(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージまたはオーディオを表す変換データをデジタル的に処理する方法であって、
前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、２つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか１つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか１つを生成するステップと、操作された前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記高精度数が浮動小数点数である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記高精度数が小数部を含む固定精度数である、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記逆変換ステップが逆離散コサイン変換を使用する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記逆変換ステップが逆離散ウェブレット変換を使用する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記逆変換ステップが逆離散フーリエ変換を使用する、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記整数値データを出力装置による使用のために提供するステップを含み、前記出力装置が表示モニタである、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記出力装置がラスタ表示モニタである、請求項７記載の方法。
【請求項９】
イメージまたはオーディオを表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理する方法であって、
前記変換データを前記実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数の順方向変換を実行するステップと
を含む、方法。
【請求項１０】
前記順方向変換の逆元が前記逆変換と異なる、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記順方向変換が順方向離散コサイン変換であり、前記逆変換が逆離散ウェブレット変換である、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
イメージまたはオーディオを表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法であって、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、２つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか１つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか１つを生成するステップと、操作された前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップと
を含む、方法。
【請求項１３】
前記符号化データがＪＰＥＧ静止画国際規格形式である、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記符号化データがＭＰＥＧ動画ビデオ国際規格形式である、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記逆変換ステップが逆離散コサイン変換を使用する、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記逆変換ステップが逆離散ウェブレット変換を使用する、請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
前記逆変換ステップが逆離散フーリエ変換を使用する、請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
前記高精度数が浮動小数点数である、請求項１２記載の方法。
【請求項１９】
前記高精度数が小数部を含む固定精度数である、請求項１２記載の方法。
【請求項２０】
イメージまたはオーディオを表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法であって、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成するステップと、
前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップと
を含む、方法。
【請求項２１】
前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、２つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか１つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか１つを生成するステップを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記高精度数を整数に変換し、許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップを含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記操作するステップと、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップとを、所望の回数、交互に繰り返すステップを含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
前記変換符号化データが圧縮データであり、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップが、圧縮／伸張サイクルを実行する、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記変換符号化データがＪＰＥＧ規格形式で符号化されたイメージ・データであり、
無損失エントロピ復号により、量子化変換係数を復号するステップと、
無損失エントロピ符号化により、前記量子化データを符号化し、ＪＰＥＧ規格データ圧縮形式の符号化データを形成するステップと
を含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２６】
イメージまたはオーディオを表す第１レベルの変換符号化データを実ドメイン内でデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換符号化データから変換データを形成する第１の逆量子化器と、
前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を生成する、第１の逆変換器と、
前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成する第１の順方向変換器と、
前記順方向変換データを量子化し、量子化データを形成する第１の量子化器と
を含む、システム。
【請求項２７】
前記順方向変換器が、前記逆変換器により使用された第１の変換タイプとは異なる変換タイプを使用する、請求項２６記載のシステム。
【請求項２８】
前記順方向変換器が順方向離散コサイン変換を生成し、前記逆変換器が逆離散ウェブレット変換を生成する、請求項２６記載のシステム。
【請求項２９】
前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、２つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか１つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか１つを生成するマニピュレータを含む、請求項２６記載のシステム。
【請求項３０】
前記逆量子化器及び前記量子化器が同一の量子化値を使用する、請求項２６記載のシステム。
【請求項３１】
前記量子化変換データのサブセットだけが、異なる変換符号化データを生成する、請求項２９記載のシステム。
【請求項３２】
前記逆量子化器及び前記量子化器が少なくとも１つの異なる量子化値を使用する、請求項２６記載のシステム。
【請求項３３】
前記変換符号化データを形成する無損失エントロピ復号器と、
前記量子化データを符号化する無損失エントロピ符号化器と
を含む、請求項２６記載のシステム。
【請求項３４】
イメージまたはオーディオを表す変換データをデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、２つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか１つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか１つを生成するマニピュレータと、
操作された前記高精度数を整数に変換する変換器と、前記整数を許容範囲にクリップするクリッパと
を含む、システム。
【請求項３５】
イメージまたはオーディオを表す変換符号化データをデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成する逆量子化器と、
前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、２つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか１つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか１つを生成するマニピュレータと、
操作された前記高精度数を整数に変換する変換器と、前記整数を許容範囲にクリップするクリッパと
を含む、システム。
【請求項３６】
イメージまたはオーディオを表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
前記高精度数を順方向変換する順方向変換器と
を含む、システム。
【請求項３７】
前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、２つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか１つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか１つを生成するマニピュレータを含む、請求項３６記載のシステム。
【請求項３８】
前記量子化データが他のレベルの変換符号化データを形成し、
他のレベルの変換符号化データに対して、前記第１のレベルの変換符号化データに実行されたのと同様の機能を実行する、別の逆量子化器、別の逆変換器、別のマニピュレータ、別の順方向変換器、及び別の量子化器を含む、請求項３７記載のシステム。
【請求項３９】
前記第１のマニピュレータにより生成される前記イメージまたはオーディオが、他のマニピュレータにより生成されるイメージまたはオーディオと異なるタイプである、請求項３８記載のシステム。
【請求項４０】
前記第１の逆量子化器、第１の逆変換器、第１の順方向変換器、及び第１の量子化器の機能と、前記別の逆量子化器、別の逆変換器、別の順方向変換器、及び別の量子化器のそれぞれの機能が、各々同一のモジュールにより実行される、請求項３８記載のシステム。
【請求項４１】
イメージまたはオーディオを表す変換データをデジタル的に処理するためのコンピュータにより実行可能なプログラムが記録された記憶媒体であって、前記プログラムが、前記コンピュータに、
前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、２つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか１つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか１つを生成するステップと、
操作された前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップと
を実行させる、コンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項４２】
イメージまたはオーディオを表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理するためのコンピュータにより実行可能なプログラムが記録された記憶媒体であって、前記プログラムが、前記コンピュータに、
前記変換データを前記実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数の順方向変換を実行するステップと
を実行させる、コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【請求項４３】
前記順方向変換の逆元が前記逆変換と異なる、請求項４２記載の記憶媒体。
【請求項４４】
前記順方向変換が順方向離散コサイン変換であり、前記逆変換が逆離散ウェブレット変換である、請求項４２記載の記憶媒体。
【請求項４５】
イメージまたはオーディオを表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法を実行する、マシンにより実行可能なプログラムが記録された記憶媒体であって、前記方法が、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、２つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか１つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか１つを生成するステップと、操作された前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップと
を含む、記憶媒体。
【請求項４６】
イメージまたはオーディオを表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法を実行する、マシンにより実行可能なプログラムが記録された記憶媒体であって、前記方法が、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメイン・データに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成するステップと、
前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップと
を含む、記憶媒体。
【請求項４７】
前記高精度数を操作し、前記イメージを表す変換データの場合には、２つのデータ・セットのクロマキー併合したイメージ、色補正したイメージ、回転したイメージ、伸張したイメージ、圧縮したイメージ、ハイライトを追加したイメージ、テキストを追加したイメージ、テキストを変更したイメージ、クロッピングしたイメージから選択されるイメージのいずれか１つを、前記オーディオを表す変換データの場合には、ミキシングしたオーディオ、併合したオーディオ、編集したオーディオから選択されるオーディオのいずれか１つを生成するステップを含む、請求項４６記載の記憶媒体。
【請求項４８】
操作された前記高精度数を整数に変換し、許容範囲にクリップして、整数値データを形成するステップを含む、請求項４７記載の記憶媒体。
【請求項４９】
前記操作するステップと、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップとを、所望の回数、交互に繰り返すステップを含む、請求項４７記載の記憶媒体。
【請求項５０】
前記変換符号化データが圧縮データであり、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップが、圧縮／伸張サイクルを実行する、請求項４９記載の記憶媒体。
【請求項５１】
前記変換符号化データがＪＰＥＧ規格形式で符号化されたイメージ・データであり、
無損失エントロピ復号により、量子化変換係数を復号するステップと、
無損失エントロピ符号化により、前記量子化データを符号化し、ＪＰＥＧ規格データ圧縮形式の符号化データを形成するステップと
を含む、請求項４６記載の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル・データの変換符号化に関し、特に、変換データの実ドメイン処理に関する。より詳細には、本発明は逆変換データの誤差低減デジタル処理に関する。
【０００２】
【関連技術】
本願は以下の出願に関連する。発明者J. Mitchellらによる"Transform domain correction of real domain errors"（出願人整理番号：ＹＯ９９８３７２）、及び発明者M. Brightらによる"Error reduction in transformed digital data"（出願人整理番号：ＹＯ９９８３７３）。
【０００３】
【従来の技術】
変換符号化は、データ符号化のための広範な一群の技術に対して与えられる名称であり、符号化されるデータの各ブロックが続く処理以前に、特定の算術関数により変換される。データのブロックは、符号化されるデータ・オブジェクトの一部であったり、オブジェクト全体であったりする。データは一般に、例えばスペクトル分析、イメージ、オーディオ・クリップ、ビデオ・クリップなどの、特定の現象を表す。変換関数は通常、符号化される現象の品質を反映するように選択される。例えばオーディオ、静止画及び動画の符号化において、フーリエ変換または離散コサイン変換（ＤＣＴ）が、データを周波数項または係数に分析するために使用され得る。現象が圧縮される場合、一般に２、３の周波数係数への情報の集中が存在する。従って、変換データはしばしば、原始データよりも経済的に符号化または圧縮され得る。このことは、変換符号化が特定のタイプのデータを圧縮するために使用され、記憶空間または通信リンクを介する伝送時間を最小化することを意味する。
【０００４】
使用される変換符号化の例が、静止画圧縮のためのＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）国際規格で見い出され、ITU-T Rec. T. 81（1992）|ISO/ITC 10918-1：1994、Infomation technology - Digital compression and coding of continuous-tone still image、Part 1：Requirements and Guidelinesにより定義される。別の例は、動画圧縮のためのＭＰＥＧ（Moving Pictures Experts Group）国際規格であり、ISO/IEC 11172：1993、Infomation Technology-Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1,5 Mbits/sにより定義される。このＭＰＥＧ−１規格は、ビデオ圧縮（規格のパート２）及びオーディオ圧縮（パート３）の両方のためのシステムを定義する。最近のＭＰＥＧビデオ規格（ＭＰＥＧ−２）は、ITU-T Rec. H. 262|ISO/IEC 13818-2：1996 Infomation Technology - Generic Coding of moving pictures and associated audio - Part 2：videoにより定義される。新たなオーディオ規格は、ISO/IEC 13818-3：1996 Infomation Technology - Generic Coding of moving pictures and associated audio - Part 3：audioである。３つの全てのイメージ国際データ圧縮規格は、８×８サンプル・ブロックにもとづくＤＣＴを使用し、イメージ圧縮を実行する。イメージのＤＣＴ圧縮は、ここでは、以下で提案される一般的な概念の説明を提供するために使用される。完全な説明は、W. B. Pennebaker及びJ. L. Mitchellによる"JPEG：Still Image Data Compression Standard"、Van Nostrand Reinhold：New York、（1993）の第４章"離散コサイン変換（ＤＣＴ）"で見い出される。
【０００５】
ウェブレット符号化（wavelet coding）は、変換符号化の別の形式である。特殊な局所化ベースの関数により、ウェブレット符号化はエッジ及び小さな細部を保存することを可能にする。圧縮において変換データは通常、量子化される。ウェブレット符号化は、ＦＢＩによる指紋識別において使用される。ウェブレット符号化は、より一般的なサブ帯域符号化技法のサブセットである。サブ帯域符号化は、フィルタ・バンクを用いて、データを特定の帯域に分解する。圧縮は、低周波帯域を高周波帯域よりも粗くサンプリングする一方、低周波帯域を高周波帯域よりも緻密に量子化することにより達成される。ウェブレット、ＤＣＴ及び他の変換符号化の概要が、Roy Hoffmanによる"Data Compression in Digital Systems"、Chapman and Hall: New York、（1997）の第５章"Compression Algorithms for Diffuse Data"で述べられている。
【０００６】
デジタル・データによるあらゆる技法及びあらゆる現象において、変換が実行される前のデータは、"実ドメイン"にあると呼ばれる。変換の実行後、新たなデータはしばしば"変換データ"または"変換係数"と呼ばれ、"変換ドメイン"にあると呼ばれる。実ドメインから変換ドメインにデータを取り出すために使用される関数は、"順方向変換"と呼ばれる。変換ドメインから実ドメインにデータを取り出す、順方向変換の算術的逆元は、それぞれの"逆変換"と呼ばれる。
【０００７】
一般に、順方向変換は、必ずしも整数でない実数値データを生成する。データ圧縮を達成するために、量子化プロセスにより、変換係数が整数に変換される。（λi）を、１データ単位の順方向変換から生じた実数値変換係数のセットと仮定する。ここで１データ単位は、１次元または２次元のデータ・サンプル・ブロックまたはデータ全体であり得る。"量子化値（ｑi）"は、符号化プロセスのパラメータである。"量子化変換係数"または"変換符号化データ"は、量子化関数Ｑにより定義される値（ａi）のシーケンスである。すなわち、
【数１】
ａi＝Ｑ（λi）＝｜λi／ｑi＋０．５    （１）
【０００８】
ここで「ｘ」は通常、ｘ以下の最も大きな整数を意味する。結果の整数は記憶されるか伝送される前に、続く符号化または圧縮のために渡される。データを復号するために、量子化係数が量子化値により乗算され、次式により与えられる新たな"逆量子化係数（λi'）"が得られる。
【数２】
λi'＝ｑiａi    （２）
【０００９】
従って、逆量子化を伴う量子化のプロセスは、"ｑiの最も近い倍数への丸め込み"として述べられる。量子化値は、量子化ステップにおける情報の損失が指定限界内に入るように選択される。例えば、オーディオまたはイメージ・データにとって、１量子化レベルは通常、知覚され得るデータ内の最小の変化である。量子化は、変換符号化が良好なデータ圧縮率を達成することを可能にする。変換の好適な選択は、符号化されるデータ量を多大に低減する量子化値の選択を可能にする。例えば、ＤＣＴはイメージ圧縮のために選択される。なぜなら、生成される周波数成分は、人間の視覚系とほとんど無関係の応答を生成するからである。このことは、視覚系の感度が良くないところのこれらの成分、すなわち高周波成分に関連する係数が、イメージ品質の知覚し得る損失無しに、大きな量子化値を用いて量子化され得ることを意味する。視覚系の感度が良い成分、すなわち低周波成分に関連する係数は、より小さな量子化値を用いて量子化される。
【００１０】
逆変換はまた一般に、非整数データを生成する。通常、復号データは整数形式であることを要求される。例えば、オーディオ・データの再生またはイメージ・データの表示のためのシステムは、一般に、入力を整数の形式で受け取る。この理由から、変換復号器は一般に、切り捨てまたは最も近い整数への丸め込みにより、逆変換からの非整数データを整数データに変換するステップを含む。また、しばしば、データが所与のビット数で記憶されるように復号プロセスから出力される整数データの範囲には限界が存在する。この理由から、復号器はしばしば、出力データが受け入れ可能な範囲内にあることを保証するために、"クリッピング"・ステージを含む。受け入れ可能な範囲が［ａ、ｂ］の場合、ａ未満の全ての値がａに変更され、ｂより大きい全ての値がｂに変更される。
【００１１】
これらの丸め込み及びクリッピング・プロセスはしばしば、復号器の一体部分と見なされ、復号データの不正確さの原因となる。このことは特に、復号データが再符号化されるときに当てはまる。例えば、ＪＰＥＧ規格（パート１）は、原始イメージ・サンプルがＰビットの精度を有する、０乃至２P−１の範囲の任意の値の整数として定義されるように指定する。復号器は、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）から出力を指定精度で復元することを期待される。基線ＪＰＥＧ符号化では、Ｐは８に定義され、他のＤＣＴベースの符号化では、Ｐは８または１２であり得る。ＭＰＥＧ−２ビデオ規格は、付属書類Ａ（離散コサイン変換）"順方向変換への入力及び逆変換からの出力が９ビットで表される"で述べられている。
【００１２】
ＪＰＥＧでは、符号器原始イメージ・テスト・データ及び復号器基準テスト・データの準拠性テスト・データが、８ビット／サンプル整数である。整数への丸め込みが一般的であっても、プログラミング言語のあるものは、切り捨てにより浮動小数点から整数に変換する。切り捨てによる整数への変換を受け入れるソフトウェア技法は、逆変換から出力される実ドメイン整数内に大きな誤差を生じる。
【００１３】
用語"高精度"は、ここでは、値を整数として記憶するときに使用される精度よりも、より正確な精度に記憶される数値を指すために使用される。高精度値の例は、数の浮動小数点または固定小数点表現である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、変換符号化データの誤差低減処理のための新規の方法、システム及び装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
変換データの逆変換後、デジタル処理技術により、または丸め込みやクリッピングなどにより生じる不正確さに関する前述の問題を鑑み、本発明の１態様では、変換データを実ドメイン内で処理する方法を提供する。この方法は、逆変換後に整数への丸め込みや、許容範囲へのクリッピングなどにより生成される、データ内の好ましくない誤差を低減する。実施例では、この方法は、生成される実ドメイン・データが高精度値の形式を取るように、変換データの逆変換を実行するステップと、これらの高精度値を処理するステップと、処理ステージの完了後にのみ、処理された高精度値を整数に変換し、許容範囲にクリップするステップとを含む。
【００１６】
本発明の別の態様では、変換データを実ドメイン内で処理する方法を提供し、そこでは、逆変換後の整数への変換、及び許容範囲へのクリッピングにより生成される、データ内の好ましくない誤差を低減する。実施例では、この方法は、変換符号化データの逆量子化を実行するステップと、生成される実ドメイン・データが高精度値の形式を取るように、こうして生成された変換データの逆変換を実行するステップと、これらの高精度値を処理するステップと、処理ステージの完了後にのみ、処理された高精度値を整数に変換し、許容範囲にクリップするステップとを含む。
【００１７】
更に本発明の別の態様では、変換符号化データを実ドメイン内で処理し、新たな変換符号化データを生成する方法を提供し、そこでは逆変換後に整数に変換し、許容範囲にクリップすることにより生成される誤差を低減する。実施例では、この方法は、変換符号化データの逆量子化を実行するステップと、生成される実ドメイン・データが高精度値の形式を取るように、こうして生成された変換データの逆変換を実行するステップと、これらの高精度値を処理するステップと、処理された高精度に対して順方向変換を実行するステップと、新たな変換データに量子化を実行するステップとを含む。順方向及び逆変換、並びに処理における誤差が十分に小さい場合、新たに量子化された変換ドメイン・データ内には、好ましくない誤差は生成されない。
【００１８】
ここで述べられる方法における入力データは、単一のデータ源に由来する必要性が要求されない。従って、本発明は単一のデータ源からのデータの実ドメイン処理に制限されず、例えばイメージまたはオーディオ・データの併合などの、複数のデータ源からのデータの処理にも適用され得る。
【００１９】
従来技術において述べられた量子化は、ＪＰＥＧやＭＰＥＧなどの国際イメージ・データ圧縮規格において使用される線形量子化である。しかしながら、量子化が線形である必要はない。決定論的な方法により、変換データ・レベルの数を低減する任意のマッピングが、本発明と一緒に使用され得る。量子化ステップは式１）における除算により、算術的に述べられた。実際の実施例は、同様の結果を達成するために、ルックアップ・テーブルまたは比較のシーケンスを使用し得る。
【００２０】
更に本発明の別の態様では、本発明の方法を実行するようにコンピュータに指示するコンピュータ読取り可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ読取り可能媒体を含む装置、コンピュータ製品、及び製造物を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
繰り返しデータ処理により導入される問題：
本発明は、デジタル・データの処理により導入される誤差を低減または除去する方法、システム及びコンピュータ製品を提供する。最初に、誤差の原因について分析し、説明する。次に、誤差低減及び除去のための本発明の概念について述べる。特に注目すべき点は、従来使用されたデータ操作及び処理は、それぞれのデジタル処理による誤差の連続的導入により汚染されたデジタル技術を使用したことである。何年もの間使用されたこれらの技術は、原始データ精度を維持できない要因であり、現象を表すデータの連続的な悪化が続く処理として実行される。これは前の処理により授けられた誤差を含むデータに対して、あるプロセスが実行されるとき、特に有害である。この場合、データの連続的な損傷が生じ、より多くのプロセスが実行されるほど、データは一層有用性を失う。
【００２２】
本発明者により認識される問題の重要度について、次に述べることにする。ここで提供される図面では、任意選択のステップは、しばしば破線または破線のボックスにより示される。
【００２３】
本発明の概念は、ほとんどのあらゆるデジタル処理技術において有用である。しかしながら、以下の説明は大部分がイメージ・データに関連する。これは、世界中で使用されるイメージ・データ圧縮規格の一般的な可用性、及び連続的な使用のためである。これらの規格は、デジタル・データへの誤差の導入、及び誤差により汚染されたデータの連続的な使用及び処理を要求する。これらの規格は基本的に、本発明とは別に教示される。従って、イメージ技術は本発明を説明するに当たり、好適な例と言える。
【００２４】
図１は、逆変換方法１００を示す。変換ドメイン・データ'Ａ'１１０が逆変換１２０により作用され、高精度実数値データ１３０が生成される。高精度データ１３０は整数に変換されて、クリップされ（１４０）、整数実ドメイン・データ１５０が生成される。特定のケースでは、整数値データが選択的に出力装置１６０に送信される。
【００２５】
図２は、逆変換システム１０５を示す。変換ドメイン・データ'Ａ'１１５が逆変換器１２５により作用され、高精度実数値データ１３５が生成される。高精度データ１３５は整数変換器及びクリッパ１４５に入力され、、整数実ドメイン・データ１５５が生成される。特定のケースでは、整数値データが選択的に、表示モニタ、テレビジョン・セット、またはオーディオ・プレーヤなどの出力装置１６５に入力される。
【００２６】
図３は、変換符号化（すなわち量子化）データを復号する方法２００を示す。整数変換符号化データ'Ｂ'２１０が、前記式２）に従い、量子化値により逆量子化２２０される。次に、逆量子化ステップの結果が、逆変換１２０へ入力として渡され、復号が図１に示されるように推移する。
【００２７】
図４は、変換符号化（すなわち量子化）データを復号するシステム２０５を示す。整数変換符号化データ'Ｂ'２１５が、前記式２）で示される量子化値と共に、逆量子化器２２５に入力される。次に、逆量子化ステップの結果が、逆変換器１２５へ入力として渡され、復号が図２に示されるように推移する。
【００２８】
本発明の１態様は、変換データ及び変換符号化データの両方の操作に関係する。用語"操作（manipulation）"及び"処理（processing）"は、ここでは互換に使用される。操作は、多くの異なる結果を達成するために使用され得る。例えば、イメージ・データは、スケーリングまたは回転により印刷する前に、しばしば処理されなければならない。２つのソースからのデータが、イメージのクロマキーイングまたはオーディオ・データのミキシングにおいて実行されるように、併合され得る。編集または色補正のために、しばしばデータの手動操作が必要とされる。変換データのこうした操作は、しばしば、図１または図３の変換復号から生成される整数実ドメイン・データに対して実行される。
【００２９】
変換データの操作のためのプロセス３００が、図５に示される。整数データ１５０が、特定形態の操作３１０を受ける。この操作３１０が整数出力を生成しない場合、操作出力３４０が再度整数に変換され、クリップされる（３２０）。結果の整数データ３３０が記憶または伝送されるか、選択的に出力装置１６０に送信される。整数への変換及びクリッピング１４０は、整数入力１５０を受け取る操作前に実行されるので、結果の誤差は、少なくとも小さな不正確さを含む、操作からのデータ出力を生じる。
【００３０】
ここで前述のデータ操作プロセスにおいて、入力データが完全に１つのソースから到来する必要はない。例えば、多くのタイプのデータ操作が、２つ以上のソースからのデータの併合を含む。例えば、オーディオ・データのミキシングまたはイメージの併合などの操作が含まれる。前述の図示のプロセスは一般に、こうしたタイプの操作にも同様に適用される。従って、任意のプロセスにおいて使用される"入力データ"は、実際、２つ以上の入力ソースから到来し得る。
【００３１】
操作後のデータは、しばしば変換ドメインに再符号化される。復号及び再符号化のプロセスは、実ドメイン・データに対して操作が実行されない場合、無損失であることが望ましい。すなわち、順方向変換オペレーションが、逆変換タイプの変換オペレーションと同一の変換タイプ・オペレーションを使用する場合、データは、初期に存在したのと正に同一の変換ドメイン・データを生成すべきである。しかしながら、図６に示されるように、整数への変換及び許容範囲へのクリッピングにより誤差が導入される。図６は、整数値データを入力として受け取る順方向変換装置４１０への入力として使用される、整数データ１５０を示す。結果の変換データ'Ａ１'４２０は、逆変換１２０への入力であった原始変換データ'Ａ'１１０とは異なる。なぜなら、整数への変換及びクリッピング・プロセス１４０が、プロセスに誤差を導入したからである。このプロセスの各繰り返しまたは"生成"の後のデータの変化によりもたらされる問題を、ここでは"多重生成問題（multi-generation problem）"と呼ぶことにする。
【００３２】
多重生成問題はまた、図７に変換符号化データにおいて示される。ここでは新たな変換ドメイン・データ４２０が量子化され（５１０）、新たな変換符号化データ'Ｂ１'５２０が生成される。生成される誤差が量子化ステップの半分より大きい場合に限り、量子化データが変化し得ることを理解することが重要である。
すなわち、
【数３】
もし、｜ε｜＜０．５ｑi  ならば、Ｑ（λi＋ε）＝Ｑ（λi）    （３）
【００３３】
ここで、εはこの変換係数において生成される誤差である。なぜなら、各λiが式２）による逆量子化により生成されたので、既に量子化値の倍数であるからである。従って、誤差が十分に小さくなるように、それらを制御することが有利である。誤差が十分に小さければ、新たな変換符号化データが正に原始変換符号化データと同一となる。丸め込みによる整数への変換により導入される最大可能誤差は、変換の間に切り捨てにより導入される誤差の半分である。
【００３４】
図８は、イメージ操作がデータに対して実行され、結果の変更データが変換ドメインに再変換されるケースを示す。整数データ１５０が図５に示されたように操作され、新たな整数値データ６１０が生成される。これらの新たな整数値データ６１０が、順方向変換４１０への入力として使用され、新たな変換データ'Ａ２'６２０が生成される。何も操作を有さない前述のプロセスが、変換データ１１０の変化をもたらす事実は操作が実行されるとき、所望の操作から生じる変化に加え、変換データ１１０の好ましくない変化が存在することを示す。
【００３５】
図８に示されるプロセスを実現する方法の例が、図９に示される。図示の方法７００は、ＪＰＥＧ符号化イメージ・データなどの符号化データに対して実ドメイン操作を実行する。符号化データ'Ｃ'７１０はエントロピ復号され（７２０）、これはＪＰＥＧ規格において、ＪＰＥＧ符号化データに対して定義される。エントロピ復号ステップ７２０は、データを量子化ＤＣＴ係数に伸張する。これらの量子化係数は逆量子化され（７３０）、逆変換に渡される。逆変換はこのシステムでは、２次元８×８逆ＤＣＴ７４０である。結果の実数値イメージ・データが整数値に丸められ、許容範囲（例えば［０、２５５］）にクリップされて（７５０）、許容範囲内の整数値イメージ・データ７５４が生成される。
【００３６】
例えばイメージ操作が対話プロセスの場合のように、操作前にデータを示すことが必要な場合、イメージが選択的に表示装置７５８に送信される。イメージが次に操作され（７６２）、所望の変更が生成される。操作結果が非整数データの場合、イメージ・データが整数に変換され、許容範囲（例えば［０、２５５］）にクリップされる（７６８）。このようにしてイメージ・データ７７２が再度表示され得る（７５８）。新たな実ドメイン・イメージ・データ７７２が順方向ＤＣＴ７７６に渡され、結果のＤＣＴ係数が量子化され（７８０）、新たな量子化ＤＣＴ係数７８４が生成される。これらの係数７８４が次にエントロピ符号化され（７８８）、原始符号化データ'Ｃ'７１０とは異なる新たな符号化データ'Ｃ１'７９２が生成される。新たな符号化データ'Ｃ１'７９２は、イメージ操作７６２によりイメージに加えられる所望の変更だけでなく、変換及びクリッピング・ステージ７５０及び７６８から生じる誤差を組み込む。これらの誤差を除去または低減することが有利である。
【００３７】
図９に示されるプロセスを実現するシステムの例が、図１０に示される。システム７０５は、符号化データに対して実ドメイン操作を実行する。符号化データ'Ｃ'７１５が、ＪＰＥＧ規格においてＪＰＥＧ符号化データに対して定義されるエントロピ復号器７２５に入力される。エントロピ復号器７２５はデータを量子化ＤＣＴ係数に伸張する。これらの量子化係数は逆量子化器７３５に入力され、その出力が逆変換器に渡される。逆変換器はこのシステムでは、２次元８×８逆ＤＣＴ器７４５である。結果の実数値イメージ・データが整数値に丸められ、許容範囲（例えば［０、２５５］）にクリップされ（７５５）、許容範囲内の整数値イメージ・データ７５９が生成される。
【００３８】
例えばイメージ操作が対話プロセスの場合のように、操作前にデータを示すことが必要な場合、イメージが選択的に表示装置７６３に送信される。イメージが次にマニピュレータ７６７により操作され、所望の変更が生成される。操作結果が非整数データの場合、イメージ・データが別の整数変換器及びクリッパ７７３に渡される。このようにして、イメージ・データ７７７が再度表示され得る（７６３）。新たな実ドメイン・イメージ・データ７７７が順方向ＤＣＴ器７８１に渡され、結果のＤＣＴ係数が量子化器７８５に入力され、新たな量子化ＤＣＴ係数７８９が生成される。これらの係数７８９が次にエントロピ符号器７９３に入力され、原始符号化データ'Ｃ'７１５とは異なる新たな符号化データ'Ｃ１'７９７が生成される。新たな符号化データ'Ｃ１'７９７は、イメージ・マニピュレータ７６７によるイメージに加えられる所望の変更だけでなく、整数変換器及びクリッパ７５５及び７７３から生じる誤差を組み込む。
【００３９】
図１１は、８×８ＤＣＴ輝度ブロックのためのＪＰＥＧ輝度量子化マトリックス８０４を示す。図１２は、８×８ＤＣＴクロミナンス・ブロックのためのＪＰＥＧクロミナンス量子化マトリックス８１４を示す。図１１の最小量子化値は１０である。図１２の最小量子化値は１７である。６４個の各サンプルに対する丸め込みによる最大可能誤差は０．５であるので、丸め込みによる整数への変換からの非量子化順方向変換係数における最大誤差は、ＪＰＥＧにおいて４となる（図１３参照）。図１１及び図１２に示される量子化マトリックスでは、このサイズの誤差は全ての値の半分未満であり、量子化の間に消去する。しかしながら、ハイ・エンド印刷またはデジタル・スタジオ編集などの高品質アプリケーションでは、量子化マトリックス値はもっと小さい。あるケースでは、最大品質を保存するためにＤＣ（左上隅）項が１程に小さい。従って、丸め誤差が重要となる。
【００４０】
切り捨てからの最大可能誤差は、各サンプルに対して丁度１未満である。これは非量子化順方向変換係数における誤差をほとんど２倍にする。図１１の量子化マトリックスでは、８個の量子化値は、この誤差が変換符号化データを潜在的に変更し得る程、十分に小さい。
【００４１】
多重生成問題を示す数値例が、図１３に示される。この例では、使用される変換は、ＪＰＥＧ静止画圧縮規格において使用される８×８ＤＣＴである。１つの係数だけ（定数またはＤＣ項）が非ゼロである変換ドメイン係数のセット８２２が、逆変換により作用され、実ドメイン・データのブロック８２４が生成される。この場合、データは全てが１２８．５に等しい６４個の値を含む。８ビット・データに対して１２８のＪＰＥＧレベル・シフトが適用される。実ドメイン・データは最も近い整数８２６に丸められ、この場合、各値が１２９に切り上げられる。次に、順方向変換が適用され、新たな変換ドメイン係数８２８が生成される。結果の新たな変換係数８２８は、初期変換係数８２２とは大きく異なる。これは非常に好ましくない結果である。
【００４２】
この例はまた、ＤＣ量子化値が１、２または４にセットされる場合、変換符号化データにも当てはまる。次に、４、２または１の変換符号化値から、変換係数８２２がそれぞれ生成される。新たな変換係数８２８の量子化は、結果のＤＣ量子化値を２、４または８にそれぞれ変更する。
【００４３】
多重生成問題を示す別の数値例が、図１４で与えられる。再度、使用される変換は、ＪＰＥＧ静止画圧縮規格において使用される８×８ＤＣＴである。１つの係数だけ（定数またはＤＣ項）が非ゼロである変換ドメイン係数のセット８３２が、逆変換により作用され、実ドメイン・データのブロック８３４が生成される。この場合、データは全てが１２８．８７５に等しい６４個の値を含む。８ビット・データに対して１２８のＪＰＥＧレベル・シフトが適用される。実ドメイン・データは最も近い整数８３６に切り捨てられ、この場合、各値が１２８に減じられる。次に、順方向変換が適用され、新たな変換ドメイン係数８３８が生成される。結果の新たな変換係数８３８は、初期変換係数８３２とは大きく異なる。これは非常に好ましくない結果である。
【００４４】
整数への変換時に、実ドメイン丸め込みまたは切り捨てにより生じる誤差について説明したが、次に実ドメイン・クリッピングが誤差を生成する様子について示す。図１５は、実ドメイン・クリッピング８５０の例を示す。この例は問題を説明するために１次元ＤＣＴを使用する。図１５は、８個のサンプルを含む１データ・ブロックを表示するバー・チャート８５４を示す。表示されるデータは２つの周波数成分だけ、すなわち破線により示される定数またはＤＣ成分と、破線に対して対称的な交流波パターンを与える交流またはＡＣ成分とを有する。これらの成分、すなわちそれぞれのＤＣＴ係数の大きさは高精度値である。量子化が実行されるとき、これらのＤＣＴ係数は最も近い量子化レベルに丸められる。変換ドメイン量子化後のデータが、バー・チャート８５８に示される。図示の例では、ＤＣ係数が小さな量子化値を有し、従って量子化はＤＣレベルを大きく変化させない。図示のＡＣ係数は大きな量子化値を有し、従って量子化により大きく変化される。この例は、量子化により、ＡＣ成分の大きさがほぼ２倍になることを示す。これらの量子化値は、例えば、クロミナンス・イメージ・データを圧縮するときに使用されるものを反映する。従って、量子化後に表されるデータは、負の値を有する部分を有する。これは逆変換後に実ドメインの負の値を与える変換ドメイン・データが、負の値を含まない原始実ドメイン・データにより生成され得る様子を示す。
【００４５】
バー・チャート８６２は実ドメイン・クリッピング後に、チャート８５８内のデータから生成されたデータを示す。実データのこれらの負の部分は、０に変更された。これはデータのＤＣ係数の増加をもたらし、従って誤差が導入される。ＤＣ係数の量子化値は一般に小さいので、誤差は式３）で与えられる量子化データの変化をもたらすのに十分に大きい。
【００４６】
実ドメイン・クリッピングにより導入される誤差の可能性を更に説明するために、数値例８７０が図１６及び図１７に示される。この例は図７に示されるシステムを使用する。この例は、イメージの変換符号化のために使用された２次元８×８ＤＣＴを用いて、前述の問題を説明する。初期量子化ＤＣＴ係数がマトリックス８７４により示される。２つの係数を除く全ての係数が０であり、２つの非ゼロの係数はＤＣ係数と、高周波係数である。図１１に示される量子化マトリックスを用いた逆量子化後の係数がマトリックス８７８に示される。逆ＤＣＴがこれらの変換データに実行され、１２８のレベル・シフトが追加されるとき、実データはマトリックス８８２に示されるように生成される。マトリックス８８２に示されるデータは既に整数に丸められているが、許容範囲にクリップされていない。これらの実データは幾つかの負の値を含むことがわかる。クリッピング後、実データ８８２がマトリックス８８６に示されるように、クリップされた実データを生成する。これらのデータは、各負の値が０により置換された以外は、マトリックス８８２と同一である。順方向ＤＣＴが実ドメイン・データに適用され、新たに丸められた変換データ８９０が与えられる。新たな変換データ８９０は、以前の変換データ８７８と大きく異なることがわかる。図１１に示される量子化マトリックスを用いて量子化が実行されるとき、新たな変換符号化データ８９４が生成される。変換データの結果の変化は、量子化後に、変換符号化データに変化を生成する程、十分に大きい。これは非常に好ましくない結果である。
【００４７】
多くの状況において、データの復号、操作及び再符号化のプロセスは、複数回実行される必要がある。これらの状況では、このプロセスの各繰り返しは、"生成"と呼ばれる。整数への変換、及び実ドメイン内の許容範囲へのクリッピングにより生じる前述の誤差は、複数の繰り返しが実行されるとき累積し、データの大きな劣化を生じ得る。前述の説明は、丸め込み（または切り捨て）及びクリッピングにより導入される誤差の代表的な例に過ぎない。より多くのまたは少ない誤差を生成する他の例も可能である。
【００４８】
問題は通常、図１８に示されるように、復号及び再符号化の多重生成の後では、一層悪化する。初期変換符号化データ'Ｄ０'９１０は逆量子化及び逆変換され（９２０）、整数に変換されて許容範囲にクリップされ（９３０）、整数値実ドメイン・データ９４０が生成される。実ドメイン・データ９４０は順方向変換及び量子化（９５０）に渡され、新たな変換符号化データ'Ｄ１'９６０が与えられる。このプロセス全体は数回繰り返され、特定の繰り返し回数'ｎ'の後に、最終的な変換符号化データ'Ｄｎ'９７０が生成される。各ステップにおける誤差のために、最終データ'Ｄｎ'９７０は原始データとは極めて異なる。
【００４９】
変換符号化データの実ドメイン操作の多重生成により多大に悪化する問題を示すケースが、図１９に示される。図１８に示されるステップに加え、特定の形態の操作３１０が実ドメイン・データに対して実行され、続いて整数に変換され、クリップされる（３２０）。順方向変換及び量子化の後、結果の量子化変換係数１０１０は図７の場合同様、いくらかの誤差を含む。'ｎ'回の生成の後、最終変換量子化係数１０２０は極めて大きな好ましくない誤差を有し得る。
【００５０】
【発明の実施の形態】
本発明に従い誤差を低減するための、変換データの処理方法１１００の実施例が、図２０に示される。図１同様、変換データ'Ａ'１１０が逆変換１２０を通過され、高精度実ドメイン・データ１３０が生成される。整数値入力を受け取る出力装置１６０に実ドメイン・データを渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ（１４０）が、高精度実ドメイン・データに影響することなく、操作前に実行される。実ドメイン・データの所望の操作１１１０が、高精度データを入力として受け取り、高精度データ１１２０を出力として生成する方法により、実行される。この操作方法１１１０は概念的に、図５で前述された整数に対する操作３１０と同一の処理をデータに対して実行するが、代わりに高精度データに対して作用する。操作された実ドメイン・データを、整数値入力を受け取る出力装置１６０に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ（１４０）が、高精度の処理済みデータに影響することなく、操作後に実行される。
【００５１】
本発明に従い誤差を低減するための、変換データの処理システム１１０５の実施例が、図２１に示される。図２同様、変換データ'Ａ'１１５が逆変換器１２５を通過され、高精度実ドメイン・データ１３５が生成される。整数値入力を受け取る出力装置１６５に、実ドメイン・データを渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データを生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ１４５が操作前に高精度実ドメイン・データ１３５に影響することなく作用する。マニピュレータ１１１５が実ドメイン・データに作用し、高精度データを入力として受け取り、高精度データ１１２５を出力として生成する。このマニピュレータ１１１５は概念的に、図５で前述された整数に対する操作３１０と同一の処理をデータに対して実行するが、代わりに高精度データに対して作用する。操作された実ドメイン・データを、整数値入力を受け取る出力装置１６５に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値データを生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ１４５が操作後に、高精度の処理済みデータに影響することなく作用する。
【００５２】
逆変換ステップに続き、順方向変換ステップを実行する方法１２００を使用する本発明の実施例が、図２２に示される。図１同様、変換データ'Ａ'１１０が逆変換１２０を通過され、高精度実ドメイン・データ１３０が生成される。整数値入力を受け取る出力装置１６０に実ドメイン・データを渡す必要がある場合、または他の理由から、整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ（１４０）が、高精度実ドメイン・データに影響することなく、操作前に実行される。実ドメイン・データの所望の操作１１１０が、高精度データを入力として受け取り、高精度データ１１２０を出力として生成する方法により実行される。この操作方法１１１０は概念的に、図５で前述された整数に対する操作３１０と同一の処理をデータに対して実行するが、代わりに高精度データに対して作用する。操作された実ドメイン・データを、整数値入力を受け取る出力装置１６０に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ（１４０）が、高精度の処理済みデータに影響することなく実行される。高精度データ１３０は、整数値データを入力として受け取る順方向変換１２１０への入力として使用される。結果の変換データ'Ａ３'１２２０は、順方向変換１２１０が逆変換の転置の場合、逆変換１２０への入力であった原始変換データ'Ａ'１１０と同一である。なぜなら、丸め込み及びクリッピングからの誤差は、変換データ'Ａ３'内に存在しないからである。異なる順方向変換が使用される場合、順方向変換１２１０は異なる変換データ'Ａ３'１２２０を生成する。これは順方向変換入力内に、丸め込み及びクリッピングからの誤差が存在すること無しに、変換間の変換を可能にする。
【００５３】
逆変換器に続き、順方向変換器を有するシステム１２０５を使用する本発明の実施例が、図２３に示される。図２同様、変換データ'Ａ'１１５が逆変換器１２５を通過され、高精度実ドメイン・データ１３５が生成される。整数値入力を受け取る出力装置１６５に実ドメイン・データを渡す必要がある場合、または他の理由から、整数値データを生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ１４５が、高精度実ドメイン・データ１３５に影響することなく作用する。高精度実ドメイン・データ１３５は、実数値データを入力として受け取る順方向変換１２１５への入力として使用される。結果の変換データ'Ａ３'１２２５は、順方向変換器１２１５が逆変換の転置を実現する場合、逆変換器１２５への入力であった原始変換データ'Ａ'１１５と同一である。なぜなら、丸め込み及びクリッピングからの誤差は、変換データ'Ａ３'内に存在しないからである。異なる順方向変換器が使用される場合、順方向変換器１２１５は異なる変換データ'Ａ３'１２２５を生成する。
【００５４】
図２４は、変換データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減する方法１３００を示す。この方法は、図２０で述べられた方法１１００を拡張することにより形成される。この場合、高精度データ１１２０が、高精度データを入力として受け取る順方向変換１２１０へ入力として渡され、丸め込み及びクリッピング誤差無しに、新たな変換データ'Ａ４'１３１０が生成される。
【００５５】
図２５は、変換データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減するシステム１３０５を示す。このシステムは、図２１で述べられたシステム１１０５を拡張することにより形成される。この場合、高精度データ１１２５が、高精度データを入力として受け取る順方向変換器１２１５へ入力として渡され、丸め込み及びクリッピング誤差無しに、新たな変換データ'Ａ４'１３１５が生成される。
【００５６】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減する方法１４００が、図２６に示される。図２６は図３同様、整数変換符号化データ'Ｂ'２１０が逆量子化され（２２０）、出力が逆変換１２０を通過されて、高精度実ドメイン・データ１３０が生成される様子を示す。実ドメイン・データ１３０を、整数値入力を受け取る出力装置１６０に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ（１４０）が、高精度実ドメイン・データ１３０に影響することなく操作前に実行される。次に、実ドメイン・データの所望の操作１１１０が、高精度データを入力として受け取り、高精度データ１４１０を出力として生成する方法により実行される。この操作１１１０は概念的に、図５で前述された整数に対する操作３１０と同一の処理をデータに対して実行するが、代わりに高精度データに対して作用する。操作された実ドメイン・データを、整数値入力を受け取る出力装置１６０に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値データを生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ（１４０）が、高精度の処理済みデータ１４１０に影響することなく、操作１１１０後に実行される。
【００５７】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減するシステム１４０５が、図２７に示される。図２７は図４同様、整数変換符号化データ'Ｂ'２１５が逆量子化器２２５に入力され、逆変換器１２５を通過されて、高精度実ドメイン・データ１３５が生成される様子を示す。実ドメイン・データ１３５を、整数値入力を受け取る出力装置１６０に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データを生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ１４５が、高精度実ドメイン・データ１３５に影響することなく、操作前にデータに作用する。次に、実ドメイン・データの所望の操作が、高精度データを入力として受け取るマニピュレータ１１１５により実行され、高精度データ１４１５が出力として生成される。このマニピュレータ１１１５は概念的に、図５で前述された整数に対する操作３１０と同一の処理をデータに対して実行するが、代わりに高精度データに対して作用する。操作された実ドメイン・データを、整数値入力を受け取る出力装置１６０に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値データを生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ１４５が、高精度の処理済みデータ１４１５に影響することなく、操作１１１５後に非整数データに作用する。
【００５８】
変換符号化データの実ドメイン変換のための方法１５００の実施例が、図２８に示される。高精度データ１３０が、実数値データを入力として受け取る順方向変換１２１０への入力として使用される。順方向変換１２１０の出力は量子化される（１５１０）。所望のシステムの実施例に従い、順方向変換オペレーション１２１０は、逆変換オペレーション１２０で使用された変換とは異なる変換を使用し得る。例えば、逆変換１２０は逆ＤＣＴ変換を使用するのに対して順方向変換１２１０はフーリエ変換を使用する。結果の整数変換データ'Ｂ２'１５２０は、順方向変換オペレーション１２１０が逆変換オペレーション１２０の逆元であり、逆量子化ステップ２２０及び量子化ステップ１５１０で使用される量子化値が同一の場合、逆量子化ステップ２２０への入力であった原始整数変換データ'Ｂ'２１０と同一である。異なる順方向変換が使用される場合、順方向変換１２１０は異なる整数変換データ'Ｂ２'を生成する。同様に、逆量子化２２０及び量子化１５１０における異なる量子化値の使用は、異なる整数変換データ１５２０を生成する。従って、この方法は、順方向変換１２１０への入力１３０内に、丸め込み及びクリッピングからの誤差が存在すること無しに、変換と量子化マトリックス間の変換を可能にする。
【００５９】
量子化マトリックス間の変換は、粗いまたは微細な量子化に対応し得る。ＪＰＥＧ国際規格からＭＰＥＧ国際規格にデータを変換するため、量子化は粗くなりがちである。高品質のＪＰＥＧとは無関係のイメージが、編集プロセスの間に必要とされる。粗い圧縮可能なＭＰＥＧイメージが、所望の帯域幅目標を達成するために使用される。他方、相当な手編集の後、ＪＰＥＧイメージを再圧縮する際、量子化は変化を保存するために微細になりがちである。
【００６０】
本発明に従う、変換符号化データの実ドメイン変換のためのシステム１５０５の実施例が、図２９に示される。高精度データ１３５が実数値データを入力として受け取る順方向変換器１２１５への入力として使用される。順方向変換器１２１５の出力は、量子化器１５１５に入力される。所望のシステムの実施例に従い、順方向変換器１２１５は、逆変換器１２５で使用された変換とは異なる変換を生成し得る。例えば、逆変換器１２５は逆ＤＣＴ変換を使用するのに対して、順方向変換器１２１５はフーリエ変換を使用する。結果の整数変換データ'Ｂ２'１５２５は、順方向変換器１２１５が逆変換器１２５の逆元を生成し、逆量子化器２２５及び量子化器１５１５で使用される量子化値が同一の場合、逆量子化器２２５への入力であった原始整数変換データ'Ｂ'２１５と同一である。異なる順方向変換が生成される場合、順方向変換器１２１５は異なる整数変換データ'Ｂ２'を生成する。同様に、逆量子化器２２５及び量子化器１５１５における異なる量子化値の使用は、異なる整数変換データ１５２５を生成する。従って、このシステムは順方向変換器１２１５への入力１３５内に、丸め込み及びクリッピングからの誤差が存在すること無しに、変換と量子化マトリックス間の変換を可能にする。
【００６１】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減する方法１６００が、図２６で前述した方法１４００を拡張することにより形成され、図３０に示される。高精度データ１４１０が、高精度データを入力として受け取る順方向変換１２１０へ、入力として渡される。順方向変換１２１０からの出力値が量子化され（１５１０）、新たな変換符号化データ'Ｂ３'１６１０が生成される。
【００６２】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減するシステム１６０５が、図２７で前述したシステム１４０５を拡張することにより形成され、図３１に示される。高精度データ１４１５が、高精度データを入力として受け取る順方向変換器１２１５へ、入力として渡される。順方向変換器１２１０からの出力値が量子化器１５１５に入力され、新たな変換符号化データ'Ｂ３'１６１５が生成される。
【００６３】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減する方法１７００の実施例が、図３２に示される。選択された実施例は、ＤＣＴを用いて変換符号化されるＪＰＥＧ符号化イメージの実ドメイン操作のための方法である。ＪＰＥＧ符号化イメージ・データ'Ｃ'７１０が、無損失エントロピ復号ステップ７２０により復号され、量子化ＤＣＴ係数が生成される。これらの係数は逆量子化され（７３０）、逆ＤＣＴ７４０を通過され、高精度実ドメイン・データ１７１０が生成される。操作前にイメージを整数値入力を受け取る表示装置７５８に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データ７５４を生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ（７５０）が、高精度実ドメイン・イメージ・データ１７１０に影響することなく、操作１７２０前に実行される。次に、イメージの所望の操作１７２０が高精度データを入力として受け取り、高精度データ１７３０を出力として生成する方法により、実行される。操作されたイメージ・データを整数値入力を受け取る表示装置７５８に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値イメージ・データ１７５０を生成する必要がある場合、整数に変換し、許容範囲にクリップするステップ（１７４０）が高精度の処理済みイメージ・データ１７３０に影響することなく、操作１７２０後に実行される。高精度イメージ・データ１７３０は、高精度データを入力として受け取る順方向ＤＣＴ１７６０へ、入力として渡される。順方向ＤＣＴ１７６０からの出力値は量子化され（７８０）、新たな整数ＤＣＴ係数１７７０が生成される。これらの係数１７７０は無損失エントロピ符号化ステップ７８８により符号化され、新たなＪＰＥＧ符号化データ'Ｃ２'１７８０が生成される。順方向変換及び逆変換、並びに操作システムが十分に正確であり、それらが導入する誤差が、前述の式３）で述べた量子化ステップの半分以下の場合、ＤＣＴ係数に誤差は全く導入されない。
【００６４】
変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減するシステム１７０５の実施例が、図３３に示される。選択された実施例は、ＤＣＴを用いて変換符号化されるＪＰＥＧ符号化イメージの実ドメイン操作のための方法を実現する。ＪＰＥＧ符号化イメージ・データ'Ｃ'７１５が無損失エントロピ復号器７２５により復号され、量子化ＤＣＴ係数が生成される。これらの係数は逆量子化器７３５に送信され、次に逆ＤＣＴ器７４５を通過され、高精度実ドメイン・データ１７１５が生成される。操作前にイメージを、整数値入力を受け取る表示装置７６３に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作前に整数値データ７５９を生成する必要がある場合、整数変換器及びクリッパ７５５が操作１７２５前に、高精度実ドメイン・イメージ・データ１７１５に影響することなく、許容範囲内の整数値データを生成する。イメージの所望の操作を実行するマニピュレータ１７２５は、高精度データを入力として受け取り、高精度データ１７３５を出力として生成する。操作されたイメージ・データを、整数値入力を受け取る表示装置７６３に渡す必要がある場合、または他の理由から、操作後に整数値イメージ・データ１７５５を生成する必要がある場合、任意選択の整数変換器及びクリッパ１７４５が、マニピュレータ１７２５のオペレーション後に、高精度の処理済みイメージ・データ１７３５に影響することなく、整数値データ１７５５を生成する。高精度イメージ・データ１７３５は、高精度データを入力として受け取る順方向ＤＣＴ器１７６５へ、入力として渡される。順方向ＤＣＴ変換器１７６５からの出力値は量子化器７８５に送信され、新たな整数ＤＣＴ係数１７７５が生成される。これらの係数１７７５は無損失エントロピ符号化器７９３により符号化され、新たなＪＰＥＧ符号化データ'Ｃ２'１７８５が生成される。順方向変換及び逆変換、並びに操作システムが十分に正確であり、それらが各係数に対して導入する誤差が、前述の式３）で述べた量子化ステップの半分以下の場合、ＤＣＴ係数に追加の誤差は導入されない。
【００６５】
図３４は、変換符号化データの実ドメイン操作の多重ステップを実行し、誤差を低減する方法１８００を示し、ここでは操作ステップと、順方向変換及び量子化ステップ、及び逆量子化及び逆変換ステップとが交互に実行される。一般に、各操作は別のオペレーションをデータに実行する。例えば、デジタル・スタジオ編集では、第１の操作はイメージを色補正する。第２の操作は、クロマキーイング法を用いて、色補正されたイメージを背景と併合する。第３の操作は、ハイライトをイメージに追加する。第４の操作は、イメージをクロップ（crop）し、映画の１６：９の幅対高さアスペクト比から、テレビジョンの４：３アスペクト比に変換する。イメージの印刷のために第１の操作はイメージを９０゜回転させ、イメージを印刷方向に向ける。第２の操作は幾つかの独立のイメージを１つの合成イメージに併合する。第３の操作は色変換を実行する。
【００６６】
図３４に示されるように、変換符号化データ'Ｄ０'９１０が逆量子化され、逆変換９２０を通過され、高精度実ドメイン・データ１８１０が生成される。何らかの理由により、整数値データを生成する必要がある場合、高精度の実ドメイン・データ１８１０に影響することなく、高精度データ１８１０が整数に変換され、許容範囲にクリップされる（１８２０）。次に、高精度データ１８１０を入力として受け取り、高精度データ１８４０を出力として生成する方法により、実ドメイン・データの所望の操作１１１０が実行される。この出力データの整数値を生成することが所望される場合、高精度の出力データに影響することなく、高精度データ１８４０が整数に変換され、許容範囲にクリップされる（１８３０）。高精度出力データ１８４０は、順方向変換器及び量子化器１８５０に入力として渡され、新たな変換符号化データ'Ｆ１'１８６０が生成される。逆量子化及び逆変換、操作、及び順方向変換及び量子化のプロセスは複数回繰り返され、その際、操作１８７０は各繰り返しの度に異なる。多重ステップの後、最終的な変換符号化データ'Ｆｎ'１８８０が生成され、丸め誤差及びクリッピング誤差が低減または除去される。整数への変換及びクリッピング・ステップから生成される出力は、マルチプレクサにより、またはマルチプレクサを介さず、出力装置１８９０に送信され得る。
【００６７】
図３５は、変換符号化データの実ドメイン操作の多重ステージを実行し、誤差を低減するシステム１８０５を示し、ここではマニピュレータのオペレーションと、順方向変換器及び量子化器のオペレーション、及び逆量子化器及び逆変換器のオペレーションとが交互に実行される。変換符号化データ'Ｄ０'１８１５が逆量子化器及び逆変換器１８１９に供給され、高精度実ドメイン・データ１８２３が生成される。何らかの理由により、整数値データを生成する必要がある場合、高精度の実ドメイン・データ１８２３に影響することなく、高精度データ１８２３が整数変換器及びクリッパ１８２７により作用される。次に、マニピュレータ１１１５が実ドメイン・データ１８２３に作用して、所望の操作を実行し、高精度データ１８４５を出力として生成する。この出力データの整数値を生成することが所望される場合、高精度の出力データに影響することなく、高精度データ１８４５が整数変換器及びクリッパ１８３５に入力される。高精度出力データ１８４５は、順方向変換器及び量子化器１８５５に入力として渡され、新たな変換符号化データ'Ｆ１'１８６５が生成される。逆量子化及び逆変換、操作、及び順方向変換及び量子化のステップは複数回繰り返され、その際、操作１８７５は各繰り返しの度に異なる。多重繰り返しの後、最終的な変換符号化データ'Ｆｎ'１８８５が生成され、実ドメイン丸め誤差及びクリッピング誤差が低減または除去される。特定の実施例では、任意のまたは全ての整数変換器及びクリッパ・モジュールからの出力が、出力装置１８９５に供給される。符号化イメージ・データの場合、出力装置はディスプレイまたはテレビジョン・セットなどである。符号化オーディオ・データの場合、出力装置はプレーヤまたはレコーダなどである。
【００６８】
本発明が多重生成問題の一面を解決する様子を示す数値例が、図３６に示される。１つの係数だけ（定数またはＤＣ項）が非ゼロである変換ドメイン係数のセット８２２が、逆変換により作用され、実ドメイン・データのブロック８２４が生成される。この場合、データは全てが１２８．５に等しい６４個の値を含む。８ビット・データに対して１２８のＪＰＥＧレベル・シフトが適用される。次に、順方向変換が適用され、新たな変換ドメイン係数１９１０が生成される。ここで新たな変換係数１９１０が、初期の変換係数８２２に同一であることが分かる。これは丸め誤差が順方向ＤＣＴに送信されるデータ内に存在しないことによる。
【００６９】
本発明が多重生成問題の別の一面を解決する様子を示す数値例が、図３７に示される。１つの係数だけ（定数またはＤＣ項）が非ゼロである変換ドメイン係数のセット８３２が、逆変換により作用され、実ドメイン・データのブロック８３４が生成される。この場合、データは全てが１２８．８７５に等しい６４個の値を含む。８ビット・データに対して、１２８のＪＰＥＧレベル・シフトが適用される。次に、順方向変換が適用され、新たな変換ドメイン係数１９３８が生成される。ここで新たな変換係数１９３８が、初期の変換係数８３２に同一であることが分かる。これは切り捨て誤差が順方向ＤＣＴに送信されるデータ内に存在しないことによる。
【００７０】
高精度の数が、実ドメイン丸め込みまたは切り捨てにより生成された誤差を除去する様子について説明したが、次に実ドメイン・クリッピング誤差についても回避されることについて示すことにする。図１６で使用された同一の数値開始ポイント及び最初の３つのステップが、図３８に示される。初期量子化ＤＣＴ係数がマトリックス８７４に示される。２つの係数を除く全ての係数が０である。すなわち、２つの非ゼロの係数は、ＤＣ係数及び高周波係数である。逆量子化後の係数が、マトリックス８７８に示される。使用される量子化マトリックスが、図１１に示される。逆ＤＣＴがこれらの変換データに対して実行されるとき、マトリックス８８２に示されるように、実データが生成される。マトリックス８８２に示されるデータは、既に整数に丸められているが、許容範囲にクリップされていない。
【００７１】
図３９は、実ドメイン・データに適用され、新たに丸められた変換データ１９４４を与える順方向ＤＣＴの結果を示す。量子化が実行されるとき、新たな変換符号化データ１９４８が生成される。この例では、変換データの変化は、量子化後に変換符号化データの変化を生成する程、大きくない。
【００７２】
生成の間の操作の例は、２つ以上の変換符号化データ・セットの併合を含む。変換符号化イメージ・データ・セットでは、複数の小さなイメージが１つの大きなピクチャに収集される必要があるので併合が必要とされる。折りたたみ広告パンフレットは一般に、複数の個々のピクチャから成る。今日の最高級のレーザ・プリンタは、一度に２ページ以上を印刷する。こうしたケースでは、イメージは一般にオーバラップせず、同一の量子化（ＪＰＥＧのＤＣＴのための８×８ブロック構造などの、基準グリッドに対する位置決め）または方位を有さないかもしれない。最終ピクチャを実ドメインで構成することにより、各サブイメージに対して標準プロセスが使用され得る。合成イメージは、オンザフライ式印刷のための最終的な伸張のために、再圧縮され得る。
【００７３】
同様に、デジタル編集は、直接に実行される幾つかの独立な操作を要求する多くの特殊な効果を含み得る。デジタル映画はしばしば、２つの主要場面間の円滑な遷移を達成するために、フェードイン／フェードアウト特殊効果を使用する。こうした特殊効果は、各場面の独立の処理を従える。従って、編集において特殊効果の合成を生成するために、伸張及び再圧縮の多重生成が必要とされる。
【００７４】
クロマキーイングは２つの独立なビデオ・データ・ストリームを含む。一方のビデオでは背景が捕獲される。他のビデオでは、しばしば生の俳優のアクションを含む前景が、紺碧または黒の背景などの空白の単色に対して撮影される。次に、前景イメージ内の黒画素が、背景ビデオからの画素により置換される。画素は単一画素レベルで混合されるので、イメージは実ドメイン内で結合される必要がある。整数に変換し、クリップすることにより導入される誤差は、こうしたデジタル・スタジオ・アプリケーションにとって、非常に好ましくない。
【００７５】
ハイエンド・デジタル・グラフィックス市場は、時に１００メガ（すなわち１億）画素以上のデジタル・イメージを使用する。光沢のある広告パンフレット及び大きな写真展示会ブースの背景幕は、こうした高品質デジタル・イメージの２つの使用例である。高品質有損失ＪＰＥＧ圧縮が、伝送及び記憶コスト削減を維持するために使用され得る。こうしたイメージは伸張及び再圧縮され、ハイライトの追加、色補正、テキストの追加または変更、及びイメージ・クロッピングなどの変化及び変更を可能にするので、故意でない変化が問題であり、これは本発明の概念を用いて解決される。
【００７６】
本発明の概念の前述の例は、通常、イメージ及びビデオ変換データを対象とする。インターネットの広範な使用が、ＪＰＥＧ及びＭＰＥＧ圧縮イメージ・データの価値を示した。ＪＰＥＧイメージが印刷されるとき、縮尺の変更または方位の変更などの操作が要求され得る。更に、別の色空間への変換、及びそれに続く再圧縮が、イメージの印刷準備完了バージョンの記憶を可能にする。丸め込み及びクリッピングからの誤差は、非常に好ましくない。
【００７７】
オーディオ符号化データもまた、伸張され、特殊音響効果と混合され、他のオーディオ・データと併合され、編集され、実ドメイン内で処理されて、誤差を低減する必要がある。類似の技法が、現象を表すデータが変換ドメイン内に記憶されるときに、データの変換及び逆変換を使用するデジタル処理の他の産業、商業、及び軍事アプリケーションにおいて実行される。
【００７８】
本発明はまた、装置またはコンピュータ製品として提供され得る。本発明は、コンピュータに本発明の方法を実行するように指示する、コンピュータ読取り可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ読取り可能媒体を含む製造物として実現され得る。
【００７９】
本発明の説明は、特定の構成に対して述べられたが、本発明の趣旨及び概念は他の構成にも好適であり、適用され得る。当業者には、ここで開示された実施例の他の変更も、本発明の趣旨及び範囲から逸れることなく、可能であることが明らかであろう。
【００８０】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００８１】
（１）現象を表す変換データをデジタル的に処理する方法であって、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を操作し、効果を生成するステップと
を含む、方法。
（２）前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、変換データを形成するステップを含む、前記（１）記載の方法。
（３）前記現象がイメージである、前記（１）記載の方法。
（４）前記効果が２つのデータ・セットのクロマキー併合である、前記（１）記載の方法。
（５）前記効果がイメージ・データの色補正である、前記（１）記載の方法。
（６）前記効果が前記イメージの９０゜回転である、前記（３）記載の方法。
（７）前記高精度数が浮動小数点数である、前記（１）記載の方法。
（８）前記高精度数が小数部を含む固定精度数である、前記（１）記載の方法。
（９）前記逆変換ステップが逆離散コサイン変換を使用する、前記（１）記載の方法。
（１０）前記逆変換ステップが逆離散ウェブレット変換を使用する、前記（１）記載の方法。
（１１）前記逆変換ステップが逆離散フーリエ変換を使用する、前記（１）記載の方法。
（１２）現象を表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理する方法であって、
前記変換データを前記実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数の順方向変換を実行するステップと
を含む、方法。
（１３）前記順方向変換の逆元が前記逆変換と異なる、前記（１２）記載の方法。
（１４）前記順方向変換が順方向離散コサイン変換であり、前記逆変換が逆離散ウェブレット変換である、前記（１３）記載の方法。
（１５）現象を表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法であって、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を操作し、効果を生成するステップと
を含む、方法。
（１６）前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、変換データを形成するステップを含む、前記（１５）記載の方法。
（１７）前記変換符号化データが符号化オーディオ・データである、前記（１５）記載の方法。
（１８）前記変換符号化データが符号化イメージ・データである、前記（１５）記載の方法。
（１９）前記変換符号化データが符号化ビデオ・データである、前記（１５）記載の方法。
（２０）前記符号化イメージ・データがＪＰＥＧ静止画国際規格形式である、前記（１８）記載の方法。
（２１）前記符号化イメージ・データがＭＰＥＧ動画ビデオ国際規格形式である、前記（１９）記載の方法。
（２２）前記逆変換ステップが逆離散コサイン変換を使用する、前記（１５）記載の方法。
（２３）前記逆変換ステップが逆離散ウェブレット変換を使用する、前記（１５）記載の方法。
（２４）前記逆変換ステップが逆離散フーリエ変換を使用する、前記（１５）記載の方法。
（２５）前記高精度数が浮動小数点数である、前記（１５）記載の方法。
（２６）前記高精度数が小数部を含む固定精度数である、前記（１５）記載の方法。
（２７）前記高精度数を操作し、効果を生成するステップを含む、前記（１２）記載の方法。
（２８）現象を表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法であって、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成するステップと、
前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップと
を含む、方法。
（２９）前記高精度数を操作し、効果を生成するステップを含む、前記（２８）記載の方法。
（３０）前記高精度数を整数に変換し、許容範囲にクリップして、変換データを形成するステップを含む、前記（２９）記載の方法。
（３１）前記操作するステップと、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップとを、所望の回数、交互に繰り返すステップを含む、前記（２９）記載の方法。
（３２）前記変換符号化データが圧縮データであり、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップが、圧縮／伸張サイクルを実行する、前記（３１）記載の方法。
（３３）変換符号化データを再圧縮及び伸張し、編集オペレーションを可能にする、前記（３１）記載の方法を使用するシステム。
（３４）前記変換符号化データが符号化オーディオ・データである、前記（２９）記載の方法。
（３５）前記変換符号化データが符号化電磁環境データである、前記（２９）記載の方法。
（３６）前記変換データが符号化ビデオ・データである、前記（２９）記載の方法。
（３７）前記現象がＪＰＥＧ規格形式で符号化されたイメージ・データであり、
無損失エントロピ復号により、量子化変換係数を復号するステップと、
無損失エントロピ符号化により、前記量子化データを符号化し、ＪＰＥＧ規格データ圧縮形式の符号化データを形成するステップと
を含む、前記（２９）記載の方法。
（３８）現象を表す第１レベルの変換符号化データを実ドメイン内でデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換符号化データから変換データを形成する第１の逆量子化器と、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を生成する、第１の逆変換器と、
前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成する第１の順方向変換器と、
前記順方向変換データを量子化し、量子化データを形成する第１の量子化器と
を含む、システム。
（３９）前記順方向変換器が、前記逆変換器により使用された第１の変換タイプとは異なる変換タイプを使用する、前記（３８）記載のシステム。
（４０）前記順方向変換器が順方向離散コサイン変換を生成し、前記逆変換器が逆離散ウェブレット変換を生成する、前記（３８）記載のシステム。
（４１）前記高精度数を操作し、効果を生成するマニピュレータを含む、前記（３８）記載のシステム。
（４２）前記逆量子化器及び前記量子化器が同一の量子化値を使用する、前記（３８）記載のシステム。
（４３）前記量子化変換データのサブセットだけが、異なる変換符号化データを生成する、前記（４１）記載のシステム。
（４４）前記逆量子化器及び前記量子化器が少なくとも１つの異なる量子化値を使用する、前記（３８）記載のシステム。
（４５）前記変換符号化データを形成する無損失エントロピ復号器と、
前記量子化データを符号化する無損失エントロピ符号化器と
を含む、前記（３８）記載のシステム。
（４６）現象を表す変換データをデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
前記高精度数を操作し、効果を生成するマニピュレータと
を含む、システム。
（４７）前記高精度数を整数に変換する変換器と、前記整数を許容範囲にクリップするクリッパとを含む、前記（４６）記載のシステム。
（４８）現象を表す変換符号化データをデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成する逆量子化器と、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
前記高精度数を操作し、効果を生成するマニピュレータと
を含む、システム。
（４９）前記高精度数を整数に変換する変換器と、前記整数を許容範囲にクリップするクリッパとを含む、前記（４８）記載のシステム。
（５０）現象を表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理するシステムであって、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成する逆変換器と、
前記高精度数を順方向変換する順方向変換器と
を含む、システム。
（５１）前記高精度数を操作し、効果を生成するマニピュレータを含む、前記（５０）記載のシステム。
（５２）前記量子化データが他のレベルの変換符号化データを形成し、
他のレベルの変換符号化データに対して、前記第１のレベルの変換符号化データに実行されたのと同様の機能を実行する、別の逆量子化器、別の逆変換器、別のマニピュレータ、別の順方向変換器、及び別の量子化器を含む、前記（４１）記載のシステム。
（５３）前記第１のマニピュレータにより生成される前記効果が、他のマニピュレータにより生成される効果と異なるタイプである、前記（５２）記載のシステム。
（５４）前記第１の逆量子化器、第１の逆変換器、第１の順方向変換器、及び第１の量子化器の機能と、前記別の逆量子化器、別の逆変換器、別の順方向変換器、及び別の量子化器のそれぞれの機能が、各々同一のモジュールにより実行される、前記（５２）記載のシステム。
（５５）前記変換データを出力装置による使用のために提供するステップを含む、前記（２）記載の方法。
（５６）前記出力装置が表示モニタである、前記（５５）記載の方法。
（５７）前記出力装置がラスタ表示モニタである、前記（５５）記載の方法。
（５８）前記変換データがスペクトル分析の情報を含む、前記（１）記載の方法。
（５９）現象を表す変換データをデジタル的に処理するコンピュータ読取り可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ読取り可能媒体を含む装置であって、前記コンピュータ読取り可能プログラム・コード手段が、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するように、コンピュータに指示する手段と、
前記高精度数を操作し、効果を生成するように前記コンピュータに指示する手段と
を含む、装置。
（６０）前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、変換データを形成するように前記コンピュータに指示する手段を含む、前記（５９）記載の装置。
（６１）前記現象がイメージである、前記（５９）記載の装置。
（６２）現象を表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理するコンピュータ読取り可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ読取り可能媒体であって、前記コンピュータ読取り可能プログラム・コード手段が、
前記変換データを前記実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するように、前記コンピュータに指示する手段と、
前記高精度数の順方向変換を実行するように、前記コンピュータに指示する手段と
を含む、コンピュータ読取り可能媒体。
（６３）前記順方向変換の逆元が前記逆変換と異なる、前記（６２）記載の媒体。
（６４）前記順方向変換が順方向離散コサイン変換であり、前記逆変換が逆離散ウェブレット変換である、前記（６２）記載の媒体。
（６５）現象を表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法を実行する、マシンにより実行可能な命令プログラムを実現するマシン読取り可能プログラム記憶装置であって、前記方法が、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を操作し、効果を生成するステップと
を含む、プログラム記憶装置。
（６６）前記高精度数を整数に変換し、前記整数を許容範囲にクリップして、変換データを形成するステップを含む、前記（６５）記載のプログラム記憶装置。
（６７）現象を表す変換符号化データをデジタル的に処理する方法を実行する、マシンにより実行可能な命令プログラムを実現するマシン読取り可能プログラム記憶装置であって、前記方法が、
前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記変換データを実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を順方向変換し、順方向変換データを形成するステップと、
前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップと
を含む、プログラム記憶装置。
（６８）前記高精度数を操作し、効果を生成するステップを含む、前記（６７）記載のプログラム記憶装置。
（６９）前記高精度数を整数に変換し、許容範囲にクリップして、変換データを形成するステップを含む、前記（６７）記載のプログラム記憶装置。
（７０）前記操作するステップと、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップとを、所望の回数、交互に繰り返すステップを含む、前記（６７）記載のプログラム記憶装置。
（７１）前記変換符号化データが圧縮データであり、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップが、圧縮／伸張サイクルを実行する、前記（７０）記載のプログラム記憶装置。
（７２）前記現象がＪＰＥＧ規格形式で符号化されたイメージ・データであり、
無損失エントロピ復号により、量子化変換係数を復号するステップと、
無損失エントロピ符号化により、前記量子化データを符号化し、ＪＰＥＧ規格データ圧縮形式の符号化データを形成するステップと
を含む、前記（６７）記載のプログラム記憶装置。
（７３）現象を表す変換データを実ドメイン内でデジタル的に処理する方法であって、
前記変換データを前記実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を整数に変換するステップと、
前記整数の順方向変換を実行し、順方向変換データを形成するステップと
を含む、方法。
（７４）前記整数を操作し、効果を生成するステップを含む、前記（７３）記載の方法。
（７５）前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップと、
前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップと
を含む、前記（７３）記載の方法。
（７６）前記整数を許容範囲にクリップし、変換データを形成するステップを含む、前記（７３）記載の方法。
（７７）前記操作するステップと、前記順方向変換を実行するステップ、量子化を実行するステップ、逆量子化を実行するステップ、及び逆変換を実行するステップとを、所望の回数、交互に繰り返すステップを含む、前記（７５）記載の方法。
（７８）現象を表す変換符号化データを実ドメイン内でデジタル的に処理する方法を実行する、マシンにより実行可能な命令プログラムを実現するマシン読取り可能プログラム記憶装置であって、前記方法が、
前記変換データを前記実ドメインに逆変換し、高精度数を形成するステップと、
前記高精度数を整数に変換するステップと、
前記整数の順方向変換を実行し、順方向変換データを形成するステップと
を含む、プログラム記憶装置。
（７９）前記整数を操作し、効果を生成するステップを含む、前記（７８）記載のプログラム記憶装置。
（８０）前記変換符号化データの逆量子化を実行し、変換データを形成するステップを含む、前記（７８）記載のプログラム記憶装置。
（８１）前記順方向変換データの量子化を実行し、量子化データを形成するステップを含む、前記（７８）記載のプログラム記憶装置。
（８２）前記整数を許容範囲にクリップし、変換データを形成するステップを含む、前記（７８）記載のプログラム記憶装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】逆変換を実行する方法のブロック図である。
【図２】逆変換を実行するシステムのブロック図である。
【図３】変換符号化データを復号する方法を示すブロック図である。
【図４】変換符号化データを復号するシステムを示すブロック図である。
【図５】変換データの実ドメイン処理のための方法を示すブロック図である。
【図６】逆変換に続き順方向変換を実行し、多重生成問題を例証する方法を示すブロック図である。
【図７】変換符号化データを復号及び再符号化し、多重生成問題を例証する方法を示すブロック図である。
【図８】逆変換、実ドメイン・データ操作、及び順方向変換を実行し、多重生成問題を例証する方法を示すブロック図である。
【図９】多重生成問題を示す、ＪＰＥＧのＤＣＴ符号化イメージ・データの実ドメイン処理を実行する方法を示すブロック図である。
【図１０】多重生成問題を示す、ＪＰＥＧのＤＣＴ符号化イメージ・データの実ドメイン処理を実行するシステムを示すブロック図である。
【図１１】ＪＰＥＧ輝度量子化マトリックスの例を示す図である。
【図１２】ＪＰＥＧクロミナンス量子化マトリックスの例を示す図である。
【図１３】実ドメイン丸め込みが８×８ブロックＤＣＴ符号化データ内で大きな誤差を生じ得る数値例を示す図である。
【図１４】実ドメイン切り捨てが８×８ブロックＤＣＴ符号化データ内で大きな誤差を生じ得る様子を示す数値例を示す図である。
【図１５】実ドメイン・クリッピングが１次元離散コサイン変換符号化データ内で誤差を生じ得る様子を示すグラフの例を示す図である。
【図１６】実ドメイン・クリッピングが８×８ブロックＤＣＴ符号化データ内で大きな誤差を生じ得る数値例を示す図である。
【図１７】実ドメイン・クリッピングが８×８ブロックＤＣＴ符号化データ内で大きな誤差を生じ得る数値例を示す図である。
【図１８】図７で述べられたプロセスの複数の繰り返しを実行し、多重生成問題を示す方法を示すブロック図である。
【図１９】実ドメイン操作の複数の繰り返しを実行し、多重生成問題を示す方法のブロック図である。
【図２０】本発明に従う、変換データの誤差低減処理のための方法の例を示すブロック図である。
【図２１】本発明に従う、変換データの誤差低減処理のためのシステムの例を示すブロック図である。
【図２２】本発明に従いこのプロセスが無損失となるように、逆変換に続き順方向変換を実行する方法の例を示すブロック図である。
【図２３】本発明に従いこのプロセスが無損失となるように、逆変換に続き順方向変換を実行するシステムの例を示すブロック図である。
【図２４】本発明に従い、変換データの実ドメイン操作に続き、順方向変換を実行し、誤差を低減する方法の例を示すブロック図である。
【図２５】本発明に従い、変換データの実ドメイン操作に続き、順方向変換を実行し、誤差を低減するシステムの例を示すブロック図である。
【図２６】本発明に従う、変換符号化データの誤差低減処理のための方法の例を示すブロック図である。
【図２７】本発明に従う、変換符号化データの誤差低減処理のためのシステムの例を示すブロック図である。
【図２８】本発明に従いこのプロセスが無損失となるように、変換符号化データを復号及び再符号化する方法の例を示すブロック図である。
【図２９】本発明に従いこのプロセスが無損失となるように、変換符号化データを復号及び再符号化するシステムの例を示すブロック図である。
【図３０】本発明に従い、変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減する方法の例を示すブロック図である。
【図３１】本発明に従い、変換符号化データの実ドメイン操作を実行し、誤差を低減するシステムの例を示すブロック図である。
【図３２】本発明に従い、新たな変換符号化データ内の好ましくない誤差を低減または除去するように、ＪＰＥＧ符号化イメージ・データの実ドメイン処理を実行する方法の実施例を示すブロック図である。
【図３３】本発明に従い、新たな変換符号化データ内の好ましくない誤差を低減または除去するように、ＪＰＥＧ符号化イメージ・データの実ドメイン処理を実行するシステムの実施例を示すブロック図である。
【図３４】本発明に従い、図３０に示される変換符号化データの実ドメイン操作の複数の繰り返しを実行し、誤差を低減する方法の例を示すブロック図である。
【図３５】本発明に従い、図３１に示される変換符号化データの実ドメイン操作の複数の繰り返しを実行し、誤差を低減するシステムの例を示すブロック図である。
【図３６】丸められた数の代わりに、高精度の数を順方向変換への入力として使用する、図１３と同一の８×８ブロック数値開始ポイントを示す図である。
【図３７】切り捨てられた数の代わりに、高精度の数を順方向変換への入力として使用する、図１４と同一の８×８ブロック数値開始ポイントを示す図である。
【図３８】図１６と同一の８×８ブロック数値ステップを示す図である。
【図３９】クリッピング以前に丸め込みを有する逆ＤＣＴの出力が順方向変換に入力され、続いて量子化されるときの、数値結果を示す図である。
【符号の説明】
１１０、１１５  変換ドメイン・データ'Ａ'
１２０  逆変換
１２５、１８１９  逆変換器
１３０、１３５  高精度実数値データ
１４０  クリッピング
１４５、７７３、１７４５、１８２７  クリッパ
１５０、１５５  整数実ドメイン・データ
１６０、１６５、１８９０、１８９５  出力装置
２１０、２１５  整数変換符号化データ'Ｂ'
２２０  逆量子化
２２５、７３５  逆量子化器
３４０  操作出力
３３０、６１０  整数データ
４１０  順方向変換装置
４２０  変換データ'Ａ１'
５２０  変換符号化データ'Ｂ１'
６２０  変換データ'Ａ２'
７１０、７１５  符号化データ'Ｃ'
７２５、７９３  エントロピ復号器
７４０、７４５  ２次元８×８逆ＤＣＴ
７５０  変換
７５４  整数値イメージ・データ
７５５  整数変換器
７５８、７６３  表示装置
７６２  イメージ操作
７６７、１１１５、１７２５  マニピュレータ
７６８  クリッピング・ステージ
７７２、７５９、７７７  イメージ・データ
７７６  順方向ＤＣＴ
７８１  順方向ＤＣＴ器
７８４、７８９  量子化ＤＣＴ係数
７８５、１５１５、１８５０、１８５５  量子化器
７９２、７９７  符号化データ'Ｃ１'
８０４  ＪＰＥＧ輝度量子化マトリックス
８１４  ＪＰＥＧクロミナンス量子化マトリックス
８２２、８２８、８３２、８３８、１９１０、１９３８  変換ドメイン係数
８２６、８３６  最も近い整数
８５０  実ドメイン・クリッピング
８７０  数値例
８７４、８７８、８８２、８８６  マトリックス
８９０  変換データ
８９４、１９４４、１９４８  変換符号化データ
９１０  変換符号化データ'Ｄ０'
９４０  整数値実ドメイン・データ
９６０  変換符号化データ'Ｄ１'
９７０  変換符号化データ'Ｄｎ'
１０１０  量子化変換係数
１０２０  最終変換量子化係数
１１２０、１１２５、１４１０、１４１５、１７３０、１７３５、１８４０、１８４５  高精度データ
１２１０、１２１５  順方向変換
１２２０、１２２５  変換データ'Ａ３'
１３１０、１３１５  変換データ'Ａ４'
１４１５  処理済みデータ
１５２０  整数変換データ'Ｂ２'
１６１０、１６１５  変換符号化データ'Ｂ３'
１７１０、１７１５、１８１０、１８２３  高精度実ドメイン・データ
１７３０、１７３５  処理済みイメージ・データ
１７５５  整数値イメージ・データ
１７６０  順方向ＤＣＴ
１７６５  順方向ＤＣＴ変換器
１７７０、１７７５  整数ＤＣＴ係数
１７８０、１７８５  ＪＰＥＧ符号化データ'Ｃ２'
１８１５  変換符号化データ'Ｄ０'
１８６０、１８６５  変換符号化データ'Ｆ１'
１８８０、１８８５  変換符号化データ'Ｆｎ'
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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