(57)【要約】  圧縮対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持するラインメモリ部と、前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割する分割部と、第１階層の処理として、前記分割部により分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記ラインメモリ内の該２n-1 番目と２n番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求める第１の予測値算出部と、第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記ラインメモリ内の直前１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求める第２の予測値算出部と、前記第１の階層処理から前記第ｎの階層処理までの処理で求まった前記予測値から予測誤差を求め、当該予測誤差を量子化番号に変換し、当該量子化番号を可変長符号に変換して圧縮符号を求める予測符号化部とを備えたことを特徴とする画像圧縮装置。
2009122463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持するラインメモリ部と、
前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割する分割部と、
第１階層の処理として、前記分割部により分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記ラインメモリ内の該２n-1 番目と２n番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求める第１の予測値算出部と、
第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記ラインメモリ内の直前１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求める第２の予測値算出部と、
前記第１の階層処理から前記第ｎの階層処理までの処理で求まった前記予測値から予測誤差を求め、当該予測誤差を量子化番号に変換し、当該量子化番号を可変長符号に変換して圧縮符号を求める予測符号化部と
を備えたことを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項２】
第ｋ（ｋ＝２乃至ｎ）階層目の処理において、前記第２の予測値算出部が処理対象とする前記所定の画素は、第ｋ−１階層目の処理までに前記第１の予測値算出部及び前記第２の予測値算出部が求めた予測値の中間の画素であることを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。
【請求項３】
前記ｎ＝３で、
前記分割部は、８画素を１ブロックとして分割し、
前記第１の予測値算出部は、第一階層目の処理として該ブロック内の第４番目の画素と第８番目の画素の予測値を求め、
前記第２の予測値算出部は、第二階層目の処理として該ブロック内の第２番目の画素と第６番目の画素の予測値を求め、第三階層目の処理として該ブロック内の第１番目の画素、第３番目の画素、第５番目の画素、及び第７番目の画素の予測値を求めることを特徴とする請求項２に記載の画像圧縮装置。
【請求項４】
前記第２の予測値算出部が行う内挿予測は、Ｍｅｄｉａｎ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ（ＭＡＰ）予測であることを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮装置。
【請求項５】
前記第２の予測値算出部は、前記圧縮対象画像の処理対象ラインで１つ前の階層の処理で求めた予測値である参照値をＡ、前記ラインメモリ部内の圧縮対象画素の直上の画素の画素値である参照値をＣ、前記ラインメモリ部内の１つ前の階層の処理で求めた予測値の直上の画素の画素値である参照値をＢとするとき、これらの中間値を算出し、中間値がＡの場合は予測値をＣとし、中間値がＢの場合は予測値をＡ＋Ｃ−Ｂとし、中間値がＣの場合は予測値をＡとすることを特徴とする請求項４に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項６】
前記参照値Ａは、同一ライン上にある１つ前の階層の処理で求めた近傍２画素の平均値とすることを特徴とする請求項５に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項７】
前記参照値Ｂは、１つ前のライン上の１つ前の階層の処理で求めた近傍２画素の平均値とすることを特徴とする請求項５に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項８】
前記第２の予測処理部は、第ｋ（ｋ＝１乃至ｎ−１）階層の処理が完了する前に第ｋ＋１階層の処理を開始することを特徴とする請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項９】
前記第１の予測処理部及び前記第２の予測処理部は、１つ前の前記ブロックに対する処理が完了する前に次のブロックに対する処理を開始することを特徴とする請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１０】
前記第１の予測処理部及び前記第２の予測処理部は、同一の階層の処理においては、入力順に処理対象の画素とすることを特徴とする請求項１に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１１】
復元対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持するラインメモリ部と、
前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割する分割部と、
第１階層の処理として、前記分割部により分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記ラインメモリ内の該２n-1 番目と２n番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求める第１の予測値算出部と、
第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記ラインメモリ内の前記直前の画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求める第２の予測値算出部と、
圧縮符号から量子化番号を求め、当該量子化番号から予測誤差量子化値を求め、当該予測誤差量子化値及び前記第１の予測値算出部が求めた予測値若しくは前記第２の予測値算出部が求めた予測値を用いて復元画素の画素値を求める復元画素値算出部と、
を備えたことを特徴とする画像復元装置。
【請求項１２】
第ｋ（ｋ＝２乃至ｎ）階層目の処理において、前記第２の予測値算出部が処理対象とする前記所定の画素は、第ｋ−１階層目の処理までに前記第１の予測値算出部及び前記第２の予測値算出部が求めた予測値の中間の画素であることを特徴とする請求項１１に記載の画像復元装置。
【請求項１３】
前記第２の予測値算出部は、前記圧縮対象画像の処理対象ラインで１つ前の階層の処理で求めた予測値である参照値をＡ、前記ラインメモリ部内の圧縮対象画素の直上の画素の画素値である参照値をＣ、前記ラインメモリ部内の１つ前の階層の処理で求めた予測値の直上の画素の画素値である参照値をＢとするとき、これらの中間値を算出し、中間値がＡの場合は予測値をＣとし、中間値がＢの場合は予測値をＡ＋Ｃ−Ｂとし、中間値がＣの場合は予測値をＡとすることを特徴とする請求項１１に記載の画像データ復元装置。
【請求項１４】
前記参照値Ａは、同一ライン上にある１つ前の階層の処理で求めた近傍２画素の平均値とすることを特徴とする請求項１２に記載の画像データ復元装置。
【請求項１５】
前記参照値Ｂは、１つ前のライン上の１つ前の階層の処理で求めた近傍２画素の平均値とすることを特徴とする請求項１２に記載の画像データ復元装置。
【請求項１６】
圧縮対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持し、
前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割し、
第１階層の処理として、前記分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記１つ前の１ラインの画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求め、
第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、直前１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求め、
前記第１の階層処理から前記第ｎの階層処理までの処理で求まった前記予測値から予測誤差を求め、当該予測誤差を量子化番号に変換し、当該量子化番号を可変長符号に変換して圧縮符号を求める
ことを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項１７】
復元対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持し、
前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割し、
第１階層の処理として、前記分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記ラインメモリ内の該２n-1 番目と２n番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求め、
第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記ラインメモリ内の直前１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求め、
圧縮符号から量子化番号を求め、当該量子化番号から予測誤差量子化値を求め、当該予測誤差量子化値及び前記予測値を用いて復元画素の画素値を求める復元画素値算出部と、
を備えたことを特徴とする画像復元方法。
【請求項１８】
情報処理装置によって実行されたとき
圧縮対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持し、
前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割し、
第１階層の処理として、前記分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、該２n-1 番目と２n 番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求め、
第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記直前１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求め、
前記第１の階層処理から前記第ｎの階層処理までの処理で求まった前記予測値から予測誤差を求め、当該予測誤差を量子化番号に変換し、当該量子化番号を可変長符号に変換して圧縮符号を求める
ことを前記情報処理装置に実行させるプログラム。
【請求項１９】
情報処理装置によって実行されたとき
復元対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持し、
前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割し、
第１階層の処理として、前記分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記ラインメモリ内の該２n-1 番目と２n番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求め、
第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記ラインメモリ内の直前１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求め、
圧縮符号から量子化番号を求め、当該量子化番号から予測誤差量子化値を求め、当該予測誤差量子化値及び前記予測値を用いて復元画素の画素値を求める復元画素値算出部と、
ことを前記情報処理装置に実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データを圧縮、復元する技術に関し、更に詳しくは画素単位で画素レベル値を予測する予測符号化方式（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＤＰＣＭ）による画像データの圧縮復元技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在データの圧縮／復元技術は、様々な分野の機器に用いられており、その分野の１つとして、車載向けの機器に採用されているものがある。
図１は、車載用の画像データ圧縮／復元装置の搭載例を示す図である。【０００３】
同図において車１の外側に複数のカメラ２−１〜２−６を設け、車１内には複数のモニタ３、リアモニタ４−１〜４−２を設けてこれらを車載ＬＡＮ５で接続されている。また各カメラ２−１〜２−６にはそれぞれ画像データ圧縮装置６−１〜６−６が接続され、モニタ３及びリアモニタ４−１〜４−２には画像データ復元装置７−１〜７−３が接続される構成となっている。そして各カメラ２−１〜２−６で撮影した画像の画像データや不図示のカーナビゲーションによる画像の画像データを画像データ圧縮装置６−１〜６−６でデータ圧縮し、車載ＬＡＮ５を介して転送されてきた圧縮データを画像データ復元装置７−１〜７−３で伸張後、モニタ３やリアモニタ４−１〜４−２上に表示する。【０００４】
このような車載向けに動画像データの圧縮／復元を適用するのには、以下の課題を満たす必要がある。
（１）高画質であること（原画像が自然画のときとＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ）画像のときの双方において高画質であること）
車載で扱う画像情報としては、一般テレビ画像や映画等に代表される自然画と、カーナビの地図等に代表されるＣＧ画像（デジタル画像）が知られており、一般的に自然画では低周波成分が、またデジタル画像では高周波成分が多く含まれている。最近の車載端末や携帯電話を含む携帯端末では、地図などのデジタル画像と、ＴＶや映画などの自然画像との両方を扱うようになってきており、両方の画像データを効率的に伝送するためには、低周波成分と高周波成分の両方に効果的なデータ圧縮方式が望まれている。
（２）低遅延であること（圧縮、復元に時間がかからない、車載カメラ向け）
車載で扱う画像情報としては、周辺監視カメラからの映像がある。リアルタイム監視のためには、圧縮及び復元処理に時間がかからず低遅延であることが求められる。
（３）装置が軽量であること（回路規模小）
映像情報の伝送は通常車載ＬＡＮによって行われるが、多重伝送となるとＬＡＮ端末毎に圧縮、復元装置が必要になるため、個々の回路規模が小さいことが必要となる。
（４）高速処理が可能なこと
動画像の場合は、１秒間に３０〜６０フレーム程度の画像データが送受信されるため、単位時間当たりで高速にデータ圧縮が可能であること必要となる。特に、近年はハイビジョン映像など高解像度化が進んでおり、更に高速にデータ圧縮を行う必要がある。【０００５】
以下に、現在行われている画像圧縮技術を上述した課題と対比させつつ説明する。
（１）  ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ（変換符号化）
ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧでは、原画像に対してＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）変換を行い、得られたＤＣＴ係数に対して量子化を行う。【０００６】
ＤＣＴ変換とは、画像データを周波数変換する手法である。人間の目は低周波成分（画像中の平坦な部分）に敏感であるため、低周波に関するＤＣＴ係数は細かく、高周波に関するＤＣＴ係数は粗く量子化することで、自然画に対しては画質劣化が目立たないように高い圧縮率で画像圧縮を行うことが可能である。【０００７】
しかしこの手法は、ＣＧによる地図画像中の線、文字のような高周波成分に対しては画質劣化が目立つため、ＣＧ画像の圧縮には不向きである。
図２に従来技術であるＪＰＥＧ等に用いられるＤＣＴによる符号化の仕方を示す。【０００８】
ＤＣＴ変換では、まず原画像データを周波数変換し、高周波成分と低周波成分に分ける。そして、低周波成分は細かく、高周波は荒く量子化を行い、量子化成分をＧｏｌｏｍｂ符号等の可変長符号により符号化する。これにより画像データの高圧縮化を実現できるが、この圧縮化の方法は、線、文字などの高周波成分に対しては画質劣化が目立つ。【０００９】
また、圧縮率と回路規模については、ＪＰＥＧでは８×８のブロック単位での変換符号化を行うことで二次元の相関を取ることが可能となって高圧縮率（１／１０程度）を実現できるが、少なくとも８ライン分のメモリが必要になり、そのため回路規模が大きくなってしまう。さらにＭＰＥＧにおいては、フレーム間での相関を取るためにかなりの圧縮率（１／２０以上）が期待できるが、１フレーム分のデータを保持するためのメモリが必要となるため、回路規模が更に大きくなる。
（２）  ＪＰＥＧ−ＬＳ（Ｌｏｓｓｌｅｓｓ）
ＪＰＥＧ−ＬＳは、可逆圧縮が可能な静止画像データの圧縮方式で、周辺画素のレベル値からＭＥＤ（Ｍｅｄｉａｎ  Ｅｄｇｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＭＡＰ、ＤＰＣＭの一種）を元に縦方向と横方向のエッジを考慮して妥当なレベル値を予測し、その予測誤差を直接符号化する。【００１０】
図３に従来技術であるＪＰＥＧ−ＬＳによる圧縮方式を示す。
ＪＰＥＧ−ＬＳでは、原画像データを予測器によって図３の画素Ａ、Ｂ、Ｃから画素Ｘを予測する。そして予測値Ｘ’と実測値Ｘとの誤差（Ｘ−Ｘ’）を求め、これを符号化することによりデータ圧縮を行う。【００１１】
このＪＰＥＧ−ＬＳによる圧縮技術の課題を以下に記す。
課題（１）：  画質の調整が困難
ＪＰＥＧ−ＬＳはロスレス圧縮であるので、ロッシー圧縮時に徐々に画質を落とすことが難しい。【００１２】
また量子化誤差の伝播がライン方向に発生し、量子化誤差を含む画素を元に次の画素を予測するため、量子化ステップが粗いほど予測精度が悪化する。
例えば図４において、画素Ａのデータが誤差を含んでいた場合、その誤差は画素Ｘ1 、画素Ｘ2 と伝播する。よって量子化ステップが荒いほど、予測精度が悪くなってしまう。
課題（２）：  動画のリアルタイム圧縮復元が極めて困難
ロッシー圧縮では、ライン方向に一画素ずつ予測、量子化、復元画素レベル値の算出を実行するが、ＪＰＥＧ−ＬＳによる圧縮では、次の画素を予測するのに直前の画素の復元画素レベル値が必要となる。よって高速処理が難しい。【００１３】
例えば図５Ａのような順番で画素を処理する際に、１画素が送られてくる時間（１クロック）に１画素が圧縮されている必要があるが、予測、量子化、復元画素レベル値の算出でそれぞれ１クロックずつ処理時間がかかるとすると、１画素圧縮に３クロックかかる。そして前の画素を用いて次の画素の予測を行うので、前の画素の復元が完了しなければ次の画素の予測処理に取り掛かれないので、圧縮復元の処理タイミングは、図５Ｂに示すようになってしまい、リアルタイムでの圧縮復元は不可能となる。
（３）  階層符号化あるいは順次再生符号化方式（特許文献１、特許文献２）
予測符号化方式を高画質化、高圧縮化（画質調整）するには、階層的に予測を用いる方法がよく採られる。以下に従来技術による階層予測の例を図６を用いて説明する。
１）ビットプレーン（各ビット深度での０と１の白黒画像、８ｂｉｔならば８つのプレーン）を生成する。なお図６では、簡略化のために最上段の外挿処理によって求めたプレーンと、それに続く内挿処理によって求めた２つのプレーンの、計３つのプレーンのみを示している。
２）各プレーン中の画素を階層的に２値符号化する。第２階層以降は既に符号化されている周囲画素の状態を元に符号化順番、手段を変更する。
３）場合によっては全画素を符号化・復元せずに、既に復元した周囲４画素の単純平均を未復元画素の画素レベル値とする。【００１４】
この階層予測をそのまま適用すると、手順が複雑なので回路規模が大きくなり、ＬＳＩ組込み用としてはコスト・パフォーマンスが引き合わない。また、ブロックライン相当（図６の場合５ライン分）の大きなバッファメモリを必要とし、回路規模が大きくなる。
【特許文献１】特開昭６０−１２７８７５号公報
【特許文献２】特開平１０−８４５４８号公報
【発明の開示】
【００１５】
本発明は、高速、低遅延、かつ高画質で回路規模が小さい画像圧縮装置／復元装置、圧縮方法／復元方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
本画像圧縮装置は、ラインメモリ部、分割部、第１の予測値算出部、第２の予測値算出部及び予測符号化部を備える。
【００１６】
ラインメモリ部は、圧縮対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持する。
分割部は、前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割する。
【００１７】
第１の予測値算出部は、第１階層の処理として、前記分割部により分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記ラインメモリ内の該２n-1番目と２n 番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求める。
【００１８】
第２の予測値算出部は、第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記ラインメモリ内の直前の１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求める。
【００１９】
予測符号化部は、前記第１の階層処理から前記第ｎの階層処理までの処理で求まった前記予測値から予測誤差を求め、当該予測誤差を量子化番号に変換し、当該量子化番号を可変長符号に変換して圧縮符号を求める。
【００２０】
この構成によりメモリはラインメモリ部のみを備えれば良いので回路規模を小さくすることが出来る。
また各階層処理を並列に実行できるので、高速に圧縮処理を行なうことが出来る。
【００２１】
本画像復元装置は、ラインメモリ部、第１の予測値算出部、第２の予測値算出部及び復元画素値算出部を備える。
ラインメモリ部は、復元対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持する。
【００２２】
分割部は、前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割する。
第１の予測値算出部は、第１階層の処理として、前記分割部により分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記ラインメモリ内の該２n-1番目と２n 番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求める。
【００２３】
第２の予測値算出部は、第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記ラインメモリ内の直前の１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求める。
【００２４】
復元画素値算出部は、圧縮符号から量子化番号を求め、当該量子化番号から予測誤差量子化値を求め、当該予測誤差量子化値及び前記第１の予測値算出部が求めた予測値若しくは前記第２の予測値算出部が求めた予測値を用いて復元画素の画素値を求める。
【００２５】
この構成によりメモリはラインメモリ部のみを備えれば良いので回路規模を小さくすることが出来る。
また各階層処理を並列に実行できるので、高速に復元処理を行なうことが出来る。
【００２６】
また、データ圧縮方法、データ復元方法及びプログラムも本発明の範囲に含む。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】車載用の画像データ圧縮／復元装置の搭載例を示す図である。
【図２】従来技術であるＤＣＴによる符号化の仕方を示す図である。
【図３】従来技術であるＪＰＥＧ−ＬＳによる圧縮方式を示す図である。
【図４】従来技術であるＪＰＥＧ−ＬＳによる圧縮技術の説明を示す図である。
【図５Ａ】画素単位の処理の順番を示す図である。
【図５Ｂ】従来技術であるＪＰＥＧ−ＬＳによる圧縮復元の処理タイミングを示す図である。
【図６】従来技術による階層予測の例を示す図である。
【図７】本実施形態の予測の仕方の概略を示す図である。
【図８】ｎ＝３とした場合の本実施形態の処理を示す図である。
【図９】図８の各階層の処理をより具体的に示した図である。
【図１０】１ブロックを８画素（ｎ＝３）としたときの画素復元処理のタイミングチャートの概略を示す図である。
【図１１】本実施形態における画像データ圧縮装置の構成例を示す図である。
【図１２】各画素の参照値を示す図である。
【図１３】参照中間値とそれに対応する予測値を示す図である。
【図１４】予測誤差と予測誤差量子化値及び量子化番号の対応関係を示す図である。
【図１５】本実施形態の画像データ圧縮装置の画像データ圧縮時の動作処理を示すフローチャートである。
【図１６】本実施形態における画像データ復元装置の構成例を示す図である。
【図１７】量子化番号と予測誤差量子化値の関係を示す図である。
【図１８】本実施形態における画像データ復元装置の圧縮データの復元処理時の動作処理を示すフローチャートである。
【図１９】本実施形態における画像データ圧縮処理及び復元処理で例外処理を行なう画像データの１フレーム中の位置を示す図である。
【図２０】図１９の左端の（３）の位置の例外処理における予測値を示す図である。
【図２１】図１９の左端の（３）の位置の画素の予測値を求めるときの代替画素の例を示す図である。
【図２２】本実施形態におけるデータ圧縮プログラムのプログラム構成例を示す図である。
【図２３】画像データを圧縮する際のデータ圧縮プログラム３００の動作処理を示すフローチャートである。
【図２４Ａ】図１９の（２）の位置の場合の予測値の算出を示す図である。
【図２４Ｂ】図１９の（３）の位置の場合の予測値の算出を示す図である。
【図２５】本実施形態におけるデータ復元プログラムのプログラム構成例を示す図である。
【図２６】画像データを復元する際のデータ復元プログラム４００の動作処理を示すフローチャートである。
【図２７】データ圧縮プログラムやデータ復元プログラムが実行される情報処理装置のシステム環境を示す図である。
【図２８】記憶媒体の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の画像圧縮装置及び画像復元装置は、高画質、低遅延、軽量、高速処理を満たすために、画像の約１ライン分のメモリを有し、ＭＡＰ（Ｍｅｄｉａｎ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）予測を１ブロック内で階層的に交互に実行することで予測処理における処理速度上のボトルネックを解消する。【００２９】
また、予測精度を向上させて高画質化を狙うために、高解像度成分画素に対して内挿予測を考慮したＭＡＰ予測を実行する。予測方式としては、あるデータ系列から外側のデータを予測する外挿予測と、あるデータ系列の途中を予測する内挿予測があるが、内挿予測の方が予めデータの系列の傾向を把握しやすいため、予測精度が高くなる。【００３０】
図７は、本実施形態の予測の仕方の概略を示す図である。
本実施形態の画像圧縮装置及び画像復元装置では、画像データを２n 単位（以下これを１ブロックという）で処理する。【００３１】
図７においてＸ１からＸ２n の画素が処理対象画素で、Ｘ’１からＸ’２n が既に処理が済んだＸ１からＸ２n の１つ前のライン、すなわち直前ラインの画素であるとする。
本実施形態では、第一階層の処理として、まずＸ１からＸ２n の画素の内、ちょうど中間の画素Ｘ２n-1  と一番最後のＸ２n を隣接するすなわち直上の画素であるＸ’２n-1  とＸ’２n を用いて外挿処理で求める。【００３２】
次に第二階層の処理として、画素Ｘ１の左隣の画素Ｘ０（すなわち１つ前ブロックに対する処理で求めた一つ前のブロックにおけるＸ２n ）、第一階層の処理で求めた画素Ｘ２n-1  、及び、直前ライン内の復元画素値を用いて、画素Ｘ２n のちょうど中間の画素を画素Ｘ２n-2  、Ｘ２n-1  ＋Ｘ２n-2  の順でＭＡＰ予測により求める。【００３３】
第三階層の処理では、画素Ｘ０及び第二階層の処理までに求まった画素Ｘ２n-2  、Ｘ２n-1  、Ｘ２n-1  ＋Ｘ２n-2  を用いて、画素Ｘ２n のちょうど中間の画素を画素Ｘ２n-3  、Ｘ２n-2  ＋Ｘ２n-3  、Ｘ２n-1  ＋Ｘ２n-3  及びＸ２n-1  ＋Ｘ２n-2  ＋Ｘ２n-3  の順でＭＡＰ予測により求める。【００３４】
以降同様にそれまでに求まった画素の中間の画素をＭＡＰ予測によって求め、最後に第ｎ階層の処理として、中間の画素を画素Ｘ１、Ｘ３、・・・、Ｘ２n −１の順でＭＡＰ予測によって求める。【００３５】
このような処理により、ある階層の処理が全て完了する前に、次の階層の処理を開始することが出来、２つの階層の処理を平行して行なうことが出来るので、処理を高速化することが出来る。【００３６】
また処理に必要となる画素のデータは、処理対象の画素の１つ前のラインの画素と処理対象のブロックの画素のデータのみなので、この分の画素データを保持する、画像の約１ライン分のメモリを備えればよく、画像圧縮装置及び画像復元装置の回路を小規模に抑えることが出来る。【００３７】
次に上記した本願の概要をｎ＝３として、より具体的に説明する。
図８は、ｎ＝３とした場合の本実施形態の処理を示す図である。
ｎ＝３なので処理を三階層に分類し、第一、第二、第三階層の順番で予測符号化を実行する。【００３８】
同図では、処理ライン２の画素データに対して、まず第一階層の処理で画素Ｘ３及びＸ８を直前ライン１の画素データを用いて外挿処理により予測して求める。次に第二階層の処理で直前ライン１の画素データ及び第一階層の処理で求めた画素データを用いて内挿処理により予測して画素Ｘ２及びＸ６を求める。そして最後に第三階層の処理によって直前ラインの画素データ及び第一階層及び第二階層の処理で求めた画素データを用いて内挿処理により予測して画素Ｘ１、Ｘ３、Ｘ５、及びＸ７を求める。【００３９】
予測符号化の処理を注目画素ブロック３のＸ１〜Ｘ８の８画素全てに対して終了したら、次のブロックに対しても同様に三階層に分けて予測符号化の処理を実行する。
図９は、図８の各階層の処理をより具体的に示した図である。【００４０】
実際の予測符号化処理では、ラインメモリに格納された処理ラインの直前ライン１分の画素データ及び既に処理済の前の階層で予測して求めた画素データを元に実行される。
ラインメモリには直前ライン１分の各画素レベル値の復元画素が格納されている。【００４１】
図９において、注目画素ブロック３内の８画素の処理順番は以下のように（１）、（２）、・・・、（８）の順番になる。
まず第１階層の処理として図８のＸ４に該当する（１）をラインメモリ内の直前ライン１のＸ’４から外挿処理により予測して求める。次に図８のＸ８に該当する（２）をラインメモリ内の直前ライン１のＸ’８から外挿処理により予測して求める。【００４２】
次に第２階層の処理では、図８のＸ２に該当する（３）をラインメモリ内の直前ライン１の画素Ｘ’０、Ｘ’２、Ｘ’４及び処理ライン１の第１階層の処理までで求まっている画素Ｘ０、Ｘ４からＭＡＰ予測により求める。また次に図８のＸ６に該当する（４）をラインメモリ内の直前ライン１の画素Ｘ’４、Ｘ’６、Ｘ’８及び処理ライン１の第１階層の処理までで求まっている画素Ｘ４、Ｘ８からＭＡＰ予測により求める。【００４３】
最後に第３階層目の処理として、図８のＸ１に該当する（５）をラインメモリ内の直前ライン１の画素Ｘ’０、Ｘ’１、Ｘ’２及び処理ライン１の第２階層の処理までで求まっている画素Ｘ０、Ｘ２からＭＡＰ予測により求める。また図８のＸ３に該当する（６）をラインメモリ内の直前ライン１の画素Ｘ’２、Ｘ’３、Ｘ’４及び処理ライン１の第１階層の処理までで求まっている画素Ｘ２、Ｘ４からＭＡＰ予測により求める。以下同様に、
図８のＸ５に該当する（７）をラインメモリ内の直前ライン１の画素Ｘ’４、Ｘ’５、Ｘ’６及び処理ライン１の第２階層の処理までに求まっている画素Ｘ４、Ｘ６からＭＡＰ予測により求め、また図８のＸ７に該当する（８）をラインメモリ内の直前ライン１の画素Ｘ’６、Ｘ’７、Ｘ’８及び処理ライン１の第２階層の処理までに求まっている画素Ｘ６、Ｘ８からＭＡＰ予測により求める。【００４４】
これらの処理は、ライン方向４、ブロック内で階層的に交互に実行することで前の予測結果を待たずに処理を進めるようにする。
通常ＭＡＰは縦方向と横方向の相関を考慮した３つの予測値候補の中から１つを予測値とすることで高性能な予測処理を行うが、本実施形態においても、第２階層以降は前階層の復元画素を参照することで、縦方向と横方向の相関を考慮した３つの予測値候補を算出することが可能である。このため、更に予測精度を高めることが可能となり高画質の圧縮を行なうことが出来る。【００４５】
図１０は、１ブロックを８画素（ｎ＝３）としたときの画素復元処理のタイミングチャートの概略を示す図である。
同図においてまず画素Ｘ４及びＸ８は、１つ前のラインの画素データ値を使用するだけで、前のブロック中の全画素の処理を完了する前に次のブロックの処理を始めることが可能になる。同図では、前のブロックの画素Ｘ６までが復元された時点で、次のブロックの画素Ｘ４の予測処理が開始されている。【００４６】
また、画素Ｘ２、Ｘ６、Ｘ１、Ｘ３、Ｘ５、Ｘ７の画素データ値は次のブロックの予測処理には使用されないので、遅延して処理してもよい。このため、高性能な予測が可能な内挿処理を伴うＭＡＰに処理時間を余分に掛けても良い。【００４７】
これらリアルタイム動画伝送においては、１クロックに毎回１画素が送られてくるので、画素単位の予測符号化方式では１クロックあたり１画素処理する必要がある。このため、予測、量子化、復元画素レベル値の算出でそれぞれ１クロックかかるとすると、図１０のように画素Ｘ４及びＸ８を先に８クロック以内に処理し、他の画素は更にタイミングをずらして処理を行うことで順次ブロックを処理し続けることが可能となる。【００４８】
なお図１０では、予測、量子化、復元画素レベル値の算出の回路がそれぞれひとつ備えれば良いように、各処理が同一クロック内で重複しないタイミングで処理しているが、もちろん各回路を複数備え、タイミングを重複させて処理できるようにすることでブロック毎の処理期間を更に短縮する構成とすることも可能である。【００４９】
次に本実施形態における画像データ圧縮装置の構成について説明する。
図１１は、本実施形態における画像データ圧縮装置１００の構成例を示す図である。
同図の画像データ圧縮装置１００は、上述したように連続して入力される画像データ１１を８画素（ｎ＝３）毎に処理する構成を示している。【００５０】
同図において、画像データ圧縮装置１００に入力される画像データ１１は、圧縮対象となる画素の集まりで、ライン方向に画素データが入力される。順序制御回路１２ａは、圧縮対象ブロックの８画素の処理順番を制御する回路で、画像データ圧縮装置１００内のマルチプレクサから出力される画素データを制御信号で制御する。【００５１】
本実施形態の画像データ圧縮装置１００及び後述する画像データ復元装置２００による画素の処理タイミング図１０を用いて説明する。
１ブロック内の画素の処理順番は図１０のとおりで、３クロック目で画素Ｘ４、４クロック目で画素Ｘ８、５クロック目で画素Ｘ５、６クロック目で画素Ｘ２、７クロック目でＸ６、８クロック目でＸ７、９クロック目でＸ１、１０クロック目で画素Ｘ３の処理を完了している。ただし、タイミングの関係上、画素Ｘ５、Ｘ７に対する処理は、前のブロックの画素に対しての処理となる。【００５２】
マルチプレクサ（ＭＵＸ１）１３は、画像データ圧縮装置１００に１画素ずつ入力される画像データ１１の画素をブロック単位で処理するために、圧縮対象画素ブロックに順次振り分けるマルチプレクサである。圧縮対象画素ブロック１４は、現ステップで圧縮対象となる画素の画素データ（レベル値）を保持する。なお画素Ｘ５、Ｘ７については処理遅延の観点から１つ前のブロックの画素データも保持する。デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ１）１５は、圧縮対象ブロック１４中の画素レベル値を階層順に後段の処理に渡すデマルチプレクサである。予測用ラインバッファ１６は、少なくとも処理対象ブロックの直前１ライン分の復元画素レベル値を保持するバッファで、圧縮対象ブロック１４の直上にある直上ブロックラインメモリ１７に値を渡す。直上ブロックラインメモリ１７は、圧縮対象画素ブロック１４内の画素の１つ上のラインの画素レベル値を保持するラインメモリである。この直上ブロックラインメモリ１７中の画素Ｘ’−４、Ｘ’−３、Ｘ’−２、Ｘ’−１、Ｘ’０、は、前ブロックの画素Ｘ’４、Ｘ’５、Ｘ’６、Ｘ’７、Ｘ’８の画素を示す。圧縮対象画素ブロック１８は、圧縮対象画素ブロック００４の画素の中で処理済となった復元画素レベル値を保持するバッファである。この圧縮対象画素ブロック１８内の画素レベル値は予測値算出に使用される。なお圧縮対象画素ブロック１８中の画素Ｘ−４、Ｘ−２、Ｘ０、は前ブロックの画素Ｘ４、Ｘ６、Ｘ８を示すもので、前のブロックの画素Ｘ５、Ｘ７を処理するために用いる。【００５３】
デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ２）１９は、圧縮対象画素の直上の画素のレベル値を予測値算出・選択モジュール２６に出力するデマルチプレクサである。デマルチプレクサ１９が出力する、予測対象画素に対応する直上画素は図１２のＣのようになる。【００５４】
デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ３）２０は、圧縮対象画素の直上２値平均を算出する際に使用する画素レベル値を直上２値平均算出モジュール２４に出力するデマルチプレクサである。予測対象画素に対応する直上２値平均は図１２のＢのようになり、デマルチプレクサ２０は、平均値算出に使用される２つの画素のうち、数字の小さい方の画素レベル値を出力する。なお予測対象画素が第１階層の処理で処理される画素Ｘ４、Ｘ８の場合はデマルチプレクサ２０は動作しない。【００５５】
デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ４）２１は、圧縮対象画素の直上２値平均を算出する際に使用する画素レベル値を直上２値平均算出モジュール２４に出力するデマルチプレクサである。予測対象画素に対応する直上２値平均は図２のＢに示すとおりで、デマルチプレクサ２１は、平均値算出に使用される２つの画素のうち、数字の大きい方の画素レベル値を出力する。このデマルチプレクサ（ＤＭＵＸ４）２１も、予測対象画素が第１階層の処理で処理される画素Ｘ４、Ｘ８の場合は動作しない。【００５６】
デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ５）２２は、圧縮対象画素の現ライン２値平均を算出する際に使用する画素の画素レベル値を現ライン２値平均算出モジュール２５に出力するデマルチプレクサである。予測対象画素に対応する現ライン２値平均は図１２のＡに示すとおりで、デマルチプレクサ２２は平均値算出に使用される２つの画素のうち、数字の小さい方の画素を出力する。予測対象画素が第１階層の処理で処理される画素Ｘ４、Ｘ８の場合は動作しない。【００５７】
デマルチプレクサ２３（ＤＭＵＸ６）は、圧縮対象画素の現ラインの２値平均を算出する際に使用する画素レベル値を、現ライン２値平均算出モジュール２５に出力するデマルチプレクサである。予測対象画素に対応する現ライン２値平均は図１２のＡに示すとおりで、デマルチプレクサ２３は平均値算出に使用される２つの画素のうち、数字の大きい方の画素レベルを出力する。またデマルチプレクサ２３は、予測対象画素が第１階層の処理で処理される画素Ｘ４、Ｘ８の場合は動作しない。【００５８】
直上２値平均算出モジュール２４は、圧縮対象画素の直上近辺にある２値の平均値を算出するモジュールである。予測対象画素に対応する現ライン２値平均は図１２のＡに示すとおりである。この直上２値平均算出モジュール２４は、予測対象画素が第１階層の処理で処理される画素Ｘ４、Ｘ８の場合は動作しない。一般的に予測方式は、圧縮対象画素と既に復元した画素レベル値から外側の画素レベル値を予測する外挿予測より、既に復元した画素が予測対象画素を挟む形で予測する内挿予測の方が予測精度が良い。このため、前ライン上での参照値Ａも内挿処理を実行すると更に予測精度を高めることが出来る。【００５９】
現ライン２値平均算出モジュール２５は、圧縮対象画素とその両隣にある画素の２値の平均値を算出するモジュールある。この現ライン２値平均算出モジュール２５は、予測対象画素が第１階層の処理で処理される画素Ｘ４、Ｘ８の場合は動作しない。一般的に予測方式は、圧縮対象画素と既に復元した画素レベル値から外側の画素レベル値を予測する外挿予測より、既に復元した画素が予測対象画素を挟む形で予測する内挿予測の方が予測精度が良い。このため、同一ライン上での参照値Ａも内挿処理を実行すると更に予測精度を高めることが出来る。【００６０】
予測値算出・選択モジュール２６は、圧縮対象画素の直上画素、直上２値平均及び現ライン２値平均を元に、順序制御回路１２ａからの制御信号に従って予測値を算出、選択するモジュールである。【００６１】
図１３は、参照中間値とそれに対応する予測値を示す図である。予測値算出・選択モジュール２６による予測値算出は、第一階層目の処理では圧縮対象画素の直上画素しか使用しない。しかし、第二階層の処理以降の処理では、予測値算出・選択モジュール２６は、現ライン２値平均をＡ、直上２値平均をＢ、直上画素をＣとした場合に、これらの中間値を算出して、図１３に対応するようにＡ、Ｃ、Ａ＋Ｃ−Ｂの中から使用する予測値を決定する。【００６２】
予測値２７は、予測値算出・選択モジュール２６によって算出された予測値である。減算器２８は、デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ１）１５から出力される圧縮対象画素から予測値２７を減算して、予測誤差を算出する演算器である。【００６３】
量子化器２９は、圧縮対象画素と予測値の差分値である予測誤差を量子化するものである。量子化器２９は、予測誤差を入力として、量子化値と量子化番号を出力する。予測誤差と予測誤差量子化値及び量子化番号は図１４のように対応付けられている。この図１４の表に基づいて量子化器２９は、入力された予測誤差から対応する予測誤差量子化値及び量子化番号を出力する。【００６４】
加算器３０は、予測値２７と量子化器２９が出力する予測誤差量子化値を加算して復元画素レベル値を算出してマルチプレクサ（ＭＵＸ２）３１及びマルチプレクサ（ＭＵＸ３）３２に出力する演算器である。【００６５】
マルチプレクサ（ＭＵＸ２）３１は、復元画素レベル値Ｘ２、Ｘ４、Ｘ６、Ｘ８を圧縮対象画素ブロック１８に出力するマルチプレクサである。
マルチプレクサ（ＭＵＸ３）３２は、復元画素レベル値を予測用ラインバッファ１６に順次出力するマルチプレクサである。【００６６】
可変長符号化器３３は、量子化器２９から出力される量子化番号を入力として、これをハフマン符号等の可変長符号に変換して出力する。
圧縮符号バッファ３４は、可変長符号化器３３から出力される可変長符号を蓄積するバッファである。【００６７】
次に図１１の画像データ圧縮装置１００の動作処理について説明する。
図１５は、本実施形態の画像データ圧縮装置１００の画像データ圧縮時の動作処理を示すフローチャートである。【００６８】
同図において、処理が開始され画像データ圧縮装置１００に画像データ１１が入力され始めると、まずステップＳ１として、画像データ圧縮装置１００は、入力された画像データ１１のうち８画素分を圧縮対象画素ブロック１４に格納する。【００６９】
次に画像データ圧縮装置１００は、ステップＳ２として予測用ラインバッファ１６から直上ブロックラインメモリに画素Ｘ’−４、Ｘ’−３、Ｘ’−２、Ｘ’−１、Ｘ’０、Ｘ’１、Ｘ’２、Ｘ’３、Ｘ’４、Ｘ’５、Ｘ’６、Ｘ’７、Ｘ’８に該当する画素レベル値を格納する。【００７０】
そして次にステップＳ３において、圧縮対象画素ブロック１４で、順序制御回路からの制御信号に基づいて前ブロックの画素Ｘ４、Ｘ６、Ｘ８の画素レベル値を画素Ｘ−４、Ｘ−２、Ｘ０に上書きする。【００７１】
そしてステップＳ４において、圧縮対象画素が第一階層の処理対象である画素Ｘ４またはＸ８であったなら（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、ステップＳ５として第一階層の処理、すなわち予測値算出・選択モジュール２６がデマルチプレクサ（ＤＭＵＸ２）１９から出力される、処理対象画素Ｘ４及びＸ８の直上の画素Ｘ’４、Ｘ’８の画素レベル値を予測値２７として出力する。【００７２】
またステップＳ４において、圧縮対象画素が第一階層の処理対象である画素Ｘ４及びＸ８でなかったなら（ステップＳ４、Ｎｏ）、第二階層以降の処理対象の画素であるので、ＭＡＰ予測を行うために、ステップＳ６でデマルチプレクサ（ＤＭＵＸ３）２０及びデマルチプレクサ（ＤＭＵＸ４）２１から選択出力された値を元に直上２値平均値算出モジュール２４によって直上２値平均値を算出し、ステップＳ７で現ライン２値平均値算出モジュール２５によってデマルチプレクサ（ＤＭＵＸ５）２２及びデマルチプレクサ（ＤＭＵＸ６）２３から選択出力された値を元に現ライン２値平均値を算出する。そしてステップＳ８で予測値算出・選択モジュール２６によって直上画素、ステップＳ６、Ｓ７で求めた直上２値平均値及び現ライン２値平均値を用いて予測値２６を算出する。【００７３】
次に画像データ圧縮装置１００では、ステップＳ９として、減算器２８によって圧縮対象画素ブロック１４からデマルチプレクサ（ＤＭＵＸ１）によって選択出力された圧縮対象画素の画素レベル値から予測値２７を減算し、予測誤差を算出する。そしてステップＳ１０として、ステップＳ９で算出した予測誤差を量子化器２９で量子化し、予測誤差量子化値と量子化番号を出力する。そして画像データ圧縮装置１００は、ステップＳ１１において予測誤差量子化値と予測値２７を加算器３０で加算して復元画素を求めてこれをマルチプレクサ（ＭＵＸ２）３１及びマルチプレクサ（ＭＵＸ３）３２に出力する。【００７４】
そして圧縮対象画素がＸ２、Ｘ４、Ｘ６、Ｘ８の場合は（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、ステップＳ１３としてマルチプレクサ（ＭＵＸ２）３１によって画素Ｘ２、Ｘ４、Ｘ６、Ｘ８の復元画素を圧縮対象画素ブロック１８に保持する。またこのステップＳ１２において圧縮対象画素がＸ２、Ｘ４、Ｘ６、Ｘ８以外の場合には（ステップＳ１２、Ｎｏ）、ステップＳ１３の処理はスキップする。そして次に画像データ圧縮装置１００は、ステップＳ１４において復元画素をマルチプレクサ（ＭＵＸ３）３２によって予測用ラインバッファ１６に渡す。【００７５】
そして最後に画像データ圧縮装置１００は、可変長符号化器３３で量子化番号をもとに符号生成する。なおこのとき用いられる符号の種類はＧｏｌｏｍｂ符号でも算術符号でも構わないものする。【００７６】
上記したステップＳ１からＳ１５の処理を前画像データに対して行ない、全画像データに対して処理が完了すると本処理は終了する。
このように本実施形態の画像データ圧縮装置１００による画像圧縮では、ライン内の画素を２n （上記例ではｎ＝３）毎のブロックに分け、ブロック内で階層単位に処理タイミングをずらすことで、予測処理による処理速度上のボトルネックを解消する。また、高解像度成分（第二、三階層）については、前ライン及び前階層の復元値を参照、内挿する中間値算出を実行するため、高精度な予測が可能となる。【００７７】
次に本実施形態における画像データ復元装置について説明する。
図１６は、本実施形態における画像データ復元装置２００の構成例を示す図である。
なお同図の構成要素において、予測値２７を求める部分の構成要素は図１１の画像データ圧縮装置１００の構成要素と基本的に同じ動作を行うものであり、これらについては、同一の符号が付せられている。そしてこれらの構成要素については、詳細な説明は省略する。【００７８】
図１６において、圧縮符号４１は、画像データを符号化したもので、本実施形態の画像データ復元装置２００によって復元対象となるデータである。逆符号化器４２は圧縮符号４１を入力とし、その圧縮符号４１に該当する量子化番号を出力するものである。逆量子化器４３は、逆符号化器４２から出力された量子化番号を入力とし、予測誤差量子化値４４を出力する。量子化番号と予測誤差量子化値は、図１７に示すような関係にあり、当然ながら、図１４に示す予測誤差量子化値と量子化番号の関係と同じである。逆量子化器４３は、入力された量子化番号に対応する予測誤差量子化値４４を出力する。予測誤差量子化値４４は、逆量子化器４３から出力された予測誤差の量子化値である。【００７９】
順序制御回路１２ｂは、復元対象ブロックの８画素の処理順番を制御する回路で、制御信号を出力して各マルチプレクサ（ＭＵＸ）、デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ）の出力を制御する。画像データ復元装置２００では、画素の処理の順番は図１０に示したのと同様、画素Ｘ４、Ｘ８、Ｘ５、Ｘ２、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ１、Ｘ３となる。ただし、タイミングの関係上、画素Ｘ５、Ｘ７は１つ前のブロックの画素に対しての処理となる。【００８０】
加算器４５は、予測値２７と予測誤差量子化値４５を加算して復元画素レベル値を算出するものである。マルチプレクサ（ＭＵＸ１）４６は、１画素ずつ復元された画素を復元完了画素ブロック４７に順次振り分けるマルチプレクサである。復元完了画素ブロック４７は、現在行われている復元処理で復元が完了した画素レベル値を保持するものである。デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ１）４８は、復元完了画素ブロック４７内の画素データを圧縮前の順番（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８）に並べなおして出力するデマルチプレクサである。復元画像データ４９は、画像データ復元装置２００による復元結果の画像データである。【００８１】
次に図１６の画像データ復元装置２００の圧縮データの復元処理時の動作を説明する。
図１８は、本実施形態における画像データ復元装置２００の圧縮データの復元処理時の動作処理を示すフローチャートである。【００８２】
同図において画像データ復元装置２００に圧縮符号４１が入力されて処理が開始されると、まずステップＳ２１として、入力された圧縮符号４１を元に逆符号化器４２で量子化番号を求める。【００８３】
次に画像データ復元装置２００は、ステップＳ２２として、テップＳ２１で求めた量子化番号を元に逆量子化器４３で予測誤差量子化値４４を求める。
そしてステップＳ２３において、直上ブロックラインメモリ１７に予測用ラインバッファ１６から出力される画素Ｘ’−４、Ｘ’−３、Ｘ’−２、Ｘ’−１、Ｘ’０、Ｘ’１、Ｘ’２、Ｘ’３、Ｘ’４、Ｘ’５、Ｘ’６、Ｘ’７、Ｘ’８に該当する画素レベル値を保持する。またステップＳ２４として、圧縮対象画素ブロック１８において、順序制御回路１２ｂからの制御信号に基づいて前ブロックの画素Ｘ４、Ｘ６、Ｘ８の値をＸ−４、Ｘ−２、Ｘ０に上書きする。【００８４】
次に画像データ復元装置２００は、ステップＳ２５において復元処理対象の画素がＸ４またはＸ８であるかどうかを判断し、これらの画素であったなら（ステップＳ２５、Ｙｅｓ）、ステップＳ２６の処理として、予測値算出・選択モジュール２６はデマルチプレックス（ＤＭＵＸ２）１９から出力される直上画素の画素レベル値を圧縮処理対象の画素の直上画素の画素レベル値を予測値２７として出力する。【００８５】
またステップＳ２５において復元対象の画素がＸ４またはＸ８で無ければ（ステップＳ２５、Ｎｏ）、ステップＳ２７として直上２値平均値算出モジュール２４がデマルチプレックス（ＤＭＵＸ３）２０及びデマルチプレックス（ＤＭＵＸ４）２１選択出力された値から選択直上２値平均値を算出して予測値算出・選択モジュール２６に出力する。次にステップＳ２８として現ライン２値平均値算出モジュール２５がデマルチプレックス（ＤＭＵＸ５）２２及びデマルチプレックス（ＤＭＵＸ６）３３が選択出力した値から参照値を算出し、予測値算出・選択モジュール２６に出力する。そしてステップＳ２９として予測値算出・選択モジュール２６は、ステップＳ２７で求めた直上２値平均値及びステップＳ２８で求めた現ライン２値平均値を元に図１２及び図１３に基づいて予測値２７を求める。【００８６】
ステップＳ２６若しくはステップＳ２９で予測値２７が求まると、画像データ復元装置２００では、ステップＳ３０として、ステップＳ２２で求めた予測誤差量子化値４４と予測値２７を加算器４５によって加算し復元画素を算出する。【００８７】
そしてステップＳ３０で算出した復元画素が、画素Ｘ２、Ｘ４、Ｘ６、Ｘ８の復元画素の場合には（ステップＳ３１、Ｙｅｓ）、ステップＳ３１としてマルチプレクサ（ＭＵＸ２）３１によって復元対象画素ブロック１８に入力され、それ以外の画素の復元画素であった場合には（ステップＳ３１、Ｎｏ）、ステップＳ３１はスキップする。【００８８】
次に画像データ復元装置２００では、マルチプレクサ（ＭＵＸ３）３２によって復元画素を予測用ラインバッファ１６に入力する。
そして次に画像データ復元装置２００は、ステップＳ３４として全ての復元画素を復元完了ブロック４７に入力する。そしてステップＳ３５として復元画素を復元完了ブロック４７内の復元画素をデマルチプレクサ（ＤＭＵＸ１）４８によって圧縮前の順番（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８）にして復元画素を出力する。【００８９】
以降上記ステップＳ２１からＳ３５までの処理を全ての画像データ分繰り返し、全ての画像データに対して復元処理が完了すると、本処理を終了する。
以上のように本実施形態における画像データ復元装置２００による復元処理では、上記のように、ライン内の画素をブロックに分け、ブロック内で階層単位に処理タイミングをずらすことで、予測処理による処理速度上のボトルネックを解消することができる。また、高解像度成分（第二、三階層）については、前ライン及び前階層の復元値を参照、内挿する中間値算出を実行するため、高精度な予測が可能となる。【００９０】
次に本実施形態における画像データ圧縮処理及び復元処理における例外処理について説明する。
図１９は、本実施形態における画像データ圧縮処理及び復元処理で例外処理を行なう画像データの１フレーム中の位置を示す図である。【００９１】
１フレームの縁にあたる図１９の（１）〜（４）の位置では参照値全てが揃わないため例外処理を行なって予測を行う。
画像データの１ライン目にあたる（１）と（２）は、直上のローカルデコード値が存在しないため、参照値Ａ〜ＣのＭｅｄｉａｎを取るのではなく図２１に挙げた値を予測値とする。【００９２】
図２０において、０ｘ８０は１６進法表記での８０で１０進法表記では１２８になる。この１２８は、画素の階調数が２５６階調としたときの半分の値である。
図１９の（１）の位置の画素では、第１階層の処理を行なうにあたって、外挿処理を行なうための直前の画素が無いのでこの１２８の値（０ｘ８０）の画素があるものとして外挿処理を行なって予測値を求める。また図１９の（２）では、前ブロックの対応画素の値を予測値として用いる。【００９３】
第２階層及び第３階層の処理では、本来無い部分の位置に０ｘ８０の階調数（これは１０進数表記で１２８を示し、階調数が２５６とした場合の半分の値）を持つ画素が存在するものとして内挿処理を行って予測値を求める。【００９４】
また２ライン目以降の先頭ブロックに該当する（３）の位置の画素においては、図２１に示す代替画素を使用することで参照値を構成する。
図２１は、図１９の左端の（３）の位置の画素の予測値を求めるときの、代替画素の例を示すもので、注目画素ブロック５１の予測値を求める際に直上画素５２の画素Ｘ’０の位置と処理ライン５３の画素Ｘ０の位置に画素Ｘ’１の値を代替画素として用いている。【００９５】
同様に図１９の最終ブロックに該当する（４）の位置の画素の予測値を求めるときは、Ｘ’９及びＸ９の位置に代替画素を使用することで参照値を構成する。
このように本実施形態における画像データ圧縮処理及び復元処理では、画像データのフレームの端に対しても対応することが出来る。【００９６】
次に本実施形態における画像データ圧縮処理をプログラムによって行った場合について説明する。
図２２は本実施形態におけるデータ圧縮プログラム３００のプログラム構成例を示す図である。同図中のデータ圧縮プログラム３００の構成ユニットは、ＣＰＵがメモリ上のデータ圧縮プログラム３００を実行することによって実現される。【００９７】
なおデータ圧縮プログラム３００は、１つのプログラムとして構成しても、複数のプログラムからなるプログラム郡として構成しても良い。
同図において、画像データ６１は、本実施形態のデータ圧縮プログラム３００によるデータ圧縮の対象となる画素のデータ（階調値）である。この画素データ６１はデータ圧縮プログラム３００にライン方向に入力される。画像フォーマット６２は、画像データ６１の横画像サイズを示す情報で、データ圧縮処理が行われる際に、データ圧縮プログラム３００に入力される。【００９８】
階層別アクセスユニット６３は、画像のフレームの横画素サイズを元に各画素を階層別に分類し、階層別に符号化処理を実行するように各画素データをアクセスするプログラムユニットである。【００９９】
階層がＮの場合は以下のように分類される。なお本実施形態では、上述したハードウエアによって圧縮処理を行なう場合と異なり、処理を並列に行なっても行わなくても良いので、ブロックの分け方及び各階層での画素の選択の仕方がこれまでと異り以下のようになる。
・各ブロック内の画素数：２N-1 個（１ブロックの大きさはこれまでの半分）
・第１階層：各ブロックあたり１個存在し、ブロック右端の画素が選択される。
・第２階層：各ブロックあたり１個存在し、左端から２N-2 番目の画素が選択される。
・第ｉ階層：各ブロックあたり２i-2 個存在し、左端から２N-i 番目の画素から選択され、右端へ向けて２N-i+1 個おきに選択される。
・第Ｎ階層：各ブロックあたり２N-2 個存在し、左端から１番目の画素から選択され、右端へ向けて２個おきに選択される。【０１００】
圧縮対象ライン用メモリ領域６４は、現ステップで圧縮対象となるラインの画素のレベル値を保持するメモリ領域で、データ圧縮プログラム３００によって情報処理装置のメモリ領域上に設けられる。【０１０１】
予測用ラインメモリ領域６６は、処理ラインの１つ前のラインの復元画素レベル値を保持するメモリ領域で、データ圧縮プログラム３００によって情報処理装置のメモリ領域上に設けられる。【０１０２】
現ライン２値平均算出ユニット６７は、圧縮対象画素と両隣にある２値の平均値を算出するプログラムユニットである。この算出処理は第二階層以降に行われ、算出方法は
第ｉ階層、画素Ｘｊの現ライン２値平均“Ｃ”：  （Ｘｋ＋Ｘｌ）／２  ※，ｋ＝ｊ＋２N-2 ，ｌ＝ｊ−２N-2 
となる。【０１０３】
直上２値平均算出ユニット６８は、圧縮対象画素の直上近辺にある２値の平均値を算出するプログラムユニットである。この算出も第二階層以降に行われ、算出方法は以下のようになる。【０１０４】
第ｉ階層，画素Ｘｊの直上ライン２値平均“Ｂ”：  (Ｘ’ｋ＋Ｘ’ｌ）／２  ※，ｋ＝ｊ＋２N-2，ｌ＝ｊ−２N-2 
予測値算出・選択ユニット６９は、直上画素、直上２値平均および現ライン２値平均をもとに、予測値を算出、選択するプログラムユニットである。第一階層目は直上画素しか使用しないが，第二階層以降は現ライン２値平均をＡ、直上２値平均をＢ、直上画素をＣとした場合に，これらの中間値を算出して、図１２に対応するようにＡ，Ｃ，Ａ＋Ｃ−Ｂの中から使用する予測値を決定する。【０１０５】
予測値算出・選択ユニット６９による第二階層以降の算出方法は以下のようになる。
第ｉ階層，画素Ｘｊの直上画素“Ａ”：Ｘ’ｊ
第ｉ階層，画素Ｘｊの直上ライン２値平均“Ｂ”：（Ｘ’ｋ＋Ｘ’ｌ）／２  ※，ｋ＝ｊ＋２N-2 ，ｌ＝ｊ−２N-2 
第ｉ階層，画素Ｘｊの現ライン２値平均“Ｃ”：（Ｘｋ＋Ｘｌ）／２  ※，ｋ＝ｊ＋２N-2 ，ｌ＝ｊ−２N-2 
減算ユニット６５は、圧縮対象ライン用メモリ領域６４から読み出した圧縮対象画素の画素レベル値から予測値算出・選択ユニット６９が算出した予測値を減算して予測誤差を算出するプログラムユニットである。【０１０６】
量子化ユニット７１は、圧縮対象画素と予測値の差分値である“予測誤差”を量子化するプログラムユニットである。量子化ユニット７１は、予測誤差を入力として予測誤差量子化値と量子化番号を出力する。この予測誤差と予測誤差量子化値及び量子化番号の関係は図１４のようになる。【０１０７】
可変長符号化ユニット７２は、量子化番号を入力として、可変長符号を出力するプログラムユニットである。
圧縮符号メモリ領域７３は、可変長符号化ユニット７２から出力される可変長符号を圧縮符号として蓄積するバッファである。この圧縮符号メモリ領域７３は、データ圧縮プログラム３００によって、データ圧縮プログラム３００が実行される情報処理装置のメモリ上に確保される。【０１０８】
次にこのデータ圧縮プログラム３００が画像データを圧縮する際の動作処理について説明する。
図２３は、画像データを圧縮する際のデータ圧縮プログラム３００の動作処理を示すフローチャートである。同図の処理は情報処理装置のＣＰＵがメモリ上のデータ圧縮プログラム３００を実行することによって実現される。【０１０９】
同図の処理が開始されるとまずステップＳ４１として、画像データ６１のうち１ライン分を圧縮対象ライン用メモリ領域６４に格納する。
次にステップＳ４２として１ブロック分の圧縮対象画素を、第１階層の処理から第Ｎ階層の処理の対象画素に分類する。【０１１０】
そして次に、ステップＳ４３として予測値算出・選択ユニット６９は予測用ラインメモリ領域６６から読み出す。
そして現在の処理が第１階層の処理であったなら（ステップＳ４４、Ｙｅｓ）、第１階層の処理として、ステップＳ４５において予測値算出・選択ユニット６９が圧縮対象画素の直上の画素の画素レベル値を予測値とする。【０１１１】
またステップＳ４４において、現在の処理が第２階層以降の処理であったなら（ステップＳ４４、Ｎｏ）、ステップＳ４６において直上２平均算出ユニット６８は直上２値平均値を算出し、ステップＳ４７において現ライン２値平均値算出ユニット６７は現ライン２値平均値を算出し、ステップＳ４９においてステップＳ４６で算出した直上２値平均値とステップＳ４７で算出した現ライン２値平均値を用いて圧縮対象画素の予測値を求める。【０１１２】
ステップＳ４５若しくはステップＳ４８で予測値が求まったら、ステップＳ４９として減算ユニット６５によって圧縮対象画素の画素レベル値から予測値を減算し、予測誤差を算出する。そしてステップＳ５０としてステップＳ４９で求めた予測誤差を量子化ユニットｐ７１によって量子化し、量子化値と量子化番号を求める。【０１１３】
そして次にステップＳ５１において、加算ユニット７０によってステップＳ５０で求めた量子化値とステップＳ４５、Ｓ４８で求めた予測値を加算して復元画素を算出する。そしてステップＳ５２としてこの復元画素を予測用ラインメモリ領域６６に格納する。【０１１４】
そして最後にステップＳ５３として可変長符号化ユニット７２によって、可変長符号に変換し、圧縮符号を生成して圧縮符号メモリ領域７３に格納する。この圧縮符号はGolomb符号でも算術符号でも構わないものする。【０１１５】
このステップＳ４３からＳ５３までの処理をまず１ライン中の全てのブロックの第１階層の処理について行ない、次に各階層順に処理を行なってゆく。
そしてステップＳ４１からＳ５３までの処理を全ての画像データに対して行ない、圧縮符号が生成されたなら、本処理を終了する。【０１１６】
この処理により、ハードウエアではなく、ソフトウエアによって本実施形態の画像データの圧縮を行なうことが出来る。
なお図２３の処理において、圧縮処理の対象画素が図１９の（１）、（２）、（３）、(４)部分に該当する場合には、例外処理を行なう。【０１１７】
この例外処理では、１ライン目の（１）と（２）の部分の画素の場合には、直上のローカルデコード値が存在しないため、図１２の参照値Ａ〜Ｃの中央値を取るのではなく、以下に挙げた値を予測値とする。また２ライン目以降の先頭、及び最終ブロックに該当する（３）と（４）は、以下に示す代替画素を使用することで参照値を構成する。（１）と（２）については、上述の通り図２１を用いて説明した。【０１１８】
図２４Ａは、図１９の（３）の位置の場合の予測値の算出を示す図である。
この場合、前ライン８１と現ライン８２の左端に更に前ライン８１の左端終端画素の画素レベル値を持つ画素が存在するものとして各ブロック８３の予測値を求める。【０１１９】
図２４Ｂは、図１９の（４）の位置の場合の予測値の算出を示す図である。
この場合、前ライン８１と現ライン８２の右端の１ブロックに不足する分の画素数分、その位置に１つ前のブロックの右端の画素の画素レベル値の画素が存在するものとして各ブロック８３の予測値を求める。【０１２０】
次に本実施形態における画像データ復元処理をプログラムによって行った場合について説明する。
図２５は本実施形態におけるデータ復元プログラム４００のプログラム構成例を示す図である。同図中のデータ復元プログラム４００の構成ユニットは、ＣＰＵがメモリ上のデータ圧縮プログラム３００を実行することによって実現される。【０１２１】
なおデータ復元プログラム４００は、１つのプログラムとして構成しても、複数のプログラムからなるプログラム郡として構成しても良い。
なお同図の構成要素において、予測値を求める部分の構成要素は図２２の画像データ圧縮プログラム３００の構成要素と基本的に同じ動作を行うものであり、これらについては、同一の符号が付せられている。そしてこれらの構成要素については、詳細な説明は省略する。【０１２２】
同図において、圧縮符号９１は、画像データを符号化したもので、本実施形態の画像データ復元プログラム４００によって復元対象となるデータである。逆符号化ユニット９２は圧縮符号９１を該当する量子化番号を変換するプログラムユニットである。逆量子化ユニット９３は、逆符号化ユニット９３が変換した量子化番号を予測誤差量子化値に変換する。量子化番号と予測誤差量子化値は、上述したように図１７に示すような関係にあり、逆量子化ユニット９３は、量子化番号を対応する予測誤差量子化値に変換する。加算ユニット９４は予測誤差量子化値と予測値を加算して復元画素を求めるプログラムユニットである。復元完了画素ブロック領域９５は、１ブロック分の復元画素の画素レベル値を記憶するメモリ領域で、データ復元プログラム４００が実行される情報処理装置のメモリ上にデータ復元プログラム４００が確保する。順序変換ユニット９６は、復元完了画素ブロック領域９５から画素レベル値を圧縮前の順番で読み出すプログラムユニットである。【０１２３】
次に図２５のデータ復元プログラム４００が画像データを復元する際の動作処理について説明する。
図２６は、画像データを復元する際のデータ復元プログラム４００の動作処理を示すフローチャートである。同図の処理は情報処理装置のＣＰＵがメモリ上のデータ復元プログラム４００を実行することによって実現される。【０１２４】
同図の処理が開始されると、まずステップＳ６１として圧縮符号９１を逆符号化ユニット９２によって量子化番号に変換する。
次にステップＳ６２として、ステップＳ６１で求めた量子化番号を元に逆量子化ユニット９３によって予測誤差量子化値を取得する。【０１２５】
そして次にステップＳ６３として、予測値ラインメモリ領域から復元対象ブロックの直上ブロックの画素レベル値を予測値算出・選択ユニット６９が読み出す。
そして現在の処理対象の画素が第１の階層の処理対象の画素であったなら（ステップＳ６４、Ｙｅｓ）、ステップＳ６５として予測値算出・選択ユニット６９は、処理対象画素の直上画素の画素レベル値を予測値として出力する。【０１２６】
また現在の処理対象の画素が第１の階層の処理対象の以外の画素であったなら（ステップＳ６４、Ｎｏ）、ステップＳ６５において直上２平均算出ユニット６８は直上２値平均値を算出し、ステップＳ６６において現ライン２値平均値算出ユニット６７は現ライン２値平均値を算出し、ステップＳ６８においてステップＳ６６で算出した直上２値平均値とステップＳ６７で算出した現ライン２値平均値を用いて圧縮対象画素の予測値を求める。【０１２７】
ステップＳ６５若しくはステップＳ６８で予測値が求まったら、ステップＳ６９として加算ユニット９４によって圧縮対象画素の画素レベル値と予測値を加算し、復元画素を算出する。【０１２８】
そしてステップＳ７０として、ステップＳ６９で算出した復元画素を予測用ラインバッファメモリ領域６５に保存し、またステップＳ７１として復元画素を復元完了画素ブロック領域９５に保存する。【０１２９】
そして最後に順序変換ユニット９６が復元完了画素ブロック領域９５から復元画素の画素レベル値を圧縮前の画像データの順番で読み出すと共に出力する。この出力が復元画像データとなる。【０１３０】
以上のステップＳ６１からＳ７２までの処理を全圧縮画像データ分繰り返すことによりデータ復元プログラム４００による復元処理は完了する。
このように本実施形態の画像データ復元方法は、データ復元プログラム４００を実行することによるソフトウエア的手法によっても実現できる。【０１３１】
図２７は、データ圧縮プログラム３００やデータ復元プログラム４００が実行される情報処理装置のシステム環境を示す図である。
同図において情報処理装置は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ等の主記憶装置１０２、ハードディスク等の補助記憶装置１０３、ディスプレイ、キーボード、ポインティングデバイス等の入出力装置（Ｉ／Ｏ）１０４、通信インタフェースやモデム等のネットワーク接続装置１０５、及びディスク、磁気テープなどの可搬記憶媒体から記憶内容を読み出す媒体読み取り装置１０６を有し、これらが互いにバス１０８により接続される構成を備えている。そして各構成要素は、バス１０８を介して互いにデータのやり取りを行う。【０１３２】
ＣＰＵ１０１は、補助記憶装置１０３上のプログラムやネットワーク接続装置１０５を介してインストールしたプログラムを、主記憶装置１０２をワークメモリとして実行することにより、図２２及び図２５に示したデータ圧縮プログラム３００及びデータ復元プログラム４００の各構成要素の機能を実現し、また図２３及び図２６に示したフローチャートの処理を実現する。【０１３３】
図２７に示した情報処理装置では、媒体読み取り装置１０７により磁気テープ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等の記憶媒体１０８に記憶されているプログラム、データを読み出し、これを外部インタフェース１０６を介して本実施形態における接続管理サーバ１０にロードする。そしてこのプログラムやデータを主記憶装置１０２や補助記憶装置１０３に記憶し、ＣＰＵ１０１で実行したり用いたりすることにより、上述したフローチャートの処理をソフトウエア的に実現する。【０１３４】
また、図２７に示した情報処理装置では、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体１０７を用いてアプリケーションソフトの交換が行われる場合がある。よって、本発明は、画像データ圧縮装置、復元装置、圧縮方法、復元方法及びプログラムに限らず、コンピュータにより使用されたときに、上述した本発明の実施形態の機能をコンピュータに行なわせるためのコンピュータ読み出し可能な記憶媒体１０７やプログラムとして構成することもできる。【０１３５】
この場合、「記憶媒体」には、例えば図２８に示されるように、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（あるいはＭＯ、ＤＶＤ、メモリーカード、リムーバブルハードディスク等であってもよい）等の媒体駆動装置１１７に脱着可能な可搬記憶媒体１１６や、ネットワーク回線１１３経由で送信される外部の装置（サーバ等）内の記憶部（データベース等）１１２、あるいは情報処理装置１１１の本体１１４内のメモリ（ＲＡＭ又はハードディスク等）１１５等が含まれる。可搬記憶媒体１１６や記憶部（データベース等）１１２に記憶されているプログラムは、本体１１４内のメモリ（ＲＡＭ又はハードディスク等）１１５にロードされて、実行される。【０１３６】
また、既に説明したＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体には、上記に例として挙げたものの他にも、例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標）やＡＯＤ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｃ）などの青色レーザーを用いた次世代光ディスク記憶媒体、赤色レーザーを用いるＨＤ−ＤＶＤ９、青紫色レーザーを用いるＢｌｕｅ  Ｌａｓｅｒ  ＤＶＤ、ホログラムなど、今後開発される種々の大容量記憶媒体を用いて本発明を実施することも可能である。【０１３７】
以上のように本発明によればライン内の画素をブロックに分け、ブロック内で階層単位に処理タイミングをずらすことで、予測処理による処理速度上のボトルネックを解消することが出来る。【０１３８】
また、高解像度成分（第二階層以降の処理）については、前ライン及び前階層の復元値を参照、内挿する中間値算出を実行するため、高精度な予測が可能となる。
【図１】
2009122463.tif 000003
【図２】
2009122463.tif 000004
【図３】
2009122463.tif 000005
【図４】
2009122463.tif 000006
【図５Ａ】
2009122463.tif 000007
【図５Ｂ】
2009122463.tif 000008
【図６】
2009122463.tif 000009
【図７】
2009122463.tif 000010
【図８】
2009122463.tif 000011
【図９】
2009122463.tif 000012
【図１０】
2009122463.tif 000013
【図１１】
2009122463.tif 000014
【図１２】
2009122463.tif 000015
【図１３】
2009122463.tif 000016
【図１４】
2009122463.tif 000017
【図１５】
2009122463.tif 000018
【図１６】
2009122463.tif 000019
【図１７】
2009122463.tif 000020
【図１８】
2009122463.tif 000021
【図１９】
2009122463.tif 000022
【図２０】
2009122463.tif 000023
【図２１】
2009122463.tif 000024
【図２２】
2009122463.tif 000025
【図２３】
2009122463.tif 000026
【図２４Ａ】
2009122463.tif 000027
【図２４Ｂ】
2009122463.tif 000028
【図２５】
2009122463.tif 000029
【図２６】
2009122463.tif 000030
【図２７】
2009122463.tif 000031
【図２８】
2009122463.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月26日(2010.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持するラインメモリ部と、
前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割する分割部と、
第１階層の処理として、前記分割部により分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記ラインメモリ内の該２n-1 番目と２n 番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求める第１の予測値算出部と、
第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記ラインメモリ内の直前１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求める第２の予測値算出部と、
前記第１の階層処理から前記第ｎの階層処理までの処理で求まった前記予測値から予測誤差を求め、当該予測誤差を量子化番号に変換し、当該量子化番号を可変長符号に変換して圧縮符号を求める予測符号化部と
を備えたことを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項２】
復元対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持するラインメモリ部と、
前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割する分割部と、
第１階層の処理として、前記分割部により分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記ラインメモリ内の該２n-1 番目と２n 番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求める第１の予測値算出部と、
第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記ラインメモリ内の前記直前の画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求める第２の予測値算出部と、
圧縮符号から量子化番号を求め、当該量子化番号から予測誤差量子化値を求め、当該予測誤差量子化値及び前記第１の予測値算出部が求めた予測値若しくは前記第２の予測値算出部が求めた予測値を用いて復元画素の画素値を求める復元画素値算出部と、
を備えたことを特徴とする画像復元装置。
【請求項３】
圧縮対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持し、
前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割し、
第１階層の処理として、前記分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記１つ前の１ラインの画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求め、
第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、直前１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求め、
前記第１の階層処理から前記第ｎの階層処理までの処理で求まった前記予測値から予測誤差を求め、当該予測誤差を量子化番号に変換し、当該量子化番号を可変長符号に変換して圧縮符号を求める
ことを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項４】
復元対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持し、
前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割し、
第１階層の処理として、前記分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、前記ラインメモリ内の該２n-1 番目と２n 番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求め、
第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記ラインメモリ内の直前１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求め、
圧縮符号から量子化番号を求め、当該量子化番号から予測誤差量子化値を求め、当該予測誤差量子化値及び前記予測値を用いて復元画素の画素値を求める復元画素値算出部と、
を備えたことを特徴とする画像復元方法。
【請求項５】
情報処理装置によって実行されたとき
圧縮対象画像の処理対象ラインの少なくとも直前１ライン分の画素値を保持し、
前記処理対象ラインの画素を２n 画素を１ブロックとするブロック単位に分割し、
第１階層の処理として、前記分割したブロック内の各画素のうち、２n-1 番目と２n 番目の画素に対して、該２n-1 番目と２n 番目の画素それぞれの直上の画素値を参照値として外挿予測を行って予測値を求め、
第２階層の処理から第ｎ階層目の処理として、所定の画素に対して、前記直前１ラインの画素値及び１つ前の階層処理までに求まった予測値を参照値として内挿予測を行って予測値を求め、
前記第１の階層処理から前記第ｎの階層処理までの処理で求まった前記予測値から予測誤差を求め、当該予測誤差を量子化番号に変換し、当該量子化番号を可変長符号に変換して圧縮符号を求める
ことを前記情報処理装置に実行させるプログラム。
【国際調査報告】
2009122463.tif 000033
2009122463.tif 000034
2009122463.tif 000035
2009122463.tif 000036