(57)【要約】      （修正有）【課題】計算上の複雑さを軽減し、低コストなウェーブレット埋め込み型ストリーム生成方法を提供する。【解決手段】好ましくはビデオデータを代表するデータ要素は、論理的にブロックに分割される。ビット毎に、各ブロックはそのブロックのデータ要素が高緻密化形式で表わされる。あるブロックがこの方法で表現できないなら、それはより小さな寸法をもったブロックに副分割される。適切なブロックの識別と副分割は、最小のブロック寸法に達するまで再帰的に繰り返される。同じ結果が、減少したデータ要素のテーブルを繰り返し形成することによって構築された複数の昇順テーブル２０６を使用することで達成できる。複数の昇順テーブルは横断され、減少したデータ要素に基づいて、データのブロックが高緻密化形式になりやすいことを確認する。ウェーブレット変換２０４は圧縮されるビデオデータを提供するために好ましく使用される。【選択図】図２
2008011511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮用ビデオデータを処理する方法であって、
（Ａ）  各データ要素が所定のビット数によって表わされる入力データとして、
ビデオデータを提供するステップと、
（Ｂ）  前記所定のビット数の複数のビット位置代表の少なくとも1つのビット位置に対して、
(i)  前記入力データより小さなブロック寸法を持つ複数のデータ・ブロックを提供するために前記入力データのデータ要素をグループ化するステップと、
(ii) 前記データ・ブロックの全データ要素が前記ビット位置に第１のビット値を含むとき、前記ビット位置の前記データ・ブロックの全データ要素の代表として前記第１のビット値を出力するステップと、
(iii）前記データ・ブロックのいずれかのデータ要素が前記ビット位置に第２のビット値を含むとき、前記第２のビット値を出力し、最小のブロック寸法に達するまでステップ(i)から(iii)に従って、前記複数のデータ・ブロックの各データ・ブロックを前記入力データとして再帰的に扱うステップ
とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ステップ（Ｂ）が、 
(iv)  前記最小のブロック寸法に達したとき、前記複数のデータ・ブロックの各データ・ブロックに対して、前記ビット位置の前記データ・ブロックの各データ要素を代表するのデータ・ビットを出力するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップ（Ｂ）の(iv)が、
(a)  前記データ要素を代表するデータ・ビットが前記第２のビット値を含み、前記データ要素に対応するタグビットが設定されていないとき、前記データ・ブロックの各データ要素に対して、前記データ要素に対応するサインビットを出力するステップと、
(b)  前記データ要素に対応する前記タグビットを設定するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
(Ｃ)  ビデオデータで最大の大きさを持つ最大のデータ要素を識別するステップと、
（Ｄ）  ログビット位置を識別するために、前記第２のビット値として設定する前記最大のデータ要素の最も重要なビットを決定するステップと、
（Ｅ）  前記ログビット位置を代表するデータを出力するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記複数のビット位置を、前記ログビット位置から最も重要でないビット位置まで順番に処理することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
最小ブロック寸法が２×２に対応することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記ビデオデータが、輝度データ、色度赤データ、および色度青データのうちの任意の１つのウェーブレット変換に起因するウェーブレット係数を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記データ要素が符号付き大きさフォーマットで表わされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記第１のビット値が２進数の０で、前記第２のビット値が２進数の１であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
伸長されたビデオデータを生成するための伸長のためにデータを処理する方法で、
（Ａ）  各データ要素が所定のビット数によって表わされるデータ格納エリアを、出力格納エリアとして提供するステップと、
（Ｂ）  提供される受信ビットへ圧縮したビデオデータを受け取るステップと、
（Ｃ）  前記所定のビット数の複数のビット位置を代表する少なくとも1つのビット位置に対して、
(i)  前記出力格納エリアより小さなブロック寸法をもつ複数のデータ・ブロックを提供するために、前記出力格納エリアのデータ要素をグループ化するステップと、
(ii)  前記複数のデータ・ブロックのデータ・ブロックに対応する受信ビットの1つが第１のビット値を含むとき、前記ビット位置で前記データ・ブロックの各データ要素に前記第1のビット値を格納するステップと、
(iii)  前記複数のデータ・ブロックのデータ・ブロックに対応する受信ビットの１つが第２のビット値を含むとき、最小のブロック寸法に達するまでステップ(i)から(iii)に従って、前記データ・ブロックを前記出力格納エリアとして再帰的に扱うステップ
とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
ステップ（Ｃ）が、
(iv)  前記複数のデータ・ブロックの１つのデータ・ブロックが最小のブロック寸法をもつとき、前記データ・ブロックの各要素において、前記ビット位置に受信ビットのうちの対応する１つを格納するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（Ｃ）の(iv)が、
(a)  データ・ブロックの各データ要素に対して、前記受信したビットのうちの前記対応する１つが前記第２のビット値を含み、前記データ要素に対応するタグビットが設定されていないとき、前記データ要素に対応するサインビットとして前記受信ビットに続いて受信する1つを設定するステップと、
(b)  前記データ要素に対応するタグビットを設定するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記受信したビットが、前記第２のビット値に設定されるべき前記データ格納エリアの前記データ要素の最も重要なビットを示すログビット位置を代表するデータを含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のビット位置を、前記ログビット位置から最も重要でないビット位置まで順番に処理することを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
最小ブロック寸法が２×２に対応することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
前記ビデオデータが、輝度データ、色度赤データ、および色度青データのうちの任意の1つのウェーブレット変換に起因するウェーブレット係数を含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
前記データ要素が符号付き大きさフォーマットで表わされることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１８】
前記第1のビット値が2進数の0で、前記第2のビット値が2進数の１であることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１９】
ウェーブレット係数を提供するために離散ウェーブレット変換によってビデオデータを処理する、圧縮のためのビデオデータ処理方法で、
（Ａ）  所定のビット数と複数の昇順テーブルの部分を形成するレベル０のテーブルによって表わされる前記各ウェーブレット係数を、前記レベル０のテーブル中のデータ要素として格納するステップと、
（Ｂ）  Ｊ＝１からＫの間、前記複数の昇順テーブルの他のテーブルを構築する、
(i)  複数のデータ要素ブロックを提供するためにレベル（Ｊ−１）テーブルからの前記データ要素をグループ化するステップと、
(ii)  前記データ要素ブロックの前記データ要素が減少されたデータ要素の子であるように、前記複数のデータ要素ブロックの各データ要素ブロックに対して、前記データ要素ブロックを形成している前記データ要素のビット毎の論理的なＯＲをとることによって、前記減少されたデータ要素を形成するステップと、
(iii)  前記複数の昇順テーブルのレベル(Ｊ)テーブルに前記減少されたデータ要素を格納するステップ
とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記複数のデータ要素ブロックの各データ要素ブロックが、２×２ブロックを含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記ビデオデータが、輝度データ、色度赤データおよび色度青データの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
前記ウェーブレット係数が、符号付き大きさフォーマットで表わされることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
前記ウェーブレット係数が、タグビットを含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２４】
(Ｃ)  前記レベル０のテーブルで最大の大きさを持っている最大ウェーブレット係数を識別するステップと、
（Ｄ）  ログビット位置を識別するため、２進数の１に設定される前記最大ウェーブレット係数の最も重要なビットを決定するステップと、
（Ｅ）  前記ログビット位置を代表するデータを出力するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２５】
(Ｆ)  各降順木検索が前記ログビット位置と最も重要でないビット位置の間に包括される複数のビット位置の１つのビット位置に特有に対応し、前記複数の昇順テーブルについて、少なくとも1つの前記降順木検索を実施するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記各降順木検索が、
(i)  前記複数の昇順テーブルを横断し、前記ビット位置で前記複数の昇順テーブルの各データ要素の２進値を識別し、圧縮したデータを出力するために、
(a)  ２進数の０が前記レベル０のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、前記ビット位置で前記データ要素の代表として２進数の０を出力するステップと、
(b)  ２進数の１が前記レベル０のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、前記ビット位置で前記データ要素の代表として２進数の１を出力するステップと、
(c)  ２進数の０がＪ＝１からＫの間の前記レベル(Ｊ)のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、前記ビット位置で前記データ要素の全子孫の代表として２進数の０を出力し、その後前記ビット位置で前記データ要素の全子孫を識別するステップをスキップするステップと、
(d)   ２進数の１がＪ＝１からＫの間の前記レベル(Ｊ)のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、２進数の１を出力し、ステップ(a)から(d)に従って、前記データ要素の前記子を再帰的に処理するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
ステップ(i)の(b)が、 
(l)  前記データ要素に対応するタグビットが設定されていないとき、前記データ要素に対応するサインビットを出力するステップと、
(2)  前記データ要素に対応する前記タグビットを設定するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記ビット位置が最初は前記ログビット位置であり、個々の連続降順木検索によって降下することを特徴とする請求項２５記載の方法。 
【請求項２９】
（Ｇ）  複数のデコードされた昇順テーブルの各データ要素が所定のビット数によって表される、Ｊ＝０からKの間のデコードされたレベル（Ｊ）のテーブルからなる前記複数のデコードされた昇順テーブルを提供するステップと、
（Ｈ）  前記圧縮したデータと前記ログビット位置を代表するデータを受け取るステップと、
（Ｉ）  各降順木デコードが、前記ログビット位置と最も重要でないビット位置の間に包括する複数のビット位置のデコードされたビット位置に特有に対応し、前記圧縮データに基づいた少なくとも1つの前記降順木デコードの実行により、前記複数のデコードされた昇順テーブルを生成するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
前記各降順木デコードが、
（Ｊ）  前記複数のデコードされた昇順テーブルを横断し、前記複数のデコードされた昇順テーブルの各データ要素の前記デコードされたビット位置で、前記圧縮したデータの２進値を格納するために、
(i)  ２進数の０が、前記圧縮したデータと生成される前記レベル０のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記デコードされたビット位置でデータ要素中に2進数の０を格納するステップと、
(ii)  ２進数の１が、前記圧縮したデータと生成される前記レベル０のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記デコードされたビット位置でデータ要素中に２進数の１を格納するステップと、
(iii)  ２進数の０が、前記圧縮したデータと生成されるＪ＝１からＫの間の前記デコードされたレベル（Ｊ）のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記データ要素のデコードされたレベル０のテーブルの全子孫に、前記デコードされたビット位置で、２進数の０を格納して、その後前記データ要素の前記全子孫に対して、前記デコードされたビット位置で格納するステップをスキップするステップと、
(iv)  ２進数の１が、前記圧縮したデータと生成されるＪ＝１からＫの間の前記デコードされたレベル（Ｊ）のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記データ要素に、前記デコードされたビット位置で、２進数の１を格納して、ステップ(i)から(iv)に従って前記データ要素の前記子を再帰的に処理するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
各データ要素が複数のビット位置を占める複数のデータ要素を含むデータを圧縮する方法において、
前記複数のビット位置から１つのビット位置を選ぶステップと、
前記ビット位置で、前記データの部分を構成する前記データ要素を検査するステップと、
前記データの前記部分を構成する前記データ要素の各々が前記ビット位置で第１のビット値を含む場合に、前記ビット位置で前記データの前記部分を構成する前記データ要素を代表する少なくとも1ビットを出力するステップ
とを含むことを特徴とする方法。
【請求項３２】
前記データの前記部分を構成する前記データ要素のうちのいずれかが前記ビット位置で第２のビット値を含む場合に、再帰指標を出力するステップと、
前記データの前記部分を構成する前記データ要素のうちのいずれかが前記ビット位置で前記第２のビット値を含む場合に、前記データの前記部分の少なくとも1つの細分化部に関して、前記検査するステップと両方の前記出力するステップを再帰的に繰り返すステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記再帰的に繰り返すステップが、前記データの前記部分の前記細分化部が最小寸法になるまで再帰的に繰り返すことを含み、
前記データの前記部分の前記細分化部が最小寸法になる場合、前記ビット位置で前記データの前記部分の前記細分化部の前記各データ要素について、データ・ビットを出力するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
前記ビット位置で前記データの前記部分の前記細分化部の前記各データ要素について、前記データ・ビットを出力するステップが、
前記データ要素を代表する前記データ・ビットが前記第２のビット値を含み、前記データ要素に対応するタグビットが設定されていない場合、前記データの前記部分の前記細分化部の前記各データ要素について、前記データ要素に対応するサインビットを出力するステップと、
前記データ要素に対応する前記タグビットを設定するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記ビット位置を選ぶステップが、
前記複数のデータ要素から最大の大きさを持つ最大のデータ要素を識別するステップと、
ログビット位置を識別するために、前記第２のビット値として設定する前記最大のデータ要素の最も重要なビットを決定するステップと、
前記ログビット位置に相当する前記ビット位置を設定するステップと、
前記ログビット位置を代表するデータを出力するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３６】
最も重要なビット位置から最も重要でないビット位置まで順番に、前記複数のビット位置から別のビット位置を選び、
前記別のビット位置に関して前記以前のステップを繰り返す
ことをさらに含むことを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３７】
前記データが、輝度データ、色度赤データ、および色度青データのうちの任意の１つのウェーブレット変換に起因するウェーブレット係数を含むことを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３８】
前記データ要素が符号付き大きさフォーマットで表わされることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３９】
前記第１のビット値が２進数の０で、前記第２のビット値が２進数の１であることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビデオ圧縮装置および方法に関するものであり、特に、実質的に一定のデータ出力レートを提供する間に画像品質を著しく下げずに、デジタル形式中のビデオ画像情報を著しく圧縮するための方法及び機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビデオ画像は、多数の個々の画素で構成され、一般的にはピクセルと呼ばれる。ビデオ画像のピクセルは小さな色、そして、あるいは、黒い点および白い点であり、緊密に電子表示装置上に配置されるので、ピクセルの集合体が遠くから見られる場合、それらは互いと事実上判別不能で、画像であるように見える。例えば、十分な分解能を持つNTSC(National Television Systems Committee)のフレームは何千ものピクセルで構成される。NTSCビデオフレームを形成するピクセルは、数的に、画像の輝度(Ｙ)、色度赤(Ｃr)および色度青(Ｃb)含量を指定する２進数データ値によって表されることができる。十分な分解能を持つNTSCビデオフレームは、一般にそのような画像の輝度含量用デジタルデータを７２０×４８０バイト含む。NTSCフレームの色度赤および色度青の含量は、各々、データを３６０×４８０バイト含む。毎秒３０フレーム(fps)のフレームレートで、無線で送信されたリアルタイムのNTSCビデオ信号は、トランスミッターと受信器間で転送されるデータの本質的な量(約１６６Mbits／秒)を要求する。
【０００３】
ビデオデータを送信するのに必要な帯域幅を最小限にするために、ビデオデータがよく圧縮されることはよく知られている。これは、画像あるいは転送されている画像に関して、ほとんどあるいは全く認知できない情報を持つデータを処分することにより一般的に行われる。ビデオデータを圧縮する方法の1つの種類は、ウェーブレット変換の使用を組込むことである。例えば、シャピロ（Shapiro）に発行された米国特許番号5,315,670、5,412,741、5,321,776、5,315,670および5,563,960は、ウェーブレット変換に基づいたビデオ圧縮の様々な技術について記述する。簡潔に、ウェーブレット係数に帰着するビデオデータのウェーブレット変換は、周波数および空間の特性が維持されるウェーブレット領域へビデオピクセル情報の転化に基づいたビデオ画像をコード化するおよび解読する方法を提供する。さらに、シャピロは、出力として埋込み型ストリームを提供する圧縮スキームの利点を認識する。埋込み型ストリームは、ストリームの初めのより低いデータレートをすべて含む。すなわち、圧縮スキームがデータを圧縮するとともに、最も大きいか最も重要である情報の含量を含むそのデータは最初に出力される。圧縮が継続するとともに、補足情報量は圧縮したビデオデータの全体的性能をさらに精製して、出力ストリームに加えられる。これにより、出力ストリームのためのどんな目標データレートに到達しても、圧縮エンコーダがエンコードすることを停止することができ、従って、一定の出力データレートが見込める。同様に、出力ストリームを伸長している圧縮デコーダーは、先を切られたストリームのデータレートで生産されていた質がある画像に帰着するどの時点でも解読して停止することができる。埋め込み型ストリームのこれらの特質は全面的な方式設計を単純化することができる。
【０００４】
シャピロ(上記参照)および他のものがビデオデータの圧縮のためにウェーブレット変換技術を示していた一方、これらの先行技術技術の多くはビデオ伝送速度を強調していない。より正確に言えば、多くの先行技術技術が複写精度を強調し、膨大な量の処理能力を要求するため、このような先行技術技術はすべて計算上複雑だった。その結果、これらの先行技術圧縮スキームは、できるだけ低いコストに抑えなければならない消費製品に使用するには一般的にふさわしくない。消費使用に経済的に役に立つように有能な計算上効レート的なビデオ圧縮技術は、先行技術上の改良になるだろう。さらに、そのような技術は埋込み型ストリームとして出力を提供するべきである。
【０００５】
発明の要約
一般に、本発明は、埋込み型ストリームとして圧縮したビデオデータを提供するために計算上単純な技術を提供する。これは、高度に画像を圧縮するために論理上縮小されるかもしれないデータのブロックを階層的に認識することにより達成される。本発明の1つの実施の形態では、データ要素が、ブロックに論理上分割される。ビット毎方式では、各ブロックは、そのブロックのデータ要素が高度な圧縮形式で表わされるかどうか判断するために検査される。そうであれば、その後、与えられたビット位置での全ブロックのシングルビット代表が出力される。与えられたブロックがこの方法で表わされないかもしれない場合、それはより小さな寸法を持つブロックに細分される。必要なときに、適切なブロックおよび再分割を識別するこの過程は、必要な最小のブロック寸法に到達するまで再帰的に繰り返される。
【０００６】
本発明の他の実施の形態では、複数の上昇するテーブルが、下位レベルテーブルからの個々のデータ要素を論理上、論理和をとる（OR）ことにより、反復して縮小されたデータ要素のテーブルを成形することにより構築される。この方法では、連続的により高いレベルテーブルがデータ要素のより大きなブロックの代表となる。最高レベルテーブルに再帰的に伝わり、そして、ビット・ワイズ方式において、複数の上昇するテーブルが横断される。すなわち、縮小されたデータ要素に基づいて、データのブロックは高度な圧縮形式が可能であるか識別される。
【０００７】
本発明は、本発明に従って有利に圧縮されるビデオデータを提供するために有益にウェーブレット変換を使用する。初期のピクセルの条件付けの後に、ウェーブレット係数は計算され、マルチビット２進数値として表現される。本発明の実施の形態では、ウェーブレット係数が符号付き大きさ方式で表現される。ウェーブレット係数は2寸法の行列に格納され、それらが表わす画像の周波数成分によって階層的にともに集束される。その後、ここに示されるように、ウェーブレット係数は入力として圧縮処理に供給される。
【０００８】
他の先行技術システムに対照して、埋め込み型出力ストリームという長所をいまだ提供している一方で、ここに開示され主張された発明は、容認できないピクセルの劣化なしに、ビデオデータを高度に圧縮することができる、計算上効レート的な手段を提供する。さらに、本発明は、ビデオデータへの適用という点で特に記述されるが、ここで開示した原理はデータの多くの形式に有益に適用され得る。
【０００９】
好ましい実施形態の詳細な説明
図１−１２を参照し、より詳細に本発明を説明する。
【００１０】
図１は、ビデオトランスミッター１０１およびビデオ受信器１０３を含む、無線のビデオシステム１００のブロック図を示す。ビデオトランスミッター１０１は、画像センサー１０４、例えば参照数字１０２によって識別されたオブジェクトによって捕らえられた画像を表わすビデオ信号１０６を提供するカメラあるいは他の画像センサー１０４を含む。ビデオ信号１０６は設計選択の問題として、デジタルまたはアナログ信号を含む。他のフレームレートが使用されてもよいが、好ましい実施の形態では、ビデオ信号１０６が毎秒３０フレームで生成されたNTSCビデオ信号を含む。さらに、もしそれらがフレームに基づいた、ピクセルに基づいたフォーマットに変換することができれば、他のビデオ信号フォーマットが使用されてもよい。
【００１１】
ビデオ画像センサー１０４は、以下に記述された技術を使用して、今度はビデオ信号１０６を変形し圧縮するビデオ圧縮器２００にビデオ信号１０６を転送する。変形され圧縮した情報（圧縮したビデオ）１１０は、アンテナ１１４によって伝送用の無線のキャリヤー１１５上に圧縮したビデオ１１０を調整する無線のトランスミッター１１２に供給される。使用される無線のキャリヤーあるいは変調の特別の形式は本発明に重大ではない。本発明が無線のシステムに制限されていないことはさらに認識される。確かに、キャリヤー１１５および関連する無線通信トランスミッター１１２、無線受信器１１８によって作成された無線のパスは、技術として知られているように、有線のパス、あるいは無線と有線の運搬要素の連結に代替されるかもしれない。
【００１２】
ビデオ受信器１０３は、アンテナ１１６によって受け取られた無線のキャリヤー１１５を検知し復調する無線受信器１１８を含む。無線受信器１１８は無線のキャリヤー１１５を復調し、そこから受信した圧縮したビデオ１２０を生産する。受信された圧縮ビデオ１２０は、受信ビデオ信号１２４を生成するためにビデオ伸長器３００によって処理される。受信ビデオ信号１２４は次には、TVまたはコンピュータのモニタのような表示装置１２６上のディスプレイのためにビデオ画像１２８を供給するために使用される。表示された画像１２８はカメラ検出部１０４によって検知されたオブジェクト１０２の一部の画像である。ビデオ圧縮器２００およびビデオ伸長器３００は、特に図２および図３に関して、一層に詳細に以下に説明する。
【００１３】
図２は図１の中で示されるビデオ圧縮器２００のブロック図である。事実上、どんな適切に速いマイクロプロセッサもビデオ圧縮器２００として機能しているかもしれない一方、技術に熟練している人々はほとんどの信号処理プロセッサ(DSP)がウェーブレット変換計算のような計算上複雑な操作用の多目的マイクロプロセッサより本質的に優秀であることを認識するだろう。さらに、プログラム可能なロジック配列あるいは他の同様のハードウェア装置を使用して、ビデオ圧縮器２００を実行することができることは予想される。
【００１４】
ビデオ信号２０２は、好ましくはＹＣrＣbの形をして、個別のウェーブレット変換２０４ブロックへの入力として適用される。好ましい実施の形態では、ビデオ信号が、ウェーブレット変換２０４へのアプリケーションに先立って条件付けられる（図２では図示せず）。例えば、ビデオ画像中で処理されるデータ量を縮小するために、ビデオ画像の他のすべてのピクセルは反別名フィルタリング（デシメーションとして参照された処理）の後に廃棄される。
【００１５】
受信器では、各ピクセルごとの改造に際して、廃棄された介在するピクセルが、保持されたピクセルを使用して、廃棄されたピクセルの値を改ざんすることにより改造される。一旦オリジナルの画像のピクセルが水平・鉛直面の両方の中で１０分の１にされれば、残りのピクセルからの画像情報量は、適宜、３つの異なるセットを産する輝度色度赤および色度青成分へ分離される。そのような実施の形態では、ウェーブレット変換２０４への入力が、輝度情報の３６０×２４０バイト、色度画像のそれぞれが１８０×１２０バイトを含む。
【００１６】
ウェーブレット変換２０４は信号画像のすべての3つ、つまり、ウェーブレット係数の３セットの計算に帰着する輝度および色度赤と色度青の両方のために計算される。個別のウェーブレット変換の計算は、一般に良く知られた技術である。好ましい実施の形態では、ウェーブレット変換２０４が次のステップを実行する。
【００１７】
１．ビデオ信号データは、ウェーブレット変換中に生じるデータの分割を単純化するために画像データのサイズを増加させるための“伸長されたピクセル”である。例えば、輝度データの３６０×２４０バイトは、３８４×２５６バイトに伸長される。
【００１８】
２．各画像は、低いパス・フィールドおよび高いパス・フィールドへ画像を分割して、Ｙ寸法でウェーブレットフィルターを通して渡される。
【００１９】
３．その後、これらのフィールドは、Ｘ寸法でウェーブレットフィルターを通して渡され、さらに、４つのフィールドに有効に帰着する低いパスおよび高いパス・フィールドへフィールドを分割する。
【００２０】
４．ＸとＹの両方の寸法でフィルターされた低いパスであるフィールドは、（１）から（３）に従って再び処理され、そのために、そのフィールドは４つの新しいフィールドに分割される。
【００２１】
５．この処理は、輝度情報の６レベルが作成され、色度赤および色度青情報のそれぞれ５レベルが作成されるまで繰り返される。もちろん、より大きいかより小さいレベルの数が輝度および(または)色度情報のために作成されるかもしれない。
【００２２】
上記の記述されたウェーブレット変換の全面的な影響は、図４の中で示される複合レベルサブバンド分解である。入力域エリア２０６に格納されて、データはウェーブレットにフィルターされた輝度ブロック４０４、ウェーブレットにフィルターされた色度青ブロック４０６およびウェーブレットにフィルターされた色度赤４０８を含む。図４の垂直の軸および軸に沿って表示された寸法は、模範的なものである。他の寸法を使用し得るし、設計選択の問題である。さらに、入力域エリア２０６は、理解を助けるために２寸法で表わされるが、実際上、それは技術中で知られているように、メモリに格納されたテーブルを含む。各ブロック４０４、４０６、４０８は、オリジナルの画像の様々な成分の空間周波数含量の複合レベルサブバンド分解を含む。最低の周波数を表すサブバンドは、各ブロックの左上コーナーに格納され、最高の周波数が右下コーナーに格納される。技術中で知られているように、与えられた画像のほとんどの情報量は、より低い周波数に含まれ（例えば滑らかな遷移および（または）連続的な色のエリア）、一方、より高い周波数データ（オブジェクト間の境界設定の鋭い端）は、画像にあるより鋭い細部に寄与する。その結果、より低い周波数ブロックに格納された係数は、最も高い値を持つ傾向がある。例えば、輝度ブロック４０４の極端な左上コーナー中の参照数字４１２によって識別されたサブバンドは、変形された画像の最低周波数含量の代表である。反対に、輝度ブロック４０４の極端な右下コーナー中の参照数字４１０によって識別されたサブバンドは、変形された画像の最高周波数含量の代表である。それが埋め込み型ストリームを生産するのに役立つので、示された多層のサブバンド分解の階層的性質は本発明で使用するために奨励される。
【００２３】
図２を再び参照して、上述したように、入力域エリア２０６に、ウェーブレット変換２０４は、ウェーブレット係数を作成し、それらを格納する。一旦ウェーブレット係数が格納されれば、昇順／降順キー(ADK)圧縮器２０８は、圧縮したデータ２１２を提供するために圧縮処理を始めることができる。実際上、ウェーブレット変換２０４およびADK圧縮器２０８処理の順番に並べることは、それぞれの機能で制御信号２１６、２１８を無線通話する制御機能２１４によって監督される。好ましい実施の形態では、制御機能２１４がフレームごとの基板上で処理を維持する。例えば、ビデオデータ２０２（1つのフレーム）の処理を完成しており、入力域エリア２０６で新しいウェーブレット係数を作成した場合、ウェーブレットフィルター２０４は制御機能２１４に通知する。これを受けて、制御機能２１４は、新しく格納されたウェーブレット係数を処理して始めることができるADK圧縮器２０８に通知する。以下に、詳細に説明するように、制御機能２１４は、ADK圧縮器２０８がどのくらいの量のデータを出力すべきか通知するために使用されるフレーム・サイズ・データを、フレーム基板ごとに、ADK圧縮器２０８に供給することが予想される。一旦、ADK圧縮器２０８がその処理を完成したならば、ADK圧縮器２０８は、制御機能２１４に通知し、今度は、ビデオデータの新しいフレームを処理し始めることができるウェーブレットフィルター２０４に通知する。
【００２４】
ビデオ圧縮器２００はさらに符号付き大きさ変換器２１０を含む。実際上、ウェーブレット係数は最も伝導力のある単純な演算操作、例えば１の補数または２の補数のデータ表現を使用して、入力域エリア２０６に格納される。しかしながら、以下の記述から明白であるように、圧縮されたデータ内の２進数“１”桁の発生回数が最小化されたとき、ADK圧縮器２０８は最も効レート的に作動する。この目的のために、図５の中で示されるように、符号付き大きさ変換器２１０はADK圧縮器２０８と共に、入力域エリア２０６に格納されたデータを符号付き大きさフォーマットに変換する。図５は、N-ビット大きさ表現５０２を含む好ましいデータ表現、サインビット５０４およびタグビット５０６を示す。例として、N=14が示されている。実際のデータが大きさとして表わされるので、最上位ビットが２進数“０”桁になる見込みが最大化される。技術中で知られているように、サインビット５０４は、全体値が正か負かどうかを表す。最下位ビット位置の中で示されたが、サインビット５０４は設計検討で規定されたどんなビット位置も占めるかもしれない。同様に、タグビット５０６は設計選択の問題としてどんなビット位置も占めるかもしれない。タグビット５０６の使用は、特に図６と図１１に関して、より詳しく以下に記述されるだろう。
【００２５】
図３は図１の中で示されるビデオ伸長器３００のブロック図である。事実上、どんな適切に速いマイクロプロセッサもビデオ伸長器３００として機能しているかもしれない一方、技術に熟練している人々はほとんどの信号処理プロセッサ(DSP)が逆のウェーブレット変換計算のような計算上複雑な操作用の多目的マイクロプロセッサより本質的に優秀であることを認識するだろう。さらに、プログラマブル・ロジック・アレイあるいは他の同様のハードウェア装置を使用して、ビデオ伸長器３００を実行することができることは予想される。概して言えば、ビデオ伸長器３００は、もとは入力ビデオ信号の複写を提供するためにビデオ圧縮器２００に補足的な操作を実行する。
【００２６】
ビデオ伸長器３００は、本発明に従ってビデオ圧縮器によって提供されるような圧縮したデータ３０２を受け取る。圧縮したデータ３０２は、ADK伸長器３０４に送られる。以下に詳細に記述されるように、ADK伸長器３０４は最初に符号付き大きさフォーマットでのウェーブレット係数を再作成して、出力格納エリア３０６にそれらを格納する。さらに、符号付き大きさ変換器３０８と共に、受信ウェーブレット係数は、ADK伸長器３０４によって、逆ウェーブレット変換処理、例えば、１の補数または２の補数のデータ表現で使用するに、よりふさわしいデータ表現と変換される。これが終わると、逆ウェーブレット変換３１０は圧縮されていないデータ３１２を提供するために受信ウェーブレット係数上で作動する。逆ウェーブレット変換用技術は知られた技術である。ビデオ圧縮器２００に似ているやり方で、ビデオ伸長器３００は、ADK伸長器３０４と逆ウェーブレット変換３１０間の操作を順番に配列するための制御信号３１６、３１８を受信する制御機能３１４を含む。すなわち、フレームのデータ値を伸長し終わり、これを受けて、制御機能３１４が逆ウェーブレット変換３１０にその処理を始められることを通知するとき、ADK伸長器３０４は、制御機能３１４に通知する。逆ウェーブレット変換３１４がその操作を終える場合、逆ウェーブレット変換３１４は、制御機能３１４に通知し、今度は、ADK伸長器により多くの伸長されたデータをもう一度提供することができることを通知する。ADK圧縮器およびADK伸長器の様々な実施の形態は、図６−１２を参照して、以下に説明する。
【００２７】
図６は圧縮したデータを提供する第１の方法を示すフローチャートである。図６に示されたステップは、上述したビデオ圧縮器２００、特にADK圧縮器２０８によって実行される。ステップ６０１で、複数の要素を含むビデオデータは、入力データとして提供される。好ましい実施の形態では、ビデオデータが、上述された複合サブバンド分解に起因するウェーブレット係数(ビデオフレームの輝度、色度赤および色度青成分のそれぞれ)を含む。各ウェーブレット係数は入力データの別個の要素と考えられる。もちろん、入力データは、ウェーブレット係数以外のデータ型を含むかもしれない。ステップ６０２で、成分のうちの任意の1つに対応するデータ要素は、解析される初期の成分としてアクセスされる。好ましい実施の形態では、輝度成分が初期の成分である。
【００２８】
ステップ６０３で、ログビット位置は、Ｙ、ＣrおよびＣb 成分の各々のために自由に識別される。図５を再び参照して、N-ビット大きさデータ５０２は、複数のビット位置（サインビット５０４およびタグビット５０６以外）を占めることと見なされるかもしれない。図５の中で示されるように、データ５０２は、最上位ビット位置（“データビット１３”と名付けられた）から、最下位ビット位置（“データビット０”と名付けられた）まで、１４の異なるビット位置を含む。本発明のコンテキストでは、与えられた成分のログビット位置が、最大の大きさを持つ要素の最上位ビット（つまり、２進数“１”値を持って）に対応するビット位置である。したがって、輝度データのログビット位置を決定するために、輝度データは最大の大きさ価値を見つけるように探索される。例えば、輝度データ(さらに、N=14で、N-ビット大きさを仮定する)のすべての最大の大きさが、“００１１０１１１０１００１０”であると仮定する。この例において、輝度データのログビット位置は、図５でＬＢＰと示されているように、“データビット１１”と名付けられたビット位置になるだろう。それから、この処理は、色度赤および色度青が3つのログビット位置を提供するために繰り返されるだろう。好ましい実施の形態では、その後、各々は出力として提供されるかもしれないが、これらの３つのログビット位置の最大値が圧縮処理の出力として提供される。
【００２９】
さらに以下に詳細に記述するように、本発明は、与えられたビット位置で２進数“０”値を持つデータ要素の最大可能ブロックを配置することにより圧縮を提供する。その後、与えられたビット位置でのデータのブロックは、出力データストリームの中のシングルビットによって簡潔に表される。与えられたビット位置でのデータ内で見つけられた２進数“１”値は、別々に送られなければならない。したがって、ログビット位置は２進数“１”値を探す開始位置を表す。ログビット位置よりも大きいビットでのすべてのデータ要素、全てのビット値が２進数“０”値を含むことが知られているので、それらを送信することは不必要になる。これは、例を通して、一層よく理解されるかもしれない。
【００３０】
図７を参照すると、“ＡＡｘ”と名付けられたデータ要素を構成すると表されたブロック７０４Ａがあり、ここで、ｘは“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、あるいは“Ｄ”のどれかであり得る。単純化のために、最上位ビット位置が最左端のビット位置（ビット位置２）で、最下位ビット位置が最右端のビット位置（ビット位置０）で、間に一つだけビット位置があり（ビット位置１）、それぞれのデータ要素は３ビットの大きさの値からなるものとする。さらに、データ要素のそれぞれの値は、“ＡＡＡ”が“０１０”、“ＡＡＢ”が“００１”、“ＡＡＣ”が“０１１”、そして“ＡＡＤ”が“０００”であるとする。明らかに、これらの値の最大の大きさは、“０１１”であり、この値の最上位ビットは、ビット位置１で起こる２進数“１”値を持つ。したがって、ビット位置1はログビット位置として識別される。より高いビット位置(つまりビット位置２)のビットのすべてが２進数“０”値を持つので、それらを送信する必要はない。受信器がログビット位置を受け取る時、すべてのデータ要素（この例では“ＡＡｘ”要素に限定する）にとって、ログビット位置よりも高いビット位置でのビット値が“０”であると自動的に仮定する。この例において、ログビット位置の使用は、４ビットの値を送信する必要を除去した。もちろん、可能な場合、この同じ概念はさらに多くのビット位置を含むデータ表現に適用し、そのために、より大きな伝達効レートさえ提供することができる。
【００３１】
図６に再び返って、解析ビット位置はステップ６０４で初期化される。ログビット位置が決定された場合、任意のビット位置に解析ビット位置を初期化することができるかもしれないが、解析ビット位置はログビット位置価値にむしろ初期化される。それでも、技術における通常の熟練があるものが認識するだろうとして、埋め込み型ストリームの生産はより高く重要なビット位置に解析ビット位置を初期化し、解析手続きが継続するとともに、より低く重要なビット位置に解析ビット位置を減少することにより促進される。ステップ６０４で示されるように、再帰指標（ｊ）はその最大の値Ｊに初期化される。ここに記述された再帰指標は、実例目的だけのために使用される。技術における通常の熟練があるものが認識するように、多くの技術が再帰的手続きの実行のために存在する。図６の中で示される実行では、所定の時間に再帰指標の値が、現在考慮中のサイズブロックを示す。最大の値Ｊは、次第により小さな値が次第により小さなブロック寸法に相当している一方、できるだけ大きなブロックが考慮されていることを示す。
【００３２】
ステップ６０５で、入力データ（このポイントでのビデオデータのすべて）は、ブロックへ論理上細分される。入力データが論理上細分される方法は設計選択の問題であるが、好ましい実施の形態では、入力データは４つの等しい大きさのブロックへ細分される。例えば、図７を再び参照すると、個別のブロック７０２Ａ―Ｄに分割されたビデオデータ７００が示される。示された例において、最初のブロック７０２Ａは、“Ａｘｙ”と名付けられた１６のデータ要素を含む。ここで、ｘとｙの両方が、“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、あるいは“Ｄ”であり得る。同様の規則はブロック７０２Ｂ−Ｄに当てはまる。ステップ６０６で、処理されるべきブロックが残っているかどうか決定される。図７で示された例におけるこの点で、処理されるべきブロックが残っている場合、ステップ６０７で、処理される次の利用可能なブロック、例えば第１のブロック７０２Ａが選択される。
【００３３】
ステップ６０８で、現在処理中のブロックが最小のブロック寸法を持っているかどうか判断する。好ましい実施の形態では、最小のブロック寸法が１２×８、つまり、９６のデータ要素を含むブロックに相当する。一旦、最小のブロック寸法に到達すると、コンパクトな表現のためのブロックの細分化はなされない。事実、以下の説明から明らかなように、最小のブロック寸法は、“最も深い”再帰可能レベルを表示する。現在処理中のブロックが最小のブロック寸法を持っている場合、処理はステップ６１２で継続する。
【００３４】
ステップ６１２で、現在処理中の最小の寸法のブロックは、Ｍ＝２でオーバーラップしないブロック、むしろ複数のＭ×Ｍへ細分される。最小のブロック寸法が１２×８である場合、これは２４の２×２のブロックに帰着するだろう。Mの他の値も使用され、また、ステップ６１２で確立されたブロックが正方形である必要がないことはさらに理解される。それでも、その後、最小寸法ブロック内の各サブブロックは解析される。すなわち、各サブブロックについては、各データ要素の解析ビット位置のビット値が、次のステップに従って決定され扱われる：
１）“０”ビット値にあったとき、“０”を出力し、次のデータ要素へ進む；
２）“１”にあったとき、“１”を出力し、そのデータ要素に関連するタグビットをチェックする。そのデータ要素に対するタグビットがセットされたら、そのとき、そのデータ要素に対するサインビットは既に出力され、また、処理は次のデータ要素で継続することができる。タグビットがセットされない場合は、そのデータ要素のサインビットを出力して、タグビットをセットして、次の要素に進む（この処理は、タグビットが最初に取り除かれると仮定する。タグビットの極性は、同じ機能を達成するために、容易に反転させられ、その場合、タグビットは最初にセットされる。）。
【００３５】
それぞれのサブブロック中の各データ要素のビット位置のビット値が出力されるまで、この処理が繰り返される。与えられたデータ要素用のタグビットは、そのデータ要素に対する第１の“１”ビット値は出力され、その要素のみのためのサインビットが以前送られたことを保証するとき、その要素のためのサインビットが出力されることを保証する。各サブブロック中の要素を横断するために使用される特別なパターンは、設計選択の問題である。１つの例を図７に示す。第1のブロック７０２Ａが最小のブロック寸法を含むと仮定する。この場合、サブブロック７０４Ａ―Ｄは、サブブロックとサブブロック内の両方の“ｚ”パターン（矢印によって示されたように）を使用して解析される（上述したように）。したがって、個々のデータ要素の処理は以下のように進むだろう。“ＡＡＡ”、“ＡＡＢ”、“ＡＡＣ”、“ＡＡＤ”、“ＡＢＡ”、“ＡＢＢ”、“ＡＢＣ”、“ＡＢＤ”、“ＡＣＡ”、“ＡＣＢ”、“ＡＣＣ”、“ＡＣＤ”、“ＡＤＡ”、“ＡＤＢ”、“ＡＤＣ”そして“ＡＤＤ”。もちろん、サブブロック間あるいはサブブロック内で他のパターンが、ちょうど容易に使用されるかもしれない。その後、処理は、現在のビデオフレームのビット限界にまだ到達していないかどうかを決定するステップ６１３に続く。提供される出力が埋込み型ストリーム（解析ビット位置を減少することおよび構造中の要素の横断の順序による）であるので、つまり、圧縮したビデオデータ出力に分配されたビットの前もって定義した数が到達した場合、処理はどの時点でも中止することができる。ビット限界がまだ到達していない場合、ｊ番目のレベルでの追加ブロックの処理はステップ６０６で継続する。
【００３６】
ステップ６０８で、処理中のブロックが最小のブロック寸法を持っていない場合、処理はステップ６０９で継続する。ステップ６０９で、現在のブロックの各データ要素が解析ビット位置で最初のビット値を含むかどうか判断する。（好ましい実施の形態で、図６に示すように、第1のビット値は“０”ビット値であるのに対し、第２のビット値は“１”ビット値である。）その場合、ステップ６１４で、現在処理中のブロックの解析ビット位置のデータ要素のすべての代表として、第1のビット値（つまり“０”ビット値）が出力される。例えば、第1のブロック７０２Ａ内の各データ要素（つまり、ｘとｙの両方が、“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、あるいは“Ｄ”のどれかである要素“Ａｘｙ”）が、解析ビット位置で“０”ビット値を含むと仮定する。その後、一つの“０”ビットが解析ビット位置でのそれらのデータ要素のすべての出力代表として提供される。その後、処理は、現在のビデオフレームのビット限界がまだ到達していないかどうか再び判断するステップ６１３に続く。そうでなければ、処理はステップ６０６で継続する。
【００３７】
しかしながら、ステップ６０９で、現在のブロックのどんなデータ要素も、解析ビット位置で、第２のビット値（つまり“１”ビット）を含むことが決定された場合、その後、第２のビット値がステップ６１０で出力される。この時点での第２のビット値出力は、再帰が生じており、処理がより小さなブロックサイズ方式を継続するだろうことを受信体に示すだろう。この目的のために、さらにステップ６１０で、現在のブロック（例えば第1のブロック７０２Ａ）は、入力ブロック（ステップ６０５においてさらに細分化されることが予想される）と指示され、また、再帰指標ｊは回帰の少なくとも1レベルが生じたことを示して減少される。ステップ６１１で、解析されている現在のフレームの出力ビット限界を超過していない場合、処理はステップ６０５で継続する。ステップ６０５で、入力データ（今は第1のブロック７０２Ａ）は、例えば、７０４Ａ―Ｄと名付けられたブロックに帰着する図７に示されたようなブロックに再び論理上分割される。この点で、最高レベル（つまりブロック７０２Ｂ−Ｄ）でのより大きなブロックがまだ処理されていないことに注意する。その後、新しいレベルでの処理は上述したステップ６０６−６１４に従って進む。
【００３８】
ステップ６０６および６１５は、接続して、いつ回帰の与えられたレベルが完成されるか決定し、処理を続けるために、（i）全フレームの処理が完する、あるいは（ii）処理は次の最高回帰レベル（つまり次の最大のブロックサイズ）に返らなければならないことを指し示す。例えば、現在、ｊ＜Ｊであり、７０４Ａ―Ｄと名付けられたブロックが現在処理中であり、７０４Ｄと名付けられたブロックがちょうどステップ６１２あるいはステップ６１４のどちらかに従って処理が終わったと仮定する。ステップ６０６で、処理するために残されたブロックはこのレベルにはこれ以上なく、したがって、ステップ６１５は、ｊ≠Ｊなので、処理が最も高い回帰レベルをまだ完成していないことを決めるだろう。ステップ６１６で、再帰指標は増加され、そして、ステップ６０６で、処理されるべき残された新しいｊ番目のレベルで、追加ブロックがあるかどうか決定される。したがって、７０４Ｄと名付けられたブロックが終了したとき、再帰指標は次の最高レベルに増加されるだろう。このレベルでは、７０２Ｂ−Ｄと名付けられたブロックがまだ処理される必要があり、また、全手続きが繰り返されるだろう。
【００３９】
現在の解析ビット位置のすべてのデータ要素の圧縮が、現在解析されている成分のために実行された場合（つまり、ステップ６１５の「はい」の分岐）、処理はステップ６１７に続くだろう。ステップ６１７で、現在の解析ビット位置で、解析されるべき残っている成分がさらにあるかどうか判断する。好ましい実施の形態では、輝度値は、第1のビット位置で色度成分の各々に続けられて、第1の解析ビット位置で最初に解析される。ビット限界に遭遇するか、すべての成分がすべてのビット位置で処理されるまで、この順番は後のビット位置のために繰り返される。より多くの成分が現在の解析ビット位置でこれから解析される場合、次の成分に対応するデータ要素はステップ6１８でアクセスされ、また、処理は現在の解析ビット位置で新しい成分の解析のためにステップ６０５に戻る。
【００４０】
しかしながら、現在の解析ビット位置でこれ以上解析される成分が残っていない場合、処理は、これから解析されるビット位置が残っているかどうか判断するステップ６１９に続く。そうでなければ、その後、すべての成分はあらゆるビット位置で解析され、また、フレームの処理が終わる。（ビット限界に到達する前にすべてのビット位置ですべての成分が解析された場合、ビット限界までの残されたビット幅は、ビット限界を維持するためにダミーデータビットが詰め込まれる。）しかしながら、解析される追加のビット位置が残っている場合、初期の成分に対応するデータ要素（つまり、ステップ６０２で選択されるのと同じ成分）は、ステップ６２０でアクセスされる。ステップ６２１で、次のビット位置は解析ビット位置として指示される。好ましい実施の形態では、ステップ６２１が、次の最上位ビット位置への解析ビット位置を減少する1ステップを含む。その後、処理はステップ６０５で再開されるかもしれない。
【００４１】
図８は伸長されたビデオデータを提供する最初の方法を例証する流れ図である。図８の中で示されているステップは、上述したビデオ伸長器３００、とりわけADK伸長器３０４により実行されることができる。図８の中で示されている方法は、図６に関連して上述された方法に対し補完的である。ステップ８０１で、少なくとも1つのフレームに相当する伸長されたビデオデータを格納するのにふさわしいデータ格納領域が、出力格納エリアとして指定される。実施の形態では、伸長されたビデオデータは、個々のデータ成分を考慮した各ウェーブレット係数について、輝度、色度赤および色度青のビデオ成分の多重サブバンド伸長に起因するウェーブレット係数よりなる。ステップ８０２で、図６の中で示されている方法によって提供されているような圧縮されたデータが受信される。実施の形態では、圧縮されたデータは、圧縮されたビデオデータよりなり、上述したようなログビット位置を表示するデータを含んでいる。ステップ８０３で、成分（Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂ）のうちの任意の1つに対応する伸長されたデータを格納するための出力格納エリアのその部分は、合成される最初の成分としてアクセスされる。実施の形態では、輝度成分が最初の成分である。
【００４２】
ステップ８０４で、合成ビット位置が初期化される。ログビット位置が提供された場合、図６に関連して上述したように、それが解析ビット位置の進行を同様に追跡する限り、どんなビット位置の値も使用することができるが、合成ビット位置はログビット位置と同じ値に初期化される。さらに、ステップ８０４で、再帰標識、ｊは最大のＪに初期化される。図６に関して上述された再帰標識と同様に、図8の再帰標識は、再帰手続きの実行に利用可能な多くの方法の1つであり、図示する目的だけのためにここに記述されている。
【００４３】
ステップ８０５で、出力格納エリアは、論理上ブロックに細分される。特に、このステップで作成されたブロック構造は、空間的な方位及び寸法において、上に議論したステップ６０５の第1の再帰に起因するブロック構造と望ましくは同一である。このように、図8の処理に起因する伸長されたビデオデータは、もとの圧縮したビデオデータと同一になるはずである（修復不可能なエラーが伝送中に圧縮したビデオデータ中で招かれなかったと仮定して）。ビデオデータを伸長する過程中に、圧縮したデータを伸長する場合ビデオデータを解析するために使用される同じ空間パターンに従う。
【００４４】
ステップ８０６で、現在のレベルで処理されるべき（つまり再構成／伸長されたビデオデータを受信すること）ブロックが残されているかどうかが、決定される。図８の処理による第１の通過は第Ｊレベルにあるため、処理されるブロックは可能な最大のブロックサイズに相当するだろう。ステップ８０７で、次の利用可能なブロック（最初の繰り返しでは、これが最初の利用可能なブロックになるだろう）は選択され、そして、ステップ８０８で、選択されたブロックが最小の寸法のブロックを備えているかが決定される。上で述べたように、最小の寸法のブロックは再帰の最も深いレベルに相当する。現在選択されたブロックが最小の寸法のブロックでない場合、処理はステップ８０９で継続する。
【００４５】
ステップ８０９で、検討中のブロックに対応する受信した圧縮データのビットは、そのビット値を決定するために解析される。ビットが第1のビット値（望ましくは“０”ビット値）を備えるならば、処理は、第1のビット値を有するビットが現在選択されたブロックを形成する各データ要素に合成ビット位置で格納されるステップ８１４で継続する。このように、本発明は、ブロックのサイズが比較的大きいところで特に、かなりの量のデータに対して非常に簡便な表現を提供することができる。その後、ステップ８１３で、現在のビデオフレームに対するビット限界が既に到達されたかどうかは随意的に決定される。上に述べたように、圧縮したビデオデータ出力に分配されたビットの所定の数が到達された場合、圧縮処理はどの時点でも中止することができる。同様に、受信圧縮したビデオビットの所定の数が処理された後、伸長処理は中止することができる。これは再び、圧縮したビデオデータの埋込み型ストリームの本質の結果である。ビット限界がまだ到達されていない場合、第ｊレベルでの追加のブロックの処理はステップ８０６で継続する。
【００４６】
しかしながら、ステップ８０９で解析されたビットが第２のビット値（望ましくは“１”ビット値）を備えるならば、処理は、現在選択されたブロックが出力格納エリアとして指定され、再帰指標、ｊが減少されるところのステップ８１０で継続する。本質的には、現在選択されたブロックに対応し、第2のビット値を持っている受信ビットは、少なくとも1つのデータ要素が第2のビット値（合成ビット位置で）を含み、さらに合成が現在選択されたブロック内のより小さなブロックの基で進むべきであることを示すフラグの役割をする。ステップ８１１で、合成されている現在のフレームに対するビット限界が超えられてないならば、処理はステップ８０５で継続する。ステップ８０５で、出力格納エリア（今のステップ８０６（以下参照）より前のパス中の検討しているブロック）は、再び論理的にブロックに分割される。このポイントでは、最高レベル（つまり前のレベル）でのより大きなブロックは完全には処理されていないことに注意する必要がある。その後、新しいレベルで処理はステップ８０６（以下参照）に従って進む。
【００４７】
再帰の処理が継続するとともに、ポイントは、ステップ８０８で決定されるように、考慮中のもたらされるブロックが最小のブロック寸法を持つところに到達される。これが生じる場合、ステップ８１２での処理は、ステップ６１２に関して上述された処理と実質的に逆のものである。ステップ８１２で、現在考慮中の最小の寸法のブロックは、複数のM×Mブロックへ再分割される。ここで、M＝２である。もう一度、最小のブロック寸法が１２×８である場合、これは２４の２×２ブロックに帰着するだろう。Mの他の値を使用することができ、さらに、ステップ６１２で確立されたブロックが正方形である必要がないことが理解される。それにもかかわらず、最小寸法のブロック内の各サブブロックの各データ要素に対する合成ビット位置のビット値は合成される。すなわち各サブブロックについては、各データ要素の合成ビット位置のビット値が、次のステップに従って、圧縮したビデオデータからの受信ビットに基づいて決定される：
１）“０”ビット値に遭遇したら、“０”を格納し、次のデータ要素に行く；
２）“１”に遭遇したら、“１”を格納し、そのデータ要素に関連したタグビットをチェックする。そのデータ要素に対するタグビットがセットされる場合、そのデータ要素に対する符号ビットは既に格納され、処理は次のデータ要素で継続することができる。タグビットがセットされない場合は、そのデータ要素に対して符号ビットとして次の受信ビットを保管して、タグビットをセットして、次の元素に行く（この処理は、タグビットが最初にクリアされると仮定する。タグビットの極性は、タグビットが最初にセットされるところの、ちょうど同じ機能を達成するために同じように容易に逆にされ得る。）。
【００４８】
この処理は、それぞれのサブブロック中の各データ要素のビット位置でビット値が格納されるまで、繰り返される。与えられたデータ要素用のタグビットは、そのデータ要素に対する第1の“１”ビット値が格納され、また、その要素に対する符号ビットがいったん単に格納されることを保証する場合に、その要素に対する符号ビットが格納されることを保証する。各サブブロック中の要素を横断するために使用される特別のパターンは、設計選択の問題であるが、解析／圧縮処理の間に使用されるものと少なくとも同一であるべきである。
【００４９】
ステップ８０６および８１５は、合わせて、再帰の与えられたレベルがいつ終了したか、次のどちらか一方を示して決定する。(i)全フレームに対する処理は終了した、あるいは、(ii)処理は処理し続けるために次の最も高い再帰レベル（つまり次の最大のブロックサイズ）に返らなければならない。例えば、現在ｊ＜Ｊで、レベル（ｊ）の最後のブロックはたった今処理（例えばステップ８１２あるいはステップ８１４のいずれかに従い）を終了したと仮定する。ステップ８０６で、処理するために残されたレベル（ｊ）にブロックはこれ以上なく、したがって、ステップ８１５は、ｊ≠Ｊであるから、処理は最も高い再帰レベルをまだ終了していないことを決定される。ステップ８１６で、再帰指標は増加され、そして、ステップ８０６で、これから処理される追加のブロックが新しい第ｊレベルに残っているか決定される。新しい第ｊレベルに処理されるブロックがある場合、ステップ８０６−８１４は上述したように実行される。
【００５０】
最新の合成ビット位置でのすべてのデータ要素の再構成が、現在合成（つまりステップ８１５を外れ“はい”分岐）されている成分に対して実行された場合、処理はステップ８１７で継続するだろう。ステップ８１７で、最新の合成ビット位置でそれ以上の成分が残ってこれから合成されるかどうか決定される。実施の形態では、輝度成分が第1の合成ビット位置で最初に合成され、続いて第1のビット位置で色度成分の各々が合成される。ビット限界に遭遇するか、すべての成分がすべてのビット位置で処理されるまで、この順番は後のビット位置について繰り返される。より多くの成分が最新の合成ビット位置で残ってこれから合成される場合、次の成分に対応するデータ要素の格納用の出力格納エリアの部分は、ステップ８１８でアクセスされる。その後、処理は最新の合成ビット位置で新しい成分の再構成のためにステップ８０５に返る。
【００５１】
しかしながら、これ以上の成分が最新の合成ビット位置でこれから合成されるために残ってない場合、いずれかのより多くのビット位置がこれから合成されるかどうかが決定されるところのステップ８１９で、処理は継続する。そうでなければ、その後、成分はすべてあらゆるビット位置で合成され、また、フレームのための処理が決定される。（成分がすべてあらゆるビット位置でビット限界に達する前に合成された場合、圧縮したデータからの残される受信ビットはビット境界を保存するために提供されるむしろダミーのデータビットであり、無視することができることに注意する必要がある。）しかしながら、追加のビット位置がこれから合成される場合、初期の成分（つまりステップ８０３で選択されるのと同じ成分）に対応するデータ要素の格納用の格納エリアのその部分は、ステップ８２０でアクセスされる。その後、ステップ８２１で、次のビット位置は合成ビット位置として指定される。実施の形態では、ステップ８２１は、次の最も有効な位置への合成ビット位置を減少するステップよりなる。その後、処理はステップ８０５で再開するかもしれない。
【００５２】
図６および図８に関して記述した方法は、ともに、データの圧縮および伸長に効率的な技術、特に、階層的な多重のサブバンド分解から生じるウェーブレット係数を提供する。簡潔に表わすことができるデータの最大の可能なブロックの識別によって、本発明は比較的小さな計算量でよい圧縮比を提供する。さらに、本発明の他の実施例が、図９−１２によって以下に記載される。特に、図９−１２は複数の昇順テーブルに基づいた、ADK圧縮/伸長に対する方法を示す。昇順のテーブルは、高度にコンパクトな表現に最も影響されやすいデータのそれらの部分が容易に特定可能であるようなウェーブレット係数の要約表現をますます供給する。
【００５３】
図９は、昇順のテーブルを構成する方法を例示する。ビデオ圧縮器２００、好ましくはウェーブレット係数が計算された後にウェーブレット変換２０４によって、あるいはウェーブレットデータの実際の圧縮に先立ったADK圧縮器２０８によって、図９の中で示される方法は実施することができる。それがどのように実施されるかにかかわらず、ウェーブレット係数が入力として提供されるステップ９０１で方法は始まる。好ましくは、ウェーブレット係数は、ウェーブレット変換２０４に関して上に議論されたような方法で提供される。以下の議論から明白にされるように、分離昇順テーブルは、それらが入力として供給される場合、輝度、色度赤および色度青成分の各々に対して作成される。その後、得られたウェーブレット係数（Ｙ、ＣｒあるいはＣｂのうちの1つに対応する）は、好ましくは図４に関して上述した配置に従って、レベル０のテーブルとして、ステップ９０２で、格納される。さらに、ステップ９０３で、レベル指数、ｋ、は１に初期化される。レベル指数、k、は、しかし、以下に記述されるように、当業者が複数の上昇するテーブルの構成に有用であると認識する多くの方法の1つである。
【００５４】
ステップ９０４で、レベル（ｋ−１）テーブルは複数のブロックへ再分割される。ステップ９０２の最初の通過に対しては、レベル（ｋ−１）テーブルがレベル０のテーブルに相当する。レベル（ｋ−１）テーブルが論理的に再分割される方法は設計選択の問題である。実施の形態では、レベル（ｋ−１）テーブルが複数のＭ×Ｍ、オーバーラップしないブロックに、再分割される。ここで、Ｍ＝２である。もちろん、他のブロック寸法を使用することができる；非正方形ブロック寸法も使用可能であることはさらに予想される。ステップ９０５で、どれだけのブロックが、これから処理されるレベル（ｋ−１）テーブルにあるかどうか決定される。そうならば、次の利用可能なブロックはステップ９０６で選択される。ステップ９０７で、現在選択されたブロックのデータ要素は、減少されたデータ要素を提供するためにともにビット毎のＯＲである。（図示のために、ＯＲオペレーションはシンボル“・”で表わしている）。この処理は、図１０Ａ及び１０Ｂの中でさらに図示されている。
【００５５】
図１０Ａは、各々データ要素を形成する複数の２×２ブロックを示す。単純化のために、各データ要素は、図１０Ａで示されるような値で、データのシングルビットを形成する。４つの２×２ブロックは、参照数表示１００２によって示される。ステップ９０７に従って、最初のブロック（ラベルが付けられた“ＡＡｘ”データ要素よりなる、ここでｘは“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、又は“Ｄ”の任意の一つである）の要素は、ビット値“１”（“ＡＡＡ”・“ＡＡＢ”・“ＡＡＣ”・“ＡＡＤ”＝０・１・１・０＝１）を有する減少されたデータ要素“ＡＡ”にともに帰着するＯＲである。データ要素“ＡＡＡ”、“ＡＡＢ”、“ＡＡＣ”及び“ＡＡＤ”は、減少されたデータ要素の“ＡＡ”の“子”と呼ばれる。同じ手続きは第２、第３及び第４ブロック（各々、ラベルが付けられたデータ要素“ＡＢｘ”、“ＡＣｘ”及び“ＡＤｘ”よりなる、ここでｘは“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、又は“Ｄ”の任意の一つである）のデータ要素上で実行され、減少されたデータ要素“ＡＢ”、“ＡＣ”及び“ＡＤ”に帰着する。事実、減少されたデータ要素の各々の値は、その関連する子のうちのどれかの“１”ビット値の存在か欠如を示す。実際上、データ要素の各々は、シングルビット値ではなくむしろ、例えば、図５の中で図示されたデータ表現に関連した、所定の数のビットを形成する。その場合では、対応するビット位置の各々でデータ要素のビット値が、その対応する子と同じ長さ（所定の数のビット）の減少されたデータ要素にともに（ビット毎にＯＲ）帰着するＯＲである。各減少されたデータ要素は、ステップ９０８で、レベル（ｋ）テーブル中の対応する位置に格納される。現在のレベル（ｋ）でブロックを処理しなければならない限り、ステップ９０５−９０８が繰り返される。２×２ブロックが、減少されたデータ要素の生成の中で使用されるところでは、生じるレベル（ｋ）テーブルは、図１０Ａ及び１０Ｂに示すように、レベル（ｋ−１）テーブルの２分の１のサイズ（各寸法で）である。
【００５６】
ステップ９０５で、レベル（ｋ−１）で処理されるブロックがこれ以上ないことが決定される場合、処理は、ちょうど終了した減少された要素のテーブルが、最高レベル（Ｋ）テーブルに一致するところのステップ９０９を継続する。すなわち、図９に示される処理は、処理された各成分（Ｙ、Ｃｒ又はＣｂ）に対するＫ＋１テーブルに帰着するだろう。表１は、図９に従って構成された昇順のテーブルに対する好ましいパラメーターを示している。表１に示されるように、好ましい値は輝度成分に対してはＫ＝５、及び色度成分の各々に対してＫ＝４である。もちろん、Kの他の値が要求に応じて使用されてもよい。
【表１】
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【００５７】
最高レベル（Ｋ）テーブルがまだ形成されていない場合、レベル指数、ｋ、はステップ９１０で増加され、処理はステップ９０４で継続する。そのあと、新しいｋ番目のレベルで減少されたデータ要素のテーブルが生成されるまで、ステップ９０４−９０８は実行される。例えば、図１０Ｂ及び１０Ｃを参照して、参照数表示１００４によって識別される２×２ブロックのデータ要素は、減少されたデータ要素１００６（“Ａ”）を提供するために上述したように減少される。参照数表示１００４によって識別されたブロック中のデータ要素が減少されたデータ要素１００６の子であり；参照数表示１００２によって識別されたデータ要素は減少されたデータ要素１００６の子孫であることに注意する。ラベルが付けられたデータ要素“Ｂｘ”、“Ｃｘ”及び“Ｄｘ”、ここでｘは“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、又は“Ｄ”の任意の一つである、よりなるそれらのブロックは、上述されるような同様の子／子孫関係を持っている減少されたデータ要素“Ｂ”、“Ｃ”、又は“Ｄ”を、各々提供するために同様に処理される。
【００５８】
結局、任意の与えられた各成分（Ｙ、Ｃｒ又はＣｂ）について、ステップ９０９で決定されるように、減少された係数のレベル（Ｋ）テーブルは終了する。これが生じる場合、さらに、なにか成分がこれから処理されため残っているか、ステップ９１１で決定される。そうであれば、処理は上述したようにステップ９０１で継続する。そうでなければ、昇順のテーブルが図１１を特に参照して下に記述されるように、圧縮したデータを提供するために横断される場合、処理はステップ９１２で継続する。より詳しく下に議論されるように、昇順のテーブルはウェーブレット係数の簡潔な表現を提供し、そのために圧縮解析を促進する。
【００５９】
図１１は、図９に関して上述した昇順のテーブルの使用に特に基づいた圧縮したデータを提供する別の方法を図示する。図１１に示すステップは、上述したビデオ圧縮器２００により、特に、ADK圧縮器２０８により実行することができる。図１１の方法の実行に先立って、上述したように、昇順のテーブルは、圧縮されるビデオフレームの各成分（Ｙ、Ｃｒ又はＣｂ）について作成されたと仮定されている。ステップ１１０１で、ログビット位置は、ステップ６０２に関して上述したのと同じ方法で、Ｙ、Ｃｒ又はＣｂ成分の各々に対して随意的に識別される。再び、これらの３つのログビット位置の最大値は、各々は出力として別々に提供されるかもしれないが、好ましくは圧縮処理の出力として提供される。ステップ１１０２で、成分のうちのいずれか任意の1つに対する昇順のテーブルは、輝度成分に対する昇順のテーブルが初期の成分として好まれるが、解析される初期の成分としてアクセスされる。
【００６０】
解析ビット位置はステップ１１０３で初期化される。解析ビット位置は任意のビット位置で初期化することができるが、解析ビット位置は、好ましくはログビット位置値（ログビット位置が提供された場合）で初期化され、圧縮処理の残りの全体にわたって減少される。更に、ステップ１１０３で、再帰指標、ｊ、は、その最大の値Jに初期化される。ここに記述された再帰指標は、図示の目的だけのために使用される。当業者が認識するように、多くの技術が再帰的手続きの実施のために存在する。図１１に示す実施例では、所定の時間に再帰指標の値は、昇順のテーブルのどのレベルが現在考慮中であるかを示す。最大の値Jは、最高レベルのテーブルが現在考慮されていることを示し、一方、次第により小さな値は次第により低いテーブルレベルに相当している。
【００６１】
ステップ１１０４で、レベル（ｊ）テーブルはアクセスされる。ここでｊ＝Jであれば、アクセスされたテーブルは、現在解析中の成分に対する最高レベルのテーブルである。図１０に示した例を参照して、図１０Cの減少された係数のテーブルは最高レベルのテーブルである。ステップ１１０５で、現在横断されているテーブルがレベル０テーブルであるかどうか、決定される。そうでなければ、その後、ステップ１１０６で、これから解析されるために残っているデータ要素がレベル（ｊ）テーブルにあるかどうかが決定される。そうであれば、次のデータ要素はステップ１１０７でアクセスされ、ステップ１１０８で、解析ビット位置で、そこでは第1のビット値は、実施の形態においては“０”ビット値であるが、減少されたデータ要素が第1のビット値を形成するかどうか決定される。（ステップ１１０８で解析されたどんなデータ要素もステップ１１０５に照らして減少されたデータ要素であることに注意すべきである。）第1のビット値がステップ１１０８で検知される場合、それでは、ステップ１１１０で、第1のビット値は解析ビット位置で、そのデータ要素の子孫のすべての出力代表として提供される。図１０を再び参照して、示されたビット値がすべてP番目のビット位置に相当し、解析ビット位置も同様にP番目のビット位置に現在セットされると仮定されている。今考慮中のデータ要素が、図１０Ｂのラベル“ＡＢ”が付けられたデータ要素であるとさらに仮定する。“ＡＢ”データ要素はP番目のビット位置で“０”ビット値を形成すると決定したとすると、“０”ビット値は“ＡＢ”の子孫の各々を表わすための出力である。別の方法で記載すると、“ＡＢｘ”とラベルが付けられたデータ要素（ここでｘは“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、又は“Ｄ”の任意の一つである）はすべて、P番目のビット位置で“０”ビット値を形成するため、４つのデータ要素すべてを代表する単一の“０”ビット値を出力すれば十分である。受信実体が、“０”ビット値出力が“ＡＢｘ”とラベルが付けられた４つのデータ要素すべてを代表すると認識するので、圧縮はそれにより提供される。単一の出力ビットが解析ビット位置でできるだけ多くの子孫を表わすため、最高レベルテーブル（レベルＪ）のデータ要素が解析ビット位置で“０”ビット値を形成する場合に、最大の圧縮が提供される。ステップ１
１１１では、現在のフレームに対するビット限界が到達され、また、そうでなければ、追加のデータ要素の処理は、もしあれば、ステップ１１０６で継続するかどうか決定される。
【００６２】
第２のビット値がステップ１１０８で任意のデータに減少されたデータ要素に対して検知される場合、第2のビット値はステップ１１０９で出力として提供される。この時点での第2のビット値出力は、再帰が生じており、処理が次の最低のテーブルレベルで継続するだろうことを受信実体に示すであろう。この目的のために、再帰指標ｊは減少される。ステップ１１１２では、解析されている現在のフレームに対する出力ビット限界が超過されていない場合、ステップ１１０８で考慮されているデータ要素の子が、ステップ１１０４−１１１１に関して上述されている方法で解析されるステップ１１０４で、処理は継続する。
【００６３】
特別な処理が、レベル０テーブルに属するデータ要素に供給される。図１０を再び参照して、“Ａ”とラベルが付けられたデータ要素は、“ＡＡ”とラベルが付けられたデータ要素まで再帰する処理を招くことになる。同様に、処理は、再び“ＡＡ”の子孫、つまりデータ要素“ＡＡｘ”まで再帰することになる。したがって、ステップ１１０５で、ｊ＝０に対するテストは真となり、処理はステップ１１１３で継続することになる。ステップ１１１３では、要素の各々は、どんなパターンも使用することができるかもしれないが、図７に関して上述したように“ｚ”パターンのような所定の順に別々に処理される。各データ要素に対して、解析ビット位置でのビット値は次のステップに従って決定され扱われる：
１）“０”ビット値に遭遇した場合、“０”を出力し、次のデータ要素に進む；
２）“１”に遭遇した場合、“１”を出力し、そのデータ要素に関連したタグビットをチェックする。そのデータ要素に対するタグビットがセットされる場合、そのデータ要素に対する符号ビットは既に出力されて、処理は次のデータ要素で継続することができる。タグビットがセットされない場合は、そのデータ要素に対する符号ビットを出力し、タグビットをセットし、次の元素に進む。（この処理は、タグビットが最初にクリアされると仮定する。タグビットの極性は、同じ機能を達成するために容易に逆にされ、その場合には、タグビットは最初にセットされることになる。）一旦レベル０のデータ要素がこの方法で処理されたならば、現在のフレームに対するビット限界が超過されていないことを保証するために、ステップ１１１４でチェックがなされる。そうでなければ、再帰指標、ｊ、はステップ１１１５で増加され、それにより、そのレベルで、もしあれば、追加の要素を処理するために次の最高レベル（レベル１）に処理を返す。
【００６４】
ステップ１１０６で、与えられたレベル（レベル０以外の）で処理する要素がこれ以上残されていないと決定される場合、処理は、ちょうど終了した現在のレベルが最高レベル（Ｊ）であるかどうかを決定するステップlIl6で継続する。そうでなければ、再帰指標、ｊ、はステップ１１１５で増加され、それにより、そのレベルで、もしあれば、追加の要素を処理するために次の最高レベル（レベル１）に処理を返す。例えば、図１０を参照して、図１０Ａに示されるように“ＡＤｘ”とラベルが付けられたデータ要素が、ステップ１１１３に従って処理を終了した場合、その処理は、ステップ１１１６及び１１１５を経由して、図１０Ｂに示されるテーブルに後退し再帰するであろう。このレベルで処理される要素がもう残っていないので（データ要素“ＡＤ”が、このレベルで処理されるデータ要素の最後の子だった）、処理は再び、図１０Ａに示されるテーブルに後退し再帰するであろう。このレベルでは、ステップ１１１６でのテストが真で（データ要素“Ｄ”が、このレベルで処理されるデータ要素の最後の子だった）、処理はステップ１１１７で継続するであろう。
【００６５】
本質的に、図１１の方法は、これまで記述されたポイントに、昇順テーブルの最高レベルテーブルで見つかった各データ要素を検査し、また、必要なところで、最も簡潔に表わされてもよいそれらのデータ要素を識別するために木構造（つまり各データ要素の子孫）へと横断する。再び図１０を参照して、“Ａ”とラベルが付けられた、減少されたデータ要素に対応する木の横断は、以下のように（サインビットがまだ出力されてないと仮定して）進むだろう。“Ａ”減少されたデータ要素から始めて、ビット値“１”が遭遇され、したがって、“１”が出力され、そして“Ａ”の子孫（“ＡＡ”、“ＡＢ”、“ＡＣ”、“ＡＤ”）が考慮される。“ＡＡ”減少されたデータ要素もまた“１”値を持ち、したがって、“１”が出力され、そして“ＡＡ”の子孫（“ＡＡＡ”、“ＡＡＢ”、“ＡＡＣ”、“ＡＡＤ”）が考慮される。“ＡＡ”の子孫は、この例ではすべてレベル“０”のデータ要素であることに注意する。“ＡＡＡ”データ要素は“０”であり、したがって、“０”が出力される。“ＡＡＢ”データ要素は“１”であり、対応するタグビットはまだセットされてなく（例規則につき）、したがって、“ＡＡＢ”に対する符号ビットに従って“１”が出力され、そして対応するタグビットがセットされる。“ＡＡＣ”データ要素は“１”であり、したがって、“ＡＡＣ”に対する符号ビットに従って“１”が出力され、そして対応するタグビットがセットされる。“ＡＡＤ”データ要素は“０”であり、したがって、“０”が出力される。これは、“ＡＡ”の子孫の処理を終了し、したがって、“Ａ”のもう一つの子孫の“ＡＢ”データ要素について処理は継続する。“ＡＢ”データ要素は“０”であり、したがって、“０”が出力される。“ＡＣ”データ要素もまた“０”であり、したがって、“０”がもう一つ出力される。“ＡＤ”データ要素は“１”であり、したがって、“１”が出力され、処理は、“ＡＤ”の子孫（“ＡＤＡ”、“ＡＤＢ”、“ＡＤＣ”、“ＡＤＤ”）の考慮のためレベル０で継続する。“ＡＤＡ”データ要素は“１”であり、したがって、“ＡＤＡ”に対する符号ビットに従って“１”が出力され、そして対応するタグビットがセットされる。“ＡＤＢ”データ要素は“０”であり、したがって、“０”が出力される。“ＡＤＣ”データ要素は“１”であり、したがって、“ＡＤＣ
”に対する符号ビットに従って“１”が出力され、そして対応するタグビットがセットされる。最後に、“ＡＤＤ”データ要素は“０”であり、したがって、“０”が出力される。これは、“Ａ”データ要素とその子孫のすべてに対する処理を終了する。符号ビットがシンボル“ｓ”によって表わされる場合、“Ａ”データ要素とその子孫の横断に起因する出力は、次のビットストリームを招く：１、１、０、１、ｓ、１、ｓ、０、０、０、１、１、ｓ、０、１、ｓ、０。“Ｂ”データ要素とその子孫の横断は、次のビットストリームを招く：１、１、１、ｓ、０、０、０、０、０、１、０、１、ｓ、０、０。“Ｃ”データ要素とその子孫の横断は、次のビットストリームを招く：１、０、１、１、ｓ、０、０、０、０、１、１、ｓ、０、１、ｓ、０。最後に、“Ｄ”データ要素とその子孫の横断は、次のビットストリームを招く：１、１、０、０、１、ｓ、０、０、１、１、ｓ、０、１、ｓ、０、０。
【００６６】
したがって、“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”及び“Ｄ”データ要素の子孫を表すために使用されるビットの合計数は、この例では、符号ビットを含めて64ビットである。対照的に、もし“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”及び“Ｄ”データ要素の子孫のすべて（そして同じ規則による対応する符号ビット）は、本発明の効用なしで出力されるならば、合計76ビットが必要になるだろう。これは、この例において、必要なデータ量の１５％以上のロスのない減量に相当する。もちろん、より高いテーブルレベルでの“０”値の発生は、データ圧縮にたいするより大きな機会も与える。実際上、より高い空間周波数のウェーブレット係数はしばしば、相当数の“０”ビット値を含む（画像中のほとんどの情報がより低い空間周波数で見つかるという事実に従う）。その結果、実質的な圧縮比は、比較的適度の計算上の資源を使用して、ウェーブレット係数データ上で実現される。例えば、１００：１の圧縮比は、実時間において許容範囲のビデオ品質で実現される。
【００６７】
図１１に再び返り、現在の解析ビット位置でのすべてのデータ要素の圧縮が、現在解析されている成分に対して実行された（即ち、ステップ１１１６からの分岐“はい”）場合に、その処理はステップ１１１７で継続するだろう。ステップ１１１７で、現在の解析ビット位置で解析されるべき成分がまだ残っているかどうかが決定される。実施の形態では、輝度成分が第1の解析ビット位置で最初に解析され、次いで第1のビット位置で色度成分の各々が解析される。この順番は、ビット限界に遭遇するか、すべての成分がすべてのビット位置で処理されるまで、それに続くビット位置に対して繰り返される。より多くの成分が残って現在の解析ビット位置でこれから解析される場合、次の成分に対する昇順テーブルはステップ１１１８でアクセスされ、処理は現在の解析ビット位置で新しい成分の解析のためにステップ１１０４に返る。
【００６８】
しかしながら、成分が残ってなく現在の解析ビット位置でこれから解析されない場合、いずれかのビット位置がこれから解析されるかどうか決定されるところのステップ１１１９で処理は継続する。そうでなければ、その後、すべての成分はすべての可能なビット位置で解析され、そしてフレームに対する処理が決定される。（もし、ビット限界に達する前に、すべての成分がすべてのビット位置で解析された場合、ビット限界までの残っているビット量はビット境界を保存するためにダミーのデータビットを詰めることができることに注意する。）しかしながら、追加のビット位置がこれから解析される場合、初期の成分（即ち、ステップ１１０２で選択されるような成分）に対する昇順テーブルは、ステップ１１２０でアクセスされ、ステップ１１２１で次のビット位置が、解析ビット位置として指定される。実施の形態では、ステップ１１２１は、解析ビット位置を次の最上位のビット位置へ減少するステップを含む。その後、処理はステップ1104で再開してもよい。
【００６９】
図１２は伸長されたビデオデータを提供する別の方法を例証するフローチャートである。上に記述されたビデオ伸長器２００、特にADK伸長器３０４によって、図１２に示されたステップを実行することができる。図１２に示された方法は、図１１に関して上に記述した方法に補足的である。ステップ１２０１で、図１１で示された方法によって提供されるような圧縮したデータが受け取られる。好ましい実施の形態では、圧縮したデータが圧縮したビデオデータを含み、上に記述されるようなログビット位置を表示するデータを含んでいる。
【００７０】
ステップ１２０２で、成分(Ｙ、Ｃr、Ｃb)のうちの任意の1つに対応する昇順テーブルへの格納は、合成される初期の成分としてアクセスされる。好ましい実施の形態では、輝度成分が初期の成分である。
【００７１】
合成ビット位置はステップ１２０３で初期化される。任意のビット位置に合成ビット位置を初期化することができるかもしれないが、合成ビット位置は、ログビット位置の値（ログビット位置が提供された場合）にむしろ初期化され、伸長処理の残りの全体にわたって降下される。更に、ステップ１２０３で、再帰指標（ｊ）はその最大の値Jに初期化される。ここに記述された再帰指標は、実例目的だけのために使用され、通常の熟練した当業者が認識するように、多くの技術が再帰的手続きの実装のために存在する。図１２に示す実装では、所定の時間に再帰指標の値は、昇順のテーブルのどのレベルが現在再構築されているかを示し、最大の値Jは、次第により小さな値が次第により低いテーブルのレベルに相当する一方、最高レベルのテーブルが現在合成されていることを示す。
【００７２】
ステップ１２０４で、レベル（ｊ）の昇順テーブル用の格納エリアにアクセスする。ｊ＝Ｊでは、格納エリアは現在再構築されている成分に対して最高レベルのテーブルに相当する。ステップ１２０６で、データ要素が、現在の合成ビット位置でこれから合成されるレベル（ｊ）のテーブルにあるかどうかが決定される。そうならば、次のデータ要素はステップ１２０７でアクセスされる。また、ステップ１２０８で、現在再構築されているテーブルがレベル０のテーブルである場合、それは確定的である。そうでなければ、受信した圧縮データからの次の受信ビットが解析される場合、処理はステップ１２０８に継続する。不正エラーが通過の間に受信した圧縮データに生じていないと仮定して、ステップ１２０８で解析された受信ビットは、現在考慮中でデータ要素に相当するべきである。ステップ１２０９で、受信ビットが好ましい実施の形態では“０”である、第１のビット値を含むかどうかは決定する。（ステップ１２０９で熟慮したどんなデータ要素もステップ１２０７に照らして減少されたデータ要素であることに注意する。）第1のビット値がステップ１２０８で検知される場合、次に、ステップ１２１２で、第1のビット値は現在の減少されたデータ要素の子孫のすべての中の合成ビット位置に格納される。例えば、図１０を参照して、現在考慮中のデータ要素が図１０Bの中で“ＡＢ”とラベルが付けられたデータ要素であると仮定する。“ＡＢ”データ要素に対応する受信ビットが、“０”ビット値を含むと決定した場合、“ＡＢ”の子孫（“ＡＢＡ”，“ＡＢＢ”，“ＡＢＣ”と“ＡＢＤ”）の各々の合成ビット位置に“０”ビット値を格納する。実際、データ要素はすべてに“０”ビット値に初期化され、そのために“０”ビット値をメモリの中へ現実に書く必要を除去する。ステップ１２１３で、現在のフレームのためのビット限界に到達しているかどうか決定し、そうでなければ、追加のデータ要素の処理をし、もしあれば、ステップ１２０５に継続する。
【００７３】
第２のビット値がステップ１２０９で検知される場合、それは次の最低のテーブルレベルへの再帰が生じるに違いないという指標である。この終了へ、再帰指標ｊはステップ１２１０で減少される。図１２で示した処理の全面的な目標が、圧縮したデータ、つまりレベル０のテーブルを提供するためにもともと圧縮されたデータ要素を再生成させることであることは注目されるべきである。その結果、より高いレベルの昇順テーブル（レベル１からＪ）を再構築するかもしれないが、それは厳密に必要とされない。より高いレベルの昇順テーブルが再構築されている場合、第２のビット値も、ステップ１２１０にレベル（ｊ）のテーブル（再帰指数を減少する前に）中の対応するデータ要素に格納することができる。ステップ１２１１では、現在のフレームのためのビット限界を超過していない場合、ステップ１２０９で熟慮したデータ要素の子が、ステップ１２０４−１２１３に関連のある上に記述した方法で解析される場合、処理はステップ１２０４で継続する。レベル０のテーブルに存在するデータ要素を再構築する場合、特別な扱いが提供される。ステップ１２０７で、考慮中の現在のレベルがテストｊ＝０を満たすことが決定された場合、処理はステップ１２１４で継続する。ステップ１２１４で、生成されるデータ要素の各々は、任意のそのようなパターンが使用できるかもしれないが、図７に関連して上に議論した“ｚ”パターンのような、所定の順に別々に扱われる。各データ要素については、合成ビット位置のビット値が、次のステップに従って圧縮したデータからの受信ビットに基づいて決定される：
１）“０”ビット値に遭遇した場合、“０”を格納し、次のデータ要素に移る；
２）“１”に遭遇した場合、“１”を格納し、そのデータ要素に関連したタグビットをチェックする。そのデータ要素のためのタグビットが設定されている場合、そのデータ要素のためのサインビットは既に格納され、処理は次のデータ要素に継続することができる。タグビットが設定されていない場合は、そのデータ要素のサインビットとして次の受信ビットを格納し、タグビットを設定し、次の要素に移る（この処理は、タグビットが最初に取り除かれると仮定する。タグビットの極性は同じ機能を達成するために容易に逆にすることができる。その場合には、タグビットが最初に設定される。）。
【００７４】
それぞれのサブブロック中の各データ要素のビット位置のビット値が格納されるまで、この処理が繰り返される。与えられたデータ要素のタグビットは、そのデータ要素に対して第１の“１”ビット値が格納される場合、その要素のためのサインビットが格納されることを保証し、その要素のためのサインビットのみが送られることを保証する。データ要素を横断するために使用される特別のパターンは設計選択の問題であるが、解析／圧縮処理の間に使用されるものとどんな場合も同一であるべきである。再帰指標ｊはステップ１２１５で増加され、そのために、そのレベルで、もしあれば、追加の要素の処理のために次の最高レベル（レベル１）に処理を返す。しかしながら、これに先立って、現在のフレームのためのビット限界を超過していないことを保証するためにステップ１２１１でチェックが行われる。そうでなければ、処理はステップ１２０４に継続する。
【００７５】
ステップ１２０５で、与えられたレベル（レベル０以外）で処理するための要素がこれ以上残されていないとを決定した場合、処理は、完了した現在のレベルが最高レベル（Ｊ）であるかどうか決定するためにステップ１２１６に継続する。そうでなければ、再帰指標ｊはステップ１２１７で増加され、そのために、そのレベルで、もしあれば、追加の要素の処理のために次の最高レベルに処理を返す。現在の合成ビット位置のすべてのデータ要素の再構築が、現在合成されている成分のために実行された場合（つまり、ステップ１２１６の“はい”の分岐）、その処理ははステップ１２１７に継続する。ステップ１２１７で、現在の合成ビット位置でより多くの成分がこれから合成されるために残っているかどうか決定する。好ましい実施の形態では、輝度成分が第1の合成ビット位置で最初に合成され、続いて第1のビット位置で色度成分の各々が合成される。ビット限界に遭遇するか、全成分がすべてのビット位置で処理されるまで、この命令は後のビット位置のために繰り返される。より多くの成分が現在の合成ビット位置で合成のために残っているなら、次に昇順テーブルに対応する格納エリアで次の成分が、ステップ１２１８でアクセスされ、現在の合成ビット位置で新しい成分の再構築のためにステップ１２０４に返る。
【００７６】
しかしながら、現在の合成ビット位置でこれ以上の成分が合成されない場合、これ以上のビット位置が合成されるために残っているかどうかが決定するため、処理はステップ１２１９に継続する。そうでなければ、その後、成分はすべてあらゆるビット位置で合成され、フレームのための処理が終わる。（ビット限界に到達する前に成分がすべてすべてのビット位置で合成された場合、圧縮データから受信する残りのビットは、ビット境界を保存するために提供されるむしろダミーのデータ・ビットであるので無視することができる。）しかしながら、合成するための追加のビット位置がある場合、初期の成分（つまりステップ１２０２で選択されるのと同じ成分）のために昇順テーブルに対応する格納エリアが、ステップ１２２０でアクセスされ、そして、ステップ１２２１で、次のビット位置が合成ビット位置として指標される。好ましい実施の形態では、ステップ１２２１が、次の最も重要なビット位置へ合成ビット位置を減少するステップを含む。その後、処理はステップ１２０４で再開するかもしれない。
【００７７】
記述されたものは、本発明の原理のアプリケーションの単なる例証に過ぎない。本発明の精神および概念から外れることのない技術に熟練している当業者は他の配置および方法を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係る無線のビデオ転送システムのブロック図である。
【図２】本発明に係るビデオデータを圧縮するための機器のブロック図である。
【図３】本発明に係るビデオデータを伸長するための機器のブロック図である。
【図４】本発明に係る複合レベルサブバンド分解を示す図である。
【図５】本発明に係るデータ表現形式を示す図である。
【図６】本発明に係る圧縮されたビデオデータを提供する第１の方法を示すフローチャートである。
【図７】図６の方法に従って解析されている典型的なビデオデータを示す図である。
【図８】本発明に係る伸長されたビデオデータを提供する第１の方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係る昇順のテーブルを構築する方法を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】図９の方法に従って構築された昇順のテーブルを示す図である。
【図１０Ｂ】図９の方法に従って構築された昇順のテーブルを示す図である。
【図１０Ｃ】図９の方法に従って構築された昇順のテーブルを示す図である。
【図１１】本発明に係る圧縮されたビデオデータを提供する第２の方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に係る伸長されたビデオデータを提供する第２の方法を示すフローチャートである。
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年7月19日(2007.7.19)
【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】
ウェーブレット係数を提供するために離散ウェーブレット変換によってビデオデータを処理する、圧縮のためのビデオデータ処理方法で、
（Ａ）  所定のビット数と複数の昇順テーブルの部分を形成するレベル０のテーブルによって表わされる前記各ウェーブレット係数を、前記レベル０のテーブル中のデータ要素として格納するステップと、
（Ｂ）  Ｊ＝１からＫの間、前記複数の昇順テーブルの他のテーブルを構築する、
(i)  複数のデータ要素ブロックを提供するためにレベル（Ｊ−１）テーブルからの前記データ要素をグループ化するステップと、
(ii)  前記データ要素ブロックの前記データ要素が減少されたデータ要素の子であるように、前記複数のデータ要素ブロックの各データ要素ブロックに対して、前記データ要素ブロックを形成している前記データ要素のビット毎の論理的なＯＲをとることによって、前記減少されたデータ要素を形成するステップと、
(iii)  前記複数の昇順テーブルのレベル(Ｊ)テーブルに前記減少されたデータ要素を格納するステップ
とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記複数のデータ要素ブロックの各データ要素ブロックが、２×２ブロックを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ビデオデータが、輝度データ、色度赤データおよび色度青データの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ウェーブレット係数が、符号付き大きさフォーマットで表わされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ウェーブレット係数が、タグビットを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
(Ｃ)  前記レベル０のテーブルで最大の大きさを持っている最大ウェーブレット係数を識別するステップと、
（Ｄ）  ログビット位置を識別するため、２進数の１に設定される前記最大ウェーブレット係数の最も重要なビットを決定するステップと、
（Ｅ）  前記ログビット位置を代表するデータを出力するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
(Ｆ)  各降順木検索が前記ログビット位置と最も重要でないビット位置の間に包括される複数のビット位置の１つのビット位置に特有に対応し、前記複数の昇順テーブルについて、少なくとも1つの前記降順木検索を実施するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記各降順木検索が、
(i)  前記複数の昇順テーブルを横断し、前記ビット位置で前記複数の昇順テーブルの各データ要素の２進値を識別し、圧縮したデータを出力するために、
(a)  ２進数の０が前記レベル０のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、前記ビット位置で前記データ要素の代表として２進数の０を出力するステップと、
(b)  ２進数の１が前記レベル０のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、前記ビット位置で前記データ要素の代表として２進数の１を出力するステップと、
(c)  ２進数の０がＪ＝１からＫの間の前記レベル(Ｊ)のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、前記ビット位置で前記データ要素の全子孫の代表として２進数の０を出力し、その後前記ビット位置で前記データ要素の全子孫を識別するステップをスキップするステップと、
(d)   ２進数の１がＪ＝１からＫの間の前記レベル(Ｊ)のテーブル中のデータ要素に識別されるとき、２進数の１を出力し、ステップ(a)から(d)に従って、前記データ要素の前記子を再帰的に処理するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
ステップ(i)の(b)が、 
(l)  前記データ要素に対応するタグビットが設定されていないとき、前記データ要素に対応するサインビットを出力するステップと、
(2)  前記データ要素に対応する前記タグビットを設定するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記ビット位置が最初は前記ログビット位置であり、個々の連続降順木検索によって降下することを特徴とする請求項７記載の方法。 
【請求項１１】
（Ｇ）  複数のデコードされた昇順テーブルの各データ要素が所定のビット数によって表される、Ｊ＝０からKの間のデコードされたレベル（Ｊ）のテーブルからなる前記複数のデコードされた昇順テーブルを提供するステップと、
（Ｈ）  前記圧縮したデータと前記ログビット位置を代表するデータを受け取るステップと、
（Ｉ）  各降順木デコードが、前記ログビット位置と最も重要でないビット位置の間に包括する複数のビット位置のデコードされたビット位置に特有に対応し、前記圧縮データに基づいた少なくとも1つの前記降順木デコードの実行により、前記複数のデコードされた昇順テーブルを生成するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記各降順木デコードが、
（Ｊ）  前記複数のデコードされた昇順テーブルを横断し、前記複数のデコードされた昇順テーブルの各データ要素の前記デコードされたビット位置で、前記圧縮したデータの２進値を格納するために、
(i)  ２進数の０が、前記圧縮したデータと生成される前記レベル０のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記デコードされたビット位置でデータ要素中に2進数の０を格納するステップと、
(ii)  ２進数の１が、前記圧縮したデータと生成される前記レベル０のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記デコードされたビット位置でデータ要素中に２進数の１を格納するステップと、
(iii)  ２進数の０が、前記圧縮したデータと生成されるＪ＝１からＫの間の前記デコードされたレベル（Ｊ）のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記データ要素のデコードされたレベル０のテーブルの全子孫に、前記デコードされたビット位置で、２進数の０を格納して、その後前記データ要素の前記全子孫に対して、前記デコードされたビット位置で格納するステップをスキップするステップと、
(iv)  ２進数の１が、前記圧縮したデータと生成されるＪ＝１からＫの間の前記デコードされたレベル（Ｊ）のテーブルのデータ要素から識別されるとき、前記データ要素に、前記デコードされたビット位置で、２進数の１を格納して、ステップ(i)から(iv)に従って前記データ要素の前記子を再帰的に処理するステップ
とをさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【外国語明細書】
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