피 코딩된 비트 스트림은 비트 스트림 헤더 데이타 디코딩용 디코더 입력 유닛(1502)에 의해 수신되는데, 비트 스트림 헤더 데이타는 변환(피라미드)레벨수, 이미지의 폭 및 높이, 이미지 평균값, 엔트로피 디코더에 관련된 히스토그램용 갱신 주파수, 초기 임계치, 스캐닝 순서 및 다른 데이타와 제14도에서 언급한 파라미터를 포함한다. 산술적으로 코딩된 이미지 분해 비트 스트림은 헤더를 뒤따른다.

유닛(1504)은 헤더에 포함된 이미지 크기 데이타에 따른 모든 262, 144 (512×512) 서브밴드 계수에 대한 좌표를 포함하는 원래의 우위 리스트를 발생한다. 이들 좌표는 제3도에 도시된 스캐닝 순서에 의해 정해지는 시퀀스(서브밴드 처리 시퀀스) 및 열 개의 서브밴드 각각에 대한 수평, 수직 또는 “공간 채우기(space filling)” 스캐닝 패턴에 따라 배열되어, 인코더에서 사용되는 스캐닝 순서 및 패턴이 복사될 수 있게 한다. 유닛(1506)은 헤더 데이타에 응답하여 초기 임계치 레벨을 발생하고, 국부적으로 발생된 출력맵의 엔트리는 제로로 초기화된다. 출력맵은 제3도에 도시된 형태이다.

디코더 (1508)는 초기 임계치의 262, 144 지수 각각에 대해 엔트로피 코딩된 비트 스트림 데이타를 산출한다. 이 동작에 따라, 제17도 및 제16도에서 각각 보다 상세히 설명될 바와 같이, 중요 계수 좌표의 하위 리스트 및 비중요 계수 좌표의 새로운 우위리 스트가 생성된다. 출력 맵은 초기 임계치에서 중요하게 나타날 계수의 현재 추정으로 갱신된다.

비교기(1510)는 유일한 비트 스트림의 끝 기호를 감지함으로써 비트 스트림의 끝에 도달했는지의 여부를 가리킨다. 이 예시에서, 비트 스트림의 끝 기호에 의해 지시되는 바와같이, 전체 비트 스트림이 디코딩된 후에야 이미지가 유닛(1518)에 의해 역변환되고 디스플레이 장치(1520)에 의해 디스플레이되는 것으로 가정한다. 역변환될 이미지는 출력 맵에서 유도된다. 선택적으로, 비트 스트림 데이타는 점진적으로 역변환되어 더욱 미세한 해상도에서 이미지 디스플레이를 공급하도록 디스플레이된다. 이는 디코딩된 우위 하위 리스트의 매 시퀀스 후마다 디코더에서 프로그래밍에 응답하여 역변환 및 디스플레이 동작이 디스플레이되는 이미지를 점차로 생성할 수 있게 됨으로써 수행될 수 있다. 역변환 유닛(1518)은 제2도의 서브밴드 분해기에 의해 수행되는 변환의 역을 수행한다.

우위 리스트가 디코더(1508)에 의해 처리된 후 비트 스트림의 끝에 도달하지 않으면, 유닛(1512)은 이전 임계치의 1/2 에 해당하는 새로운 임계치를 생성한다. 이는 (원래 또는 현재) 우위 리스트 상의 최종 좌표가 산출되었음을 유닛(1512) 이 감지하면 수행된다. 유닛(1514)은 현재(새로운) 임계치에서 하위 리스트에 의해 지수화된 계수를 산출 및 디코딩하여, 이 산출 결과로 출력 맵을 갱신한다. 출력 맵의 이미지 데이타는 역변환되고 비교기(1516)가 비트 스트림의 끝을 감지하면 디스플레이된다. 이와는 다르게, 유닛(1508)은 새로운 우위 리스트의 좌표에 관련된 계수를 현재 임계치에서 산출한다. 비트 스트림의 끝이 감지될 때까지 디코딩은 점점 작은 임계치에서 상기와 같은 방식으로 계속된다.

우위 리스트에 대한 디코딩 처리의 추가된 세부가 제16도의 흐름도에 예시된다. 초기에 어떠한 계수도 예측가능하게 비중요하지 않음을 가리키는 FALSE 값으로 마크맵의 모든 엔트리를 초기화하는 유닛(1602)에 의해 디코딩이 시작된다. 마크맵은 이 예시의 경우 262, 144 계수 각각에 대한 엔트리를 갖는다. 유닛(1604)은 윈래 우위 리스트의 제 1 계수의 좌표를 획득하고 유닛(1606)은 이 좌표에 대한 마크맵 엔트리(MM)(초기에는 “FALSE”)를 획득한다. 비교기(1608)는 엔트리가 TRUE 즉 예측가능하게 비중요한지 FALSE 즉 기호가 디코딩되어야 하는지를 결정하기 위해 마크맵 엔트리(MM)를 산출한다. 초기에는, 제 1 디코딩 경로에 대하여, MM 이 FALSE 임에 따라 디코더 (1610)는 디코딩 시스템에 포함되는 산술적 엔트로피 디코더로부터 제 1 기호를 디코딩한다. 여기서, 엔트로피 디코더는 비트 스트림을 통하여 수신된 입력 2 진 비트에 응답하여 비트 스트림을 형성한 산술적 엔트로피 코더와 동일 모델 및 히스토그램을 포함한다. 비교기(1612)는 비트 스트림의 끝이 감지되면 디코딩 처리를 완료하기 위한 출력 신호를 생성한다. 끝이 감지되지 않으면, 비교기(1614, 1615)는 기호가 양인지 음인지를 결정한다. 기호가 양이면 유닛(1616)은 T/2 오프셋을 현재 임계치에 가산하고, 재구성된 이미지가 디스플레이 용으로 발생될 출력 맵의 해당 계수 위치에 3T/2 값을 배치한다. 기호가 음이라면, 유닛(1617)은 출력 맵의 해당 계수 위치에 -3T/2 값을 배치한다. 유닛(1618, 1619)은 적절한 양의 기호 또는 음의 기호에 대해 엔트로피 디코더 히스토그램을 증가시키고, 유닛(1622)은 제10도의 인코더 유닛(1025)과 유사한 방식으로 (원래 또는 현재 ) 우위 리스트에서 현재 좌표를 제거하여 중요 계수 좌표의 하위 리스트에 가산한다.

비교기(1614, 1615)에 의한 평가가 현재 기호가 양도 음도 아님을 가리키면, 비교기(1624)는 기호가 제로 트리의 루트를 표시하는 지를 결정한다. 표시한다면, 유닛(1626)은 제로 트리 루트 기호에 대한 디코더 히스토그램을 증가시킨다. 표시하지 않는다면, 유닛(1628)은 히스토그램을 점차 증가시킨다.

제로 트리 루트가 주어진 계수에 대해 디코딩되면, 그 모든 자식 계수는 비중요한 것으로 마크된다. 이는 유닛(1630)이 현재 계수의 자식에 대한 해당 마크맵 엔트리를 TRUE로 설정함으로써 수행되는데, 예측가능하게 비중요한 계수를 지시한다. 현재 계수의 위치에서 마크맵 값이 TRUE, 즉, 현재 계수가 예측가능하고 비중요함을 유닛(1608)이 지시하면 유사 결과를 얻는다.

유닛(1632)은 이전 하위 리스트로부터 현재 엔트리를 제거하여 비중요 계수 좌표의 새로운 우위 리스트에 가산한다. 유닛(1634)은 (원래) 우위 리스트의 지수를 증가시키고, 최종 리스트가 아직 처리되지 않았음을 비교기(1636)가 표시하면 유닛(1604)은 다음 좌표의 계수를 획득하고 디코딩은 상기한 바와같이 계속된다. 우위 리스트의 최종 엔트리가 처리되었음을 비교기(1636)가 지시하면 유닛(1638)은 이전 임계치의 절반에 해당하는 새로운 임계치를 발생한다. 디코딩은 유닛(1640)에 의해 지시되고 제17도에서 설명한 바와같이 하위 리스트에 관해 계속된다.

제17도에서, 중요 계수의 우위 리스트에 대한 디코딩은 제 1 계수 및 해당 출력 맵 계수(Y)를 획득하기 위한 수단을 포함하는 유닛(1701)에서 시작한다. 유닛(1701)은 제l1(a)도의 유닛(1160)에 해당하는 유닛을 포함하지 않는 점을 제외하면 제11(a)도의 흐름도로 예시된 장치와 유사하다. 유닛(1701)은 제11도의 유닛(1127a, 1121a, 1127, 1121)과 기능적으로 유사한 유닛(1719, 1721, 1733, 1735)에 의해 수행되는 분류 기능과 하위 리스트 회복 기능을 수행한다. 유닛(1701, 1719, 1721, 1733, 1735)에 의해 디코더는 인코더에서 수행되는 동작과 유사한 하위 리스트 분류 및 회복 동작을 수행한다. 비교기(1706)는 현재 계수가 양인지 음인지를 결정한다. 양이라면, 유닛(1708, 1710)은 이전 회복 오프셋을 각각 제거하고 새로운 재구성 오프셋을 가산하여 새로운 출력값(Y″)을 생성한다. 유닛(1712)은 산술적 엔트로피 디코더로부터 관련 기호를 디코딩하고, 비교기(1714)는 (양의 중요 계수에 대한) 기호가 “1” 인지 “0”인지를 결정한다. 기호가 “1” 이면, 현재 임계치(T) 는 출려 맵 값(Y″)에 가산되어 유닛(1716)에 의해 새로운 출력 맵 값(Y′″)을 생성하며, 유닛(1718)은 이 기호에 대한 히스토그램을 갱신한다. 유닛(1719)은 TOPINDEX 포인터에 의해 지시되는 하위 리스트의 위치에 엔트리를 이동시키고, 포인터는 증가된다. “0”기호의 경우, 이 기호에 대한 히스토그램은 유닛(1720)에 의해 갱신되고 출력 맵 값은 Y″를 유지한다. 유닛(1721)은 엔트리를 BOTTOM LIST로 이동시킨다. 출력 맵 계수가 중요하지만 음임을 비교기 (1706)가 지시하면 유닛(1722-1735)이 동작한다. 이 유닛들은 유닛(1722, 1724, 1730)에 의해 사용되는 임계치의 부호의 차이를 제외하면, 기능적으로 동일한 유닛(1707-1721)에 의해 각각 수행되는 기능과 유사 기능을 수행한다.

출력 맵 계수(Y)의 값은 이전 임계치의 하한 및 상한에 의해 정의되는 양자화 범위 (즉. “빈”)의 하한과 상한의 중간점에 있다. 출력 맵 계수(Y′)의 값은 이 범위의 하한 (0 에 근접)에 있다. 세분된 현재 임계치(T)는 이전 임계치의 1/2이다. 현재 임계치(T)는 현재 하부 및 상부 범위를 정의하는데, 각 T는 상한과 하한 사이에서 이 범위의 중간점에서 Y 에 따라 넓어진다. 세분된 출력 맵 계수(Y″)는 현재 하부 범위의 중간점에 있고, 세분된 출력 맵 계수(Y′″)는 현재 상부 범위의 중간점에 있다. 따라서 재구성값(Y″, Y″′ )은 각각 현재 하부 및 상부 범위의 중간에 배치된다. 이 값들은 하한 및 상한에서 오프셋(1/2 T) 만큼 상쇄되고 (Y 가 나타난) 이전 임계 범위의 중간에서 오프셋(1/2 T)만큼 상쇄된다.

유닛(1736)은 하위 리스트 지수를 증가시키고, 비교기(1738)는 리스트의 최종 엔트리가 처리되었는지를 결정한다. 처리되지 않은 경우, 비트 스트림의 끝에 도달하지 않았음을 비교기(1740)가 가리키면, 디코딩은 유닛들(1702, 1704)을 통해 증가된 새로운 지수의 계수에 대해 진행된다. 하위 리스트가 완전히 처리되었음을 비교기(1738)가 지시하면, 새로운 하위 리스트는 블록(1745)에 의해 지시되는 바와 같이 획득되어 현재 임계치에서 디코딩된다(제16도). 비트 스트림의 끝에 도달했음을 비교기(1740)가 지시하는 시간, 즉, 디코딩이 완료되는 시간까지 디코딩 동작은 하위 리스트 및 우위 리스트 사이에서 계속된다.

제18도는 제15도 내지 제17도에서 설명된 디코더/분해 시스템의 구현에 사용될 수도 있는 블륵도이다.

사용자 인터페이스는 목표 비트율을 표시하는 제어 신호를 시스템 오퍼레이터로부터 수신하고, 코더 장치에서 발생되는 압축된 비트 스트림을 수신한다. 목표 비트율(비트/펠)은 전체 비트 스트림이 디코딩되어 최고 해상도 이미지를 얻을 수 있거나, 낮은 해상도의 이미지가 요구되면 전체보다 작은 비트 스트림이 디코딩될 수 있도록 선택된다. 비트 스트림 헤더 정보는 유닛(1804)에 의해 디코딩되어, 분해(피라미드) 레벨 수, 이미지 폭 및 높이, 산술적 디코더용 히스토그램의 갱신 주파수(MAXFREQ), 초기 임계치 레벨 및 이미지 평균에 대한 파라미터들을 표시하는 출력 신호를 생성한다.

헤더 다음의 비트 스트림 정보는 연속 근사값 디코더 유닛(1810)에 전송된다. 이 유닛은 데이타 처리 히스토그램을 갖는 관련 모델링 유닛(1814)의 출력 신호와 상호작용하는 산술적 엔트로피 디코더(1812)를 포함한다. 모델링 유닛(1814)은 제15도 내지 제17도의 흐름도에 따라 동작하는 마이크로 프로세서 근거 장치일 수도 있는 디코더 제어기(1816)의 출력 신호에 응답한다.

제어기(1816)는 유닛(1822)에 의해 생성되는 우위 지수의 초기 리스트 및 마크맵과, 비트 스트림 디코딩의 시작에서 히스토그램 및 산술적 디코더 동작을 초기화하는 유닛(1820)의 신호에 응답하여 동작한다. 제어기(1816)는 (재고된) 우위 리스트, 하위 리스트, 마크맵 및 흐름도를 참조로 설명된 여러 임계치를 발생하여 공동 작용한다.

산술적 디코더(1812)의 출력 신호 및 제어기 (1816)의 정보는 제17도를 참조로 설명되는 바와 같이, 디스플레이될 이미지가 발생될 출력 맵을 발생하기 위한 유닛(1828)에 의해 수신된다. 유닛(1828)에 의해 발생된 출력 맵의 계수는 유닛(1830)에 의해 역변환된다. 유닛(1830)에서 변환된 신호는 재구성된 이미지 신호를 생성하는 가산기(1834)의 이미지 평균 정보에 결합된다. 이 신호는 장치(1838)에 의해 디스플레이 되기 전에 유닛(1836)의 요구에 따라 추가로 처리된다. 처리기(1836) 및 장치(1838)는 예를들면 텔레비전 수신기에 관련될 수도 있다. 역변환 유닛(1830)은 (제2도)의 디코더의 서브밴드 분해기에 의해 수행되는 변환의 역을 수행한다. 모델링 유닛(1814)은 인코더의 해당 모델링 유닛과 동일 특성을 나타내고, 산술적 엔트로피 디코더는 인코더의 산술적 엔트로피 코더에 의해 수행되는 동작의 역을 수행한다.

본 발명은 디지탈 신호 전송 채널을 통해 전송될 코딩 정보를 압축하는 시스템에 관한 것으로, 특히 데이타 중요도 맵(significance map)을 코팅하기 위한 디지탈 신호 처리 시스템에 관한 것이다.

디지탈 데이타 압축 시스템의 기본적인 목적 중에는, 전송 채널 또는 저장매체를 통해 데이타가 전송되기 전에 중복 정보를 제거하여 최소 갯수의 비트를 사용하여 남은 정보를 정확하게 표시하는 것을 들 수 있다. 압축될 데이타는 예를들면 오디오 및 비디오 정보와 같은 여러 유형의 정보를 표시할 수도 있다.

압축용 데이타 코딩에는 흔히 두 인자, 즉, 중요 데이타의 위치 및 비 제로(Non Zero) 중요 데이타의 값이 고려된다. 소위 중요도 맵의 엔트리에 의해 표시될 수 있는 데이타 위치의 압축 코딩은 바람직하게는 비 제로 중요 데이타의 코딩을 증가시킨다.

이미지 신호 처리 분야의 최근 연구는 무엇보다도, 효율적이고 정확한 형태의 데이타 압축에 촛점을 맞추고 있다. 이 점에 관하여, 다양한 형태의 소위 “피라미드” 신호 처리 방식 이 특히 이미지 정보 처리에 관련되어 제시되고 있다. 이미지 데이타의 다중 해상도 “피라미드” 처리 방식은 Burt 씨 등의 “콤팩트 이미지 코드로서의 라플라시안 피라미드”(IEEE 통신 회보, Vol. Com-31, No.4, 1983년 4월)에 개시되어 있다. 소위 “웨이브렛(wavelet)”피라미드는 원래의 이미지 표시 비디오 신호의 서브밴드 분해를 생성하기 위해 직각 미러 필터(QMF : Quadrature Mirror Filter)를 사용하는 특수 형식의 다중해상도 피라미드이다. 이와같은 형식의 신호 처리기는 Pentland 씨 등의 “프랙탈 단위 이미지 압축에 대한 실제 접근 방식” (1991년 4월 8일 - 11일 DCC ‘91 데이타 압축 회의 보고서, IEEE Computer Society Press, Los Alamitos California)에 개시되어 있다. Pentland 등의 압축 시스템은 고주파수의 미세 스케일로 중요 정보를 예측하기 위해 저주파수의 미세하지 않은(coarse) 스케일 정보를 사용하고자 한다. QMF 서브밴드 피라미드 처리 방식도 J. W. Woods 의 저서 “서브밴드 이미지 코딩” (Kluwer Academic Pub1ishers, 1991년)에 개시되어 있다.

이미지 데이타로 피라미드 방식으로 처리하는 또다른 시스템은 Lewis 씨 등의 “2-D 웨이브렛 변환을 이응하는 64 Kb/s 비디오 코덱” (상기한 DCC ‘91 데이타 압축 회의 보고서)에 개시되어 있다. Lewis 씨 등은 인간의 시각적 감지 모델을 기초로 하는 코딩 시스템을 설명하고 있다. 분해된 높은 통과 대역은 2×2 블록의 서브트리로 구성된 노드를 갖는 공간상의 로컬 트리를 형성함으로써 코딩된다. 트리의 에너지 (통계상 측정치)는 인간의 시각적 시스템의 가중된 임계치에 비교되어 트리가 중요한 지의 여부를 결정한다. 중요하지 않으면, 코더는 트리의 나머지가 0 이고 “0 플래그”가 보내진 것으로 가정한다.

계류중인 미합중국 특허출원 제 797,860 호에 기술된 J. M. Shapiro 씨의 데이타 압축 시스템은 중요 정보를 예측하고자 하는 Pentland 씨 등의 시스템에 비해 고주파수 미세 스케일에서 중요 정보의 부재를 예측하기 위해 저주파수의 미세하지 않은 스케일 중요 정보의 부재를 이용한다. 또한, Shapiro 시스템은 장점으로서 Lewis 씨 등의 다수의 계수 블록에 관련된 에너지와 같은 통계상의 측정치에 의존하지 않는데, 이는 그와 같은 의존성으로 인해 비중요 계수가 둘러싸임으로써 중요 계수가 모호해질 수도 있기 때문이다. Lewis 씨 등의 시스템과는 달리, Shapiro 시스템은 트리 구조의 루트 성분이나 루트 성분의 임의의 자손 성분도 주어진 임계치보다 큰 값을 갖지 않도록 해준다.

본문에 설명된 바와 같이, 다양한 Shapiro 시스템은 메모리 및 계산이 증가함에도 불구하고 향상된 코딩 동작을 수행할 수 있다. 상기 언급된 Shapiro 시스템의 제로 트리 구조에서, 제로 트리 구조의 중간(리프)노드에 존재하는 보다 중요한 계수값으로 인해 예를들면 연속적인 근사값 양자화기와 관련하여 나중에 점차적으로 보다 작은 임계치에서 평가될시에 조상 노드들이 제로 트리 루트에 존재하지 못하게 된다. 연속 근사 양자화기를 이용하는 상기 시스템에서, 일단 한 계수가 중요하다고 밝혀지면, 보다 작은 임계치에서 상기 계수를 중요도 맵에 더이상 포함할 필요가 없다. 이로써, 본 발명의 원리에 따르면, 중간(예컨대, 리프)노드에서 중요 계수가 발견되면 나중에 보다 작은 임계치에서 계산될시에 조상(미세하지 않은 레벨에서)은 제로 트리 루트에 존재하지 않게 된다.

본 발명의 원리에 따르면, 디지탈 데이타 처리 시스템은 데이타 표시 계수의 트리 구조를 만들기 위한 수단을 포함하는데, 이 트리 구조는, 예컨대 미세하지 않은 정보의 레벨에서 발생된 계수로부터 비교적 미세한 정보의 레벨에서 발생된 계수까지의 다중 경로를 갖는다. 계수들은 중요 계수와 비중요 계수로 구별되도록 평가된다. 트리 구조의 루트 계수로부터 트리 구조의 말단 계수 세트까지의 트리 구조에 있는 비중요 계수의 관계를 표시하는 전용 기호를 발생하는 수단 또한 포함된다. 이 기호는 소정의 기준 레벨에서, 보다 높은 기준 레벨에서 비중요하다고 밝혀진 어떤 계수와 그의 모든 자손들이 상기 소정의 기준 레벨보다 작은 크기를 갖는 경우에 그 계수가 트리 구조의 루트 계수나 루트임을 표시한다.

본 발명에 따른 시스템의 예시된 바람직한 실시예에서, 인코더는 화소에 의해 구성된 원 이미지 정보를 다수의 분해 레벨 각각에서 다수의 이미지 표시 서브밴드로 분해한다. 서브밴드는 저주파수 및 고주파수의 서브밴드 성분을 포함한다. 최종 레벨을 제외한 각 분해 레벨의 저주파수 서브밴드는 다음의 하부 분해 레벨의 서브밴드 성분으로 분해된다. 분해 처리에 의해 각각의 이미지 분해 샘플에 대한 크기 표시 계수가 생성된다. 소정 레벨의 계수는 예컨대, 소정 크기의 이미지 해상도의 두 배에 해당하는 미세 세부상 레벨의 계수 세트에 관련될 수 있다. 비교적 미세하지 않은 레벨의 계수는 “부모” 로 부르고, 다음의 미세 세부상 레벨의 동일한 공간적 또는 시간적 위치의 계수는 “자식”으로 부른다. 주어진 부모 계수에 대하여, 동일 위치의 모든 미세 세부상 레벨의 모든 계수는 “자손”으로 부른다. 마찬가지로, 소정의 자식 계수에 대하여, 동일 위치의 모든 미세하지 않은 정보 레벨의 모든 계수는 “조상”으로 부른다. 계수들은 순서적으로 결정된 복수의 임계치의 각각에 관련한 크기에 따라 중요하거나 비중요한 것으로 결정된다. 소정의 임계치에서, 보다 큰 임계치에서 비중요하다고 밝혀진 어떤 계수 및 그의 모든 자손들이 상기 소정 임계치보다 작은 크기를 갖는 경우에 모든 자손들이 예측가능하게 비중요하다고 여겨짐에 따라 그 계수는 비중요하고 “제로 트리의 루트”로 간주된다. 제로 트리의 루트로 간주되는 계수는 결국 엔트로피 코더와 같은 수단에 의해 처리되는 전용 기호로 코딩된다. 중간 및 고주파수의 특히 중요 서브밴드 계수들을 포함하는, 예컨대 이미지의 텍스쳐를 나타내는 신호에 대해 비중요 계수들을 코딩할때 실질적인 향상이 이루어진다.

Claims

복수의 이미지 표시 데이타 성분으로 구성된 디지탈 데이타를 처리하기 위한 코딩 장치에 있어서, 상기 데이타 성분에 응답하여 그 데이타 성분들을 표현하는 계수를 발생하기 위한 수단과; 상기 계수들을 매우 미세하지 않는 값으로 부터 보다 미세한 값까지의 연속적인 상세 임계치로 평가하여 계수가 중요 계수인지 비중요 계수인지를 결정하고 계수의 크기가 소정 임계치를 초과하는 경우에 그 계수는 중요하다고 간주하는 계수 평가 수단과; 상기 평가 수단에 의해 평가된 계수에 응답하여 이전의 미세하지 않은 임계치에서 결정된 정보를 표현하기 위해 (a) 이전의 미세하지 않은 임계치에서 중요하다고 아직 확인되지 않은 계수들의 엔트리로 구성된 우위 리스트와; (b) 이전의 미세하지 않은 임계치에서 중요하다고 확인된 계수들의 엔트리로 구성된 하위 리스트를 포함하는 정보표현수단과; 상기 평가된 계수에 응답하여 소정의 공간 영역에 대해 저주파수의 이미지 정보를 나타내는 미세하지 않은 정보 레벨에서 평가된 계수에서 비교적 보다 작은 공간 영역에 대해 고주파수의 이미지 정보를 나타내는 비교적 미세한 정보 레벨에서 발생되어 상기 트리 구조의 루트에 의해 표현되는 일부 영역에 해당하는 영역을 각각 나타내는 자손 계수까지의 경로를 갖는 트리 구조를 발생하기 위한 트리 구조 발생 수단과; (a) 상기 우위 리스트의 계수가 현재 임계치에 대해 중요하다는 의미로 양의 값을 표시하는 음의 기호와, (b) 상기 우위 리스트의 계수가 현재 임계치에 대해 중요하다는 의미로 음의 값을 표시하는 음의 기호와, (c) 상기 우위 리스트의 계수가 현재 임계치에 대해 비중요하지만 연관 트리에서 이전의 모든 보다 큰 임계치에 대해 비중요하지만 현재 임계치에 대해서는 중요한 적어도 하나의 자손을 갖는 것을 표시하는 고립된 제로 기호와, (d) 상기 우위 리스트의 계수가 현재 임계치에 대해 비중요하고, 이전의 보다 큰 임계치에 대해 중요한 것으로 밝혀진 계수들 제외하고 연관 트리의 모든 계수가 상기 현재 임계치에 대해 비중요하다는 것을 나타내는 제로 트리 기호를 포함하는 기호들을 발생하도록 상기 리스트의 계수 엔트리를 평가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코딩 장치.
제1항에 있어서, 상기 코딩 수단은 입력 기호에 응답하여 출력 비트 스트림을 생성하는 엔트로피 코더인 것을 특징으로 하는 코딩 장치.
제1항에 있어서, 상기 임계치는 연속적으로 반감되는 것을 특징으로 하는 코딩 장치.
제1항에 있어서, 상기 디지탈 데이타는 화소로 구성된 이미지를 표시하고; 상기 시스템은 상기 이미지를 다수의 분해 레벨 각각에서 다수의 이미지 표시 서브밴드로 분해하고 화소 군의 소정 특성을 표시하는 계수를 상기 화소 군에 대해 생성하는 변환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코딩 장치.
제4항에 있어서, 각각의 상기 계수는 관련 화소군의 크기를 나타내는 것을 특징으로 하는 코딩 장치.
해당 변환 계수 값을 식별케하는 기호의 시퀀스를 나타내는 코딩된 디지탈 데이타 스트림 처리용 디코딩 장치에 있어서, 계수 관련 정보를 제공하기 위해 매우 미세하지 않은 값으로 부터 보다 미세한 값까지의 연속적인 상세 임계치에서 상기 데이타 스트림을 평가하기 위한 수단과; 이전의 미세하지 않은 임계치에서 결정된 상기 계수 정보를 표현하기 위해 (a) 이전의 미세하지 알은 임계치에서 중요한 것으로서 아직 확인되지 않은 계수들의 엔트리로 구성된 우위 리스트와; (b) 이전의 미세하지 않은 임계치에서 중요한 것으로서 확인된 계수들의 엔트리로 구성된 하위 리스트를 포함하는 계수 정보 표현 수단과; 상기 우위 리스트의 엔트리를 표현하는 (a) 상기 우위 리스트의 계수가 현재 임계치에 대해 중요하다는 의미로 양의 값을 표시하는 양의 기호와; (b) 상기 우위 리스트의 계수가 현재 임계치에 대해 중요하다는 의미로 음의 값을 표시하는 음의 기호와, (c) 상기 우위 리스트의 계수가 현재 임계치에 대해 비중요하지만 연관 트리에서 이전의 모든 보다 큰 임계치에 대해 비중요하지만 현재 임계치에 대해서는 중요한 적어도 하나의 자손을 갖는 것을 표시하는 고립된 제로 기호와, (d) 상기 우위 리스트의 계수가 현재 임계치에 대해 비중요하고, 이전의 보다 큰 임계치에 대해 중요한 것으로 밝혀진 계수들 제외하고 연관 트리의 모든 계수가 상기 현재 임계치에 대해 비중요하다는 것을 나타내는 제로 트리 기호를 포함하는 기호들을 제공하도록 상기 우위 리스트에 의해 표현된 계수 엔트리를 각 임계치에서 평가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
제6항에 있어서, 상기 디지탈 데이타는 화소로 구성된 이미지를 표시하고; 각각의 상기 계수는 화소군의 크기를 나타내는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
제6항에 있어서, 상기 디지탈 데이타는 다수의 분해 레벨 각각에서 각 계수에 의해 표시되는 다수의 화소로 분해되는 이미지를 표시하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.