(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック変換ベースの復号化器で使用される方法において、
該復号化器は、ブロック変換ベースの符号化器により生成された信号を受信し、
該信号は、可視データの少なくとも１つのブロックに関連する１つ又は複数の量子化された係数を表し、
該復号化器は、信号を復号化して復号化された可視データブロックを生成し、
該方法は、
変換されたデータブロックを生成するために、復号化された可視データブロックを変換するステップと、
該変換されたデータブロックに、制約付き量子化と逆量子化操作を適用するステップとを有し、
該制約付き量子化操作は、連鎖符号化損失の存在に基づいて条件付けられ、該ブロック変換ベースの符号化器から復号化器によって受信されると共に基準信号として該制約付き量子化及び逆量子化操作に利用可能な信号と変換されたデータブロックとの比較を含み、
該制約付き量子化と逆量子化プロセスにより、部分的に復号化された出力信号を生成することを特徴とするブロック変換ベースの復号化器で使用される方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、該制約付き量子化と逆量子化操作から得られた部分的に復号化された出力信号ｚｋ（ｎ）は、
Ｑ（ｙｋ（ｎ））＝ｘ（ｎ）の時、ｚｋ（ｎ）＝ｙｋ（ｎ）、
Ｑ（ｙｋ（ｎ））≠ｘ（ｎ）の時、ｚｋ（ｎ）＝ｘ（ｎ）ｑ、
ここで、ｙｋ（ｎ）は変換されたデータブロックを表し、
Ｑ（ｙｋ（ｎ））は、ｙｋ（ｎ）の量子化値を表し、
ｘ（ｎ）は、復号化器が受信した信号を表し、
ｑは、現ブロックで使用される量子化ステップサイズを表すことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、該制約付き量子化と逆量子化操作から得られた部分的に復号化された出力信号ｚｋ（ｎ）は、連鎖符号化損失が存在しない場合には、
ｚｋ（ｎ）＝ｙｋ（ｎ）、
ここで、ｙｋ（ｎ）は、変換されたデータブロックを表すことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、該制約付き量子化と逆量子化操作から得られた部分的に復号化された出力信号ｚｋ（ｎ）は、連鎖符号化損失が存在する場合、
Ｑ（ｙｋ（ｎ））＝ｘ（ｎ）の時、ｚｋ（ｎ）＝ｙｋ（ｎ）、
ここで、ｙｋ（ｎ）は変換されたデータブロックを表し、
Ｑ（ｙｋ（ｎ））は、ｙｋ（ｎ）の量子化値を表し、
ｘ（ｎ）は、復号化器が受信した信号を表すことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、該制約付き量子化と逆量子化操作から得られた部分的に復号化された出力信号ｚｋ（ｎ）は、連鎖符号化損失が存在する場合、
Ｑ（ｙｋ（ｎ））≠ｘ（ｎ）の時、ｚｋ（ｎ）＝ｘ（ｎ）ｑ
ここで、ｙｋ（ｎ）は、変換されたデータブロックを表し、
Ｑ（ｙｋ（ｎ））は、ｙｋ（ｎ）の量子化値を表し、
ｘ（ｎ）は、復号化器が受信した信号を表し、
ｑは、現ブロックで使用される量子化ステップサイズを表すことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、（Ｃ）  復号化出力信号を生成するために部分的に復号化された出力信号を逆変換するステップをさらに有することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、（Ｄ）  復号化された出力信号を所定数のビットにクリッピングするステップをさらに有することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法において、変換するステップ、適用するステップ、逆変換するステップ、クリッピングするステップをＮ回繰り返すことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、該ブロック変換は、可逆ブロック変換であることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、該可逆ブロック変換は、アダマール変換であることを特徴とする方法。
【請求項１１】
ブロック変換ベースの復号化器で使用される装置（４００）において、
該復号化器（４００）は、ブロック変換ベースの符号化器により生成された信号（ｘ（ｎ））を受信し、
該信号（ｘ（ｎ））は、可視データの少なくとも１つのブロックに関連する１つ又は複数の量子化された係数を表し、
該復号化器は、信号を復号化して復号化された可視データブロックを生成し、
該装置は、
変換されたデータブロックを生成するために、復号化された可視データブロックを変換（４０８）し、
該変換されたデータブロックに、制約付き量子化と逆量子化操作（４０８）を適用する少なくとも１つのプロセッサを有し、
該制約付き量子化操作は、連鎖符号化損失の存在に基づいて条件付けられ、該ブロック変換ベースの符号化器から復号化器によって受信されると共に基準信号として該制約付き量子化及び逆量子化操作に利用可能な信号と変換されたデータブロックとの比較を含み、
該制約付き量子化と逆量子化プロセスにより、部分的に復号化された出力信号を生成することを特徴とするブロック変換ベースの復号化器で使用される装置。
【請求項１２】
ブロック変換ベースの復号化器で使用される装置において、
該復号化器は、ブロック変換ベースの符号化器により生成された信号を受信し、
該信号は、可視データの少なくとも１つのブロックに関連する１つ又は複数の量子化された係数を表し、
該復号化器は、信号を復号化して復号化された可視データブロックを生成し、
該装置は、
変換されたデータブロックを生成するために、復号化された可視データブロックを変換するデータブロック変換器と、
該変換されたデータブロックに、制約付き量子化と逆量子化操作を適用する該データブロック変換器に接続された量子化器とを含み、
該制約付き量子化操作は、連鎖符号化損失の存在に基づいて条件付けられ、該ブロック変換ベースの符号化器から復号化器によって受信されると共に基準信号として該制約付き量子化及び逆量子化操作に利用可能な信号と変換されたデータブロックとの比較を含み、
該制約付き量子化と逆量子化プロセスにより部分的に復号化された出力信号を生成することを特徴とするブロック変換ベースの復号化器で使用される装置。
【請求項１３】
ブロック変換ベースの復号化器であって、
該復号化器は、ブロック変換ベースの符号化器により生成された信号を受信し、
該信号は、可視データの少なくとも１つのブロックに関連する１つ又は複数の量子化された係数を表し、
該復号化器は、信号を復号化して復号化された可視データブロックを生成し、
Ｎ本の符号化／復号化パスを有し、
該各符号化／復号化パスは、
変換されたデータブロックを生成するために、復号化されたデータブロックを変換するデータブロック変換器と、
該データブロック変換器に接続され、該変換されたデータブロックに、制約付き量子化と逆量子化操作を適用する量子化器と、
該量子化器に接続され、復号化出力信号を生成するために部分的に復号化された出力信号を逆変換するデータブロック逆変換器と、
該データブロック逆変換器に接続され、復号化された出力信号を所定数のビットにクリッピングするクリッピングモジュールとを有し、
該制約付き量子化操作は、連鎖符号化損失の存在に基づいて条件付けられ、該ブロック変換ベースの符号化器から復号化器によって受信されると共に基準信号として該制約付き量子化及び逆量子化操作に利用可能な信号と変換されたデータブロックとの比較を含み、
該制約付き量子化と逆量子化プロセスにより部分的に復号化された出力信号を生成することを特徴とするブロック変換ベースの復号化器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオ／画像圧縮に関し、特にビデオ／画像圧縮システムにおける無損失の連鎖ブロック変換符号化を行う方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無損失の画像／ビデオ圧縮技術は、近年ビデオ処理回路において、大きな関心を集めている。このような公知技術の例は、画像とビデオ圧縮に関連する以下の文献に開示されている。Draft of MPEG-2: Test Model 5, ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, Apr. 1993; Draft of ITU-T Recommendation H.263, ITU-T SG XV, Dec. 1995; "Lossless and near-lossless coding of continuous tone still images" (JPEG-LS), ISO/IEC JTC1/SC 29/WG1, July 1997; B. Haskell, A. Puri, A.N. Netravali 著の"Digital video: An introduction to MPEG-2," Chapman and Hall, 1997; H.G. Musmann, P. Pirsch, H.J. Gralleer 著の"Advances in picture coding," Proc. IEEE, vol. 73, no. 4, pp. 523-548, Apr. 1985; N.D. Memon, K. Sayood著の"Lossless compression of video sequences," IEEE Trans. Communications, vol. 44, no. 10, pp. 1340-1345, Oct. 1996; A.N. Netravali, B.G. Haskell著の"Digital Pictures: Representation, Compression, and Standards," 2nd Ed., Plenum Press, 1995; W. Philips, K. Denecker著の"A Lossless Version of the Hadamard Transform," Proc. ProRISC Workshop on Circuits, Systems and Signal Processing, pp. 387-392, 1997; A. Said, W.A. Pearlman著の"New, fast, and efficient image codec based on set partitioning in hierarchical trees," IEEE Trans. Circuit and Systems for Video Technology, vol. 6, no. 3, pp. 243-249, June 1996; M.J. Weinberger, J.J. Rissanen, R.B. Arps著の"Applications of universal context modeling to lossless compression of gray-scale images," IEEE Trans. Image Processing, vol. 5, no. 4, pp. 575-586, Apr. 1996; X. Wu, N. Memon著の"Context-based, adaptive, lossless image coding," IEEE Trans. Communications, vol. 45, no. 4, pp. 437-444, Apr. 1997; Z. Xiong, K. Ramchandran, M.T. Orchard著の"Space frequency quantization for wavelet image coding," IEEE Trans. Image Processing, vol. 6, 1997.
【０００３】
これらの従来技術は、高品質で歪みを感じさせない圧縮ビデオ／静止画像を生成するために用いられている。損失のある符号化技術における問題点の１つは、一時の符号化損失あるいは無損失の連鎖符号化であり、これらの符号化技術は、信号を繰り返し符号化／復号化しても元の符号化プロセスの間付加された量子化誤差以上に誤差を導入することがない。高品質で感覚的に歪みのない圧縮ビデオあるいは静止画に関連するある種のアプリケーションでは、このような符号化と復号化操作を繰り返す必要がある。
【０００４】
例えば、付号化された信号がある期間の間、記憶媒体中に記録されているような場合には、記録されているビデオあるいは画像を周期的に復号化して、ビデオあるいは画像の現在の品質をチェックして、それを再び同一のあるいは異なる記憶媒体中に記憶し戻すために再度符号化するのが好ましい。このことを行う理由は、記憶媒体が時間の経過と共に劣化する可能性があり、これによりビデオまたは画像の品質の劣化を引き起こすことからである。
【０００５】
さらにまた、例えば、記録されたビデオまたは画像を他の信号でもって編集する（混合／フェージング等を行う）場合には、記録した情報は、その都度復号化してそして編集装置に転送する。この復号化され編集された情報を再び符号化して記憶媒体に戻す。いずれの場合にもビデオまたは画像を繰り返し符号化／復号化することにより元の符号化プロセスの間付加された量子化誤差以上に誤差を導入しないようにすることが主要な関心事である。
【０００６】
コンテキストベースの符号化技術がこの点から考慮されており、この技術においては、符号化／復号化プロセスの間、どの時点においても符号化器と復号化器の両方の状態は、以前に再生したサンプルによってのみ決定される。同一の符号化パラメータを用いて繰り返し符号化／復号化することにより同一のビットストリームを生成し、その結果、無損失の連鎖符号化（lossless-concatenated coding）が得られる。
【０００７】
この問題を考慮に入れたコンテキストベースの符号化アプローチは、大まかに２つのカテゴリーに分けることができる。即ち、空間領域におけるコンテキストベースの予測符号化とウェーブレット領域におけるコンテキストベースの符号化である。空間領域の技術の一例は、"Lossless and near-lossless coding of continuous tone still images" (JPEG-LS), ISO/IEC JTC1/SC 29/WG1, July 1997と称するWeinberger et al.の論文と、Wu et al.著の前掲の論文で議論されている。ウェーブレッド領域の技術の一例は、Memon et al.著の前掲の論文とSaid et al. 著の前掲の論文とXiong et al.著の前掲の論文で議論されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、喪失型のブロック変換符号化スキームは、上記の特性を示すことはない。したがって本発明の目的は、繰り返し符号化／復号化するプロセスの間、導入される符号化損失を低レベルまで減らすことのできる変換ベースの符号化技術を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ほぼ無損失の連鎖型Ｎレベルの変換符号化を実行する方法と装置を提供する。本発明の無損失の連鎖型Ｎレベルの変換符号化は、独自の制約付き量子化と逆量子化プロセスを用いて変換ベースの符号化方法を提供する。ビデオ／画像信号の連鎖符号化（即ち、符号化と復号化の繰り返し）の間導入される符号化損失を大幅に減らすことができる。変換は、例えばアダマール変換のような適宜の逆変換可能なブロック変換である。
【００１０】
さらに具体的に説明すると、本発明によれば、制約付きの量子化および逆量子化方法は復号化器内で用いられ、これによりほぼ無損失の連鎖符号化を行う。ブロック変換係数に対し行われる量子化操作は条件付けのものである。即ち、量子化操作の結果は、復号化器に入力される量子化係数の値に依存する。このような制約付き量子化および逆量子化方法を実行して、無損失の連鎖Ｎレベル変換符号化を行う符号化器の一例は実施例で詳述する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本明細書において、「ビデオ」または「ビデオシーケンス」は、例えばＨ．２６１、Ｈ．２６３、動画−ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４のような標準に従って符号化するのに適した形態のフレームあるいはフィールドシーケンスを含む。「画像」または「ピクチャー」は、ビデオシーケンスのフレームまたはフィールドを指す。「ブロック」とは、上記の圧縮標準で定義されたマクロブロックのみならずビデオフレームあるいはフィールド内のピクセル要素のグループ分け（grouping）されたものも意味する。このようなグループ分けされたものは、ピクセルの組みあるいは単一のピクセルを含む。
【００１２】
本発明によれば、ブロック変換符号化／復号化を行う方法は、ほぼ無損失−連鎖プロセスとなる。このことは、符号化と復号化プロセスが、ｎ×ｎのブロックデータに対し繰り返し行われる場合に、第１の符号化／復号化段を通過する際に導入される損失／誤差がゼロまたはほぼゼロとなることを意味する。以下の説明を容易にするために可逆ブロック変換（invertible block transform）は８×８のブロックに対し行われる。
【００１３】
しかし、ｎ×ｎのブロックサイズへの拡張は、当業者にとって容易である。使用されるブロック変換は、二次元のオーダー８のアダマール変換である。この変換は、W. Philips, K. Denecker 著の"A Lossless Version of the Hadamard Transform," Proc. ProRISC Workshop on Circuits, Systems and Signal Processing, pp. 387-392, 1997に開示されている。しかし、他の適宜の可逆ブロック変換も採用することができる。
【００１４】
従来の符号化器と復号化器のブロック図を図１と図２にそれぞれ示す。図１において、アダマール変換符号化器１００は８×８アダマール変換モジュール１０２と量子化モジュール１０４とを有する。次に動作について説明すると、１０ビットのデータブロックに８×８アダマール変換を適用して（変換モジュール１０２内で）変換係数を生成する。この変換係数を量子化モジュール１０４内の変換領域内で量子化する。この量子化された係数が、コンテキストベースの符号化技術を用いて符号化され、その後送信されるかあるいは記憶される（図示せず）。符号化器に入力されたデータブロックは、画像またはビデオシーケンスの一部である。
【００１５】
図２において、アダマール変換復号化器２００は、逆量子化モジュール２０２と８×８逆アダマール変換モジュール２０４とクリッピングモジュール２０６とを有する。次に動作について説明すると、符号化器からの量子化された係数が、逆量子化モジュール２０２内で逆量子化され、逆変換モジュール２０４内でピクセル領域に逆変換されて戻され、その後クリッピングモジュール２０６内で１０ビットの元の範囲にクリッピングされる。このような単純な符号化／復号化系は、データブロックが繰り返し符号化され復号化される場合には多くのデータブロック内にエラー（誤差）を導入してしまう。
【００１６】
これは量子化プロセスの非線形性に起因し、その結果信号は変換領域における有効スペースからはみ出てしまう。例えば、入力信号が［０−１０２４］の範囲内で１０ビットデータの８×８ブロックである場合には、そしてそれが符号化された後復号化された場合にはこの復号化された出力は、量子化のステップサイズが１を超えている場合には［０−１０２４］の許容可能な範囲外になる。かくしてこの出力は、１０ビットにクリッピングする必要がある。そしてこのクリッピングにより、変換と量子化の次のフェーズは、情報の更なる喪失に繋がる。本発明によれば、このような損失を実際に無視可能なレベルまで最小化する技術を提供する。信号が繰り返し符号化／復号化される場合には、同一の量子化値がアダマール変換係数に対し用いられる。
【００１７】
連鎖符号化（符号化と復号化の繰り返し）の間導入される喪失を示すために、復号化器内にＮ段の符号化／復号化ブロックを追加する。このような復号化器３００を図３に示す。同図に示すように、復号化器の処理レベル（レベル０）は、逆量子化モジュール３０２−０と８×８逆アダマール変換モジュール３０４−０とクリッピングモジュール３０６−０を含む。各ブロックの関数は、図２の復号化器で説明した関数と同一である。しかし、復号化器３００内においては、Ｎ個の符号化／復号化ブロック（レベル１〜Ｎ）が追加され、その結果初期レベル０からの１０ビットの復号化出力データブロックが次のレベル１のブロックへの入力として与えられる。
【００１８】
レベル１ブロックの出力は、レベル２のブロックの入力として与えられ、これがその後同様にレベルＮに対し行われる。図示するように、後続の符号化／復号化ブロック（レベル１〜Ｎ）の各々は、８×８アダマール変換モジュール３０８（３０８−１〜３０８−Ｎ）と前のレベルからの出力を符号化する量子化モジュール３１０（３１０−１〜３１０−Ｎ）と、その後に接続される逆量子化モジュール３０２（３０２−１〜３０２−Ｎ）と８×８逆アダマール変換モジュール３０４（３０４−１〜３０４−Ｎ）と同一レベルで符号化されたブロックを復号化するクリッピングモジュール３０６（３０６−１〜３０６−Ｎ）とを有する。各ブロックの符号化構成要素は、図１の符号化構成要素と機能面で同一であり、同様に各ブロックの復号化要素は図２の復号化要素と機能面で同一である。
【００１９】
Ｎの数が大きくなると、符号化と復号化を繰り返し受けるときには、量子化に起因する情報の喪失を受けるブロックの数が減ることが見出された。例えば、Ｎ＝０の場合、即ち復号化器内に符号化／復号化ブロックに余分の段が存在しない場合には、これらを再び符号化した際には、約２５％未満のブロックに量子化エラーがさらに導入されることを見出した。Ｎ＝３、即ち符号化／復号化ブロックの３個の段が復号化器内に追加されたときには、この値は僅か０．００２％にまで減ることが見いだされた。
【００２０】
量子化ステップサイズが［６４−５１２］の範囲で１４００万個の異なる８×８のブロックデータに対してこれらの実験を行った。連鎖符号化損失を減らすこれらのアプローチにおける主な問題点は、影響を受けるブロックの数が、元のデータと比較して繰り返し量子化による量子化エラーの大幅な増加が示され、これは極めて好ましくない。この問題を解決するために本発明は、連鎖符号化損失と量子化エラーの両方を受けるブロックの数を減らす方法と装置を提供する。
【００２１】
本発明の方法を図４に示す。図４に本発明の一実施例による無損失−連鎖Ｎレベル制約付き量子化アダマール変換復号化技術を採用した画像／ビデオ復号化器４００を示す。図示するように復号化器４００の初期レベル（レベル０）は、逆量子化モジュール４０２−０と８×８逆アダマール変換モジュール４０４−０とクリッピングモジュール４０６−０を有する。各ブロックの機能は、図３の復号化器で記載した機能と同一である。図３の復号化器３００と同様に、復号化器４００は、Ｎレベルの符号化／復号化ブロックを示す。
【００２２】
しかし、以下に説明するように復号化器４００は、各符号化／復号化ブロックの後続の符号化プロセスにおいて、「制約付き量子化」操作を採用している。復号化器３００と同様に、Ｎ個の符号化／復号化ブロック（レベル１〜Ｎ）が復号化器４００内に追加され、その結果初期レベル０からの１０ビットの復号化出力データブロックがレベル１ブロックの入力として与えられる。レベル１ブロックの出力は、レベル２ブロックの入力として与えられる。そしてこれがレベルＮまで繰り替えされる。
【００２３】
図示するように、各後続の符号化／復号化ブロック（レベル１〜Ｎ）は、８×８アダマール変換モジュール４０８（４０８−１〜４０８−Ｎ）と制約付き量子化／逆量子化モジュール４１０（４１０−１〜４１０−Ｎ）とその後に接続される８×８逆アダマール変換モジュール４１２（４１２−１〜４１２−Ｎ）とクリッピングモジュール４１４（４１４−１〜４１４−Ｎ）とを有する。制約付き量子化／逆量子化モジュール４１０の例外としてこれらの操作は、以下に説明するように図４の各ブロックの符号化構成要素と復号化構成要素は、図３の符号化構成用と復号化構成用と機能面で同一である。
【００２４】
次に復号化器４００の制約付き量子化／逆量子化モジュール４１０の変換係数に対し行われる操作を説明する。ｘ（ｎ）を復号化器の入力とする（図１と同様に符号化器からの変換領域における量子化された係数）、ここで８×８のデータブロックに対しｎ＝０，１，…，６３である。図４から分かるようにｘ（ｎ）は、復号化器の制約付き量子化／逆量子化モジュール４１０に対し基準信号である。ｙk（ｎ）が、ｋ段におけるアダマール変換モジュール４０８の出力とする（ここでｋ＝１，２，…，Ｎ）とすると、ｙk（ｎ）に対し行われる制約付き量子化および逆量子化操作により、以下の式に従ったｚk（ｎ）を生成する。
0004762445.tif 000002
ここで、ｑは現ブロックに使用される量子化ステップサイズで、Ｑ（ｙk（ｎ））はｙk（ｎ）の量子化値を表す。
【００２５】
かくしてｘ（ｎ）は、モジュール４０８の出力ｙk（ｎ）の量子化がモジュール４１０内で行われることに対する制約あるいは基準となる。連鎖符号化損失が存在しない場合、即ち、逆アダマール変換モジュール４０４の出力を１０ビットにクリッピングモジュール４０６でクリッピングをした後、新たに導入されるエラー（誤差）が存在しない場合には、ｙk（ｎ）＝ｘ（ｎ）ｑで、ｚk（ｎ）＝ｙk（ｎ）である。しかし、連鎖符号化損失が存在する場合には、ｙk（ｎ）≠ｘ（ｎ）で２つの状態が発生する。Ｑ（ｙk（ｎ））＝ｘ（ｎ）の場合には、モジュール４１０は量子化を行わず、その出力は、ｚk（ｎ）＝ｙk（ｎ）である。しかし、Ｑ（ｙk（ｎ））≠ｘ（ｎ）場合には、モジュール４１０の出力ｚk（ｎ）はｘ（ｎ）ｑに設定される、即ち、ｚk（ｎ）＝ｘ（ｎ）ｑとなる。
【００２６】
上記の状況を説明するために、簡単な例を考えてみる。量子化パラメータをｑ＝５として、基準信号をｘ（ｎ）＝３とする。すると３つの状況が発生する。連鎖符号化損失が存在しない場合には、アダマール変換モジュール４０８の出力は、定義よりｙk（ｎ）＝１５である。その結果、Ｑ（ｙk（ｎ））＝ｘ（ｎ）＝３である。モジュール４１０の出力は、ｚk（ｎ）＝１５、即ち、ｚk（ｎ）＝ｙk（ｎ）となる。
【００２７】
第２の状況は、ｙk（ｎ）＝１７、即ち、連鎖符号化損失が、ｙk（ｎ）≠ｘ（ｎ）ｑ、Ｑ（ｙk（ｎ））＝ｘ（ｎ）＝３のため、存在する。この場合、量子化を行わず、そしてモジュール４１０への出力は入力と同じである、即ち、ｚk（ｎ）＝１７である。第３の最終状態においては、ｙk（ｎ）＝１２、即ち前の場合と同様に連鎖符号化損失が存在するが、Ｑ（ｙk（ｎ））＝２であり、その結果Ｑ（ｙk（ｎ））≠ｘ（ｎ）である。この場合、出力ｚk（ｎ）を基準信号に等しくする、即ち、強制的にｚk（ｎ）＝ｘ（ｎ）ｑ＝１５とする。
【００２８】
前述したように、従来の量子化と逆量子化の操作は、図３のモジュール３１０と３０２により繰り返し行われるが、本発明の上記の方法によれば、条件付き量子化と逆量子化技術で置き換えることができる。これは図４のモジュール４１０で行われる。
【００２９】
ｋ＝３、即ち符号化／復号化ブロックの３個の段の後、ブロックの約３％が、連鎖符号化／復号化を受けたときに量子化エラーを依然として受けることになる。この量子化エラーは、図３の復号化器で示されたように、これらのブロックが単に符号化と復号化を繰り返し行われたときに得られた値の約半分である。そしてこのエラーの値は、繰り返し符号化／復号化プロセスにもかかわらず一定である。大部分のブロックは無損失で連鎖しており、そして残りのデータブロックは連鎖符号化損失を受けるが、これらのブロックで知覚できるほどの品質の劣化は観測されず、エラーは漸次小さな値に近づいていく。
【００３０】
変換係数が本発明の上記の方法により制約付き量子化と逆量子化操作を受けた後は、それらは逆変換されてＮレベル復号化器の各レベルで１０ビットにクリッピングされる。
【００３１】
図４の実施例で示した本発明のＮレベルの復号化アルゴリズムの計算の複雑さは、図２の汎用アダマール変換復号化器のＮ倍より遙かに小さい。その理由は、各繰り返しプロセスにおいて、入力データブロックの全数のほんの一部が連鎖符号化損失を示すだけで、これらのブロックのみが図３図４に示すＮ段の符号化／復号化プロセスを受けるからである。
【００３２】
図に示した符号化器と復号化器の構成要素は、それぞれＣＰＵ、マイクロプロセッサ、アプリケーション仕様の集積回路あるいは他のデータ処理プロセッサ、コンピュータ、ビデオ受信器、ケーブルシステムのヘッドエンドテレビあるいは他の種類のビデオ信号プロセッサを用いて実行することができる。ＣＰＵ、マイクロプロセッサ、アプリケーション仕様の集積回路あるいは他のデータ処理装置は、必要によってはデータを記録したり、素子の機能に関連する結果を記憶するメモリを有する。本発明は様々な種類のビデオ処理あるいは送信システムと共に用いることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、ビデオ符号化システムを例に説明したが、本発明は特定の種類のビデオ信号フォーマット、ビデオ符号化標準、符号化システム構成と共に用いられることに限定されるものではない。本発明はより一般的なビデオ符号化システムにも適用可能であり、このシステムにおいては、繰り返し符号化／復号化をプロセスの間に導入される符号化損失を大幅に減らすことのできるブロック変換符号化を実行するのが好ましい。本発明は、符号化器と復号化器が同一場所にある単一のデバイス、即ち「コーデック」デバイスでも実行することができる。
【００３４】
本発明によれば、復号化器の各レベル間の連鎖エラーを大幅に減らすことができ、量子化プロセスの間導入される量子化エラー、即ち復号化器の各レベル内と復号化器で発生するエラーを大幅に減らすことができる。復号化器のＮ番目のレベルで出力された復号化ビットストリームは、符号化器の入力に与えられる元のビットストリームとほぼ同じものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アダマール変換符号化技術を用いた従来の画像／ビデオ符号化器を表すブロック図
【図２】逆アダマール変換復号化技術を用いた従来の画像／ビデオ復号化器を表すブロック図
【図３】アダマール変換符号化／復号化技術を用いて画像／ビデオを繰り返し符号化および復号化する際の問題点を表すブロック図
【図４】本発明の一実施例により無損失−連鎖Ｎレベル制約付き量子化アダマール変換復号化技術を用いた画像／ビデオ復号化器を表すブロック図
【符号の説明】
１００  アダマール変換符号化器
１０２，３０８，４０８  ８×８アダマール変換モジュール
１０４，３１０  量子化モジュール
２００  アダマール変換復号化器
２０２，３０２，４０２  逆量子化モジュール
２０４，３０４，４０４，４１２  ８×８逆アダマール変換モジュール
２０６，３０６，４０６，４１４  １０ビットへのクリッピングモジュール
３００  復号化器
４００  画像／ビデオ復号化器
４１０  制約付き量子化／逆量子化モジュール
【図１】
0004762445.tif 000003
【図２】
0004762445.tif 000004
【図３】
0004762445.tif 000005
【図４】
0004762445.tif 000006