JP5527556B2 - 第１の２進データ列を圧縮した第２の２進データ列にエントロピー的に符号変換する方法、そのコンピュータプログラムおよびその画像キャプチャ装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の可変長符号のエントロピー符号を用いて、第１の２進データ列を圧縮した第２の２進データ列にエントロピー的に符号変換し、第１の２進データ列の各符号語を変換後の符号語に変換する方法に関する。また、本発明は、このような符号変換方法を実践するブロックごとの符号化方法に関する。本発明はさらに、このような符号変換方法のステップを実行するようになっているプログラムコードのインストラクションおよび画像キャプチャ装置を含むコンピュータプログラムにも関する。

エントロピー符号を使用する目的は、出現確率が変化する固定サイズの２進符号語の形態で符号化された係数を可変サイズの２進符号語に変換することである。エントロピー符号によってあらかじめ定めた方法では、最も出現確率の高い係数値は小さいビット数で符号化されるが、逆に最も出現確率の低い係数値は大きいビット数で符号化される。

データを圧縮した状態でのエントロピー符号の使用は、特に統計特性が予測可能な信号に適応される。

これは特に空間的冗長度および／または時間的冗長度が大きい画像、映像および音声の信号の場合である。したがって、統計的に、現実世界の相関化したサンプルの差分、たとえば画像、映像または音声の信号の連続するサンプル間の差分から生じる信号は、ゼロに近い係数を供給することが多く、絶対値でゼロから離れることはさらに稀である。

ＤＣＴ（英語の「Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ （離散コサイン変換）」）タイプのブロックごとに無相関化する符号化、または画像や一連のデジタル画像をウェーブレット基底で分割して無相関化する符号化から生じる係数は、一般にこの特性を検証するものである。

ＪＰＥＧ規格およびＭＰＥＧ規格で用いられるＤＣＴによる符号化は、一般に８×８画素のブロックに適用され、６４個の離散的な無限長の正弦波関数基底でこれらの各ブロックを２次元分割することであると考えられている。この符号化技術を用いて実行した垂直射影および水平射影の１次元カーネルは、８画素に対する離散コサイン変換関数である。したがって、画像信号はこのＤＣＴ符号化によって周波数空間で分割される。

ＪＰＥＧ２０００規格で用いられる有限長ウェーブレット基底で分割する符号化も、一般に８×８画素のブロックに適用される。広く用いられている垂直射影および水平射影の１次元カーネルとは、２画素のハールカーネル（従来のハールマザー関数）のことである。このカールを水平方向および垂直方向に適用することにより、８×８のブロックを４つの４×４のサブブロックにする第１の分割を行う。次の第２の次数では、４×４の低周波サブブロックを４つの２×２のサブブロックに分割する。最後の第３の次数では、２×２の低周波サブブロックを４画素に分割し、そのうちの１つがブロックを構成する要素となる。

たとえば周波数サブバンドに分割するなど、別の分割原理を検討することも可能である。これらの符号化はいずれも画像または最初の画像のシーケンスを無相関化することが目的である。

その結果、一連の符号語で構成される２進データ列の形態が可能なこの種の符号化から生じた信号は、各符号語が１つの符号ビットおよび所定の一定のビット数を有して対応する係数値を定義し、この係数を検証し、それに応じて係数値が増加するほどこの係数の出現確率は高くなる。

符号変換する２進符号語の値がゼロに近いほど小さいビット数を割り当てる事前に定められたあらゆるタイプのエントロピー符号は、特にこのような信号に適応される。当然ながら、適用対象の２進データ列の統計がエントロピー符号を想定した統計モデルに近いほど、エントロピー符号の使用は有効となる。

そのために、使用する無相関化の原理に沿ったある程度有効なさまざまなエントロピー符号が多数存在し、その結果、符号変換を実行するためのエントロピー符号の選択は一般に、画像、映像または音声の初期信号が前もって無相関化された方法に左右される。

しかしながら、ある無相関化の符号化方法と特に適合するようにエントロピー符号を選択したとしても、その有効性も同じく初期信号の性質とともに変化することがある。実際に、このようなエントロピー符号は、実際の画像、映像または音声などの実際の信号から生じた統計の真の可変性に順応しにくいが、これは特に、処理されていない実際の信号から得た係数の重みの小さいビットに存在するノイズが原因である。このノイズによって、絶対値の増加に応じて符号化された係数の出現確率が統計的に減少するのが抑制される。よって、エントロピー符号を圧縮する能力が低下する。

したがって、前述の問題および制約を解消することができる符号変換方法を備えることが望ましい。

よって、本発明は、所定の可変長符号のエントロピー符号を用いて、変換する符号語で構成される第１の２進データ列を圧縮した第２の２進データ列にエントロピー的に符号変換し、第１の２進データ列の各符号語を変換後の符号語に変換する方法であって、第１の２進データ列の符号語のノイズレベルを表すものと考える重みの小さいビット数をＢと表記する所定数をベースとして、第１の２進データ列の各符号語に、
‐ 符号語を第１および第２のサブ符号語に細分化して、第１のサブ符号語が符号語の重みの小さいＢビットを有し、第２のサブ符号語が符号語の重みの大きい別のビットを有するようにするステップと、
‐ 所定のエントロピー符号を第２のサブ符号語に適用して変換後の第２のサブ符号語を得るステップと、
‐ 変換した第１のサブ符号語と第２のサブ符号語を連結させることによって前記変換後の符号語を得るステップ
とを適用する段階を含む方法を目的とする。

したがって、第１の２進データ列の符号変換を実行するのに使用するエントロピー符号の性能を向上させるため、ノイズに埋もれると考える重みの小さいビット数であるノイズＢの閾値を定義し、無相関化した画像信号の最適な統計の検証は行わないパラメータＢを使用する。このパラメータＢを基に、今度はさらに高性能のエントロピー的符号変換方法を定義し、各符号語の重みの小さい初めのＢビットは、先験的にエントロピー符号の使用に適応した統計を検証しないものとし、この符号化を除外して符号語の重みの大きい部分にしか適用されず、エントロピー符号の使用が最適化される。

選択的に、第２のサブ符号語に所定のエントロピー符号を適用する段階が、
‐ 第２のサブ符号語がすべて同じビットで構成されていなければ、第２のサブ符号語の重みの小さい端を基準に、最も重みの小さいビット（基準ビット）の位置を決定し、このビットを基点として第２のサブ符号語よりも重みの大きいビットはすべて同一であるステップと、
‐ 所定の同じ値を持つビット数（この数は決定した位置に対応）、所定の同じ値に追加した値を持つビット、符号語の符号に応じて定義されるビット、および基準ビットよりも重みの小さい第２のサブ符号語のビットを連結させることによって変換後の第２のサブ符号語を得るステップ
とを含むようにしてもよい。

同じく選択的に、第２のサブ符号語がすべて同一のビットで構成されていれば、エントロピー符号が、２つのビットを変換した符号語を割り当て、第１のビットに追加の値、第２のビットには符号語の符号ビットに応じて定義される値を割り当てるようにしてもよい。

同じく選択的に、本発明によるエントロピー的符号変換方法がさらに、
‐ 第１の２進データ列の符号語のノイズレベルを表すと考える重みの小さい所定のビット数Ｂをあらかじめ決定するステップと、
‐ この数Ｂとともに圧縮した第２の２進データ列を供給するステップとを含むようにしてもよい。

同じく選択的に、第１の２進データ列の符号語のノイズレベルを表すと考える重みの小さい所定のビット数Ｂは、第１の２進データ列の符号語の最も重みの小さいビットの位置の平均の整数部分として選択され、これよりも重みの大きいビットはすべて同じ所定の値を持つようにしてもよい。

また、本発明は、複数の離れたブロックで構成される画素のラスターイメージのブロックごとの符号化方法であって、ｎ画素を垂直方向に分割する１次元カーネルと、ｐ画素を水平方向に分割する１次元カーネルとを組み合わせて適用することによって、所定の離散関数基底でこの画像のブロックを連続的に２次元分割するステップを含み、ブロックの水平方向は、１行ずつ順に読み取るモードおよび／または伝送するモードでのラスターイメージの行の方向であると定義する符号化方法において、
‐ 各ブロックの横の画素数を表す水平寸法Ｐは、ｐの倍数であるためＰ＝ｋ．ｐと定義し、解像度ｌｏｇ_ｐ（Ｐ）での分割を水平方向に分割する１次元カーネルを用いて実行し、
‐ 各ブロックの縦の画素数を表す垂直寸法Ｎは、ｎの倍数であるためＮ＝ｌ．ｎと定義し、解像度ｌｏｇ_ｎ（Ｎ）での分割を垂直方向に分割する１次元カーネルを用いて実行し、
‐ 所与のｎおよびｐの値に対し、垂直寸法Ｎが水平寸法Ｐよりも厳密に小さくなるようにｋおよびｌの値を選択し、
前述したようなエントロピー的な符号変換方法が、画像ブロックを連続的に２次元分割するステップ で供給される第１の２進データ列に適用される符号化方法を目的とする。

また、本発明は、画像の画素値を読み取る手段と、この値をブロックごとに符号化して第１の２進データ列を供給する手段とを有する画像キャプチャ装置であって、この符号化手段がさらに前述したようなブロックごとの符号変換方法または符号化方法のステップを実行するようになっている画像キャプチャ装置を目的とする。

選択的に、本発明による画像キャプチャ装置が、画像を取り込み、取り込んだこの画像をアナログデジタル変換するためのイメージャ回路と、このイメージャ回路とは別に、取り込んだ画像をデジタル処理するためにこのイメージ回路に電子的に連結しているコプロセッサ回路とを有することができ、符号変換手段がイメージャ回路に搭載されるようにしてもよい。

同じく選択的に、符号化手段が、続けて配置されてセルの一部の短絡手段と連結する２つのシフトセルのレジスタを有し、第１のシフトレジスタのセルは符号変換する語の値でロードされ、第２のシフトレジスタのセルは、所定の同じ値を持つビット、この所定の値とは異なる追加の値を持つビット、および符号語の符号ビットに応じて定義された値を持つビットをロードされるようにしてもよい。

この画像キャプチャ装置は、たとえばデジタルカメラやデジタルビデオカメラ、あるいは遠距離通信またはこのようなカメラや内蔵ビデオを備えるあらゆるデータ処理を行う携帯可能な装置である。

最後に、本発明は、通信ネットワークからダウンロード可能なコンピュータプログラムおよび／またはコンピュータでの読み取りが可能な媒体に保存されたコンピュータプログラムおよび／またはプログラムコードのインストラクションを含むプロセッサでの実行が可能で、このプログラムをコンピュータ上で実行する際に、符号変換方法または上に定義したようなブロックごとの符号化方法のステップを実行するコンピュータプログラムも目的とする。

本発明は、添付の図を参照しながら例としてのみ挙げた以下の説明文を読めばさらによく理解できるであろう。以下、図面を説明する。

本発明の一実施形態による符号変換方法の一連のステップを示す図である。 シフトレジスタを用いて図１の方法を導入した一例を示す図である。 本発明の一実施形態による画像キャプチャの光モジュールの一般的構造を示す概略図である。 図３の光モジュールに使用可能なブロックごとの符号化方法の一連のステップを示す図である。 加算器および減算器を用いて図４の方法を導入した一例を示す図である。

まず、本発明の第１の態様では、新たなエントロピー的符号変換方法を提案する。本発明の一実施形態によれば、本方法は、ブロックごとに画像を無相関化する符号化により生じる２進データ列に特別に適応させたエントロピー符号を使用する。よって本方法は、このような無相関化を実行する符号器によって実践することができ、場合によっては量子化したのちにエントロピー的符号変換そのものを行う。この符号器は、画像キャプチャ装置のさまざまな箇所に導入することができる。

本発明の第２の態様によれば、有利なように、ブロックごとに画像を無相関化する符号化を前述の符号変換の前に実行することも提案している。

第１の態様：初期の実際の画像、映像または音声の信号を無相関化する符号化から生じるパラメータのエントロピー的符号変換

初期の実際の信号、特に画像の信号を基に、無相関化の符号化を適用して冗長度を利用し、きわめて予測可能な統計特性に対するパラメータを定義する符号語で構成される２進データ列を得る。

従来のように、この２進データ列は一連の符号語で構成され、各符号語は符号ビットおよびあらかじめ定められた一定のビット数を有して対応する係数の値を決定する。前述したように、無相関化の作用によって、係数の値はゼロに近いほど出現確率が高い。

この種の２進データ列を変換するのに適応させたエントロピー符号の例を以下に示す。
‐ 符号語の値がゼロであれば、エントロピー符号は２つのビットを変換した符号語を割り当て、第１のビットに「１」、第２のビットに語の符号値に変換した語を割り当てる。
‐ 符号語の値がゼロでなければ、最も重みの大きい「１」のビットの位置を決定し、その結果エントロピー符号は、決定したこの位置に対応する「０」のビット数、「１」のビット、符号語の符号ビット、および最も重みの大きい「１」のビットよりも重みの小さい符号語のビットを連結することによって得られる変換後の符号語を割り当てる。

換言すると、このエントロピー符号は、固定サイズの符号語に対して最も重みの大きい「１」のビットの位置およびその符号を可変サイズの符号を用いて符号化したのち、重みの大きいこの「１」のビットよりも重みの小さい符号語のビットを可変サイズの符号に連結させることである。

さらに具体的には、このエントロピー符号の原理は下表のようになり、表中Ｓは変換する２進符号語の符号ビットを表す。

変換した各符号語に対し、最初の「１」の前にある「０」の数によって変換後の完全な符号語のサイズが決定されることが確認される。変換した符号語は、変換した２進データ列を続けて読み取ったものであれば分離することができる。

このエントロピー符号化は、２進符号語に対して実行される２進論理演算によるものである。したがって、当業者は、２進符号語のうちの２つの補数に対して補足的な２進論理演算を実行することからなるこの符号の変形例でも同じように作動することがわかるだろう。同じく、前述の例では、ビット数がこの位置に対応する「０」のビットを用いて最も重みの大きい「１」のビットの位置を符号化する規定によって選択した。当業者は、別の規定を選択することによって成り立つこの符号の変形例も同じように作動することがわかるだろう。

よって、このエントロピー符号は、
‐ 符号語が、すべて同一のビットで構成されていなければ、最も重みの小さいそのビット（基準ビット）を決定し、このビットを基点として符号語よりも重みの大きいビットはすべて同一であるため、エントロピー符号が、所定の同じ値を持つビット数（この数は決定した位置に対応）、所定の同じ値に追加した値を持つビット、符号語の符号に応じて定義されるビット、および基準ビットよりも重みの小さい符号語のビットを連結させることによって得られた変換後の符号語を割り当て、
‐ 符号語が、すべて同一のビットで構成されていれば、エントロピー符号が、２つのビットを変換した符号語を割り当て、第１のビットに追加の値、第２のビットには符号語の符号に応じて定義される値を割り当てる一般のステップを含む同等のエントロピー符号系の一部であると定義することができる

しかし、前述したように、このエントロピー符号は、実際の画像、映像または音声の信号の無相関化によって得られた２進データ列に適応されたほかのあらゆるエントロピー符号と同じく、実際の画像、映像または音声から生じた統計の真の可変性に順応しにくいが、これは特に、処理されていない実際の信号から得た係数の重みの小さいビットに存在するノイズが原因である。そのため、この２進データ列の符号語に直接適用すると、最適な圧縮は得られない。

よって、エントロピー符号の性能を向上させるため、本発明に従って、ノイズに埋もれると考える重みの小さいビット数であるノイズＢの閾値を定義し、無相関化した画像、映像および音声の信号の最適な統計の検証は行わないパラメータＢを使用する。

このパラメータＢを基に、変換する符号語で構成される第１の２進データ列を、前述のエントロピー符号を使用して圧縮した第２の２進データ列に変換して第１の２進データ列の各語を変換後の符号語に変換するエントロピー的符号変換方法を定義する。第１の２進データ列の符号語のノイズレベルを表す重みの小さいビット数Ｂをベースに、第１の２進データ列の各符号語に、
‐ 符号語を第１のサブ符号語と第２のサブ符号語に細分化し、第１のサブ符号語がノイズに埋もれたと考えられる符号語の重みの小さいＢビットを有し、第２のサブ符号語が符号語の重みの大きい別のビットを有するステップと、
‐ 変換後の第２のサブ符号語を得るために第２のサブ符号語に前述のエントロピー符号を適用するステップと、
‐ 変換後の第１のサブ符号語と第２のサブ符号語の連結によって最終的に変換される符号語を得るステップとを適用する段階を含む。

例として、Ｂ＝３に対しては、前述のエントロピー符号に対してこの改良を適用させると、具体的には下の符号変換表のようになり、表中のシンボルｂは、ノイズに埋もれたと考えるビットを示す。

この改良は当然、画像、映像または音声からの実際の信号を無相関化して生じた１連の２進データの符号変換に適応させた別のエントロピー符号にも同じように適用させることができる。

Ｂの数は該当する２進データ列のそれぞれに対して、この２進データ列の統計パラメータに応じて決定することが有利であるが、必ずしもそうする必要はない。こうすることによって符号変換を有利に適応させることになる。２進データ列を符号変換したのち、Ｂの数は変換したデータ列とともに供給されて信号の逆変換が可能になる。

たとえば、２進データ列の符号語のノイズレベルを表す重みの小さいビット数Ｂは、この２進データ列の符号語のうち最も重みの大きい「１」のビットの位置の平均の整数部分として選択される。

補足的または規定による２進論理では、Ｂは２進データ列の符号語のうち最も重みの大きい「０」のビットの位置の平均の整数部分として選択することができる。

したがって、さらに一般的に表現すると、Ｂはこの２進データ列の符号語のうち基準ビットの位置の平均の整数部分として選択される。

さらに正確なように、本発明による符号変換方法によって実行する一連のステップを図１に示している。

第１のステップ１００では、符号変換ブロックは第１の２進データ列の形態で、符号器によって無相関化し、場合によって量子化した係数で構成されるデジタル信号を受信する。

次のステップ１０２では、この第１の２進データ列の符号語に対して統計的計算を実行すし、この符号語のうち最も重みの大きい「１」のビットの位置の平均の整数部分としてＢの値を決定する。純粋に例として、Ｂはたとえば２と推算される。

次のステップ１０４では、第１の２進データ列の符号語全体に対して反復ループを開始し、各符号語を変換する。符号語はそれぞれ、たとえば１つの符号ビットｓおよび１つの係数の値を定義する２つのビットなどで構成される。純粋に符号語「ｓ０００００１０１１０」は例として考える。

次のステップ１０６では、この符号語は２つのサブ符号語に分割される。第１のサブ符号語は、ノイズに埋もれたと考えられる符号語の最も重みの小さいＢ＝２ビットを有し、この場合は「１０」となる。第２のサブ符号語は、符号語の重みの大きい別のビットおよび符号ビットｓを有し、「ｓ０００００１０１」となる。

次のステップ１０８では、前述したエントロピー符号を第２のサブ符号語に適用する。最も重みの大きい「１」のビットの位置は３であり、エントロピー符号によって、「０」の３ビット、「１」のビット、符号ビットｓ、および最も重みの大きい「１」のビットよりも重みの小さい第２のサブ符号語の連結により得られた変換後の第２のサブ符号語が割り当てられる。これよって変換後の第２のサブ符号語は「０００１ｓ０１」となる。

最後に、ステップ１１０では、符号語「ｓ０００００１０１１０」に相当する変換後の符号語は、変換後の第２のサブ符号語と第１のサブ符号語の連結によって得られる。これは最終的に「０００１ｓ０１１０」となる。

第１の２進データ列の符号語がすべて変換されていない限り、ステップ１０４を再度繰り返す。

すべて変換されていれば、最終ステップ１１２に移り、変換後の符号語で構成される変換後の第２の２進データ列と、所定のビット数に対して符号化したＢの値とを供給して符号変換を終了する。Ｂと変換後の第２の２進データ列を伝送すれば、無相関化した信号の係数を得ることができる。

図２は、上に定義したエントロピー符号を適用する場合に、前述の符号変換方法を使用するのに考えられるアーキテクチャの一例を示している。

提案しているアーキテクチャは、連なって配置される２つのシフトレジスタ１０および１２を有する。各シフトレジスタは、最初のセルを除いて、前のセルの出力部「ｏｕｔ」に連結する入力部「ｉｎ」を有するセルからなる。さらに、第２のシフトレジスタ１２の最初のセルの入力部「ｉｎ」は、第１のシフトレジスタ１０の最後のセルの出力部に連結している。

各シフトレジスタの各セルはさらに、クロック信号供給回路１４に連結し、この回路によって、ｏｕｔ（ｋ）＝ｉｎ（ｋ−１）の関係に応じてクロックｋごとに各セルの入力部に出力部に対する桁上げが生じてレジスタ１０および１２の内容を順に読み取る。最後に、元の方法により、各シフトレジスタの各セルは、このセルがたとえば「１」のときに短絡することが可能となる追加の制御入力部を有する。換言すると、この短絡が１つのセルに対して作動すると、ｏｕｔ（ｋ）＝ｉｎ（ｋ）およびこのセルによってもたらされた値は読み取られない。

図２に示した特殊なアーキテクチャは、１０ビットの符号語および１符号ビットの符号語の変換に適応される。このアーキテクチャは符号語「ｓ０００００１０１１０」を処理する特殊な場合であり、その符号変換は上に詳述したとおりである。

第１のシフトレジスタ１０は、処理する符号語の値のビット数と同数のセル、つまり１０個のセルを有する。このセルは符号語の値でロードされ、最初のセルは最も重みの小さいビットを有し、最後のセルは最も重みの大きいビットを有する。

第２のシフトレジスタ１２は、第１のシフトレジスタのほかに２つのセルを有する。その最初の２つのセルはそれぞれ符号語の符号ビットおよび「１」でロードされる。あとの１０個のセルは「０」でロードされる。

当然ながら、補足の論理または選択した規定では、使用したエントロピー符号化の変形例に応じてレジスタのセルの値を適応させる。

第１のシフトレジスタ１０の１０個のセルの制御入力部は、それぞれ第１の短絡の符号語Ｍ１から１０ビットを取り込む。第２のシフトレジスタ１２の「０」でロードされた１０個のセルの制御入力部は、それぞれ第２の短絡の符号語Ｍ２から１０ビットを取り込む。

第１および第２の符号語Ｍ１およびＭ２は、Ｂの値および変換する符号語の最も重みの大きい「１」のビットのｎの位置を基に定義される。

そのため、第１の中間語Ｍｉ１を２進形式および１０ビットで値２^Ｂ−１と定義する。たとえば、Ｂの値が２であれば、Ｍｉ１の値は「００００００００１１」となる。また、第２の中間語Ｍｉ２も２進形式および１０ビットで値２^ｎ−１と定義する。たとえば、符号語「ｓ０００００１０１１０」に対しては、ｎの値は５である。よってＭｉ２の値は「０００００１１１１１」となる。また、Ｍｉ２／２の値は「００００００１１１１」であることもわかり、これはＭｉ２の重みの小さいビットの方へ１つシフトさせたものに相当する。

実際には、第２の中間語Ｍｉ２は変換する符号語から容易に得られる。最も重みの大きいビットを、変換する符号語の最も重みの大きいビット値にし、変換する符号語のｎ番目のビットとｎ−１番目のビットとの間を論理和（ＯＲ）の関係を用いて重みの小さいビットに向かって繰り返し下がり、ｎ−１番目のビット値を決定する。

第１の符号語Ｍ１は、次の論理的関係によって定義される。
Ｍ１＝ＮＯＴ（Ｍｉ２／２ ＯＲ Ｍｉ１）。

図２に示す例では、以下のようになる。
Ｍ１＝ＮＯＴ（「００００００１１１１」ＯＲ「００００００００１１」）、
Ｍ１＝ＮＯＴ（「００００００１１１１」）、Ｍ１＝「１１１１１１００００」。

第２の符号語Ｍ２は、次の論理的関係によって定義される。
Ｍ２＝（ＮＯＴ Ｍｉ２）ＯＲ Ｍｉ１。

図２に示す例では、以下のようになる。
Ｍ２＝（ＮＯＴ「０００００１１１１１」）ＯＲ「００００００００１１」、
Ｍ２＝「１１１１１０００００」ＯＲ「００００００００１１」、
Ｍ２＝「１１１１１０００１１」。

図２では、符号語Ｍ１およびＭ２は、左から右に向かってビットの重みが増加するように示している。「１」のビットがあるごとに、グレーで示した該当セルを短絡する。２つの連続するシフトレジスタによって伝送されていないグレーのセルの値は、第２のレジスタ１２の最後のセルを第１のレジスタ１０の最初のセルまで上げると、第２のシフトレジスタ１２の出力部から順に供給された変換後の符号語は、この例では値「０００１ｓ０１１０」となることがわかる。

前述したようなエントロピー符号を使用することによる符号語変換を改良した方法は、無相関化した値を持つがノイズの入っている２進データ列が存在するとしても、高性能を維持できることは明らかである。

さらに、Ｂの値が２進データ列を抽出した統計データを基に自動計算されると、この符号変換方法はそれに適応するようになり、これは特に有利な点である。パラメータＢが十分小さい値を取るようにすると（つまり、ノイズレベルを先験的にノイズに埋もれたビット数に量子化する）、このパラメータをさらに小さいビット数（たとえば３）に対して符号化することができる。よって、この符号変換方法に適応特性を追加した分は問題にならない。また、Ｂの値は特別な統計計算をしなくても先験的に決定することができることもわかる。

前述した符号変換方法は、デジタルの画像キャプチャ装置に使用することができ、その光モジュールは図３に示している。

この画像キャプチャ装置は、たとえばデジタルカメラやデジタルビデオカメラ、あるいは遠距離通信またはこのようなカメラや内蔵ビデオを備えるあらゆるデータ処理を行う携帯可能な装置であることがわかる。

この図では、たとえばＣＭＯＳキャプチャなどの撮像装置の光モジュール２０は、光ブロック２２と感光性素子であるマトリクス２４とを有し、この感光性ダイオードは電動の読み取り手段（図示せず）と協働して撮像する画像の画素を形成する。

画素マトリクス２４は、シーケンス装置２６およびアナログデジタル変換装置２８と協働し、画素マトリクスでのデジタル画像を取得することができる。画素マトリクス２４、シーケンス装置２６およびアナログデジタル変換装置２８は、取得したデジタル画像を伝送するインターフェース３０とともに、一般に「イメージャ回路」またはＣＭＯＳキャプチャの「焦平面」と呼ぶ電子回路３２を形成する。

イメージャ回路３２のインターフェース３０はこのほか、一般に物理的な電子的リンク３４によってグラフィックスコプロセッサ回路３８からデジタル画像を受信するインターフェース３６に連結しており、この回路によって取得したデジタル画像の質を向上させるアルゴリズムをインプリメンテーションすることができ、前述したようなブロックごとに無相関化する符号化方法を実践することができる場合もある。

ＣＭＯＳキャプチャを備えるデジタルカメラやデジタルビデオカメラ、または携帯電話の光モジュールなどの一般大衆向けの画像取得装置には、多くの制約が課せられている。

特に、イメージャ回路３２とグラフィックスコプロセッサ回路３８との間にある物理的な電子的リンク３４の伝送レートには限界がある。例を挙げると、多くのイメージャ回路で遵守されているＳＭＩＡ規格のプロトコルは、伝送レートを４００Ｍｂｉｔｓ／秒に制限している。しかし、毎秒３０画像で２メガピクセルの各画素を１０ビットに符号化したイメージャ回路を圧縮していないビデオでは、６００Ｍｂｉｔｓ／秒の伝送レートが必要となる。この伝送レート制限が、ビデオモードでの解像度が一般に制限されている理由の一つである。

さらに、電気消費量の削減が、画像キャプチャ装置などのモバイル機器に対する最大の制約となっている。このような画像キャプチャ装置の最大の電力消費源となっているのは、物理的な電子的リンク３４によってイメージャ回路３２とグラフィックスコプロセッサ回路３８との間で行うデジタルデータの伝送であり、この消費量を削減する最良の方法が伝送するデータの量を減少させることであることは自明である。

最後に、グラフィックスコプロセッサ回路３８に搭載することができる最新世代の画質向上フィルタは、連続する複数の画像を蓄積する必要がある。メモリのコストにかかる経済的理由および画像の総情報量が増加するという理由により、このようなアルゴリズムは安価な装置に組み入れることは不可能である。

上記の３つの制約から、複雑なフィルタリングのアルゴリズムを使用できるようにグラフィックスコプロセッサ回路３８か、好ましくは物理的な電子的リンク３４によって伝送量を制限できるようにイメージャ回路に、取得したデジタルデータを確実に圧縮する可能性が見込めるような符号器４０の導入が必要であることがわかる。この符号器４０は、ブロックごとに無相関化する符号化を特別に実践するようになっており、場合によっては量子化ののちに前述のエントロピー的符号変換方法を行うこともある。

これは図３に示すように、イメージャ回路３２に導入するのが有利である。実際にこの場合は、物理的な電子的リンク３４で許容できる伝送レートは大幅に減少する。

図３では、符号器４０は、アナログデジタル変換装置２８を出たあとで、伝送用インターフェース３０の直前にある。インプリメンテーションのさまざまな変形例によれば、アナログデジタル変換装置２８の上流でアナログ分野に部分的にインプリメンテーションし、特にブロックごとに無相関化する符号化を実行しアナログデジタル変換装置２８の下流でデジタル分野に部分的にインプリメンテーションし、特にエントロピー的符号変換を実行することもできる。

第２の態様：所定の離散関数基底で分割することによって画像を無相関化する符号化

前述したように、図３に概略的に示した画像キャプチャ装置のイメージャ回路３２は、有利なように、ブロックごとに画像を無相関化したのちに本発明による符号変換を実行することができる符号器４０を搭載している。

しかし、イメージャ回路のメガピクセル数で量子化した画像キャプチャ装置の空間解像度を向上させることが、現在一般大衆に対する最大の革新基準となっている点を考慮する必要がある。集積回路のコストおよび光モジュールを小型化する試行の理由から、イメージング回路の寸法を縮小する必要があることは明らかである。その結果、画像キャプチャ装置のイメージャ回路に、ブロックごとに無相関化する符号化アルゴリズムを導入することは、常に複雑性の点で非常に厳しい制約がある。

さらに、一般のＣＭＯＳキャプチャの特殊性を実際に考慮する符号化方法を想定することが有益である。一般のＣＭＯＳキャプチャでは、シーケンス装置２６で画像の画素値を順に読み取るモードを使用するが、これは画像の最初の行から最後の行まで１行ずつ処理する電子シャッターモードである。連続的な電子シャッターによって行を読み取るこのモードは、特に低価格のＣＭＯＳキャプチャの感光性の欠点を補うことを目的としている。

しかし、サイズ、電気消費量、ビデオモードを確保する必要性という電子的な制約により、イメージング回路もこの読み取りモードで作動させなければならなくなる。このモードより、デジタル画像をやむなく１行ずつ読み取り、別々の２行の画素が一時的に一貫性に欠けるということが起こるが、これはこの画素が正確に１シーンの同じ瞬間を表してはいないためである。

この作動モードによって起こることは、一般に用いられている従来の符号化の原理では、このモードを適用するデジタル画像の水平方向および垂直方向には共通の一貫性があることが前提となるが、異なる行同士では完全には相関関化されないということである。さらに、たとえば８×８画素サイズの画像ブロックごとの符号化を実行するには、処理を実施する前に必要な行全体を順に取得して蓄積する必要がある。一般にイメージャ回路でのメモリは限られていることから、この制約には問題が生じる。

次に詳細に説明する改良した符号化方法により、画像の最初の行から最後の行まで１行ずつ読み取るこのモードから利便性を引き出す。前述の符号変換方法がブロックごとに無相関化する従来の符号化方法によるものであっても、この改良した符号化方法と有利なように組み合わせる。

実際に、１行ずつ順に読み取るモードに符号を適応させるため、垂直寸法が水平寸法よりも厳密に小さい離れた矩形ブロックに画像を細分化する。ここでは、画像およびこの画像を構成するブロックの水平方向は、１行ずつ順に読み取るモードを選択した際の画像の行の方向であると定義する。よって、画像およびこの画像を構成するブロックの垂直方向は、画像の列の方向であると定義する。

さらに正確には、本発明の第２の態様は、複数の離れたブロックで構成される画素のラスターイメージブロックごとの符号化方法であって、ｎ画素を垂直方向に分割する１次元カーネルとｐ画素を水平方向に分割する１次元カーネルとを組み合わせて適用することによって、所定の離散関数基底でこの画像のブロックを連続的に２次元分割する符号化方法において、
‐ 各ブロックの横の画素数を表す水平寸法Ｐは、ｐの倍数であるためＰ＝ｋ．ｐと定義し、解像度ｌｏｇ_ｐ（Ｐ）での分割を水平方向に分割する１次元カーネルを用いて実行し、
‐ 各ブロックの縦の画素数を表す垂直寸法Ｎは、ｎの倍数であるためＮ＝ｌ．ｎと定義し、解像度ｌｏｇ_ｎ（Ｎ）での分割を垂直方向に分割する１次元カーネルを用いて実行し、
‐ 所与のｎおよびｐの値に対し、垂直寸法Ｎが水平寸法Ｐよりも厳密に小さくなるようにｋおよびｌの値を選択する符号化方法に関する。

「カーネル」とは、従来の方法での基本的な離散関数であり、この関数を基に、特にカーネルの拡張（周波数偏差）および／または並進（空間偏差）による所定の離散関数基底を構築する。

また、画像の符号化では、基底のベクトルを形成する離散関数基底での画素ブロックの２次元分割は、水平方向および垂直方向に分離することができる。その結果、基底を構築する基となるカーネルは、水平方向の「ベクトルの一部」と垂直方向の「ベクトルの一部」を形成するための水平方向の１次元カーネルと垂直方向の１次元カーネルの組み合わせと考えることができる。

このほか、以下の説明文では、「射影」という語を特に「水平射影の１次元カーネル」、「垂直射影の１次元カーネル」または「射影次数〜」などの表現で使用する。

実際に、画像の符号化では、ＮＰ画素ブロックの２次元分割が基底のベクトルを形成するＮＰ個の離散関数基底で実行されると、この分割で得られたＮＰ個の係数は、実際にはＮＰ個の離散関数基底で各ベクトルに対してＮＰ画素ブロックを射影（数学用語での意味）した結果となる。

その結果、上記の観点から、ここでいう水平射影または垂直射影とは、水平方向または垂直方向の１次元分割、あるいは水平方向または垂直方向のフィルタ演算のことである。事実、信号処理、符号化、該当する数学の分野で用いられるさまざまな用語は、同じ操作を指す語として広く使用されている。

さらに正確には、射影次数ｌｏｇ_ｐ（Ｐ）またはｌｏｇ_ｎ（Ｎ）の概念を基に以下の説明文で用いる演算というのは、明らかに解像度ｌｏｇ_ｐ（Ｐ）またはｌｏｇ_ｎ（Ｎ）での分割演算のことであり、ｌｏｇ_ｐ（Ｐ）またはｌｏｇ_ｎ（Ｎ）での連続フィルタ演算のことでもある。

ブロックの行数を列数よりも少なくすると、画素値を１行ずつ順に取得する段階では、同一列の画素のコヒーレンスよりも大きい同一行の画素のコヒーレンスが正確に考慮される。よってこの方法は、有利なように、最も簡易なＣＭＯＳキャプチャのように広く一般大衆に使用できる安価な画像キャプチャ装置で使用される。さらに、ブロックの行数を列数よりもさらに少なくすると、この方法を用いる装置のメモリはさらに少なくて済むため、この方法をイメージャ回路３２の符号器４０に導入する案はさらに容易になる。

図４に非限定的に示した例では、各ブロックの横の画素数を表す水平寸法Ｐは１６に設定され、各ブロックの縦の画素数を表す垂直寸法Ｎは２に設定されている。よって各ブロックは、連続する２行にわたる３２画素を有する。

このようなブロックの２次元分割は、ハールの離散ウェーブレット基底で実行する。この基底では、垂直射影および水平射影の１次元カーネルはそれぞれｎ＝ｐ＝２画素となることはよく知られている。このような分割の導入は単純に加算器および減算器を用いて行うことができるため、ハールのウェーブレット基底が選択される。これについてはこのあと図５を参照して明らかにする。

したがって、この例によれば、ブロックの２画素の各列に次数ｌｏｇ_２（２）＝１の射影を垂直方向に実行する。この射影次数１は、２画素を加算して低周波または強エントロピーの第１のパラメータを得て、そこから２画素を減算して高周波または弱エントロピーの第２のパラメータを得るというものである。

引き続きこの例によれば、ブロックの１６画素の各行に次数ｌｏｇ_２（１６）＝４の射影を水平方向に実行する。この射影次数４は、
‐ 対象となる行の１６画素を２つずつ加算して次数１の低周波または強エントロピーの第１のパラメータを８個得て、それを２つずつ減算して次数１の高周波または弱エントロピーの第２のパラメータを８個得ることと、
‐ 次数１の低周波（または強エントロピー）のパラメータ８個を２つずつ加算して次数２の低周波または強エントロピーの第１のパラメータを４個得て、それを２つずつ減算して次数２の高周波または弱エントロピーの第２のパラメータを４個得ることと、
‐ 次数２の低周波（または強エントロピー）のパラメータ４個を２つずつ加算して次数３の低周波または強エントロピーの第１のパラメータを２個得て、それを２つずつ減算して次数３の高周波または弱エントロピーの第２のパラメータを２個得ることと、
‐ 次数３の低周波（または強エントロピー）のパラメータ２個を加算して次数４の低周波または強エントロピーの第１のパラメータを１個得て、それを減算して次数４の高周波または弱エントロピーの第２のパラメータを１個得ることからなる。

同様に、この例によれば、垂直射影、および水平射影の第１の次数は、ハールの２次元カーネルを用いて２次元射影の形態で同時に実行することができ、２×１６画素の各ブロックが、２×２画素の正方形となる互いに連続する８個のサブブロックで構成されると考える。このような射影では低周波または強エントロピーのパラメータが１つ、およびサブブロックによって高周波または弱エントロピーの第２のパラメータが３つ生成される。

次に、得られた低周波（または強エントロピー）のパラメータ８個に次数３の水平射影を適用する。

さらに正確には、第１の読み取りステップ２００の段階では、イメージャ回路３２は、たとえば１行ずつ取り込む電子シャッターモードで第１の行Ａから順に読み取る。すると、この行の画素値が記憶される。第１の行Ａの画素数は、有利なように１６または１６の倍数、つまりブロックの水平寸法の倍数とする。

次にイメージャ回路３２は、たとえば１行ずつ取り込む電子シャッターモードで第２の行Ｂを順に読み取る。

この第２の行Ｂを読み取る間、読み取ったＡおよびＢの２行を１組とする各ブロックに２次元の射影を実行するステップ２０２に移る。図４に示す例では、簡略化することのみを目的として、各行が１６画素を有すると考える。つまりこれは、この例では特に簡略化しているが、ＡおよびＢの２行の組が単一のブロックを有するということである。行Ａの画素はａ_０、．．．、ａ_１５、行Ｂの画素はｂ_０、．．．、ｂ_１５と表記する。

このａ_０、．．．、ａ_１５およびｂ_０、．．．、ｂ_１５３２画素は、Ｂ_ｉ（０≦ｉ≦７）と表記する正方形のサブブロック８個で構成されると考える。この正方形のサブブロックＢ_ｉはそれぞれ４個の画素ａ_２ｉ、ａ_２ｉ＋１、ｂ_２ｉおよびｂ_２ｉ＋１を有する。

ステップ２０２では、４つのハールブロック（それぞれＬＬ１、ＨＬ１、ＬＨ１およびＨＨ１と表記）で構成される基底で正方形のサブブロックＢをそれぞれ射影する。この４ブロックは、図４では斜線（減算した値）または白（加算した値）の４画素の正方形のブロックで示しており、わかりやすいようにステップ２０２の図の左部に配置し、その反対側には生成される係数を示している。

第１のハールブロックＬＬ１は、低周波要素であることを示す。画像は基本的に局地の外縁によって１つ１つ分離されている同質の領域で構成されているため、画像の一般特性を考慮すると、この低周波要素も強エントロピーのパラメータである。その射影係数は、次の計算によって得られる。
ＬＬ１（Ｂ_ｉ）＝ａ_２ｉ＋ａ_２ｉ＋１＋ｂ_２ｉ＋ｂ_２ｉ＋１

第２のハールブロックＨＬ１は高周波要素であることを示し、さらに正確には、垂直方向に高周波かつ水平方向に低周波の要素である。画像は基本的に局地の外縁によって１つ１つ分離されている同質の領域で構成されているため、画像の一般特性を考慮すると、この高周波要素も弱エントロピーのパラメータである。その射影係数は、次の計算によって得られる。
ＨＬ１（Ｂ_ｉ）＝ａ_２ｉ＋ａ_２ｉ＋１−ｂ_２ｉ−ｂ_２ｉ＋１

第３のハールブロックＬＨ１は高周波で弱エントロピーの要素であることを示し、さらに正確には、水平方向に高周波かつ垂直方向に低周波の要素である。その射影係数は、次の計算によって得られる。
ＬＨ１（Ｂ_ｉ）＝ａ_２ｉ−ａ_２ｉ＋１＋ｂ_２ｉ−ｂ_２ｉ＋１

第４のハールブロックＨＨ１高周波で弱エントロピーの要素であることを示し、さらに正確には、水平方向に高周波かつ垂直方向に高周波の要素である。その射影係数は、次の計算によって得られる。
ＨＨ１（Ｂ_ｉ）＝ａ_２ｉ−ａ_２ｉ＋１−ｂ_２ｉ＋ｂ_２ｉ＋１

前述のハールブロックの基底で正方形のサブブロックＢ_ｉすべてを射影すると、係数は４×８＝３２となる。高周波で弱エントロピーである２４個の係数は保存され（係数ＨＬ１（Ｂ_ｉ）８個、係数ＬＨ１（Ｂ_ｉ）８個、係数ＨＨ１（Ｂ_ｉ）８個）、低周波で強エントロピーである８個の係数ＬＬ１（Ｂ_ｉ）は保存されずに次数３の水平射影を実行するステップ２０４で処理される。図４のステップ２０２の図では、保存される係数はグレーで示し、保存されない係数は白で示している。

ステップ２０４では、第１の次数で、Ｌ２およびＨ２で示す２つの１次元ハールブロックで構成される基底で係数｛ＬＬ１（Ｂ_２ｉ）；ＬＬ１（Ｂ_２ｉ＋１）｝の各ペアを射影する。図４にはブロックＨ２のみを、水平方向に配置される２つの「画素」の矩形ブロックで示し、一方を白（加算した値）、もう一方を斜線（減算した値）で示している。このブロックＨ２は、わかりやすいようにステップ２０４の左部に配置し、その反対側には生成されて保存される係数を示している。ブロックＬ２によって生成される係数は、保存されずに水平射影の第２の次数で処理される。これはステップ２０４を簡略化するために図示しておらず、ブロックＬ２も同様である。

第１の１次元ハールブロックＬ２は、低周波で強エントロピーの要素であることを示す。その射影係数は、次の計算によって得られる。
Ｌ２（ｉ）＝ＬＬ１（Ｂ_２ｉ）＋ＬＬ１（Ｂ_２ｉ＋１）

第２の１次元ハールブロックＨ２は、高周波で弱エントロピーの要素であることを示す。その射影係数は、次の計算によって得られる。
Ｈ２（ｉ）＝ＬＬ１（Ｂ_２ｉ）−ＬＬ１（Ｂ_２ｉ＋１）

前述した１次元ハールブロックの基底で係数｛ＬＬ１（Ｂ_２ｉ）；ＬＬ１（Ｂ_２ｉ＋１）｝の４ペアを射影すると８つの係数が得られる。高周波で弱エントロピーの４係数は保存され（係数Ｈ２（ｉ）４個）、低周波で強エントロピーの４係数Ｌ２（ｉ）は水平射影の第２の次数で処理される。図４にある図では、保存される係数をグレーで示し、保存されない係数は示していない。

水平射影の第２の次数では、Ｌ３およびＨ３で表記されてＬ２およびＨ２と同じであるが２倍の規模で作動する２つの１次元ハールブロックで構成される基底で係数｛Ｌ２（２ｉ）；Ｌ２（２ｉ＋１）｝の各ペアを射影する。図４ではブロックＨ３のみを、水平方向に配置される２つの「画素」の矩形ブロックで示し、一方を白（加算した値）、もう一方を斜線（減算した値）で示している。このブロックＨ３は、わかりやすいようにステップ２０４の左部に配置し、その反対側には生成されて保存される係数を示している。ブロックＬ３によって生成される係数は、保存されずに水平射影の第３の次数で処理される。これはステップ２０４を簡略化するために図示しておらず、ブロックＬ３も同様である。

第１の１次元ハールブロックＬ３は、低周波で強エントロピーの要素であることを示す。その射影係数は、次の計算によって得られる。
Ｌ３（ｉ）＝Ｌ２（２ｉ）＋Ｌ２（２ｉ＋１）

第２の１次元ハールブロックＨ３は、高周波で弱エントロピーの要素であることを示す。その射影係数は、次の計算によって得られる。
Ｈ３（ｉ）＝Ｌ２（２ｉ）−Ｌ２（２ｉ＋１）

前述した１次元ハールブロックの基底で係数｛Ｌ２（２ｉ）；Ｌ２（２ｉ＋１）｝の２ペアを射影すると、４つの係数が得られる。高周波で弱エントロピーの２係数は保存され（係数Ｈ３（ｉ）２個）、低周波で強エントロピーの２係数Ｌ３（ｉ）は水平射影の第３の次数で処理される。図４にある図では、保存される係数をグレーで示し、保存されない係数は示していない。

水平射影の第３の次数では、Ｌ４およびＨ４で表記されてＬ３およびＨ３と同じであるが２倍の規模で作動する２つの１次元ハールブロックで構成される基底で２つの係数Ｌ３（０）およびＬ３（１）を射影する。図４ではブロックＨ４を、水平方向に配置される２つの「画素」からなる長方形のブロックで示し、一方を白（加算した値）、もう一方を斜線（減算した値）で示している。このブロックＨ４は、わかりやすいようにステップ２０４の図の左部に配置し、その反対側には生成されて保存される係数を示している。図４ではブロックＬ４を、水平方向に配置される２つの白い「画素」からなる矩形ブロックで示している（加算した値）。このブロックＬ４は、わかりやすいようにステップ２０４の図の左部に配置し、その反対側には生成されて保存される係数を示している。

第１の１次元ハールブロックＬ４は、低周波で強エントロピーの要素であることを示す。その射影係数は、次の計算によって得られる。
Ｌ４（０）＝Ｌ３（０）＋Ｌ３（１）

第２の１次元ハールブロックＨ４は、高周波で弱エントロピーの要素であることを示す。その射影係数は、次の計算によって得られる。
Ｈ４（０）＝Ｌ３（０）−Ｌ３（１）

前述した１次元ハールブロックの基底で２つの係数Ｌ３（０）およびＬ３（１）を射影すると、２つの係数Ｈ４（０）およびＬ４（０）となる。この２つの係数は保存され、図４ではグレーで示している。

結論として、８係数ＨＨ１（Ｂ_ｉ）、８係数ＬＨ１（Ｂｉ）、８係数ＨＬ１（Ｂ_ｉ）、４係数Ｈ２（ｉ）、２係数Ｈ３（ｉ）、１係数Ｈ４（０）および１係数Ｌ４（０）、すなわち３２係数を保存する。このように、損失のない符号を形成する可逆変換を実行し、強エントロピーで単一の係数を供給し、係数Ｌ４（０）は該当するブロックの画素の平均を表す。

図５は、前述した方法を実践するのに考えられるアーキテクチャの一例を示す。

提案したアーキテクチャの第１のステップ５０は、「＋」のシンボルで示す加算器、「−」のシンボルで示す減算器および記憶素子を有し、この各記憶素子は１つの係数のサイズを記憶し、「ｚ^−１」のシンボルで示している。この第１のステップ５０は、前述したようなステップ２０２、２０４を実行し、行Ｂの画素を読み終わるたびに係数ＨＨ１（Ｂ_ｉ）、ＬＨ１（Ｂ_ｉ）、ＨＬ１（Ｂ_ｉ）、Ｈ２（ｉ）、Ｈ３（ｉ）、Ｈ４（０）およびＬ４（０）（図５およびこれ以降の説明では簡略化のためＨＨ１、ＬＨ１、ＨＬ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４およびＬ４と表記）を提供する。

従来のように、記憶素子「ｚ^−１」を使用する加算器および減算器、すなわち次数３の水平射影を実行し、いわば８つのパラメータに対してハールの水平変換を行う加算器および減算器で供給されるデータも、２次元分割した結果の係数が最終的にもとの画素と同じ係数となるように変換の各次数でサブサンプリングされることがわかる。

次に、各ブロックのこの２次元分割で得られた係数ＨＨ１、ＬＨ１、ＨＬ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４およびＬ４は、損失を伴う符号化を実行する量子化ブロック５２で量子化される場合もある。

この量子化ブロック５２を出たとき、つまり情報源符号化のステップ５０の直後に、係数は、本発明による符号変換方法を適用することによって、最初の画像を表す２進データ列のサイズの最適化を実行するエントロピー符号化ブロック５４を用いて符号変換される。

さらに一般的には、前述の方法は、通信ネットワークからダウンロード可能なコンピュータプログラムおよび／またはコンピュータでの読み取りが可能な媒体に保存されたコンピュータプログラムおよび／またはプログラムコードのインストラクションを含むプロセッサでの実行が可能なコンピュータプログラムで、図１および図４を参照しながら説明したステップを実行するコンピュータプログラムによって実践することができる。

前述したような符号化方法によって、１行ずつ順に読み取るモードを備える画像キャプチャ装置から利便性を引き出せることは明らかである。この方法は、このような装置のイメージャ回路２２に容易に導入することができる。各ブロックが２行と多数の列を有し、このようなブロックごとに処理を行うには１行のみしか記憶する必要がないため、このイメージャ回路の蓄積スペースが限られているとしても導入することができる。

さらに一般的には、イメージャ回路３２の蓄積スペースが許せば、画素のＮ−１行を記憶してブロックごとの符号化を実行することが可能である限り、ブロックの行数Ｎを増加することは可能である。ブロックごとの列数Ｐを常にＮよりも厳密に大きくなるように選択すると、１行ずつ順に読み取るモードに接続している画素の水平方向のコヒーレンスが最良となる利便性を引き出せるという利点が得られると同時に、メモリリソースの使用を最適化することもできる。

逆に、ブロックの垂直寸法を１画素のみに縮小することも可能である。この限られた事例では、垂直射影には恒等関数を適用する（射影次数０、１画素での１次元カーネル）。そのため、画像を圧縮するのに画素の垂直方向のコヒーレンスは使用しないが、さらに少ない蓄積スペースを使用する。

このほか、前述の例では、ハールのウェーブレットによってインプリメンテーションが簡易になるため、このウェーブレットを使用する符号化を提案したが、ほかのウェーブレットまたはＤＣＴによる符号化や矩形ブロックに対してサブバンドでフィルタリングすることによる符号化を検討することも可能である。 本発明の第２の態様は、ブロックごとに、特に離散関数基底での２次元分割による符号化に限定されるものではなく、各ブロックの所定の離散関数基底での（水平方向および垂直方向に分離可能な）２次元分割を使用する一般的な方法で、ブロックごとに行うあらゆる符号化に適用される。

つまり、重要な点は、図４および図５を参照して説明した本発明の第２の態様は、本発明によるエントロピー的符号変換方法を組み合わせ、特に図１〜図３（本発明の第１の態様）を参照して説明した実施形態と組み合わせることが有利であるという点である。

ただし、当業者は、本発明の第２の態様が本発明による第１の態様によるエントロピー的符号変換方法と組み合わせることなく実践可能であるかぎり、第１の態様とは別のものであることは理解できるであろう。周知の符号変換方法を先に行っても一向に差し支えない。

逆に、本発明の第１の態様による前述のエントロピー的符号変換方法は、本発明の第２の態様による方法によって必然的に符号化したデータを入力することなく使用することができる。本方法は、ブロックごとに符号化するほかの方法にも有利なように適用することができ、たとえば先行技術に記載の方法など、最初に強く相関化していた画像、映像または音声の信号を最終的に無相関化する方法に適用することができる。

Claims (10)

1. 所定の可変長符号のエントロピー符号を用いて、変換する符号語で構成される第１の２進データ列を圧縮した第２の２進データ列にエントロピー的に符号変換し、前記第１の２進データ列の各符号語を変換後の符号語に変換する方法であって、前記第１の２進データ列の符号語のノイズレベルを表すものと考える重みの小さいビット数をＢと表記する所定数をベースとして、前記第１の２進データ列の各符号語（「ｓ０００００ｌ０１１０」）に、
   ‐ 符号語を第１および第２のサブ符号語に細分化して、セルの第１の短絡手段（Ｍ１）部と連結する第１のシフトセルのレジスタ（１０）に符号語のビットをロードすることにより、前記第１のサブ符号語（「１０」）が符号語の重みの小さいＢビットを有し、前記第２のサブ符号語（「ｓ０００００１０１」）が、その他の、符号語の重みの大きいビットを有し、前記第１の短絡手段がＢの数値を基に定義されるステップ（１０６）と、
   ‐ 前記第１のシフトレジスタ（１０）に連続して連結し、さらにセルの第２の短絡手段（Ｍ２）部と連結する第２のシフトセルのレジスタ（１２）のセルにビットをロードすることにより、所定のエントロピー符号を前記第２のサブ符号語に適用して変換後の第２のサブ符号語（「０００１ｓ０１」）を得て、前記第２のシフトレジスタのセル（１２）が所定の同じ値を持つビット、この所定の値とは異なる追加の値を持つビット、および符号語の符号ビットに応じて定義された値を持つビットをロードされるステップ（１０８）と、
   ‐ 前記第１のサブ符号語（「１０」）と変換した前記第２のサブ符号語（「０００１ｓ０１」）を連結させることによって前記変換後の符号語（「０００１ｓ０１１０」）を得て、前記連結が、続けて配置される前記２つのシフトセルのレジスタ（１０、１２）の短絡していないセルの値を順に読み取ることによって得られるステップ（１１０）
   とを適用する段階を含むことを特徴とするエントロピー的符号変換方法。
2. 前記第２のサブ符号語（「ｓ０００００１０１」）に所定のエントロピー符号を適用する段階（１０８）が、
   ‐ 前記第２のサブ符号語がすべて同じビットで構成されていなければ、前記第２のサブ符号語の重みの小さい端を基準に、最も重みの小さいビット（基準ビット）の位置を決定し、このビットを基点として前記第２のサブ符号語よりも重みの大きいビットはすべて同一であるステップと、
   ‐ 決定した位置の数分の所定の同じ値を持つビット、所定の同じ値に追加した値を持つビット、符号語の符号に応じて定義されるビット、および基準ビットよりも重みの小さい前記第２のサブ符号語のビットを連結させることによって変換後の第２のサブ符号語（「０００１ｓ０１」）を得るステップ
   とを含む、請求項１に記載のエントロピー的符号変換方法。
3. 前記第２のサブ符号語がすべて同一のビットで構成されていれば、エントロピー符号が、２つのビットを変換した符号語を割り当て、第１のビットに追加の値、第２のビットには符号語の符号ビットに応じて定義される値を割り当てる、請求項２に記載のエントロピー的符号変換方法。
4. 前記エントロピー的符号変換方法がさらに、
   ‐ 前記第１の２進データ列の符号語のノイズレベルを表すと考える重みの小さい所定のビット数Ｂをあらかじめ決定するステップ（１０２）と、
   ‐ この数Ｂとともに圧縮した前記第２の２進データ列を供給するステップ（１１２）とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエントロピー的符号変換方法。
5. 前記第１の２進データ列の符号語のノイズレベルを表すと考える重みの小さい所定のビット数Ｂは、前記第１の２進データ列の符号語の最も重みの小さいビットの位置の平均の整数部分として選択され、これよりも重みの大きいビットはすべて同じ所定の値を持つ、請求項４に記載のエントロピー的符号変換方法。
6. 複数の離れたブロックで構成される画素のラスターイメージのブロックごとの符号化方法であって、ｎ画素を垂直方向に分割する１次元カーネルと、ｐ画素を水平方向に分割する１次元カーネルとを組み合わせて適用することによって、所定の離散関数基底（ＬＬ１、ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１、Ｌ２、Ｈ２、Ｌ３、Ｈ３、Ｌ４、Ｈ４）でこの画像のブロックを連続的に２次元分割する（２０２、２０４）ステップ（２０２、２０４）を含み、前記ブロックの水平方向は、１行ずつ順に読み取るモードおよび／または伝送するモードでの前記ラスターイメージの行の方向であると定義する符号化方法において、
   ‐ 各ブロックの横の画素数を表す水平寸法Ｐは、ｐの倍数であるためＰ＝ｋ．ｐと定義し、解像度ｌｏｇ_ｐ（Ｐ）での分割を水平方向に分割する１次元カーネルを用いて実行し、
   ‐ 各ブロックの縦の画素数を表す垂直寸法Ｎは、ｎの倍数であるためＮ＝ｌ．ｎと定義し、解像度ｌｏｇ_ｎ（Ｎ）での分割を垂直方向に分割する１次元カーネルを用いて実行し、
   ‐ 所与のｎおよびｐの値に対し、前記垂直寸法Ｎが前記水平寸法Ｐよりも厳密に小さくなるように前記ｋおよびｌの値を選択し、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載のエントロピー的符号変換方法が、画像ブロックを連続的に２次元分割する前記ステップ（２０２、２０４）で供給される第１の２進データ列に適用される符号化方法（２４）。
7. 画像の画素値を読み取る手段（３２）と、該値をブロックごとの符号化手段（４０）とを有し、所定の可変長符号のエントロピー符号を用いて、圧縮した第２の２進データ列に変換する符号語で構成される第１の２進データ列を供給して前記第１の２進データ列の各符号語を変換後の符号語に変換する画像キャプチャ装置であって、前記符号化手段（４０）が、続けて配置されてセルの一部の短絡手段（Ｍ１、 Ｍ２）と連結する２つのシフトセルのレジスタ（１０、１２）を有し、第１のシフトレジスタ（１０）のセルが符号変換する各語の値でロードされ、第２のシフトレジスタ（１２）のセルが、所定の同じ値を持つビット、この所定の値とは異なる追加の値を持つビット、および符号語の符号ビットに応じて定義された値を持つビットをロードされ、続けて配置される前記２つのシフトセルのレジスタ（１０、１２）の短絡していないセルの値を順に読み取ることにより、請求項１〜６のいずれか一項に記載のブロックごとの符号変換方法または符号化方法のステップを実行することを特徴とする画像キャプチャ装置。
8. 画像を取り込み、取り込んだ該画像をアナログデジタル変換するためのイメージャ回路（３２）と、該イメージャ回路（３２）とは別に、取り込んだ画像をデジタル処理するためにこのイメージ回路に電子的に連結しているコプロセッサ回路（３８）とを有することができ、符号化手段（４０）が前記イメージャ回路（３２）に搭載される、請求項７に記載の画像キャプチャ装置。
9. 通信ネットワークからダウンロード可能なコンピュータプログラムおよび／またはコンピュータでの読み取りが可能な媒体に保存されたコンピュータプログラムおよび／またはプロセッサでの実行が可能なコンピュータプログラムであって、コンピュータに、請求項１〜５のいずれか一項に記載の符号変換方法のステップを実行させる前記コンピュータプログラム。
10. 通信ネットワークからダウンロード可能なコンピュータプログラムおよび／またはコンピュータでの読み取りが可能な媒体に保存されたコンピュータプログラムおよび／またはプロセッサでの実行が可能なコンピュータプログラムであって、コンピュータに、請求項６に記載の符号化方法のステップを実行させる前記コンピュータプログラム。

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