(57)【要約】ビデオ圧縮品位の改良のための方法、システム、およびコンピュータプログラム。ＭＰＥＧ型ビデオコード化からの画像品位を、中間符号化および復号化処理ステップ中の高いビット数を保持することにより改良することができる。逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）不一致の問題は、復号器のＩＤＣＴ機能の数値アルゴリズムを、符号器の復号部に用いられるＩＤＣＴ機能の数値アルゴリズムと正確に一致させることにより排除できる。また、「量子化パラメータ」つまり「ＱＰ」の範囲を拡張することによる広いダイナミックレンジの画像への高精度圧縮の適用も含む。ＱＰの拡張は、ＱＰの範囲を直接増大することにより、または非線形変換を介して間接的に行うことにより達成できる。また、精度を拡張するために画像のコントラストが低下した領域への拡張中間処理精度、および拡張ＱＰ範囲の適用も含み、それにより低コントラスト部分が圧縮符号化される。
2004519920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１色空間の第１精度で表されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するための方法であって、前記方法は以下を含む、
（ａ）前記フレームシーケンスを前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換し、そして、
（ｂ）前記第２精度で後続の各符号化ステップを実行して圧縮出力を創成する。
【請求項２】
第１色空間の第１精度で表されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するための方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）前記フレームシーケンスを前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換し、
（ｂ）前記フレームシーケンスに前記第２精度で動き補償された離散コサイン変換を実行して第１符号化出力を生成し、
（ｃ）前記第２精度で前記第１符号化出力を量子化して量子化出力を創成し、そして
（ｄ）前記量子化出力に前記第２精度で逆離散コサイン変換を実行して前記第２精度で圧縮出力を生成する。
【請求項３】
第１精度で表されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するための方法であって、前記方法は、前記第１精度より高い第２精度で前記フレームシーケンスを符号化して圧縮ビットストリームを創成することを含む。
【請求項４】
前記第２精度で前記圧縮ビットストリームを復号化することを更に含む、
請求項３の方法。
【請求項５】
前記フレームシーケンスの符号化が、前記フレームシーケンスを前記第２精度で第２色空間の表現に変換することを含む、
請求項３の方法。
【請求項６】
第１色空間の第１精度で表されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するための方法であって、前記方法は以下を含む、
（ａ）前記フレームシーケンスを前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換し、
（ｂ）前記第２精度で後続の各符号化ステップを実行して圧縮ビットストリームを創成し、そして、
（ｃ）下記により前記圧縮ビットストリームを復号化する、
（１）前記圧縮ビットストリームを前記第２精度で逆量子化して逆量子化出力を創成し、
（２）逆離散コサイン変換を前記第２精度で前記逆量子化出力に適用して伸張出力を生成し、
（３）画像フレームを前記第２精度で前記伸張出力から生成する。
【請求項７】
前記後続の符号化ステップが、逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用することを含み、前記圧縮ビットストリームを復号化することが、前記逆量子化出力に一致逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用することを含む、
請求項６の方法。
【請求項８】
Ｐフレームを前記第２精度で生成することを更に含む、
請求項６の方法。
【請求項９】
Ｂフレームを前記第２精度で生成することを更に含む、
請求項６の方法。
【請求項１０】
第１色空間の第１精度で表されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するための方法であって、前記方法は以下を含む、
（ａ）前記フレームシーケンスを前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換し、
（ｂ）前記第２精度で後続の各符号化ステップを実行して圧縮ビットストリームを創成することであって、逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用することを含み、そして、
（ｃ）前記圧縮ビットストリームに前記第２精度で後続の各復号化ステップを実行することであって、一致逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用することを含む。
【請求項１１】
デジタル化ビデオ画像シーケンスを、Ｉフレームを含む圧縮ビットストリームに圧縮中の平均圧縮比を増大させるための方法であって、前記デジタル化ビデオ画像はフレームシーケンスを含み、前記方法は、後続の復号化処理中に適用される逆離散コサイン変換数値アルゴリズムに一致する前記逆離散コサイン変換数アルゴリズムを適用することにより前記フレームシーケンスを符号化し、それにより、Ｉフレーム間の距離を増大させた圧縮ビットストリームを生成することを含む。
【請求項１２】
符号化中に適用される逆離散コサイン変換数値アルゴリズムに一致する前記逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用することを含む前記圧縮ビットストリーム復号化することを更に含む、
請求項１１の方法。
【請求項１３】
広いダイナミックレンジまたは広いコントラスト範囲の少なくとも一方を有するデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するための方法であって、前記ビデオ画像は第１精度で表わされるフレームを含み、前記各フレームは領域を定義する複数のマクロブロックを含み、前記方法は以下を含む、
（ａ）可能な値との直接対応、または可能な値の拡張範囲のいずれかを表すコードを有する量子化パラメータＱＰを決定し、
（ｂ）前記フレーム毎の前記各マクロブロックに対するＱＰ値を決定し、
（ｃ）前記各フレームを前記第１精度より高い第２精度で圧縮して、圧縮フレームを創成し、かかる圧縮は、かかるフレームに対する前記決定ＱＰ値を適用してかかるフレームを符号化するために必要な前記ビット数を低減することを含み、
（ｄ）ＱＰコードを、圧縮中に用いる前記決定ＱＰ値と関連させ、そして
（ｅ）前記各圧縮フレームおよび前記関連ＱＰコードを出力する。
【請求項１４】
ＱＰコードを表す前記ビット数を増大させることにより、可能ＱＰ値の前記範囲を直接拡張することを更に含む、
請求項１３の方法。
【請求項１５】
ＱＰコードを可能ＱＰ値のより広い範囲にマッピングすることにより、可能ＱＰ値の前記範囲を事実上拡張することを更に含む、
請求項１３の方法。
【請求項１６】
前記フレーム毎の前記各マクロブロックに対するＱＰ値を決定することが、一つ以上のフレームに関する領域情報に基づく、
請求項１３の方法。
【請求項１７】
前記領域情報が前記各フレーム内の局在画像領域のコントラストを含む、
請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記領域情報が前記各フレーム内の局在ダイナミックレンジを含む、
請求項１６の方法。
【請求項１９】
前記領域情報が前記各フレーム内の局在ディテールの振幅を含む、
請求項１６の方法。
【請求項２０】
前記領域情報が一つ以上の連続フレーム間の局在する動きを含む、
請求項１６の方法。
【請求項２１】
前記フレーム毎の前記各マクロブロックに対するＱＰ値を決定することが、前記圧縮ステップ中に生成される情報に基づく、
請求項１３の方法。
【請求項２２】
前記圧縮ステップ中に生成される前記情報が、前記各マクロブロックに対する離散コサイン変換の係数の相対振幅を含む、
請求項２１の方法。
【請求項２３】
前記圧縮ステップ中に生成される前記情報が、フレームの領域内の前記各マクロブロックを符号化するために割り当てられた一定ビット数を含む、
請求項２１の方法。
【請求項２４】
請求項１３の方法であって、更に、以下を含む、
（ａ）前記各圧縮フレームに対して、かかる圧縮フレームに関連する前記各ＱＰコードに対するＱＰ値を再決定し、そして、
（ｂ）前記第２精度で前記各圧縮フレームを伸張して、広いダイナミックレンジまたは広いコントラスト範囲の内の少なくとも一つを有する伸張フレームを創成し、かかる伸張はかかるフレームに対して前記再決定ＱＰ値を適用することを含む。
【請求項２５】
第１色空間の第１精度で表現されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するためのコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムはコンピュータに以下を行わせるための命令を備える、
（ａ）前記フレームシーケンスを、前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換し、そして、
（ｂ）前記第２精度で後続の符号化ステップを実行して、圧縮出力を創成する。
【請求項２６】
第１色空間の第１精度で表現されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するためのコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムはコンピュータに以下を行わせるための命令を備える、
（ａ）前記フレームシーケンスを、前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換し、
（ｂ）動き補償した離散コサイン変換を前記フレームシーケンスに前記第２精度で実行して、第１符号化出力を生成し、
（ｃ）前記第１符号化出力を前記第２精度で量子化して、量子化出力を創成し、そして
（ｄ）逆離散コサイン変換を前記量子化出力に前記第２精度で実行して、前記第２精度で圧縮出力を生成する。
【請求項２７】
第１色空間の第１精度で表現されるフレームシーケンスを含む、デジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するためのコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、コンピュータに前記フレームシーケンスを前記第１精度より高い第２精度で符号化させて圧縮ビットストリームを創成するための命令を含む。
【請求項２８】
前記コンピュータに前記圧縮ビットストリームを前記第２精度で復号化させる命令を更に含む、
請求項２７のコンピュータプログラム。
【請求項２９】
前記コンピュータに前記フレームシーケンスを符号化させるための前記命令が、前記コンピュータに前記フレームシーケンスを第２色空間の表現に前記第２精度で変換させるための命令を含む、
請求項２７のコンピュータプログラム。
【請求項３０】
第１色空間に第１精度で表現されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するためのコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムはコンピュータに以下を行わせるための命令を含む、
（ａ）前記フレームシーケンスを、前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換し、
（ｂ）後続の各符号化ステップを前記第２精度で実行して圧縮ビットストリームを創成し、そして
（ｃ）前記圧縮ビットストリームを以下により復号化する、
（１）前記圧縮ビットストリームを前記第２精度で逆量子化して逆量子化出力を創成し、
（２）逆離散コサイン変換を前記第２精度で前記逆量子化出力に適用して伸張出力を生成し、
（３）画像フレームを前記第２精度で前記伸張出力から生成する。
【請求項３１】
前記後続の符号化ステップが、前記コンピュータに逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用させるための命令を含むとともに、前記コンピュータに前記圧縮ビットストリームを復号化させるための前記命令が、前記コンピュータに一致逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを前記逆量子化出力に適用させるための命令を含む、
請求項３０のコンピュータプログラム。
【請求項３２】
前記コンピュータに前記第２精度でＰフレームを生成させるための命令を更に含む、
請求項３１のコンピュータプログラム。
【請求項３３】
前記コンピュータに前記第２精度でＢフレームを生成させるための命令を更に含む、
請求項３１のコンピュータプログラム。
【請求項３４】
第１色空間に第１精度で表現されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するためのコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムはコンピュータに以下を行わせるための命令を含む、
（ａ）前記フレームシーケンスを、前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換し、
（ｂ）逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用することを含む後続の符号化ステップを前記第２精度で実行して圧縮ビットストリームを創成し、そして、
（ｃ）一致逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用することを含む後続の復号化ステップを前記圧縮ビットストリームに前記第２精度で実行する。
【請求項３５】
デジタル化ビデオ画像シーケンスをＩフレームを含む圧縮ビットストリームへ圧縮中の前記平均圧縮比を増大させるための、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータプログラムであって、前記デジタル化ビデオ画像はフレームシーケンスを含み、前記コンピュータプログラムは、コンピュータに、後続の復号化処理中に適用される逆離散コサイン変換数値アルゴリズムに一致する前記逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用することにより前記フレームシーケンスを符号化させるための命令を備え、それによりＩフレーム間の距離が増大した圧縮ビットストリームを生成する。
【請求項３６】
前記コンピュータに前記圧縮ビットストリームを復号化させるための命令を更に含むとともに、前記コンピュータに、符号化中の前記逆離散コサイン変換数値アルゴリズムに一致する逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用させるための命令を含む、
請求項３５のコンピュータプログラム。
【請求項３７】
広いダイナミックレンジまたは広いコントラスト範囲の内の少なくとも一つを有するデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するためのコンピュータ可読媒体上のコンピュータプログラムであって、前記ビデオ画像は第１精度で表されるフレームを含み、前記各フレームは領域を定義する複数のマクロブロックを含み、前記コンピュータプログラムはコンピュータに以下を行わせるための命令を含む、
（ａ）可能な値との直接対応、または可能な値の拡張範囲のいずれかを表すコードを有する量子化パラメータＱＰを決定し、
（ｂ）前記フレーム毎の前記各マクロブロックに対するＱＰ値を決定し、
（ｃ）前記各フレームを前記第１精度より高い第２精度で圧縮して、圧縮フレームを創成し、かかる圧縮は、かかるフレームに対する前記決定ＱＰ値を適用してかかるフレームを符号化するために必要な前記ビット数を低減することを含み、
（ｄ）ＱＰコードを、圧縮中に用いる前記決定ＱＰ値と関連させ、そして
（ｅ）前記各圧縮フレームおよび前記関連ＱＰコードを出力する。
【請求項３８】
前記コンピュータに、ＱＰコードを表す前記ビット数を増大することにより可能ＱＰ値の前記範囲を直接拡張させるための命令を更に含む、
請求項３７のコンピュータプログラム。
【請求項３９】
前記コンピュータに、ＱＰコードを可能ＱＰ値の広い範囲にマッピングすることにより可能ＱＰ値の前記範囲を実効的に拡張させるための命令を更に含む、
請求項３７のコンピュータプログラム。
【請求項４０】
フレーム毎の前記各マクロブロックに対するＱＰ値を決定することが、一つ以上のフレームに関する領域情報に基づく、
請求項３７のコンピュータプログラム。
【請求項４１】
前記領域情報が前記各フレーム内の局在画像領域のコントラストを含む、
請求項４０のコンピュータプログラム。
【請求項４２】
前記領域情報が前記各フレーム内の局在ダイナミックレンジを含む、
請求項４０のコンピュータプログラム。
【請求項４３】
前記領域情報が前記各フレーム内の局在ディテールの振幅を含む、
請求項４０のコンピュータプログラム。
【請求項４４】
前記領域情報が一つ以上の連続フレーム間の局在する動きを含む、
請求項４０のコンピュータプログラム。
【請求項４５】
前記フレーム毎の前記各マクロブロックに対するＱＰ値を決定することが、前記圧縮ステップ中に生成された情報に基づく、
請求項３７のコンピュータプログラム。
【請求項４６】
前記圧縮ステップ中に生成された前記情報が、前記各マクロブロックに対する離散コサイン変換の係数の相対的振幅を含む、
請求項４５のコンピュータプログラム。
【請求項４７】
前記圧縮ステップ中に生成された前記情報が、フレーム領域内の前記各マクロブロックを符号化するよう割り当てられた一定ビット数を含む、請求項４５のコンピュータプログラム。
【請求項４８】
前記コンピュータに以下を行わせるための命令を更に含む請求項４７のコンピュータプログラム、
（ａ）前記各圧縮フレームに対して、かかる圧縮フレームに関連する前記各ＱＰコードに対するＱＰ値を再決定し、そして
（ｂ）前記第２精度で前記各圧縮フレームを伸張して、広いダイナミックレンジまたは広いコントラスト範囲の内の少なくとも一つを有する伸張フレームを創成し、かかる伸張はかかるフレームに対して前記再決定ＱＰ値を適用することを含む。
【請求項４９】
第１色空間の第１精度で表現されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するためのシステムであって、前記システムは以下を含む、
（ａ）前記フレームシーケンスを、前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換するための手段、および
（ｂ）前記第２精度で後続の符号化ステップを実行して、圧縮出力を創成するための手段。
【請求項５０】
第１色空間の第１精度で表されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するためのシステムであって、前記システムは以下を含む、
（ａ）前記フレームシーケンスを前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換するための手段、
（ｂ）前記フレームシーケンスに前記第２精度で動き補償された離散コサイン変換を実行して第１符号化出力を生成するための手段、
（ｃ）前記第２精度で前記第１符号化出力を量子化して量子化出力を創成するための手段、および
（ｄ）前記量子化出力に前記第２精度で逆離散コサイン変換を実行して前記第２精度で圧縮出力を生成するための手段。
【請求項５１】
第１色空間の第１精度で表されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するためのシステムであって、前記システムは、前記第１精度より高い第２精度で前記フレームシーケンスを符号化して圧縮ビットストリームを創成するための手段を含む。
【請求項５２】
前記第２精度で前記圧縮ビットストリームを復号化するための手段を更に含む、
請求項５１のシステム。
【請求項５３】
前記フレームシーケンスを符号化するための前記手段が、前記フレームシーケンスを前記第２精度で第２色空間の表現に変換するための手段を含む、
請求項５１のシステム。
【請求項５４】
第１色空間の第１精度で表されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するためのシステムであって、前記システムは以下を含む、
（ａ）前記フレームシーケンスを前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換するための手段、
（ｂ）前記第２精度で後続の符号化ステップを実行して圧縮ビットストリームを創成するための手段、および
（ｃ）下記により前記圧縮ビットストリームを復号化するための手段：
（１）前記圧縮ビットストリームを前記第２精度で逆量子化して逆量子化出力を創成し、
（２）逆離散コサイン変換を前記第２精度で前記逆量子化出力に適用して伸張出力を生成し、
（３）画像フレームを前記第２精度で前記伸張出力から生成する。
【請求項５５】
後続の符号化ステップを実行するための前記手段が逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用するための手段を含み、前記圧縮ビットストリームを復号化するための前記手段が、前記逆量子化出力に一致逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用するための手段を含む、
請求項５４のシステム。
【請求項５６】
Ｐフレームを前記第２精度で生成するための手段を更に含む、請求項５４のシステム。
【請求項５７】
Ｂフレームを前記第２精度で生成するための手段を更に含む、請求項５４のシステム。
【請求項５８】
第１色空間の第１精度で表されるフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するためのシステムであって、前記システムは以下を含む、
（ａ）前記フレームシーケンスを前記第１精度より高い第２精度で第２色空間の表現に変換するための手段、
（ｂ）前記第２精度で後続の符号化ステップを実行して圧縮ビットストリームを創成するための手段であって、逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用することを含み、および
（ｃ）前記圧縮ビットストリームに前記第２精度で後続の復号化ステップを実行するための手段であって、一致逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用することを含む。
【請求項５９】
デジタル化ビデオ画像シーケンスを、Ｉフレームを含む圧縮ビットストリームに圧縮中の平均圧縮比を増大させるためのシステムであって、前記デジタル化ビデオ画像はフレームシーケンスを含み、前記システムは、後続の復号化処理中に適用される逆離散コサイン変換数値アルゴリズムに一致する前記逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用することにより前記フレームシーケンスを符号化し、それにより、Ｉフレーム間の距離を増大させた圧縮ビットストリームを生成するための手段を含む。
【請求項６０】
符号化中に適用される逆離散コサイン変換数値アルゴリズムに一致する前記逆離散コサイン変換数値アルゴリズムを適用するための手段を含む前記圧縮ビットストリームを復号化するための手段を更に含む、
請求項５９のシステム。
【請求項６１】
広いダイナミックレンジまたは広いコントラスト範囲の内の少なくとも一つを有するデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するためのシステムであって、前記ビデオ画像は第１精度で表わされるフレームを含み、前記各フレームは領域を定義する複数のマクロブロックを含み、前記システムは以下を含む、
（ａ）可能な値との直接対応、または可能な値の拡張範囲のいずれかを表すコードを有する量子化パラメータＱＰを決定するための手段、
（ｂ）前記フレーム毎の前記各マクロブロックに対するＱＰ値を決定するための手段、
（ｃ）前記各フレームを前記第１精度より高い第２精度で圧縮して、圧縮フレームを創成するための手段であって、かかるフレームに対する前記決定ＱＰ値を適用してかかるフレームを符号化するために必要な前記ビット数を低減するための手段を含み、
（ｄ）ＱＰコードを、圧縮中に用いる前記決定ＱＰ値と関連させるための手段、および
（ｅ）前記各圧縮フレームおよび前記関連ＱＰコードを出力するための手段。
【請求項６２】
ＱＰコードを表す前記ビット数を増大させることにより、可能ＱＰ値の前記範囲を直接拡張するための手段を更に含む、
請求項６１のシステム。
【請求項６３】
ＱＰコードを可能ＱＰ値のより広い範囲にマッピングすることにより、可能ＱＰ値の前記範囲を実効的に拡張するための手段を更に含む、
請求項６１のシステム。
【請求項６４】
前記フレーム毎の前記各マクロブロックに対するＱＰ値を決定するための前記手段が、一つ以上のフレームに関する領域情報に基づいてかかる決定をするための手段を含む、
請求項６１のシステム。
【請求項６５】
前記領域情報が前記各フレーム内の局在画像領域のコントラストを含む、
請求項６４のシステム。
【請求項６６】
前記領域情報が前記各フレーム内の局在ダイナミックレンジを含む、
請求項６４のシステム。
【請求項６７】
前記領域情報が前記各フレーム内の局在ディテールの振幅を含む、
請求項６４のシステム。
【請求項６８】
前記領域情報が一つ以上の連続フレーム間の局在する動きを含む、
請求項６４のシステム。
【請求項６９】
前記フレーム毎の前記各マクロブロックに対するＱＰ値を決定するための前記手段が、前記圧縮ステップ中に生成される情報に基づいてかかる決定をするための手段を含む、
請求項６１のシステム。
【請求項７０】
圧縮するための前記手段により生成される前記情報が、前記各マクロブロックに対する離散コサイン変換の係数の相対振幅を含む、
請求項６９のシステム。
【請求項７１】
圧縮するための前記手段により生成される前記情報が、フレームの領域内の前記各マクロブロックを符号化するために割り当てられた一定ビット数を含む、
請求項６９のシステム。
【請求項７２】
請求項６１のシステムであって、更に、以下を含む、
（ａ）前記各圧縮フレームに関連する前記各ＱＰコードに対するＱＰ値を再決定するための手段、および
（ｂ）前記第２精度で前記各圧縮フレームを伸張して、広いダイナミックレンジまたは広いコントラスト範囲の内の少なくとも一つを有する伸張フレームを創成する手段であって、かかる伸張はかかるフレームに対して前記再決定ＱＰ値を適用することを含む。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、ビデオ圧縮に関し、より詳細には、ＭＰＥＧ型符号化および復号化システムに対する新規な改良に基づくビデオ圧縮品位の改良に関する。
【０００２】
背景
ＭＰＥＧの背景
ＭＰＥＧ−２およびＭＰＥＧ−４は、画像シーケンスを簡素なコード化データの形に表す効率的方法を提供するビデオシンタクスを定義した国際的なビデオ圧縮規格である。コード化ビットの言語は「シンタクス（構文）」である。例えば、僅かなトークンでサンプルの全ブロックを表すことができる（例えばＭＰＥＧ−２では６４サンプル）。両ＭＰＥＧ規格とも、コード化ビットを簡素な表現から画像シーケンスのほぼ元のフォーマットにマッピングする復号化（再構築）工程についても述べている。例えば、コード化ビットストリームのフラグは、後続ビットが離散コサイン変換（ＤＣＴ）アルゴリズムで復号化される前に、予測アルゴリズムで予測されるべきかどうかを示す。復号化工程を含むアルゴリズムは、両ＭＰＥＧ規格で定義されたセマンティック（意味論）により規定されている。このシンタクスを適用して、空間冗長性、時間冗長性、同一の動き、空間マスキング等の共通ビデオ特性を活用できる。実際、両ＭＰＥＧ規格では、データフォーマットだけでなくプログラム言語も定義されている。ＭＰＥＧ復号器は、入力データストリームを解析し復号化できなければならないが、データストリームが対応ＭＰＥＧのシンタクスに準拠している限り、広く多様性のある可能なデータ構造および圧縮技法を用いることができる。代替シンタクス内に、必要なセマンティックを持つこともできる。
【０００３】
これらのＭＰＥＧ規格は、イントラフレームおよびインターフレームを含む多様な圧縮法を用いる。ほとんどのビデオの場面で、背景は比較的安定なままで、動きが前景で置き換わる。背景が動くこともあるが、場面の大部分は冗長である。これらのＭＰＥＧ規格は、「イントラ」フレームまたは「Ｉフレーム」と呼ばれる基準フレームを生成することにより圧縮を開始する。Ｉフレームは他のフレームを基準とせずに圧縮されるのでビデオ情報の全フレームを含む。Ｉフレームは、データビットストリームにランダムアクセス用エントリーポイントを提供するが、中程度に圧縮できるに過ぎない。普通は、Ｉフレームを表すデータは、１２ないし１５フレーム毎にビットストリームに配置される。従って、基準Ｉフレーム間にあるフレームの僅かな部分だけが囲みのＩフレームと異なるので、画像差分だけが捕捉、圧縮、および格納される。２種類のフレームがかかる差分のために用いられる。２種類のフレームは、予測フレームつまりＰフレーム、および双方向補間フレームつまりＢフレームである。
【０００４】
Ｐフレームは、過去のフレーム（Ｉフレームまたは直前のＰフレーム）を基準に符号化されるのが一般的であり、直後のＰフレームのための基準として用いられるのが普通である。Ｐフレームはかなり高い量の圧縮を受け取る。Ｂフレームは最高の圧縮量を提供するが、符号化のために過去と未来の両基準フレームを必要とする。双方向フレームが基準フレームとして用いられることはない。
【０００５】
マクロブロックは画像ピクセルの領域である。ＭＰＥＧ−２では、マクロブロックは、４個の８×８ＤＣＴブロックをグループにした１６×１６ピクセルであり、Ｐフレーム用の一つの動きベクトル、およびＢフレーム用の一つまたは二つの動きベクトルを伴う。Ｐフレーム内のマクロブロックは、イントラフレームまたは（予測の）インターフレームコード化を用いて個別に符号化してもよい。Ｂフレーム内のマクロブロックは、イントラフレームコード化、前方予測コード化、後方予測コード化、または前方および後方の両（すなわち両方向補間）予測コード化を用いて個別に符号化してもよい。
【０００６】
コード化が済むと、ＭＰＥＧデータビットストリームには、Ｉ、Ｐ、およびＢフレームのシーケンスが備えられる。シーケンスは、Ｉ、Ｐ、およびＢフレームのほとんど任意のパターンから構成されてもよい（その配置には僅かな細かいセマンティックな制約しかない）。しかしながら、工業的実施の見地から、固定パターン（例えば、ＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢ）を有するのが普通である。
【０００７】
階層的動きサーチを用いて動きベクトルを決定すると演算量が低減されることはかねてより周知である。例えば、ＭＰＥＧアルゴリズムは「マクロブロック」領域間の一致を探そうとする。ＭＰＥＧ型および他の動き補償されたＤＣＴ（離散コサイン変換）コード器は、現フレームの各マクロブロック領域を、直前フレーム（Ｐフレーム）、または直前および直後フレーム（Ｂフレーム）の位置と一致させようとする。しかしながら、良好な一致を探すことが常に必要とは限らない。なぜなら、ＭＰＥＧはこの場合、直前または直後フレームを用いずに、新たな単独（「イントラ」）マクロブロックとして新しいマクロブロックをコード化できるからである。かかる動き補償ＤＣＴシステムでは、一つのマクロブロック動きベクトルが、ＭＰＥＧ−２用マクロブロック領域毎に必要である。ＭＰＥＧ−４では、８×８領域毎に一つのベクトルに対応する四つの動きベクトルのセット（すなわち、１マクロブロックにつき４つのベクトル）がコード化モードのオプションでもある。
【０００８】
ＭＰＥＧ精度
基準となるＭＰＥＧ−２およびＭＰＥＧ−４ビデオコーデック（符号化／複合化）の実施は、以下の符号化方法論を利用する。すなわち、
ａ）ＲＧＢからＹＵＶ色空間へ変換する場合、コード化されるビット数だけが保持される（例えば、ＭＰＥＧ−２はコード化が８ビットに制限されているので、ＹＵＶ値もまた８ビットに制限される）。
ｂ）符号化および復号化を行う場合、注意深く丸めてアーチファクトを減らすことにより、コード化されたビット数だけが保持される。
ｃ）ＲＧＢへ逆変換する場合、保持されたビット数の制約により、精度が制限される（ＭＰＥＧ−２の最大８ビット等）。
【０００９】
図１は、従来技術であるＭＰＥＧ−２基準ビデオ符号化方法のブロック図である。１色につき８ビット／ピクセルでコード化されたＲＧＢ入力フレーム１０２が、１色につき８ビットの出力精度へ故意に制限されるＲＧＢ−ＹＵＶ変換器１０４へ与えられる。その結果がＤＣＴ機能１０６へ与えられてから、量子化機能１０８へ、次いで逆ＤＣＴ機能１１０へ与えられ、最終出力２１２が入力データと同じ精度で格納される。
【００１０】
ＭＰＥＧ−４の基準ビデオコード器は、中間精度を１２ビットまで拡張できるが、同一方法で実施される（しかし、ＶＬＣすなわち可変長コード化のテーブルはフルレンジの使用をサポートしていない）。
【００１１】
精度の限界値（ＭＰＥＧ−２では１色構成につき最大８ビット）にランダムディザを加える技法を利用して、視覚的に明らかなステップ状変化を軽減する。しかしながら、コード化のノイズおよびアーチファクトが、ディザにより、そして制限付き中間処理精度を使用することにより生成されてしまう。
【００１２】
制限付き中間処理精度に加えて、ＭＰＥＧ−２およびＭＰＥＧ−４は、符号化中に用いる逆ＤＣＴ（ＩＤＣＴ）アルゴリズム（高精度浮動小数点表現で実装することが多い）が、復号化中に用いるＩＤＣＴアルゴリズムと僅かに異なるのを許容する。これは「ＩＤＣＴ不一致」として周知である。ＩＤＣＴ不一致は、意図する復号化値から離れた信号に予測不可能な緩やかなドリフトを生じさせる。従来、このドリフトは、ＩＤＣＴ最大周波数（ＭＰＥＧ−２およびＭＰＥＧ−４で用いる８×８の典型的なＤＣＴブロックサイズでは第７高調波）の低位ビットにランダムディザを使用することにより軽減している。かかるディザは、付加的ノイズおよびアーチファクトを信号に加える。
【００１３】
図２は、従来技術のＭＰＥＧ−２基準ビデオ復号化方法のブロック図である。符号化入力ビットストリーム２０２が、入力ビットストリームの精度と一致する限定精度を有する逆量子化機能２０４に与えられる（ＭＰＥＧ−２では８ビットが典型的）。その結果は、ＩＤＣＴ機能２０６（符号器のＩＤＣＴ機能１１０と一致していなくてもよい）に与えられ、符号付き８ビット値２０８を出力する。この出力は、Ｉフレーム２１０を備えるか、または直前フレーム２１２もしくは直後フレーム２１４（ともに同一精度）からのデータと組み合わされて新たなフレーム２１６を生成する。このようにして、ＭＰＥＧ−２復号化工程は、中間処理精度を最大８ビットに制限する。同様に、ＭＰＥＧ−４ビデオ復号化の中間処理精度も、符号化に用いるビット数に制限される（最大１２ビットだが８ビットに設定されることが多い）。
【００１４】
ＭＰＥＧ−２およびＭＰＥＧ−４の制限付き精度は、ダイナミックレンジ（すなわち、画像に表すことができる光レベル数）およびコントラスト範囲（すなわち、類似コントラストの画像領域に割り当てられる識別可能レベル数）も制限する。従って、ＭＰＥＧ−２およびＭＰＥＧ−４で用いられる符号化および復号化方法は、入力される原画と比較した伸張出力画像の潜在的品位を低下させてしまう。本発明はこれらの制限に取り組むものである。
【００１５】
概要
本発明は、ＭＰＥＧ型の符号化および復号化システムに対する新規な改良に基づくビデオ圧縮品位の改良に取り組むものである。一局面において、本発明は、中間の符号化および復号化処理ステップ中に、より高いビット数を保持することにより、ＭＰＥＧ型ビデオコード化による画像品位を著しく改良するための方法を提供する。意外なことに、この品位改良の結果は、画像シーケンス符号化に必要な総ビット数を比例的に増加させない。さらに、復号器のＩＤＣＴ機能の数値アルゴリズムを、符号器の復号部に用いるＩＤＣＴ機能の数値アルゴリズムへ正確に一致させることにより、ＩＤＣＴ不一致の問題を取り除くことができる。ＩＤＣＴ不一致の排除により、必要なＩフレーム数を減らして圧縮比を高めることになる。
【００１６】
別の局面において、本発明は、「量子化パラメータ」すなわち「ＱＰ」の範囲を拡張することにより、広いダイナミックレンジの画像へ高精度の圧縮を適用することを含む。ダイナミックレンジ拡張は、暗い領域に低いＱＰを用い、明るい部分に高いＱＰを用いる。ＱＰの拡張は、ＱＰの範囲を直接増加させるか、または除算（圧縮）および乗算（伸張）するために、小さな範囲のＱＰ値を広い範囲の出力ＱＰ値にマッピングする非線形変換（関数またはルックアップテーブル等）を介して間接的に達成できる。
【００１７】
別の局面において、本発明は、精度を拡張して、それにより低コントラスト部分が圧縮コード化されるように、拡張された中間処理精度を適用するとともに、画像の低コントラスト領域に拡張ＱＰ範囲を適用することを含む。低ＱＰは低コントラスト（遠景であることが多い）領域とともに利用される一方、高いＱＰは高コントラスト領域（通常は前景）で利用される。かくして、例えば、カメラセンサが十分なビット分解能を持っていれば、靄がかかった日の空または地上の遠景対象は、伸張したときに完全に区別できる。
【００１８】
とりわけ一局面において、本発明は、第１色空間の第１精度で表現されたフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するための方法を含み、この方法は、第１精度よりも高い第２精度でフレームシーケンスを第２色空間表現に変換すること、そして、第２精度で後続の各符号化ステップを実行して圧縮出力を生成することを含む。
【００１９】
本発明の別の局面においては、第１色空間の第１精度で表現されたフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するための方法であって、この方法は、第１精度よりも高い第２精度でフレームシーケンスを第２色空間表現に変換すること、第２精度で動き補償された離散コサイン変換をフレームシーケンスに実行して第１符号化出力を生成すること、第２精度で第１符号化出力を量子化して量子化出力を生成すること、量子化出力に第２精度で逆離散コサイン変換を実行して第２精度で出力された圧縮出力を生成することを含む。
【００２０】
別の局面において、本発明は、第１色空間の第１精度で表現されたフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するための方法を含み、この方法は、フレームシーケンスを符号化して圧縮ビットストリームを創成すること、そして、第１精度よりも高い第２精度で圧縮ビットストリームに復号化のステップを実行することを含む。
【００２１】
本発明の別の局面は、第１色空間の第１精度で表現されたフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するための方法であって、この方法は、第１精度よりも高い第２精度でフレームシーケンスを第２色空間表現に変換すること、第２精度で後続の符号化ステップを実行して圧縮ビットストリームを生成すること、および、第２精度で圧縮ビットストリームを逆量子化して逆量子化出力を創成し、逆量子化出力に第２精度で逆離散コサイン変換を適用して伸張出力を生成し、そして伸張出力から第２精度で画像フレームを生成することにより、圧縮ビットストリームを復号化することを含む。
【００２２】
本発明のさらに別の局面は、第１色空間の第１精度で表現されたフレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮および伸張するための方法であって、この方法は、第１精度よりも高い第２精度でフレームシーケンスを第２色空間表現に変換すること、逆離散コサイン変換の数値アルゴリズムを適用することを含む、第２精度で後続の符号化の各ステップを実行して圧縮ビットストリームを生成すること、そして、一致している逆離散コサイン変換の数値アルゴリズムを適用することを含む、第２精度で後続の復号化のステップ圧縮ビットストリームに実行することを含む。
【００２３】
本発明の別の局面は、フレームシーケンスを含むデジタル化ビデオ画像シーケンスを、Ｉフレームを含む圧縮ビットストリームへ圧縮する間に平均圧縮比を高めるための方法であって、この方法は、後続の復号化工程中に適用される逆離散コサイン変換の数値アルゴリズムと一致する逆離散コサイン変換の数値アルゴリズムを適用することによりフレームシーケンスを符号化することを含み、従って、Ｉフレーム間の距離が大きくなった圧縮ビットストリームを生成する。
【００２４】
本発明の別の局面は、広いダイナミックレンジまたは広いコントラスト範囲の少なくとも一方を有するデジタル化ビデオ画像シーケンスを圧縮するための方法であって、ビデオ画像は第１精度で表現されるフレームを含み、各フレームは領域を定義する複数のマクロブロックを含み、この方法は、可能な値との直接対応、または可能な値の拡張範囲を表すコードを持つ量子化パラメータＱＰを決定すること、各フレームのマクロブロック毎のＱＰ値を決定すること、第１精度より高い第２精度で各フレームを圧縮して圧縮フレームを創成すること、かかる圧縮は、かかるフレームに対して決定されたＱＰ値を適用して、かかるフレームを符号化するのに必要なビット数を減らすことを含み、ＱＰコードを、圧縮中に用いられる決定ＱＰ値と関連付けること、そして、各圧縮フレームおよび関連ＱＰコードを出力することを含む。
【００２５】
本発明は対応するコンピュータプログラムの実装および装置の実装を含む。
【００２６】
本発明の一つ以上の実施の形態の詳細を、付帯図面および下記説明で述べる。本発明の他の特徴、目的、および利点は、以下の説明並びに図面、および請求項から明らかになろう。
【００２７】
詳細な説明
高精度中間画像処理
ＭＰＥＧ−２およびＭＰＥＧ−４の限界精度の想定および技法は、Ｉ、ＢおよびＰフレームの格納に必要なメモリ量を最小化するよう設計される。しかしながら、フレームメモリは現在では十分採算に合う価格である。本発明は、符号化および復号化の中間処理ステップ中に高ビット数を保持することにより、ＭＰＥＧ型ビデオコード化からは著しく改良された画像品位が得られるという発見に部分的に基づいている。意外なことに、この品位改良が、画像シーケンス符号化に必要な総ビット数を比例的に増加させることにはならない。事実、本発明を用いると通常はビット数が減少する。
【００２８】
図３は、本発明によるＭＰＥＧ型符号化方法のブロック図である。ＲＧＢ入力フレーム３０２はＲＧＢ−ＹＵＶ変換器３０４に与えられる。最新のフレーム生成装置（例えば、ビデオカメラおよび高解像度フイルムスキャナ）は高い色範囲（例えば、１色につき１０ビット／ピクセル）の画像を出力できるので、かかる装置は入力源として好ましい。しかし、入力源は従来のＭＰＥＧ−２またはＭＰＥＧ−４の８ビット装置でもよい。その結果はＤＣＴ機能３０６に与えられ、元の入力信号に現れるよりも高い精度のビット数（例えば１６ビット）を保持する。ＤＣＴ機能３０６の出力を量子化機能３０８に、次いでＩＤＣＴ機能３１０に与える。ここでも再び元の入力信号（例えば、ＰおよびＢフレームが符号付き１６ビット、Ｉフレームが符号なし１６ビット、はデジタルハードウエアおよびソフトウエアシステムにとって便利な表現である）に現れるより高い精度のビット数（例えば１６ビット）を保持する。最終出力３１２は、典型的には、中間処理精度と同一精度で格納されるＹＵＶ信号である。出力のかかる向上精度の重要な特性は、それが後続のＰおよびＢフレームの予測改良を可能にするということである。
【００２９】
ＭＰＥＧ−２およびＭＰＥＧ−４ビデオコード化で具体化されるＩＤＣＴ不一致の考え方は、復号化に用いる演算が、符号化の復号部に用いられる演算と異なるかもしれないという仮定に基づいている。上記のようにこの不一致は、高次高調波の低位ビットに対するＤＣＴ不一致ディザ（ノイズも付加する）が存在する場合であってもドリフトの原因になる。Ｉフレームを互いに近づけて配置（ほぼ０．５秒毎）してこのドリフトを再補正し、そして誤差量を制限するのが、ＭＰＥＧ−２では慣例になっている。しかし、Ｉフレームは比較的効率が悪く、普通は、同ビット数のＰフレームの約３倍、同ビット数のＢフレームの５倍のコストがかかる。Ｉフレームは、動画シーケンスに「同調」している間の再開点および基準点も形成する。しかし、もしＩＤＣＴ不一致がなければ、格納媒体上でのＩフレーム発生頻度を、数秒（例えば、平均して約１から５秒の範囲）にまで有用に拡げて、効率を向上することになる。
【００３０】
ＩＤＣＴ不一致は、復号器のＩＤＣＴ機能の数値アルゴリズムを、符号器の復号部に用いられるＩＤＣＴ機能のアルゴリズムと正確に一致させることにより取り除くことができる。これらの一致しているＩＤＣＴ機能におけるいずれの精度限界も、あるＰフレームから次のＰフレームへ移るときにその差信号（ＩＤＣＴの精度限界の差を含む）のコード化を介して生起する自然なフィードバック機構により、Ｐフレーム毎に自動的に補正される。数値アルゴリズムの「正確な一致」の意味は、入力を出力へ変換するアルゴリズムのこれらの部分が、乗算および加算機能に対する同一定義、同一数値表現、同一精度等を適用するのがよいということである。しかしながら、数値アルゴリズムは、コンピュータプログラムまたは集積回路の実装に対する場合と同じである必要はない。従って、例えば、異なるコンピュータ言語およびバイナリ生成モード（例えば、インタプリタ型対コンパイル型）を用いてもよい。
【００３１】
このように、高品位コード化はＩＤＣＴ機能のこと足りる精度によって得られが、しかしＩＤＣＴ機能に非常に高い精度を要求する必要はない。例えば、ＭＰＥＧ−４ビデオ基準ソフトウエアでは、倍幅浮動小数点（６４ビット）ＩＤＣＴが実装されている。これは全く不要である。なぜなら、１６ビットＩＤＣＴの実装は、１２ビットダイナミックレンジまでのコード化に必要な改良を提供するのに十分だからである。３２ビット浮動小数点の実装等、１６ビット以上の符号器および復号器の実装（正確な一致）によりダイナミックレンジを１６ビットまで拡張できる（それは、０．１％以下の対数ステップで１０億対１を超えるダイナミックレンジを生み出し、人の視覚限界を超える）。こうして、符号器および復号器のＩＤＣＴの実装を正確に一致させることにより、本発明は、ＩＤＣＴ不一致の問題を取り除きながら、ＩＤＣＴの実装に必要な演算量を大幅に減少させる。さらに、中間精度を上げているにも関わらず直感とは逆に、正確に一致している符号器および復号器を用いると、ＩＤＣＴの実装は実際に全体効率を高める（すなわち平均圧縮比が高くなる）。なぜなら、ビットコストが嵩むＩフレームを時間的にかなり離すことができるからである（例えば、平均で約１から５秒の範囲）。実際に、Ｉフレームは、仮想的には無制限の時間だけ離すことができ、プログラムの中間へジャンプできるように、または損失のある伝送チャネルから生成されるエラーを補正することができるように、所望した場合にだけ時間が制限される。
【００３２】
図４は、本発明によるＭＰＥＧ型復号化方法のブロック図である。高精度符号化入力ビットストリーム４０２が、入力ビットストリームの精度と一致する「中間」処理精度を持つ逆量子化機能４０４に与えられる。その結果は、対応する符号器のＩＤＣＴ機能３１０に正確に一致しているＩＤＣＴ機能４０６へ与えられるのが好ましい。ＩＤＣＴ機能４０６は、すべての直前の内部処理ステップと同一の中間精度（例えば１６ビット）の符号付き値４０８を出力する。この出力は、Ｉフレーム４１０を備えるか、または直前フレーム４１２もしくは直後フレーム４１４（ともに同一精度）からのデータと組み合わされて新たなフレーム４１６を生成するかのいずれかである。
【００３３】
更に、すべての形のディザが排除されるべきであり、それにより、ノイズおよびアーチファクトを減らす。特に、丸めからのディザ（例えば、１７番目のビットで丸められた完全精度では除く）、およびＩＤＣＴ不一致からの高次高調波の低位ビットのディザは、ともに排除されるべきである。また、好ましい実施の形態では、最終ステップだけの複合化、丸め中の任意の最終色空間変換ステップ（例えば、変換画像を利用または格納するＹＵＶ４：２：０からＹＵＶ４：２：２への変換等、ＹＵＶ−ＲＧＢまたは他の変換）で追加の中間ピクセル精度が用いられる。
【００３４】
注意しなければならないのは、図３および図４に示す高精度技法を用いて標準精度の入力を符号化し、次いで復号化してもよいことである（例えば、ＭＰＥＧ−２に従って用いる８ビット精度入力）。その結果は高精度入力を符号化および復号化する程の高い品位ではないが、それでも現行ＭＰＥＧ符号化および復号化を超える改良がなされる。さらに、符号化および復号化工程は、中間処理および格納中の精度拡大により改良できる。改良のためにかかる精度を同一にする必要はないが、その改良は、符号化および復号化の復号部が精度および数値アルゴリズムで正確に一致している場合に最適化される。
【００３５】
以下は、圧縮画像品位を改良する本方法の好適な実施の形態の要約である。
１）中間処理中、入力精度より高いビット精度を保持する（例えば、符号化中のＲＧＢからＹＵＶへの変換ステップの精度のビットをより高く保持するとともに、ＩＤＣＴステップの高いビット精度を保持する）。
２）拡大した中間精度結果を格納する。
３）オプションとして、符号器および復号器への正確に一致するＩＤＣＴの実装を利用する。
４）オプションとして、すべての形のディザを排除する。
５）最終ステップだけの複合化、丸め中の最終色空間変換ステップで、付加的ピクセル精度を利用する。
【００３６】
ダイナミックレンジおよびコントラスト拡張
本発明者は、以前、ピクセルベース画像表現の、比色分析およびダイナミックレンジのゆるやかな増大に対する考え方について検討した。例えば、１９９０年１０月のＳＭＰＴＥ会議で発表し、ＳＭＰＴＥ
Ｊｏｕｒｎａｌ（１９９０年１０月、ｖｏｌ．１００、ｎｏ．１０）で刊行されたＧａｒｙ Ｄｅｍｏｓの「ピクセルに対する対数および密度単位の使用」を参照。また、１９９３年１０月のＳＭＰＴＥ会議で発表し、会報および予稿集で刊行されたＧａｒｙ Ｄｅｍｏｓの「スケーラブル、補間可能、そして伸長可能な画像色およびダイナミックレンジの表現例」も参照。
【００３７】
ピクセル値に対数表現を用いることには多くの利点がある。例えば、ＹＵＶコード化方法論では、Ｒ−ＹとしてＵを、そしてＢ−ＹとしてＶを演算する。対数表現では、ＵはＲ／Ｙとなり、ＶはＢ／Ｙとなる。両者とも上記１９９３年のＳＭＰＴＥ論文「スケーラブル、補間可能、そして伸長可能な画像色およびダイナミックレンジの表現例」での造語である「等輝度（ｉｓｏｌｕｍｉｎａｎｔ）」である。すなわち、ＵおよびＶの両チャネルは、両者が一定の色相を持つ場合、照度変動下の信号を含まない。これはＵおよびＶチャネルを用いる色の高効率コード化をもたらす。さらに、この色相コード化効率は、明度全体の極めて広いダイナミックレンジにわたって得られる。また、対数表現は極めて広い明度範囲全体で知覚が均一になるのはもとより、システム計測および校正の方法も容易にする。
【００３８】
表１は、９から１４ビット／ピクセルの範囲の様々なビット数の範囲および色調定義能力を示す。この表から判るのは、明度範囲、色範囲、および色調定義（１／８％ステップで）で約１０，０００，０００対１の範囲に広がっている人の視覚の範囲が、対数表現を用いると１６ビット以下の精度で扱うことができるということである。
【表１】
2004519920.tif 000003
【００３９】
現在の高品位電子カメラおよびプロジェクタは、１色につき約１０ビット／ピクセルのダイナミックレンジおよび色範囲の動作能力を持っている。例えば、ポラロイド／フィリップスのＬＤＫ９０００カメラは広い色範囲を持つ低ノイズ画像を提供する。このカメラのＣＣＤピクセルサイズは、１１ミクロンであり、フルウェル電子カウント数はほぼ２５，０００電子である。フルウェルカウント数を数十万または数百万電子に増やす潜在能力を備える更に大きなセンサーサイズが実現可能である。画像プロジェクタでは、１０ビットガンマ入力を有する微小ミラープロジェクタは、色調の識別がかなり可能な１０００：１のダイナミックレンジを達成可能であり、従って映画のフィルム品位に近づく。最高のフィルムは、高い色調忠実度と広い色範囲を有し、より広いダイナミックレンジ（約３０００：１）を達成できるが、デジタル画像化およびその表示がこの性能と競合し、今では、最終的には超えことができると予想される。
【００４０】
上記のように、動画圧縮の品位は、中間処理中の拡張精度を保持することにより著しく向上できる。同一メカニズムを利用して、効率よく圧縮可能な画像情報のダイナミックレンジを大きく伸長できる。例えば、１４ビットの中間精度を保持する場合、このビット範囲は、１／８％の対数ステップで７００，０００，０００：１のダイナミックレンジを表現することができる。
【００４１】
引用した論文では扱っていないが、明度の識別が局在しているという別の観察をするのも有益である。つまり、非常に明るい対象に隣接している暗い影の領域では小さな明度変化が区別できない。従って、画像の同一領域内に局在する明度に関する色調とダイナミックレンジの識別を保持するだけでよい。しかしながら、画像の別の部分は、暗い影かも知れないし、ディテールの識別が実質的にできる明るい領域から十分離れているかも知れないので、局在する明度表現の色調範囲内の対応するディテールが必要である。
【００４２】
中間処理中の拡張精度の使用と組み合わされるこの考えは、動画圧縮に適用できる。特に、圧縮システム内で維持される中間精度が、１３、１４、１５または１６等、高いビット数に拡張されると、この拡張精度は広いダイナミックレンジ画像を表現できる。更に、効率のよい圧縮を得るために、明領域の色調識別に対する影の拡張識別の知覚限界が利用できる。
【００４３】
ＭＰＥＧ型圧縮システムでは、色調識別は「量子化パラメータ」すなわち「ＱＰ」により決定される。ＱＰは、ＤＣＴの周波数係数に分割されて動画ストリームをコード化するのに必要なビット数を低減する。復号化中に、ＱＰは、ＩＤＣＴ演算に先立ってＤＣＴ係数に乗算される。従って、ＱＰは周波数（ＤＣＴ）空間で適用されるが、依然として色調精度パラメータを表す。
【００４４】
上記の領域識別特性を考慮すると、色調識別は十分な明度に関連するので、高いＱＰは、明瞭性や色調の視覚的損失のない高い明度領域で利用できる。しかしながら、暗い画像の影の部分では、低いＱＰを利用して細かい色調精度を提供しなければならない。
【００４５】
ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、およびＭＰＥＧ−４に共通して用いられるのは、１から３２の範囲の線形ＱＰ因子である。これは、ＭＰＥＧ−２により提供されるような８ビットダイナミックレンジには適するが、この範囲は更に高いビット数（例えば、１０ビットや１２ビット等）、または更に広いダイナミックレンジには不十分である。ＭＰＥＧ−２およびＭＰＥＧ−４では、あるマクロブロックから次のマクロブロックでＱＰを変更することができる。これは通常、ビットレートを調整することにより一定ビットレートを維持するメカニズムである。より高いＱＰは、より少ないコード化ビットを生成する一方、より低いＱＰはより多くのコード化ビットを生成する。従って、１から３２の範囲でＱＰを変化させることは、ＭＰＥＧ−１またはＭＰＥＧ−２の８ビット能力のような限定精度システムでは、与えられた一定ビットレートを維持するために必要であるにすぎない。しかしながら、ＭＰＥＧ−４のような１０ビットまたは１２ビット精度では、場面の変化量が大きく変化する場合（シーンストレスが高い場合）、および低い一定ビットレートが要求される場合、可能な値が３２のＱＰ範囲では不十分なこともある。１０ビットに対する３２値のＱＰ範囲は、ＭＰＥＧ−２のような８ビットコード化システムでは利用できる範囲が１／４にすぎないので、８ビットに対する８値のＱＰ範囲と等価である。ＭＰＥＧ−４のような１２ビット符号化システムでの３２値の範囲は、８ビットコード化のための２値のＱＰ範囲と等価であり、ＱＰ範囲の最初の１／１６だけが８ビットシステムで利用できるにすぎない。
【００４６】
従って、一般的な場合にはＱＰ範囲の拡張は有益である。しかし、注意すべき点は、ＱＰ範囲とＱＰ値間の直接的対応（すなわち、ｘ値は表現番号ｘと同一であり、従って１４値は表現番号１４と等しい）と併せて、高精度中間符号化および／または復号化を使用することにより、高品位圧縮および伸張を生み出すことができるということである。
【００４７】
フレーム内のＱＰの変化が望まれている場合、ＱＰの少数のステップを維持することが望ましい（３２もしくは６４値、または同じような少数等）。なぜなら、マクロブロック毎のＱＰ変化をコード化するのに必要なビットは、ＭＰＥＧ−４では２単位に制限されているからである。ＱＰがフレーム毎に１回だけ、またはスライス毎もしくは類似の大きな構造毎に１回だけ変化する場合、ＱＰ値の数は大きくできる。
【００４８】
必要であれば、ＱＰの実効範囲は、ダイナミックレンジの知覚的対数性を利用した少数の表現コード以内で、広い範囲の決定値（すなわち、圧縮および伸張中に実際に適用されたＱＰ値）に拡張できる。従って、非線形ルックアップテーブルを用いて、少数の表現ＱＰコード（１から３２、または１から１２８の範囲等）を、ずっと広い決定ＱＰ値（１から１２８、１から２５６、１から１０２４または１から４０９６等）にマッピングできる。かかるテーブルで、低ＱＰコードエントリはほとんど１対１で決定ＱＰ値にマッピングされることになる。例えば、１から４のＱＰコードは１から４の決定ＱＰ出力値にマッピングされるかも知れない。しかし、対数モデルでは、マッピングは次第に鋭くなってくるので、ＱＰコード８は、決定ＱＰ値１６にマッピングされ、ＱＰコード１６は、決定ＱＰ値６４にマッピングされ、そして、ＱＰコード３２は、決定ＱＰ値２５６にマッピングされかも知れない。注意すべきは、ＭＰＥＧ−２は、１から３１の線形ＱＰモード、１から３１の各コードを２倍の値（すなわち、２から６２）にマッピングするダブルステップＱＰモード、およびコード１から３１を決定値１から１１２にマッピングする非線形ＱＰモードを提供するということである。ＭＰＥＧ−２では、これらの大きな決定ＱＰ値は、８ビットピクセル値を用いて極端に粗いコード化を生み出す。例えば、ＱＰ値６２および１１２は、８ビット値の中のそれぞれ僅か２ビットまたは１ビットのコード化に対応するにすぎない。従って、これらの値を用いて符号化された画像はいずれも極度に貧弱な品位となる。
【００４９】
代替として、ＱＰがフレーム毎、またはスライス毎、または他の大きな構造毎に１回だけ規定されている場合、ＱＰが利用できるビット数は制限されず、ＱＰ値は、１６ビット、３２ビット、３２ビット浮動小数点、および更に大きなビット数さえも含め、任意の適切なビット数内の非常に広い範囲全体に完全に表現される。しかし、広いダイナミックレンジ画像の考え方の枠組みは、画像の何箇所かが明度が高くて、高い決定ＱＰ値を要求し、他の部分は明度が低くて、低い決定ＱＰ値を要求する、ということである。従って、領域ベースで効率的にＱＰ値を規定する方法を用いることが有用である。ＱＰ値がマクロブロック毎に±２単位の幅で変動できるコード化システム（ＭＰＥＧ−４等）の既存メカニズムは、ＱＰコードの範囲が制限されている場合（ＭＰＥＧ−４での１から３２等）は十分である。しかし、大きなＱＰ値範囲が必要な場合、領域のＱＰ値を規定する他の単純な方法も適切でかつ有用である。
【００５０】
このように、領域で変化するＱＰ値の使用は、高度に圧縮され、更に、元の動画と視覚的に区別できない極めて広いダイナミックレンジ表現を可能にするのに十分な一般的方法である。
【００５１】
決定ＱＰ値で除算（ＤＣＴ出力をＱＰで除算することも「量子化」と称する）した後のコード化表現に利用できるビット数には注意しなければならない。量子化後、残りのビットをビットストリームにコード化しなければならない。イントラフレームおよびイントラマクロブロックの場合を除き、コード化ビットは、直前フレームまたは直後フレームの最良の動きベクトル予測一致と、現フレームおよび現マクロブロックとの間の差分を表す。この量子化されたＤＣＴコード化差分のコード化表現が、達成可能な圧縮比を決定することになる。
【００５２】
ＭＰＥＧ−２およびＭＰＥＧ−４では、最大コード化値の範囲は±２０４７である（ＶＬＣテーブル表現により制限される）。これは８ビットの非量子化精度に対応する。従って、１０ビット画像の非量子化（すなわち、ＱＰ＝１）コード化に対して、この最大コード化範囲を４倍超えることができる。これは、最良一致の予測器ブロックが、黒から白まで推移するフルスケール、あるいは等価なフルスケールＡＣ係数変化（一様なグレー領域から予測される黒と白の鋭い縁等）を含む場合に生ずることになろう。最適予測器が貧弱な一致をもたらすことはまれにしかなく、従って、フルスケールコード化は、あるとしても、この１０ビット例の場合にはまれにしか要求されない。しかしながら、１２ビットの動画、またはもっと広い１４ビットもしくは１６ビット画像でもコード化値の範囲は、±２０４７のような範囲限界を超えることが多い。±２０４７の制限は容易に拡張できるが、コード化される平均ビット数を制限しようとする考え方には利点がある。ビットの平均数と最大コード化範囲とは共にＱＰ値の使用により直接的に減少する。例えば、４のＱＰは、±２０４７のコード化表現で利用できるダイナミックレンジを拡張して、１０ビットコード化のすべての可能なケース、および１２ビット動画コード化のすべての似たようなケースを含める。従って、ＱＰ値を１６、３２、または６４のようなもっと高い数値に拡張すると、±２０４７範囲のような、コード化ビットの制限数により表すことができる動画ダイナミックレンジを更に拡張できる、ということが分かる。かかる高いＱＰ値は範囲を拡張するだけでなく、コード化される平均ビット数を低下させることにより、高い圧縮比を生み出す。
【００５３】
この考えの鍵は、広いダイナミックレンジ画像の高いＱＰ値は、高い明度を持つ画像領域に対応していて、細かな色調識別を要求しないということである。フレームに対して拡張精度を維持することにより、そして明るい領域に高いＱＰ値を、暗い領域に低いＱＰ値を利用することにより、広いダイナミックレンジ画像をコード化するこの方法は、原画と区別できない知覚的に完全なコード化で高い圧縮比を達成する。
【００５４】
このように、ＭＰＥＧ型圧縮技法の効用は、広いダイナミックレンジの動画圧縮での使用のために拡張できる。カメラ、プロジェクタ、およびその他画像システム構成要素はその範囲能力を拡張し、この圧縮方法論を適用して高効率圧縮を利用可能にする。従って、得られた圧縮システムは、画像システムにおける将来の技術改良の多くの世代にわたって拡張可能である。
【００５５】
要約すると、本発明の一局面は、ＱＰ値の範囲拡張による広いダイナミックレンジ画像への高精度圧縮の適用を含む。その拡張は直接ＱＰ値の範囲を増大させることによるか、または除算（圧縮）および乗算（伸張）のために小さなＱＰコード範囲を広いＱＰ値へマッピングする非線形変換（関数またはルックアップテーブル等）を介して間接的に大きくするかのどちらかにより達成できる。本発明の別の局面は、領域情報に基づくかかる広い範囲のＱＰ値の決定、もしくは圧縮中に利用可能な情報の検査による決定、またはこれらの２つの決定方法の組み合わせである。
【００５６】
拡張中間処理精度および拡張ＱＰ値範囲は、動画像の拡張コントラストおよび低下コントラスト範囲領域の両方のコード化にも適用可能である。例えば、靄がかかった日には、前景の対象に高コントラスト、遠景に低コントラストを持つのが普通である。遠く離れた対象は非常に低いコントラストを持つことが多い。それ以外の、ビルの窓や自動車のフロントガラス越しの場面のような普通の状況でも、ガラスやガラスの反射によりコントラストが低下する。反射もコントラストを低下させる。
【００５７】
拡張された精度とＱＰ値範囲の原理を画像のコントラスト低下領域に適用して、低コントラスト部分を圧縮コード化する精度を拡張できる。低いＱＰ値を暗い領域に、高いＱＰ値を明るい領域に用いるダイナミックレンジ拡張と同様に、低いＱＰ値を低いコントラスト（遠景のことが多い）領域で利用する一方、高いＱＰ値を高いコントラスト（普通は前景）領域に利用する。この方法では、カメラセンサが十分なビット分解能を備えていれば、靄の日の空にある、あるいは地上の遠い対象は、伸張した場合に完全に区別できる。そのコントラストは、その後に人工的に強調できるので、通常のダイナミックレンジを有する明瞭な画像が浮き彫りになる。
【００５８】
現行のカメラおよびフィルムは、ほぼ１０ビットのガンマ特性または対数ダイナミックレンジが限界であるが、将来のカメラがもっと高い精度を備えるようになるのは明白である。ダイナミックレンジ拡張に加えて、かかるカメラ画像の拡張明度識別は、低コントラスト領域のディテールを見るために有用であろう。カメラと同様に、プロジェクタもダイナミックレンジおよび最高明度を拡張しているので、拡張範囲内の低コントラストのディテールを識別することが可能である。雨降りのような明度の細かい変化は、ダイナミックレンジに限界があるモニター上で見るよりもダイナミックレンジが広いプロジェクタのほうがずっと見やすい。ダイナミックレンジが広いプロジェクタにより表示された対象は容易に識別できる。なぜなら、観察者に対し、広い範囲の明度変化を持つからであり、それに反して、コンピュータのＣＲＴディスプレイ上には低範囲の明度変化しかない。このように、カメラとディスプレイがダイナミックレンジおよび色調識別（すなわち、現在の１０ビット能力を超える分解能の追加ビット）を伸張するので、ダイナミックレンジだけでなく、コントラスト識別も伸張することが望ましい。
【００５９】
基本的には、拡張ダイナミックレンジをサポートする同一の技法が、低コントラスト領域の高識別コード化もサポートする。特に、通常は特別にコード化される（ＤＣ項のコード化効率を改良するため）ＤＣ係数と異なる方法で、ＱＰ値がＤＣＴ出力のＡＣ係数に適用される。従って、ＡＣ係数のスケールは、優勢なＤＣ値について自然に範囲化される。例えば、グレイの靄の低コントラスト領域は、靄平均のＤＣ値について低振幅ＡＣ係数を持つことになる。こうして、低ＱＰ値の適用は、低コントラスト領域内の細かな色調変化を自然に保持する。拡張ダイナミックレンジと同様に、高いＱＰ値は、前景の高コントラスト領域の通常のコード化が可能である。
【００６０】
暗い領域および靄領域に対してＱＰ値が適切となるように、更には通常のコントラストの完全明度領域に対して適切になるように調節するために、ＱＰ値は、各ピクチャー領域のコントラストおよび明度に関して領域毎に決定しなければならない。これは、ＱＰ値をマクロブロック毎に設定して、それにより領域の各マクロブロックがほぼ同数のビットを生成する場合には、自動的に決定することもできる。低コントラスト領域はもとより、暗い領域を含む広いダイナミックレンジを持つ画像については、各マクロブロックに一定のビット数を与えることが、明度とコントラストの全範囲にわたる表現を自動的に最適化する。しかし、同じく望ましいことは、ディテールが低い領域に対するよりも、ディテールが高い領域に対してもっと多くのビットを提供し、静止領域よりも動きのある領域へもっと多くのビットを提供することである。
【００６１】
各マクロブロックに対するＱＰ値の決定は、各マクロブロックのＤＣＴ係数の相対的振幅を検査することで自動化できる。ディテールを示すＤＣＴ係数、および動きを示すＤＣＴ係数を含むマクロブロックには、係数の相対的重みがディテールの低さまたは変化（動き）の少なさを示すマクロブロックよりも、多くのビットが提供される。しかし、カメラセンサのノイズも考慮しなければならない。なぜなら、ノイズは変化（動き）およびディテール（高い周波数の係数）のような挙動を示すからである。真の広いダイナミックレンジ、および適切な低ノイズレベルの高識別センサを用いる場合、ＤＣＴ係数の相対的重み付け自体が、ＱＰ値の自動設定をするためのインジケータを形成する。特に、より大きなＤＣＴ係数はより大きなＱＰ値を生成する。従って、マッピングあるいはＤＣＴ係数間の相関、および所望の対応ＱＰ値は、実験的に決定できる。
【００６２】
最大領域明度およびコントラスト等の単純な領域アルゴリズムは、適切なＱＰ値を決定する（または、他のメカニズムを伴って決定を支援する）ために使用できるもう一つの方法である。追加情報も領域ディテール振幅（ピクチャー高周波数静止）測定アルゴリズムにより提供できる。各方法は独自の利点を有する。しかし、イントラマクロブロックの場合、ＤＣＴ係数はそれ自体、ＱＰ値を決定するのに十分である。すなわち、ＤＣＴ係数は、予測されたマクロブロックに対する動きと組み合わされたディテールの指標であるので、別のディテール指標（平行イントラＤＣＴ変換等）の使用は、現フレーム画像マクロブロック（ゆっくりと動くカメラによる木の葉のような動き補償後の静止）のディテールからの、動きのディテール変化（雨滴や水平面上を動く波等）の分離を支援する。ＱＰを示すためにＤＣＴ係数自体を使用する単純な方法は、実施においては特に魅力的である。
【００６３】
図５は、圧縮中のダイナミックレンジおよび／またはコントラストを拡張する好適な方法を要約するフローチャートである。
【００６４】
ステップ５００：広いダイナミックレンジまたは広いコントラスト範囲のソースピクチャで開始する。
【００６５】
ステップ５０２：必要であれば量子化パラメータ（ＱＰ）コードセットの実効値範囲を拡張する。例えば、下記技法の一つで行うことができる。
１）ＱＰコードセットを公称範囲（３２レベルが典型的）から、より大きい実際の範囲（１２８、１０２４、もしくは４０９６レベル、または画像範囲に対して適切な任意レベル）へ拡張する。従って、公称値は拡張された可能な値の範囲を直接的に表す。
２）非線形ルックアップテーブルまたはマッピング関数を用いて、非線形型の公称ＱＰコードをより大きな実効範囲の値に関連付ける。マッピングは、普通、低い値において線形であるが、値が典型的な最大範囲に向けて増大する場合は、実効的ＱＰの乗算および除算ステップサイズが増大する。例えば、３２または６４コードを非線形ルックアップまたはマッピング関数を用いて拡張して、例えば１２８、１０２４、４０９６または画像範囲に対して適切な任意の値など、更に大きな最大値を有する大きな実効範囲を生み出す。
【００６６】
ステップ５０４：好ましくは下記方法の一つを用いて、圧縮される画像のマクロブロック毎にコード化されるべきＱＰ値を決定する。
１）アルゴリズムを用いて適切なＱＰ値を決定して、動画ストリームの解析により、各フレーム内のローカル画像領域のコントラスト、各フレーム内のローカルダイナミックレンジ、各フレーム内のローカルディテール振幅、および一つ以上の連続フレーム間のローカルな動き（上記したように）を決定する。
２）（ＱＰの候補値の数に対して）生成されたビット数に従って圧縮工程で生成された情報、および量子化に先立つＤＣＴ係数の振幅および周波数に基づいてＱＰ値を決定する。
３）１）および２）からの情報を組み合わせ、圧縮工程から生成された情報はもとより、領域情報も利用して、マクロブロック毎にＱＰ値を決定する。
【００６７】
ステップ５０６：すべての中間処理に対して、上記のように、拡張精度を使用して、ステップ５０４で決定されたＱＰ値を用いて画像を圧縮する。圧縮された画像は、圧縮中に用いた決定ＱＰ値に対応する関連公称ＱＰコードとともに、要望に応じて格納または送信できる。
【００６８】
ステップ５０８：格納または送信された画像を、上記のように高精度伸張を用いて、各種用途に向けた広いダイナミックレンジ、広いコントラスト範囲、高い分解能画像に伸張する。必要であれば、関連公称ＱＰコードは、かかる伸張用に対応する決定ＱＰ値へマッピングして戻す。かかる用途には、映画およびスポーツの家庭および劇場での提示、格納画像の保管、ビジネス用動画提示、行政用途（例えば、サーベランス、軍事機構および統制）が含まれる。伸張画像は広いダイナミックレンジのディスプレイ装置上で見ることができ、および／または、最適解析を提供するために高品位の広いダイナミックレンジ画像から利益を受ける（必要とする）アルゴリズムを用いた画像解析のためのソースとして用いることができる（かかるアルゴリズムは本開示の主題ではない）。
【００６９】
実施
本発明はハードウエアもしくはソフトウエア、または両者の組み合わせで実施できる（例えば、プログラマブルロジックアレイ）。他に指定のない限り、本発明の一部として含まれるアルゴリズムは、特定のコンピュータまたは他の装置と本質的に無関係である。特に、汎用目的の様々なマシンでは、本明細書の教示に基づいて書かれたプログラムを使用できる。または、より特化された装置（例えば集積回路）を構成して必要な方法のステップを実行するのが便利である。従って、本発明は、少なくとも一つのプロセッサ、少なくとも一つのデータ格納システム（揮発性並びに不揮発性メモリおよび／または格納要素を含む）、少なくとも一つの入力装置またはポート、および少なくとも一つの出力装置またはポートを備える一つ以上のプログラマブルコンピュータシステム上で実行する一つ以上のコンピュータプログラムで実施できる。入力データにプログラムコードを適用して、本明細書に記載の機能を実行し、出力情報を生成する。出力情報は一つ以上の出力装置に既知の方法で加えられる。
【００７０】
かかるプログラムはそれぞれ任意の所望コンピュータ言語（マシン語、アセンブリ、または高級レベルの手順、論理またはオブジェクト指向プログラミング言語を含む）で実装して、コンピュータシステムとの間で通信できる。どの場合でも、言語はコンパイル型でもインタプリタ型でもよい。
【００７１】
かかるコンピュータプログラムはそれぞれ、格納媒体または装置をコンピュータシステムにより読み込んで本明細書に記載の手順を実行する場合、コンピュータを構成するとともに動作させるために、汎用または特定目的のプログラマブルコンピュータにより可読な格納媒体または装置（例えば、固体メモリもしくは媒体、または磁気もしくは光媒体）に格納またはダウンロードするのが好適である。本発明のシステムは、コンピュータプログラムで構成されたコンピュータ可読格納媒体として実装されるべきであると考えてもよく、この場合、そのように構成された格納媒体は、コンピュータシステムを所定の特定方法で動作させ、本明細書に記載の機能を実行する。
【００７２】
本発明の多くの実施の形態を説明したが、それにもかかわらず、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、多様な改変が成されてもよいことが判るであろう。例えば、上記のステップによっては独立した順序でもよいので、記載と異なる順序で実行できる。従って、他の実施の形態は先に記載の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来技術のＭＰＥＧ−２基準ビデオ符号化方法のブロック図である。
【図２】図２は、従来技術のＭＰＥＧ−２基準ビデオ復号化方法のブロック図である。
【図３】図３は、本発明によるＭＰＥＧ型符号化方法のブロック図である。
【図４】図４は、本発明によるＭＰＥＧ型復号化方法のブロック図である。
【図５】図５は、画像圧縮中のダイナミックレンジおよび／またはコントラストを拡張する好ましい方法を要約したフローチャートである。
各種図面の類似の記号は類似の要素を示す。
【図１】
2004519920.tif 000004
【図２】
2004519920.tif 000005
【図３】
2004519920.tif 000006
【図４】
2004519920.tif 000007
【図５】
2004519920.tif 000008
【国際公開パンフレット】
2004519920.tif 000009
2004519920.tif 000010
2004519920.tif 000011
2004519920.tif 000012
2004519920.tif 000013
2004519920.tif 000014
2004519920.tif 000015
2004519920.tif 000016
2004519920.tif 000017
2004519920.tif 000018
2004519920.tif 000019
2004519920.tif 000020
2004519920.tif 000021
2004519920.tif 000022
2004519920.tif 000023
2004519920.tif 000024
2004519920.tif 000025
2004519920.tif 000026
2004519920.tif 000027
2004519920.tif 000028
2004519920.tif 000029
2004519920.tif 000030
2004519920.tif 000031
2004519920.tif 000032
2004519920.tif 000033
2004519920.tif 000034
2004519920.tif 000035
2004519920.tif 000036
2004519920.tif 000037
2004519920.tif 000038
2004519920.tif 000039
2004519920.tif 000040
2004519920.tif 000041
2004519920.tif 000042
2004519920.tif 000043
2004519920.tif 000044
2004519920.tif 000045
2004519920.tif 000046
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004519920.tif 000047
2004519920.tif 000048
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004519920.tif 000049
2004519920.tif 000050
【国際調査報告】
2004519920.tif 000051