(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の成分を持つ数列を低周波成分と高周波成分に変換して成分の値を符号化するサブバンド符号化で符号化された符号化データから、或る指定された区間の数列の低周波成分符号化データを求める符号化データ変換装置であって、
低周波成分を１つずつ入力する低周波成分入力部と、
高周波成分を１つずつ入力する高周波成分入力部と、
出力する低周波成分の区間（以後、低周波変換区間と呼ぶ）と高周波成分の区間（以後、高周波変換区間と呼ぶ）を指定する抽出区間指定部と、
前記低周波変換区間と前記高周波変換区間に従って変換する成分を決定する変換成分決定部と、
前記高周波成分入力部から入力される高周波成分の値を蓄積する高周波成分蓄積部と、
前記高周波成分入力部から入力される高周波成分の値と、前記高周波成分蓄積部に蓄積された高周波成分の値と、前記低周波成分入力部から入力される低周波成分の値から、所望の低周波成分の値を求める低周波成分計算部と、
前記低周波成分入力部から入力される低周波成分の値を前記低周波成分計算部に入力するかどうかを選択する低周波成分入力選択部と、
を備え、前記低周波成分入力選択部の選択動作に従って、前記低周波成分入力部から入力された低周波成分の値あるいは前記低周波成分計算部で求まった低周波成分の値を出力することを特徴とする符号化データ変換装置。
【請求項２】
複数の成分を持つ数列を低周波成分と高周波成分に変換して成分の値を符号化するサブバンド符号化で符号化された符号化データから、或る指定された区間の数列の低周波成分符号化データと高周波成分符号化データを求める符号化データ変換装置であって、
低周波成分を１つずつ入力する低周波成分入力部と、
高周波成分を１つずつ入力する高周波成分入力部と、
出力する低周波成分の区間（以後、低周波変換区間と呼ぶ）と高周波成分の区間（以後、高周波変換区間と呼ぶ）を指定する抽出区間指定部と、
該サブバンド符号化で使われたフィルタ情報を入力するサブバンド変換パラメータ入力部と、
前記低周波変換区間と前記高周波変換区間と前記フィルタ情報から、変換する成分を決定する変換成分決定部と、
１つの低周波成分と２つの高周波成分の値から、あるいは２つの低周波成分と１つの高周波成分の値から、所望の元の成分の値を求める成分逆変換部と、
前記フィルタ情報と前記変換成分決定部で決定された変換成分の位置情報を使って、前記成分逆変換部を制御する逆変換制御部と、
前記フィルタ情報と前記成分逆変換部で求めた元の成分の値を使い、低周波成分と高周波成分の値を計算する成分変換部と、
前記低周波成分入力部から入力される低周波成分の値を前記成分逆変換部に入力するかどうかを選択する低周波成分入力選択部と、
前記高周波成分入力部から入力される高周波成分の値を前記成分逆変換部に入力するかどうかを選択する高周波成分入力選択部と、
を備え、前記低周波成分入力選択部と前記高周波成分入力選択部の選択動作に従って、前記低周波成分入力部から入力された低周波成分の値、前記高周波成分入力部から入力された高周波成分の値あるいは前記成分変換部で求まった低周波成分、高周波成分の値を出力することを特徴とする符号化データ変換装置。
【請求項３】
複数の成分を持つ数列を低周波成分と高周波成分に変換して成分の値を符号化するサブバンド符号化で符号化された符号化データから、或る指定された区間の数列の低周波成分符号化データを求める符号化データ変換方法であって、
低周波成分を１つずつ入力する低周波成分入力過程と、
高周波成分を１つずつ入力する高周波成分入力過程と、
出力する低周波成分の区間（以後、低周波変換区間と呼ぶ）と高周波成分の区間（以後、高周波変換区間と呼ぶ）を指定する抽出区間指定過程と、
前記低周波変換区間と該高周波変換区間に従って変換する成分を決定する変換成分決定過程と、
前記高周波成分入力過程で入力される高周波成分の値を蓄積する高周波成分蓄積過程と、
前記高周波成分入力過程で入力される高周波成分の値と、前記高周波成分蓄積過程で蓄積された高周波成分の値と、前記低周波成分入力過程で入力される低周波成分の値から、所望の低周波成分の値を求める低周波成分計算過程と、
前記低周波成分入力過程で入力される低周波成分の値を前記低周波成分計算過程に使用するかどうかを選択する低周波成分入力選択過程と、
を有し、前記低周波成分入力選択過程の選択動作に従って、前記低周波成分入力過程で入力された低周波成分の値あるいは前記低周波成分計算過程で求まった低周波成分の値を出力することを特徴とする符号化データ変換方法。
【請求項４】
複数の成分を持つ数列を低周波成分と高周波成分に変換して成分の値を符号化するサブバンド符号化で符号化された符号化データから、或る指定された区間の数列の低周波成分符号化データと高周波成分符号化データを求める符号化データ変換方法であって、
低周波成分を１つずつ入力する低周波成分入力過程と、
高周波成分を１つずつ入力する高周波成分入力過程と、
出力する低周波成分の区間（以後、低周波変換区間と呼ぶ）と高周波成分の区間（以後、高周波変換区間と呼ぶ）を指定する抽出区間指定過程と、
該サブバンド符号化で使われたフィルタ情報を入力するサブバンド変換パラメータ入力過程と、
前記低周波変換区間と前記高周波変換区間と前記フィルタ情報から、変換する成分を決定する変換成分決定過程と、
１つの低周波成分と２つの高周波成分の値から、あるいは２つの低周波成分と１つの高周波成分の値から、所望の元の成分の値を求める成分逆変換過程と、
前記フィルタ情報と前記変換成分決定過程で決定された変換成分の位置情報を使って、前記成分逆変換過程を制御する逆変換制御過程と、
前記フィルタ情報と前記成分逆変換過程で求めた元の成分の値を使い、低周波成分と高周波成分の値を計算する成分変換過程と、
前記低周波成分入力過程で入力される低周波成分の値を前記成分逆変換過程で使用するかどうかを選択する低周波成分入力選択過程と、
前記高周波成分入力過程で入力される高周波成分の値を前記成分逆変換過程で使用するかどうかを選択する高周波成分入力選択過程と、
を有し、前記低周波成分入力選択過程と前記高周波成分入力選択過程の選択動作に従って、前記低周波成分入力過程で入力された低周波成分の値、前記高周波成分入力過程で入力された高周波成分の値あるいは前記成分変換過程で求まった低周波成分、高周波成分の値を出力することを特徴とする符号化データ変換方法。
【請求項５】
請求項３もしくは４記載の符号化データ変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項６】
請求項３もしくは４記載の符号化データ変換方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｌifting  Ｓcheme方法によるＷavelet変換等のサブバンド符号化により符号化された情報源の符号化データの変換技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サブバンド画像符号化では、画像情報にハイパスフィルタとローパスフィルタを適用し、フィルタ出力をエントロピー符号化する。ＪＰＥＧ２０００やＭＰＥＧ−４ではＷavelet変換によるフィルタリングを行う。そして、ローパスフィルタの出力（低周波成分）を繰り返しフィルタリングすることにより、高い符号化効率を実現している。２次元画像に適用するため、１次元Ｗavelet変換をまず水平方向に適用し、次に垂直方向に適用する。１次元Ｗavelet変換では、ローパスフィルタ出力数とハイパスフィルタ出力数は元の画像情報の数（画素数）に対して縦横それぞれ１／２になる。
【０００３】
Ｗavelet変換の実現方法としては、畳み込み演算の他にＬifting Ｓcheme方法（以下ではＬＦ方法と呼ぶ）がある。このＬＦ方法では、まず、予め指定したモードに従って、偶数番目及び奇数番目の信号を、それぞれ低周波成分及び高周波成分、あるいは高周波成分及び低周波成分の初期値とする。次に、高周波成分のサンプル値に低周波成分の重み付け加算を行い、高周波成分のサンプル値を更新する。続いて、低周波成分のサンプル値に先ほど得られた高周波成分の重み付け加算を行い、低周波成分のサンプル値を更新する。この処理により、１次元１レベルのＷavelet変換が実現される。
【０００４】
ＪＰＥＧ２０００では（５，３）可逆フィルタが定義されており、そのＬＦ方法によるＷavelet変換は式（１−１）、（１−２）によって実現される。
【数１】
0003718772.tif 000002
このＬＦ方法による係数の依存関係を図５に示す。Ｘ［ｉ］は入力サンプル値、Ｘｅ［ｉ］はその偶数番目の値、Ｘｏ［ｉ］はその奇数番目の値を指し、Ｈ［ｉ］は高周波成分の出力サンプル値、Ｌ［ｉ］は低周波成分の出力サンプル値を示す。
【０００５】
この場合の逆Ｗavelet変換は式（２−１）、（２−２）によって実現される。
【数２】
0003718772.tif 000003
【０００６】
上記式（１−１）〜（２−２）において定数ＡとＢを適宜変更することにより、フィルタの特性を変更することが可能である。ＪＰＥＧ２０００においては定数ＡとＢはＡ＝２、Ｂ＝４である。
【０００７】
また、ＪＰＥＧ２０００では（９，７）非可逆フィルタも定義しており、次の式（３−０１）〜（３−４）により、逆Ｗavelet変換を行う。
【数３】
0003718772.tif 000004
この場合も、定数Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｋを適宜変更することにより、フィルタの特性を変更することが可能である。ＪＰＥＧ２０００においては、定数Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｋは実数として定められている。
【０００８】
画像情報では、端の部分は、畳み込み演算やＬＦ方法を実行するために必要な画素がないため、折り返して画像情報を拡張してフィルタリングを行う。例えば画像情報として、折り返す時の画像情報の順序は複数種類考えられており、例えばＪＰＥＧ２０００のＷavelet変換では、対称モデルを適用する。対称モデルでは画像情報を図６に示すように拡張する。
【０００９】
またＭＰＥＧ−４では、任意の形状の画像をＷavelet変換で符号化することも可能である。符号化データとしては、Ｗavelet変換係数情報の他に、その画素に画像情報があるかどうかの情報（形状情報）が必要である。形状情報は画像情報がある場合に１で、画像情報が無い場合には０で表される２値の情報である。形状情報もバンド毎に階層的に符号化される。形状情報が０となるところでは、画像情報は矩形画像の端の部分と同様に、形状情報が１となる画素の画像情報を折り返し拡張して符号化する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来、サブバンド符号化で符号化された矩形画像の符号化データから、任意形状画像の符号化データを作成するには、一旦、矩形画像の符号化データをすべての画像情報に復号して、再度符号化する必要があった。従って画像情報の復号と再符号化に要する演算処理が必要であった。例えば一旦ＭＰＥＧ−４のＷavelet変換で符号化された矩形画像の符号化データから、任意形状の符号化データを作るには、図７のような処理フローになる。まず、ＭＰＥＧ−４では算術符号化を使ってＷavelet変換出力が符号化されているため、符号化データを算術復号し、Ｗavelet変換出力を得る（Ｓ１）。次に全てのＷavelet変換出力に対して逆Ｗavelet変換を行い、画像情報に復号する（Ｓ２）。次に、形状情報を使って矩形領域の画像情報から、任意形状の符号化対象領域の画像情報を取り出す（Ｓ３）。この符号化対象領域外の画像情報を、符号化対象領域内の画像情報を拡張して求める（Ｓ４）。次に、この画像情報全体にＷavelet変換を行う（Ｓ５）。そして、Ｗavelet変換出力を算術符号化する（Ｓ６）。
【００１１】
例えば、１次元画像を式（１−１）、（１−２）で実現されるＬＦ方法を使いＷavelet変換した符号化データから、任意区間領域の符号化データを求める場合には、次のような処理を行うことになる。図７の処理フローに従って、一旦全符号化データを逆Ｗavelet変換し、再度Ｗavelet変換を行う場合の処理を示す。ここでは、元の画像情報位置Ｘｅ［０］から位置Ｘｏ［８］のＷavelet変換出力の低周波成分数値列Ｌ０と高周波成分数値列Ｈ０から、画像位置Ｘｅ［０］から位置Ｘｅ［５］までの画像情報の符号化データとなる数値列Ｌ１と数値列Ｈ１を求める場合を示す。まず画像位置Ｘｅ［０］から位置Ｘｏ［８］までのＷavelet変換出力Ｌ０とＨ０を式（２−１）、（２−２）に従って逆Ｗavelet変換し、画像位置Ｘｅ［０］から位置Ｘｏ［８］までの画像情報を求める。位置Ｘｅ［５］のところで対称モデルに従って画像情報を拡張する。式（１−１）、（１−２）に従って拡張した画像情報にＷavelet変換を行う。画像位置Ｘｅ［０］から位置Ｘｅ［５］までの係数のみ符号化データとして出力する。
【００１２】
このように、従来技術では、全てのＷavelet変換出力を逆Ｗavelet変換し、さらにＷavelet変換する必要があった。
【００１３】
本発明の目的は、Ｗavelet変換等のサブバンド符号化で符号化された画像情報等の符号化データから任意形状画像等の符号化データを作成する際に、サブバンド符号化データを復号化し、再度符号化するために必要な演算処理量を削減することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の成分を持つ数列を低周波成分と高周波成分に変換して成分の値を符号化するサブバンド符号化で符号化された符号化データから、或る指定された区間の数列の低周波成分符号化データを求めるために、低周波成分を１つずつ入力する低周波成分入力手段と、高周波成分を１つずつ入力する高周波成分入力手段と、出力する低周波成分の区間（低周波変換区間）と高周波成分の区間（高周波変換区間）を指定する抽出区間指定手段と、該低周波変換区間と該高周波変換区間に従って変換する成分を決定する変換成分決定手段と、前記高周波成分入力手段から入力される高周波成分の値を蓄積する高周波成分蓄積手段と、前記高周波成分入力手段から入力される高周波成分の値と、前記高周波成分蓄積手段に蓄積された高周波成分の値と、前記低周波成分入力手段から入力される低周波成分の値から、所望の低周波成分の値を求める低周波成分計算手段と、前記低周波成分入力手段から入力される低周波成分の値を前記低周波成分計算手段に入力するかどうかを選択する低周波成分入力選択手段とを備え、前記低周波成分入力選択手段の選択動作に従って、前記低周波成分入力手段で入力された低周波成分の値あるいは前記低周波成分計算手段で求まった低周波成分の値を出力することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、複数の成分を持つ数列を低周波成分と高周波成分に変換して成分の値を符号化するサブバンド符号化で符号化された符号化データから、或る指定された区間の数列の低周波成分符号化データと高周波成分符号化データを求めるために、低周波成分を１つずつ入力する低周波成分入力手段と、高周波成分を１つずつ入力する高周波成分入力手段と、出力する低周波成分の区間（低周波変換区間）と高周波成分の区間（高周波変換区間）を指定する抽出区間指定手段と、該サブバンド符号化で使われたフィルタ情報を入力するサブバンド変換パラメータ入力手段と、前記低周波変換区間と前記高周波変換区間と前記フィルタ情報から、変換する成分を決定する変換成分決定手段と、１つの低周波成分と２つの高周波成分の値から、あるいは２つの低周波成分と１つの高周波成分の値から、所望の元の成分の値を求める成分逆変換手段と、前記フィルタ情報と前記変換成分決定手段で決定された変換成分の位置情報を使って、前記成分逆変換手段を制御する逆変換制御手段と、前記フィルタ情報と前記成分逆変換手段で求めた元の成分の値を使い、低周波成分と高周波成分の値を計算する成分変換手段と、前記低周波成分入力手段から入力される低周波成分の値を前記成分逆変換手段に入力するかどうかを選択する低周波成分入力選択手段と、前記高周波成分入力手段から入力される高周波成分の値を前記成分逆変換手段に入力するかどうかを選択する高周波成分入力選択手段とを備え、前記低周波成分入力選択手段と前記高周波成分入力選択手段の選択動作に従って、前記低周波成分入力手段から入力された低周波成分の値、前記高周波成分入力手段で入力された高周波成分の値あるいは前記成分変換手段で求まった低周波成分、高周波成分の値を出力することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の第１の実施例の構成図を示す。これは、複数の成分を持つ数列を低周波成分と高周波成分に変換して成分の値を符号化するサブバンド符号化で符号化された符号化データから、或る指定された区間の数列の低周波成分符号化データを求める符号化データ変換装置の構成例を示したもので、１０１は低周波成分入力部、１０２は高周波成分入力部、１０３は抽出区間指定部、１０４は変換成分決定部、１０５は低周波成分入力選択部、１０６は低周波成分計算部、１０７は高周波成分蓄積部を示している。
【００１７】
図１の構成によれば、１次元に配列した複数成分の情報源をサブバンド符号化された符号化データから、予め設定した特定区間内成分のサブバンド符号化データを求める際に、符号化データを復号する必要が無い。すなわち演算量を削減することが可能である。例えば、Ｗavelet変換された画像符号化データから、逆Ｗavelet変換とＷavelet変換を行わずに、任意形状の画像符号化データを求めることが可能となる。すなわち、ＭＰＥＧ−４において算術符号化された符号化データから、任意形状画像の算術符号化した符号化データを求める場合には、算術符号化された符号化データを算術復号してＷavelet変換係数列を得、その低周波成分を入力Ａ、高周波成分を入力Ｃとして、該算術復号した後のＷavelet変換出力の再計算を行うことにより、出力Ｂとして指定された区間の低周波成分が求まり、逆Ｗavelet変換とＷavelet変換における演算量を削減することができる。
【００１８】
図２に、本実施例の動作フローを示す。図２において、Ｓ１１の算術復号処理とＳ１３の算術符号化処理以外の、Ｓ１２で示す部分的Ｗavelet変換係数再計算処理が図１の装置構成における処理である。
【００１９】
例えば、図８に示す画像情報を式（１−１）、（１−２）で示されるＬＦ方法により符号化された符号化データから、画像位置Ｘｅ［０］から位置Ｘｅ［５］までの画像情報の符号化データを求める場合には、図１の装置構成は次のように動作する。なお、低周波成分計算部１０６は、符号化データが式（２−１）、
（２−２）に記載のＬＦ方法により復号できることが予め分かっているものとする。すなわち、低周波成分入力部１０１と高周波成分入力部１０２から入力される値Ｌ０とＨ０と画像情報との間に、式（２−１）、（２−２）の関係があることから、低周波成分計算部１０６で計算される変換後の値Ｌ１には、式（４）の関係があることが導かれる。
【数４】
0003718772.tif 000005
【００２０】
まず、抽出区間指定部１０３は利用者からの指示等により、低周波変換区間をＬ１［０］からＬ１［５］までと設定し、高周波変換区間をＨ１［０］からＨ１［４］までと設定する。変換成分決定部１０４は、低周波成分のうち変換する成分を決定する。Ｌ１［０］は元々の低周波成分の端と同じ位置であるため、Ｌ１［５］の値の計算を行うことになる。
【００２１】
続いて、低周波成分入力部１０１からはＬ０の成分が、高周波成分入力部１０２からはＨ０の成分が１成分ずつ入力される（入力Ａ、入力Ｃ）。高周波成分入力部１０２から入力される高周波成分は高周波成分蓄積部１０７にも蓄積しておく。低周波成分入力選択部１０５は、Ｌ０［０］からＬ０［４］まで、低周波成分入力部１０１から入力される値をそのままＬＩとして出力する（出力Ｂ）。Ｌ０［５］に対しては、高周波成分入力部１０２から入力されるＨ０［５］と高周波成分蓄積部１０７に蓄積されたＨ０［４］を使い、低周波成分計算部１０６で式（４）に従ってＬ１［５］を求める。Ｌ０［６］からＬ０［８］に対しては、何もＬ１として出力しない。
【００２２】
以上の処理により、サブバンド符号化された符号化データから、符号化データを復号せずに、予め設定した特定区間内成分のサブバンド符号化データを求めることが可能である。
【００２３】
次に、図３に本発明の第２の実施例の構成図を示す。これは、複数の成分を持つ数列を低周波成分と高周波成分に変換して成分の値を符号化するサブバンド符号化で符号化された符号化データから、或る指定された区間の数列の低周波成分符号化データと高周波成分符号化データを求める符号化データ変換装置の構成例を示したもので、１０１は低周波成分入力部、１０２は高周波成分入力部、１０３は抽出区間指定部、１０４は変換成分決定部、１０５は低周波成分入力選択部、１０８は逆変換制御部、１０９はサブバンド変換パラメータ入力部、１１０は高周波成分入力選択部、１１１は成分逆変換部、１１２は成分変換部を示している。
【００２４】
図３の構成によれば、１次元に配列した複数成分の情報源をサブバンド符号化された符号化データから、任意区間内成分のサブバンド符号化データを求める際に、符号化データをすべての画像情報等まで復号する必要が無い。すなわち演算量を削減することが可能である。例えばＷavelet変換された画像符号化データから、特定の成分のみ逆Ｗavelet変換とＷavelet変換を行うことにより、任意形状の画像符号化データを求めることが可能となる。すなわち、ＭＰＥＧ−４において算術符号化された符号化データから、任意形状画像の算術符号化した符号化データを求める場合には、算術復号した後のＷavelet変換出力のうち、特定の成分のみ逆Ｗavelet変換と再度Ｗavelet変換を行うことにより、符号化データ全体を逆Ｗavelet変換とＷavelet変換する場合よりも、演算量を削減することができる。
【００２５】
図４に、本実施例の動作フローを示す。図４において、Ｓ２１の算術復号処理とＳ２４の算術符号化処理以外の部分の、Ｓ２２の部分的逆Ｗavelet変換処理とＳ２３の部分的Ｗavelet変換係数再計算処理が図３の装置構成における処理である。
【００２６】
図３に示す装置における動作手順について、以下に３種類の例を示す。
第１の例として、例えば図９に示す画像情報を式（２−１）、（２−２）に記載のＬＦ方法により復号できる符号化データから、画像位置Ｘｅ［０］から位置Ｘｏ［５］までの画像情報の符号化データを求める場合について説明する。
【００２７】
まず、抽出区間指定部１０３は利用者からの指示等により、低周波変換区間をＬ１［０］からＬ１［５］までと設定し、高周波変換区間をＨ１［０］からＨ１［５］までと設定する。サブバンド変換バラメータ入力部１０９は、フィルタ情報として式（２−１）、（２−２）の定数Ａ、Ｂを入力する。変換成分決定部１０４は、変換区間情報とフィルタ情報Ａ１、Ｂ１から、変換する低周波成分と高周波成分を決定する。変換区間の各端の部分において変換する成分を決定するフローを図１０に示す。ここで、Ｌ１［０］は元々の低周波成分の端と、Ｈ１［０］は元々の高周波成分の端と同じ位置であるため、Ｌ１［５］とＬ１［６］とＨ１［５］の値を計算することになる。なお、成分逆変換部１０８には、逆変換するために必要な、変換する高周波成分の先端から１つ戻った成分と終端から１つ先の成分の値も入力する。すなわちＨ０［４］とＨ０［６］も入力する。
【００２８】
続いて、低周波成分入力部１０１からはＬ０の成分が、高周波成分入力部１０２からはＨ０の成分が１成分ずつ入力される（入力Ａ、入力Ｃ）。低周波成分入力選択部１０５は、Ｌ０［０］からＬ０［４］まで低周波成分入力部１０１から入力される値をそのままＬ１として出力する（出力Ｂ）。Ｌ０［５］とＬ０［６］を成分逆変換部１１１に入力する。高周波成分入力選択部１１０は、Ｈ０［０］からＨ０［３］まで高周波成分入力部１０２から入力される値をそのままＨ１として出力する（出力Ｄ）。Ｈ０［４］からＨ０［６］を成分逆変換部１１１に入力する。
【００２９】
逆変換制御部１０８は、フィルタ情報（定数Ａ、Ｂ）と、変換する低周波成分と高周波成分の数から逆変換数を決定する。この逆変換数とは、ＬＦ方法による逆Ｗavelet変換で実行される計算式（２−ｉ）あるいは式（３−ｉ）において、ｉを１から何まで計算するのかを示す情報である。逆変換数Ｒは式（５）に従って決定される。
【数５】
0003718772.tif 000006
ただし、ｎは成分加減算時に使用するフィルタ定数の数を示し、ｅは変換区間の端の位置を示す。％は割り算した余りを示す。図９の例では、ｎ＝２、ｅ＝１０であるため、逆変換数Ｒは１となる。
【００３０】
成分逆変換部１１１では、フィルタ情報と低周波成分と高周波成分情報を使って、逆変換数だけ逆Ｗavelet変換処理を進める。図９の例では、逆変換数が１であるため、式（２−１）までが実行される。この処理により、Ｌ０［５］とＬ０［６］と、Ｈ０［４］からＨ０［６］とから、Ｘｅ［５］とＸｅ［６］が求まる。
【００３１】
成分変換部１１２は、Ｌ０［５］とＬ０［６］と、Ｈ０［５］と、Ｘｅ［５］とＸｅ［６］とから、変換する成分Ｌ１［５］とＬ１［６］とＨ１［５］の値を求める。なお、成分逆変換部１１１に入力されたＨ０［４］とＨ０［６］は、そのまま変換されずに、Ｈ１［４］とＨ１［６］として出力される（出力Ｄ）。成分変換部１１２では、まずＨ１［５］を式（６）により求める。続いてＬ１［５］とＬ１［６］を式（７）により求める。なお、式（６）と（７）は式（２−１）、（２−２）の関係があることから導かれる。
【数６】
0003718772.tif 000007
【００３２】
次に、第２の例として、例えば図１１に示す画像情報を式（３−０１）〜（３−４）に記載のＬＦ方法により復号できる符号化データから、画像位置Ｘｅ［０］から位置Ｘｅ［５］までの画像情報の符号化データを求める場合について説明する。
【００３３】
まず、抽出区間指定部１０３は低周波変換区間をＬ１［０］からＬ１［５］までと設定し、高周波変換区間をＨ１［０］からＨ１［４］までと設定する。サブバンド変換パラメータ入力部１０９は、フィルタ情報として式（３−０１）〜
（３−４）の定数Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｋを入力する。変換成分決定部１０４は、図１０のフローに従って、変換区間情報とフィルタ情報Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆから、変換する低周波成分と高周波成分を決定する。ここでは、Ｌ１［０］は元々の低周波成分の端と、Ｈ１［０］は元々の高周波成分の端と同じ位置であるため、Ｌ１［４］からＬ１［６］までの値と、Ｈ１［４］とＨ１［５］の値を計算することになる。なお、成分逆変換部１０８には、逆変換するために必要な、変換する高周波成分の先端から１つ戻った成分と終端から１つ先の成分の値も入力する。すなわちＨ０［３］とＨ０［６］も入力する。
【００３４】
続いて、低周波成分入力部１０１からはＬ０の成分が、高周波成分入力部１０２からはＨ０の成分が１成分ずつ入力される（入力Ａ、入力Ｃ）。低周波成分入力選択部１０５は、Ｌ０［０］からＬ０［３］まで、低周波成分入力部１０１から入力される値をそのままＬ１として出力する（出力Ｂ）。Ｌ０［４］からＬ０［６］を成分逆変換部１１１に入力する。高周波成分入力選択部１１０は、Ｈ０［０］からＨ０［２］まで、高周波成分入力部１０２から入力される値をそのままＨ１として出力する（出力Ｄ）。Ｈ０［３］からＨ０［６］を成分逆変換部１１１に入力する。
【００３５】
逆変換制御部１０８は、フィルタ情報（定数Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｋ）と、変換する低周波成分と高周波成分の数から逆変換数を決定する。成分逆変換部１１１では、フィルタ情報と低周波成分と高周波成分情報を使って、逆変換数だけ逆Ｗavelet変換処理を進める。図１１の例では、逆変換数が２であるため、式（３−２）までが実行される。この処理により、Ｌ０［４］からＬ０［６］と、Ｈ０［３］からＨ０［６］とから、Ｙｏ［４］とＹｅ［５］とＹｏ［５］が求める。
【００３６】
成分変換部はＬ０［４］からＬ０［６］と、Ｈ０［４］とＨ０［５］と、Ｙｏ［４］とＹｅ［５］とＹｏ［５］とから、変換する成分Ｌ１［４］からＬ１［６］とＨ１［４］とＨ１［５］の値を求める。なお、成分逆変換部１１１に入力されたＨ０［３］とＨ０［６］は、そのまま変換されずに、Ｈ１［３］とＨ１［６］として出力される（出力Ｄ）。成分変換部１１２では、Ｙｏ［４］とＹｅ［５］とＹｏ［５］から式（８）に従い、Ｙｅ’［５］を求める。続いてＨ１［４］とＨ１［５］を式（９）に従い求める。続いてＬ１［４］とＬ１［６］を式（１０）に従い、Ｌ１［５］を式（１１）に従って求める。なお、式（８）から（１１）は式（３−２）〜（３−４）の関係があることから導かれる。
【数７】
0003718772.tif 000008
【００３７】
次に、第３の例として、例えば図１２に示す画像情報を式（３−０１）〜（３−４）に記載のＬＦ方法により復号できる符号化データから、画像位置Ｘｅ［０］から位置Ｘｏ［５］までの画像情報の符号化データを求める場合について説明する。
【００３８】
まず、抽出区間指定部１０３は低周波変換区間をＬ１［０］からＬ１［５］までと設定し、高周波変換区間をＨ１［０］からＨ１［５］までと設定する。サブバンド変換バラメータ入力部１０９は、フィルタ情報として式（３−０１）〜
（３−４）の定数Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｋを入力する。変換成分決定部１０４は、図１０のフローに従って、変換区間情報とフィルタ情報Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆから、変換する低周波成分と高周波成分を決定する。ここで、Ｌ１［０］は元々の低周波成分の端と、Ｈ１［０］は元々の高周波成分の端と同じ位置であるため、Ｌ１［４］からＬ１［７］までの値と、Ｈ１［４］からＨ１［６］までの値を計算することになる。なお、成分逆変換部１０８には、逆変換するために必要な、変換する高周波成分の先端から１つ戻った成分と終端から１つ先の成分の値も入力する。すなわちＨ０［３］とＨ０［７］も入力する。
【００３９】
続いて、低周波成分入力部１０１からはＬ０の成分が、高周波成分入力部１０２からはＨ０の成分が１成分ずつ入力される（入力Ａ、入力Ｃ）。低周波成分入力選択部１０５は、Ｌ０［０］からＬ０［３］まで低周波成分入力部１０１から入力される値をそのままＬ１として出力する（出力Ｂ）。Ｌ０［４］からＬ０［７］を成分逆変換部１１１に入力する。高周波成分入力選択部１１０は、Ｈ０［０］からＨ０［２］まで高周波成分入力部１０２から入力される値をそのままＨ１として出力する（出力Ｄ）。Ｈ０［３］からＨ０［７］を成分逆変換部１１１に入力する。
【００４０】
逆変換制御部１０８は、フィルタ情報（定数Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｋ）と、変換する低周波成分と高周波成分の数から逆変換数を決定する。成分逆変換部１１１では、フィルタ情報と低周波成分と高周波成分情報を使って、逆変換数だけ逆Ｗavelet変換処理を進める。図１２の例では、逆変換数が３であるため、式（３−３）までが実行される。この処理により、Ｌ０［４］からＬ０［７］と、Ｈ０［３］からＨ０［７］とから、Ｙｏ［４］とＹｅ［５］とＹｏ［５］とＹｅ［６］とＹｏ［６］を、更にＹｏ［４］とＹｅ［５］とＹｏ［５］とＹｅ［６］とＹｏ［６］からＸｅ［５］とＸｅ［６］を求める。
【００４１】
成分変換部１１２は、Ｘｅ［５］とＸｅ［６］を使ってＹｅ’［６］とＹｏ’［５］とＹｅ’［６］を求める。次にＬ０［４］からＬ０［７］と、Ｈ０［４］からＨ０［６］と、Ｙｅ’［５］とＹｏ’［５］とＹｅ’［６］とから、変換する成分Ｌ１［４］からＬ１［７］とＨ１［４］からＨ１［６］の値を求める。なお、成分逆変換部１１１に入力されたＨ０［３］とＨ０［７］は、そのまま変換されずに、Ｈ１［３］とＨ１［７］として出力される（出力Ｄ）。成分変換部１１２では、Ｙｏ’［５］を式（１２）に従って求め、Ｙｅ［５］’とＹｅ［６］’を式（１３）に従って求める。Ｈ１［４］とＨ１［６］を式（９）に従い求める。続いてＬ１［４］とＬ１［７］を式（１４）に従い、Ｌ１［５］とＬ１［６］を式（１５）に従って求める。最後に、Ｈ１［５］を式（１６）に従って求める。
【数８】
0003718772.tif 000009
【００４２】
以上説明したように、図１あるいは図３の構成により、サブバンド符号化された符号化データから、符号化データをすべての画像情報まで復号せずに、任意区間内成分のサブバンド符号化データを求めることができる。
【００４３】
以下に、具体例として、２次元の画像情報を縦横方向に式（３−０１）〜（３−４）で復号できるＷavelet変換を行い、更に低周波成分を縦横方向にＷavelet変換した出力（符号化データ）から、任意の指定された領域の符号化データを求める場合について説明する。
【００４４】
２次元画像情報を次のような順序で縦横方向にＷavelet変換されているものとする。模式図を図１３に示す。まず画像債報を横方向にＷavelet変換して低周波成分Ｌと高周波成分Ｈを求める。次に、これらの成分にそれぞれ縦方向にＷavelet変換して、低周波成分Ｌの低周波成分ＬＬと高周波成分ＬＨを、高周波成分Ｈの低周波成分ＨＬと高周波成分ＨＨを求める。
【００４５】
変換前の符号化データは図１４のように示すことができる。ＬＬ＿ＬＬ成分は、ＬＬ成分を更に横方向Ｗavelet変換して得られる低周波成分を縦方向Ｗavelet変換した時の低周波成分を示す。ＬＬ＿ＬＨ成分は、ＬＬ成分を更に横方向Ｗavelet変換して得られる低周波成分を縦方向Ｗavelet変換した時の高周波成分を示す。ＬＬ＿ＨＬ成分は、ＬＬ成分を更に横方向Ｗavelet変換して得られる高周波成分を縦方向Ｗavelet変換した時の低周波成分を示す。ＬＬ＿ＨＨ成分は、ＬＬ成分を更に横方向Ｗavelet変換して得られる高周波成分を縦方向Ｗavelet変換した時の高周波成分を示す。
【００４６】
このようにして低周波成分を順々にＷavelet変換するため、ＬＬ成分の値は符号化データ中に存在しない。さらに縦横方向に交互にＷavelet変換するため、Ｌ成分またはＨ成分の符号化情報は符号化データ中に存在しない。従って、本発明の目的のように任意の領域の符号化データを求める場合において、符号化データをロスレスで求める場合には、一旦Ｌ成分とＨ成分を求める必要がある。すなわちＬ成分とＨ成分まで復号し、それから画像変換装置により任意の領域のＬ成分とＨ成分を求め、Ｌ成分とＨ成分を使って再度符号化する。この場合の画像変換装置は図３と同様な構成となり、逆変換制御部１０８で求めた逆変換数に従って、成分逆変換部１１１が逆Ｗavelet変換を行い、再度、成分変換部１１２が数値計算によって符号化データを求める。この場合であっても、完全に符号化データを復号しないため、演算量を削減することができる。
【００４７】
また、出力される符号化データに歪みが発生することを許容して変換する場合には、次に示す方法によって実現することができる。処理フローを図１５に示す。まず、各成分において変換する領域を決定する（Ｓ３０）。続いてＬＬ＿ＬＬ成分、ＬＬ＿ＬＨ成分、ＬＬ＿ＨＬ成分、ＬＬ＿ＨＨ成分の間で、図３と同様な構成の画像変換装置により、符号化データを変換する（Ｓ３１）。続いてＳ３１で求めた符号化データから、ＨＬ成分とＬＨ成分の変換に必要なＬＬ成分のみ復号する（Ｓ３２）。続いてＬＬ成分、ＬＨ成分、ＨＬ成分、ＨＨ成分の間で、再び図３と同様な構成の画像変換装置により、符号化データを変換する（Ｓ３３）。
【００４８】
これにより、指定された領域の符号化データを求めることができる。なお、Ｓ３１内の、Ｓ３１−１、Ｓ３１−２、Ｓ３１−３、Ｓ３１−４の順序を変更しても良い。ただし、図１３に示すように、画像情報にＷavelet変換を行う順序が横縦の順序であるため、縦方向の変換を先に行う方が変換による歪みが少ない。
【００４９】
また、Ｓ３２を省略し、Ｓ３３はＳ３３−３とＳ３３−４のみ実行する方法も可能である。この場合には、ＬＨ成分またはＨＬ成分と、ＬＬ成分との間で変換を実行しないため、よりＬＨ成分とＨＬ成分には歪みがより多く発生する。
【００５０】
また、２次元の画像情報を縦横方向に式（２−１）、（２−２）で復号できるＷavelet変換を行い、更に低周波成分を縦横方向にＷavelet変換した出力（符号化データ）から、任意の指定された領域の符号化データを求める場合には、各成分の変換に使用する画像変換装置の構成は図１と同様になる。
【００５１】
また、本実施例では成分を変換する場合の制御を示したが、指定された領域以外の画像情報に関する符号化データ部分は変換後は必要無いため、変換装置は出力しなくとも良い。
【００５２】
このように本実施例によれば、Ｗavelet変換のサブバンド符号化された符号化データから、符号化データをすべての画像情報まで復号せずに、ロスレスで任意区間内成分のサブバンド符号化データを求めることができる。また、低周波成分を繰り返しＷavelet変換のサブバンド符号化した符号化データに対しては、より低周波成分側から逐次変換を繰り返すことにより、符号化データをすべての画像情報まで復号せずに、任意区間内成分のサブバンド符号化データを求めることができる。従って、サブバンド符号化を復号し、再度符号化するために必要な演算処理量を削減することができる。
【００５３】
なお、図１及び図３で示した装置における各部の一部もしくは全部の処理機能をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータを用いて実行して本発明を実現することができること、あるいは、図１及び図３で示した装置の各部の処理手順をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータに実行させることができることは言うまでもない。また、コンピュータでその処理機能を実現するためのプログラム、あるいは、コンピュータにその処理手順を実行させるためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば、ＦＤや、ＭＯ、ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、提供したりすることができるとともに、インターネット等のネットワークを通してそのプログラムを配布したりすることが可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｗavelet変換等のサブバンド符号化で符号化された矩形画像等の符号化データから、任意形状画像等の符号化データを作成する際に、サブバンド符号化を復号し、再度符号化するために必要な演算処理量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における符号化データ変換装置の第１の構成例を示す図である。
【図２】図１による任意形状画像データの作成フローを示す図である。
【図３】本発明における符号化データ変換装置の第２の構成例を示す図である。
【図４】図３による任意形状画像データの作成フローを示す図である。
【図５】Ｌifting Ｓcheme方法における係数依存関係の一例である。
【図６】対称モデルによる画像の拡張例である。
【図７】従来の任意形状画像データの作成フローを示す図である。
【図８】Ｗavelet変換の低周波成分と高周波成分の変換前と変換後の例（例１）である。
【図９】Ｗavelet変換の低周波成分と高周波成分の変換前と変換後の例（例２）である。
【図１０】図３の変換成分決定部での変換する低周波成分と高周波成分の決定フローである。
【図１１】Ｗavelet変換の低周波成分と高周波成分の変換前と変換後の例（例３）である。
【図１２】Ｗavelet変換の低周波成分と高周波成分の変換前と変換後の例（例４）である。
【図１３】実施例におけるＷavelet変換の順序の模式図である。
【図１４】実施例における符号化データの構成例を示す図である。
【図１５】実施例における画像変換装置のフロー例である。
【符号の説明】
１０１  低周波成分入力部
１０２  高周波成分入力部
１０３  抽出区間指定部
１０４  変換成分決定部
１０５  低周波成分入力選択部
１０６  低周波成分計算部
１０７  高周波成分蓄積部
１０８  逆変換制御部
１０９  サブバンド変換パラメータ入力部
１１０  高周波成分入力選択部
１１１  成分逆変換部
１１２  成分変換部
【図１】
0003718772.tif 000010
【図２】
0003718772.tif 000011
【図３】
0003718772.tif 000012
【図４】
0003718772.tif 000013
【図５】
0003718772.tif 000014
【図６】
0003718772.tif 000015
【図７】
0003718772.tif 000016
【図８】
0003718772.tif 000017
【図９】
0003718772.tif 000018
【図１０】
0003718772.tif 000019
【図１１】
0003718772.tif 000020
【図１２】
0003718772.tif 000021
【図１３】
0003718772.tif 000022
【図１４】
0003718772.tif 000023
【図１５】
0003718772.tif 000024