(57)【要約】【課題】符号化時に行われたポスト量子化に起因して再生画像に生じる違和感や不明瞭感を極力抑制すること。【解決手段】ウェーブレット係数補正処理手段９が行う補正処理は、エントロピ復号化手段３から出力されるウェーブレット係数に注目してポスト量子化の有無を判別すると共に、このポスト量子化が有ると判別した場合は切り捨てポイントに基づき切り捨てられたビットデータ部分のビット数を求め、更に、この切り捨てられたビット数で表現できる乱数を生成し、この生成した乱数をウェーブレット係数に加算して新たなウェーブレット係数とする処理である。【選択図】  図１
2004260539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーブレット変換を用いた非可逆圧縮符号化により画像データを符号化して得られた符号データをエントロピ復号化してウェーブレット係数を出力するエントロピ復号化手段と、
前記エントロピ復号化手段からのウェーブレット係数に対して補正処理を行うウェーブレット係数補正処理手段と、
前記ウェーブレット係数補正処理手段から出力されるウェーブレット係数に対して逆ウェーブレット変換を施し画像データを得る逆ウェーブレット変換手段と、
を備えた画像復号化装置であって、
前記非可逆圧縮符号化された前記符号データは、符号化時のウェーブレット変換により、任意に設定される分解レベルに応じて、周波数成分の種類毎に分割された複数のサブバンドを有しており、更に、各サブバンドのウェーブレット係数は任意に設定されるビットプレーンよりも下位側のビットデータ部分の切り捨てを行う処理であるポスト量子化が行われたものであり、
前記ウェーブレット係数補正処理手段が行う補正処理は、前記エントロピ復号化手段から出力されるウェーブレット係数において前記ポスト量子化に基づき切り捨てられたビットデータ部分のビット数を求め、更に、この切り捨てられたビット数で表現できる乱数を生成し、この生成した乱数を前記ウェーブレット係数に加算して新たなウェーブレット係数とする処理である、
ことを特徴とする画像復号化装置。
【請求項２】
前記ウェーブレット係数補正処理手段は、
前記エントロピ復号化手段からの値がゼロのウェーブレット係数に対して前記補正処理を行う場合に、
値がゼロのウェーブレット係数の属するサブバンドが最大レベル数を下回るレベル数の分解レベルに存在するか否かにつき判別し、
存在すると判別した場合には、レベル数が１段階大きな分解レベルのサブバンドに属し且つ前記値がゼロのウェーブレット係数と同じ位置に在るウェーブレット係数を参照し、
この参照したウェーブレット係数に所定値を乗じた値と、前記ポスト量子化により切り捨てられたビット数に応じて生成した乱数の最大値とから、前記値がゼロのウェーブレット係数に加算が可能な乱数の最大値を求め、
前記加算が可能な乱数の最大値を超えないように、前記生成した乱数を加算して新たなウェーブレット係数とする、
ことを特徴とする請求項１記載の画像復号化装置。
【請求項３】
コンピュータを、
ウェーブレット変換を用いた非可逆圧縮符号化により画像データを符号化して得られた符号データをエントロピ復号化してウェーブレット係数を出力するエントロピ復号化手段と、
前記エントロピ復号化手段からのウェーブレット係数に対して補正処理を行うウェーブレット係数補正処理手段と、
前記ウェーブレット係数補正処理手段から出力されるウェーブレット係数に対して逆ウェーブレット変換を施し画像データを得る逆ウェーブレット変換手段、
として機能させるための画像復号化プログラムであって、
前記非可逆圧縮符号化された前記符号データは、符号化時のウェーブレット変換により、任意に設定される分解レベルに応じて、周波数成分の種類毎に分割された複数のサブバンドを有しており、更に、各サブバンドのウェーブレット係数は任意に設定されるビットプレーンよりも下位側のビットデータ部分の切り捨てを行う処理であるポスト量子化が行われたものであり、
前記ウェーブレット係数補正処理手段は、前記エントロピ復号化手段から出力されるウェーブレット係数において前記ポスト量子化に基づき切り捨てられたビットデータ部分のビット数を求め、更に、この切り捨てられたビット数で表現できる乱数を生成し、この生成した乱数を前記ウェーブレット係数に加算して新たなウェーブレット係数とする処理を行う手段である、
ことを特徴とする画像復号化プログラム。
【請求項４】
請求項３記載の画像復号化プログラムにおいて、
前記ウェーブレット係数補正処理手段は、
前記エントロピ復号化手段からの値がゼロのウェーブレット係数に対して前記補正処理を行う場合に、
値がゼロのウェーブレット係数の属するサブバンドが最大レベル数を下回るレベル数の分解レベルに存在するか否かにつき判別し、
存在すると判別した場合には、レベル数が１段階大きな分解レベルのサブバンドに属し且つ前記値がゼロのウェーブレット係数と同じ位置に在るウェーブレット係数を参照し、
この参照したウェーブレット係数に所定値を乗じた値と、前記ポスト量子化により切り捨てられたビット数に応じて生成した乱数の最大値とから、前記値がゼロのウェーブレット係数に加算が可能な乱数の最大値を求め、
前記加算が可能な乱数の最大値を超えないように、前記生成した乱数を加算して新たなウェーブレット係数とする手段である、
ことを特徴とする画像復号化プログラム
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号化規格ＪＰＥＧ２０００を用いて圧縮符号化された画像データについて復号化を行う画像復号化装置及び画像復号化プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像圧縮方式としては、最も一般的なＪＰＥＧをはじめとして従来から種々の方式が用いられてきているが、最近、国際標準化され注目されている画像圧縮方式としてＪＰＥＧ２０００がある。このＪＰＥＧ２０００は、従来のＪＰＥＧが離散コサイン変換（ＤＣＴ）を用いた方式であるのに対し、ウェーブレット変換（ＤＷＴ）を用いた方式であるため、より高画質及び高階調の画像が得られ、また、同程度の画質に比べ圧縮率を高くすることができるなど多くのメリットを有している。このようなＪＰＥＧ２０００の規格を用いた従来の画像復号化装置は、例えば、特許文献１あるいは特許文献２に開示されている。
【０００３】
図６は、ＪＰＥＧ２０００を用いた従来の画像復号化装置の構成を示すブロック図である。この装置は、符号データ入力手段１、ヘッダ解析手段２、エントロピ復号化手段３、スカラ逆量子化手段４、逆ウェーブレット変換手段５、カラー変換手段６、ＤＣレベルシフト手段７、及び画像データ出力手段８を備えている。なお、これらのうち、スカラ逆量子化手段４、カラー変換手段６、及びＤＣレベルシフト手段７はＪＰＥＧ２０００においてはオプションとして備えられたものである。ＪＰＥＧ２０００では、その他にもオプションとして備えられたものがあるが、本発明の技術とは直接的な関連性がないか、あっても重要度が低いため説明を省略している。また、ＪＰＥＧ２０００では、画像を複数のタイル領域に分割し、各タイル領域間の相関関係をなくすことによって高速の並列処理を可能にしているが、本明細書での復号化処理は、１つのタイル領域における処理であることを前提としている。したがって、図６においては、タイリング手段等の構成要素については図示を省略している。
【０００４】
次に、図６の動作につき説明する。まず、ＪＰＥＧ２０００の規格にしたがって圧縮符号化された画像データは、ファイルシステムやネットワーク手段を用いて符号データ入力手段１によって入力される。この画像データには、メインヘッダ、及びタイルヘッダが付されており、ヘッダ解析手段２はこれらのヘッダを読み込み、解析する。ここで、メインヘッダには、画像の大きさ、タイルの大きさ、画像位置のオフセット、タイル位置のオフセット、１画素あたりのサンプルビット数、ＲＧＢなどのコンポーネント数等についての情報が格納されている。また、タイルヘッダには、タイル番号、タイルの大きさ等が格納され、符号化スタイルや量子化スタイルなどを指定することができる。
【０００５】
エントロピ復号化手段３は、ヘッダ解析手段２の解析結果を用いて、圧縮符号化された画像データのエントロピ復号化を行い、出力されるビット列からスカラ量子化した係数列を作成する。
【０００６】
スカラ逆量子化手段４は、ヘッダ解析手段２で解析されたメインヘッダ及びタイルヘッダにより指定された量子化スタイルに基づき、エントロピ復号化手段３で作成された係数列をＪＰＥＧ２０００の規格にある所定の計算式で逆量子化し、ウェーブレット係数を生成する。なお、符号化時にはウェーブレット変換により生成されたウェーブレット係数は必ずしも量子化されるとは限らず、その場合にはスカラ逆量子化手段４による逆量子化は行われないことになる。
【０００７】
逆ウェーブレット変換手段５は、スカラ逆量子化手段４で得られたウェーブレット係数をメインヘッダ又はタイルヘッダで指定された符号化スタイルの分解数に基づき逆ウェーブレット変換を行い、ＹＵＶカラー空間の画像データを作成する。
【０００８】
カラー変換手段６は、逆ウェーブレット変換手段５で得られた画像データをヘッダ解析手段２の解析結果にしたがってＹＵＶ成分からＲＧＢ成分へカラー変換する。但し、モノクロ画像の符号データや、符号化時にカラー変換を行わなかった場合、カラー変換手段６は動作しない。
【０００９】
ＤＣレベルシフト手段７は、カラー変換手段６で得られたＲＧＢ成分の各値のＤＣレベルをシフトする。ＤＣレベルシフトとは、符号化時にダイナミックレンジが値０を中心とするようにシフトすることであり、復号化時にはそれを元に戻すことである。例えば、或る入力画像データが８ビットで表されているとすると、このデータは０〜２５５のうちのいずれかの値となるが、ＤＣレベルシフトすることにより、このデータの値を０を中心として−１２８〜１２７の値にすることができる。このように、ＤＣレベルシフトを行う理由は、周波数変換後の係数は正負の符号と絶対値とに分けられて符号化されるため、ゼロ値を基準としてデータ配置されている方が符号化効率が高くなるからである。画像データ出力手段８は、ＤＣレベルシフト手段７で得られた画像を出力する手段である。
【００１０】
ところで、符号データ入力手段１が入力する圧縮符号化画像データは、符号化時のウェーブレット変換により、任意の分解レベル（ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｌｅｖｅｌ）を有し、周波数成分の種類毎に分割された複数のサブバンドを有している。図７は、各分解レベルと各サブバンドとの関係を示す説明図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ分解レベルが１，２，３の場合を示している。
【００１１】
すなわち、ある１つのタイルの画像データに対してウェーブレット変換を行うと、この画像データは、図７（ａ）に示すように、１ＬＬ，１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨの４つのサブバンドに分割される。画像データが、これら４つのサブバンド１ＬＬ，１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨにより分割されている状態を、ＪＰＥＧ２０００では分解レベルが１の状態と呼んでいる。ここで、１ＬＬは水平方向及び垂直方向が共に低周波成分であることを示し、１ＨＬは水平方向が高周波成分で垂直方向が低周波成分であることを示し、１ＬＨは水平方向が低周波成分で垂直方向が高周波成分であることを示し、１ＨＨは水平方向及び垂直方向が共に高周波成分であることを示している。そして、各サブバンドは所定の大きさのコードブロックによって形成されている。このコードブロックの大きさはヘッダ解析手段２で解析されたヘッダ情報に格納されている。
【００１２】
次いで、４つのサブバンド１ＬＬ，１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨのうち１ＬＬに対してのみウェーブレット変換を行うと、図７（ｂ）に示すように、このサブバンド１ＬＬは４つのサブバンド２ＬＬ，２ＨＬ，２ＬＨ，２ＨＨに分割されるが、この状態は分解レベルが２の状態と呼ばれる。更に、４つのサブバンド２ＬＬ，２ＨＬ，２ＬＨ，２ＨＨのうち２ＬＬに対してのみウェーブレット変換を行うと、図７（ｃ）に示すように、このサブバンド２ＬＬは４つのサブバンド３ＬＬ，３ＨＬ，３ＬＨ，３ＨＨに分割されるが、この状態は分解レベルが３の状態と呼ばれる。このようにＬＬ成分のサブバンドに対してのみウェーブレット変換を再帰的に繰り返す手法はオクターブ分解と呼ばれる。
【００１３】
また、ＪＰＥＧ２０００ではウェーブレット変換され、係数ビットモデリングされた後の画像データに対して「ポスト量子化」（「トランケーション」と呼ばれることもある）と呼ばれるデータ切り捨て処理が行われる（常に行われるわけではない）。図８は、このポスト量子化についての説明図である。この図に示されているのは、ある１つのコードブロックに含まれている一部のビットプレーン化されたウェーブレット係数である。そして、ＪＰＥＧ２０００の規格に基づくパケットヘッダ情報と呼ばれるヘッダ情報には、このウェーブレット係数のビット数、ゼロビットプレーン数、処理パス数等のデータが格納されている。
【００１４】
図８に図示された例は、ビットプレーン化された「１６，６４，８８，３２，０，０，０，１１２」の各ウェーブレット係数を示しており、ビット数が９、０ビットプレーン数が２、処理パス数が３の場合を示している。この３つのパスは、Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  Ｐａｓｓ，Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ  Ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ  Ｐａｓｓ，Ｃｌｅａｎｕｐ  Ｐａｓｓと呼ばれる３つのパスであり、各パスの境界が切り捨てポイントとなる。そして、切り捨てポイントより下位の全てのビットデータの値は「０」となっており、実質的に切り捨てられたのと同じ扱いの処理となっている。ＪＰＥＧ２０００では、このような切り捨て処理により極力効率的な圧縮符号化を行うことが企図されている。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００２−１０２１６号公報
【特許文献２】
特開２００２−２０４３５７号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ＪＰＥＧ２０００では、上述したポスト量子化により符号化量が削減され効率的な画像圧縮が行われるようになっている。しかし、このポスト量子化が行われると、切り捨てポイントより下位のビットデータは全て一律に「０」値となってしまうため、これをそのまま復号化して再生すると再生画像には違和感や不明瞭感のある部分が含まれることがある。
【００１７】
すなわち、入力画像データを忠実に符号化すると、ポスト量子化により切り捨てられ「０」値となっているビットデータの中にも有意の値（つまり「１」値）となるべきであったものが含まれていた可能性が大きい。この切り捨てられたビットデータの値が小さなものである場合には再生画像の違和感や不明瞭感はさほど大きなものとはならないが、もし大きなビットデータが切り捨てられていた場合には、この再生画像の違和感や不明瞭感は決して小さなものとは言えなくなる。
【００１８】
特に、「１６，６４，８８，３２，０，０，０，１１２」の各ウェーブレット係数のうち「０」値ではない「１６，６４，８８，３２，１１２」が本来は他の異なる値であったとしても、その違和感や不明瞭感はそれほど大きなものとはならないのが通常であるが、「０，０，０」が本来は他の異なる値であった場合には、その違和感や不明瞭感はかなり大きなものとなることがある。つまり、例えば本来は「９８」というウェーブレット係数の値がポスト量子化により「８８」というデータに低下してしまったとしても、データ自体としては依然として存在していることに変わりはないため、その違和感や不明瞭感はそれほど大きなものとはならない。しかし、ポスト量子化前には例えば「１０」であったウェーブレット係数の値がポスト量子化によって「０」に変わってしまったとすれば、値は小さくても何らかの形で存在していた原画像データが全く存在しなくなってしまったことを意味しており、値の低下量は同じでもその違和感や不明瞭感は「９８」が「８８」に低下した場合に比べてかなり大きなものとなる。
【００１９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、符号化時に行われたポスト量子化に起因して再生画像に生じる違和感や不明瞭感を極力抑制することが可能な画像復号化装置及び画像復号化プログラムを提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、ウェーブレット変換を用いた非可逆圧縮符号化により画像データを符号化して得られた符号データをエントロピ復号化してウェーブレット係数を出力するエントロピ復号化手段と、前記エントロピ復号化手段からのウェーブレット係数に対して補正処理を行うウェーブレット係数補正処理手段と、前記ウェーブレット係数補正処理手段から出力されるウェーブレット係数に対して逆ウェーブレット変換を施し画像データを得る逆ウェーブレット変換手段と、を備えた画像復号化装置であって、前記非可逆圧縮符号化された前記符号データは、符号化時のウェーブレット変換により、任意に設定される分解レベルに応じて、周波数成分の種類毎に分割された複数のサブバンドを有しており、更に、各サブバンドのウェーブレット係数は任意に設定されるビットプレーンよりも下位側のビットデータ部分の切り捨てを行う処理であるポスト量子化が行われたものであり、前記ウェーブレット係数補正処理手段が行う補正処理は、前記エントロピ復号化手段から出力されるウェーブレット係数において前記ポスト量子化に基づき切り捨てられたビットデータ部分のビット数を求め、更に、この切り捨てられたビット数で表現できる乱数を生成し、この生成した乱数を前記ウェーブレット係数に加算して新たなウェーブレット係数とする処理である、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ウェーブレット係数補正処理手段は、前記エントロピ復号化手段からの値がゼロのウェーブレット係数に対して前記補正処理を行う場合に、値がゼロのウェーブレット係数の属するサブバンドが最大レベル数を下回るレベル数の分解レベルに存在するか否かにつき判別し、存在すると判別した場合には、レベル数が１段階大きな分解レベルのサブバンドに属し且つ前記値がゼロのウェーブレット係数と同じ位置に在るウェーブレット係数を参照し、この参照したウェーブレット係数に所定値を乗じた値と、前記ポスト量子化により切り捨てられたビット数に応じて生成した乱数の最大値とから、前記値がゼロのウェーブレット係数に加算が可能な乱数の最大値を求め、前記加算が可能な乱数の最大値を超えないように、前記生成した乱数を加算して新たなウェーブレット係数とする、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項３記載の発明は、コンピュータを、ウェーブレット変換を用いた非可逆圧縮符号化により画像データを符号化して得られた符号データをエントロピ復号化してウェーブレット係数を出力するエントロピ復号化手段と、前記エントロピ復号化手段からのウェーブレット係数に対して補正処理を行うウェーブレット係数補正処理手段と、前記ウェーブレット係数補正処理手段から出力されるウェーブレット係数に対して逆ウェーブレット変換を施し画像データを得る逆ウェーブレット変換手段、として機能させるための画像復号化プログラムであって、前記非可逆圧縮符号化された前記符号データは、符号化時のウェーブレット変換により、任意に設定される分解レベルに応じて、周波数成分の種類毎に分割された複数のサブバンドを有しており、更に、各サブバンドのウェーブレット係数は任意に設定されるビットプレーンよりも下位側のビットデータ部分の切り捨てを行う処理であるポスト量子化が行われたものであり、前記ウェーブレット係数補正処理手段は、前記エントロピ復号化手段から出力されるウェーブレット係数において前記ポスト量子化に基づき切り捨てられたビットデータ部分のビット数を求め、更に、この切り捨てられたビット数で表現できる乱数を生成し、この生成した乱数を前記ウェーブレット係数に加算して新たなウェーブレット係数とする処理を行う手段である、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記ウェーブレット係数補正処理手段は、前記エントロピ復号化手段からの値がゼロのウェーブレット係数に対して前記補正処理を行う場合に、値がゼロのウェーブレット係数の属するサブバンドが最大レベル数を下回るレベル数の分解レベルに存在するか否かにつき判別し、存在すると判別した場合には、レベル数が１段階大きな分解レベルのサブバンドに属し且つ前記値がゼロのウェーブレット係数と同じ位置に在るウェーブレット係数を参照し、この参照したウェーブレット係数に所定値を乗じた値と、前記ポスト量子化により切り捨てられたビット数に応じて生成した乱数の最大値とから、前記値がゼロのウェーブレット係数に加算が可能な乱数の最大値を求め、前記加算が可能な乱数の最大値を超えないように、前記生成した乱数を加算して新たなウェーブレット係数とする手段である、ことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る画像復号化装置の構成を示すブロック図である。図１が図６と異なる点は、エントロピ復号化手段３とスカラ逆量子化手段４との間にウェーブレット係数補正処理手段９が設けられている点である。
【００２５】
このウェーブレット係数補正処理手段９は、エントロピ復号化手段３によりエントロピ復号化され係数ビットモデリングされたビットプレーンデータの値を補正処理し、この補正した値をスカラ逆量子化手段４へ（スカラ逆量子化されない場合は逆ウェーブレット変換手段５へ）出力するものである。一般的に、画像復号化装置において行われる処理は符号化されたデータの範囲内で復号化するだけであるため、符号化画像データ以上に良好な画質を有する復号化画像データを得られないのが通常である。しかし、本発明では、符号化時にはポスト量子化により切り捨てられていた可能性の大きい有意のデータを付加する補正処理を行うことにより、符号化画像データ以上に良好な画質を有する復号化画像データを得ることを可能にしている。
【００２６】
次に、上記のウェーブレット係数補正処理手段９が行う補正係数処理の内容を図２のフローチャートに基づき説明する。なお、理解を容易にするため、ウェーブレット係数補正処理手段９がエントロピ復号化手段３から入力するビットプレーンデータは図８で示したのと同様のデータであるものとする。また、ウェーブレット係数補正処理手段９の処理対象となる符号データは非可逆符号データであるが、本発明に係る画像復号化装置は可逆符号データ及び非可逆符号データのいずれをも扱うことができる（ウェーブレット係数補正処理手段９は可逆符号データに対しては補正係数処理を行わない。）。
【００２７】
ウェーブレット係数補正処理手段９は、まず、分解レベルの大きなサブバンドの順に、ＬＬ以外の各サブバンドに属する各コードブロック毎にウェーブレット係数を注目していく（ステップ１）。例えば、図７（ｃ）に示すように、分解レベルが「３」であるとすると、ウェーブレット係数補正処理手段９は、３ＬＬのサブバンドを除外し、３ＨＬ，３ＬＨ，３ＨＨ，２ＨＬ，２ＬＨ，２ＨＨ，１ＨＬ，１ＬＨ，１ＨＨのサブバンドの順で、コードブロック毎にウェーブレット係数を注目していく。そして、いまウェーブレット係数補正処理手段９が注目しているのが上述した図８に示したウェーブレット係数のデータであるとし、このウェーブレット係数はサブバンド１ＨＬに属するコードブロックの一部であるとする。
【００２８】
次いで、ウェーブレット係数補正処理手段９は、このウェーブレット係数が符号化時にポスト量子化が行われたものであるか否かについて判別し（ステップ２）、ポスト量子化が行われていればその切り捨てポイントを求めるようにする。ここで、ポスト量子化が行われているか否かについては、エントロピ復号化手段３が対象となるウェーブレット係数について全て復号化できたか否かにより判別することができ、切り捨てポイントについては、最後に復号化できたビットプレーンにおいて、復号化できた係数とできなかった係数との境界を求めることにより行うことができる。
【００２９】
次いで、ウェーブレット係数補正処理手段９は、補正しようとするウェーブレット係数がゼロであるか否かを判別し（ステップ３）、ゼロでなければ、切り捨てられたビットの数に基づき乱数を生成し、この乱数を現在のウェーブレット係数に加算して、これを新たなウェーブレット係数とする（ステップ４）。
【００３０】
すなわち、図８に示されたウェーブレット係数は、左から順に「１６，６４，８８，３２，０，０，０，１１２」であるが、そのうちゼロではないウェーブレット係数は「１６，６４，８８，３２，１１２」である。ウェーブレット係数補正処理手段９は、乱数発生器を用いてこれらの係数に対して加算すべき乱数「５，１０，４，３，１」を発生させる。但し、これらの係数についてポスト量子化により切り捨てられているデータのビット数は、それぞれ４ビット、４ビット、３ビット、３ビット、４ビットであり、これらのビット数で表すことのできる乱数の最大値は「１５，１５，７，７，１５」である。図３（ａ）は、切り捨てポイントの下側データ部分に、このようにして発生させた乱数を記入した状態を示したものである。また、図３（ｂ）は、図８におけるポスト量子化の下側データ部分を図３（ａ）に示したデータで置き換えた状態を示している。
【００３１】
一方、ステップ３で、補正しようとするウェーブレット係数がゼロであると判別した場合、ウェーブレット係数補正処理手段９は、注目しているコードブロックが属するサブバンドの分解レベルが最大であるか否かを判別する（ステップ５）。現在注目しているサブバンドは上述したように１ＨＬであり、これは分解レベルが１であって最大のものではないから、この判別結果は「ＮＯ」となる。
【００３２】
次いで、ウェーブレット係数補正処理手段９は、サブバンド１ＨＬよりも分解レベルが１段階上のサブバンド２ＨＬに属するウェーブレット係数を参照して乱数を生成し、これを現在のウェーブレット係数（ゼロである）に加算する（ステップ６）。
【００３３】
ここで、サブバンド１ＨＬとサブバンド２ＨＬとは、それぞれ画面の大きさが異なるため、このままの状態ではサブバンド１ＨＬ上の現在の注目位置が２ＨＬ上のどの位置に対応するのか知ることができない。そこで、この場合は、図４に示すように、サブバンド２ＨＬの画面を１ＨＬと同じ大きさになるまで拡大し、その上で両者を比較する。そして、サブバンド１ＨＬ上の現在の注目位置に対応するサブバンド２ＨＬ上の位置のウェーブレット係数を参照し、注目位置について生成した乱数の値がこの参照したウェーブレット係数の値からかけ離れた値とならないように制限を加えるようにする。
【００３４】
図５（ａ）は、切り捨てポイントの下側データ部分に、このようにして発生させた乱数を記入した状態を示したものである。また、図５（ｂ）は、図８における切り捨てポイントの下側データ部分を図５（ａ）に示したデータで置き換えた状態を示している。つまり、サブバンド１ＨＬ上で現在注目しているウェーブレット係数がゼロとなっている位置（３個所）に対応する２ＨＬ上の位置のウェーブレット係数が「５，５，３０」であるとすると、ウェーブレット係数補正処理手段９はこれらの係数に所定値αを乗じた値「５α，５α，３０α」を得る。ここで、α＝１とすると、やはり「５，５，３０」となる。
【００３５】
また、現在注目されており値がゼロとなっている３つのウェーブレット係数において、ポスト量子化で切り捨てられているビット数はそれぞれ３ビット、４ビット、４ビットであり、これらのビット数で決まる乱数最大値は「７，１５，１５」である。したがって、現在ゼロとなっているウェーブレット係数に加算できる乱数の値は、「５，５，３０」及び「７，１５，１５」のそれぞれ小さな方の値を選択した「５，５，１５」となる。そして、乱数発生器により発生させた乱数「２，３，１」は、いずれもこの加算可能な乱数最大値「５，５，１５」以下であるので問題はない。したがって、符号化時のポスト量子化により値が「０，０，０」となっていた３つのウェーブレット係数は、ウェーブレット係数補正処理手段９の補正処理によって、「２，３，１」となる。
【００３６】
ウェーブレット係数補正処理手段９は、上記のように、値がゼロではないウェーブレット係数と、値がゼロであったウェーブレット係数との双方に対して、ポスト量子化によって切り捨てられた可能性の高いデータを加算する補正処理を、現在注目しているコードブロックに対して終了すると、全てのコードブロックについて終了したか否かを判別し（ステップ７）、終了していなければステップ１に戻って同様の処理を繰り返す。なお、ウェーブレット係数補正処理手段９は、ステップ２において、注目しているコードブロックについて符号化時にポスト量子化が行われていないと判別した場合は、補正処理を行うことなく直ちにステップ７の判別を行う。また、ステップ５において、注目しているコードブロックの属するサブバンドが最大の分解レベルである場合（つまり３ＨＬのサブバンドである場合）も、同様に、補正処理を行うことなく直ちにステップ７の判別を行う。
【００３７】
上述したウェーブレット係数補正処理手段９の補正処理により、従来、符号化時に行われたポスト量子化に起因して再生画像に生じていた違和感や不明瞭感を抑制することができ、画質を向上させることが可能になっている。すなわち、ステップ４では、値がゼロではないウェーブレット係数に対して乱数を付加する補正を行っている。ポスト量子化は、もともとそれほど激しい画像劣化を伴うことのないＬＳＢ側に近いビットデータの切り捨てであるが、切り捨てられたデータに対応する原画像データの部分には多くの場合、何らかの有意のデータが存在していたはずである。この有意のデータを従来装置では、全く無視して存在しないかのような取り扱いをしていたが、本発明では乱数を発生させて何らかの有意データを付加するようにしている。したがって、本発明によれば、切り捨てられたデータが原画像ではどのようなものであったかまでは知ることができないが、少なくとも従来の復号化よりも画質の向上した再生画像を得ることが可能になる。
【００３８】
また、ステップ６では、値がゼロであったウェーブレット係数に対して乱数を付加する補正を行っている。この場合の補正は、符号化時には全く存在していなかったデータを付加する補正であり、画質に与える影響が大きくなる補正である。そのため、上記の実施形態では、分解レベルが最大でない限りは１段階上のサブバンドの同じ位置でのウェーブレット係数を参照するようにし、この参照したウェーブレット係数からあまりかけ離れた値とならないようにしている。
【００３９】
上記のような補正処理は、符号化時には存在していなかったデータを付加した上で復号化を行おうとするものであり、一般的な復号化処理の枠を超えるものであるということもできる。それ故、従来の復号化装置では、元の符号化画像データよりも画質が劣化することがあっても、それよりも画質の優れた再生画像を得ることができないのが通常であったが、本発明によれば、入力する元の符号化画像データよりも画質の優れた再生画像を得ることができるようになる。
【００４０】
なお、本発明は、上記した画像復号化装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを含むものである。これらのプログラムは、記録媒体から読み取られてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、符号化時に行われたポスト量子化に起因して再生画像に生じる違和感や不明瞭感を極力抑制することが可能な画像復号化装置及び画像復号化プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像復号化装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１におけるウェーブレット係数補正処理手段９が行う補正処理の内容を説明するためのフローチャート。
【図３】図１におけるウェーブレット係数補正処理手段９が補正しようとするウェーブレット係数がゼロでない場合の補正処理の内容についての説明図であり、（ａ）は、切り捨てポイントの下側データ部分に、発生させた乱数を記入した状態を示したものであり、（ｂ）は、図８における切り捨てポイントの下側データ部分を（ａ）に示したデータで置き換えた状態を示したものである。
【図４】図１におけるウェーブレット係数補正処理手段９が補正しようとするウェーブレット係数がゼロである場合の補正処理についての説明図。
【図５】図１におけるウェーブレット係数補正処理手段９が補正しようとするウェーブレット係数がゼロである場合の補正処理の内容についての説明図であり、（ａ）は、切り捨てポイントの下側データ部分に、発生させた乱数を記入した状態を示したものであり、（ｂ）は、図８における切り捨てポイントの下側データ部分を（ａ）に示したデータで置き換えた状態を示したものである。
【図６】従来の画像復号化装置の構成を示すブロック図。
【図７】各分解レベルと各サブバンドとの関係を示す説明図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ分解レベルが１，２，３の場合を示している。
【図８】符号化時に行われるポスト量子化を説明するための説明図。
【符号の説明】
１  符号データ入力手段
２  ヘッダ解析手段
３  エントロピ復号化手段
４  スカラ逆量子化手段
５  逆ウェーブレット変換手段
６  カラー変換手段
７  ＤＣレベルシフト手段
８  画像データ出力手段
９  ウェーブレット係数補正処理手段
ＭＳＢ  最上位ビット
ＬＳＢ  最下位ビット
【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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