(57)【要約】      （修正有）【課題】ＹＵＶ画像データを量子化し固定長の符号化データを生成する際の画質の低下を抑える画像処理装置を提供する。【解決手段】画像処理装置は、ＹＵＶ画像データを所定サイズのブロックごとに読み込む読込部３１０と、ブロックに含まれる各画素のＹ値を離散ウェーブレット変換した第１変換後のＹ値に、第１変換後のＹ値を逆変換する場合に用いられる係数をかけあわせることで、第２変換後のＹ値を算出する改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部３２０と、ブロックに含まれるＵＶ値と、第２変換後のＹ値とを量子化する量子化部３３０、３４０と、固定長符号化データを生成する固定長符号生成部３５０とを有する。【選択図】図３
2018148379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＹＵＶ画像データを所定サイズのブロックごとに読み込む読込手段と、
前記ブロックに含まれる各画素のＹ値を離散ウェーブレット変換した第１変換後のＹ値に、該第１変換後のＹ値を逆変換する場合に用いられる係数をかけあわせることで、第２変換後のＹ値を算出する変換手段と、
前記ブロックに含まれるＵＶ値と、前記第２変換後のＹ値とを量子化し固定長符号化データを生成する生成手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記変換手段は、前記第１変換後のＹ値のうち低周波の成分を除く成分に、前記係数をかけあわせることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記変換手段は、前記係数として、前記第１変換後のＹ値のうち低周波の成分を除く成分を１／２倍または１／４倍する係数をかけあわせることで、前記第２変換後のＹ値を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記固定長符号化データを逆量子化し、前記第２変換後のＹ値を算出する逆量子化手段と、
前記逆量子化手段により算出された前記第２変換後のＹ値を、前記係数を除いて逆変換する逆変換手段と
を更に有することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記変換手段により算出された前記第２変換後のＹ値に含まれる低周波の成分を除く成分の組み合わせとして、取り得る組み合わせそれぞれに対応付けられたスカラ値を格納する第１の格納手段を更に有し、
前記生成手段は、前記第２変換後のＹ値に含まれる低周波の成分を除く成分の組み合わせを、前記第１の格納手段に格納された前記スカラ値に変換することで、前記第２変換後のＹ値に含まれる低周波の成分を除く成分を量子化することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記スカラ値に対応付けられた組み合わせとして、前記第２変換後のＹ値に含まれる低周波の成分を除く成分の組み合わせを格納する第２の格納手段を更に有し、
前記逆量子化手段は、前記第２の格納手段を参照し、前記固定長符号化データに含まれるスカラ値を、前記第２変換後のＹ値に含まれる低周波の成分を除く成分の組み合わせに変換することで、前記第２変換後のＹ値を算出することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記スカラ値は、連続する異なる番号であることを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
ＹＵＶ画像データを所定サイズのブロックごとに読み込む読込工程と、
前記ブロックに含まれる各画素のＹ値を離散ウェーブレット変換した第１変換後のＹ値に、該第１変換後のＹ値を逆変換する場合に用いられる係数をかけあわせることで、第２変換後のＹ値を算出する変換工程と、
前記ブロックに含まれるＵＶ値と、前記第２変換後のＹ値とを量子化し固定長符号化データを生成する生成工程と
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
ＹＵＶ画像データを所定サイズのブロックごとに読み込む読込工程と、
前記ブロックに含まれる各画素のＹ値を離散ウェーブレット変換した第１変換後のＹ値に、該第１変換後のＹ値を逆変換する場合に用いられる係数をかけあわせることで、第２変換後のＹ値を算出する変換工程と、
前記ブロックに含まれるＵＶ値と、前記第２変換後のＹ値とを量子化し固定長符号化データを生成する生成工程と
をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置等により撮影された画像データを処理する画像処理装置においては、従来より、メモリアクセスの高速化や、消費電力の低減化等を実現するために、画像データを量子化し、固定長の符号化データを生成したうえで、メモリへの書き込みを行っている。
【０００３】
固定長の符号化データを生成する方法として、例えば、下記特許文献１には、離散ウェーブレット変換によりＹＵＶ画像データを低周波の成分と高周波の成分とに分け、高周波の成分を量子化する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、離散ウェーブレット変換により得られる高周波の成分を量子化する場合、固定長に収めるためには、不可逆圧縮によりビット数を削減する必要がある。このため、上記方法により生成した固定長符号化データを復号した場合、ＹＵＶ画像データの画質が低下するおそれがある。
【０００５】
このようなことから、ＹＵＶ画像データを量子化し固定長の符号化データを生成するにあたっては、不可逆圧縮により削減するビット数を減らして（つまり、可逆圧縮により削減するビット数を増やすことで）、画質の低下を抑えることが求められる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ＹＵＶ画像データを量子化し固定長の符号化データを生成する際の画質の低下を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の各実施形態に係る画像処理装置は、以下のような構成を有する。即ち、
ＹＵＶ画像データを所定サイズのブロックごとに読み込む読込手段と、
前記ブロックに含まれる各画素のＹ値を離散ウェーブレット変換した第１変換後のＹ値に、該第１変換後のＹ値を逆変換する場合に用いられる係数をかけあわせることで、第２変換後のＹ値を算出する変換手段と、
前記ブロックに含まれるＵＶ値と、前記第２変換後のＹ値とを量子化し固定長符号化データを生成する生成手段とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の各実施形態によれば、ＹＵＶ画像データを量子化し固定長の符号化データを生成する際の画質の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】撮像システムの一構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像処理装置の画像処理部の一構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る画像処理装置のＹＵＶ固定長圧縮部の一構成例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る画像処理装置のＹＵＶ固定長復号部の一構成例を示す図である。
【図５】改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部及び改良逆変換部における処理を説明するための図である。
【図６】可変長動画圧縮部の一構成例を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る画像処理装置のＹＵＶ固定長圧縮部の一構成例を示す図である。
【図８】改良量子化部の一構成例を示す図である。
【図９】ベクトル量子化アドレス部及びベクトルメモリ部における処理を説明するための図である。
【図１０】ベクトルメモリ部に格納されるベクトル量子化テーブルの具体例を示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係る画像処理装置のＹＵＶ固定長復号部の一構成例を示す図である。
【図１２】改良逆量子化部の一構成例を示す図である。
【図１３】逆ベクトルメモリ部に格納される逆ベクトル量子化テーブルの具体例を示す図である。
【図１４】テーブル生成システムの一構成例を示す図である。
【図１５】有効ベクトル生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】テーブル生成処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、各実施形態の詳細について添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に際して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１１】
［第１の実施形態］
＜１．撮像システムの構成＞
はじめに、第１の実施形態に係る画像処理装置を有する撮像システムの構成について説明する。図１は、撮像システムの一構成例を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、撮像システム１００は、光学ユニット１１０、撮像素子１２０、ＡＤ変換部１３０、画像処理装置１４０、固定長符号メモリ部１５０、可変長動画圧縮部１６０、動画像格納部１７０を有する。
【００１３】
光学ユニット１１０は、広角レンズを有し、例えば、１８０度の画角に含まれる被写体からの反射光を撮像素子１２０へ集光する。撮像素子１２０は、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサであり、光学ユニット１１０により集光された反射光を、電気信号に変換して出力する。
【００１４】
ＡＤ変換部１３０は、撮像素子１２０より出力された電気信号をデジタル信号化し、画像データを出力する。
【００１５】
画像処理装置１４０は、画像データをＹＵＶ画像データに変換し、歪曲補正処理を行ったうえで、可変長動画圧縮部１６０に順次出力する。画像処理装置１４０は、画像処理部１４１、ＹＵＶ固定長圧縮部１４２、１４６、ＹＵＶ固定長復号部１４４、１４７、メモリコントローラ部１４３、歪曲補正部１４５を有する。
【００１６】
なお、本実施形態において画像処理装置１４０の各部は、例えば、専用の集積回路により実現されるものとする。ただし、画像処理装置１４０の各部の実現方法はこれに限定されない。例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスにより実現されてもよい。あるいは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有するコンピュータが画像処理プログラムを実行することにより実現されてもよい。
【００１７】
画像処理部１４１は、ＡＤ変換部１３０より出力された画像データをＹＵＶ画像データに変換する。
【００１８】
ＹＵＶ固定長圧縮部１４２、１４６は、ＹＵＶ画像データを量子化し固定長のＹＵＶ符号化データ（固定長符号化データ）を生成する。また、ＹＵＶ固定長圧縮部１４２、１４６は、生成したＹＵＶ符号化データを、メモリコントローラ部１４３を介して固定長符号メモリ部１５０に格納する。
【００１９】
ＹＵＶ固定長復号部１４４、１４７は、メモリコントローラ部１４３を介して、固定長符号メモリ部１５０よりＹＵＶ符号化データを読み出し、復号することでＹＵＶ画像データを生成する。メモリコントローラ部１４３は、固定長符号メモリ部１５０へのＹＵＶ符号化データの書き込み、及び、固定長符号メモリ部１５０からのＹＵＶ符号化データの読み出しを制御する。
【００２０】
歪曲補正部１４５は、ＹＵＶ画像データに対して歪曲補正処理を行う。一般に、広角レンズを介して撮影された画像は歪曲しており、歪曲補正部１４５は、歪曲補正処理を行うことで幾何変換を行う。
【００２１】
固定長符号メモリ部１５０は、ＤＤＲ（Double Data Rate）メモリであり、ＹＵＶ符号化データを格納する。
【００２２】
可変長動画圧縮部１６０は、画像処理装置１４０より順次出力されたＹＵＶ画像データを、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）などのフォーマットに変換する動画像圧縮処理を行い、動画像符号化データを生成する。可変長動画圧縮部１６０は、生成した動画像符号化データを、動画像格納部１７０に格納する。
【００２３】
＜２．画像処理装置の各部の詳細＞
次に、画像処理装置１４０の各部（ここでは、画像処理部１４１、ＹＵＶ固定長圧縮部１４２、１４６、ＹＵＶ固定長復号部１４４、１４７）の詳細について説明する。
【００２４】
＜２．１  画像処理部の詳細＞
図２は、第１の実施形態に係る画像処理装置の画像処理部の一構成例を示す図である。図２に示すように、画像処理部１４１は、Ｂａｙｅｒ補正処理部２１０、フィルタ処理部２２０、ＲＧＢ→ＹＵＶ変換部２３０を有する。
【００２５】
Ｂａｙｅｒ補正処理部２１０は、ベイヤー型の画像データを読み込み、補正処理することでＲＧＢ画像データを生成する。フィルタ処理部２２０は、ＲＧＢ画像データに対してフィルタ処理を行う。
【００２６】
ＲＧＢ→ＹＵＶ変換部２３０は、フィルタ処理されたＲＧＢ画像データの各画素のＲＧＢ値を、輝度と色差分からなるＹＵＶ値へと色変換し、ＹＵＶ画像データを出力する。
【００２７】
＜２．２  ＹＵＶ固定長圧縮部の詳細＞
図３は、第１の実施形態に係る画像処理装置のＹＵＶ固定長圧縮部の一構成例を示す図である。上述したとおり、ＹＵＶ固定長圧縮部１４２、１４６は、ＹＵＶ画像データを量子化し固定長のＹＵＶ符号化データを生成する。
【００２８】
図３に示すように、ＹＵＶ固定長圧縮部１４２、１４６は、画像読み込み部３１０、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０、量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）３３０、量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）３４０、固定長符号生成部３５０を有する。
【００２９】
画像読み込み部３１０は読込手段の一例であり、ＹＵＶ画像データを読み込む。図３に示すように、画像読み込み部３１０は、所定サイズ（ここでは、２×２画素）のブロック３０１を順次読み込む。ブロック３０１は、４画素分の輝度値（Ｙ値。以下、それぞれをＹａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄと表す）と、１画素分のＵ値と、１画素分のＶ値とを含む。
【００３０】
画像読み込み部３１０は、ブロック３０１に含まれるＵ値及びＶ値を量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）３３０に転送する。また、画像読み込み部３１０は、ブロック３０１に含まれる輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０に転送する。
【００３１】
改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０は変換手段の一例であり、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）について改良型の離散ウェーブレット変換処理を行い、ＹＬＬ、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを算出する。なお、改良型の離散ウェーブレット変換処理の詳細は後述する。
【００３２】
改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０は、算出したＹＬＬ（低周波の成分）を量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）３３０に転送し、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ（低周波の成分を除く成分）を量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）３４０に転送する。
【００３３】
量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）３３０は、画像読み込み部３１０より転送されたＵ値及びＶ値を量子化し、Ｕ量子化値及びＶ量子化値を固定長符号生成部３５０に転送する。また、量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）３３０は、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０より転送されたＹＬＬを量子化し、ＹＬＬ量子化値を固定長符号生成部３５０に転送する。
【００３４】
量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）３４０は、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０より転送されたＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを量子化し、ＹＨＬ量子化値、ＹＬＨ量子化値、ＹＨＨ量子化値を固定長符号生成部３５０に転送する。
【００３５】
固定長符号生成部３５０は生成手段の一例であり、量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）３３０より転送された、ＹＬＬ量子化値、Ｕ量子化値及びＶ量子化値を取得する。また、固定長符号生成部３５０は、量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）３４０より転送された、ＹＨＬ量子化値、ＹＬＨ量子化値、ＹＨＨ量子化値を取得する。更に、固定長符号生成部３５０は、取得した各量子化値に基づいて、符号フォーマット３０２に示す固定長のＹＵＶ符号化データを生成して出力する。
【００３６】
＜２．３  ＹＵＶ固定長復号部の詳細＞
図４は、第１の実施形態に係る画像処理装置のＹＵＶ固定長復号部の一構成例を示す図である。上述したとおり、ＹＵＶ固定長復号部１４４、１４７は、固定長符号メモリ部１５０からＹＵＶ符号化データを読み出し、復号することでＹＵＶ画像データを生成する。
【００３７】
図４に示すように、ＹＵＶ固定長復号部１４４、１４７は、符号解析部４１０、逆量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）４２０、逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）４３０、改良逆変換部（Ｙ）４４０、ＹＵＶ画素生成部４５０を有する。
【００３８】
符号解析部４１０は、符号フォーマット３０２に示すＹＵＶ符号化データを順次解析し、ＹＬＬ量子化値、Ｕ量子化値及びＶ量子化値を逆量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）４２０に転送する。また、符号解析部４１０は、ＹＨＬ量子化値、ＹＬＨ量子化値、ＹＨＨ量子化値を逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）４３０に転送する。
【００３９】
逆量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）４２０は、符号解析部４１０より転送されたＹＬＬ量子化値を逆量子化することでＹＬＬを算出し、算出したＹＬＬを改良逆変換部（Ｙ）４４０に転送する。また、逆量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）４２０は、符号解析部４１０より転送されたＵ量子化値及びＶ量子化値を逆量子化することで、Ｕ値及びＶ値を算出し、算出したＵ値及びＶ値をＹＵＶ画素生成部４５０に転送する。
【００４０】
逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）４３０は、符号解析部４１０より転送されたＹＨＬ量子化値、ＹＬＨ量子化値、ＹＨＨ量子化値を逆量子化することで、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを算出する。また、逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）４３０は、算出したＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを改良逆変換部（Ｙ）４４０に転送する。
【００４１】
改良逆変換部（Ｙ）４４０は逆変換手段の一例である。改良逆変換部（Ｙ）４４０は、逆量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）４２０より転送されたＹＬＬと、逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）４３０より転送されたＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨとについて、改良型の逆変換処理を行う。これにより、改良逆変換部（Ｙ）４４０は、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を算出する。なお、改良型の逆変換処理の詳細は後述する。
【００４２】
改良逆変換部（Ｙ）４４０は、算出した輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）をＹＵＶ画素生成部４５０に転送する。
【００４３】
ＹＵＶ画素生成部４５０は、改良逆変換部（Ｙ）４４０より転送された輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を取得する。また、ＹＵＶ画素生成部４５０は、逆量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）４２０より転送されたＵ値及びＶ値を取得する。更に、ＹＵＶ画素生成部４５０は、取得した値に基づいて、２×２画素のブロック３０１を生成し、ＹＵＶ画像データとして出力する。
【００４４】
＜２．４  改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部及び改良逆変換部の処理の詳細＞
次に、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０による改良型の離散ウェーブレット変換処理の詳細及び改良逆変換部（Ｙ）４４０による改良型の逆変換処理の詳細について説明する。図５は、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部及び改良逆変換部における処理を説明するための図である。
【００４５】
このうち、図５（ａ）は、比較例として、一般的なＷａｖｅｌｅｔ変換部の離散ウェーブレット変換処理（Ｈａａｒ  Ｗａｖｅｌｅｔ変換処理）の詳細を示している。同様に、図５（ｂ）は、比較例として、一般的な逆変換部の逆変換処理（Ｈａａｒ  Ｗａｖｅｌｅｔ変換の逆変換処理）の詳細を示している。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、一般的な離散ウェーブレット変換処理では、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を下式に基づいて変換し、ＹＬＬ、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを算出する。
【００４７】
【数１】
2018148379.tif 000003
また、図５（ｂ）に示すように、一般的な逆変換処理では、ＹＬＬ、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを下式に基づいて逆変換し、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を算出する。
【００４８】
【数２】
2018148379.tif 000004
ここで、一般的な離散ウェーブレット変換処理により算出されるＹＬＬの数値の範囲は０〜２５５であり、ビット数は８ビットとなる。また、ＹＨＬ及びＹＬＨの数値の範囲は−２５５〜２５５であり、ビット数は９ビットとなる。更に、ＹＨＨの数値の範囲は、−５１１〜５１１であり、ビット数は１０ビットとなる。
【００４９】
つまり、一般的な離散ウェーブレット変換処理により算出されるＹＬＬ、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨのうち、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの合計のビット数は２８ビットとなる。上述した通り、固定長符号生成部３５０では、符号フォーマット３０２に示す固定長のＹＵＶ符号化データを生成する。このため、一般的な離散ウェーブレット変換処理によりＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨが算出された場合、量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）３４０では、少なくとも（２８−Ｘ）ビット分のビット数を不可逆圧縮または可逆圧縮により削減する必要がある。なお、Ｘは、符号フォーマット３０２において、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ量子化値に割り当てられるビット数である。
【００５０】
ここで、一般的な逆変換処理では、図５（ｂ）に示すように、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を算出する際に、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨをそれぞれ、１／２倍または１／４倍する（上式参照）。しかしながら、逆変換処理時に１／２倍または１／４倍するのであれば、離散ウェーブレット変換処理時に予め１／２倍または１／４倍しておくことで、逆変換処理時に１／２倍または１／４倍する必要がなくなる。更には、離散ウェーブレット変換処理後のビット数を減らすことができる。
【００５１】
本実施形態の改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０、改良逆変換部（Ｙ）４４０は、この点に着目した変換方式及び逆変換方式である。
【００５２】
具体的には、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０では、一般的な離散ウェーブレット変換処理により得られるＹＨＬ（第１変換後のＹＨＬ）に、一般的な逆変換処理において用いられるＹＨＬの係数（＝１／２）を予めかけあわせる。本実施形態では、これを改良型の離散ウェーブレット変換処理と称する。つまり、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０では、改良型の離散ウェーブレット変換処理によるＹＨＬ（第２変換後のＹＨＬ）を算出する。
【００５３】
同様に、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０では、一般的な離散ウェーブレット変換処理により得られるＹＬＨ（第１変換後のＹＬＨ）に、一般的な逆変換処理において用いられるＹＬＨの係数（＝１／２）を予めかけあわせる。つまり、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０では、改良型の離散ウェーブレット変換処理によるＹＬＨ（第２変換後のＹＬＨ）を算出する。
【００５４】
同様に、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０では、一般的な離散ウェーブレット変換処理により得られるＹＨＨ（第１変換後のＹＨＨ）に、一般的な逆変換処理において用いられるＹＨＨの係数（＝１／４）を予めかけあわせる。つまり、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０では、改良型の離散ウェーブレット変換処理によるＹＨＨ（第２変換後のＹＨＨ）を算出する。
【００５５】
一方で、改良逆変換部（Ｙ）４４０では、一般的な逆変換処理において用いられるＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの係数を除いて逆変換処理を行うことで、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を算出する。本実施形態では、これを改良型の逆変換処理と称する。つまり、改良逆変換部（Ｙ）４４０では、改良型の逆変換処理により輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を算出する。
【００５６】
図５（ｃ）、（ｄ）を用いて更に具体的に説明する。図５（ｃ）は、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０による改良型の離散ウェーブレット変換処理の詳細を示している。また、図５（ｄ）は、改良逆変換部（Ｙ）４４０による改良型の逆変換処理の詳細を示している。
【００５７】
図５（ｃ）に示すように、改良型の離散ウェーブレット変換処理では、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を下式に基づいて変換し、ＹＬＬ、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを算出する。
【００５８】
【数３】
2018148379.tif 000005
また、図５（ｄ）に示すように、改良型の逆変換処理では、ＹＬＬ、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを下式に基づいて逆変換し、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を算出する。
【００５９】
【数４】
2018148379.tif 000006
ここで、改良型の離散ウェーブレット変換処理により算出されるＹＬＬの数値の範囲は０〜２５５であり、ビット数は８ビットとなる。また、ＹＨＬ及びＹＬＨの数値の範囲は−１２７〜１２７であり、ビット数は８ビットとなる。更に、ＹＨＨの数値の範囲は、−１２７〜１２７であり、ビット数は８ビットとなる。
【００６０】
つまり、改良型の離散ウェーブレット変換処理により算出されるＹＬＬ、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨのうち、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの合計のビット数は２４ビットとなる。上述した通り、固定長符号生成部３５０では、符号フォーマット３０２に示す固定長のＹＵＶ符号化データを生成する。このため、改良型の離散ウェーブレット変換処理によりＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨが算出された場合、量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）３４０では、量子化に際して、（２４−Ｘ）ビット分のビット数を削減するだけで済む。つまり、固定長のＹＵＶ符号化データを生成するにあたり、不可逆圧縮により削減するビット数を、４ビット減らすことができる。
【００６１】
この結果、改良型の離散ウェーブレット変換処理を用いてＹＵＶ符号化データを生成した場合、一般的な離散ウェーブレット変換処理を用いてＹＵＶ符号化データを生成する場合と比較して、ＹＵＶ画像データの復号時に発生する画質の低下を抑えることができる。
【００６２】
また、改良型の逆変換処理の場合、一般的な逆変換処理のように、ＹＬＬ、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨをそれぞれ、１／２倍または１／４倍する計算が不要となる。つまり、改良型の逆変換処理の場合、一般的な逆変換処理と比較して、ＹＵＶ画像データの復号時の処理を簡素化することができる。
【００６３】
＜３．可変長動画圧縮部の詳細＞
次に、可変長動画圧縮部１６０の詳細について説明する。図６は、可変長動画圧縮部の一構成例を示す図である。
【００６４】
図６に示すように、可変長動画圧縮部１６０は、動き検索部６１０、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）部６２０、量子化部６３０、可変長符号化部６４０、逆量子化部６５０、逆ＤＣＴ部６６０、動き補償部６７０を有する。
【００６５】
動き検索部６１０は、画像処理装置１４０から出力されたＹＵＶ画像データのフレームに含まれるブロックのうち、動き補償部６７０から出力されたＹＵＶ画像データの参照フレームとの相関が最も高いブロックとの差分データを算出する。
【００６６】
ＤＣＴ部６２０は、動き検索部６１０で算出された差分データを空間周波数に変換し、ＤＣＴデータとして量子化部６３０に転送する。
【００６７】
量子化部６３０は、ＤＣＴ部６２０より転送されたＤＣＴデータを量子化し、量子化データとして可変長符号化部６４０と逆量子化部６５０とに転送する。
【００６８】
可変長符号化部６４０は、量子化部６３０より転送された量子化データを可変長符号化して動画像符号化データとして出力する。
【００６９】
逆量子化部６５０は、量子化部６３０より転送された量子化データの各ブロックを逆量子化し、逆量子化データとして逆ＤＣＴ部６６０に転送する。
【００７０】
逆ＤＣＴ部６６０は、逆量子化部６５０より転送された逆量子化データを逆周波数変換し、差分データとして動き補償部６７０に転送する。
【００７１】
動き補償部６７０は、動き補償した前フレームのＹＵＶ画像データのマクロブロックに、逆ＤＣＴ部６６０から出力された差分データを加算することで参照フレームのＹＵＶ画像データを生成し、動き検索部６１０に転送する。
【００７２】
＜４．まとめ＞
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る画像処理装置１４０は、
・ＹＵＶ画像データの輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）に対して一般的な離散ウェーブレット変換処理を行うことで第１変換後のＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを算出する。更に、第１変換後のＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨに対して、一般的な逆変換処理の際に用いる係数（１／２または１／４）をかけあわせることで、第２変換後のＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを算出する。
・第２変換後のＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを量子化することでＹＨＬ量子化値、ＹＬＨ量子化値、ＹＨＨ量子化値を算出し、固定長符号化データを生成する。
・固定長符号化データに含まれる、ＹＨＬ量子化値、ＹＬＨ量子化値、ＹＨＨ量子化値を逆量子化することで算出したＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨに対して逆変換処理を行い、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を算出する。このとき、一般的な逆変換処理において用いられるＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの係数（１／２または１／４）を除いて逆変換処理を行い、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）を算出する。
【００７３】
これにより、本実施形態に係る画像処理装置１４０では、一般的な離散ウェーブレット変換処理を用いる場合と比較して、変換処理後のＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨのビット数を少なくすることができる。つまり、固定長のＹＵＶ符号化データを生成する際に不可逆圧縮により削減するビット数を減らすことができる。加えて、本実施形態に係る画像処理装置１４０では、一般的な逆変換処理を用いる場合と比較して、逆変換処理時に係数（１／２または１／４）をかけあわせる計算が不要となる。
【００７４】
この結果、本実施形態に係る画像処理装置１４０によれば、ＹＵＶ画像データの復号時に発生する画質の低下を抑えることができる。加えて、本実施形態に係る画像処理装置１４０によれば、ＹＵＶ画像データの復号時の処理を簡素化することができる。
【００７５】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、ＹＵＶ固定長圧縮部に改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部を配するとともに、ＹＵＶ固定長復号部に改良逆変換部を配することで、ＹＵＶ画像データの復号時に発生する画質の低下を抑える構成とした。
【００７６】
これに対して、第２の実施形態では、更に、ＹＵＶ固定長圧縮部に改良量子化部を配するとともに、ＹＵＶ固定長復号部に改良逆量子化部を配することで、固定長のＹＵＶ符号化データを生成する際に不可逆圧縮により削減するビット数を減らす。以下、第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７７】
＜１．ＹＵＶ固定長圧縮部の詳細＞
（１）ＹＵＶ固定長圧縮部の機能構成
はじめに、ＹＵＶ固定長圧縮部１４２、１４６の機能構成について説明する。図７は、第２の実施形態に係る画像処理装置のＹＵＶ固定長圧縮部の一構成例を示す図である。図３との相違点は、改良量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）７１０と固定長符号生成部７２０である。
【００７８】
改良量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）７１０は、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０より転送されたＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨをベクトル量子化し、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨベクトル量子化値を算出する。また、改良量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）７１０は、算出したＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨベクトル量子化値を固定長符号生成部７２０に転送する。
【００７９】
なお、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨベクトル量子化値とは、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの様々な組み合わせ（ベクトル）を、所定のベクトル番号（スカラ値）に置き換えることで量子化した値である（詳細は後述する）。
【００８０】
固定長符号生成部７２０は、量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）３３０より転送されたＹＬＬ量子化値、Ｕ量子化値及びＶ量子化値と、改良量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）７１０より転送された、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨベクトル量子化値とを取得する。また、固定長符号生成部７２０は、取得した各量子化値に基づいて、符号フォーマット７０２に示す固定長のＹＵＶ符号化データを生成して出力する。図３の符号フォーマット３０２との相違点は、ＹＨＬ量子化値、ＹＬＨ量子化値、ＹＨＨ量子化値が規定される領域に、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨベクトル量子化値が規定されている点である。
【００８１】
（２）改良量子化部の機能構成
次に、ＹＵＶ固定長圧縮部１４２、１４６の改良量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）７１０の機能構成について説明する。図８は、改良量子化部の一構成例を示す図である。
【００８２】
図８に示すように、改良量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）７１０は、８ビット→５ビット量子化部８１０、８２０、８３０、正負符号生成部８４０、ベクトル量子化アドレス部８５０、ベクトルメモリ部８６０、ベクトル量子化生成部８７０を有する。
【００８３】
８ビット→５ビット量子化部８１０は、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０より転送されたＹＨＬを８ビットから５ビットに量子化する。具体的には下位３ビットを削減する不可逆圧縮を行う。同様に、８ビット→５ビット量子化部８２０、８３０は、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０より転送されたＹＬＨ、ＹＨＨを、それぞれ、８ビットから５ビットに量子化する。具体的には下位３ビットを削減する不可逆圧縮を行う。
【００８４】
なお、８ビット→５ビット量子化部８１０等において下位３ビットを削減する構成としたのは、改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）３２０より転送される（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）の場合、下位３ビットを削減しても画質の低下への影響が比較的少ないためである。また、後述するベクトルメモリ部８６０での可逆圧縮によるビット数の削減効果を、より大きくするためである。
【００８５】
正負符号生成部８４０は、８ビット→５ビット量子化部８１０から出力されるＹＨＬの符号、８ビット→５ビット量子化部８２０から出力されるＹＬＨの符号、８ビット→５ビット量子化部８３０から出力されるＹＨＨの符号をそれぞれ示すデータを生成する。
【００８６】
ベクトル量子化アドレス部８５０は、８ビット→５ビット量子化部８１０〜８３０からそれぞれ出力されたＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの符号を一旦取り除き、正の整数にして、４ビットのベクトル量子化アドレスを生成する。具体的には、ベクトル量子化アドレス部８５０は、５ビットのプラスマイナス値を４ビットのプラス値にする。これにより、ベクトル量子化アドレス部８５０より出力される、ＹＨＬベクトル量子化アドレス、ＹＬＨベクトル量子化アドレス、ＹＨＨベクトル量子化アドレスは、いずれも０〜１５の１６個の値のいずれかの値となる。
【００８７】
ベクトル量子化アドレス部８５０は、ＹＨＬベクトル量子化アドレス、ＹＬＨベクトル量子化アドレス、ＹＨＨベクトル量子化アドレスの組み合わせを、ベクトルメモリ部８６０に出力する。なお、ベクトル量子化アドレス部８５０より出力されるＹＨＬベクトル量子化アドレス、ＹＬＨベクトル量子化アドレス、ＹＨＨベクトル量子化アドレスは、いずれも０〜１５の１６個の値のいずれかの値である。したがって、ベクトル量子化アドレス部８５０から出力されるベクトル量子化アドレスの組み合わせは、１６×１６×１６＝４０９６個の組み合わせのうちのいずれかの組み合わせとなる。
【００８８】
ベクトルメモリ部８６０は第１の格納手段の一例であり、ベクトル量子化アドレス部８５０より出力されたベクトル量子化アドレスの組み合わせを、所定のベクトル番号に変換する。ベクトルメモリ部８６０は、変換したベクトル番号をベクトル量子化生成部８７０に転送する。
【００８９】
ベクトル量子化生成部８７０は、正負符号生成部８４０より転送された符号データ（＋または−）と、ベクトルメモリ部８６０から転送されたベクトル番号とを組み合わせることで、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨベクトル量子化値を生成し、出力する。
【００９０】
（３）ベクトル量子化アドレス部及びベクトルメモリ部の処理の詳細
次に、ベクトル量子化アドレス部８５０及びベクトルメモリ部８６０の処理の詳細について説明する。図９は、ベクトル量子化アドレス部及びベクトルメモリ部における処理の詳細を説明するための図である。
【００９１】
このうち、図９（ａ）は、ベクトル量子化アドレス部８５０において生成されるベクトル量子化アドレスの組み合わせを示す概念図である。ベクトル量子化アドレス部８５０より出力されるベクトル量子化アドレスの組み合わせは、ＹＨＬベクトル量子化アドレス、ＹＬＨベクトル量子化アドレス、ＹＨＨベクトル量子化アドレスを軸とする座標空間９００における各座標として表すことができる。
【００９２】
例えば、（ＹＨＬベクトル量子化アドレス、ＹＬＨベクトル量子化アドレス、ＹＨＨベクトル量子化アドレス）＝（１５、０、０）の組み合わせは、座標空間９００において座標９０１として表すことができる。同様に、（ＹＨＬベクトル量子化アドレス、ＹＬＨベクトル量子化アドレス、ＹＨＨベクトル量子化アドレス）＝（１５、１、０）の組み合わせは、座標空間９００において座標９０２として表すことができる。
【００９３】
図９（ｂ）は、ベクトル量子化アドレス部８５０より出力されうるベクトル量子化アドレスの組み合わせの座標空間９００における存在位置を模式的に示した図である。
【００９４】
ここで、ベクトル量子化アドレス部８５０より出力されるベクトル量子化アドレスは、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）に対して改良型の離散ウェーブレット変換処理を行い、下位３ビットを削減した値である。したがって、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）が取り得る値に基づいて、ベクトル量子化アドレスの組み合わせの存在範囲を特定することができる。
【００９５】
図９（ｂ）は、輝度値（Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ）が取り得る全ての値について算出した、ベクトル量子化アドレスの組み合わせを示している。
【００９６】
例えば、平面９１０は、座標空間９００におけるＹＨＨベクトル量子化アドレス＝"０"の平面であって、ＹＨＬベクトル量子化アドレスとＹＬＨベクトル量子化アドレスとの組み合わせの存在する範囲を白色で示し、存在しない範囲を黒色で示したものである。
【００９７】
図９（ｂ）に示すように、それぞれのＹＨＨベクトル量子化アドレスについて、ＹＨＬベクトル量子化アドレスとＹＬＨベクトル量子化アドレスとのあらゆる組み合わせが存在するわけではなく、実際には存在しえない組み合わせもある。また、図９（ｂ）に示すように、ＹＨＨベクトル量子化アドレスが大きくなるにつれて、ＹＨＬベクトル量子化アドレスとＹＬＨベクトル量子化アドレスとの組み合わせの存在する範囲も小さくなる。
【００９８】
ベクトルメモリ部８６０では、このような特性を利用して、存在しうるベクトル量子化アドレスの組み合わせに対してベクトル番号を付し、ベクトル量子化アドレス部８５０より出力されたベクトル量子化アドレスの組み合わせを、当該ベクトル番号に置き換える。
【００９９】
図１０は、ベクトルメモリ部に格納されるベクトル量子化テーブルの具体例を示す図である。図１０（ａ）は、ＹＨＨベクトル量子化アドレス＝"０"の場合の、ＹＨＬベクトル量子化アドレスとＹＬＨベクトル量子化アドレスとの組み合わせに対して、連続する異なる番号（連番）でベクトル番号を付したベクトル量子化テーブル１０００を示している。なお、ベクトル番号は、ＹＨＬベクトル量子化アドレスとＹＬＨベクトル量子化アドレスとの組み合わせのうち、存在する組み合わせに対して付される。
【０１００】
この結果、ベクトル量子化テーブル１０００によれば、例えば、（ＹＨＬベクトル量子化アドレス、ＹＬＨベクトル量子化アドレス、ＹＨＨベクトル量子化アドレス）＝（１５、０、０）は、ベクトル番号＝"１５"に置き換えられることになる。同様に、（ＹＨＬベクトル量子化アドレス、ＹＬＨベクトル量子化アドレス、ＹＨＨベクトル量子化アドレス）＝（０、１５、０）は、ベクトル番号＝"１３５"に置き換えられることになる。
【０１０１】
図１０（ｂ）は、ＹＨＨベクトル量子化アドレス＝"１"の場合の、ＹＨＬベクトル量子化アドレスとＹＬＨベクトル量子化アドレスとの組み合わせに、連番でベクトル番号を付したベクトル量子化テーブル１００１を示している。なお、ベクトル量子化テーブル１００１においても、ベクトル番号は、ＹＨＬベクトル量子化アドレスとＹＬＨベクトル量子化アドレスとの組み合わせのうち、存在する組み合わせに対して付される。
【０１０２】
この結果、ベクトル量子化テーブル１００１によれば、例えば、（ＹＨＬベクトル量子化アドレス、ＹＬＨベクトル量子化アドレス、ＹＨＨベクトル量子化アドレス）＝（１４、０、１）は、ベクトル番号＝"１５０"に置き換えられることになる。同様に、（ＹＨＬベクトル量子化アドレス、ＹＬＨベクトル量子化アドレス、ＹＨＨベクトル量子化アドレス）＝（０、１４、１）は、ベクトル番号＝"２６８"に置き換えられることになる。
【０１０３】
以下、同様に、ベクトルメモリ部８６０は、ＹＨＨベクトル量子化アドレスが"２"〜"１５"それぞれの場合の、ＹＨＬベクトル量子化アドレスとＹＬＨベクトル量子化アドレスとの組み合わせに、ベクトル番号を付したベクトル量子化テーブルを有している。
【０１０４】
つまり、ベクトルメモリ部８６０では、ＹＨＬベクトル量子化アドレス（４ビット）、ＹＬＨベクトル量子化アドレス（４ビット）、ＹＨＨベクトル量子化アドレス（４ビット）の組み合わせ（計１２ビット）を、「ベクトル番号」に置き換えることができる。ベクトル番号は、ベクトル量子化アドレスの組み合わせとして存在しない組み合わせを排除して連番で付されているため、概ね０〜１０００程度の間の値となる。
【０１０５】
この結果、ベクトルメモリ部８６０によれば、ベクトル量子化アドレスの組み合わせ（計１２ビット）から、１０ビット程度のベクトル番号への可逆圧縮により、ビット数を減らすことができる。つまり、固定長のＹＵＶ符号化データを生成するにあたり、可逆圧縮により削減するビット数を２ビット増やす（不可逆圧縮により削減するビット数を２ビット減らす）ことができる。
【０１０６】
このように、固定長のＹＵＶ符号化データを生成するにあたり、可逆圧縮により削減するビット数を増やし、不可逆圧縮により削減するビット数を減らすことで、ＹＵＶ画像データの復号時に発生する画質の低下を抑えることができる。なお、上述したとおり、ベクトルメモリ部８６０での可逆圧縮によるビット数の削減効果は、８ビット→５ビット量子化部８１０等において事前にビット数を減らしておくことで、より大きくなる。
【０１０７】
＜２．ＹＵＶ固定長復号部の詳細＞
（１）ＹＵＶ固定長復号部の機能構成
次に、第２の実施形態に係る画像処理装置１４０のＹＵＶ固定長復号部１４４、１４７の機能構成について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る画像処理装置のＹＵＶ固定長復号部の一構成例を示す図である。図４との相違点は、改良逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）１１１０を有している点である。
【０１０８】
改良逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）１１１０は逆量子化手段の一例であり、符号解析部４１０より転送されたＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨベクトル量子化値から符号を除くことで得られるベクトル番号を逆量子化することで、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを算出する。また、改良逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）１１１０は、算出したＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨに符号を付して改良逆変換部（Ｙ）４４０に転送する。
【０１０９】
（２）改良逆量子化部の機能構成
次に、ＹＵＶ固定長復号部１４４、１４７の改良逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）１１１０の機能構成について説明する。図１２は、改良逆量子化部の一構成例を示す図である。
【０１１０】
図１２に示すように、改良逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）１１１０は、逆ベクトルメモリ部１２１０を有する。
【０１１１】
逆ベクトルメモリ部１２１０は第２の格納手段の一例であり、ベクトル番号をＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨに戻す処理を行う。また、逆ベクトルメモリ部１２１０は、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨに符号を付して、改良逆変換部（Ｙ）４４０に転送する。
【０１１２】
（３）逆ベクトルメモリ部の処理の詳細
次に、逆ベクトルメモリ部１２１０の処理の詳細について説明する。図１３は、逆ベクトルメモリ部に格納される逆ベクトル量子化テーブルの具体例を示す図である。図１３に示すように、逆ベクトルメモリ部１２１０は、ベクトル番号に対応するＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを格納した逆ベクトル量子化テーブル１３００を格納する。
【０１１３】
逆ベクトル量子化テーブル１３００によれば、例えば、ベクトル番号＝"１"を、（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）＝（１、０、０）に戻すことができる。同様に、ベクトル番号＝"１３５"を、（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）＝（０、１５、０）に戻すことができる。
【０１１４】
＜３．まとめ＞
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る画像処理装置１４０は、
・ＹＵＶ固定長圧縮部において、改良型の離散ウェーブレット変換処理を行うことで算出されたＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨに対して、画質への影響の少ない下位３ビットを削減することで、ビット数を減らす。
・ビット数を減らしたＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの組み合わせとして、存在しうる組み合わせを検証し、存在しうる組み合わせについて、連番のベクトル番号を付す。
・更に、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの組み合わせを、ベクトル番号に置き換えることで、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨベクトル量子化値を算出し、固定長符号化データを生成する。
【０１１５】
これにより、本実施形態に係る画像処理装置１４０では、ＹＵＶ画像データを量子化し固定長のＹＵＶ符号化データを生成する際に、可逆圧縮により削減するビット数を増やし、不可逆圧縮により削減するビット数を減らすことができる。
【０１１６】
この結果、本実施形態に係る画像処理装置１４０によれば、ＹＵＶ画像データの復号時に発生する画質の低下を抑えることが可能となる。
【０１１７】
［第３の実施形態］
第３の実施形態では、上記第２の実施形態において図１０、図１３を用いて説明したベクトル量子化テーブル及び逆ベクトル量子化テーブルの生成方法について説明する。
【０１１８】
＜１．テーブル生成システムの構成＞
はじめに、ベクトル量子化テーブル及び逆ベクトル量子化テーブルを生成するテーブル生成システムについて説明する。図１４は、テーブル生成システムの一構成例を示す図である。図１４に示すように、テーブル生成システム１４００は、情報処理装置１４１０、書き込み装置１４２０を有する。
【０１１９】
情報処理装置１４１０には、有効ベクトル生成プログラム及びテーブル生成プログラムがインストールされており、当該プログラムが実行されることで、情報処理装置１４１０は、有効ベクトル生成部１４１１、テーブル生成部１４１２として機能する。
【０１２０】
有効ベクトル生成部１４１１は、ベクトル量子化アドレス部８５０が出力しうる、ＹＨＬベクトル量子化アドレス、ＹＬＨベクトル量子化アドレス、ＹＨＨベクトル量子化アドレスの組み合わせ（図９（ｂ）の白色の部分）を算出する。
【０１２１】
テーブル生成部１４１２は、有効ベクトル生成部１４１１において算出された組み合わせに、連番でベクトル番号を付すことで、ベクトル量子化テーブル及び逆ベクトル量子化テーブルを生成する。また、テーブル生成部１４１２は、生成したベクトル量子化テーブル及び逆ベクトル量子化テーブルを、書き込み装置１４２０に転送する。
【０１２２】
書き込み装置１４２０は、情報処理装置１４１０から転送されたベクトル量子化テーブルを、ベクトルメモリ部８６０に書き込む。また、書き込み装置１４２０は、情報処理装置１４１０から転送された逆ベクトル量子化テーブルを、逆ベクトルメモリ部１２１０に書き込む。
【０１２３】
なお、ベクトル量子化テーブルが書き込まれたベクトルメモリ部８６０は、改良量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）７１０に組み込まれる。また、改良量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）７１０は、更に、ＹＵＶ固定長圧縮部１４２、１４６に組み込まれる。
【０１２４】
同様に、逆ベクトル量子化テーブルが書き込まれた逆ベクトルメモリ部１２１０は、改良逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）１１１０に組み込まれる。また、改良逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）１１１０は、更に、ＹＵＶ固定長復号部１４４、１４７に組み込まれる。
【０１２５】
＜２．有効ベクトル生成処理の流れ＞
次に、有効ベクトル生成部１４１１による有効ベクトル生成処理の流れについて説明する。図１５は、有効ベクトル生成処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２６】
ステップＳ１５０１において、有効ベクトル生成部１４１１は、（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）をクリアする（値が入力されていない状態にする）。
【０１２７】
続いて、有効ベクトル生成部１４１１は、ステップＳ１５０２においてＹａに０を入力し、ステップＳ１５０３においてＹｂに０を入力する。更に、有効ベクトル生成部１４１１は、ステップＳ１５０４においてＹｃに０を入力し、ステップＳ１５０５においてＹｄに０を入力する。
【０１２８】
ステップＳ１５０６において、有効ベクトル生成部１４１１は、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄを用いて改良型の離散ウェーブレット変換処理を行い、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを算出する。
【０１２９】
ステップＳ１５０７において、有効ベクトル生成部１４１１は、ステップＳ１５０６において算出したＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨそれぞれについて、下位３ビットを削減し、５ビットのデータに変換する。
【０１３０】
ステップＳ１５０８において、有効ベクトル生成部１４１１は、ステップＳ１５０７において変換された５ビットのＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨそれぞれについて、符号を削除することで、４ビットのＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを生成する。
【０１３１】
ステップＳ１５０９において、有効ベクトル生成部１４１１は、ステップＳ１５０８において生成された４ビットのＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの組み合わせを有効と判定する。
【０１３２】
ステップＳ１５１０において、有効ベクトル生成部１４１１は、Ｙｄをインクリメントし、ステップＳ１５１１に進む。ステップＳ１５１１において、有効ベクトル生成部１４１１は、Ｙｄの値が２５６未満であるか否かを判定する。
【０１３３】
ステップＳ１５１１において、Ｙｄの値が２５６未満であると判定した場合には（ステップＳ１５１１においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１５０６に戻る。一方、ステップＳ１５１１において、Ｙｄの値が２５６未満でないと判定した場合には（ステップＳ１５１１においてＮｏの場合には）、ステップＳ１５１２に進む。
【０１３４】
ステップＳ１５１２において、有効ベクトル生成部１４１１は、Ｙｃをインクリメントし、ステップＳ１５１３に進む。ステップＳ１５１３において、有効ベクトル生成部１４１１は、Ｙｃの値が２５６未満であるか否かを判定する。
【０１３５】
ステップＳ１５１３において、Ｙｃの値が２５６未満であると判定した場合には（ステップＳ１５１３においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１５０５に戻る。一方、ステップＳ１５１３において、Ｙｃの値が２５６未満でないと判定した場合には（ステップＳ１５１３においてＮｏの場合には）、ステップＳ１５１４に進む。
【０１３６】
ステップＳ１５１４において、有効ベクトル生成部１４１１は、Ｙｂをインクリメントし、ステップＳ１５１５に進む。ステップＳ１５１５において、有効ベクトル生成部１４１１は、Ｙｂの値が２５６未満であるか否かを判定する。
【０１３７】
ステップＳ１５１５において、Ｙｂの値が２５６未満であると判定した場合には（ステップＳ１５１５においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１５０４に戻る。一方、ステップＳ１５１５において、Ｙｂの値が２５６未満でないと判定した場合には（ステップＳ１５１５においてＮｏの場合には）、ステップＳ１５１６に進む。
【０１３８】
ステップＳ１５１６において、有効ベクトル生成部１４１１は、Ｙａをインクリメントし、ステップＳ１５１７に進む。ステップＳ１５１７において、有効ベクトル生成部１４１１は、Ｙａの値が２５６未満であるか否かを判定する。
【０１３９】
ステップＳ１５１７において、Ｙａの値が２５６未満であると判定した場合には（ステップＳ１５１７においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１５０３に戻る。一方、ステップＳ１５１７において、Ｙａの値が２５６未満でないと判定した場合には（ステップＳ１５１７においてＮｏの場合には）、有効ベクトル生成処理を終了する。
【０１４０】
このように、有効ベクトル生成部１４１１では、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄの値を０〜２５５の範囲で１ずつ変更しながら全ての組み合わせを生成して、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを算出する。これにより、有効ベクトル生成部１４１１では、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの組み合わせの中から、存在しうる組み合わせ（有効な組み合わせ）を判定することができる。
【０１４１】
＜３．テーブル生成処理の流れ＞
次に、テーブル生成部１４１２によるテーブル生成処理の流れについて説明する。図１６は、テーブル生成処理の流れを示すフローチャートである。
【０１４２】
ステップＳ１６０１において、テーブル生成部１４１２は、ベクトル番号"Ｎ"に"０"を入力する。
【０１４３】
続いて、テーブル生成部１４１２は、ステップＳ１６０２においてＹＨＬに０を入力し、ステップＳ１６０３においてＹＬＨに０を入力し、ステップＳ１６０４においてＹＨＨに０を入力する。
【０１４４】
ステップＳ１６０５において、テーブル生成部１４１２は、現在のＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの組み合わせが有効か否かを判定する。テーブル生成部１４１２は、有効ベクトル生成処理（図１５）の処理結果を参照することで、現在のＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの組み合わせが有効か否かを判定する。
【０１４５】
ステップＳ１６０５において、有効でないと判定した場合には（ステップＳ１６０５においてＮｏの場合には）、ステップＳ１６０６に進む。ステップＳ１６０６において、テーブル生成部１４１２は、ベクトル量子化テーブル（図１０参照）において、現在のＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの組み合わせに対応する領域にベクトル番号"０"を記録する。
【０１４６】
一方、ステップＳ１６０５において、有効と判定した場合には（ステップＳ１６０５においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１６０７に進む。ステップＳ１６０７において、テーブル生成部１４１２は、ベクトル量子化テーブル（図１０参照）において、現在のＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの組み合わせに対応する領域にベクトル番号"Ｎ"を記録する。
【０１４７】
ステップＳ１６０８において、テーブル生成部１４１２は、逆ベクトル量子化テーブル（図１３参照）において、ベクトル番号"Ｎ"に対応付けて現在のＹＨＬを記録する。
【０１４８】
ステップＳ１６０９において、テーブル生成部１４１２は、逆ベクトル量子化テーブル（図１３参照）において、ベクトル番号"Ｎ"に対応付けて現在のＹＬＨを記録する。
【０１４９】
ステップＳ１６１０において、テーブル生成部１４１２は、逆ベクトル量子化テーブル（図１３参照）において、ベクトル番号"Ｎ"に対応付けて現在のＹＨＨを記録する。
【０１５０】
ステップＳ１６１１において、テーブル生成部１４１２は、ベクトル番号"Ｎ"をインクリメントし、ステップＳ１６１２に進む。
【０１５１】
ステップＳ１６１２において、テーブル生成部１４１２は、ＹＨＨをインクリメントし、ステップＳ１６１３に進む。
【０１５２】
ステップＳ１６１３において、テーブル生成部１４１２は、現在のＹＨＨが１６未満か否かを判定する。ステップＳ１６１３において、現在のＹＨＨが１６未満であると判定した場合には（ステップＳ１６１３においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１６０５に戻る。
【０１５３】
一方、ステップＳ１６１３において、現在のＹＨＨが１６未満でないと判定した場合には（ステップＳ１６１３においてＮｏの場合には）、ステップＳ１６１４に進む。
【０１５４】
ステップＳ１６１４において、テーブル生成部１４１２は、ＹＬＨをインクリメントして、ステップＳ１６１５に進む。
【０１５５】
ステップＳ１６１５において、テーブル生成部１４１２は、現在のＹＬＨが１６未満か否かを判定する。ステップＳ１６１５において、現在のＹＬＨが１６未満であると判定した場合には（ステップＳ１６１５においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１６０４に戻る。
【０１５６】
一方、ステップＳ１６１５において、現在のＹＬＨが１６未満でないと判定した場合には（ステップＳ１６１５においてＮｏの場合には）、ステップＳ１６１６に進む。
【０１５７】
ステップＳ１６１６において、テーブル生成部１４１２は、ＹＨＬをインクリメントして、ステップＳ１６１７に進む。
【０１５８】
ステップＳ１６１７において、テーブル生成部１４１２は、現在のＹＨＬが１６未満か否かを判定する。ステップＳ１６１７において、現在のＹＨＬが１６未満であると判定した場合には（ステップＳ１６１７においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１６０３に戻る。
【０１５９】
一方、ステップＳ１６１７において、現在のＹＨＬが１６未満でないと判定した場合には（ステップＳ１６１７においてＮｏの場合には）、テーブル生成処理を終了する。
【０１６０】
このように、テーブル生成部１４１２では、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの組み合わせのうち、有効ベクトル生成処理において有効と判定された組み合わせについて、ベクトル番号を連番で付し、ベクトル量子化テーブルに記録する。また、ベクトル番号に対応するＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを逆ベクトル量子化テーブルに記録する。これにより、テーブル生成部１４１２は、ベクトル量子化テーブル及び逆ベクトル量子化テーブルを生成することができる。
【０１６１】
［第４の実施形態］
上記第３の実施形態では、ベクトル量子化テーブル及び逆ベクトル量子化テーブルを生成するにあたり、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄそれぞれを、０〜２５５の範囲で１ずつ変更しながら、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを算出する構成とした。
【０１６２】
しかしながら、ベクトル量子化テーブル及び逆ベクトル量子化テーブルの生成方法はこれに限定されない。例えば、標準規格のカラー画像（例えば、Ｎ５チャート）を参照し、当該標準規格のカラー画像に含まれるＲＧＢデータに対応するＹａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄの組み合わせを対象として、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨを算出するようにしてもよい。
【０１６３】
また、上記第３の実施形態では、ベクトル量子化テーブルを生成するにあたり、有効ベクトル生成処理において有効と判定されたＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの組み合わせすべてを対象に、異なるベクトル番号を付す構成とした。
【０１６４】
しかしながら、有効と判定されたＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨの組み合わせのうち、存在する確率が閾値未満の低い組み合わせについては、他の組み合わせと同じベクトル番号を付すように構成してもよい。これにより、ベクトル番号が付される対象が、存在する確率が閾値以上の組み合わせに絞られるため、ベクトル番号の最大値を小さくすることができる。この結果、ＹＵＶ画像データの復号時に発生する画質の低下の影響を小さくしつつ、ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨベクトル量子化値のビット数を更に削減することが可能となる。
【０１６５】
なお、他の組み合わせと同じベクトル番号を付すにあたっては、当該組み合わせに近い他の組み合わせのベクトル番号を用いるのが望ましい。当該組み合わせに近い他の組み合わせとは、例えば、ベクトル量子化テーブルにおいて、近い位置に記録される組み合わせが挙げられる。あるいは、当該組み合わせとの内積が、最大となる他の組み合わせが挙げられる。
【０１６６】
また、上記第３の実施形態では、書き込み装置１４２０が、ベクトル量子化テーブルをベクトルメモリ部８６０に書き込むものとして説明したが、ベクトル量子化テーブルの書き込み先はベクトルメモリ部８６０に限定されない。例えば、画像処理装置１４０内の他のメモリに書き込み、画像処理装置１４０起動時に、ベクトルメモリ部８６０が、当該他のメモリからベクトル量子化テーブルを読み出す構成としてもよい。
【０１６７】
同様に、上記第３の実施形態では、書き込み装置１４２０が、逆ベクトル量子化テーブルを逆ベクトルメモリ部１２１０に書き込むものとして説明したが、逆ベクトル量子化テーブルの書き込み先は逆ベクトルメモリ部１２１０に限定されない。例えば、画像処理装置１４０内の他のメモリに書き込み、画像処理装置１４０起動時に、逆ベクトルメモリ部１２１０が、当該他のメモリから逆ベクトル量子化テーブルを読み出す構成としてもよい。
【０１６８】
また、上記第１乃至第３の実施形態では、画像処理装置１４０に歪曲補正部１４５を配するものとして説明したが、歪曲補正部１４５に代えて、他の画像処理を実行する機能を配してもよい。
【０１６９】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１７０】
１００                      ：撮像システム
１４０                      ：画像処理装置
１４１                      ：画像処理部
１４２、１４６              ：ＹＵＶ固定長圧縮部
１４４、１４７              ：ＹＵＶ固定長復号部
３１０                      ：画像読み込み部
３２０                      ：改良Ｗａｖｅｌｅｔ変換部（Ｙ）
３３０                      ：量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）
３４０                      ：量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）
３５０                      ：固定長符号生成部
４１０                      ：符号解析部
４２０                      ：逆量子化部（ＹＬＬ、Ｕ、Ｖ）
４３０                      ：逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）
４４０                      ：改良逆変換部（Ｙ）
４５０                      ：ＹＵＶ画素生成部
７１０                      ：改良量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）
８１０、８２０、８３０      ：８ビット→５ビット量子化部
８４０                      ：正負符号生成部
８５０                      ：ベクトル量子化アドレス部
８６０                      ：ベクトルメモリ部
８７０                      ：ベクトル量子化生成部
１０００、１００１          ：ベクトル量子化テーブル
１１１０                    ：改良逆量子化部（ＹＨＬ、ＹＬＨ、ＹＨＨ）
１２１０                    ：逆ベクトルメモリ部
１３００                    ：逆ベクトル量子化テーブル
１４１０                    ：情報処理装置
１４１１                    ：有効ベクトル生成部
１４１２                    ：テーブル生成部
１４２０                    ：書き込み装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７１】
【特許文献１】特開２００４−３２７７２号公報
【図１】
2018148379.tif 000007
【図２】
2018148379.tif 000008
【図３】
2018148379.tif 000009
【図４】
2018148379.tif 000010
【図５】
2018148379.tif 000011
【図６】
2018148379.tif 000012
【図７】
2018148379.tif 000013
【図８】
2018148379.tif 000014
【図９】
2018148379.tif 000015
【図１０】
2018148379.tif 000016
【図１１】
2018148379.tif 000017
【図１２】
2018148379.tif 000018
【図１３】
2018148379.tif 000019
【図１４】
2018148379.tif 000020
【図１５】
2018148379.tif 000021
【図１６】
2018148379.tif 000022