JP2002369202A

JP2002369202A - 画像圧縮装置、画像伸長装置、画像圧縮方法、画像伸長方法、プログラム、及び該プログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP2002369202A
Application number: JP2001175081A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Sano; 豊佐野; Hiroyuki Sakuyama; 宏幸作山; Taku Kodama; 児玉　　卓
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-12-20

Abstract

(57)【要約】【課題】画像をタイル分割し、該タイル毎に高圧縮し
て得られた圧縮画像を復号化する際に生ずるタイル境界
を、タイル境界近傍領域の量子化率を低減することによ
り、見えにくくする。【解決手段】画像に対して任意の大きさで方形タイル
を指定し、指定された方形タイルを用いて画像を分割
し、画像を分割した方形タイルをタイル毎にビットプレ
ーンに分解する。分解したビットプレーンを符号化順序
に応じてＭＳＢからＬＳＢまで順位付けし、順位付けさ
れたビットプレーンにより、例えば最上位レイヤー０か
ら最下位レイヤー９までのレイヤーを構成する。量子化
率を相対的に低く抑えるタイル境界近傍領域のコードブ
ロック２，３；６，７；１０，１１のビットプレーン
を、量子化率を相対的に高く維持するタイル境界から離
れた領域のコードブロック０，１；４，５；８，９のビ
ットプレーンに対して、上位レイヤー側に含まれるよう
にシフトさせ、量子化率を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像圧縮装置、画
像伸長装置、画像圧縮方法、画像伸長方法、プログラム
及び該プログラムを記録した記録媒体、より詳細には、
タイル境界近傍の量子化率を低く抑えることを可能とす
る画像圧縮装置、画像伸長装置、画像圧縮方法、画像伸
長方法、コンピュータが実行できるプログラム及び該プ
ログラムを記録した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像入力技術及びその出力技術の進歩に
より、カラー静止画像に対して高精細化の要求が、近年
非常に高まっている。画像入力装置として、デジタルカ
メラ（ＤｉｇｉｔａｌＣａｍｅｒａ（ＤＣ））を例に
あげると、３００万以上の画素数を持つ高性能な電化結
合素子（ＣＣＤ）の低価格化が進み、普及価格帯の製品
においても広く用いられるようになってきた。そして、
５００万画素の製品も間近である。こうしたＣＣＤを代
表とする入力デバイスの高性能化は、シリコンプロセス
あるいはデバイス技術の進歩に負うところが大きく、微
細化とＳ／Ｎ比の低下というトレードオフ問題を克服し
てきた。そして、このピクセル数の増加傾向は、なおし
ばらくは続くと言われている。

【０００３】一方、画像出力・表示装置に関しても、レ
ーザプリンタ、インクジェットプリンタ、昇華型プリン
タ等のハードコピー分野における製品、そして、ＣＲＴ
やＬＣＤ（液晶表示デバイス）、ＰＤＰ（プラズマ表示
デバイス）等のフラットパネルディスプレイのソフトコ
ピー分野における製品の高精細化、低価格化は目を見張
るものがある。

【０００４】こうした高性能・低価格な画像入出力製品
の市場投入効果によって、高精細静止画像の大衆化が始
まっている。今後はあらゆる場面で、高精細静止画像の
需要が高まると予想されている。実際、パーソナルコン
ピュータ（ＰＣ）やインターネットを始めとするネット
ワークに関連する技術の発達は、こうしたトレンドをま
すます加速させている。特に最近は、携帯電話やノート
パソコン等のモバイル機器の普及速度が非常に大きく、
高精細な画像を、あらゆる地点から通信手段を用いて伝
送あるいは受信する機会が急増している。こうしたこと
を背景に、高精細静止画像の取扱いを容易にする画像圧
縮伸長技術に対する高性能化あるいは多機能化の要求
は、今後ますます強くなっていくことは必至と思われ
る。

【０００５】こうした高精細静止画像の取扱いを容易に
する画像圧縮伸長アルゴリズムとしては、現在のとこ
ろ、ＪＰＥＧ（ＪｏｉｎｔＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ
ＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）が最も広く使われてい
る。また、２００１年に国際標準になったＪＰＥＧ２０
００は、ＪＰＥＧよりも更に高性能な画像圧縮伸長アル
ゴリズムを持つばかりでなく、同時に大幅な多機能化
や、様々なアプリケーションに対する柔軟性と拡張性を
備えている。そして、ＪＰＥＧ後継の次世代高精細静止
画像圧縮伸長フォーマットとして、大いに期待されてい
る。

【０００６】図１７は、ＪＰＥＧアルゴリズムの基本を
説明するためのブロック図である。ＪＰＥＧアルゴリズ
ムは、色空間変換・逆変換部４０、離散コサイン変換・
逆変換部４１、量子化・逆量子化部４２、エントロピー
符号化・復号化部４３で構成されている。通常は、高い
圧縮率を得るために、非可逆符号化を使用するので、い
わゆるロスレスの圧縮伸長は行なわれない。オリジナル
画像データを完全に保存しないものの、実用上問題が生
ずることが少ない。そのため、ＪＰＥＧ方式は、圧縮や
伸長の処理あるいは圧縮後の画像データ蓄積に必要なメ
モリ容量を抑え、また、データの送受信に費やされる時
間を短くすることに、大きく貢献している。こうした利
点のために、ＪＰＥＧは現在最も広く普及している静止
画像の圧縮伸長アルゴリズムとなった。

【０００７】図１８は、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズム
の基本を説明するためのブロック図である。ＪＰＥＧ２
０００のアルゴリズムは、色空間変換・逆変換部５０、
２次元ウエーブレット変換・逆変換部５１、量子化・逆
量子化部５２、エントロピー符号化・復号化部５３、タ
グ処理部５４で構成されている。

【０００８】上記のごとく、現在、最も広く普及してい
る静止画像の圧縮伸長方式はＪＰＥＧである。しかしな
がら、静止画像に対する高精細化の要求はとどまること
がなく、ＪＰＥＧ方式にも技術的な限界が見え始めてい
る。例えば、今まではあまり目立たなかった画像上に現
れるブロックノイズやモスキートノイズが、原画像の高
精細化に伴い次第に顕著となって来た。つまり、従来は
問題にならなかったＪＰＥＧファイルによる画質劣化
が、実用上も無視できないレベルに近づいてきた訳であ
る。その結果を受けて、低ビットレート、すなわち高圧
縮率領域における画質向上が、アルゴリズム上の最重要
課題として認識されるようになった。ＪＰＥＧ２０００
はこうした問題を解決することが出来るアルゴリズムと
して生まれた。そして、近い将来、現在主流のＪＰＥＧ
形式と併用されることが予想される。

【０００９】前述した図１７と図１８とを比較して、最
も大きく異なる点の一つは変換方法である。ＪＰＥＧは
離散コサイン変換（ＤＣＴ：ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓ
ｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を、ＪＰＥＧ２０００は
離散ウエーブレット変換（ＤＷＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ
ＷａｖｅｌｅｔＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いている。
ＤＷＴはＤＣＴに比べて、高圧縮領域における画質が良
いという長所が、後継アルゴリズムにおける採用の大き
な理由となっている。

【００１０】また、もう一つの大きな相違点は、後者で
は、最終段に符号形成をおこなうために、タグ処理部５
４と呼ばれる機能ブロックが追加されていることであ
る。この部分で、圧縮動作時には圧縮データがコードス
トリームとして生成され、伸長動作時には伸長に必要な
コードストリームの解釈が行われる。そして、コードス
トリームによって、ＪＰＥＧ２０００は様々な便利な機
能を実現できるようになった。例えば、図１９は、デコ
ンポジションレベルが３の場合の、各デコンポジション
レベルにおけるサブバンドの一例を示す図で、図１９に
示したブロックベースでのＤＷＴにおけるオクターブ分
割に対応した任意の階層で、静止画像の圧縮伸長動作を
自由に停止させることができるようになる。

【００１１】なお、図１７と図１８の原画像の入出力部
分には、それぞれ色空間変換・逆変換部４０、色空間変
換・逆変換部５０が接続されることが多い。例えば、原
色系のＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の各コンポーネン
トからなるＲＧＢ表色系や、補色系のＹ（黄）／Ｍ（マ
ゼンタ）／Ｃ（シアン）の各コンポーネントからなるＹ
ＭＣ表色系から、ＹＵＶ、あるいはＹＣｒＣｂ表色系へ
の変換又は逆の変換を行う部分がこれに相当する。

【００１２】以下、ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムにつ
いて説明する。ここで、ＪＰＥＧ２０００に関する用語
の定義は、ＪＰＥＧ２０００ＰａｒｔＩＦＤＩＳ
（Final Draft International Standard）に準拠するも
のとする。以下、代表的な用語の定義について示す。１．bit-plane:A two dimensional array of bits.In t
his Recommendation International Standard a bit-pl
ane refers to all the bits of the same magnitude i
n all coefficients or samples.This could refer to
a bit-plane in acomponent,tile-component,code-bloc
k,region of interest,or other. ２．code-block:A rectangular grouping of coefficie
nts from the same subband of a tile-component. ３．decomposition level:A collection of wavelet su
bbands where each coefficient has the same spatial
impact or span with respect to the source compone
nt samples.These include the HL,LH,and HH subbands
of the same twodimensional subband decomposition.
For the last decomposition level theLL subband is
also included. ４．layer:A collection of compressed image data fr
om coding pass of one,or more,code-blocks of a til
e-component.Layers have an order for encoding and
decoding and decoding that must be preserved. ５．precinct:A one rectangular region of a transfo
rmed tile-component,within each resolution level,u
sed for limiting the size of packets.

【００１３】図２０は、タイル分割されたカラー画像の
各コンポーネントの例を示す図である。カラー画像は、
一般に、図２０に示すように、原画像の各コンポーネン
ト７０，７１，７２（ここではＲＧＢ原色系）が、矩形
をした領域（タイル）７０_ｔ，７１_ｔ，７２_ｔによって
分割される。そして、個々のタイル、例えば、Ｒ００，
Ｒ０１，…，Ｒ１５／Ｇ００，Ｇ０１，…，Ｇ１５／Ｂ
００，Ｂ０１，…，Ｂ１５が、圧縮伸長プロセスを実行
する際の基本単位となる。従って、圧縮伸長動作は、コ
ンポーネント毎、そしてタイル毎に、独立に行なわれ
る。符号化時には、各コンポーネントの各タイルのデー
タが、図１８に示した色空間変換部５０に入力され、色
空間変換を施されたのち、２次元ウェーブレット変換部
５１で２次元ウェーブレット変換（順変換）が適用され
て周波数帯に空間分割される。

【００１４】前述した図１９には、デコンポジションレ
ベルが３の場合の、各デコンポジションレベルにおける
サブバンドを示している。すなわち、原画像のタイル分
割によって得られたタイル原画像（０ＬＬ）（デコンポ
ジションレベル０（６０））に対して、２次元ウェーブ
レット変換を施し、デコンポジションレベル１（６１）
に示すサブバンド（１ＬＬ，１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨ）
を分離する。そして引き続き、この階層における低周波
成分１ＬＬに対して、２次元ウェーブレット変換を施
し、デコンポジションレベル２（６２）に示すサブバン
ド（２ＬＬ，２ＨＬ，２ＬＨ，２ＨＨ）を分離する。順
次同様に、低周波成分２ＬＬに対しても、２次元ウェー
ブレット変換を施し、デコンポジションレベル３（６
３）に示すサブバンド（３ＬＬ，３ＨＬ，３ＬＨ，３Ｈ
Ｈ）を分離する。

【００１５】更に図１９では、各デコンポジションレベ
ルにおいて符号化の対象となるサブバンドの色を、グレ
ーで表してある。例えば、デコンポジションレベルを３
とした時、グレーで示したサブバンド（３ＨＬ，３Ｌ
Ｈ，３ＨＨ，２ＨＬ，２ＬＨ，２ＨＨ，１ＨＬ，１Ｌ
Ｈ，１ＨＨ）が符号化対象となり、３ＬＬサブバンドは
符号化されない。

【００１６】次いで、指定した符号化の順番で符号化の
対象となるビットが定められ、図１８に示した量子化部
５２で対象ビット周辺のビットからコンテキストが生成
される。量子化の処理が終わったウエーブレット係数
は、個々のサブバンド毎に、プレシンクトと呼ばれる重
複しない矩形に分割される。これは、インプリメンテー
ションでメモリを効率的に使うために導入されたもので
ある。

【００１７】図２１は、プレシンクトとコードブロック
の関係の一例を説明する図で、原画像８０は、デコンポ
ジションレベル１において、タイル８０_ｔ０，タイル８
０_ｔ _１，タイル８０_ｔ２，タイル８０_ｔ３の４つのタイ
ルに分割されている。図２１に示したように、例えばプ
レシンクト８０_ｐ４は、空間的に一致した３つの矩形領
域からなり、プレシンクト８０_ｐ６も同様である。更
に、個々のプレシンクトは、重複しない矩形からなるコ
ードブロックと呼ばれるブロックに分けられる。本例で
は、０〜１１までの１２個のコードブロックに分けられ
ており、例えばコードブロック８０_ｂ１は、コードブロ
ック番号１を示す。このコードブロックは、エントロピ
ーコーディングを行う際の基本単位となる。

【００１８】ウエーブレット変換後の係数値は、そのま
ま量子化し符号化することも可能であるが、ＪＰＥＧ２
０００では符号化効率を上げるために、係数値をビット
プレーン単位に分解し、画素あるいはコードブロック毎
にビットプレーンに順位付けを行うことができる。

【００１９】図２２は、ビットプレーンに順位付けする
手順の一例を説明した図である。図２２に示す例は、原
画像９０（３２×３２画素）を１６×１６画素の４つの
タイル、タイル９０_ｔ０，タイル９０_ｔ１，タイル９０
_ｔ２，タイル９０_ｔ３で分割した場合で、デコンポジシ
ョンレベル１のプレシンクトとコードブロックの大きさ
は、各々８×８画素と４×４画素としている。プレシン
クトとコードブロックの番号は、ラスター順に付けられ
ており、本例ではプレシンクトが番号０から３まで、コ
ードブロックが番号０から３まで割り当てられている。
タイル境界外に対する画素拡張にはミラーリング法を用
いて、可逆（５，３）整数変換フィルタでウエーブレッ
ト変換を行い、デコンポジションレベル１のウエーブレ
ット係数値を求めている。

【００２０】また、タイル９０_ｔ０（タイル０）／プレ
シンクト９０_ｐ３（プレシンクト３）／コードブロック
９０_ｂ３（コードブロック３）について、代表的なレイ
ヤー構成の一例を示す概念図を併せて示している。変換
後のコードブロック９０_ｗ３は、コードブロック９０
_ｂ３を可逆（５，３）整数変換フィルタによりウエーブ
レット変換し、デコンポジションレベル１のウエーブレ
ット係数値を求めたものである。変換後のコードブロッ
ク９０_ｗ３は、サブバンド（１ＬＬ，１ＨＬ，１ＬＨ，
１ＨＨ）に分割され、各サブバンドにはウエーブレット
係数値が割り当てられている。

【００２１】レイヤーの構造は、ウエーブレット係数値
を横方向（ビットプレーン方向）から見ると理解し易
い。１つのレイヤーは任意の数のビットプレーンから構
成される。この例では、レイヤー０、１、２、３は、各
々１、３、１、３つのビットプレーンから成っている。
そして、ＬＳＢに近いビットプレーンを含むレイヤー
程、先に量子化の対象となり、逆に、ＭＳＢに近いレイ
ヤーは最後まで量子化されずに残ることになる。ここで
ＬＳＢに近いレイヤーから破棄する方法は、トランケー
ションと呼ばれ、量子化率を細かく制御することが可能
である。

【００２２】前述の図１８に示したエントロピー符号化
部５３では、コンテキストと対象ビットから確率推定に
よって、各コンポーネントのタイルに対する符号化を行
う。こうして、原画像の全てのコンポーネントについ
て、タイル単位で符号化処理が行われる。

【００２３】最後に、タグ処理部５４は、エントロピー
コーダ部からの全符号化データを１本のコードストリー
ムに結合するとともに、それにタグを付加する処理を行
う。図２３は、コードストリームの構造の一例を簡単に
示した図で、コードストリームの先頭と各タイルを構成
する部分タイルの先頭にはヘッダ（それぞれ、メインヘ
ッダ１００及びタイルパートヘッダ１０１）と呼ばれる
タグ情報が付加され、その後に、各タイルの符号化デー
タ（ビットストリーム１０２）が続く。そして、コード
ストリームの終端１０３には、再びタグが置かれる。

【００２４】一方、復号化時には、符号化時とは逆に、
各コンポーネントの各タイルのコードストリームから画
像データを生成する。前述の図１８を用いて簡単に説明
する。この場合、タグ処理部５４は、外部より入力した
コードストリームに付加されたタグ情報を解釈し、コー
ドストリームを各コンポーネントの各タイルのコードス
トリームに分解し、その各コンポーネントの各タイルの
コードストリーム毎に復号化処理が行われる。コードス
トリーム内のタグ情報に基づく順番で復号化の対象とな
るビットの位置が定められるとともに、逆量子化部５２
で、その対象ビット位置の周辺ビット（既に復号化を終
えている）の並びからコンテキストが生成される。エン
トロピー復号化部５３で、このコンテキストとコードス
トリームから確率推定によって復号化を行い対象ビット
を生成し、それを対象ビットの位置に書き込む。

【００２５】このようにして復号化されたデータは各周
波数帯域毎に空間分割されているため、これを２次元ウ
ェーブレット逆変換部５１で２次元ウェーブレット逆変
換を行うことにより、画像データの各コンポーネントの
各タイルが復元される。復元されたデータは色空間逆変
換部５０によって元の表色系のデータに変換される。

【００２６】また、従来のＪＰＥＧ圧縮伸長形式の場合
は、上記のＪＰＥＧ２０００で述べたタイルを、２次元
離散コサイン変換を行う、一辺が８ピクセルの正方形ブ
ロック、として読み替えれば良い。

【００２７】ここまでは、一般的な静止画像についての
説明であったが、この技術を動画像に拡張することも可
能である。すなわち、動画像の各フレームを１枚の静止
画像で構成し、これらの静止画像を、アプリケーション
に最適なフレーム速度で表示させ動画にする。ビデオデ
ータは、原静止画像を符号化したり、あるいは圧縮静止
画像データを復号化することを、連続的に行うことによ
り得られるので、基本的には静止画像の圧縮伸長動作と
同じである。これが、静止画像のＭｏｔｉｏｎ圧縮伸長
処理と言われている機能である。この方式は、現在、動
画像で広く使われているＭＰＥＧ形式のビデオファイル
には無い機能、すなわち、フレーム単位で高品質な静止
画像を編集できるという利点を持っていることから、放
送局等の業務分野で注目を集め始めている。やがては、
一般消費者向けに普及する可能性も持っている。

【００２８】Ｍｏｔｉｏｎ静止画の圧縮伸長アルゴリズ
ムに要求されるスペックで、一般的な静止画像の圧縮伸
長アルゴリズムと大きく異なるのは、処理速度である。
なぜなら、動画像の品質を大きく左右するフレームレー
トを決めるからである。リアルタイムで処理をする必要
性から、現在の段階では、ＡＳＩＣあるいはＤＳＰとい
ったハードウエアに対する依存性の高い方法に、実現方
法は限られている。そして、やがてはソフトウエアで十
分に高速な処理が可能となるであろうが、それまでに
は、半導体分野におけるプロセスデバイス技術、ソフト
ウエア分野における並列化コンパイラ技術、等の更なる
進歩を待つ必要があると思われる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術によれば、圧縮率の高い条件で圧縮伸長処理を
行うと、タイルの境界が目立ってくるという問題があ
る。圧縮伸長処理の対象とする原画像が、空間的に大面
積であったり、あるいは個々のカラー成分が深い階調レ
ベルを持っているような時、画像のデータ量は非常に大
きくなる。タイリングのアイデアは、最初に述べた市場
の高精細静止画像への要求の高まりと、画像データ量の
増大という技術的な課題とを、同時に解決するために生
まれたものである。

【００３０】データ量が非常に多い原画像を、何の工夫
もせずに処理を行うと、画像データを処理するワーキン
グエリアや処理結果を保持しておくために、非常に膨大
なメモリ領域を必要とし、圧縮あるいは伸長に要する処
理時間も非常に長くなってしまう。こうしたことを回避
するために、原画像を長方形の区画、いわゆるタイル
（ＪＰＥＧの場合はブロックという）と呼ばれる単位に
分割し、その領域毎に、圧縮伸長処理を施すのが普通で
ある。このタイルで空間を分割するというアイデアによ
り、メモリ量やプロセス時間の増大を、現実的な水準に
までに抑えることが出来るようになった。

【００３１】ところが、原画像のタイル分割は、冒頭に
述べたタイル境界の顕在化という新たな課題を引き起こ
している。この現象は、高い圧縮率の条件で、原画像を
非可逆（ロッシー）で圧縮（エンコード）して生成した
圧縮画像データを、原画像に復号（デコード）する時に
起きる現象である。特に、大きな面積を持つ高精細静止
画像や、高い圧縮率を使う機会の多い動画像の表示にお
いては、たとえタイル内の画質は良好に保たれたとして
も、タイル境界の顕在化が、主観的に大きな影響を与え
てしまう。これは、ＪＰＥＧ２０００の持つ長所の一
つ、すなわち、高い圧縮率においても画質劣化が少ない
ということに対して、将来深刻な問題を引き起こす恐れ
がある。

【００３２】図２４は、原画像を７５分の１にロスレス
で圧縮し、伸長した後の画像の一例を示す図で、図２５
は、原画像と伸長後の誤差画像の一例を示した図であ
る。図２４及び図２５中の矢印１１０ａ、１１１ａで示
した部分が、相互に隣接するタイル同士の境界である。
この部分に顕著な不連続な線が認められる。

【００３３】高い圧縮率で画像を圧縮し伸長した時に、
タイル境界がはっきりと見えてくる原因は、２次元ウエ
ーブレット変換処理にあると考えられる。すなわち、水
平方向のローパスフィルタ／ハイパスフィルタ、垂直方
向のローパスフィルタ／ハイパスフィルタが、それぞれ
フィルタ演算をする時、演算の対象領域が、画像データ
の存在しないタイルの外側にはみ出してしまうからであ
る。この割合は、デコンポジションレベルが深くなるに
従い大きくなる。

【００３４】ＪＰＥＧ２０００フォーマットにおいて
は、ウェーブレットフィルタとして、非可逆の（９，
７）浮動小数点変換フィルタと、可逆の（５，３）整数
変換フィルタが、各々推奨されている。ここでは、後者
の（５，３）可逆ウエーブレットフィルタを例にあげ
て、ウエーブレット変換の詳しい動作を具体的に説明
し、タイル境界の現れる理由を述べる。

【００３５】図２６は、ミラーリング法を用いた画素拡
張の一例を示す図である。図２６に示すように、注目す
るタイル１１２のある列に「ＲＩＣＯＨ」という文字が
並んでいる場合を考える。各文字が１画素の値に対応
し、最初の文字「Ｒ」がｋ番目、最後の文字「Ｈ」がｍ
番目の画素であるとする。ウエーブレット変換をこのタ
イル１１２に対して行う時には、ｋ番目以前の画素とｍ
番目以降の画素が各々数個必要になるので、図２６に示
すように、ミラーリング法によってタイル境界１１２ａ
の外に画素を拡張する必要がある。画素１１３は拡張さ
れた画素を示している。

【００３６】（５，３）可逆ウエーブレットフィルタで
は、奇数番目画素の値と、偶数番目画素のウエーブレッ
ト係数値は、各々下記に示す式（１）と式（２）によっ
て計算される。ここで、Ｃ（２ｉ＋１）やＣ（２ｉ）は
ウエーブレット係数値であり、一方、Ｐ（２ｉ＋１）や
Ｐ（２ｉ）は画素値を表している。Ｃ（２ｉ＋１）＝Ｐ（２ｉ＋１）−｜＿（Ｐ（２ｉ）＋Ｐ（２ｉ＋２））／２＿｜，ｆｏｒｋ−１＜＝２ｋ＋１＜ｍ＋１・・・式（１）Ｃ（２ｉ）＝Ｐ（２ｉ）＋｜＿（Ｃ（２Ｉ−１）＋Ｃ（２Ｉ＋１）＋２）／４＿｜，ｋ＜＝２Ｉ＜ｍ＋１・・・式（２）

【００３７】図２７は、１６画素×１６画素の正方形タ
イルを対象に、ロスレスで（５，３）可逆ウエーブレッ
ト変換を実行した時における、画素値とデコンポジショ
ンレベル１の時のウエーブレット係数値を示す図であ
る。図２７（Ａ）に示すタイル外に並んだ数字は、ミラ
ーリング法によって拡張した画素値である。そして、図
２８は、図２７で導出されたウエーブレット係数から、
逆変換を実行して得られた１６画素×１６画素の正方形
タイルの画素値の一例を示す図である。

【００３８】図２７（Ａ）に示した画素値を持つタイル
に、図２７（Ｂ）に示す垂直方向ハイパスフィルタと、
図２７（Ｃ）に示す垂直方向ローパスフィルタとを各々
施す。次に、図２７（Ｃ）の垂直方向ローパスフィルタ
を施した結果に、水平方向ローパスフィルタと、水平方
向ハイパスフィルタを施すことにより、デコンポジショ
ンレベル１におけるウエーブレット係数のＬＬ成分（図
２７（Ｄ））とＨＬ成分（図２７（Ｅ））とが、各々得
られる。一方、図２７（Ｂ）の垂直方向ハイパスフィル
タを施した結果に、水平方向ローパスフィルタと、水平
方向ハイパスフィルタを施すことにより、デコンポジシ
ョンレベル１におけるウエーブレット係数のＬＨ成分
（図２７（Ｆ））とＨＨ成分（図２７（Ｇ））とが、各
々得られる。

【００３９】図２８は、図２７で導出されたウエーブレ
ット係数から、逆変換を実行して得られた１６画素×１
６画素の正方形タイルの画素値の一例を示す図である。
図２８（Ａ）は、図２７において説明した順方向ウエー
ブレット変換によって得られたデコンポジションレベル
１の各サブバンドの係数値を、インターリーブして並べ
たものである。

【００４０】図２８（Ｂ）は、これらの係数値に対し
て、奇数画素に水平方向逆変換フィルタを、引き続き、
偶数画素に水平方向逆変換フィルタを施した結果を示
し、図２８（Ｃ）は、偶数画素に垂直方向逆変換フィル
タを、引き続き、奇数画素に垂直方向逆変換フィルタを
施した結果を示している。

【００４１】図２９は、図２７（Ａ）に示した原画像の
画素値と、図２８（Ｃ）に示すミラーリング法による画
素拡張によりロスレスで変換・逆変換して得られた画素
値を比較した結果の一例を示した図である。ここでは、
誤差を個別画素間の差で表している。タイル全てについ
て、圧縮・伸長処理後の画素値は、原画像の画素値と完
全に一致していることがわかる。

【００４２】図３０は、１６画素×１６画素の正方形タ
イルを対象に、ロッシーで（５，３）可逆ウエーブレッ
ト変換を実行した時における、画素値とデコンポジショ
ンレベル１の時のウエーブレット係数値を示す図であ
る。図３０（Ａ）に示すタイル外に並んだ数字は、ミラ
ーリング法によって拡張した画素値である。但し、係数
値は、図２７と比較し易くするために、量子化と逆量子
化を行った結果を掲げてある。図３０（Ｄ）はＬＬ成分
を、図３０（Ｅ）にはＨＬ成分を、図３０（Ｆ）にはＬ
Ｈ成分を、そして、図３０（Ｇ）にはＨＨ成分を表して
いる。量子化ステップサイズは、ここの例では、４（Ｌ
Ｌ成分）／３２（ＨＬ＆ＬＨ成分）／６４（ＨＨ成分）
である。量子化後のウエーブレット係数値は、各サブバ
ンドの係数を量子化ステップサイズで割った値のフロワ
ー関数に、元の正負号を付けたものである。

【００４３】図３１は、図３０で導出された量子化・逆
量子化後のウエーブレット係数から、逆変換を実行して
得られた１６画素×１６画素の正方形タイルの画素値の
一例を示す図である。順方向および逆方向のウエーブレ
ット変換については、ロスレスの場合と同様であるの
で、詳細な説明は省略する。

【００４４】図３２は、図３０（Ａ）に示した原画像の
画素値と、図３１（Ｃ）に示すミラーリング法による画
素拡張によりロッシーで変換・逆変換して得られた画素
値を比較した結果の一例を示した図である。この例によ
るとロスレス（量子化ステップサイズ＝１）の場合とは
異なり、誤差が生ずる。特にタイル境界に近い画素値に
は大きい誤差が見られる。これが、低いビットレートに
おいてタイル境界が視覚的に目立ってくる原因である。

【００４５】従来、こうした問題を解決するために、隣
接タイルの画像データを用いる、すなわち、隣接するタ
イル同士で境界を互いにオーバーラップさせることが提
案されている。（ＪＰＥＧ２０００のベースラインで
は、隣接するタイル境界を重複させないことになってい
る。）また、結果として視認できるまでになってしまっ
たタイル境界を、全く別の画像処理アルゴリズムで目立
たなくさせる、いわゆるポストフィルタ処理等により、
対応していた。

【００４６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、上記タイルオーバーラップやポストフィルタ処
理等とは異なる、新しい解決方法を提供するものであ
る。すなわち、高圧縮率の条件下、原画像をロッシー圧
縮して得られた画像データを、原画像に復号化する時に
生ずるタイル境界の顕在化を、大幅に減らすことが可能
な画像圧縮装置、画像伸長装置、画像圧縮方法、画像伸
長方法、コンピュータが実行できるプログラム及び該プ
ログラムを格納した記録媒体を提供すること、を目的と
してなされたものである。

【００４７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、隣接するタイル同士の境界近
傍の量子化率を他の領域より低く抑えるために、量子化
率を相対的に低く抑えるタイル境界近傍領域のビットプ
レーンを、量子化率を相対的に高く維持するタイル境界
から離れた領域のビットプレーンに対して、上位レイヤ
ー側にシフトさせて、レイヤーを異ならせるようにす
る。また、請求項２、３、４、５の発明では、上記とは
異なるタイル境界近傍画素の量子化率を制御する手段、
すなわち、選択的領域処理（ＲＯＩ）によって指定する
ようにしている。また、請求項６、７の発明では、更に
別の手段として、量子化率を低く抑える領域の量子化前
の係数値を保持しておくものである。

【００４８】これらにより、従来のように隣接タイル同
士のオーバーラップやポストフィルタ処理を行うことな
く、高い圧縮率においても、タイル境界が目立つことが
なくなる。

【００４９】請求項８、９の発明では、ビットプレーン
を異なるレイヤーに再構成する際に、コードブロックと
プレシンクトのタイルに対する、係数ドメインおよび空
間ドメイン上での相互関係を具体的に規定している。

【００５０】請求項１０乃至１７の発明では、タイル境
界部に接するコードブロックおよびプレシンクトのビッ
トプレーンを、より上位のレイヤーにシフトし、再構成
する際の、デコンポジションレベル、サブバンド、シフ
トのさせ方等について具体的に記述している。

【００５１】請求項１８の発明は、１つのレイヤーでも
再構成できるようにするものである。

【００５２】請求項１９、２０、２４の発明は、請求項
１ないし１８のいずれか１に記載の画像圧縮装置で圧縮
された圧縮画像の伸長について記述している。

【００５３】請求項２１の発明は、隣接するタイル同士
の境界近傍の量子化率を、他の領域より低く抑えるため
に、量子化率を相対的に低く抑えるタイル境界近傍領域
のビットプレーンを、量子化率を相対的に高く維持する
タイル境界から離れた領域のビットプレーンに対して、
上位レイヤー側にシフトさせて、レイヤーを異ならせる
ステップを含む。また、請求項２２の発明では、上記レ
イヤーの再構成とは異なる手段である選択的領域処理に
より指定するステップを含む。更に、請求項２３の発明
では、量子化率を低く抑える領域の量子化前の係数値を
保持しておくステップを含むものである。

【００５４】請求項２５、２６の発明は、請求項１から
１８のいずれか１に記載の画像圧縮装置又は該画像圧縮
装置の各手段として、或いは、請求項１９または２０に
記載の画像伸長装置又は該画像伸長装置の各手段とし
て、コンピュータを機能させるためのプログラムと、該
プログラムを記録した記録媒体について規定している。

【００５５】各請求項の発明は、以下の構成となる。請
求項１の発明は、画像に対して任意の大きさで方形タイ
ルを指定するタイル指定手段と、該指定された方形タイ
ルを用いて画像を分割する画像分割手段と、該画像を分
割した方形タイルをタイル毎にビットプレーンに分解す
るビットプレーン分解手段と、該分解したビットプレー
ンを符号化順序に応じて順位付けするビットプレーン順
位付け手段と、該順位付けされたビットプレーンにより
レイヤーを構成するレイヤー構成手段とを有し、量子化
率を相対的に低く抑えるタイル境界近傍領域のビットプ
レーンを、量子化率を相対的に高く維持するタイル境界
から離れた領域のビットプレーンに対して、前記順位付
けされたビットプレーンからなるレイヤーのうちの上位
レイヤー側に含まれるようにシフトさせて、レイヤーを
異ならせることを特徴としたものである。

【００５６】請求項２の発明は、画像に対して任意の大
きさで方形タイルを指定するタイル指定手段と、該指定
された方形タイルを用いて画像を分割する画像分割手段
と、該画像を分割した方形タイルをタイル毎にビットプ
レーンに分解するビットプレーン分解手段と、該分解し
たビットプレーンを符号化順序に応じて順位付けするビ
ットプレーン順位付け手段と、該順位付けされたビット
プレーンによりレイヤーを構成するレイヤー構成手段と
を有し、量子化率を低く抑える領域を、選択的領域処理
により指定することを特徴としたものである。

【００５７】請求項３の発明は、請求項２発明におい
て、前記選択的領域処理の対象となるのは、タイル境界
近傍の画素、またはコードブロック、またはプレシンク
トであることを特徴としたものである。

【００５８】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、前記選択的領域処理は、画像内のタイル境界近傍領
域に対して指定されることを特徴としたものである。

【００５９】請求項５の発明は、請求項２の発明におい
て、前記選択的領域処理は、ＲＯＩにより指定されるこ
とを特徴としたものである。

【００６０】請求項６の発明は、画像に対して任意の大
きさで方形タイルを指定するタイル指定手段と、該指定
された方形タイルを用いて画像を分割する画像分割手段
と、該画像を分割した方形タイルをタイル毎にビットプ
レーンに分解するビットプレーン分解手段と、該分解し
たビットプレーンを符号化順序に応じて順位付けするビ
ットプレーン順位付け手段と、該順位付けされたビット
プレーンによりレイヤーを構成するレイヤー構成手段と
を有し、量子化率を低く抑える領域の量子化前の係数値
を、保持しておくことを特徴としたものである。

【００６１】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、量子化率を低く抑える領域の量子化前の係数値を保
持しておく場所は、タイルパートヘッダの中であること
を特徴としたものである。

【００６２】請求項８の発明は、請求項１、２、６のい
ずれか１の発明において、前記量子化率を相対的に高く
維持するタイル境界から離れた領域のビットプレーンと
異なるレイヤーに再構成されるビットプレーンの集合の
最小単位は、コードブロックとし、該コードブロックの
少なくとも１つがタイル外縁部には接していないことを
特徴としたものである。

【００６３】請求項９の発明は、請求項１、２、６のい
ずれか１の発明において、前記量子化率を相対的に高く
維持するタイル境界から離れた領域のビットプレーンと
異なるレイヤーに再構成されるビットプレーンの集合の
最大単位は、プレシンクトとし、該プレシンクトの少な
くとも１つがタイル外縁部には接していないことを特徴
としたものである。

【００６４】請求項１０の発明は、請求項１、２、６の
いずれか１の発明において、前記量子化率を相対的に高
く維持するタイル境界から離れた領域のビットプレーン
と異なるレイヤーに再構成されるビットプレーンは、デ
コンポジションレベルが１または２以上であることを特
徴としたものである。

【００６５】請求項１１の発明は、請求項１０の発明に
おいて、前記デコンポジションレベルに応じて、処理時
間及び画質が異なることを特徴としたものである。

【００６６】請求項１２の発明は、請求項１、２、６の
いずれか１の発明において、前記量子化率を相対的に高
く維持するタイル境界から離れた領域のビットプレーン
と異なるレイヤーに再構成されるビットプレーンは、サ
ブバンド数が１または複数であることを特徴としたもの
である。

【００６７】請求項１３の発明は、請求項１２の発明に
おいて、前記サブバンド数に応じて、処理時間及び画質
が異なることを特徴としたものである。

【００６８】請求項１４の発明は、請求項１または２の
発明において、前記量子化率を相対的に高く維持するタ
イル境界から離れた領域のビットプレーンと異なるレイ
ヤーに再構成されるビットプレーンは、該ビットプレー
ンのウエーブレット係数値が予め指定した値より大きい
ことを特徴としたものである。

【００６９】請求項１５の発明は、請求項１４の発明に
おいて、コードブロックを構成するビットプレーンのウ
エーブレット係数値と予め指定した値との差が大きいほ
ど、該ビットプレーンをより上位のレイヤーに吸収され
るようにレイヤーの再構成を行うことを特徴としたもの
である。

【００７０】請求項１６の発明は、請求項１４の発明に
おいて、前記ウエーブレット係数値を求める際に、タイ
ル外への拡張画素補間にミラーリング法を用いることを
特徴としたものである。

【００７１】請求項１７の発明は、請求項１、２、６の
いずれか１の発明において、プレシンクトを構成するコ
ードブロックの所定数以上がタイル境界部に接する際
に、該プレシンクトに含まれる全てのビットプレーンを
上位レイヤー側に含まれるようにシフトさせて、レイヤ
ーの再構成を行うことを特徴としたものである。

【００７２】請求項１８の発明は、請求項１、２、６の
いずれか１の発明において、再構成前のレイヤー数は、
１または複数であることを特徴としたものである。

【００７３】請求項１９の発明は、請求項１ないし１８
のいずれか１に記載の画像圧縮装置で圧縮された圧縮画
像を伸長する画像伸長装置であって、圧縮画像を、該圧
縮画像に含まれる、前記タイル指定手段で指定された方
形タイルの情報に基づいて伸長することを特徴としたも
のである。

【００７４】請求項２０の発明は、請求項１９の発明に
おいて、エントロピー復号化器と、逆量子化器と、２次
元離散ウエーブレット逆変換器とを有することを特徴と
したものである。

【００７５】請求項２１の発明は、画像に対して任意の
大きさで方形タイルを指定するタイル指定ステップと、
該指定された方形タイルを用いて画像を分割する画像分
割ステップと、該画像を分割した方形タイルをタイル毎
にビットプレーンに分解するビットプレーン分解ステッ
プと、該分解したビットプレーンを符号化順序に応じて
順位付けするビットプレーン順位付けステップと、該順
位付けされたビットプレーンによりレイヤーを構成する
レイヤー構成ステップとを有し、量子化率を相対的に低
く抑えるタイル境界近傍領域のビットプレーンを、量子
化率を相対的に高く維持するタイル境界から離れた領域
のビットプレーンに対して、前記順位付けされたビット
プレーンからなるレイヤーのうちの上位レイヤー側に含
まれるようにシフトさせて、レイヤーを異ならせること
を特徴としたものである。

【００７６】請求項２２の発明は、画像に対して任意の
大きさで方形タイルを指定するタイル指定ステップと、
該指定された方形タイルを用いて画像を分割する画像分
割ステップと、該画像を分割した方形タイルをタイル毎
にビットプレーンに分解するビットプレーン分解ステッ
プと、該分解したビットプレーンを符号化順序に応じて
順位付けするビットプレーン順位付けステップと、該順
位付けされたビットプレーンによりレイヤーを構成する
レイヤー構成ステップとを有し、量子化率を低く抑える
領域を、選択的領域処理により指定することを特徴とし
たものである。

【００７７】請求項２３の発明は、画像に対して任意の
大きさで方形タイルを指定するタイル指定ステップと、
該指定された方形タイルを用いて画像を分割する画像分
割ステップと、該画像を分割した方形タイルをタイル毎
にビットプレーンに分解するビットプレーン分解ステッ
プと、該分解したビットプレーンを符号化順序に応じて
順位付けするビットプレーン順位付けステップと、該順
位付けされたビットプレーンによりレイヤーを構成する
レイヤー構成ステップとを有し、量子化率を低く抑える
領域の量子化前の係数値を、保持しておくことを特徴と
したものである。

【００７８】請求項２４の発明は、請求項２１ないし２
３のいずれか１に記載の画像圧縮方法で圧縮された圧縮
画像を伸長する画像伸長方法であって、圧縮画像を、該
圧縮画像に含まれる、前記タイル指定手段で指定された
方形タイルの情報に基づいて伸長することを特徴とした
ものである。

【００７９】請求項２５の発明は、請求項１ないし１８
のいずれか１に記載の画像圧縮装置又は該画像圧縮装置
の各手段として、或いは、請求項１９または２０に記載
の画像伸長装置又は該画像伸長装置の各手段として、コ
ンピュータを機能させるためのプログラムである。

【００８０】請求項２６の発明は、請求項１ないし１８
のいずれか１に記載の画像圧縮装置又は該画像圧縮装置
の各手段として、或いは、請求項１９または２０に記載
の画像伸長装置又は該画像伸長装置の各手段として、コ
ンピュータを機能させる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る。

【００８１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は、本
発明の一実施形態に係わる画像圧縮伸長装置の構成例を
示すブロック図で、図中、１０は、色空間変換・逆変換
部、１１は、第１コンポーネントで、該第１コンポーネ
ント１１は、補間法選択部１１ａ、ウエーブレット変換
・逆変換部１１ｂ、量子化率選択部１１ｃ、量子化・逆
量子化部１１ｄ、エントロピー符号・復号化部１１ｅか
らなり、同様に第２コンポーネント１２は、補間法選択
部１２ａ、ウエーブレット変換・逆変換部１２ｂ、量子
化率選択部１２ｃ、量子化・逆量子化部１２ｄ、エント
ロピー符号・復号化部１２ｅからなり、第３コンポーネ
ント１３は、補間法選択部１３ａ、ウエーブレット変換
・逆変換部１３ｂ、量子化率選択部１３ｃ、量子化・逆
量子化部１３ｄ、エントロピー符号・復号化部１３ｅか
らなり、１４は、コードストリーム処理部である。

【００８２】なお、図１に示す画像圧縮伸長装置におい
ては、画像の圧縮及び伸長に対応できるように各処理ブ
ロックにおける変換・逆変換部を１つとして図示してい
るが、変換部と逆変換部に分けた形態をとってもよい。

【００８３】上記に示す画像圧縮伸長装置は、静止画像
を対象としたものである。処理は各コンポーネント１
１，１２，１３毎に並列に進められる。ここでの色空間
は、ＲＧＢあるいはＹＵＶである。以下、圧縮する場合
について、第１コンポーネント１１を例に説明する。補
間法選択部１１ａでは、タイル境界外に拡張した画素値
やウエーブレット係数値を求める補間法を選択する。補
間法には、ミラーリング法、点対称補間法、実際の隣接
タイル画素値を使う方法等がある。ここでは、ミラーリ
ング法を選択することにする。続いて、ウエーブレット
変換・逆変換部１１ｂで、原画像に対してウエーブレッ
ト変換を行う。そして、量子化率選択部１１ｃで、ミラ
ーリング法で求めたウエーブレット係数値のうち、タイ
ル境界に接するコードブロックのビットプレーンに対し
て、新しいレイヤーを作る。具体的には、より多くの若
いレイヤー番号、例えばレイヤー０、１、２、…、をビ
ットプレーンに与え直し、トランケーションが行なわれ
ても、データが破棄されることがないようにする。

【００８４】図２及び図３は、４つのタイルから成る原
画像に対して、ウエーブレット変換を施した時の様子を
示す図である。図２において、原画像２０は、４つのタ
イルに分割され、２０_ｔ０は、タイル０、２０_ｔ１は、
タイル１、２０_ｔ２は、タイル２、２０_ｔ３は、タイル
３を示しており、例えば、タイル２０_ｔ３は、１ＨＬ、
１ＬＨ、１ＨＨの各々１番目のプレシンクトを示すプレ
シンクト２０_ｐ１を含み、該プレシンクト２０_ｐ１は、
９番目のコードブロックを示すコードブロック２０_ｂ９
を含む。また、図３において、原画像２１は、４つのタ
イルに分割され、２１_ｔ０は、タイル０、２１_ｔ１は、
タイル１、２１_ｔ２は、タイル２、２１ _ｔ３は、タイル
３を示しており、例えば、タイル２１_ｔ３は、２ＨＬ、
２ＬＨ、２ＨＨの各々８番目のプレシンクトを示すプレ
シンクト２１_ｐ８を含み、該プレシンクト２１_ｐ８は、
９番目のコードブロックを示すコードブロック２１_ｂ９
を含む。なお、この例では、タイル０と原画像の左上端
は一致しているが、オフセットがあってもかまわない。

【００８５】上記図２にはデコンポジションレベル１に
ついて、図３にはデコンポジションレベル２について、
プレシンクトとコードブロックの関係が、各々示されて
いる。この例では、タイル数＝４、プレシンクト数＝
９、コードブロック数＝１２である。プレシンクトとコ
ードブロックの大きさはデコンポジション毎に指定でき
る。ここでは説明し易いよう、デコンポジションレベル
１、デコンポジションレベル２ともに、同じプレシンク
ト数およびコードブロック数になるようにしている。図
２及び図３中で色を塗ってあるのは、タイル境界に接し
ているＨＬ／ＬＨ／ＨＨの各サブバンドのコードブロッ
クであり、後述するレイヤー再構成の対象となる部分で
ある。

【００８６】図４は、図２に示したタイル２０_ｔ０から
タイル２０_ｔ３について、デコンポジションレベル１の
場合における各サブバンドのプレシンクトとコードブロ
ックの関係を示す図である。図４（Ａ）は、タイル２０
_ｔ０、図４（Ｂ）は、タイル２０_ｔ１、図４（Ｃ）は、
タイル２０_ｔ２、図４（Ｄ）は、タイル２０_ｔ３におけ
る場合をそれぞれ示しており、縦軸にプレシンクト番
号、横軸にコードブロック番号を示す。図中、色を付け
た部分が、タイル境界と接するコードブロックである。
例えば、図４（Ａ）に示すタイル２０_ｔ０において、プ
レシンクト番号７は、２・３・６・７・１０・１１番目
のコードブロックがタイル境界に接していることを示し
ており、また、プレシンクト番号４は、タイル外縁部に
は接しない位置にあるので、いずれのタイルにおいて
も、そこに含まれるコードブロックがタイル境界に接す
ることがないことがわかる。

【００８７】図５は、本発明が適用されるレイヤー再構
成前と後の様子の一例を示す図である。図５（Ｂ）に再
構成前のレイヤーを示し、図５（Ａ）に再構成後のレイ
ヤーを示す。図５（Ｂ）に示す再構成前は、２ＨＬ・２
ＬＨ／２ＨＨ／１ＨＬ・１ＬＨ／１ＨＨでそれぞれ同じ
レイヤーを形成している。本例においても図４（Ａ）に
示した例と同様に、デコンポジションレベル１、タイル
２０_ｔ０（タイル０）、プレシンクト番号７について取
り上げる。

【００８８】図５に示す縦軸は、１２ビットからなるウ
エーブレット係数で、最上位にＭＳＢ、最下位にＬＳＢ
が割り当てられている。横軸は、コードブロック番号
で、右側から１ＨＨ（コードブロック番号８，９，１
０，１１からなる）、１ＬＨ（コードブロック番号４，
５，６，７からなる）、１ＨＬ（コードブロック番号
０，１，２，３からなる）、以下２ＨＨ、２ＬＨ、２Ｈ
Ｌのサブバンド順に並べてある。各コードブロックのビ
ットプレーンによりレイヤーが構成され、最上位から順
にレイヤー０、１、・・・、９まで形成されている。上位
レイヤーかつデコンポジションレベルが深いほど、残す
べき重要なデータ（破棄対象とならないデータ）を含ん
でいる。ここで、図５（Ｂ）に示すように階段状にビッ
トプレーンのレイヤーが構成されることにより、例えば
ＬＳＢに近いビットプレーンを含むレイヤーとして、レ
イヤー９をトランケーションによって破棄する場合、１
ＨＨのコードブロックでは４ビット、２ＨＬのコードブ
ロックでは１ビットが破棄されることになる。なお、図
５において、レイヤー９とレイヤー８との間に引かれた
白い線は、説明のために、トランケーションの際に破棄
されるレイヤー９との境界を示すものである。

【００８９】図５（Ｂ）においてグレーで示しているコ
ードブロック番号２，３；６，７；１０，１１のコード
ブロックがタイル境界に接しているので、レイヤー再構
成後には、図５（Ａ）に示すこれらのコードブロックの
ビットプレーンが、境界に接していない他のコードブロ
ック０，１：４，５；８，９のビットプレーンに対し
て、上位のレイヤー、例えば、レイヤー０に含まれるよ
うにシフトされている。これは、トランケーションによ
ってウエーブレット係数値が破棄される場合、境界に接
しない部分に比べて、量子化率を４分の１に抑えられる
ことを意味している。このことは、例えば、図５（Ｂ）
に示す１ＨＨのコードブロック１０，１１についてみる
と、レイヤー９が破棄された場合、４ビット分、すなわ
ち量子化率１６であるが、図５（Ａ）に示す再構成した
後の１ＨＨのコードブロック１０，１１では、レイヤー
９が破棄された場合、２ビット分、すなわち量子化率４
となり、量子化率が４分の１になることを意味してい
る。

【００９０】また、タイル境界近傍領域のビットプレー
ンをシフトさせるレイヤーは、レイヤー０に限らず、上
位側のレイヤー、例えば、レイヤー１またはレイヤー２
に含ませる構成とすることも可能である。いずれにして
も、上位側のレイヤーにシフトさせることでトランケー
ションの際にデータが破棄されないようにする。こうし
て、タイル境界近傍の量子化率を決定したあと、ウエー
ブレット係数は、図１に示した量子化部１１ｄ，１２
ｄ，１３ｄで量子化され、さらにエントロピー符号化部
１１ｅ，１２ｅ，１３ｅで符号化が行われる。最後に、
図１に示したコードストリーム処理部１４でコードスト
リームの生成が行われる。

【００９１】また、上記例では、レイヤーを複数として
構成しているが、複数レイヤーを１つのレイヤーとみな
して、処理することもできる。例えば、図５（Ｂ）に示
したレイヤー０〜８を１つのレイヤーとして考えると、
図５（Ａ）に示した再構成後のレイヤーは、タイル境界
に接するビットプレーンを、タイル境界から離れたビッ
トプレーンに対して、ビットプレーン上位側に含ませる
ようにシフトさせることにより、下位側のビットプレー
ン（本例ではレイヤー７，レイヤー８のビットプレー
ン）がもとレイヤーに対して付加されるような形でレイ
ヤーの再構成が行われる。

【００９２】上記実施例でのレイヤーの再構成は、デコ
ンポジションレベル１の場合だけであるが、デコンポジ
ションレベル２の場合についても同様に考えることがで
きる。図６は、デコンポジションレベル２の場合のレイ
ヤーの再構成の一例を示す図である。図５に示した例と
同様に、タイル２０_ｔ０、プレシンクト番号７について
示している。ここでは、タイル境界に接するコードブロ
ック２，３，６，７，１０，１１番目のコードブロック
を、１つ上位のレイヤーに含まれるように操作してあ
る。すなわち、境界に接しない部分に比べて、量子化率
を２分の１に抑えられるようにしている。

【００９３】図７は、レイヤー再構成の他の実施例を示
す図である。この実施例では、補間法で求めたタイル境
界近傍のウエーブレット係数値が、あらかじめ指定した
値より大きい時のみ、レイヤーの再構成を行っている。
これは、タイル境界に歪が大きく現れる時は、境界近傍
のウエーブレット係数値が大きくなるという経験的事実
に基づいている。１ＨＬサブバンドのコードブロック２
とコードブロック３は、タイル境界に接しているもの
の、ウエーブレット係数値が、あらかじめ指定した値よ
り小さいために、レイヤーの再構成を１ＨＬサブバンド
では行っていない。一方、１ＬＨおよび１ＨＨの両サブ
バンドについては、ウエーブレット係数値が、あらかじ
め指定した値より大きいので、レイヤーの再構成を行っ
ている。

【００９４】更にまた、補間法で求めたタイル境界近傍
のウエーブレット係数値が、あらかじめ指定した値より
大きい場合、その差が大きい程、その差に対応してタイ
ル境界歪が大きくなると考えられる。そこで、この差の
大きさに対応させながら、ビットプレーンのシフト量を
決めることにより、量子化率の制御をより容易に行うこ
とができる。

【００９５】図８は、本発明を静止画像に対して適用し
た例を示す図で、図中、２２は、第１コンポーネント、
２３は、第２コンポーネント、２４は、第３コンポーネ
ントで、例えば第１コンポーネント２２は、タイル境界
２２ａ、量子化率を低く抑えた部分２２ｂ、量子化率制
御を行わなかった部分２２ｃとを有し、タイル境界近傍
の量子化率を抑制した様子を模式的に示している。ま
た、図９は、本発明を動画像を対象として応用した例を
示す図で、フレーム毎（２５・２６・２７）に、タイル
境界近傍の量子化率制御が行われている。図８及び図９
において影を付けた部分が、量子化率を低く抑えた領域
で、タイル境界にもかかわらず陰が無い部分は、前述の
図７に示した実施例のごとく、タイル境界近傍のウエー
ブレット係数値が、あらかじめ指定した値より小さく、
レイヤーの再構成を行う必要がなかったからである。す
なわち元々、タイル境界が目立っていなかった部分であ
る。

【００９６】上記実施例においては、レイヤーの再構成
をコードブロック単位できめ細かく行っている。この場
合、タイル境界歪を最小にする最適な量子化率を設定す
ることが可能である。その反面、原画像サイズが大きい
ときには、処理時間が増える恐れがある。動画表示のよ
うに、高速処理が優先される場合には、プレシンクト単
位でレイヤーの再構成を行うことも考えられる、これは
最適な量子化率が選べない可能性もあるものの、リアル
タイムで処理できるというメリットがある。

【００９７】図１０は、プレシンクトに含まれる全ての
コードブロックを、上位のレイヤーに含まれるよう再構
成した結果を示した図である。図１０によると、プレシ
ンクト中の所定数以上、例えば、半数以上のコードブロ
ックがタイル境界と接している場合は、このプレシンク
トに含まれる全てのコードブロックを、上位のレイヤー
に含まれるよう再構成した結果を示している。これによ
ると１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨのサブバンド全体が一律に
上位のレイヤーに吸収されている。

【００９８】ところで、タイル境界歪を低減させるため
にタイル境界近傍の量子化率を下げることは、結果とし
て画像の圧縮率を下げてしまうことになる。そこで、そ
のデメリットを少しでも緩和するために、プレシンクト
あるいはコードブロックのタイルに対する幾何学的関係
を工夫することを考える。すなわち、タイル境界に接し
ないプレシンクトあるいはコードブロックを作っておけ
ば、そこの量子化率はタイル境界部に比べて高いままで
かまわないので、画像全体の圧縮率増加を抑える方向に
寄与する。

【００９９】図１１及び図１２は、各々コードブロック
とプレシンクトに対する具体的な例を示している。図１
１は、コードブロックに対する具体例を示す図で、タイ
ル２８_ｔは、プレシンクト２８_ｐに分割され、該プレシ
ンクト２８_ｐは、コードブロック２８_ｂに分割されてお
り、その中の４番目のコードブロック２８_ｂ４は、タイ
ル外縁部に接していないため、量子化率をタイル境界部
に比べて高くできる。図１２は、プレシンクトに対する
具体例を示す図で、タイル２９_ｔは、プレシンクト２９
_ｐに分割され、該プレシンクト２９_ｐは、その中の４番
目のプレシンクト２９_ｐ４が、タイル外縁部に接してい
ないため、量子化率をタイル境界部に比べて高くでき
る。

【０１００】また、異なるレイヤーに再構成されるビッ
トプレーンのデコンポジションレベルやサブバンド数に
応じて、圧縮効果が異なってくる。例えば、デコンポジ
ションレベル１であれば、処理時間を短縮することがで
きる反面、画質面では多少粗くなることになる。デコン
ポジションレベルを２以上にすれば、画質面は良くなる
が処理時間がかかってくる。同様のことが分割するサブ
バンド数についても言える。これらの設定は、利用環
境、利用目的等に応じて適宜設定することになる。

【０１０１】（第２の実施の形態）前述した第１の実施
の形態は、レイヤーの再構成による実施例であったが、
選択的領域処理（ＲＯＩ：ＲｅｇｉｏｎｏｆＩｎｔ
ｅｒｅｓｔ）によって、タイル境界近傍の量子化率を制
御し、タイル境界歪を改善する方法もある。ＪＰＥＧ２
０００の拡張仕様においては（本願の時点では確定はし
ていないが）、任意の形状について、一様に量子化率を
下げることが可能となる見通しである。これは、ウエー
ブレット係数値とは別にＲＯＩ用のビットプレーンを１
枚用意し、ＲＯＩとして扱いたい画素位置に対して、こ
のプレーンのビットを立て、それ以外の画素位置に対し
ては、このビットプレーンを０で埋めることにより、量
子化率制御を容易に行う方法である。

【０１０２】図１３は、ＲＯＩによる選択的領域処理の
実施例を示す図で、原画像３０を４つのタイル３
０_ｔ０，３０_ｔ１，３０_ｔ２，３０_ｔ３に分けて、各々
タイル境界に沿って所定の幅を持った十字形状のＲＯＩ
３１を指定している。図１３（Ａ）では、幅を８画素と
してＲＯＩ３１を指定している。この十字形状の領域に
存在する画素値から生成したウエーブレット係数値は、
あらかじめ指定された値に基づいて、量子化率低減の扱
いを受ける。その結果、タイル境界の歪は改善されるこ
とになる。ここでは、その詳細の説明は省略する。ま
た、図１３（Ｂ）には、画像内のタイル境界領域にＲＯ
Ｉ３１を設定した例を示す。本例では、１フレーム内に
属する画像の内側のタイル境界領域に対してＲＯＩ３１
を設定している。

【０１０３】（第３の実施の形態）更にまた、より徹底
した方法としては、量子化前のタイル境界近傍のウエー
ブレット係数値を、量子化後の係数値とは別に保持して
おくことが考えられる。ＪＰＥＧ２０００においては、
符号中の所定位置にコメントを挿入するために，ＣＯＭ
マーカが規定されている。このＣＯＭマーカは，メイン
ヘッダまたはタイルパートヘッダ中に、任意の数だけ挿
入することができ、マーカに続けて任意のデータを最大
６５５３５バイトまで挿入することができる。そこで、
本実施例では、タイルパートヘッダにＣＯＭマーカを挿
入し，このマーカに続けて、タイル境界に接する１Ｈ
Ｌ，１ＬＨ，１ＨＨの画素の量子化前のウエーブレット
係数値を予め規定したフォーマットで挿入しておく。

【０１０４】図１４は、タイル境界に接する１ＨＬ，１
ＬＨ，１ＨＨの画素の量子化前のウエーブレット係数値
を予め規定したフォーマットの一例を示す図で、原画像
３２は、４つのタイルに分割され、タイル３２_ｔ０，タ
イル３２_ｔ１，タイル３２_ｔ _２，タイル３２_ｔ３とから
なり、色の付いた領域３３は、タイル３２_ｔ０の境界に
接する１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨの画素の量子化前のウエ
ーブレット係数値を有している。そして、簡単のため、
図１４に示すように、１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨの各サブ
バンドの４辺上の係数を、上辺→右辺→下辺→左辺と、
右回りに，かつ、１ＨＬ→１ＬＨ→１ＨＨの順に、１係
数あたり固定長２バイトで格納する。

【０１０５】なお、ＣＯＭマーカの内容、すなわち上記
に説明したような書き方の順番（フォーマット）は自由
なので、第三者のデコーダにとっては一般的に意味を持
たない。すなわち、通常は、符号中に存在する量子化さ
れた係数をもとに復号がなされる。しかし、ＣＯＭマー
カの内容を知ることができる場合は、タイル境界のウエ
ーブレット係数値に関しては、符号中に存在する量子化
された値は使用せずに、ＣＯＭマーカに埋め込まれた正
確な値を使用してデコードすることが可能である。

【０１０６】ＪＰＥＧ２０００では、９×７及び５×３
ウエーブレット変換フィルタの使用が規定されている。
これらのフィルタを使った場合、ウエーブレット逆変換
によって１つの画素値を得るために、各々最大で、周囲
の８１画素および２５画素分のウエーブレット係数値を
必要とする。そして更に、一つ一つの係数値が、多くの
画素値の導出に貢献する。従って、ＣＯＭマーカから読
み出されたタイル境界の正確なウエーブレット係数値
は、タイル境界部に存在する画素値を導く際の逆変換に
とって、貴重なデータとなる。その結果、タイル境界近
傍画素値の量子化誤差を低減させ、タイル境界を目立た
なくすることができる。

【０１０７】図１５は、本発明の一実施形態に係わる画
像圧縮方法を説明するためのフローチャートである。本
実施形態に係わる画像圧縮方法は、ＪＰＥＧ２０００方
式に対する方法であり、まず、画像を色空間に変換する
（ステップＳ１）、次に画像に対して任意の大きさで方
形タイルを指定し、指定された方形タイルを用いて画像
を分割する（ステップＳ２）。タイル分割後、さらにタ
イルをコードブロックに分割し、分割したコードブロッ
クに対してＤＷＴ変換する（ステップＳ３）。ＤＷＴ後
のコードブロックをビットプレーンに分解し、分解した
ビットプレーンの符号化順序に応じてＭＳＢからＬＳＢ
まで順位付けを行う。順位付けされたビットプレーンに
より、最上位レイヤーから最下位レイヤーまで順位付け
されたレイヤーを構成し、量子化率を相対的に低く抑え
るタイル境界近傍領域のビットプレーンを、量子化率を
相対的に高く維持するタイル境界から離れた領域のビッ
トプレーンに対して、順位付けされたレイヤーのうちの
上位レイヤー側に含まれるようにシフトさせて、異なる
レイヤーに再構成するとともに量子化を行う（ステップ
Ｓ４）。量子化されたレイヤーの上位側からエントロピ
ー符号化を行い（ステップＳ５）、タグ処理を行う（ス
テップＳ６）。

【０１０８】ここで、ＪＰＥＧ２０００の有する機能と
して、量子化率を低く抑える領域を選択的領域処理によ
り指定することもできる。また、量子化率を低く抑える
領域の量子化前の係数値を保持しておき、伸長時に参照
することも可能である。

【０１０９】図１６は、本発明の一実施形態に係わる画
像伸長方法を説明するためのフローチャートである。ま
ず、圧縮画像の有するタイル分割情報に基づき、タグ情
報の解釈を行い（ステップＳ１１）、エントロピー復号
化（ステップＳ１２）、逆量子化（ステップＳ１３）、
ＤＷＴ逆変換（ステップＳ１４）を行って、タイルに復
元し（ステップＳ１５）、復元したタイルを統合して色
空間逆変換を行い（ステップＳ１６）、伸長された画像
を生成する。

【０１１０】以上、本発明の画像圧縮装置、画像伸長装
置、画像圧縮方法、及び画像伸長方法を中心に各実施形
態を説明してきたが、本発明は、コンピュータにこれら
装置として、又はこれら装置の各手段として機能させる
ための、或いはコンピュータにこれら方法を実行させる
ためのプログラムとしても、或いは該プログラムを記録
したコンピュータ読み取り可能な記録媒体としての形態
も可能である。

【０１１１】本発明による画像圧縮及び伸長の機能を実
現するためのプログラムやデータを記憶した記録媒体の
実施形態を説明する。記録媒体としては、具体的には、
ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、フロ
ッピー（登録商標）ディスク、フラッシュメモリ、メモ
リカード、メモリスティック及びその他各種ＲＯＭやＲ
ＡＭ等が想定でき、これら記録媒体に上述した本発明の
各実施形態に係わる機能をコンピュータに実行させ、画
像圧縮及び伸長の機能を実現するためのプログラムを記
録して流通させることにより、当該機能の実現を容易に
する。そしてコンピュータ等の情報処理装置に上記のご
とくの記録媒体を装着して情報処理装置によりプログラ
ムを読み出すか、若しくは情報処理装置が備えている記
憶媒体に当該プログラムを記憶させておき、必要に応じ
て読み出すことにより、本発明に関わる画像圧縮及び伸
長の機能を実行することができる。

【０１１２】

【発明の効果】請求項１または２１の発明によると、量
子化率を相対的に低く抑えるタイル境界近傍領域のビッ
トプレーンを、量子化率を相対的に高く維持するタイル
境界から離れた領域のビットプレーンに対して、上位レ
イヤー側に含まれるようにシフトさせて、レイヤーを異
ならせることで、たとえ高い圧縮率で画像を圧縮したと
しても、伸長した画像において従来のようにタイル境界
が視認されることがなくなる。

【０１１３】請求項２，３，４，５，２２のいずれか１
の発明によると、量子化率を低く抑える領域を、選択的
領域処理により指定するので、より簡便に、タイル境界
顕在化による画質の劣化を改善することができる。

【０１１４】請求項６，７，２３のいずれか１の発明
は、更に別の手段を提供するもので、量子化率を低く抑
える領域の量子化前の係数値を保持しておくので、たと
え高い圧縮率で画像を圧縮したとしても、伸長した画像
において従来のようにタイル境界が視認されることがな
くなる。

【０１１５】上記請求項１，２，６のいずれか１の発明
によると、従来のように隣接タイル同士のオーバーラッ
プやポストフィルタ処理を行うことなく、高い圧縮率に
おいても、タイル境界歪を抑えることができる。

【０１１６】請求項８または９の発明によると、ビット
プレーンを異なるレイヤーに再構成する際における、コ
ードブロックとプレシンクトのタイルに対する、係数ド
メインおよび空間ドメイン上での相互関係を具体的に規
定しているので、原画像の大きさ（ＶＧＡ，ＨＤＴＶ
等）、処理装置の性能（メモリ容量，処理速度等）、ア
プリケーションの要求する仕様（処理速度，画質，コス
ト等）といった、様々な制約条件下においても、タイル
境界歪を効果的に軽減することができる。

【０１１７】請求項１０乃至１７のいずれか１の発明に
よると、タイル境界部に接するコードブロックおよびプ
レシンクトのビットプレーンを、より上位のレイヤーに
シフトし、再構成する際の、デコンポジションレベル、
サブバンド、シフトのさせ方等について、具体的に記述
しているので、最適でかつきめ細かい量子化率の制御を
行うことが可能となる。

【０１１８】請求項１８の発明によると、１つのレイヤ
ーからでも再構成出来るようにすることで、容易に量子
化率の制御を行うことができる。

【０１１９】請求項１９，２０，２４のいずれか１の発
明によると、請求項１乃至１８のいずれか１に記載の画
像圧縮装置で圧縮された圧縮画像を伸長することが可能
となる。

【０１２０】請求項２５または２６の発明によると、請
求項１乃至２０のいずれか１に記載の画像圧縮伸長装置
の機能を有するプログラムが実行可能となり、該プログ
ラムを実行することにより、高い圧縮率においてもタイ
ル分割による画像品質の低下を抑えることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる画像圧縮伸長装
置の構成例を示すブロック図である。

【図２】４つのタイルから成る原画像に対して、ウエ
ーブレット変換を施した時の様子を示す図である。

【図３】４つのタイルから成る原画像に対して、ウエ
ーブレット変換を施した時の様子を示す図である。

【図４】図２に示したタイル０からタイル３につい
て、デコンポジションレベル１の場合における各サブバ
ンドのプレシンクトとコードブロックの関係を示す図で
ある。

【図５】本発明が適用されるレイヤー再構成前と後の
様子の一例を示す図である。

【図６】デコンポジションレベル２の場合のレイヤー
の再構成の一例を示す図である。

【図７】レイヤー再構成の他の実施例を示す図であ
る。

【図８】本発明を静止画像に対して適用した例を示す
図である。

【図９】本発明を動画像を対象として応用した例を示
す図である。

【図１０】プレシンクトに含まれる全てのコードブロ
ックを、上位のレイヤーに含まれるよう再構成した結果
を示した図である。

【図１１】コードブロックとプレシンクトに対する具
体的な例を示す図である。

【図１２】コードブロックとプレシンクトに対する具
体的な例を示す図である。

【図１３】ＲＯＩによる選択的領域処理の実施例を示
す図である。

【図１４】タイル境界に接する１ＨＬ，１ＬＨ，１Ｈ
Ｈの画素の量子化前のウエーブレット係数値を予め規定
したフォーマットの一例を示す図である。

【図１５】本発明の一実施形態に係わる画像圧縮方法
を説明するためのフローチャートである。

【図１６】本発明の一実施形態に係わる画像伸長方法
を説明するためのフローチャートである。

【図１７】ＪＰＥＧアルゴリズムの基本を説明するた
めのブロック図である。

【図１８】ＪＰＥＧ２０００アルゴリズムの基本を説
明するためのブロック図である。

【図１９】デコンポジションレベルが３の場合の、各
デコンポジションレベルにおけるサブバンドの一例を示
す図である。

【図２０】タイル分割されたカラー画像の各コンポー
ネントの例を示す図である。

【図２１】プレシンクトとコードブロックの関係の一
例を説明する図である。

【図２２】ビットプレーンに順位付けする手順の一例
を説明した図である。

【図２３】コードストリームの構造の一例を簡単に示
した図である。

【図２４】原画像を７５分の１にロスレスで圧縮し、
伸長した後の画像の一例を示す図である。

【図２５】原画像と伸長後の誤差画像の一例を示した
図である。

【図２６】ミラーリング法を用いた画素拡張の一例を
示す図である。

【図２７】１６画素×１６画素の正方形タイルを対象
に、ロスレスで（５，３）可逆ウエーブレット変換を実
行した時における、画素値とデコンポジションレベル１
の時のウエーブレット係数値を示す図である。

【図２８】図２７で導出されたウエーブレット係数か
ら、逆変換を実行して得られた１６画素×１６画素の正
方形タイルの画素値の一例を示す図である。

【図２９】図２７に示した原画像の画素値と、図２８
に示すミラーリング法による画素拡張によりロスレスで
変換・逆変換して得られた画素値を比較した結果の一例
を示した図である。

【図３０】１６画素×１６画素の正方形タイルを対象
に、ロッシーで（５，３）可逆ウエーブレット変換を実
行した時における、画素値とデコンポジションレベル１
の時のウエーブレット係数値を示す図である。

【図３１】図３０で導出された量子化・逆量子化後の
ウエーブレット係数から、逆変換を実行して得られた１
６画素×１６画素の正方形タイルの画素値の一例を示す
図である。

【図３２】図３０に示した原画像の画素値と、図３１
に示すミラーリング法による画素拡張によりロッシーで
変換・逆変換して得られた画素値を比較した結果の一例
を示した図である。

【符号の説明】

１０…色空間変換・逆変換部、１１，２２，７０…第１
コンポーネント、１２，２３，７１…第２コンポーネン
ト、１３，２４，７２…第３コンポーネント、１１ａ，
１２ａ，１３ａ…補間法選択部、１１ｂ，１２ｂ，１３
ｂ…ウエーブレット変換・逆変換部、１１ｃ，１２ｃ，
１３ｃ…量子化率選択部、１１ｄ，１２ｄ，１３ｄ…量
子化・逆量子化部、１１ｅ，１２ｅ，１３ｅ…エントロ
ピー符号・復号化部、１４…コードストリーム処理部、
２０，２１，３０，３２，８０，９０…原画像、２０
_ｔ０〜２０_ｔ３，２１_ｔ０〜２１_ｔ３，２８_ｔ，２
９_ｔ，３０ _ｔ０〜３０_ｔ３，３２_ｔ０〜３２_ｔ３，７０
_ｔ，７１_ｔ，７２_ｔ，８０_ｔ０〜８０_ｔ３，９０_ｔ０〜
９０_ｔ３，１１２…タイル、２０_ｐ１，２１_ｐ８，２８
_ｐ，２９_ｐ、８０_ｐ４，８０_ｐ６，９０_ｐ０〜９０_ｐ３
…プレシンクト、２０_ｂ９，２１_ｂ９，２８_ｂ、８０
_ｂ１，９０_ｂ３，９０_ｗ３…コードブロック、２５…フ
レーム１、２６…フレーム２、２７…フレーム３、２８
_ｂ４…タイル外縁部に接しないコードブロック、２９
_ｐ４…タイル外縁部に接しないプレシンクト、３１…Ｒ
ＯＩ、３３…タイル境界領域、４０，５０…色空間変換
・逆変換部、４１…離散コサイン変換・逆変換部、４
２，５２…量子化・逆量子化部、４３，５３…エントロ
ピー符号化・復号化部、５１…２次元ウエーブレット変
換・逆変換部、５４…タグ処理部、６０…デコンポジシ
ョンレベル０のタイル、６１…デコンポジションレベル
１のタイル、６２…デコンポジションレベル２のタイ
ル、６３…デコンポジションレベル３のタイル、１００
…メインヘッダ、１０１…タイルパートヘッダ、１０２
…ビットストリーム、１０３…コードストリーム終端、
１１０…伸長画像、１１１…誤差画像、１１３…拡張さ
れた画素。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者児玉卓東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 5C059 KK01 LC00 MA00 MA24 MA35 MC11 MC38 ME01 PP01 PP15 PP16 SS15 SS20 SS21 SS28 TA39 TA46 TB00 TC31 UA02 UA05 5C078 AA04 BA53 CA22 DA00 DA01 DA02 DB07 DB19 EA00 EA01 5J064 AA01 BA09 BA16 BB04 BC16 BD03 BD04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像に対して任意の大きさで方形タイル
を指定するタイル指定手段と、該指定された方形タイル
を用いて画像を分割する画像分割手段と、該画像を分割
した方形タイルをタイル毎にビットプレーンに分解する
ビットプレーン分解手段と、該分解したビットプレーン
を符号化順序に応じて順位付けするビットプレーン順位
付け手段と、該順位付けされたビットプレーンによりレ
イヤーを構成するレイヤー構成手段とを有し、量子化率
を相対的に低く抑えるタイル境界近傍領域のビットプレ
ーンを、量子化率を相対的に高く維持するタイル境界か
ら離れた領域のビットプレーンに対して、前記順位付け
されたビットプレーンからなるレイヤーのうちの上位レ
イヤー側に含まれるようにシフトさせて、レイヤーを異
ならせることを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項２】画像に対して任意の大きさで方形タイル
を指定するタイル指定手段と、該指定された方形タイル
を用いて画像を分割する画像分割手段と、該画像を分割
した方形タイルをタイル毎にビットプレーンに分解する
ビットプレーン分解手段と、該分解したビットプレーン
を符号化順序に応じて順位付けするビットプレーン順位
付け手段と、該順位付けされたビットプレーンによりレ
イヤーを構成するレイヤー構成手段とを有し、量子化率
を低く抑える領域を、選択的領域処理により指定するこ
とを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項３】請求項２に記載の画像圧縮装置におい
て、前記選択的領域処理の対象となるのは、タイル境界
近傍の画素、またはコードブロック、またはプレシンク
トであることを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項４】請求項２に記載の画像圧縮装置におい
て、前記選択的領域処理は、画像内のタイル境界近傍領
域に対して指定されることを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項５】請求項２に記載の画像圧縮装置におい
て、前記選択的領域処理は、ＲＯＩにより指定されるこ
とを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項６】画像に対して任意の大きさで方形タイル
を指定するタイル指定手段と、該指定された方形タイル
を用いて画像を分割する画像分割手段と、該画像を分割
した方形タイルをタイル毎にビットプレーンに分解する
ビットプレーン分解手段と、該分解したビットプレーン
を符号化順序に応じて順位付けするビットプレーン順位
付け手段と、該順位付けされたビットプレーンによりレ
イヤーを構成するレイヤー構成手段とを有し、量子化率
を低く抑える領域の量子化前の係数値を、保持しておく
ことを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項７】請求項６に記載の画像圧縮装置におい
て、量子化率を低く抑える領域の量子化前の係数値を保
持しておく場所は、タイルパートヘッダの中であること
を特徴とする画像圧縮装置。
【請求項８】請求項１、２、６のいずれか１に記載の
画像圧縮装置において、前記量子化率を相対的に高く維
持するタイル境界から離れた領域のビットプレーンと異
なるレイヤーに再構成されるビットプレーンの集合の最
小単位は、コードブロックとし、該コードブロックの少
なくとも１つがタイル外縁部には接していないことを特
徴とする画像圧縮装置。
【請求項９】請求項１、２、６のいずれか１に記載の
画像圧縮装置において、前記量子化率を相対的に高く維
持するタイル境界から離れた領域のビットプレーンと異
なるレイヤーに再構成されるビットプレーンの集合の最
大単位は、プレシンクトとし、該プレシンクトの少なく
とも１つがタイル外縁部には接していないことを特徴と
する画像圧縮装置。
【請求項１０】請求項１、２、６のいずれか１に記載
の画像圧縮装置において、前記量子化率を相対的に高く
維持するタイル境界から離れた領域のビットプレーンと
異なるレイヤーに再構成されるビットプレーンは、デコ
ンポジションレベルが１または２以上であることを特徴
とする画像圧縮装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の画像圧縮装置にお
いて、前記デコンポジションレベルに応じて、処理時間
及び画質が異なることを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項１２】請求項１、２、６のいずれか１に記載
の画像圧縮装置において、前記量子化率を相対的に高く
維持するタイル境界から離れた領域のビットプレーンと
異なるレイヤーに再構成されるビットプレーンは、サブ
バンド数が１または複数であることを特徴とする画像圧
縮装置。
【請求項１３】請求項１２に記載の画像圧縮装置にお
いて、前記サブバンド数に応じて、処理時間及び画質が
異なることを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項１４】請求項１または２に記載の画像圧縮装
置において、前記量子化率を相対的に高く維持するタイ
ル境界から離れた領域のビットプレーンと異なるレイヤ
ーに再構成されるビットプレーンは、該ビットプレーン
のウエーブレット係数値が予め指定した値より大きいこ
とを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項１５】請求項１４に記載の画像圧縮装置にお
いて、コードブロックを構成するビットプレーンのウエ
ーブレット係数値と予め指定した値との差が大きいほ
ど、該ビットプレーンをより上位のレイヤーに吸収され
るようにレイヤーの再構成を行うことを特徴とする画像
圧縮装置。
【請求項１６】請求項１４に記載の画像圧縮装置にお
いて、前記ウエーブレット係数値を求める際に、タイル
外への拡張画素補間にミラーリング法を用いることを特
徴とする画像圧縮装置。
【請求項１７】請求項１、２、６のいずれか１に記載
の画像圧縮装置において、プレシンクトを構成するコー
ドブロックの所定数以上がタイル境界部に接する際に、
該プレシンクトに含まれる全てのビットプレーンを上位
レイヤー側に含まれるようにシフトさせて、レイヤーの
再構成を行うことを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項１８】請求項１、２、６のいずれか１に記載
の画像圧縮装置において、再構成前のレイヤー数は、１
または複数であることを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項１９】請求項１ないし１８のいずれか１に記
載の画像圧縮装置で圧縮された圧縮画像を伸長する画像
伸長装置であって、圧縮画像を、該圧縮画像に含まれ
る、前記タイル指定手段で指定された方形タイルの情報
に基づいて伸長することを特徴とする画像伸長装置。
【請求項２０】請求項１９に記載の画像伸長装置にお
いて、エントロピー復号化器と、逆量子化器と、２次元
離散ウエーブレット逆変換器とを有することを特徴とす
る画像伸長装置。
【請求項２１】画像に対して任意の大きさで方形タイ
ルを指定するタイル指定ステップと、該指定された方形
タイルを用いて画像を分割する画像分割ステップと、該
画像を分割した方形タイルをタイル毎にビットプレーン
に分解するビットプレーン分解ステップと、該分解した
ビットプレーンを符号化順序に応じて順位付けするビッ
トプレーン順位付けステップと、該順位付けされたビッ
トプレーンによりレイヤーを構成するレイヤー構成ステ
ップとを有し、量子化率を相対的に低く抑えるタイル境
界近傍領域のビットプレーンを、量子化率を相対的に高
く維持するタイル境界から離れた領域のビットプレーン
に対して、前記順位付けされたビットプレーンからなる
レイヤーのうちの上位レイヤー側に含まれるようにシフ
トさせて、レイヤーを異ならせることを特徴とする画像
圧縮方法。
【請求項２２】画像に対して任意の大きさで方形タイ
ルを指定するタイル指定ステップと、該指定された方形
タイルを用いて画像を分割する画像分割ステップと、該
画像を分割した方形タイルをタイル毎にビットプレーン
に分解するビットプレーン分解ステップと、該分解した
ビットプレーンを符号化順序に応じて順位付けするビッ
トプレーン順位付けステップと、該順位付けされたビッ
トプレーンによりレイヤーを構成するレイヤー構成ステ
ップとを有し、量子化率を低く抑える領域を、選択的領
域処理により指定することを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項２３】画像に対して任意の大きさで方形タイ
ルを指定するタイル指定ステップと、該指定された方形
タイルを用いて画像を分割する画像分割ステップと、該
画像を分割した方形タイルをタイル毎にビットプレーン
に分解するビットプレーン分解ステップと、該分解した
ビットプレーンを符号化順序に応じて順位付けするビッ
トプレーン順位付けステップと、該順位付けされたビッ
トプレーンによりレイヤーを構成するレイヤー構成ステ
ップとを有し、量子化率を低く抑える領域の量子化前の
係数値を、保持しておくことを特徴とする画像圧縮方
法。
【請求項２４】請求項２１ないし２３のいずれか１に
記載の画像圧縮方法で圧縮された圧縮画像を伸長する画
像伸長方法であって、圧縮画像を、該圧縮画像に含まれ
る、前記タイル指定手段で指定された方形タイルの情報
に基づいて伸長することを特徴とする画像伸長方法。
【請求項２５】請求項１ないし１８のいずれか１に記
載の画像圧縮装置又は該画像圧縮装置の各手段として、
或いは、請求項１９または２０に記載の画像伸長装置又
は該画像伸長装置の各手段として、コンピュータを機能
させるためのプログラム。
【請求項２６】請求項１ないし１８のいずれか１に記
載の画像圧縮装置又は該画像圧縮装置の各手段として、
或いは、請求項１９または２０に記載の画像伸長装置又
は該画像伸長装置の各手段として、コンピュータを機能
させる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。