(57)【要約】【課題】圧縮処理又は伸長処理のために必要なリソースを削減する。【解決手段】映像信号圧縮装置１０は、相関処理部１２と、符号化部１４と、出力生成部１６とを具備する。相関処理部１２は、映像信号２０のデータ列を分解した複数のビットプレーン２０−（Ｎ−１）〜２０−０に含まれる第１ビットプレーン２０−（Ｎ−１）及び第２ビットプレーン２０−（Ｎ−２）の排他的論理和としての第２相関データ３０−（Ｎ−２）を生成する。符号化部１４は、第１ビットプレーン２０−（Ｎ−１）に基づいて第１符号化データ４０−（Ｎ−１）を生成し、第２ビットプレーン２０−（Ｎ−２）及び第２相関データ３０−（Ｎ−２）のうちエントロピーが小さい方を可逆的に圧縮して第２符号化データ４０−（Ｎ−２）を生成する。出力生成部１６は、第１符号化データ４０−（Ｎ−１）と第２符号化データ４０−（Ｎ−２）とを含む圧縮映像信号５０を生成する。【選択図】図１
2014116744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号のデータ列を分解した複数のビットプレーンに含まれる第１ビットプレーン及び第２ビットプレーンの排他的論理和としての第２相関データを生成する相関処理部と、
前記第１ビットプレーンに基づいて第１符号化データを生成し、前記第２ビットプレーン及び前記第２相関データのうちエントロピーが小さい方を可逆的に圧縮して第２符号化データを生成する符号化部と、
前記第１符号化データと前記第２符号化データとを含む圧縮映像信号を生成する出力生成部と
を具備する
映像信号圧縮装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像信号圧縮装置であって、
前記第１ビットプレーンは、前記第２ビットプレーンより一つ上位のビットプレーンである
映像信号圧縮装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の映像信号圧縮装置であって、
符号化データ選択部を更に具備し、
前記符号化部は、前記第２ビットプレーン及び前記第２相関データのうちエントロピーが小さい方を複数の可逆的圧縮方法で圧縮して複数の第２符号化データ候補を生成し、
前記符号化データ選択部は、前記複数の第２符号化データ候補の中でデータ量が最も少ないものを前記第２符号化データとして選択する
映像信号圧縮装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の映像信号圧縮装置であって、
前記符号化部は、前記複数のビットプレーンに対応する複数の符号化データを生成し、
前記複数の符号化データは、前記第１符号化データ及び前記第２符号化データを含み、
前記出力生成部は、前記複数の符号化データから上位のビットプレーンに対応する符号化データを優先して符号化データ群を選択し、
前記出力生成部は、前記符号化データ群の総データ量が設定データ量を超えないように前記符号化データ群を選択し、
前記圧縮映像信号は、前記符号化データ群を含む
映像信号圧縮装置。
【請求項５】
圧縮映像信号を分解した複数の部分を復号して複数の復号化データを生成する復号化部と、
前記複数の復号化データに含まれる第１復号化データ及び第２復号化データの排他的論理和としての第２相関データを生成する相関処理部と、
前記第１復号化データと前記第２相関データとに基づいて伸長映像信号を生成する出力生成部と
を具備し、
前記第１復号化データは、前記伸長映像信号の第１ビットプレーンであり、
前記第２相関データは、前記伸長映像信号の第２ビットプレーンである
映像信号伸長装置。
【請求項６】
請求項５に記載の映像信号伸長装置であって、
前記復号化部は、前記複数の部分の一つの部分のヘッダ情報に基づいて、前記一つの部分を復号化する方法を複数の復号化方法から選択する
映像信号伸長装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の映像信号伸長装置であって、
前記圧縮映像信号のヘッダ情報に基づいて、誤差拡散法を用いて補完データを生成する補完処理部を更に具備し、
前記出力生成部は、前記補完データに更に基づいて前記伸長映像信号を生成し、
前記補完データは、前記伸長映像信号のビットプレーンであって、前記第１ビットプレーン及び前記第２ビットプレーンより下位のビットプレーンである
映像信号伸長装置。
【請求項８】
映像信号のデータ列を複数のビットプレーンに分解するステップと、
前記複数のビットプレーンに含まれる第１ビットプレーン及び第２ビットプレーンの排他的論理和としての第２相関データを生成するステップと、
前記第１ビットプレーンに基づいて第１符号化データを生成するステップと、
前記第２ビットプレーン及び前記第２相関データのうちエントロピーが小さい方を可逆的に圧縮して第２符号化データを生成するステップと、
前記第１符号化データと前記第２符号化データとを含む圧縮映像信号を生成するステップと
を具備する
映像信号圧縮方法。
【請求項９】
圧縮映像信号を複数の部分に分解するステップと、
前記複数の部分を復号して複数の復号化データを生成するステップと、
前記複数の復号化データに含まれる第１復号化データ及び第２復号化データの排他的論理和としての第２相関データを生成するステップと、
前記第１復号化データと前記第２相関データとに基づいて伸長映像信号を生成するステップと
を具備し、
前記第１復号化データは、前記伸長映像信号の第１ビットプレーンであり、
前記第２相関データは、前記伸長映像信号の第２ビットプレーンである
映像信号伸長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像信号圧縮装置、映像信号伸長装置、映像信号圧縮方法、及び映像信号伸長方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ転送におけるトラフィックやデータ蓄積に必要な記憶容量を削減する目的で、映像信号の圧縮処理が広く行われている。代表的な圧縮方法としては、元のデータを完全に復元できる可逆圧縮（ロスレス圧縮）と、元のデータを完全には復元できないが高い圧縮効率を実現可能な非可逆圧縮（ロッシー圧縮）とがある。これまで様々な圧縮方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１は、動画像データをロスレス圧縮してプログレッシブ性を有する符号データを生成することができる動画像圧縮装置を開示している。動画像圧縮装置は、動画像データを１フレームごとにビットプレーンに分解し、各プレーン群のデータをフレーム内、フレーム間双方の相関を用いて領域分割を行うことによって符号化する。
【０００４】
特許文献２は、ニアロスレス符号化の際、量子化誤差に起因して生じる背景ノイズを除去することができるニアロスレス符号化装置を開示している。ニアロスレス符号化装置は、局部復号器の出力のダイナミックレンジが原画像の画素値のダイナミックレンジを超えないように調整するクランプ手段を備える。ニアロスレス符号化装置は、クランプ手段におけるクランプ開始点を調整することによって、局部複合器により復号されたバックグランドまたはフォアグランドの値が原画像のバックグランドまたはフォアグランドの値と同一となるように制御する。
【０００５】
特許文献３は、ビットプレーンの切り捨てが行われたことによって画像に生じる違和感や不明瞭感を安定的に抑制することができる画像復号化装置を開示している。画像復号化装置は、情報取得部と、乱数生成部と、補正値作成部と、係数補正処理部とを備える。情報取得部は、画像データを直行変換してビットプレーン符号化を行うことにより生成されたビットストリームから、ビットプレーンの切り捨て位置を取得する。乱数生成部は、乱数を生成する。補正値作成部は、予め統計的に作成された補正値テーブルを用いて、ビットプレーンの切り捨て位置と乱数の値に基づき、ビットプレーンの切り捨てに対する補正値を作成する。係数補正処理部は、作成された補正値を用いて、ビットストリームを復号化処理して得られる変換係数の補正を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３５５７７０号公報
【特許文献２】特開２０００−３３３０１６号公報
【特許文献３】特開２０１２−１２４８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、画面の領域分割に基づく圧縮処理及び伸長処理、画面全体のヒストグラム解析に基づく圧縮処理及び伸長処理、フレーム間予測に基づく圧縮処理及び伸長処理、ライン間予測に基づく圧縮処理及び伸長処理では、符号化対象データ以外のデータを参照する必要がある。そのため、その参照されるデータを保持するためのメモリなどのリソースが多く必要であるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による映像信号圧縮装置は、映像信号のデータ列を分解した複数のビットプレーンに含まれる第１ビットプレーン及び第２ビットプレーンの排他的論理和としての第２相関データを生成する相関処理部と、前記第１ビットプレーンに基づいて第１符号化データを生成し、前記第２ビットプレーン及び前記第２相関データのうちエントロピーが小さい方を可逆的に圧縮して第２符号化データを生成する符号化部と、前記第１符号化データと前記第２符号化データとを含む圧縮映像信号を生成する出力生成部とを具備する。
【０００９】
本発明による映像信号伸長装置は、圧縮映像信号を分解した複数の部分を復号して複数の復号化データを生成する復号化部と、前記複数の復号化データに含まれる第１復号化データ及び第２復号化データの排他的論理和としての第２相関データを生成する相関処理部と、前記第１復号化データと前記第２相関データとに基づいて伸長映像信号を生成する出力生成部とを具備する。前記第１復号化データは、前記伸長映像信号の第１ビットプレーンである。前記第２相関データは、前記伸長映像信号の第２ビットプレーンである。
【００１０】
本発明による映像信号圧縮方法は、映像信号のデータ列を複数のビットプレーンに分解するステップと、前記複数のビットプレーンに含まれる第１ビットプレーン及び第２ビットプレーンの排他的論理和としての第２相関データを生成するステップと、前記第１ビットプレーンに基づいて第１符号化データを生成するステップと、前記第２ビットプレーン及び前記第２相関データのうちエントロピーが小さい方を可逆的に圧縮して第２符号化データを生成するステップと、前記第１符号化データと前記第２符号化データとを含む圧縮映像信号を生成するステップとを具備する。
【００１１】
本発明による映像信号伸長方法は、圧縮映像信号を複数の部分に分解するステップと、前記複数の部分を復号して複数の復号化データを生成するステップと、前記複数の復号化データに含まれる第１復号化データ及び第２復号化データの排他的論理和としての第２相関データを生成するステップと、前記第１復号化データと前記第２相関データとに基づいて伸長映像信号を生成するステップとを具備する。前記第１復号化データは、前記伸長映像信号の第１ビットプレーンである。前記第２相関データは、前記伸長映像信号の第２ビットプレーンである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、圧縮処理又は伸長処理のために必要なリソースが少ない映像信号圧縮装置、映像信号伸長装置、映像信号圧縮方法、及び映像信号伸長方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１にかかる映像信号圧縮装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる符号化データのデータ構造図である。
【図３】実施の形態１にかかる映像信号圧縮装置が生成する圧縮映像信号のデータ構造図である。
【図４】実施の形態１にかかる映像信号伸長装置のブロック図である。
【図５】実施の形態１にかかる映像信号伸長装置が生成する伸長映像信号のデータ構造図である。
【図６】実施の形態２にかかる映像信号圧縮装置のブロック図である。
【図７】実施の形態２にかかる符号化データのデータ構造図である。
【図８】実施の形態３にかかる映像信号圧縮装置が備える出力生成部が実行する処理の概念図である。
【図９】実施の形態３にかかる映像信号圧縮装置が生成する圧縮映像信号のデータ構造図である。
【図１０】実施の形態３にかかる映像信号伸長装置のブロック図である。
【図１１】実施の形態３にかかる映像信号伸長装置が生成する伸長映像信号のデータ構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１を参照して、実施の形態１にかかる映像信号圧縮装置１０の構成を説明する。映像信号圧縮装置１０は、分解部１１と、相関処理部１２と、エントロピー演算部１３と、符号化部１４と、出力生成部１６とを備える。相関処理部１２は、複数のＸＯＲ回路１２−（Ｎ−２）〜１２−０を備える。エントロピー演算部１３は、複数のエントロピー演算回路１３−（Ｎ−２）〜１３−０を備える。符号化部１４は、複数のエントロピーエンコーダ１４−（Ｎ−１）〜１４−０を備える。ここで、Ｎは２以上の整数である。例えば、Ｎは１２である。
【００１５】
次に、映像信号圧縮装置１０が映像信号２０を圧縮して圧縮映像信号５０を生成する映像信号圧縮方法を説明する。映像信号２０は、例えば、図示されないカメラのセンサ部によって生成される。尚、映像信号圧縮装置１０の処理単位は、一つの静止画像又は動画像の一つのフレームであってもよいが、これらの例に限定されない。任意のセグメントを映像信号圧縮装置１０の処理単位とすることができる。映像信号２０のデータ列のビット幅はＮビットである。映像信号圧縮装置１０は、映像信号２０を入力する。分解部１１は、映像信号２０のデータ列をＮ個のビットプレーン２０−（Ｎ−１）〜２０−０に分解する。ここで、ビットプレーン２０−（Ｎ−１）は、映像信号２０のデータ列の最上位ビットに対応する。ビットプレーン２０−０は、映像信号２０のデータ列の最下位ビットに対応する。０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、ビットプレーン２０−Ｋはビットプレーン２０−（Ｋ＋１）より一つ下位のビットプレーンである。
【００１６】
０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、ＸＯＲ回路１２−Ｋは、ビットプレーン２０−Ｋとそれより一つ上位のビットプレーン２０−（Ｋ＋１）の排他的論理和としての相関データ３０−Ｋを生成する。０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、エントロピー演算回路１３−Ｋは、ビットプレーン２０−Ｋのエントロピーと相関データ３０−Ｋのエントロピーとを演算する。エントロピーエンコーダ１４−（Ｎ−１）は、ビットプレーン２０−（Ｎ−１）を可逆的に圧縮して符号化データ４０−（Ｎ−１）を生成する。例えば、エントロピーエンコーダ１４−（Ｎ−１）は、ビットプレーン２０−（Ｎ−１）に対してエントロピー符号化を施して符号化データ４０−（Ｎ−１）を生成する。０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、エントロピーエンコーダ１４−Ｋは、ビットプレーン２０−Ｋ及び相関データ３０−Ｋのうちエントロピーが小さい方を可逆的に圧縮して符号化データ４０−Ｋを生成する。例えば、エントロピーエンコーダ１４−Ｋは、ビットプレーン２０−Ｋ及び相関データ３０−Ｋのうちエントロピーが小さい方に対してエントロピー符号化を施して符号化データ４０−Ｋを生成する。
【００１７】
図２を参照して、０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、エントロピーエンコーダ１４−Ｋは、符号化データ４０−Ｋにヘッダ情報４１を付加する。ヘッダ情報４１は、符号化データ４０−Ｋがビットプレーン２０−Ｋを圧縮したデータであるか又は相関データ３０−Ｋを圧縮したデータであるかを示す。エントロピーエンコーダ１４−（Ｎ−１）は、符号化データ４０−（Ｎ−１）がビットプレーン２０−（Ｎ−１）を圧縮したデータであることを示すヘッダ情報を符号化データ４０−（Ｎ−１）に付加してもよく、付加しなくてもよい。
【００１８】
図３を参照して、出力生成部１６は、符号化データ４０−（Ｎ−１）〜４０−０を含む圧縮映像信号５０を生成する。圧縮映像信号５０は、符号化データ４０−（Ｎ−１）〜４０−０に対応するビットプレーン２０−（Ｎ−１）〜２０−０の降順に符号化データ４０−（Ｎ−１）〜４０−０が配列されたデータである。符号化データ４０−（Ｎ−１）が先頭である。尚、図３においては、ヘッダ情報は省略されている。映像信号圧縮装置１０は、圧縮映像信号５０を出力する。ここで、映像信号２０から圧縮映像信号５０を生成する処理が可逆的であるため、圧縮映像信号５０から映像信号２０を復元することが可能である。
【００１９】
図４を参照して、圧縮映像信号５０を伸長して伸長映像信号８０を生成する映像信号伸長装置６０の構成を説明する。映像信号伸長装置６０は、分解部６１と、復号化部６２と、相関処理部６３と、出力生成部６５とを備える。復号化部６２は、エントロピーデコーダ６２−（Ｎ−１）〜６２−０を備える。相関処理部６３は、ＸＯＲ回路６３−（Ｎ−２）〜６３−０備える。
【００２０】
次に、映像信号伸長装置６０が圧縮映像信号５０を伸長して伸長映像信号８０を生成する映像信号伸長方法を説明する。分解部６１は、圧縮映像信号５０に含まれるヘッダ情報（例えば、ヘッダ情報４１）の位置に基づいて、圧縮映像信号５０を複数の部分としての符号化データ４０−（Ｎ−１）〜４０−０に分解する。エントロピーデコーダ６２−（Ｎ−１）は、符号化データ４０−（Ｎ−１）を復号化してビットプレーン２０−（Ｎ−１）を生成する。例えば、エントロピーデコーダ６２−（Ｎ−１）は、符号化データ４０−（Ｎ−１）に対してエントロピー復号化を施してビットプレーン２０−（Ｎ−１）を生成する。ここで、エントロピーデコーダ６２−（Ｎ−１）が実行する復号化処理は、エントロピーエンコーダ１４−（Ｎ−１）が実行した符号化処理に対応している。ビットプレーン２０−（Ｎ−１）は、復号化データと称される場合がある。０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、エントロピーデコーダ６２−Ｋは、符号化データ４０−Ｋを復号化して復号化データ７０−Ｋを生成する。例えば、エントロピーデコーダ６２−Ｋは、符号化データ４０−Ｋに対してエントロピー復号化を施して復号化データ７０−Ｋを生成する。ここで、エントロピーデコーダ６２−Ｋが実行する復号化処理は、エントロピーエンコーダ１４−Ｋが実行した符号化処理に対応している。０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、エントロピーデコーダ６２−Ｋは、符号化データ４０−Ｋに付加されていたヘッダ情報４１を復号化データ７０−Ｋに付加する。
【００２１】
ＸＯＲ回路６３−（Ｎ−２）は、ビットプレーン２０−（Ｎ−１）及び復号化データ７０−（Ｎ−２）の排他的論理和としての相関データを生成する。ここで、復号化データ７０−（Ｎ−２）に付加されたヘッダ情報４１が、符号化データ４０−（Ｎ−２）がビットプレーン２０−（Ｎ−２）を圧縮したデータであることを示す場合、復号化データ７０−（Ｎ−２）がビットプレーン２０−（Ｎ−２）である。ヘッダ情報４１が、符号化データ４０−（Ｎ−２）が相関データ３０−（Ｎ−２）を圧縮したデータであることを示す場合、ＸＯＲ回路６３−（Ｎ−２）が生成した相関データがビットプレーン２０−（Ｎ−２）である。したがって、ヘッダ情報４１が、符号化データ４０−（Ｎ−２）がビットプレーン２０−（Ｎ−２）を圧縮したデータであることを示す場合、ＸＯＲ回路６３−（Ｎ−２）は復号化データ７０−（Ｎ−２）をビットプレーン２０−（Ｎ−２）として出力する。ヘッダ情報４１が、符号化データ４０−（Ｎ−２）が相関データ３０−（Ｎ−２）を圧縮したデータであること示す場合、ＸＯＲ回路６３−（Ｎ−２）は自身が生成した相関データをビットプレーン２０−（Ｎ−２）として出力する。尚、符号化データ４０−（Ｎ−２）がビットプレーン２０−（Ｎ−２）を圧縮したデータであることがヘッダ情報４１に示されている場合、ＸＯＲ回路６３−（Ｎ−２）は、相関データを生成しないで、復号化データ７０−（Ｎ−２）をビットプレーン２０−（Ｎ−２）として出力してもよい。
【００２２】
０以上Ｎ−３以下の任意の整数Ｋについて、ＸＯＲ回路６３−Ｋは、ビットプレーン２０−（Ｋ＋１）及び復号化データ７０−Ｋの排他的論理和としての相関データを生成する。ここで、復号化データ７０−Ｋに付加されたヘッダ情報４１が、符号化データ４０−Ｋがビットプレーン２０−Ｋを圧縮したデータであることを示す場合、復号化データ７０−Ｋがビットプレーン２０−Ｋである。ヘッダ情報４１が、符号化データ４０−Ｋが相関データ３０−Ｋを圧縮したデータであることを示す場合、ＸＯＲ回路６３−Ｋが生成した相関データがビットプレーン２０−Ｋである。したがって、ヘッダ情報４１が、符号化データ４０−Ｋがビットプレーン２０−Ｋを圧縮したデータであることを示す場合、ＸＯＲ回路６３−Ｋは復号化データ７０−Ｋをビットプレーン２０−Ｋとして出力する。ヘッダ情報４１が、符号化データ４０−Ｋが相関データ３０−Ｋを圧縮したデータであること示す場合、ＸＯＲ回路６３−Ｋは自身が生成した相関データをビットプレーン２０−Ｋとして出力する。尚、符号化データ４０−Ｋがビットプレーン２０−Ｋを圧縮したデータであることがヘッダ情報４１に示されている場合、ＸＯＲ回路６３−Ｋは、相関データを生成しないで、復号化データ７０−Ｋをビットプレーン２０−Ｋとして出力してもよい。
【００２３】
図５を参照して、出力生成部６５は、ビットプレーン２０−（Ｎ−１）〜２０−０に基づいて伸長映像信号８０を生成する。ビットプレーン２０−（Ｎ−１）〜２０−０は、それぞれ、伸長映像信号８０のデータ列の複数のビットプレーンである。映像伸長装置６０は、伸長映像信号８０を出力する。
【００２４】
実施の形態１によれば、ビットプレーン間の排他的論理和を利用してエントロピーの削減を行っている。そのため、符号化対象（圧縮対象）であるビットプレーン２０−（Ｎ−１）〜２０−０のみから符号化データ４０−（Ｎ−１）〜４０−０を生成することが可能であり、復号化対象（伸長対象）である符号化データ４０−（Ｎ−１）〜４０−０のみからビットプレーン２０−（Ｎ−１）〜２０−０を生成することが可能である。したがって、圧縮処理又は伸長処理のために必要なリソースが少なくて済む。
【００２５】
更に、一般的に映像信号においては隣接するビットプレーン間の相関が高いため、隣接するビットプレーン間の排他的論理和は規則性の高いデータとなる確率が高い。したがって、実施の形態１によれば、一のビットプレーン２０−Ｋとその一つ上位のビットプレーン２０−（Ｋ＋１）の排他的論理和を利用することでエントロピーを大幅に削減することが可能である。
【００２６】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２を説明する。実施の形態２においては、符号化部１４が圧縮するデータの内容に応じて圧縮方法が変更される。そのため、圧縮映像信号５０のデータ量が更に削減される。
【００２７】
図６を参照して、実施の形態２にかかる映像信号圧縮装置１０を説明する。以下において、実施の形態１と共通する事項の説明は省略する。実施の形態２にかかる映像信号圧縮装置１０は、符号化データ選択部１５を更に備える。実施の形態２にかかるエントロピーエンコーダ１４−（Ｎ−１）〜１４−０が実行する処理は、実施の形態１にかかる処理と異なる。エントロピーエンコーダ１４−（Ｎ−１）は、ビットプレーン２０−（Ｎ−１）を複数の可逆的圧縮方法で圧縮して複数の符号化データ４５−（Ｎ−１）を生成する。複数の符号化データ４５−（Ｎ−１）は、符号化データ４０−（Ｎ−１）の候補である。０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、エントロピーエンコーダ１４−Ｋは、ビットプレーン２０−Ｋ及び相関データ３０−Ｋのうちエントロピーが小さい方を複数の可逆的圧縮方法で圧縮して複数の符号化データ４５−Ｋを生成する。複数の符号化データ４５−Ｋは、符号化データ４０−Ｋの候補である。
【００２８】
図７を参照して、０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、エントロピーエンコーダ１４−Ｋは、符号化データ４５−Ｋにヘッダ情報４１及び４２を付加する。ヘッダ情報４１は、符号化データ４５−Ｋがビットプレーン２０−Ｋを圧縮したデータであるか又は相関データ３０−Ｋを圧縮したデータであるかを示す。ヘッダ情報４２は、符号化データ４５−Ｋを生成する際に用いられた可逆的圧縮方法を示す。エントロピーエンコーダ１４−（Ｎ−１）は、符号化データ４５−（Ｎ−１）を生成する際に用いられた可逆的圧縮方法を示すヘッダ情報を符号化データ４５−（Ｎ−１）に付加する。エントロピーエンコーダ１４−（Ｎ−１）は、符号化データ４５−（Ｎ−１）がビットプレーン２０−（Ｎ−１）を圧縮したデータであることを示すヘッダ情報を符号化データ４５−（Ｎ−１）に付加してもよく、付加しなくてもよい。
【００２９】
図６を参照して、符号化データ選択部１５は、複数の符号化データ４５−（Ｎ−１）の中でデータ量が最も少ないものを選択し、選択した符号化データ４５−（Ｎ−１）を符号化データ４０−（Ｎ−１）として出力する。符号化データ選択部１５は、０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、複数の符号化データ４５−Ｋの中でデータ量が最も少ないものを選択し、選択した符号化データ４５−Ｋを符号化データ４０−Ｋとして出力する。出力生成部１６は、符号化データ選択部１５から出力された符号化データ４０−（Ｎ−１）〜４０−０を含む圧縮映像信号５０を生成する。
【００３０】
図４を参照して、実施の形態２にかかる映像信号伸長装置６０を説明する。以下において、実施の形態１と共通する事項の説明は省略する。ここで、符号化データ４０−（Ｎ−１）を生成する際に用いられた可逆的圧縮方法を示すヘッダ情報が符号化データ４０−（Ｎ−１）に付加されている。０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、符号化データ４５−Ｋを生成する際に用いられた可逆的圧縮方法を示すヘッダ情報４２が符号化データ４５−Ｋに付加されている。エントロピーデコーダ６２−（Ｎ−１）は、符号化データ４０−（Ｎ−１）に付加されたヘッダ情報に基づいて、符号化データ４０−（Ｎ−１）を復号化する方法を複数の復号化方法から選択する。０以上Ｎ−２以下の任意の整数Ｋについて、エントロピーデコーダ６２−Ｋは、符号化データ４０−Ｋに付加されたヘッダ情報４２に基づいて、符号化データ４０−Ｋを復号化する方法を複数の復号化方法から選択する。
【００３１】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３を説明する。実施の形態３においては、出力生成部１６が圧縮映像信号５０を生成する際に下位のビットプレーンに対応する符号化データを切り捨てる非可逆圧縮を実行する。尚、以下において、実施の形態１又は２と共通する事項の説明は省略する。
【００３２】
図８を参照して、実施の形態３にかかる出力生成部１６は、符号化データ４０−（Ｎ−１）〜４０−０から上位のビットプレーンに対応する符号化データを優先して符号化データ群４０−（Ｎ−１）〜４０−２を選択する。ここで、出力生成部１６は、符号化データ群４０−（Ｎ−１）〜４０−２の総データ量が設定データ量を超えないように符号化データ群４０−（Ｎ−１）〜４０−２を選択する。出力生成部１６は、符号化データ群４０−（Ｎ−１）〜４０−２を含み符号化データ４０−１及び４０−０を含まない圧縮映像信号５０を生成する。圧縮映像信号５０を生成する際に上位のビットプレーン２０−（Ｎ−１）〜２０−２に対応する符号化データ４０−（Ｎ−１）〜４０−２を守りつつ下位のビットプレーン２０−１及び２０−０に対応する符号化データ４０−１及び４０−０を切り捨てるため、量子化誤差による画質劣化を最小限に抑えながら圧縮映像信号５０のデータ量を更に削減することができる。出力生成部１６による非可逆圧縮における量子化がビットプレーン単位で行われるため、量子化誤差（符号化データの切り捨てによる誤差）による画質劣化を後述する誤差拡散法により視覚的に目立たなくすることが可能である。尚、実施の形態３にかかる映像信号圧縮装置１０は、設定データ量を変更可能なように構成されることが好ましい。設定データ量を設定しない場合（又は設定データ量を無限大に設定した場合）、実施の形態３にかかる映像信号圧縮装置１０は、実施の形態１及び２にかかる映像信号圧縮装置１０と同様に、ロスレス圧縮モードで動作する。設定データ量を有限の値に設定した場合、実施の形態３にかかる映像信号圧縮装置１０は、上位のビットプレーンに対応する符号化データを守りながら圧縮映像信号５０のデータ量を設定データ量以下に抑えるニアロスレス圧縮モードで動作する。
【００３３】
図９を参照して、実施の形態３に係る出力生成部１６は、符号化データ群４０−（Ｎ−１）〜４０−２からもれた符号化データ４０−１及び４０−０に対応するビットプレーン２０−１及び２０−０を示すヘッダ情報５１を圧縮映像信号５０に付加する。
【００３４】
図１０を参照して、実施の形態３にかかる映像信号伸長装置６０は、補完処理部６４を更に備える。分解部６１は、圧縮映像信号５０に付加されたヘッダ情報５１の内容とその他のヘッダ情報（例えばヘッダ情報４１）の位置とに基づいて、符号化データ４０−（Ｎ−１）〜４０−２をそれぞれエントロピーデコーダ６２−（Ｎ−１）〜６２−２に出力する。実施の形態３にかかるエントロピーデコーダ６２−（Ｎ−１）〜６２−２及びＸＯＲ回路６３−（Ｎ−１）〜６３−２が実行する処理は、実施の形態１又は２と同様である。実施の形態３にかかるエントロピーデコーダ６２−１及び６２−０及びＸＯＲ回路６３−１及び６３−０は処理を実行しない。補完処理部６４は、圧縮映像信号５０に付加されたヘッダ情報５１に基づいて、誤差拡散法を用いて補完データ２５−１及び２５−０を生成する。
【００３５】
図１１を参照して、実施の形態３にかかる出力生成部６５は、ビットプレーン２０−（Ｎ−１）〜２０−２及び補完データ２５−１及び２５−０に基づいて伸長映像信号８０を生成する。ビットプレーン２０−（Ｎ−１）〜２０−２及び補完データ２５−１及び２５−０は、それぞれ、伸長映像信号８０のデータ列の複数のビットプレーンである。補完データ２５−１及び２５−０は、ビットプレーン２０−（Ｎ−１）〜２０−２より下位のビットプレーンである。
【００３６】
実施の形態３によれば、圧縮映像信号５０を生成する際に切り捨てられた符号化データ４０−１及び４０−０に対応するビットプレーン２０−１及び２０−０を誤差拡散法により補完している。一般的に映像データは、下位のビットプレーンほど隣接するビットプレーン間の相関が低くなる。下位のビットプレーン２０−１及び２０−０を誤差拡散法により補完する方法は映像データの特徴と整合性があるため、伸長映像信号８０に基づいて出力（例えば、表示、印刷）される映像は、人が画質劣化を感じにくい良好な画質となる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、出力生成部１６が圧縮映像信号５０を生成する際に符号化データを切り捨てない実施の形態１及び２においては、ＸＯＲ回路１２−Ｋは、ビットプレーン２０−（Ｋ＋１）及び２０−Ｋ以外のビットプレーンとビットプレーン２０−Ｋとの排他的論理和を相関データ３０−Ｋとして生成してもよい。映像信号圧縮装置１０は、カメラのセンサ部と圧縮映像信号５０のデータを格納する記憶装置（不図示）とを備えてもよい。映像信号伸長装置６０は、圧縮映像信号５０のデータを格納する記憶装置（不図示）と伸長映像信号８０に基づいて映像を表示する表示装置（不図示）とを備えてもよい。本発明は、映像信号圧縮装置１０と映像信号伸長装置６０とを備えた映像信号伸長圧縮装置として実現されてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０  映像信号圧縮装置
１２  相関処理部
１４  符号化部
１５  符号化データ選択部
１６  出力生成部
２０  映像信号
２０−０〜２０−（Ｎ−１）  ビットプレーン
２５−０、２５−１  補完データ
３０−０〜３０−（Ｎ−１）  相関データ
４０−０〜４０−（Ｎ−１）、４５−０〜４５−（Ｎ−１）  符号化データ
４１、４２  ヘッダ情報
５０  圧縮映像信号
５１  ヘッダ情報
６０  映像信号伸長装置
６２  復号化部
６３  相関処理部
６４  補完処理部
６５  出力生成部
７０−０〜７０−（Ｎ−２）  復号化データ
８０  伸長映像信号
【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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