JP2002516540A - 知覚的に無損失の画像をもたらす２次元離散ウェーブレット変換に基づくカラー画像の圧縮 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 カラー・プレーン弁別チャネル（Ｒ−Ｇ１、Ｂ−Ｇ２）を含む複数のチャネル（Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ）に生画像データ（２００）を分割することと、次に２次元離散ウェーブレット変換（２１０、２１２、２１４、２１６）を使用してこれらのチャネルのそれぞれを別々に圧縮し、その圧縮が量子化を使用することを含み、それにより、圧縮チャネルデータの圧縮解除が知覚的に無損失の画像をもたらすコーディング方法および装置。この方法および装置は、そのバイエル・パターン形式になっている画像を直接操作する。処理するチャネルおよびＤＷＴ副帯に応じて変動可能な量子化しきい値が量子化のために定義される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の背景） （１．発明の分野） 本発明は一般に画像処理に関する。より詳細には、本発明は画像圧縮のための
コード化および量子化に関する。

【０００２】 （２．関連技術の説明） ある場面、情景、または物体の画像を取り込むと、その画像は周知のピクセル
アレイとして表される。ある画像の各ピクセルは、１つ以上のカラー・プレーン
に関連する値を有する。ディジタル・カメラなどの撮像装置によって画像を取り
込むと、その画像はバイエル・パターンとして知られるカラー・フィルタ・アレ
イ（ＣＦＡ）パターンに取り込まれる場合が多い。バイエル・パターン内の配置
された各ピクセルは、３種類の基本レンダリング・カラー（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）
、青（Ｂ））の１つのみに関連する強度値を持つ。バイエル・パターンではピク
セルを以下のように配置する。 Ｇ Ｒ Ｇ Ｒ ．．． Ｂ Ｇ Ｂ Ｇ ．．． Ｇ Ｒ Ｇ Ｒ ．．． Ｂ Ｇ Ｂ Ｇ ．．．

【０００３】 ＢピクセルまたはＲピクセルの２倍の数のＧ関連ピクセルが存在するので、Ｇ
すなわち緑のカラー・プレーンは２つの別々のカラー・プレーンＧ１（Ｒピクセ
ルと同じ行のＧピクセル）およびＧ２（Ｂピクセルと同じ行のＧピクセル）と見
なすことができる。したがって、バイエル・パターンの「生」画像は４つの独立
したカラー・プレーンを含むものと見なすことができる。フルカラー（フルカラ
ーに分解した）画像（たとえば、レンダリング用）を得るために、配置された各
ピクセルは、１つだけでなく、ＲＧＢ３種類すべての成分を有していなければな
らない。これを達成するため、カラー補間として知られるプロセスを使用し、近
隣ピクセルに基づいて１つのピクセルに関する欠落カラー成分を推定する。

【０００４】 ある画像を取り込み、必要に応じてカラー補間した後、その画像を記憶または
伝送するために必要になると思われるビット総数を減らすことを目的として「圧
縮」すなわち縮小する場合が多い。このような画像圧縮は通常、カラー補間後に
適用されるが、ある場合には、カラー補間前の画像が依然としてバイエル・パタ
ーンの生画像フォーマットになっている間に適当な圧縮を実行することが有利に
なる。画像圧縮は、ビデオ会議、ディジタル撮像、ネットワークによるビデオ・
ストリーミングなどのマルチメディアアプリケーションでは重要な役割を果たす
。このようなアプリケーションの画像圧縮方式は、特定のアプリケーションにつ
いて容認できる画像品質を維持しながら、画像の記憶または転送のビットレート
を低減するように設計しなければならない。

【０００５】 画像圧縮技法は、「損失」または「無損失」のいずれかとして分類することが
できる。無損失圧縮の場合、圧縮した画像を圧縮解除したときに、圧縮前の元の
画像を正確に回復することができる。その結果として、無損失技法では、その圧
縮比が画像のエントロピによって決まり、通常、高い圧縮比を達成せず、しかも
元の画像情報のうちのかなりの部分を保存するので、コンピュータ的に言えば不
経済となる。対照的に、損失圧縮方式では、元の画像の近似しか得られず、より
高い圧縮比を達成できるが、無損失技法に比べ、画像品質の損失を伴う場合が多
い。

【０００６】 このような損失技法の１つは、ＪＰＥＧとして知られる変換ベースのコーディ
ングであり、これは周知の離散コサイン変換（ＤＣＴ）を使用して入力画像のピ
クセルを変換する。圧縮を達成するために、結果として得られる変換済みピクセ
ル値をより小さい値のセットにマッピングするか量子化する。圧縮解除される圧
縮画像の品質は、変換済みピクセルの量子化をどのように行うかに大きく依存す
る。圧縮比（圧縮画像と比較した元の生画像のサイズ）も量子化の影響を受ける
ことになるが、量子化後のデータの２進コード化によって高めることができる。

【０００７】 さらに、ＪＰＥＧなどの高圧縮比アルゴリズムには、「ブロック化アーチファ
クト」などの欠点がある。このようなアルゴリズムの場合、画像は、８×８ブロ
ックまたは１６×１６ブロックなどのピクセル・ブロックに分割される。これら
のブロックは互いに独立して処理されるので、ブロック間において観察できるほ
どの輝度またはカラーの不連続が存在し、これが「ブロック化アーチファクト」
を構成する。

【０００８】 上記したようなあるいはその他の画像圧縮方式は、高い圧縮比と、時に容認で
きる圧縮解除画像品質も達成するが、画像が「輝度クロミナンス」のフォーマッ
トであるときにより適切に作用する。選択した基本カラー（赤、緑、青など）の
混合としてピクセルカラーを表すカラー補間したフルＲＧＢ画像「空間」（すな
わち、フォーマット）またはバイエル・パターンとは異なり、輝度クロミナンス
・フォーマット画像は色相と飽和レベルによって各ピクセルを定義する。ディジ
タル・カメラなどの撮像装置は通常、バイエル・パターン・フォーマットで画像
を取り込むので、まず画像をフルカラー（ＲＧＢ）に分解しカラー補間し、輝度
クロミナンス技法を適用する前に、その「色空間」をＹＣｒＣｂなどの輝度クロ
ミナンス・フォーマットに変換しなければならない。このようなカラー補間と色
空間変換は、コストが非常に高くなるとともに時間がかかる場合が多く望ましい
ものではない。

【０００９】 図１はこのような従来の手法の１つを示している。たとえばディジタル・カメ
ラなどの装置から取り込んだ元の画像１００は、通常、バイエル・パターンなど
の生画像フォーマットになっている。このため、各ピクセルはフルカラーの表現
を有することはない。ついで、一度に全部または１ブロックずつ、カラー補間ピ
クセル手順１１０に画像を渡す。カラー補間手順では画像１００からフルカラー
・ピクセルを生成し、その各ピクセルはフルカラー値（たとえば、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各成分）に分解される。次に、ＲＧＢからＹＵＶまたはその他の適切な空間にフ
ルカラー画像を色空間変換する（ブロック１２０）。このような変換は、達成可
能な圧縮比を改善する。変換が完了すると、プライマリー圧縮手順（ブロック１
３０）に画像を渡す。このような圧縮は、ＪＰＥＧまたはフーリエ解析などの様
々な手順を含むことができるが、１つのコンポーネントとして量子化手順を有す
る場合が多い。画像ピクセルを表す一定範囲の値をより小さい範囲の値にマッピ
ングすることによって、画像を量子化する。圧縮後、転送または記憶に適したも
のになるように、圧縮画像値をコード化することができる（ブロック１４０）。

【００１０】 このような従来の手法には、いくつかの欠点がある。第一に、特にカラー補間
および色空間変換において手順全体が計算上、複雑なものになっている。色空間
変換だけでも（たとえば、ＲＧＢからＹＣｒＣｂ空間の場合）、各ピクセルごと
に９回の乗算と６回の加算とを必要とする。多くの場合、このような複雑な技法
は、ディジタル・カメラなどの小型のコスト重視の装置で効果的に実施すること
はできない。

【００１１】 ディジタル・カメラまたはその他の撮像装置上で画像を圧縮する場合、上記の
圧縮技法は効果的ではないかまたは非常に高いものになるだろう。したがって、
それを使用するディジタル・カメラのコストを低減するように、コンピュータ上
での安価な画像量子化圧縮技法が必要である。最初にカラー補間を実行する必要
性を回避するために、携帯用撮像装置によって生成されたバイエル・パターンの
生画像データに直接適用可能であり、高圧縮比を達成するために様々なカラー・
プレーン間の相関関係を利用可能な量子化圧縮方法を開発しなければならない。
さらに、画像品質を維持しながら、撮像装置からの画像取込みとローカル・メモ
リへの記憶または転送をよりリアルタイムで実行できるように、量子化および圧
縮の速度を高めることが必要である。

【００１２】 （発明の概要） カラー・プレーン弁別チャネルを含む複数のチャネルに生画像データを分割す
ることを含み、生画像データを構成するカラー・プレーン間の相関関係を利用し
、次に２次元離散ウェーブレット変換を使用してこれらのチャネルのそれぞれを
別々に圧縮し、その圧縮が量子化を使用し、圧縮チャネルデータの圧縮解除が知
覚的に無損失の画像をもたらす方法を開示する。

【００１３】 本発明の方法および装置の目的、特徴、利点については、以下に示す説明から
明らかになるだろう。

【００１４】 （発明の詳細な説明） 次に、添付図面を参照し、本発明の例示的な実施形態について説明する。例示
的な実施形態は、本発明の態様を示すためのものであり、本発明の範囲を限定す
るものと解釈してはならない。また、主にブロック図または流れ図に関連して例
示的な実施形態を説明する。流れ図の場合、流れ図内の各ブロックは、方法ステ
ップと、その方法ステップを実行するための装置要素の両方を表している。実施
形態に応じて、対応する装置要素は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウ
ェア、あるいはそれらの組合せとして構成することができる。

【００１５】 図２は本発明の一実施形態による画像圧縮データ・フローを示している。 静止画撮像または動画撮像などのディジタルアプリケーションでは、圧縮解除
のためにそれを転送し表示する前に、所定のレベルの品質を維持しながら、ディ
ジタル・カメラによって取り込んだ画像などの元の画像のサイズをできるだけ圧
縮することが望ましい。理想を言えば、選択した圧縮技法はどのようなデータ転
送メカニズムにも適用することが望ましい。ここで開示する圧縮技法は、本発明
の１つまたは複数の実施形態の主題であり、色および光に対する人間の視覚系の
反応を利用して画像品質を維持するよう具体的に開発されたものである。

【００１６】 前述のように、ディジタル・カメラまたはその他の同様の装置によって取り込
まれた生画像は通常は、バイエル・パターンで表される。センサ・アレイ２００
は１組のピクセルの配置を有する「センサ群」であり、情景／場面からセンサに
入射する光の強度値を各位置（ピクセル）ごとに撮像する。バイエル・パターン
では、センサ・アレイ内の画像（以下「オリジナル画像」という）２００の各ピ
クセル配置は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラー・プレーンとの関連を有
することになる。バイエル・パターンはすべてのＲおよびＢについて２つの関連
値を有するので、緑のカラー・プレーンは２つのプレーンＧ１およびＧ２と見な
すことができる。Ｇ１関連ピクセルは元の画像２００内のＲ関連ピクセルと同じ
行のバイエル・パターンに位置し、Ｇ２関連ピクセルはＢ関連ピクセルと同じ行
に位置する。

【００１７】 本発明の一実施形態によれば、Ｒ関連ピクセルとそのＧ１関連近隣ピクセルと
の相関関係ならびにＢ関連ピクセルとその近隣Ｇ２ピクセルとの相関関係はどち
らも有利に活用される。本実施形態では、カラー補間または色空間変換あるいは
その両方の必要なしに、バイエル・パターン内のピクセルを直接圧縮することが
できる。Ｇ１およびＧ２関連ピクセルを圧縮ブロックに直接渡す（ブロック２１
２および２１６）。ＲピクセルとＢピクセルの処理はあまり直接的ではない。Ｒ
ピクセル値はその西側近隣Ｇ１ピクセル値によって減算される（ブロック２０５
）。この差（Ｒ−Ｇ１）を圧縮ブロックに渡す（ブロック２１０）。同様に、各
Ｂ関連ピクセルはその東側近隣Ｇ２関連ピクセルから減算される（ブロック２０
６）。次にこの差（Ｂ−Ｇ２）を圧縮ブロックに渡す（ブロック２１６）。

【００１８】 本発明の一実施形態によれば、カラー・プレーン間の強い相関関係を利用する
ために、弁別チャネルＲ−Ｇ１およびＢ−Ｇ２が作成される。これらの「チャネ
ル」はＧ１およびＧ２チャネルとともに、それぞれ適切な圧縮段階に渡される。
一実施形態では減算を使用することによって純粋カラー・チャネルの相関関係を
解除するが、他の相関関係解除方法も使用することができる。緑は人間の視覚系
にとって（Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のうちで）最も知覚可能な色なので、緑のプレーン
Ｇ１およびＧ２はチャネルとして保存され、赤と青の相関関係を解除するための
基準チャネルとして使用する。

【００１９】 Ｒ−Ｇ１、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ−Ｇ２という４つのチャネルのそれぞれは、圧縮ブ
ロック２１０、２１２、２１４、２１６にそれぞれ渡される。各圧縮ブロック２
１０、２１２、２１４、２１６では、本発明の一実施形態によれば、２つのプロ
セスが行われる。第１のプロセスは２次元離散ウェーブレット変換（２−Ｄ Ｄ
ＷＴ）である。ＤＷＴは、画像の急激な変化と不連続、その結果、画像のエッジ
・フィーチャをより正確にかつ効率よく記述するので、フーリエその他の周期ベ
ースの変換より画像圧縮の際に有用である。２−Ｄ ＤＷＴは、図４に関連して
以下に説明し図示するように、画像の「副帯（sub-bands）」を生成する。ＤＷ
Ｔの実行後、量子化として知られる第２のプロセスを実行する。

【００２０】 量子化は、ｍ＜ｎの場合にｎ通りの値のセットをｍ通りの値のセットにマッピ
ングする手順である。量子化により、ＤＷＴ画像データ・セットに可能なデータ
値の総数が削減される。このマッピングはｙ＝ｆ（ｘ）という数式に応じて実行
される。ここで、ｘはＤＷＴデータ値であり、ｙは量子化データ値である。この
ような式により、画像を表すために必要な総ビット数は低減される。これにより
何らかの誤差が発生するが、当技術分野には、誤差を低減するために使用可能な
方法がいくつか存在する。変換済み画像データを量子化した後、そのデータをコ
ード化する。コード化ユニットでは、量子化データが好ましい表現を持つように
配置（パック）する。この圧縮コード化画像データは、その後、媒体に記憶する
か、あるシステムから別のシステムに転送するか、ネットワークなどの通信経路
により配布することができる。さらに、この圧縮コード化画像データは、単一フ
レームとして収集し転送する必要はないが、コード化値単位でその宛先にストリ
ーミングすることができる。

【００２１】 元の画像のサイズを圧縮画像のサイズで割った圧縮比は、ＤＷＴ変換、量子化
、コード化に使用する精密なパラメータに応じて、変動することになる。本実施
形態は、圧縮解除した画像品質を有利に高め、圧縮解除の複雑さを低下し、圧縮
比を最適化するように機能することができる圧縮プロセスの機能強化を可能にす
る。

【００２２】 他の画像圧縮技法もＤＷＴを使用可能である場合、圧縮解除した画像の品質は
主に使用した量子化によって決まることになる。本発明の重要な一態様は知覚的
に無損失の手法であり、その結果は圧縮解除したときに無損失であると人間の視
覚系によって近くされる損失圧縮である。さらに、本実施形態で採用する量子化
手法は高速かつ容易な計算が可能であり、圧縮が実施されるハードウェアに対し
てよりリアルタイムなパフォーマンスをもたらす。本発明の一実施形態では、Ｄ
ＷＴの特性を利用して画像の副帯を作成することにより、副帯特性およびカラー
・チャネル特性に応答する適応量子化手順が提供される。

【００２３】 各チャネル（Ｒ−Ｇ１、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ−Ｇ２）について、２−Ｄ ＤＷＴプ
ロセスによって生成された各画像副帯ごとに量子化しきい値が定義される。この
ような各しきい値Ｑ（ｓ，ｃ）では、「ｓ」が副帯を表し、「ｃ」がチャネルを
表すが、そのチャネル「ｃ」および副帯「ｓ」におけるＤＷＴ結果値を量子化す
る際に使用する。したがって、値Ｘｓｃ（またはこのような値を求める際に使用
するＤＷＴ係数）の場合、量子化値Ｙｓｃは単に次のようになる。

【００２４】

【数１】 式中、ｒｏｕｎｄ（ｋ）という関数は値ｋを最も近い整数に切り上げるかまた
は切り捨てるものである。したがって、所与の副帯およびチャネルでは、この量
子化はスカラ均一量子化式であり、したがって、高速かつ効率の良いハードウェ
ア装置が可能である。本発明の一実施形態では、量子化しきい値がＤＷＴ係数自
体を変更し、その結果、分離量子化（図６および関連説明を参照）の必要性を解
消する。さらに、特にチャネルおよび副帯に応じて適合されたしきい値の使用に
より、色（チャネル）およびエッジ知覚性（ＤＷＴ副帯を分解する機能）に関し
て均一または不定の量子化技法によって圧縮解除したときに回復した画像の品質
が高められる。量子化中に発生する絶対誤差はＱ（ｓ，ｃ）／２と等しいかそれ
より小さくなる。本発明の一実施形態では、その誤差の結果として画像品質の知
覚的損失が一切発生しないようにＱ（ｓ，ｃ）について実験的に導出した値を決
定する。

【００２５】 図３は本発明の一実施形態による圧縮コード化画像の回復を示している。 デコード・ブロックと、逆量子化ブロックと、逆ＤＷＴブロックは、圧縮コー
ド化画像データ２４０（図２を参照）からオリジナル画像２００を回復するプロ
セスを構成する。圧縮が「損失性」なので、得られるデコード圧縮解除画像は、
元の画像を正確にピクセルごとに再構築したものにはならない。しかし、本発明
の様々な実施形態の主題である知覚的に無損失の量子化技法とＤＷＴ特性を使用
することにより、その損失を人間の視覚に知覚できない程度のものとすることが
できるので、この方法により圧縮解除した画像の品質は他の損失技法より改善さ
れる。さらに、他の逆技法と比較したときに逆ＤＷＴ手順は容易であるため、高
速かつ容易な実施に適したものになる。

【００２６】 圧縮コード化画像データ２４０は、１チャネルずつならびに１副帯ずつ効率よ
く記憶することができる（図４を参照）。したがって、圧縮コード化チャネル（
Ｒ−Ｇ１）、Ｇ１、Ｇ２、（Ｂ−Ｇ２）は、別々にデコードし圧縮解除すること
ができる。まず、各チャネルに属するデータを、ゼロ・ランレングス、ハフマン
・デコードなどを利用してデコードする（ブロック３１０、３１２、３１４、３
１６）。各チャネルおよび副帯のデータは、他の副帯およびチャネルのデータと
は異なる技法を使用してコード化されていることもあり得るので、コード化技法
の違いを考慮に入れてデコードする必要がある。次に、各チャネルのデコード・
データを圧縮解除する（ブロック３２０、３２２、３２４、３２６）。図２に示
す圧縮ブロックと同様に、圧縮解除は、デコード・データの量子化解除と逆ＤＷ
Ｔ（ＩＤＷＴ）の実行という２つの手順から構成される。

【００２７】 逆量子化ブロックは単にデコード・データ（量子化ＤＷＴ係数である）の値に
所与の副帯および適切なチャネル用の量子化しきい値Ｑ（ｓ，ｃ）を掛けるだけ
である。逆量子化後、各チャネルおよび副帯のデータごとに逆ＤＷＴを実行する
。逆ＤＷＴが完了すると、１ピクセルずつ、オリジナル画像２００の近似を求め
ることができる。（Ｒ−Ｇ１）回復値にＧ１を加算し（ブロック３２５）、（Ｂ
−Ｇ２）回復値にＧ２を加算する（ブロック３２６）ことにより、元のセンサ・
アレイ２００からの各バイエル・パターン・ピクセル値Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂをほ
ぼ回復することができる。回復したＲ、回復したＧ１、回復したＢ２、回復した
Ｂの各値は、元の画像２００の値と同一である場合もあれば、同一ではない場合
もあるが、カラー・チャネル相関関係の利用により、視覚的に無損失または知覚
的に無損失の特性を示すことになる。したがって、回復した画像は高品質のもの
になる。本発明の他の態様によれば、適切な量子化しきい値によって逆ＤＷＴ係
数を変更することにより、逆量子化プロセスを逆ＤＷＴと組み合わせることがで
きる。

【００２８】 圧縮解除は、ハードウェアまたはソフトウェアとして実施するか、両者のうち
の一方または組合せによって実施することができ、コード化圧縮プロセスの機能
を実行する装置とは物理的に分離したものにすることができる。損失圧縮方式の
基本データ・フローは圧縮と圧縮解除からなり、多くの場合、圧縮ブロックから
圧縮解除機能にアクセスできる所望の宛先への中間転送も含むことになる。

【００２９】 図４は２次元（２−Ｄ）ＤＷＴを画像に反復適用した結果を示している。 「Ａｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｙｓｔｏｌｉｃ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒ
ｅ ｆｏｒ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｏｎ ａｎｄ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏ
ｎ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌｓ Ｕｓｉｎｇ Ｗａｖｅｌｅｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
ｓ」という名称の同時係属米国特許出願第０８／７６７９７６号（以下「特許出
願’９７６号」という）に記載されているように、画像空間上で２−Ｄ ＤＷＴ
を適用すると、その結果、４つの「副帯」が作成される。たとえば、図４は、画
像Ｓが２−Ｄ ＤＷＴによって４つの副帯Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に分解される
ことを示している。これらのうち、最も重要な副帯はＳ１である。この副帯Ｓ１
は二重低域フィルタ処理に基づいて生成されるので、「ＬＬ」副帯ともいう。Ｓ
１（ＬＬ）は本質的に元の画像Ｓのスケーリング済み近似になっており、最も顕
著な画像情報を含む。

【００３０】 副帯Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４はエッジ情報を含み、入力画像が雑音のあるものである
場合、その雑音のかなりの部分も含む。副帯Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、それを生成す
るために使用する様々な低域および高域フィルタ処理により、それぞれＨＬ副帯
、ＬＨ副帯、ＨＨ副帯ともいう。副帯Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は知覚的にはＳ１副帯ほ
ど重要ではないので、その値がより大幅に圧縮されるように、これらの副帯をよ
り「大まかに」量子化する（すなわち、より大きいしきい値Ｑを割り当てる）こ
とができる。より高レベルのＤＷＴを生成する際にＳ１副帯を使用するので、こ
の副帯は直接量子化する必要がない場合もある。前述のように、本発明の一実施
形態によれば、オリジナル画像は１チャネルずつ２−Ｄ ＤＷＴが行われる。本
発明の一実施形態で使用する４つのチャネルは（Ｒ−Ｇ１）、Ｇ１、Ｇ２、（Ｂ
−Ｇ２）を含む。これらのチャネルのそれぞれを構成するデータは、それについ
て２−Ｄ ＤＷＴが行われる「画像」そのものと見なすことができる。４つの副
帯Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４はレベル１のＤＷＴを構成する。したがって、図４に
おいてＬＬ₁、ＨＬ₁、ＬＨ₁、ＨＨ₁という名称の下にある添字は、これらの副帯
がレベル１に属すことを示している。

【００３１】 レベル１の副帯Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、画像Ｓに２−Ｄ ＤＷＴを１回適
用した結果である。副帯結果Ｓ１に２−Ｄ ＤＷＴをもう一度適用した場合、レ
ベル２の２−Ｄ ＤＷＴが実行されたといわれる。レベル２の２−Ｄ ＤＷＴの
結果、４つの新しい副帯Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４が生成されるものと思
われるが、これらはレベル１の２−Ｄ ＤＷＴにより副帯Ｓ１から生成された副
帯である。これらの副帯Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４は、レベル２のＤＷＴ
副帯なので、それぞれＬＬ₂、ＨＬ₂、ＬＨ₂、ＨＨ₂という名称を有する。この場
合も、ＬＬ₂副帯Ｓ１１はＳ１からの最も顕著なフィーチャを含み、Ｓ１２、Ｓ
１３、Ｓ１４副帯は副帯Ｓ１からのエッジ情報とあるいは雑音情報をも含む。し
たがって、より多くのレベルのＤＷＴ分解と、その結果、より多くの画像副帯を
得るために、各レベルの副帯に２−Ｄ ＤＷＴを何回も適用することができる。

【００３２】 本発明の一実施形態では、レベル１の２−Ｄ ＤＷＴ手順のみ考慮する。より
多くのレベルの２−Ｄ ＤＷＴ処理が行われる場合、新たに作成された副帯のそ
れぞれには、そこに存在する各チャネル用のＱまたは量子化しきい値が割り当て
られる。９−７両直交スプラインＤＷＴフィルタの場合、与えられた副帯「ｓ」
およびチャネル「ｃ」用のＱ（ｓ，ｃ）値は、経験的に求められる。この研究の
結果は図５の表に示す。

【００３３】 図５は所与の副帯およびチャネル用のサンプル量子化しきい値を示す表である
。 量子化しきい値Ｑ（ｓ，ｃ）は様々な方法で決定または選択することができる
。本発明の様々な実施形態を考案する際に行った研究の１つでは、１組のＤＷＴ
圧縮画像に対する１群の観察者の知覚に関する経験的データを収集した。このよ
うな実験では、量子化によるアーチファクトが観察可能になるまで、しきい値Ｑ
（ｓ，ｃ）を増加した。この研究のために、異なる特性を有する様々な画像を選
択した。図５の表は、この研究の結果を示し、どの画像にも適用可能であること
が統計的に保証されている。ただし、当技術分野で周知の９−７両直交スプライ
ン・フィルタをＤＷＴの基礎として使用することを条件とする。ＤＣＴなどの異
なる技法または異なる基礎を使用するＤＷＴの場合、それぞれのフィルタが同じ
画像についてそれぞれ異なる提示を行うので、新しい量子化しきい値を選択また
は決定する必要がありうる。本発明の一実施形態ではこのような値をＲＯＭにプ
リロードすることができ、他の実施形態ではこれらの値を変更できるように書換
可能なメモリに書き込むことができる。

【００３４】 図４を参照すると、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４という副帯はいずれもレベル１の
ＤＷＴに属す。副帯Ｓ４は、Ｓ２およびＳ３副帯より約５倍大きい量子化しきい
値を有する。したがって、Ｓ４副帯の情報（データ値）はより大きい程度まで量
子化され、このため、より大幅に圧縮される。より大きい量子化しきい値により
生じうる誤差と、その結果としてのマップ値の減少は許容できるものである。と
いうのは、Ｓ４副帯は対角エッジおよび雑音など、知覚可能な画像の中では最も
視覚的に関連の少ないものの一つを示すにすぎないからである。前述のように、
Ｓ１は元の画像Ｓのうち顕著で、かつ視覚的に重大な情報のほとんどを含む。ｋ
レベルのＤＷＴの場合、最も低いｋ−１のＬＬ副帯はそれ自体がより高いレベル
のＬＬ、ＬＨ、ＨＬ、ＨＨ副帯にさらに分解されるので、その副帯は保存され（
すなわち、Ｑは１）、したがって量子化されない。ＬＬ_kまたは最も高いレベル
のＤＷＴ副帯では量子化が補償されているものと思われ、その副帯に対してより
高いレベルの分解は行われないので、その副帯は量子化される（Ｑ＞１）。すべ
てのレベルの副帯Ｓ２およびＳ３は同じレベルのＳ１副帯とＳ４副帯の中間に位
置する量子化しきい値を有する。

【００３５】 チャネルに関しては、Ｒ、Ｇ、Ｂと、次に（Ｒ−Ｇ１）および（Ｂ−Ｇ２）に
ついて量子化しきい値を決定した。このＧ値はＧ１とＧ２の両方に当てはまるも
のである。一般に、青は緑（Ｇ１、Ｇ２）および赤より大まかに（より大きいし
きい値で）量子化することができる。しかし、本発明の実施形態では、圧縮プロ
セスで純粋なＲおよびＢではなくチャネル（Ｒ−Ｇ１）および（Ｂ−Ｇ２）につ
いて考慮する。このような「弁別」または相関関係解除チャネルは、純粋なカラ
ー・チャネルＲ、Ｇ、Ｂよりかなり大きい量子化しきい値を有する。これは、画
像のエッジ情報がＧ１およびＧ２プレーン（チャネル）で補償されることによる
。これらのＧ１およびＧ２値をＲおよびＢのプレーン値からそれぞれ減算すると
、その結果得られる差によって、Ｇ１およびＧ２で見られないクロミナンス成分
がＲおよびＢプレーンに保存される。したがって、弁別チャネル（Ｒ−Ｇ１）お
よび（Ｂ−Ｇ２）によって、全体的な画像およびその知覚品質に対するＲおよび
Ｂプレーンの作用が最適化される。

【００３６】 観察結果によれば、弁別チャネル（Ｒ−Ｇ１）および（Ｂ−Ｇ２）のＳ４副帯
は、Ｇ１およびＧ２チャネルに含まれる情報と知覚的に異なる画像情報を一切含
まず、したがって、その副帯全体にゼロ値が割り当てられる（Ｑ値が００）こと
が分かっている。本発明の一実施形態によれば、そこには知覚可能な情報が一切
存在しないので、弁別チャネルに関して副帯Ｓ４を記憶する必要はない。ＤＷＴ
レベルが高くなるほど、前のレベルの入力副帯ＬＬについて得られる精度または
分解能も高くなる。図４には３レベルのＤＷＴが示されているが、設計ニーズに
応じて任意の数のＤＷＴレベルを生成することができる。

【００３７】 図６は本発明の一実施形態のブロック図である。 図２および図３に関連して説明した本発明の一実施形態によれば、圧縮および
圧縮解除プロセスは、一方が量子化（および逆量子化）用であり、もう一方の別
個の段階がＤＷＴ（および逆ＤＷＴ）用である２つの段階に分割される。しかし
、本発明の他の実施形態によれば、量子化（逆量子化）段階はＤＷＴ（および逆
ＤＷＴ）に合体することができる。ＤＷＴおよび逆ＤＷＴ出力は１組のカスケー
ド・フィルタ（特許出願’９７６号を参照）によって生成され、そのフィルタの
係数はＤＷＴ（および逆ＤＷＴ）関数の係数である。これらの係数に入力ピクセ
ル値を掛け、その積を選択的に加算してＤＷＴ出力を生成する。量子化しきい値
をＤＷＴ係数と代数的に結合した場合、ＤＷＴ計算自体の最中に量子化が達成さ
れることになる。

【００３８】 図６の実施形態では、１次元（１−Ｄ）ＤＷＴを２回繰り返すことによって２
−Ｄ ＤＷＴを実施する。この手法は、ＤＷＴフィルタ（特許出願’９７６号）
が分離可能であることから可能である。また、このようなフィルタが実現可能で
ある場合、単一２次元フィルタを使用して、２次元ＤＷＴまたはその他の２次元
変換を実施することが可能である。対照的に、特許出願’９７６号に概要が示さ
れているように、１次元フィルタ手法では、行単位方式でＤＷＴを実行し、行単
位のＤＷＴの結果に対して列単位方式でＤＷＴを実行する。たとえば、図６に示
すように、チャネル「ｃ」６００について検討する。これは、本発明の一実施形
態では、特定のカラー／弁別チャネルＧ１、Ｇ２、（Ｒ−Ｇ１）、または（Ｂ−
Ｇ２）からのピクセル・データを表すが、他の実施形態では、画像全体または画
像の一部分を表すこともできる。まず、１−Ｄ ＤＷＴモジュール６１０によっ
て行単位のＤＷＴを実行する。１組の制御信号＃１がこの行単位のＤＷＴの動作
を決定するとともに以下に示すようにＤＷＴのレベルに応じて係数を供給する。
モジュール６１０はチャネル「ｃ」から「Ｌ」帯域と「Ｈ」帯域を生成する。

【００３９】 行単位のＤＷＴが実行されると、得られた「Ｌ」帯域と「Ｈ」帯域がマトリッ
クス・トランスポーザ回路６２０によって転置される。このようなマトリックス
・トランスポーザ回路は当技術分野では周知のものである。マトリックス・トラ
ンスポーザ回路６２０は、マトリックス・トランスポーザ回路６２０からの結果
を第２の１−Ｄ ＤＷＴモジュール６３０に入力として１列ずつ供給する。第２
の１−Ｄ ＤＷＴモジュール６３０は、１組の制御信号＃２により、必要に応じ
て制御され、係数が供給される。マトリックス・トランスポーザ回路６２０から
転置された１−Ｄ ＤＷＴ行単位データに対して列単位で１−Ｄ ＤＷＴを実行
した結果は、２−Ｄ ＤＷＴ結果データ６４０として示される。行単位の１−Ｄ
ＤＷＴ転置と列単位の１−Ｄ ＤＷＴを通過するたびに、その通過は２−Ｄ
ＤＷＴの実行と同等のものになる。結果データ６４０は、副帯ＬＬ、ＨＬ、ＬＨ
、ＨＨから構成され、図４で参照し説明したようにＤＷＴの１つのレベルを含む
。

【００４０】 前述のプロセスは、ＤＷＴの１つのレベルから結果を生成するためのものであ
る。３レベルのＤＷＴ分解などの複数レベルが所望の場合、カウンタを使用して
、そのカウンタに値３をロードしてもよい。２−Ｄ ＤＷＴサイクルが完了する
インスタンスごとに、カウントが減分される。判断ブロック６５０では、このカ
ウンタをチェックして、他のＤＷＴレベルが必要かどうかを判定することができ
る。他のレベルが所望であれば、「ＬＬ」副帯を２−Ｄ ＤＷＴプロセスに戻し
、そこからもう１組の副帯を生成する。図４はたとえば３レベルの２−Ｄ ＤＷ
Ｔ結果を示している。各レベルでは、ｋがレベルである副帯ＬＬ_kを入力として
使用し、次に２−Ｄ ＤＷＴの使用によりさらに４つの副帯に分解する。この手
順は、最終所望レベルのＤＷＴ分解に達するまで繰り返す。また、ＤＷＴの各レ
ベルが完了すると、副帯ＨＬ、ＬＨ、ＨＨはエンコーダ６６０に送られ、そのエ
ンコーダがハフマンまたはランレングス・コード化などの２進コード化をそのデ
ータに対して実行する。次に、コード化データを圧縮チャネルｃ’６７０の一部
分として記憶する。各レベルでは、最終レベルのＤＷＴ分解前に、ＬＬ副帯をコ
ード化しない。というのは、その副帯はさらに副帯を生成するために２−Ｄ Ｄ
ＷＴプロセスにフィードバックされるからである。ＤＷＴの最終レベルでは、Ｌ
Ｌ副帯はコード化するためにコード化ブロック６６０に送られる。エンコーダ６
６０の出力は、記憶しアセンブルされ、完了すると圧縮チャネルｃ’６７０を構
成することになる。前述のように、チャネルＲ−Ｇ１、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ−Ｇ２の
それぞれは処理されて圧縮チャネルになる。

【００４１】 ＤＷＴフィルタ処理（ＤＷＴモジュール６１０および６３０によって実行され
る）中に量子化を達成するために、量子化係数Ｑ（ｓ，ｃ）によってフィルタ処
理係数を変更しなければならず、その場合、ｓは副帯であり、ｃはチャネルであ
る。ＤＷＴ係数の変更はフィルタの性質および処理中の副帯によって様々であり
、以下のように要約される。

【００４２】 行単位１−Ｄ ＤＷＴ： ・ ＬＬ_k-l副帯（またはｋ＝１の場合はソース画像）による低域フィルタ処
理（副帯Ｌの生成）： フィルタの各重み（係数）ｌ_iは以下の因数によってス
ケーリングされる。

【数２】 ・ ＬＬ_k-l副帯（またはソース画像）による高域フィルタ処理（副帯Ｈの生
成）： フィルタの各重み（係数）ｈ_iは以下の因数によってスケーリングされ
る。

【数３】

【００４３】 列単位１−Ｄ ＤＷＴ： ・ ＬおよびＨ副帯による低域フィルタ処理（副帯ＬＬおよびＬＨの生成）： フィルタの各重み（係数）ｌ_iは以下の因数によってスケーリングされる。

【数４】 ・ Ｌ副帯による高域フィルタ処理（副帯ＨＬの生成）： フィルタの各重み
（係数）ｈ_iは以下の因数によってスケーリングされる。

【数５】

【００４４】 ・ Ｈ副帯による高域フィルタ処理（副帯ＨＨの生成）： フィルタの各重み
（係数）ｈ_iは以下の因数によってスケーリングされる。

【数６】 式中、Ｑ（ＨＬ_k，ｃ）、Ｑ（ＨＨ_k，ｃ）、Ｑ（ＬＬ_k，ｃ）は、それぞれチ
ャネルｃのｋ番目のレベルの副帯ＨＬ、ＨＨ、ＬＬの知覚的に無損失のしきい値
である。Ｑ（ＨＬ_k，ｃ）＝Ｑ（ＬＨ_k，ｃ）なので、上記の条件により量子化が
直接達成される。事実、行単位および列単位のフィルタ処理後、任意のレベルの
４つの副帯が以下の因数によってそれぞれスケーリング（すなわち、量子化）さ
れる。

【００４５】 ・ ＬＬ副帯：

【数７】 ・ ＬＨ副帯：

【数８】 ・ ＨＬ副帯：

【数９】 ・ ＨＨ副帯：

【数１０】

【００４６】 図７は本発明の一実施形態による画像処理装置のブロック図である。 図７は、本発明の少なくとも一実施形態を組み込んだ撮像装置の内部画像処理
圧縮コンポーネントのブロック図である。図７の例示的な回路では、センサ７０
０は何らかの場面／環境からカラー／強度値であるピクセル成分を生成する。セ
ンサ７００によって生成されたｎビット・ピクセル値はキャプチャ・インタフェ
ース７１０に送られる。本発明に関連して言えば、センサ７００は通常、配置さ
れたある「感知素子」によりＲ、Ｇ、Ｂいずれか１つの成分を感知することにな
る。したがって、各ピクセルの強度値は３つのカラー・プレーンの１つのみに関
連し、まとまって上記に示すようなバイエル・パターンを形成することができる
。キャプチャ・インタフェース７１０は、センサによって生成された画像を分解
し、個々のピクセルに強度値を割り当てる。本発明の実施形態の少なくとも１つ
では、画像全体のこのようなピクセルのすべてからなるセットはバイエル・パタ
ーンになっている。

【００４７】 センサ・プレーン内のピクセル・セルの一部がその場面／情景の照明条件に適
切に応答できないことはどのセンサ装置でもよくあることである。その結果、こ
れらのセルから生成されたピクセル値は欠陥のあるものになる可能性がある。こ
れらのピクセルは「デッド・ピクセル」と呼ばれる。「ピクセル置換」ユニット
７１５は、その行内の直前に有効ピクセルで各デッド・ピクセルを置き換えるも
のである。

【００４８】 ＲＡＭテーブル７１６は、センサによって供給されるデッド・ピクセルの行イ
ンデックスと列インデックスから構成される。このＲＡＭテーブル７１６は、取
り込んだ画像に関するデッド・ピクセルの位置を識別する助けとなる。コンパン
ディング・モジュール７２５は、センサから取り込まれたｎビット（通常はｎ＝
１０）強度の元の各ピクセルをｍビットの強度値に変換するように設計された回
路であり、その場合、ｍ＜ｎ（通常はｍ＝８）である。センサ７００およびキャ
プチャ・インタフェース７１０がｍビットのピクセルあたりの値を付与する場合
、コンパンディング・モジュール７２５は不要である。

【００４９】 本発明の少なくとも一実施形態によれば、前述のように、カラー補間または色
空間変換あるいはその両方に頼らずにｍビットのピクセル値（複数も可）のセッ
トを直接圧縮することができる。チャネル・ジェネレータ７１７はコンパンディ
ング・モジュール７２５に結合され、バイエル・パターンに応じて配置可能なｍ
ビットのピクセル・データ値をそこから受け取る。各ｍビット値は、４つのチャ
ネル（Ｒ−Ｇ１）、Ｇ１、Ｇ２、（Ｂ−Ｇ２）を生成するためにチャネル・ジェ
ネレータが使用する。たとえば、１行ずつピクセルを取り込む場合、第１の行は
ＲおよびＧ１のピクセル値をもたらし、その結果、チャネル（Ｒ−Ｇ１）および
Ｇ１のみの出力をもたらすことになるだろう。次に取り込んだ行はＧ２および（
Ｂ−Ｇ２）チャネルをもたらすことになるだろう。チャネル・ジェネレータ７２
７は、１行の間に２つのチャネルを送り、次の行の間に残りの２つのチャネルを
送る。

【００５０】 次にこれらのチャネルは圧縮及び量子化ユニット７２８に入力される。ＲＡＭ
テーブル７２９は、前述の圧縮技法を実行する際に所望の各チャネル／副帯ごと
にＤＷＴ係数または量子化しきい値あるいはその両方を記憶するために使用する
。さらに、必要なＤＷＴ計算を実行するために圧縮及び量子化ユニット７２８内
に加算および乗算ユニット、シフタ、制御信号方式を設けることができる（特許
出願’９７６号を参照）。圧縮及び量子化ユニット７２８は、各チャネルおよび
副帯ごとに高域通過および低域通過ＤＷＴ出力を供給するように設計することが
できる。このような圧縮チャネル出力は、圧縮画像データを表し、その後、エン
コーダ７３０によって２進コード化される。エンコーダ７３０はランレングス、
ハフマン、その他の適当なコーディングを使用して圧縮データをパックして、一
つ以上の記憶アレイ７４０に記憶する。

【００５１】 ＲＡＭテーブル７１６、７２６、７２９のそれぞれは、そのデータをロードし
、その後、所望であれば、変更できるように、バス７６０と直接通信することが
できる。さらに、これらのＲＡＭテーブルおよびその他のＲＡＭテーブルは、必
要に応じて中間結果データを記憶するために使用することができる。モジュール
７２７、７２８、７３０の個々のコンポーネント（セレクタ、シフタ、レジスタ
、加算、乗算ユニット、制御／アドレス信号）については詳述していないが、当
業者は、本発明の様々な実施形態に関して示す詳細を考慮すれば、このような装
置を容易に実施できるだろう。

【００５２】 図８は本発明の一実施形態のシステム図である。 カメラ８３０に結合されたコンピュータ・システム８１０があるが、これはＰ
Ｃ（パーソナル・コンピュータ）などのどのような汎用または専用コンピューテ
ィングまたはデータ処理マシンでもよい。カメラ８３０は、ディジタル・カメラ
、ディジタル・ビデオ・カメラ、任意の画像キャプチャ装置または撮像装置、あ
るいはそれらの組合せにすることができ、情景８４０の画像を取り込むために使
用する。本質的に、取り込んだ画像は、効率よく画像メモリ・ユニット８３４に
記憶できるように画像処理回路８３２によって処理されるが、その画像メモリ・
ユニットはＲＯＭ、ＲＡＭ、または固定ディスクなどの記憶装置を使用すること
ができる。画像メモリ・ユニット８３４内に含まれ、コンピュータ・システム８
１０に送られる画像は、本発明の一実施形態によれば、圧縮画像として直接記憶
することができる。静止画撮像を実行可能な多くのディジタル・カメラでは、ま
ず画像を記憶して後でダウンロードする。このため、カメラ８３０は速やかに次
の物体／情景を迅速に取り込むことができる。その様々な実施形態において、特
に、取り込んだ８ビットのバイエル・パターンから直接変換される圧縮画像を供
給する際に、本発明はカメラ８３０のコンピュータ要件と関連コストを低減し、
より安価なカメラを可能にする。

【００５３】 画像処理回路８３２は、本実施形態では、カメラ８３０のバイエル・パターン
・センスから直接、圧縮、量子化、コード化（ピクセル置換またはコンパンディ
ングなどのその他の中間ステップ付き、図７および関連説明を参照）を実行する
。コンピュータ・システム８１０に圧縮コード化画像をダウンロードすると、プ
リンタ（図示せず）などの何らかの出力装置またはモニタ装置８２０にそれを出
力することができる。本発明の一実施形態によれば、画像が圧縮解除後にバイエ
ル・パターン・フォーマットになっている場合、出力前にＲＧＢフルカラー分解
フォーマットに変換する必要がありうる。画像圧縮解除は、ペンティアム^(R)（
インテル社の製品）などのプロセッサ８１２と、命令アドレスおよび結果データ
を記憶／ロードするために使用するＲＡＭなどのメモリ８１１を使用して達成す
ることができ、測色法の技術分野では周知の動作である。

【００５４】 代替実施形態では、前述の圧縮プロセスは、直接、カメラ８３０内ではなくコ
ンピュータ・システム８１０上で動作するソフトウェア・アプリケーションで達
成することができる。このような実施形態では、画像処理回路はバイエル・パタ
ーン画像のみを有利に記憶することができる。カメラ８３０からのダウンロード
後に統合カラー補間および色空間変換を実行するために使用するアプリケーショ
ン（複数も可）は、Ｃ＋＋などの言語で作成されたソース・コードからコンパイ
ルした実行可能なものにすることができる。その実行可能ファイルの命令は、画
像をスケーリングするために必要な命令に対応し、ディスク８１８またはメモリ
８１１に記憶することができる。さらに、このようなアプリケーション・ソフト
ウェアは、他のシステムで使用するためにネットワークまたはコンピュータ可読
媒体で配布することができる。前述の方法に従えば、画像に対して知覚的に無損
失の量子化ＤＷＴ圧縮を実行するようにコンピューティング・マシンをプログラ
ミングすることは、当業者にとって容易に明らかになるだろう。

【００５５】 情景８４０の画像などの画像をカメラ８３０で取り込むと、その画像は画像処
理回路８３２に送られる。画像処理回路８３２はＩＣとその他のコンポーネント
を有し、ＤＷＴベースの知覚的に無損失の画像圧縮を実行する。画像メモリ・ユ
ニット８３４は圧縮チャネル・データを記憶することになる。すべてのピクセル
が処理され、コンピュータ・システム８１０に記憶または転送されると、カメラ
８３０は自由に次の画像を取り込めるようになる。ユーザまたはアプリケーショ
ンが画像のダウンロードを所望または要求すると、画像メモリ・ユニットに記憶
された画像は、ＸＹＺ空間画像として記憶されているかバイエル・パターン画像
として記憶されているかにかかわらず、画像メモリ・ユニット８３４から入出力
ポート８１７に転送される。入出力ポート８１７は図示のバスブリッジ階層（入
出力バス８１５からブリッジ８１４を通ってシステム・バス８１３へ）を使用し
て、ＸＹＺ色空間画像データをメモリ８１１または任意選択でディスク８１８に
一時的に記憶する。コンピュータ・システム８１０は、プロセッサ８１２および
メモリ８１１と、入出力バス８１５に結合するブリッジ８１４との間の情報転送
を容易にするシステム・バス８１３を有する。入出力バス８１５はディスプレイ
・アダプタ８１６、ディスク８１８、シリアル・ポートなどの入出力ポート８１
７など、様々な入出力装置を接続する。入出力装置、バス、ブリッジのこのよう
な組合せの多くは本発明とともに使用することができ、図示の組合せはこのよう
な可能な組合せの１つの例証にすぎない。

【００５６】 本発明の一実施形態では、その実行のためにプロセッサ８１２を使用しうる適
当なアプリケーション・ソフトウェア（またはハードウェア）によりコンピュー
タ・システム８１０上で圧縮画像を知覚的に無損失のバージョンに圧縮解除／回
復することができる。完全分解ＲＧＢ画像は、カラー補間データによって作成す
ることができ、つぎにディスプレイ・アダプタ８１６を使用して知覚的に無損失
の画像８５０として視覚的に表示することができる。本発明の一実施形態ではカ
ラー補間および色空間変換はカメラ上で容易に促進されるので、画像データを他
の装置に直接伝送できるようにする通信ポートをカメラ８３０内に実現すること
が可能である。

【００５７】 上記の明細書では、その特定の例示的な実施形態に関して本発明を説明してき
た。しかし、特許請求の範囲に記載した本発明のより広範囲の精神および範囲を
逸脱せずにそれに対する様々な修正および変更が可能なことは明らかになるだろ
う。したがって、本明細書および添付図面は、限定的なものではなく例示的なも
のと見なすべきである。

【００５８】 ここに記載した例示的な実施形態は、本発明の原理を例証するためのものにす
ぎず、本発明の範囲を制限するものと解釈してはならない。むしろ、本発明の原
理は、ここに記載した利点を達成し、その他の利点を達成するかまたはその他の
目的を満足するために、広範囲のシステムに適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 画像圧縮の従来の手法を示す図である。

【図２】 本発明の一実施形態による画像圧縮データ・フローを示す図である。

【図３】 本発明の一実施形態による圧縮コード化画像の回復を示す図である。

【図４】 ２次元ＤＷＴを画像に反復適用した結果を示す図である。

【図５】 所与の副帯およびチャネル用のサンプル量子化しきい値を示す表である。

【図６】 本発明の一実施形態のブロック図である。

【図７】 本発明の一実施形態による画像処理装置のブロック図である。

【図８】 本発明の一実施形態のシステム図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 マリノ，フランシスコマリア アメリカ合衆国・85281・アリゾナ州・テ ンペ・イースト レモン ストリート・ 1019・アパートメント 125 Ｆターム(参考） 5C057 AA06 CC04 DA03 EA01 EA02 EF05 EM01 EM07 EM11 EM16 GJ01 GJ02 5C059 KK02 KK13 KK38 LB13 LB15 MA01 MA24 MB14 MC11 PP15 SS26 TA46 TA68 TB17 TC06 TC24 UA05 UA11 5C078 AA09 BA53 CA31 DA01 DA02 DB07 DB19

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生画像データに基づくカラー・プレーン間の相関関係を利用
   するカラー・プレーン弁別チャネルを含む複数のチャネルに前記生画像データを
   分割するステップと、 ２次元離散ウェーブレット変換を使用して前記チャネルのそれぞれを別々に量
   子化を利用した圧縮を行うステップを含み、 前記チャネル・データの圧縮解除が知覚的に無損失の画像をもたらす方法。
2. 【請求項２】 分割するステップが、 第１のカラー・チャネルおよび第２のカラー・チャネルになるように第１のカ
   ラー・プレーンを配置するステップと、 第２のカラー・プレーンに関連する値から、前記第１のカラー・チャネルを区
   別する第１の弁別チャネルを生成するステップと、 第３のカラー・プレーンに関連する値から、前記第２のカラー・チャネルを区
   別する第２の弁別チャネルを生成するステップとを含み、前記第１のカラー・プ
   レーンが前記第２または第３のカラー・プレーンに関連する値の２倍の数の関連
   値を有する請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記第１のカラー・プレーンが緑である請求項２記載の方法
   。
4. 【請求項４】 前記第２のカラー・プレーンが赤である請求項２記載の方法
   。
5. 【請求項５】 前記第３のカラー・プレーンが青である請求項２記載の方法
   。
6. 【請求項６】 前記生画像データがバイエル・パターンとして配置されてい
   る請求項２記載の方法。
7. 【請求項７】 第１のカラー・チャネルの前記値がバイエル・パターンの第
   １の行に位置し、第２のカラー・チャネルの値がバイエル・パターンの第２の行
   に位置し、前記第２の行が前記第１の行の直後に続く請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 圧縮するステップが、 各チャネルごとに２次元離散ウェーブレット変換である２次元離散ウェーブレ
   ット変換を実行し、それにより各チャネルごとに、特徴的なチャネル情報を含む
   ＬＬ副帯を含む１組の副帯を生成するステップであって、この実行が１つのレベ
   ルの２次元離散ウェーブレット変換を構成するステップと、 さらに分解が必要な場合に、前のレベルで生成された各チャネルのＬＬ副帯に
   ついて２次元離散ウェーブレット変換を実行し、それにより４つの新しい副帯を
   生成し、追加レベルの２次元離散ウェーブレット変換を構成するステップと、 各レベルの２次元離散ウェーブレット変換の前記副帯を量子化し、各レベルの
   前記各チャネル内の前記各副帯ごとに別々の量子化しきい値が定義されるステッ
   プとを含む請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】 圧縮するステップが、 各チャネルごとに２次元離散ウェーブレット変換を実行し、それにより各チャ
   ネルごとに、特徴的なチャネル情報を含むＬＬ副帯を含む１組の副帯を生成する
   ステップであって、前記変換が量子化しきい値によって変更されたフィルタ処理
   係数を含み、前記しきい値が各副帯の各チャネルごとに定義され、この実行が１
   つのレベルの２次元離散ウェーブレット変換を構成するステップと、 さらに分解が必要な場合に、前のレベルで生成されたＬＬ副帯の各チャネルに
   ついて２次元離散ウェーブレット変換を実行し、それにより４つの新しい副帯を
   生成し、追加レベルの２次元離散ウェーブレット変換を構成するステップとを含
   む請求項１記載の方法。
10. 【請求項１０】 ２次元離散ウェーブレット変換を実行するステップが、 行単位で１次元離散ウェーブレット変換を実行して、それから「Ｌ」帯域およ
    び「Ｈ」帯域を生成するステップと、 前記「Ｌ」帯域および「Ｈ」帯域をマトリックス転置するステップと、 「Ｌ」帯域および「Ｈ」帯域について列単位で１次元離散ウェーブレット変換
    を実行して、それからＬＬ副帯、ＬＨ副帯、ＨＬ副帯、ＨＨ副帯を生成するステ
    ップとを含む請求項８記載の方法。
11. 【請求項１１】 量子化するステップが、 各チャネルの各副帯内の値のそれぞれを対応する量子化しきい値で割るステッ
    プと、 前記副帯および前記チャネルからの値の量子化バージョンをもたらすよう前記
    除算の結果を最も近い整数に丸めるステップとを含む請求項８記載の方法。
12. 【請求項１２】 フィルタ処理係数の高域または低域特性に応じてフィルタ
    処理係数の変更が変動する請求項９記載の方法。
13. 【請求項１３】 画像を処理するための装置であって、 前記画像からカラー弁別チャネルとカラー・チャネルの両方を生成するように
    構成されたチャネル・ジェネレータと、 前記チャネル・ジェネレータに結合され、このチャネル・ジェネレータによっ
    て生成された各チャネルを含む圧縮ユニットとを含み、前記圧縮チャネルの圧縮
    解除が前記画像の知覚的に無損失のバージョンをもたらす装置。
14. 【請求項１４】 前記圧縮ユニットが、 各チャネルごとに作用するとともに低域通過副帯を含む１組の副帯出力を各チ
    ャネル毎に生成するよう構成された２次元離散ウェーブレット変換モジュールを
    含む請求項１３記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記圧縮ユニットが、 前記各２次元離散ウェーブレット変換モジュールに結合され、この２次元離散
    ウェーブレット変換モジュールからの１組の可能な出力値をそのサブセットにマ
    ッピングする量子化ユニットであって、前記マッピングが各チャネルの各副帯ご
    とに変動する量子化ユニットをさらに含む請求項１４記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記各２次元離散ウェーブレット変換モジュールが量子化
    しきい値変更フィルタ処理係数を使用し、前記量子化しきい値変更が特定の副帯
    、チャネル、およびフィルタ処理係数の特性に応じて変動する請求項１４記載の
    装置。
17. 【請求項１７】 前記２次元離散ウェーブレット変換モジュールが、 行単位のＤＷＴを実行してそれにより「Ｌ」および「Ｈ」帯域を生成するよう
    に構成された第１の１次元離散ウェーブレット変換モジュールと、 前記「Ｌ」および「Ｈ」帯域を受け取るために前記第１の１次元離散ウェーブ
    レット変換モジュールに結合され、チャネル・データ内の列に関して行を転置す
    るように構成されたマトリックス・トランスポーザと、 前記転置した「Ｌ」および「Ｈ」帯域データを受け取るために結合され、列単
    位のＤＷＴを実行するために前記データを操作し、それにより前記ＬＬ副帯と、
    ＬＨ副帯、ＨＬ副帯、ＨＨ副帯を含む完全なＤＷＴレベルを生成するように構成
    された第２の１次元離散ウェーブレット変換モジュールとを含む請求項１４記載
    の装置。
18. 【請求項１８】 圧縮するステップが、 各チャネルごとに２次元離散ウェーブレット変換を実行し、それにより各チャ
    ネルごとに１組の副帯を生成するステップであって、この実行が１つのレベルの
    ２次元離散ウェーブレット変換を構成するステップと、 さらに分解が所望である場合に、前のレベルで生成された各チャネルの前記副
    帯の少なくとも１つについて２次元離散ウェーブレット変換を実行し、それによ
    り新しい１組の副帯を生成し、追加レベルの２次元離散ウェーブレット変換を構
    成するステップと、 各レベルの２次元離散ウェーブレット変換の前記副帯を量子化し、各レベルの
    前記各チャネル内の前記各副帯ごとに別々の量子化しきい値が定義されるステッ
    プとを含む請求項１記載の方法。
19. 【請求項１９】 カラー・プレーン弁別チャネルを含む複数のチャネルに生
    画像データを分割するように構成された画像プロセッサであって、前記弁別チャ
    ネルが前記生画像データを構成するカラー・プレーン間の相関関係を利用し、量
    子化および離散ウェーブレット変換を使用して前記チャネルを圧縮し、前記圧縮
    チャネル・データの圧縮解除が知覚的に無損失の画像をもたらす画像プロセッサ
    と、 前記プロセッサに結合され、前記圧縮チャネル・データを記憶するように構成
    された画像メモリとを含むシステム。
20. 【請求項２０】 前記圧縮チャネル・データを受け取るために前記画像メモ
    リに結合され、前記圧縮チャネル・データを圧縮解除し、それから知覚的に無損
    失の画像を提示するように構成されたコンピュータ・システムを含む請求項１９
    記載のシステム。