(57)【要約】  デジタル画像のコーディング方法、デコーディング方法、装置および付随するコンピュータプログラムである。本発明は、デジタル画像のコーディング方法に関し、前記画像（Ｉｋ）は、定義された順序で処理される複数の画素ブロックに分割されており、前記方法は、既定のサイズのカレントブロック（ｘ）のために実施される以下のステップ、すなわち、−カレントブロックを変換済みブロックへと変換するステップ（Ｔ２）であって、前記ブロックが係数を含み、前記ステップが２つの連続する変換サブステップを実施し、第１のサブステップはカレントブロックに適用され、第２のサブステップは第１のサブステップに由来する中間ブロックに適用され、前記中間ブロックは係数を含むステップと、−変換済みブロックの係数を量子化（Ｔ４）およびコーディング（Ｔ５）するステップと、を含む方法であって、前記変換ステップはさらに、前記変換サブステップのうちの少なくとも１つ、すなわちカレントブロックと中間ブロックのうちの変換すべきブロックと呼ばれるブロックに適用されるサブステップのうちの少なくとも１つに先立って、変換すべきブロック内で、異なる少なくとも１つの第１および第２のベクトルを形成する予備サブステップ（Ｔ２０、Ｔ２３）を含み、１つの前記ベクトルが、変換すべきブロックのサイズのうちの１つに等しい長さを有する、変換すべきブロックのそれぞれ隣接する画素または隣接する係数のシーケンスの、それぞれ画素または係数を含むこと、および、−前記少なくとも１つの変換サブステップには、前記少なくとも１つの第１のベクトルに対する第１の変換関数（Ｌ０、Ｃ０）の適用、および、前記ブロックの前記少なくとも１つの第２のベクトルに対する、第１の変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の変換関数（Ｌ１、Ｃ１）の適用が含まれること、を特徴とする。【選択図】図６
2018509070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像のコーディング方法において、前記画像は、定義された順序で処理される複数の画素ブロックに分割されており、既定のサイズのカレントブロックのために実施される以下のステップ、すなわち、
−  カレントブロックを変換済みブロックへと変換（Ｔ２）するステップであって、前記ブロックが係数を含み、前記ステップが２つの連続する変換サブステップを実施し、第１のサブステップ（Ｔ２１）はカレントブロックに適用され、第２のサブステップ（Ｔ２４）は第１のサブステップに由来する中間ブロックに適用され、前記中間ブロックは係数を含むステップと、
−  変換済みブロックの係数を量子化（Ｔ４）およびコーディング（Ｔ５）するステップと、
を含む方法であって、
−  前記変換ステップはさらに、前記変換サブステップのうちの少なくとも１つ、すなわちカレントブロックと中間ブロックのうちの変換すべきブロックと呼ばれるブロックに適用されるサブステップのうちの少なくとも１つに先立って、変換すべきブロック内で、異なる少なくとも１つの第１および第２のベクトルを形成する予備サブステップ（Ｔ２０、Ｔ２３）を含み、１つの前記ベクトルが、変換すべきブロックのサイズのうちの１つに等しい長さを有する、変換すべきブロックのそれぞれ画素または隣接する係数のシーケンスの、それぞれ画素または係数を含むこと、および
−  前記少なくとも１つの変換サブステップには、前記少なくとも１つの第１のベクトルに対する第１の変換関数（Ｌ０、Ｃ０）の適用、および前記ブロックの前記少なくとも１つの第２のベクトルに対する、第１の変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の変換関数（Ｌ１、Ｃ１）の適用が含まれること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
少なくともカレントブロックのコーディングパラメータに応じて、前記ベクトルに適用すべき異なる少なくとも２つの変換関数を決定する予備ステップ（Ｔ１）をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のデジタル画像コーディング方法。
【請求項３】
決定ステップ（Ｔ２）は、メモリに記憶された情報の読取りを含み、前記情報には少なくともコーディングパラメータ、第１の変換関数の識別子、ブロックまたは中間ブロックの第１のベクトルの少なくとも１つの識別子、第１の変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の変換関数の識別子、および前記ブロックの第２のベクトルの少なくとも１つの識別子が含まれることを特徴とする、請求項１または２に記載のデジタル画像コーディング方法。
【請求項４】
前記変換ステップが、それぞれ中間ブロック（Ｘｌ）または変換済みブロック（Ｘ）内で変換されたベクトルの係数を再配置するサブステップ（Ｔ２２、Ｔ２５）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載のデジタル画像コーディング方法。
【請求項５】
−  複数の既定のモードの中から選択された予測モードにしたがって先に処理された少なくとも１つのブロックからカレントブロックの値を予測するステップと、
−  カレントブロックの原初の値から予測値を減算することによる、残余カレントブロックを計算するステップと、
を含み、変換ステップ（Ｔ２）が残余カレントブロックに対して適用されること、および前記少なくとも１つのコーディングパラメータが、カレントブロックの予測モードであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載のデジタル画像コーディング方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１の変換関数および前記少なくとも１つの第２の変換関数の識別情報コーディングステップを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載のデジタル画像コーディング方法。
【請求項７】
第１の変換関数が、それぞれブロックの１行のサイズに等しい、または前記ブロックの１列のサイズに等しいサイズのベクトルの第１のサブアセンブリに対して適用されること、および前記少なくとも１つの第２の変換関数が、それぞれブロックの１行のサイズに等しい、または前記ブロックの１列のサイズに等しいサイズのベクトルの第２のサブアセンブリに対して適用されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載のデジタル画像コーディング方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの変換サブステップは、それぞれブロックの１行のサイズ、または１列のサイズに等しいサイズを有する、ブロック内に形成されたベクトルに異なる変換関数を使用することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載のデジタル画像コーディング方法。
【請求項９】
デジタル画像コーディング装置（１００）において、前記画像（Ｉｋ）は、定義された順序で処理される複数の画素ブロックに分割されており、既定のサイズのカレントブロック（ｘ）のために使用することのできる以下のユニット、すなわち、
−  カレントブロックを変換済みブロックへと変換するユニット（ＴＲＡＮＳ）であって、前記ブロックが係数を含み、前記ユニットが２つの連続する変換サブユニットを使用でき、第１のサブユニット（ＴＲ１）はカレントブロックに適用され、第２のサブユニット（ＴＲ２）は第１のサブユニットに由来する中間ブロックに適用され、前記中間ブロックは係数を含むユニットと、
−  変換済みブロックの係数を量子化（ＱＵＡＮＴ）およびコーディング（ＣＯＤ）するユニットと、
を含む装置であって、
−  前記変換ユニットはさらに、カレントブロックと中間ブロックのうちの変換すべきブロックと呼ばれる１つのブロック内で、異なる少なくとも１つの第１および第２のベクトルを形成するサブユニット（ＦＯＲＭ）を含み、１つの前記ベクトルが、変換すべきブロックのサイズのうちの１つに等しい長さを有する、変換すべきブロックのそれぞれ隣接する画素または隣接する係数のシーケンスの、それぞれ画素または係数を含み、前記サブユニットは、前記変換サブユニット（ＴＲ１、ＴＲ２）の少なくとも１つより前に使用されることができること、
−  前記少なくとも１つの変換サブユニットには、前記少なくとも１つの第１のベクトルに対する第１の変換関数の適用、および前記ブロックの前記少なくとも１つの第２のベクトルに対する、第１の変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の変換関数の適用が含まれること、
を特徴とする装置。
【請求項１０】
画像を表わすコーディングされたデータを含むビットストリーム（ＴＢ）からのデジタル画像のデコーディング方法において、前記画像（Ｉｋ）は、定義された順序で処理される複数のブロックに分割されており、変換済みカレントブロック（Ｘ’）と呼ばれるブロックのために実施される以下のステップ、すなわち、
−  ビットストリーム内で読取られたデータから変換済みカレントブロックの係数をデコーディングするステップ（Ｄ１）と、
−  デコーディングされた係数を逆量子化するステップ（Ｄ２）と、
−  変換済みカレントブロックを逆変換するステップ（Ｄ５）であって、前記ステップが２つの連続する逆変換サブステップを実施し、第１のサブステップ（ＤＳ１）はカレントブロックに適用され、第２のサブステップ（Ｄ５４）は第１のサブステップに由来する中間ブロックに適用される、ステップと、
を含む方法であって、
−  前記少なくとも１つの逆変換サブステップは、変換済みカレントブロック（Ｘ’）と中間ブロック（Ｘ’ｌ）のうちの処理すべきブロックと呼ばれるブロックに対して適用され、このサブステップには、処理すべきブロックのそれぞれ１列または１行の長さに等しい長さを有する少なくとも１つの第１のベクトル（Ｖ’ｃｊ０、Ｖ’ｌｉ０）に対する第１の逆変換関数（Ｃ０-1、Ｌ０-1）の適用、および、それぞれ１列または１行の長さに等しい長さを有する前記ブロックの少なくとも１つの第２のベクトル（Ｖ’ｃｊ１、Ｖ’ｌｉ１）に対する、第１の逆変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の逆変換関数（Ｃ１-1、Ｌ１-1）の適用が含まれること、および
−  さらに、処理済みベクトル（Ｖ’ｃｊ０、Ｖ’ｃｊ１、Ｖ’ｌｉ０、Ｖ’ｌｉ１）に由来するそれぞれ１列または１行の長さに等しい長さを有する、それぞれ隣接する係数または隣接する画素のシーケンスの位置付けによって、処理済みブロック（Ｘ’Ｉ、ｘ’）を形成するサブステップ（Ｄ５２、Ｄ５５）が含まれること、
を特徴とする方法。
【請求項１１】
少なくともカレントブロックのコーディングパラメータに応じて、処理すべきブロックの前記ベクトルに適用すべき異なる少なくとも２つの変換関数（Ｃ０-1、Ｃ１-1、Ｌ０-1、Ｌ１-1）を決定する予備ステップ（Ｄ４）を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のデジタル画像のデコーディング方法。
【請求項１２】
逆変換ステップはさらに、前記少なくとも１つの変換サブステップに先立って、前記第１および第２のベクトル（Ｖ’ｃｊ０、Ｖ’ｃｊ１、Ｖ’ｌｉ０、Ｖ’ｌｉ１）内の処理すべきブロックの隣接する係数のシーケンスを再配置するサブステップ（Ｄ５０、Ｄ５３）を含んでおり、１つの前記シーケンスは、処理すべきブロックのサイズのうちの１つに等しい長さを有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１つに記載のデジタル画像デコーディング方法。
【請求項１３】
画像を表わすコーディングされたデータを含むビットストリーム（ＴＢ）からデコードするデジタル画像デコーディング装置（２００）において、前記画像は、定義された順序で処理される複数のブロックに分割されており、カレントブロックと呼ばれる既定のサイズのブロックのために使用することのできる以下のユニット、すなわち、
−  ビットストリーム内で読取られたデータから変換済みカレントブロックの係数をデコーディングするユニット（ＤＥＣＯＤ）と、
−  デコーディングされた係数を逆量子化するユニット（ＤＥＱＵＡＮＴ）と、
−  変換済みカレントブロックを逆変換するユニット（ＴＲＡＮＳ-1）であって、２つの逆変換サブユニットを連続的に使用でき、第１のサブユニットはカレントブロックに適用され、第２のサブユニットは第１のサブユニットに由来する中間ブロックに適用される、ユニットと、
を含む前記装置であって、
−  変換済みカレントブロックと中間ブロックのうちの処理すべきブロックと呼ばれるブロック（Ｘ’、Ｘｌ）の少なくとも１つの逆変換サブユニットには、処理すべきブロックのそれぞれ１列または１行の長さに等しい長さを有する処理すべきブロックの係数の少なくとも１つの第１のベクトル（Ｖ’ｃｊ０、Ｖ’ｌｉ０）に対する少なくとも１つの第１の逆変換関数（Ｃ０-1、Ｌ０-1）の適用、および、処理すべきブロックのそれぞれ１列または１行の長さに等しい長さを有するそれぞれ処理すべきブロックの係数または画素の少なくとも１つの第２のベクトル（Ｖ’ｃｊ１、Ｖ’ｌｉ１）に対する、第１の逆変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の逆変換関数（Ｃ１-1、Ｌ１-1）の適用が含まれること、および
−  そしてさらに、逆変換ユニット（Ｄ５）には、処理済みベクトル（Ｖ’ｃｊ０、Ｖ’ｃｊ１、Ｖ’ｌｉ０、Ｖ’ｌｉ１）に由来するそれぞれ１列または１行の長さに等しい長さを有する、それぞれ隣接する係数または隣接する画素のシーケンスの位置付けによって、処理済みブロック（Ｘ’ｌ、ｘ’）を形成するサブユニット（Ｄ５２、Ｄ５５）が含まれること、
を特徴とする装置。
【請求項１４】
デジタル画像のコーディングされたデータを含むビットストリーム（ＴＢ）を有する信号において、前記画像は、画素ブロックに分割されており、カレントブロックについて、
−  カレントブロックから変換済みブロックへと変換する２つの連続するサブステップ（Ｔ２１、Ｔ２４）を含み、少なくとも１つの変換サブステップには、カレントブロックおよび中間ブロック（ｘ、Ｘｌ）のうちの変換すべきブロックと呼ばれるブロックの、少なくとも１つの第１のベクトル（ｖｌｈ０、ｖｃｗ０）に対する第１の変換関数（Ｌ０、Ｃ０）の適用、および少なくとも１つの第２のベクトル（ｖｌｈ１、ｖｃｗ１）に対する、第１の変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の変換関数（Ｌ１、Ｃ１）の適用が含まれている、カレントブロックから変換済みブロックへの変換ステップ（Ｔ２）の間のカレントブロックのコーディングの際に使用される、互いに異なる少なくとも１つの第１および第２の変換関数の識別情報を表わすコーディングされたデータと、
−  変換すべきブロック中で形成された少なくとも第１および第２のベクトルを表わす、コーディングされたデータであって、１つの前記ベクトルには、変換すべきブロックのサイズのうちの１つに等しい長さを有する、変換すべきブロックのそれぞれ隣接する画素または隣接する係数のシーケンスが含まれているデータと、
を含むことを特徴とする信号。
【請求項１５】
請求項９に記載のデジタル画像コーディング装置（１００）および請求項１３に記載のデジタル画像デコーディング装置（２００）を含むことを特徴とする、ユーザー端末（ＴＵ）。
【請求項１６】
プロセッサによって実行された場合に、請求項１〜８のいずれか１つに記載のデジタル画像コーディング方法を実施するための命令を含むコンピュータプログラム（Ｐｇ１）。
【請求項１７】
プロセッサによって実行された場合に、請求項１０〜１２のいずれか１つに記載のデジタル画像デコーディング方法を実施するための命令を含むコンピュータプログラム（Ｐｇ２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、信号の圧縮の分野、詳細には画素ブロックに分割されたデジタル画像またはデジタル画像シーケンスの分野である。
【０００２】
デジタル画像のコーディング／デコーディングは、特に、
−  同じカメラに由来し、時間的に連続する画像（２Ｄタイプのコーディング／デコーディング）、
−  異なるビューに沿って配向された異なるカメラに由来する画像（３Ｄタイプのコーディング／デコーディング）、
−  対応するテクスチャおよび深度の成分（３Ｄタイプのコーディング／デコーディング）
−  等々、
を含む少なくとも１つの映像シーケンスに由来する画像に適用される。
【０００３】
本発明は、２Ｄまたは３Ｄタイプの画像のコーディング／デコーディングに対して同じ要領で適用される。
【０００４】
本発明は特に、ただし非排他的に、現在の映像コーダにおいて実施される映像コーディングＡＶＣ（英語の「Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ」の略）およびＨＥＶＣ（英語の「Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ」の略）およびそれらの拡張（ＭＶＣ、３Ｄ−ＡＶＣ、ＭＶ−ＨＥＶＣ、３Ｄ−ＨＥＶＣ、スケーラブルＡＶＣ、スケーラブルＨＥＶＣなど）、および対応するデコーディングに適用され得る。
【背景技術】
【０００５】
画像を画素ブロックに分割するデジタル画像の従来の圧縮スキーマを考慮する。初期コーディングユニットを構成するコーディングすべきカレントブロックは、概して、既定の切断モードにしたがって可変数のサブブロックに切断される。図１に関連して、非ゼロの整数をＫとして、デジタル画像シーケンスＩ１、Ｉ１、Ｉｋ、ＩＫを考慮する。画像Ｉｋは、２０１３年１１月に公開された文書「ＩＳＯ／ＩＥＣ  ２３００８−２：２０１３−Ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｍｅｄｉａ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｉｎ  ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ−−Ｐａｒｔ  ２：  Ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｖｉｄｅｏ  ｃｏｄｉｎｇ」、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ中で規定されているＨＥＶＣ規格の用語集にしたがって、初期コーディングユニットつまりＣＴＵ（英語の「コーディング・ツリーユニット」の略）に切断される。標準的コーダは、概して、固定サイズのＣＵ（英語の「Ｃｏｄｉｎｇ  Ｕｎｉｔｓ」の略）と呼ばれる正方形または矩形ブロックに基づく規則的なパーティショニングを提案している。パーティショニングは常に、パーティショニングされていない初期デコーディングユニットから行なわれ、最終的パーティショニングは、このニュートラルベースから計算され、次にシグナリングされる。ＨＥＶＣ規格により承認されているパーティショニングの例は、図２に関連して提示されている。
【０００６】
各ＣＵは、非網羅的に予測、残余計算、変換、量子化、およびエントロピーコーディングを含む一連の演算からなるエンコーディングまたはデコーディング演算を受けることになる。この一連の演算は、先行技術で公知のものであり、図３に関連して提示されている。
【０００７】
カレントブロックｂとして処理すべき第１のブロックＣＴＵを選択する。例えばこれは、（辞書式順序で）最初のブロックである。このブロックは、Ｎ×Ｎ個の画素を含み、Ｎは、例えばＨＥＶＣ規格にしたがうと６４に等しい非ゼロの整数である。
【０００８】
１からＬまで付番された考えられるＬ個のブロックパーティショニングＰＵが存在し、ブロックｂ上で使用されるパーティショニングが番号ｌのパーティショニングに対応するものと仮定する。例えば、「ｑｕａｄ  ｔｒｅｅ」タイプの規則的な切断モードにしたがって４×４、８×８、１６×１６および３２×３２サイズのサブブロックへの考えられる４つのパーティショニングが存在し得る。先に言及した通り、一部のブロックＰＵは矩形であり得る。
【０００９】
ステップＥ１中に、原初のブロックｂの予測Ｐｒが決定される。これは、典型的には動き補償（先にデコーディングされた基準画像由来のブロック）またはｉｎｔｒａ予測（画像ＩＤ内のカレントブロックに直接隣接するデコーディングされた画素から構築されるブロック）による公知の手段によって構築される予測ブロックのことである。Ｐに関連する予測情報は、ビットストリームＴＢまたは圧縮ファイルＦＣ内でコーディングされる。ここで、Ｋが非ゼロの整数であるものとして考えられるＫ個の予測モードｍ１、ｍ２、．．．、ｍＫが存在すると仮定される。例えば、カレントブロックｂについて選択された予測モードはモードｍｋである。いくつかの予測モードはＩｎｔｒａタイプの予測に関連付けられ、他の予測モードはＩＮＴＥＲタイプの予測に、他の予測モードはＭＥＲＧＥタイプの予測に関連付けられる。
【００１０】
ステップＥ２中に、原初の残余Ｒが、カレントブロックｂからのカレントブロックｂの予測Ｐｒの減算Ｒ＝ｂ−Ｐｒによって形成される。
【００１１】
ステップＥ３中に、残余Ｒは、ＤＣＴについてはＪＰＥＧ／ＭＰＥＧ規格内そしてウェーブレット変換関数についてはＪＰＥＧ２０００規格内で特に使用されている、両方共当業者にとっては公知のものである、ＤＣＴタイプの変換関数またはウェーブレット変換関数によって、ＲＴと呼ばれる変換済み残余ブロックへと変換される。
【００１２】
Ｅ４では、変換済み残余ＲＴは、従来の量子化手段、例えばスカラーまたはベクトル手段により、残余ブロックＲＱが含む例えばＮｂといった画素（Ｎｂは非ゼロの整数）と同じだけの係数を含む量子化された残余ブロックＲＱへと量子化される。当該技術分野の現状において公知の通り、これらの係数は一次元ベクトルＲＱ［ｉ］（ここで指数ｉは０からＮｂ−１まで変動する）を構成するような形で既定の順序で走査される。係数ｉは、係数ＲＱ［ｉ］の周波数と呼ばれる。従来これらの係数は、例えば、固定画像コーディング規格ＪＰＥＧから公知であるジグザグ走査にしたがって周波数の増加順で走査される。
【００１３】
ステップＥ５に際して、例えばハフマンコーディング技術または算術コーディング技術にしたがって、エントロピーコーディングにより残余ブロックＲＱの係数の振幅情報をコーディングするようになる。振幅とは、ここでは、係数の絶対値のことである。従来、係数が非ゼロであることから、各係数について代表的な情報をコーディングすることが可能である。次に、非ゼロの各係数について、振幅に関係する１つ以上の情報がコーディングされる。コーディングされた振幅ＣＡが得られる。概して、非ゼロの係数の符号は単純にビット０または１でコーディングされ、各々の値は、所与の極性に対応する。このようなコーディングでは、変換が理由で、コーディングすべき振幅の値の大部分がゼロになるため、有効な性能が得られる。
【００１４】
カレントブロックｂの考えられるｌのパーティショニングのために、先行するステップＥ１〜Ｅ５を反復する。パーティショニングｌについて、カレントブロックｂのサブブロックＣＵの各々が、前述の通りに処理され、１個のＣＵにつき１つのタイプの予測（ＩｎｔｅｒまたはＩｎｔｒａ）が承認される。換言すると、１つのサブブロックＣＵのサブブロックＰＵは全て同じタイプの予測に付される。
【００１５】
例えば、考えられるｌのパーティショニングの各々についてのコーディングされたデータは、レート歪み基準にしたがって競争させられ、この基準にしたがって最高の結果を得たパーティショニングが最終的に選定される。
【００１６】
画像Ｉ１の他のブロックも同じ要領で処理され、シーケンスの後続する画像についても同様である。
【００１７】
変換ステップは、このような映像コーディングスキーマにおいて非常に重要な役割を果たす。すなわち実際には、量子化演算の前に情報を集中させるのはこのステップである。こうしてエンコーディング前の残余画素全体が、同じ情報を表す非ゼロの周波数係数とも呼ばれる少数の変換済み係数に表されることになる。
【００１８】
こうして、多数の係数を伝達する代りに、１つの画素ブロックを忠実に再構成するために少数しか必要とされないであろう。
【００１９】
変換の効率は、一般にコーディング利得の形にもされるエネルギー濃度基準にしたがって測定される。すなわちそれは、所与のレートについて、空間ドメインではなくむしろ変換済みドメイン内でコーディングを行う場合に、（平均二乗誤差によって表現される）歪みの削減を表わす。
【００２０】
変換済みドメイン内で行なわれた量子化後の平均二乗誤差をσ2transformと記し、同じ精度で空間ドメイン内での、すなわち変換関数以前の残余の量子化についての二乗誤差をσ2spatialと記す。
【００２１】
これらの表記法にしたがって、このとき、デコーディング利得は、次のように表現される。すなわち、
【数１】
2018509070.tif 000003
【００２２】
通常この利得は、ｄＢ単位で表わされる
Ｇｔｃ＿ｄｂ＝１０*ｌｏｇｌ０（Ｇｔｃ）
【００２３】
変換関数を使用することによって実現された歪み利得は同様に、レートの利得としても再転記され得る。すなわち、高いレートで、６．０２という値でｄＢ単位の利得を除することによって、実際、画素あたりのビット単位で表わされた実現されたレート節約に近づけることが可能となる。
【００２４】
画像および映像のコーディングにおいて、最も利用される変換関数は、ブロック変換関数（４×４、８×８など）、線形変換関数、直交変換関数または準直交変換関数である。線形変換関数は、以下のような行列の形で表現され得る。直交変換関数の特徴的な特性は、逆変換行列が直接変換行列の転置であるという事実にある。こうしてこのような変換は、次のような特性を有する。すなわち、
ＡtＡ＝ＡＡt＝ｃＩ
式中、Ａは直接変換を表わす行列であり、Ｉは単位行列（ｍａｔｒｉｃｅ  ｉｄｅｎｔｉｔｅ）であり、ｃはデジタル値である。ｃが１である場合、行列Ａは正規直交行列である。準直交行列にそのインバースを乗じたものは、因数を除いて単位行列に近い数量を提示する。
【００２５】
最も良く利用される変換関数は、コサイン基底に基づくものである。こうして、画像および映像圧縮規格の大部分の中にＤＣＴが存在する。近年、ＨＥＶＣ規格は同様に、４×４サイズのブロックの場合、特定の残余のコーディングのためにＤＳＴ（英語の「Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ」）も導入した。
【００２６】
現実には、計算は整数について行なわれることから、利用されるのはこれらの変換関数の近似である。概して、変換関数の基底は、所与の精度（概して８ビット）で、最も近い整数に近似される。
【００２７】
一例として、図４Ａおよび４Ｂと関連付けて、４×４サイズのブロックについてＨＥＶＣ規格により使用されている変換関数を提示する。
【００２８】
これは、ＤＣＴ変換関数およびＤＳＴ変換関数である。この表に示されている値は、１２８で除すると準直交変換を再び見出すことができるものである。
【００２９】
実際には、画素ブロックは、以下の演算により変換される。すなわち、
Ｘ＝Ａ・（Ａ・ｘt）t  （１）
ＡはＮ×Ｎサイズの変換行列を意味し、ｘは、変換すべき画素または残余画素（空間ドメイン）を表わし、Ｘは変換済みドメイン（周波数ドメインと呼ばれる）内のブロックを表わし、ｔは転置演算子を表わす。
【００３０】
空間ドメイン内のブロックは、以下のように記される（ここでは４×４で）。すなわち、
【数２】
2018509070.tif 000004
【００３１】
変換済みドメイン内の画素ブロックは、次のような形態をとる。すなわち、
【数３】
2018509070.tif 000005
【００３２】
行列Ａは、我々のケースにおいて、図４Ａおよび４Ｂの表中に提示されているものに等しい係数で、行列４×４の形態をとる。
【００３３】
したがって、以上で提示された等式は、以下のように進行する。すなわち、
・  ブロックｘが転置される。
・  こうして行列Ａは、画素の行に適用される
・  次に、結果（Ａ・ｘt）が転置される
・  その後、行列Ａがこの結果に対し適用される。
【００３４】
したがってこれらの演算の組合せは、行を変換し、次に列を変換することである。
【００３５】
コーディングの観点から見て等価であるものの数学の観点から見ると異なるものである書込みは、以下の式を実施することからなる。すなわち、
Ｘ＝Ａ・（Ａ・ｘ）t  （２）
【００３６】
この場合、まず変換されるのは列である。
【００３７】
行および列の変換関数は、引用された従来技術の中に記載された通り、異なるものであり得る。先行式は、例えば、最初に列について次に行について演算を行いたい場合には、このケースまで拡張され得る。
Ｘ＝Ｌ・（Ｃ・ｘ）t  （３）
【００３８】
Ｌは、行に特有な変換関数を表わし、Ｃは、列に特有な変換を表わす。
【００３９】
予め行に対し演算を行うためには、以下のように記される。すなわち、
Ｘ＝Ｃ・（Ｌ・ｘt）t  （４）
【００４０】
これら最後の２つの式は、矩形画素ブロックを処理することも可能にし、こうして、８×８列変換関数は、第１段階で、４×８ブロックに対し演算を行ない、第２段階で、４×４サイズの行変換関数は、結果として得られたブロックに対し演算を行ない、最終的に変換済み係数が得られる。
【００４１】
こうして、以上と同様の要領で、次のように記される。すなわち、
Ｘ＝Ｌ・（Ｃ・ｘ）t  （５）
【００４２】
したがって、行−列または列−行の方向に２つの別個の変換を連続させることが分かる。このため、空間信号は、まずは行そして次に列、あるいはまずは列そして次に行のベクトルにより非相関（ｄｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）される。
【００４３】
非相関は、実際、変換における重要な側面である。良好な非相関を保証することは、優れたコーディング利得を得ることを可能にする。こうして、コーディングが有効な変換には、行および列ベクトルを非相関させて、周波数ドメインにおいてコンパクトな信号を得、その変換を容易にする使命がある。
【００４４】
以上で提示された変換演算は、行そして次に列、または列そして次に行の非相関によって分離可能な形で作用する。分離可能変換関数（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｅ  ｓｅｐａｒａｂｌｅ）が論じられる。
【００４５】
このため、これらの分離可能変換関数は、空間ドメイン内で画素を完全に非相関すること、特にｘ０およびｘ５などの対角要素の非相関を可能にしない。
【００４６】
完全な非相関を可能にするためには、分離不能な変換を実施することができる。このために、以下の演算子が適用される。すなわち、
【数４】
2018509070.tif 000006
式中、Ａnsは、有利には正規直交または準直交として選択される、実施すべき分離不能な変換を表わし、
【数５】
2018509070.tif 000007
は、このとき、それぞれ、変換済み画素およびベクトルの形にされた空間ドメイン内の画素である。こうして、４×４ブロックについて、これらは、以下の形をとる。すなわち、
【数６】
2018509070.tif 000008
【００４７】
したがってＡnsは、この例において１６×１６サイズのもの、そしてより一般的にはＮ2個の画素で構成されたＮ×ＮサイズのブロックについてＮ2×Ｎ2サイズのものである。
【００４８】
このようにして、分離不能な変換Ａnsは、空間ドメインの画素間の全ての相関、特に対角相関をフロント処理する能力を有する。例えば、４×４ブロックの場合、画素ｘ０とｘ５との間の直接相関は弱められる。
【００４９】
このため、分離不能な変換関数は、圧縮においてより有効であるが、いくつかの欠点を有する。すなわち、
・  これは、Ｎ2×Ｎ2サイズの変換関数であり、このためＮ4値が記憶されなければならず、これに比して、分離可能な変換関数を実現する２つの行列について必要とされるのは２×Ｎ2値である。このことは、高速メモリのコストが高い画像／映像のコーダ／デコーダのインプリメンテーションコストに対して影響を及ぼす。
・  変換アルゴリズムは、ベクトルの増大する次元を処理するために、有意に一層多い数の演算を必要とする。
【００５０】
したがって、分離可能な変換に比べて、分離不能な変換は、図５の表中に記されている通り、はるかに高い複雑性を必要とする。この表中には、それぞれ４×４および８×８ブロックの処理のための分離不能（Ｎｓｅｐ）および分離可能（Ｓｅｐ）な変換関数のインプリメンテーションに関連するメモリおよび演算の数量がリストアップされている。
【００５１】
ここから、分離不能な変換は、分離可能な変換関数に比べて、ＲＯＭおよび演算数に重大な影響を及ぼすことが分かる。特に、演算に関しては、Ｍ×Ｍサイズのブロックについて複雑性比はＭ／２超である。
【００５２】
さらに、米国特許出願公開第２０１３／０００３８２８号明細書として公開された特許出願から、例えば特定の方向のｉｎｔｒａ予測モードなどの、このブロックのために選択された予測モードに応じたブロックの行および列に連続的に適用すべき変換関数のタイプを選択する、画像コーディング方法が知られている。より厳密には、この方法は、例えばＤＣＴなどのカレントブロックの行に第１の線形変換関数を関連付け、第１の変換関数により変換されたブロックの列に、第１の変換関数とは異なる第２の線形変換関数を関連付ける。
【００５３】
利点は、ブロックの行全体と列全体が必ずしも同じ統計的特性を有していないという事実に適応していることにある。
【００５４】
先行技術の欠点
先行技術の欠点は、以下のものである。すなわち、
・  分離不能な変換関数について、アルゴリズムの複雑性が極めて高い。したがって、これには、非常に高い、さらには致命的欠陥となるインプリメンテーションコストが求められる。
・  分離可能な変換関数の場合には、これらの変換関数は、それぞれ行または列について同一の形で作用し、詳細には、それぞれ行または列全体が同じ統計をそれぞれ共有すると暗に仮定されている。これは、圧縮効率とコーディングコストとの間の妥協を実現することから、現在のコーダの中で最も使用されている変換関数である。しかしながら、これらの変換関数は、分離不能な変換関数の圧縮性能に達しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００５５】
本発明は該状況を改善することになる。
【００５６】
本発明は、特に、先行技術のこれらの欠点を軽減することを目的とする。
【００５７】
より厳密には、本発明の目的は、計算およびメモリのリソースの有意な増大を必要とせずに、デジタル画像コーダの圧縮性能を改善するための解決法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００５８】
これらの目的ならびに以下で明らかになる他の目的は、デジタル画像のコーディング方法において、前記画像は、定義された順序で処理される複数の画素ブロックに分割されており、既定のサイズのカレントブロックのために実施される以下のステップ、すなわち、
−  カレントブロックを変換済みブロックへと変換するステップであって、前記ブロックが係数を含み、前記ステップが２つの連続する変換サブステップを実施し、第１のサブステップはカレントブロックに適用され、第２のサブステップは第１のサブステップに由来する中間ブロックに適用され、前記中間ブロックは係数を含むステップと、
−  変換済みブロックの係数を量子化およびコーディングするステップと、
を含むデジタル画像のコーディング方法を用いて達成される。
【００５９】
本発明によると、前記変換サブステップのうちの少なくとも１つ、すなわちカレントブロックと中間ブロックのうちの変換すべきブロックと呼ばれるブロックに適用されるサブステップのうちの少なくとも１つに先立って、方法は、変換すべきブロック内で、異なる少なくとも１つの第１および第２のベクトルを形成する予備ステップを含み、１つの前記ベクトルが、変換すべきブロックのサイズのうちの１つに等しい長さを有するシーケンスの、それぞれ画素または隣接する係数を含み、前記少なくとも１つのサブステップには、前記少なくとも１つの第１のベクトルに対する第１の変換関数の適用、および前記ブロックの前記少なくとも１つの第２のベクトルに対する、第１の変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の変換関数の適用が含まれる。
【００６０】
本発明によると、カレントブロックに適用された分離可能な変換の２つの連続するステップのうちの少なくとも１つは、カレントブロックの近接する要素のシーケンスから形成され、それぞれカレントブロックの１つの行または１つの列のサイズに等しいサイズを有する異なるベクトルに適用される少なくとも２つの異なる変換関数を使用する。
【００６１】
こうして、本発明は、カレントブロックの２つのベクトルについて異なる処理を想定する、空間ドメイン内のカレントブロックの画素を周波数ドメイン内の係数に変換することによる画像コーディングの全く新規で発明力のあるアプローチにある。
【００６２】
コーディングすべき画像の同じブロックのそれぞれ行または列全体が共有する共通の統計から導かれる仮説に基づいている先行技術とは異なり、本発明は、１つのブロックの同じサイズを有する異なる２つのベクトルが、適応された１つの線形変換を必要とする異なる統計的特性を有し得るという事実を考慮するものである。
【００６３】
本発明は、先行技術と同じアルゴリズムの複雑性を有するが、コーディング性能を改善すること、すなわち、所与のレートについてコーディングされる画像シーケンスの質を改善すること、または所与の品質のためにコーディングレートを低下させることを可能にする。
【００６４】
本発明の有利な特徴によると、方法はさらに、カレントブロックの少なくとも１つのコーディングパラメータに少なくとも応じて、前記ベクトルに適用すべき異なる少なくとも２つの変換関数を決定する予備ステップを含む。
【００６５】
コーディングパラメータに変換関数の選択を関連付けることの利点は、問題のパラメータによってもたらされるブロックの統計的変動に適応させられるという点にある。例えば、考慮対象のコーディングパラメータは、ブロックのサイズ、またはそのブロックに適用される予測モードである。例えば、考慮対象のコーディングパラメータを少なくとも２つの線形変換関数に関連付けるための予備実験が根拠とされる。利点は、コーダをさらに複雑にすることがないという点にある。
【００６６】
本発明の別の態様によると、決定ステップは、メモリに記憶された情報の読取りを含み、前記情報には少なくともコーディングパラメータ、第１の変換関数の識別子、ブロックまたは中間ブロックの第１のベクトルの少なくとも１つの識別子、第１の変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の変換関数の識別子、および前記ブロックの第２のベクトルの少なくとも１つの識別子が含まれる。
【００６７】
利点は、メモリに記憶されたデータはデコーダ側で複製されることから、ビットストリーム内で補足的情報をシグナリングしないということにある。
【００６８】
例えば、メモリは、データベースにしたがって組織される。データベースの入力が、ベクトルの識別子に対し適用すべき変換の識別子を、コーディングパラメータに関連付ける。
【００６９】
本発明の態様によると、前記変換ステップは、それぞれ中間ブロックまたは変換済みブロック内で変換されたベクトルの係数を再配置（ｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）するサブステップを含む。
【００７０】
変換すべきブロック内に形成されたベクトルに対する線形変換関数の適用後、得られた係数は、係数ブロックを形成するように再配置される。例えば、変換された第１のベクトルの係数は、ブロックのそれぞれ第１の行または第１の列上に置かれる。この特別な実施形態は、単純であり、またコーダにほとんど影響を及ぼさないという利点を有する。
【００７１】
本発明のさらに別の態様によると、コーディング方法はさらに、以下のステップ、すなわち、
−  複数の既定のモードの中から選択された予測モードにしたがって先に処理された少なくとも１つのブロックからカレントブロックの値を予測するステップと、
−  カレントブロックの原初の値から予測値を減算することによる、残余カレントブロックを計算するステップと、
を含む。
【００７２】
本発明によると、変換ステップは、残余カレントブロックに対して適用され、前記少なくとも１つのコーディングパラメータは、カレントブロックの予測モードである。
【００７３】
予測モードはそれだけで残余ブロックの統計的特性を表わしていること、そして線形変換関数の特定の選択をこのコーディングパラメータの特定の値に関連付けることが適切であることが確認された。
【００７４】
本発明の別の態様によると、方法は、前記少なくとも１つの第１の変換関数および前記少なくとも１つの第２の変換関数の識別情報コーディングステップを含む。
【００７５】
使用される線形変換関数に関する情報は、ビットストリーム内で伝送される。この実施形態の利点は、それが、処理される各ブロックについてのコーダによる変換関数の動的決定に適応されていることにある。
【００７６】
さらに別の態様によると、第１の変換関数は、それぞれブロックの１行のサイズに等しい、または１列のサイズに等しいサイズのベクトルの第１のサブアセンブリに対して適用され、前記少なくとも１つの第２の変換関数は、それぞれブロックの１行のサイズに等しい、または前記ブロックの１列のサイズに等しいサイズのベクトルの第２のサブアセンブリに対して適用される。
【００７７】
例えば、変換サブステップにより異なるそれぞれ行または列の２つの変換関数を使用する。２つの変換関数は例えば、カレントブロックの予測モードに関連付けられる。この実施形態は、ベクトルの識別子と変換関数の識別子との間の関連付けの記憶コストと圧縮性能との間の妥協を実現する。
【００７８】
本発明のさらに別の態様によると、前記少なくとも１つの変換サブステップは、それぞれブロックの１行のサイズ、または１行のサイズに等しいサイズを有する、ブロック内に形成されたベクトルに異なる変換関数を使用する。
【００７９】
この実施形態の利点は、それが、処理すべきブロックの各ベクトルの統計に緻密に適応することを可能にし、品質および／または圧縮の観点から見てコーダの性能を改善することを可能にする、ということにある。
【００８０】
本発明の別の態様によると、形成されたベクトルは、以下のもの、すなわち、
−  カレントブロックの１つの行のそれぞれ画素または係数で形成される、「行」ベクトル、
−  カレントブロックの１つの列のそれぞれ画素または係数で形成される、「列」ベクトル、
−  ブロックの少なくとも２つの行に由来するカレントブロックに近接するそれぞれ隣接画素または係数で形成される、ブロックの１行の長さに等しい長さを有するベクトル、
−  ブロックの少なくとも２つの列に由来するカレントブロックに近接するそれぞれ画素または係数で形成される、ブロックの１列の長さに等しい長さを有するベクトル、
を含む群に属している。
【００８１】
形成されたベクトルは、コーダの複雑性を増大させないように、カレントブロックの行または列と同じサイズを有する。
【００８２】
本発明のベクトルは、必ずしも同じ行の要素から排他的に形成されるわけではない。非線形ベクトルは有利には、近接する行に由来するブロックの近接する要素で形成され得、これにより、行および列の外の、考慮対象のブロックの隣接する要素間の特別な相関関係をより良く活用することが可能になる。このケースは、コーディングすべきブロックが対角パターンを有する対角角度予測モード（ｍｏｄｅ  ｄｅ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ  ａｎｇｕｌａｉｒｅｓ  ｄｉａｇｏｎａｕｘ）について特に見られる。
【００８３】
以上で異なる実施形態において説明されてきた方法は、有利には、既定のサイズのカレントブロックのために実施することのできる以下のユニット、すなわち、
−  カレントブロックを変換済みブロックへと変換するユニットであって、前記ブロックが係数を含み、前記ステップが２つの連続する変換サブユニットを使用し、第１のサブユニットはカレントブロックに適用され、第２のサブユニットは第１のサブステップに由来する中間ブロックに適用され、前記中間ブロックは係数を含むユニットと、
−  変換済みブロックの係数を量子化およびコーディングするユニットと、
を含む、本発明に係るデジタル画像コーディング装置によって実施される。
【００８４】
このような装置は、それがカレントブロックと中間ブロックのうちの変換すべきブロックと呼ばれるブロック内で、異なる少なくとも１つの第１および第２のベクトルを形成するユニットを含み、１つの前記ベクトルが、変換すべきブロックのサイズのうちの１つに等しい長さを有する、それぞれ隣接する画素または隣接する係数のシーケンスの、それぞれ画素または係数を含むこと、さらに、前記少なくとも１つの変換サブユニットには、少なくとも前記第１のベクトルに対する第１の変換関数の適用、および前記ブロックの前記少なくとも１つの第２のベクトルに対する、第１の変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の変換関数の適用が含まれること、を特徴とする。
【００８５】
相関的に、本発明は同様に、前記画像を表わすコーディングされたデータを含むビットストリームからのデジタル画像のデコーディング方法において、前記画像が、定義された順序で処理される複数のブロックに分割されており、前記方法が、カレントブロックと呼ばれるブロックのために実施される以下のステップ、すなわち、
−  ビットストリーム内で読取られたデータから変換済みカレントブロックの係数をデコーディングするステップと、
−  デコーディングされた係数を逆量子化するステップと、
−  変換済みカレントブロックを逆変換するステップであって、前記ステップが２つの連続する逆変換サブステップを実施し、第１のサブステップはカレントブロックに適用され、第２のサブステップは第１のサブステップに由来する中間ブロックに適用されるステップと、
を含むデコーディング方法にも関する。
【００８６】
本発明に係るデコーディング方法は、すなわち、
−  前記少なくとも１つの逆変換サブステップが、変換済みカレントブロックと中間ブロックのうちの処理すべきブロックと呼ばれるブロックに対して適用され、このサブステップには、処理すべきブロックのそれぞれ１行または１列の長さに等しい長さを有する少なくとも１つの第１のベクトルに対する第１の逆変換関数の適用、および、それぞれ１行または１列の長さに等しい長さを有する前記ブロックの少なくとも１つの第２のベクトルに対する、第１の逆変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の逆変換関数の適用が含まれること、および
−  さらに、処理済みベクトルに由来するそれぞれ１列または１行の長さに等しい長さを有する、それぞれ隣接する係数または隣接する画素のシーケンスの位置付けによって、処理済みブロックを形成するサブステップが含まれること、
を特徴とする。
【００８７】
本発明の態様によると、方法はさらに、少なくともカレントブロックのコーディングパラメータに応じて、処理すべきブロックの前記第１および第２のベクトルに適用すべき異なる少なくとも２つの変換関数を決定する予備ステップを含む。
【００８８】
別の態様によると、決定ステップは、前記少なくとも１つの第１の変換関数および前記少なくとも１つの第２の変換関数の識別情報を表わすコーディングされたデータのビットストリーム内での読取りを含む。
【００８９】
本発明のさらに別の態様によると、決定ステップはさらに、処理すべきブロック内の第１および第２のベクトルの形成の予備サブステップを含む。
【００９０】
さらに別の態様によると、決定ステップは、１つのメモリ内の情報の読取りを含み、前記情報には少なくともコーディングパラメータ、第１の逆変換関数の識別子、第１のベクトルの少なくとも１つの識別子、第１の逆変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の逆変換関数の識別子、および処理すべきブロックの第２のベクトルの少なくとも１つの識別子が含まれる。
【００９１】
本発明のさらに別の態様によると、逆変換ステップはさらに、前記少なくとも１つの変換サブステップに先立って、前記第１および第２のベクトル内の処理すべきブロックの隣接する係数のシーケンスを再配置するサブステップを含んでおり、前記シーケンスは、処理すべきブロックのサイズのうちの１つに等しい長さを有する。
【００９２】
したがって、本発明に係るデコーディング方法は、以上で説明したコーディング方法の演算の逆の演算を実施する。
【００９３】
詳細には、
−  逆変換サブステップは、コーディング方法により実施される変換の演算の逆の演算に対応する。これらのサブステップは、コーディング順序の逆の順序で連続する。
−  処理済みベクトルに由来するそれぞれ隣接する係数または隣接する画素のシーケンスから処理済みブロックを形成するサブステップは、コーディング方法により実施される変換すべきベクトルの形成の演算の逆の演算に対応する。
−  前記第１および第２のベクトル内で処理すべきブロックの隣接する係数のシーケンスを再配置するサブステップは、コーディング方法により実施される変換済みブロック内で変換済みベクトルの係数を再配置する演算の逆の演算に対応する。
【００９４】
異なる実施形態において以上で説明されてきた方法は、有利には、前記画像を表わすコーディングされたデータを含むビットストリームからのデジタル画像デコーディング装置において、前記画像は、定義された順序で処理される複数のブロックに分割され、前記装置は、カレントブロックと呼ばれる既定のサイズのブロックのために使用することのできる以下のユニット、すなわち、
−  ビットストリーム内で読取られたデータから変換済みカレントブロックの係数をデコーディングするユニットと、
−  デコーディングされた係数を逆量子化するユニットと、
−  変換済みカレントブロックを逆変換するユニットであって、前記ユニットが、２つの逆変換サブユニットを連続的に使用でき、第１のサブユニットはカレントブロックに適用され、第２のサブユニットは第１のサブユニットに由来する中間ブロックに適用されるユニットと、
を含む装置によって実施される。
【００９５】
本発明によると、該装置は、
−  変換済みカレントブロックと中間ブロックのうちの処理すべきブロックと呼ばれるブロックの少なくとも１つの逆変換サブユニットには、処理すべきブロックのそれぞれ１行または１列の長さに等しい長さを有する少なくとも１つの第１のベクトルに対する少なくとも１つの第１の逆変換関数の適用、および、前記処理すべきブロックのそれぞれ１行または１列の長さに等しい長さを有する少なくとも１つの第２のベクトルに対する、第１の逆変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の逆変換関数の適用が含まれること、
−  そしてさらに、逆変換ユニットには、処理済みベクトルに由来するそれぞれ１列または１行の長さに等しい長さを有する、それぞれ隣接する係数または隣接する画素のシーケンスの位置付けによって、処理済みブロックを逆形成するサブユニットが含まれること、
を特徴とする。
【００９６】
本発明はさらに、デジタル画像のコーディングされたデータを含むビットストリームを有する信号に関し、前記画像は、画素ブロックに分割されている。このような信号は、カレントブロックについて、
−  カレントブロックから変換済みブロックへと変換する２つの連続するサブステップを含み、少なくとも１つの変換サブステップには、カレントブロックおよび中間ブロックのうちの変換すべきブロックと呼ばれるブロックの、少なくとも１つの第１のベクトルに対する第１の変換関数の適用、および少なくとも１つの第２のベクトルに対する、第１の変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の変換関数の適用が含まれている、カレントブロックから変換済みブロックへの変換ステップの間のカレントブロックのコーディングの際に使用される、互いに異なる少なくとも１つの第１および第２の変換関数の識別情報を表わすコーディングされたデータと、
−  ブロックのそれぞれ隣接する画素または隣接する係数のシーケンスからコーディングされた、変換すべきブロック中で形成された少なくとも第１および第２のベクトルを表わすコーディングされたデータであって、前記シーケンスが変換すべきブロックのサイズのうちの１つに等しい長さを有するデータと、
を含むことを特徴とする。
【００９７】
本発明は同様に、本発明に係るデジタル画像コーディング装置および本発明に係るデジタル画像デコーディング装置を含むコンピュータ端末にも関する。
【００９８】
本発明はまた、プロセッサによってそのプログラムが実行された場合に、前述の通りのデジタル画像コーディング方法のステップを実施するための命令を含むコンピュータプログラムにも関する。
【００９９】
本発明は同様に、プロセッサによってそのプログラムが実行された場合に、前述の通りのデジタル画像デコーディング方法のステップを実施するための命令を含むコンピュータプログラムにも関する。
【０１００】
これらのプログラムは、あらゆるプログラミング言語を使用することができる。これらのプログラムは、通信ネットワークからダウンロードしかつ／またはコンピュータ可読媒体上に記録することができる。
【０１０１】
最後に、本発明は、先に説明した通りのコーディング方法を実施するコンピュータプログラムおよびデコーディング方法を実施するコンピュータプログラムをそれぞれ記録する、場合によって取外し可能な、本発明に係るデジタル画像コーディング装置およびデジタル画像デコーディング装置に内蔵されたまたはされていない、プロセッサ可読記録媒体に関する。
【０１０２】
本発明の他の利点および特徴は、非限定的な単なる例示的実施例として提供される、本発明の特定の実施形態および添付図面についての以下の説明を読むことで、さらに明確になるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】コーディングすべきデジタル画像シーケンスおよび先行技術に係るこれらの画像のブロック切断を概略的に例示する図である。
【図２】先行技術に係るブロックをサブブロックにパーティショニングする異なる可能性を提示する図である。
【図３】先行技術に係るデジタル画像のコーディング方法の全ステップを概略的に提示する図である。
【図４Ａ．４Ｂ】先行技術に係る２つの近似周波数変換関数の例を提示する図である。
【図５】分離可能な変換関数および分離不能な変換関数の複雑性測定値の比較表を提示する図である。
【図６】本発明の実施形態に係るデジタル画像のコーディング方法の全ステップを概略的に提供する図である。
【図７Ａ】カレントブロックの要素を例示する図である。
【図７Ｂ．７Ｃ．７Ｄ】本発明に係る、図７Ａのカレントブロックの要素からの「行」および「列」ベクトル形成例を例示する図である。
【図８Ａ．８Ｂ】カレントブロックの画素レベルのエネルギー値の第１の推定例を提示し、図８Ｂは、推定されたエネルギーレベルからブロック内で決定される均質な領域を提示する図である。
【図９Ａ．９Ｂ】カレントブロックの画素レベルのエネルギー値の第２の推定例を提示し、図９Ｂは、推定されたエネルギーレベルからブロック内で決定される均質な領域を提示する図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る、ベクトルの形成および形成されたベクトルの変換のステップを詳しく示す図である。
【図１１】先行技術と比べた、この第２の実施形態に係るコーディング方法によって得られる圧縮利得を提示する図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る、ベクトルの形成および形成されたベクトルの変換のステップを詳しく示す図である。
【図１３】先行技術と比べた、この第３の実施形態に係るコーディング方法によって得られる圧縮利得を提示する図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るデジタル画像デコーディング方法の全ステップを概略的に提供する図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る、デジタル画像コーディング装置およびデジタル画像デコーディング装置の簡略化された構造の例を提示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０４】
本発明の一般原則は、コーディングすべきブロックのそれぞれ行または列のサイズに等しいサイズを有する異なるベクトルに対する異なる変換関数の適用にある。
【０１０５】
図１に関連して提示されたものなどの、Ｍを非ゼロの整数として一連のＭ個の画像Ｉ１、Ｉ２、．．．ＩＭで構成される原初の映像を考慮する。画像は、エンコーダによってエンコーディングされ、コーディングされたデータは、通信ネットワークを介してデコーダに伝送されたビットストリームＴＢ内、または例えばハードディスク上に記憶されるための圧縮ファイルＦＣ内に挿入される。デコーダは、コーディングされ、エンコーダおよびデコーダによって公知の既定の順序、例えばＩ１、次にＩ２、．．．次にＩＭという時間的順序でデコーダにより、続いて受信されデコーディングされたデータを抽出するが、この順序は、実施形態によって異なるものであってよい。
【０１０６】
図６に関連して、本発明の実施形態に係るコーディング方法のステップをここで考慮する。
【０１０７】
ステップＴ０の間に、カレントブロックｘと呼ばれる処理すべきブロックを選択する。例えば、これは、ブロックＣＴＵのパーティショニングによって得られる正方形または矩形のブロックＣＵのことである。
【０１０８】
以下では、このブロックｘのサイズが、非ゼロの整数である高さＨおよび幅Ｗであると考える。例示的実施例として、ＷｘＨ＝４Ｘ４のブロックという特定のケースを考慮する。
【０１０９】
カレントブロックｘに変換を適用する変換ステップＴ２を考慮する。カレントブロックｘの変換ステップＴ２は分離可能であり、２つの線形変換サブステップにしたがって実施される。すなわち、
−  Ｗ×Ｈの係数を含む中間ブロックＸＩを提供するための、サイズＷのブロックｘのベクトルＶｌ０〜ＶｌＨ−１に適用される第１の線形変換サブステップＴ２１、
−  変換済みブロックＸを提供するための、サイズＨのブロックＸｌのベクトルＶｃ０〜ＶｃＷ−１に適用される第２の線形変換サブステップＴ２４。
【０１１０】
本発明によると、第１のサブステップがブロックｘのベクトルＶｃ０〜ＶｃＷ−１に適用され得るのと同様に、第２のサブステップはブロックＸｌのベクトルＶｌ０〜ＶｌＨ−１にも適用され得るということが指摘される。
【０１１１】
矩形ブロックを処理するためには、行および列上で異なるサイズの変換関数を作用させることが分かる。
【０１１２】
本発明によると、２つの変換サブステップＴ２１、Ｔ２４のうちの少なくとも１つが、異なる少なくとも２つの線形変換関数から実施され、一方は、ブロックの１行のサイズに等しいサイズを有し画素ブロックＸ内、または係数中間ブロックＸｌ内に形成される少なくとも１つの第１のベクトルに適用され、もう一方は、ブロックの１行のサイズに等しいサイズを有しこの同じブロック内に形成される少なくとも１つの第２のベクトルに適用される。異なる２つの線形変換関数を使用する１つまたは複数のサブステップの終了後、Ｔ２２、Ｔ２５でサイズＭ×ＮのブロックＸｌ、Ｘ内で再配置された係数を有する変換済みベクトルが得られる。
【０１１３】
この点に関して、ブロック内で係数を再配置する異なる方法が存在すること、そしてエンコーダにより使用される方法をデコーダも知っていなければならないこと、が指摘される。この目的で、これらの係数の再配置モードを表わす情報をコーディングし、ビットストリーム内でデコーダに伝送することが可能であろう。
【０１１４】
代替的には、コーダとデコーダにより、既定の再配置規則が共有されるであろう。
【０１１５】
こうして、変換Ｔ２は、Ｔ３でスキャニング順序により走査され、Ｔ４で量子化され、Ｔ５でコーディングされる状態にある変換済み係数を含むブロックＸを生成する。ステップＴ３とＴ４は、入れ替えられ得ることが記されるであろう。
【０１１６】
カレントブロックｘの処理の終了後、先に定義したコーディング走査順序を考慮して、カレントブロックｘがコーディングユニットにより処理すべき最後のブロックであるか否かをＴ６でテストするようになる。そうである場合には、コーディングユニットはその処理を終了しており、コーディングされたデータは、ビットストリームＴＢ内に挿入される。そうでない場合、後続するステップは、後続するブロックＴ０の選択ステップである。このブロックが処理すべきカレントブロックとなり、後続するステップは、すでに説明したカレントブロックに適用すべき変換関数の決定ステップＴ１である。
【０１１７】
ビットストリームＴＢは、次にデコーダに向かって発出され得る。
【０１１８】
ここで、変換関数決定ステップＴ１、および変換ステップＴ２、詳細にはベクトルの形成サブステップＴ２０、Ｔ２３、形成されたベクトルに対する変換関数の適用サブステップＴ２１、Ｔ２４、およびブロック内での変換済み係数の配置サブステップＴ２２、Ｔ２５の異なる実施形態について詳述する。
【０１１９】
本発明の第１の実施形態によると、少なくとも２つの変換関数が、第１の変換サブステップＴ２１中に使用される。
【０１２０】
例えば、第１のサブステップＴ２１は、カレントブロックｘの１行のサイズに等しいサイズを有するベクトルについて変換関数を使用すること、そして第２のサブステップＴ２４は、１列のサイズに等しいサイズを有し中間ブロックＸｌの要素から形成されたベクトルについて少なくとも１つの変換関数を使用すること、が仮定される。
【０１２１】
この場合、方法は、カレントブロックｘの画素から長さＷのＨ個のベクトルＶｌ0〜ＶｌH-1を形成する予備ステップＴ２０を実施する。
【０１２２】
有利には、これらのベクトルは、カレントブロックの各要素が唯一のベクトル内で使用されるように形成される。
【０１２３】
図７Ａに関連して、例として、４×４サイズのカレントブロックｘを考慮する。このカレントブロックは、１６個の係数ｘ０〜ｘ１５を含む。
【０１２４】
図７Ｂに関連して、ブロックｘの行から形成されたベクトルＶｌ０〜Ｖｌ３の第１の実施例を提示する。このタイプのベクトルＶｌｈは、カレントブロックｘのｈ番の行に対応する。
【０１２５】
図７Ｄに関連して、ブロックｘの２対２の近接する４つの要素から形成されたベクトルＶ’ｌ０〜Ｖ’ｌ３の第２の実施例を提示する。これらの要素は、全てが同じ行に由来するものではない。例えば、ベクトルＶｌ’０は、ブロックの第１行の連続的な３つの要素ｘ０、ｘ１、ｘ２と、第１行の要素ｘ０と近接する、このブロックの第２行の１つの要素ｘ４とを含む。
【０１２６】
１行のサイズに等しいサイズを有するこのタイプのベクトルは、ブロック内に存在するテクスチャの不連続性を追跡するために、またベクトルの要素間の相関関係をよりうまく活用するために有利に使用され得るということが、理解される。
【０１２７】
本発明に係るコーディング方法は、次に、ｈ１、ｈ２を０〜Ｈ−１の間に含まれる整数でありｈ１≠ｈ２であるものとして、形成されたベクトルＶｌ０〜ＶｌＨ−１に対して適用すべき少なくとも２つの異なる線形変換関数Ｌ０、Ｌ１、形成された少なくとも１つのベクトルＶｌｈ１に対して適用すべき少なくとも１つの第１の変換関数Ｌ０、および少なくとも別のベクトルＶｌｈ２に対して適用すべき少なくとも１つの第２の変換関数Ｌ１を決定するステップＴ２を実施する。
【０１２８】
区別された変換関数は、ＤＣＴタイプまたはＤＳＴタイプ、あるいはコーディングにとって有効である他の全ての線形変換関数であり得る。こうして、すなわちＫＬＴ（英語で「Ｋａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ」）の、２０１１年にＤＣＣ（英語で「Ｄａｔａ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ」）の議事録中に公開された「Ｒｏｂｕｓｔ  ｌｅａｒｎｉｎｇ  ｏｆ  ２Ｄ  ｓｅｐａｒａｂｌｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｓ  ｆｏｒ  ｎｅｘｔ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｖｉｄｅｏ  ｃｏｄｉｎｇ」という題のＳｅｚｅｒ他著の論文中で提示された通りのレート歪み基準にしたがって最適化された非相関のために最適である変換を使用することができる。
【０１２９】
有利には、例えばブロックのサイズ、さらには選択されたＩＮＴＲＡ予測モードなどのカレントブロックの少なくとも１つのコーディングパラメータに応じて、少なくとも２つの線形変換が決定される。
【０１３０】
例えば、予めオフラインで行なわれた実験が、特定のＩＮＴＲＡ予測モードに適応された少なくとも２つの線形変換を決定すること、また得られた関連付けをメモリに記憶することを可能にした。
【０１３１】
有利には、コーディングパラメータ値に関連付けられた線形変換関数の識別子が、コーダのメモリ内に記憶される。これは、例えば先に言及されたＩＮＴＲＡ予測モードなどのコーディングパラメータに、第１の変換関数の識別子、第１の変換関数が適用されるブロックまたは中間ブロックのベクトルの少なくとも１つの識別子または指数、および第１の変換関数と異なる少なくとも１つの第２の変換関数の識別子、および第２の変換関数を適用すべき前記ブロックの第２のベクトルの少なくとも１つの識別子または指数を関連付ける入力を含むデータベースＢＤ１である。
【０１３２】
図８Ａに関連して、この場合はＨＥＶＣ規格にしたがって予測モード２６番である所与のＩＮＴＲＡ予測モードに由来する、８×８サイズの残余ブロック内の１画素あたりの推定平均エネルギー値が提示される。このような推定はオフラインで行なわれる。
【０１３３】
１画素あたりのエネルギーは、別個の２つ（またはそれ以上）の領域への切断を正当化すると思われる帯状の水平パターンを示すことが確認される。
【０１３４】
図８Ｂに関連して、次の２つの領域Ｒ１、Ｒ２が表現されたのであって、すなわち、
・  第１の領域Ｒ１は、一定のパターンを示す最初の３つの行で構成される、
・  第２の領域Ｒ２は、第１の列上のより顕著な不連続性のため、さほど一定でない輪郭を示す最後の５つの行で構成される。
【０１３５】
有利には、一方が領域Ｒ１の行ベクトルに適用され、およびもう一方が領域Ｒ２の行ベクトルに適用される２つの変換関数Ｌ１、Ｌ２が決定された。
【０１３６】
こうして、この予測モードによると、コーダは、各々１つの領域を共有する２つの「行」変換関数へのパーティションを適用する。
【０１３７】
かなり均質である領域Ｒ１については、ＤＣＴタイプの変換関数、またはＫＬＴの意味合いで定義された変換が選択された。ＤＣＴは、連続パターンの変換のためにことごとく指示されていることから、適切とみなすことができる。
【０１３８】
領域Ｒ２については、第１の列上のより顕著な不連続性を考慮に入れる能力を有する変換関数、例えばＤＳＴ、またはＫＬＴの意味合いで定義された変換が選択された。ＤＳＴは、最初に不連続性を示すパターンの変換のためにことごとく指示されることから、適切とみなすことができる。領域Ｒ２については、左縁部上の第１の画素の平均エネルギーが画素の他のエネルギーの値と有意に異なる値を有することが指摘される。
【０１３９】
メモリに制約が無く、メモリ空間をより大きく占有することと引換えに、より多くの領域が、さらには行と同じ程度に定義づけされると考えられ、８つの変換関数が使用されると考えられる。
【０１４０】
メモリ占有制約条件を考慮することは、性能低下を少なくするために、効率をわずかに失わせることになる。
【０１４１】
図８Ａおよび８Ｂの例によると、入力が、行ベクトルｖｌ０〜ｖｌ２のための変換関数Ｌ０および列ベクトルｖｌ３〜ｖｌ７のための変換関数Ｌ１を、予測モード２６に関連付ける。
【０１４２】
図９Ａに関連して、ここで、この場合はＨＥＶＣ規格によって定義される予測モード１９である、所与のコーディングモードに由来する８×８サイズのブロックのオフライン予備解析により得られる残余信号について得た、画素ごとの平均エネルギーが提示される。この予測モードは、おおよそ−５３°の角度を有し、上から下に向かう対角予測を行う。
【０１４３】
画素間のエネルギー変動は、図９Ｂ上に表わされた３つのゾーンＲ’１、Ｒ’２、Ｒ’３を画定する。これらのゾーンを切断して、領域Ｒ’１、Ｒ’２およびＲ’３に関連付けられると共にそれぞれのそれらの統計に適応された３つの異なる変換関数によりこれらのゾーンを処理することが適切である。
【０１４４】
この実施例においては、形成された領域がブロックの１つ以上の行に対応しないことが確認される。本発明によると、このとき、考慮対象の領域の境界に応じて、全て必ずしも同じ行に属するわけではない近接する要素から、１つの行のサイズと等しいサイズを有するベクトルを形成することが有利である。例えば、図９Ａ上に表わされたベクトルＶｌｈ１は、領域Ｒ’１に対応する。
【０１４５】
第１の態様によると、データベースＢＤ１の入力が、変換関数Ｌ’０の識別子、領域Ｒ’１内に形成され変換関数Ｌ’０を適用すべき１つまたは複数のベクトルの識別子、変換関数Ｌ’１の識別子、領域Ｒ’２内に形成され変換関数Ｌ’２を適用すべき１つまたは複数のベクトルの識別子、変換関数Ｌ’３の識別子、領域Ｒ’３内に形成され変換関数Ｌ’３を適用すべき１つまたは複数のベクトルの識別子を、予測モード１９に関連付ける。
【０１４６】
したがって、コーディング方法は、データベースＢＤ１内の対応する入力を読取ることによって、１行のサイズに等しいサイズを有するベクトルをいかに形成すべきかを決定し、使用される予測モードに応じてこれらのベクトルに適用すべき変換関数を決定する。
【０１４７】
別の態様によると、コーディング方法はさらに、以上で提示された領域Ｒ’１、Ｒ’２、Ｒ’３のパターンおよび１９番のＩＮＴＲＡ予測モードにしたがった予測の終了後のカレントブロックの残余画素値の間の相関関係を計算する。
【０１４８】
これら２つの数量の間に強い相関関係がある場合、すなわち、設計された相関閾値を上回る相関関係の場合、エンコーダは、３つの変換関数Ｌ’０、Ｌ’１、Ｌ’２の使用を決定する。
【０１４９】
エンコーダは、異なるゾーンに適応された変換関数を用いて、これらの異なるゾーンに適用された３つの変換関数を適用する。例えばＫＬＴの意味合いでの適応が行なわれるであろう。
【０１５０】
エンコーダは、１９番のＩＮＴＲＡ予測モードに関連付けられたパターンのインジケータを表わすコーディングされた情報をビットストリーム内に挿入することによって、デコーダに対しこの選択をシグナリングする。
【０１５１】
この実施形態によると、データベースＢＤ１が、同じコーディングパラメータに対応する複数の入力を潜在的に含み、各入力は、異なるベクトルおよび異なる変換関数に関連付けられた異なるパターンのインジケータを含むことが分かる。
【０１５２】
予測モード情報、およびエンコーダが選定したパターンを受信した時点で、デコーダは、そのデータベースＢＤ２内で、ブロック内で形成すべきベクトルの識別子およびそれらに適用すべき変換関数の識別子を読取る。デコーダは、コーダにおいて行なわれた変換の逆変換を行うであろう。
【０１５３】
代替的には、コーディングすべきカレントブロックの予備解析により、線形変換関数が動的に決定される。例えば、この予備解析は、勾配の推定を用いた輪郭の公知の解析技術を使用する。輪郭検出は次に、少なくとも２つの領域を決定し、それらの特徴、例えばそのテクスチャの均質性などに応じて、変換関数のタイプを割当てるために活用される。この場合、決定された線形変換関数の識別子および関係するベクトルの識別子は、ビットストリーム内でデコーダにシグナリングされ伝送される。
【０１５４】
代替的には、この輪郭解析は、例えば、カレントブロックとの関係における近接ブロック内の輪郭の配向に応じて、すでに処理された１つ以上の近接ブロックについて行なわれ、カレントブロック上の連続性の仮説と組合わされる。
【０１５５】
輪郭の連続性の決断が下された場合、カレントブロックの領域は次に、すでに処理された近接ブロックの領域から決定される。
【０１５６】
この場合、コーダは、関係する近接ブロックとの関係における継承モードを表わすコーディングされた情報を用いて、領域ひいてはベクトルおよび使用すべき変換関数を継承しなければならない近接ブロックを、デコーダにシグナリングする。デコーダは、ひとたびデコーディングされたならば、同じ近接ブロック上で同じ輪郭解析を実施して、そこからベクトル、使用すべき変換関数を演繹することになる、ということが分かる。
【０１５７】
本発明の変形実施形態によると、異なる少なくとも２つの線形変換関数は、第２の変換サブステップＴ３１の最中に使用される。
【０１５８】
この場合、カレントブロックの列のサイズに等しいサイズＨを有するベクトルが、中間ブロックＸｌの係数から、第１の変換サブステップＴ３０の後にＴ１１で形成される。長さＨのＷ個のベクトルＶｃ０〜ＶｃＷ−１が得られる。
【０１５９】
前述のものと同様、サイズＨの複数のタイプのベクトルが形成され得る。
【０１６０】
図７Ｃに関連して、ベクトルＶｃｗは、ブロックのｗ番の列に対応する。
【０１６１】
図７Ｅに関連して、ベクトルＶｃ’ｗは、２つの近接する列の要素を含む。
【０１６２】
決定ステップＴ’２は、形成されたベクトルＶｃ０〜ＶｃＷ−１に適用されるための少なくとも２つの異なる線形変換関数Ｃ０、Ｃ１を提供した。
【０１６３】
ベクトルＶｌ０〜ＶｌＨ−１の形成ステップおよび以上で提示された線形変換関数Ｌｉの決定ステップの異なる実施形態は、中間ブロックＸｌのために実施されることが分かっているため、ベクトルＶｃ０〜ＶｃＷ−１の形成ステップおよび線形変換関数Ｃｊの決定ステップに転用可能である。
【０１６４】
有利には、本発明の原理は、２つの変換サブステップＴ３０およびＴ３１で実施される。この場合、コーディング方法は、カレントブロックｘからのサイズＷのベクトルＶｌ０〜ＶｌＨ−１の第１の形成ステップＴ１０、ベクトルＶｌ０〜ＶｌＨ−１に適用すべき変換関数Ｌ０、Ｌ１の第１の決定ステップＴ２０、中間ブロックＸｌからのサイズＨのベクトルＶｃ０〜ＶｃＷ−１の第２の形成ステップＴ１１、およびベクトルＶｃ０〜ＶｃＷ−１に適用すべき変換関数Ｃ０、Ｃ１の第２の決定ステップＴ２１を実施する。
【０１６５】
利点は、２つの変換サブステップのために、形成された異なるベクトルの統計的特徴をより良く活用するという点にある。当然のことながら、この実施形態は、代償としてより多くの変換関数を記憶しておくことを必要とする。
【０１６６】
図１０に関連して、ここで、本発明の第２の実施形態に係るデジタル画像のコーディング方法を提示する。
【０１６７】
この実施形態によると、Ｈ個の行変換関数Ｌ０〜ＬＨ−１およびＷ個の列変換関数Ｃ０〜ＣＷ−１が考慮されている。換言すると、Ｔ’２０で形成されるサイズＷのベクトルＶｌ０〜ＶｌＨ−１であるかまたはＴ’２３で形成されるサイズＨのベクトルＶｃ０〜ＶｃＷ−１であるかに関わらず、カレントブロック内で形成される各々のベクトルに、特定的な線形変換関数が適用される。
【０１６８】
例示的実施例として、４×４ブロックの場合を考慮する。
【０１６９】
ステップＴ’２１中に変換される信号Ｘｌは、以下の演算の連結によって得られる。
【数７】
2018509070.tif 000009
【０１７０】
Ｌ0、Ｌ1、Ｌ2およびＬ3は行変換を表わし、したがってこの実施形態においては、特に使用された変換関数がＤＣＴ／ＤＳＴタイプのものである場合、文献中で公知であるように蝶形分解（ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｅｎ  ｐａｐｉｌｌｏｎ）に基づき高速アルゴリズムの形で潜在的にインプリメンテーションされ得る４×４サイズの行列である。
【０１７１】
こうして、出発ブロックｘの１６（Ｘ0、．．．Ｘ15）個の画素から、１６個の変換済み係数（Ｘｌ0．．．Ｘｌ15）を得る。これらの係数は、例えば線形変換関数Ｌｉにより変換された各ベクトルＶｌｉがブロックＸｌの行ｉを形成するのに寄与したとみなして、ブロックＸＩを形成するためにＴ’２２において再配置される。
【０１７２】
列変換は、以下のように同様にＴ’２４において適用される。
【数８】
2018509070.tif 000010
【０１７３】
Ｃ0、Ｃ1、Ｃ2およびＣ3は列変換を表わし、したがってこの実施形態においては、特に使用される変換関数がＤＣＴ／ＤＳＴタイプのものである場合、文献中で公知であるように蝶形分解に基づき高速アルゴリズムの形で潜在的にインプリメンテーションされ得る４×４サイズの行列である。
【０１７４】
こうして、以上で提示されたばかりの４×４のブロック上での実施形態においては、８個の変換関数が確保される。
【０１７５】
この実施形態の利点は、各行および各列が、個別に独自の統計を有するという事実が考慮されるという点にある。圧縮性能は改善される。
【０１７６】
図１１に関連して、具体的なケース、すなわち４×４サイズのブロックについてのＨＥＶＣでのｉｎｔｒａコーディングのケースにおいて、多数の変換関数を使用することによってもたらされる利得が例示されている。
【０１７７】
この枠内で、ＨＥＶＣは、４×４サイズのブロックについて、ＤＳＴ  ＶＩＩタイプの行および列変換関数を使用しており、信号の圧縮性の観点から見た最高の結果を実証したのは、この変換である。
【０１７８】
１８番のｉｎｔｒａ予測の枠内に身を置いてみる。この予測は対角予測である。変換の性能を評価するために、そのコーディング利得、すなわち信号のエネルギーと変換された係数の幾何平均との間の比率を測定する。
【０１７９】
図１１の表に関連して、ＨＥＶＣにおいて使用されるようなＤＳＴ、画像／映像コーディングで一般に使用されるＤＣＴ、ＫＬＴの意味合いで最適な分離可能な変換関数（表中ではＳｅｐと呼ばれる）およびＫＬＴの意味合いで最適化された本発明に係る変換関数全体（表中ではｍＳｅｐと呼ばれる）を用いて得られた性能が提示されている。
【０１８０】
ＫＬＴの意味合いでの最適化は、最高のコーディング利得を得ることを可能にする行および列変換を見出すことにある。先行技術によると、ＫＬＴ変換は、変換すべきベクトルの画素間の相関関係を考慮に入れることおよびこれらの画素を最もうまく非相関する変換を決定することによって得られる。こうして、画素の自己相関行列が決定され、次に対角化が行なわれる。すなわち、非相関を生み出す固有ベクトルが、ＫＬＴ変換関数を形成する。
【０１８１】
これらの結果は、本発明を用いて増大した性能を実証しており、あるいは先行技術の方法に比べて有意な利得が確認されている。
【０１８２】
図１２に関連して、ここで、本発明の第３の実施形態に係るデジタル画像のコーディング方法が提示される。
【０１８３】
この実施形態によると、画素ブロックｘからＴ’’２０で「行」ベクトルを形成し、第１のサブステップＴ’’２１中に異なる２つの行変換関数をこれらのベクトルに適用する。Ｔ’’２２で得られた係数を再配置して中間ブロックＸＩを形成し、Ｔ’’２３で「列」ベクトルを形成し、第２の変換サブステップＴ’’２４中に異なる２つの列変換関数をこれらのベクトルに適用する。Ｔ’’２５において変換された係数を再配置して、変換済みブロックＸを形成する。
【０１８４】
こうして、第１のサブステップＴ’’２１により実施された行変換は、第１行のための変換を、他の行のために使用される変換と区別し、４×４のサイズのブロックｘについて以下のように表現され得る。
【数９】
2018509070.tif 000011
【０１８５】
したがって、以前の４個ではなく２個の変換関数（Ｌ0およびＬ1）しかない。
【０１８６】
列について、類似の要領で進めること、つまり列を区別するために２個の変換関数しか保持しない（例えば後続するもののうちの最初のもの）ことが可能である。同様に、実施形態においては、列全体について、唯一の変換しか保持しないこともでき、あるいは他の実施形態においては、第１の実施形態において示された通り４つの異なる変換を保持することもできる。
【０１８７】
こうして、変換関数の記憶に関連する影響は著しく削減される。
【０１８８】
メモリの削減を可能にするこの第３の実施形態によって得られる性能を例示するために、改めて、ＨＥＶＣのｉｎｔｒａモードの予測１８のために４×４ブロックの枠内で得られるコーディング利得を提示する。
【０１８９】
行および列について異なる２つの変換を選定する。こうして、第１の実施形態の中で提示されているような合計８個に代わって、合計４個の変換を行うことになる（この構成を４Ｓｅｐとして記す）。
【０１９０】
変形形態によると、行のための２つの異なる変換と、列のための唯一の変換関数とを選定する（こうして、列については、技術的現状に近づく）。こうして、第１の実施形態において提示された通りの８個に代って、合計３個の変換を行うことになる（この構成を３Ｓｅｐと記す）。
【０１９１】
結果は、図１３の表中で提示されている。
【０１９２】
したがって、メモリが削減されたこれらのバージョンにより、半分またはそれ以下の使用メモリで、８個の変換関数のバージョン（ｍＳｅｐ）によって得られる結果に近づくことができる、ということが分かる。技術的現状の変換関数に比べて、圧縮における有意な利点は保持される。
【０１９３】
図１４に関連して、ここで、本発明の実施形態に係るデコーディング方法の全ステップが提示される。
【０１９４】
本発明に係るデコーディング方法を実施するデコーディング装置がビットストリームＴＢを受信したと仮定する。
【０１９５】
Ｄ０において、カレントブロックＣ’として第１の処理すべきブロックを選択することから開始する。例えば、これは、（辞書式順序で）最初のブロックである。このブロックは、ＭおよびＮを非ゼロの整数として、Ｍ×Ｎ個の画素を含む。
【０１９６】
エンコーディング方法について説明した通り、考慮対象のブロックＣ’は、ブロックＣＴＵまたはブロックＣＴＵの切断によって得られるサブブロックＣＵ、あるいはまた、ブロックまたはカレントブロックからカレントブロックの予測を減算することによって得られる残余サブブロックであり得る。
【０１９７】
ステップＤ１の間に、カレントブロックＣ’に関係するコーディングされたデータは、読取られデコーディングされる。Ｄ２において、カレントブロックＣ’に関係するデコーディングされたデータは、逆量子化される。ｋを０とＭ×Ｎ−１の間に含まれる整数として、逆量子化された係数のベクトルＤＱ［ｋ］が得られる。
【０１９８】
ステップＤ３の間に、ベクトルＤＱの係数は、変換済みブロックＸ’内に配置される。これは、コーディング方法により実施される走査Ｔ３の逆演算である。
【０１９９】
Ｄ４では、連続する逆変換サブステップＤ５１、Ｄ５４の間にカレントブロックＸ’に適用すべき変換関数が決定される。本発明によると、これらのサブステップの１つが、２つの異なる線形変換関数を少なくとも使用する。これは本発明に係るコーディング方法が適用する変換関数の逆変換関数のことであるものと理解される。
【０２００】
デコーダレベルでは、それぞれ１行または１列のサイズに等しいサイズを有するベクトルに対して適用すべき逆変換関数は、異なる方法で決定可能であるが、その中でも、例として以下のものを挙げることができる。すなわち、
−  少なくとも１つの第１の変換関数および第２の変換関数の識別情報を、ビットストリームＴＢ内で読取ることによる方法、
−  ローカルメモリまたは遠隔メモリ内でエンコーダにより使用される変換関数の識別情報を読取ることによる方法。
【０２０１】
有利には、第１および第２の変換関数の選択を、例えばそのサイズまたはその予測モードなどの、カレントブロックのコーディングパラメータに関連付けることができる。
【０２０２】
本発明の実施形態によると、適用すべき変換関数は、例えば、コーディングパラメータに対して、第１の変換関数の識別子、ブロックまたは中間ブロックの第１のベクトルの少なくとも１つの識別子、第１の変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の変換関数の識別子および前記ブロックの第２のベクトルの少なくとも１つの識別子を関連付けるデータベースＢＤ２の入力などの、メモリの読取りによって得られる。
【０２０３】
有利には、Ｄ４の間に、エンコーダのレベルで、カレントブロック内でベクトルがどのように形成されたかも決定された。例えば、ベクトルの識別子は、Ｍ×Ｎサイズのブロック内で形成されたベクトルの公知のタイプに対応する。
【０２０４】
デコーダがコーダと同じ要領でベクトルを形成できる必要があることが理解される。複数のタイプの列または行ベクトルを形成することができる。適用すべき変換関数について説明されたものと同じ要領で、以下のことを含めた複数の実施形態が企図される。すなわち、
−  デコーダはエンコーダと同じベクトル形成規則をローカルに利用できる。これらの規則は、例えばメモリ内に記憶されている。
−  有利には、デコーダは、コーディングパラメータに対して、サイズＷのＨ個のベクトルおよびサイズＨのＷ個のベクトルのカレントブロック内での形成を可能にする標示を関連付ける入力を含む、データベース内に記憶された情報にアクセスする。このデータベースは、コーダおよびデコーダのレベルで複製される、
−  デコーダは、ビットストリームから、エンコーダにより形成されたベクトルのタイプを表わす情報を抽出する。この変形形態は、エンコーダのレベルで実施されるカレントブロックのコンテンツの予備解析に基づいて、形成されるベクトルのタイプが動的に選択される場合に、特に有利である。
【０２０５】
したがって、このステップの終了時点で、線形変換関数の識別子に関連付けられたベクトルの数、指数およびタイプが分かる。
【０２０６】
以下の説明では、エンコーディング時に、第１のサブステップは、１行のサイズに等しいサイズのベクトルに対して少なくとも２つの変換関数を使用し、第２のサブステップは、１列のサイズに等しいサイズのベクトルに対して１つ以上の変換関数を使用するものと仮定される。
【０２０７】
デコーディングのレベルでは、コーディングの際に行なわれた順序とは逆の順序で、逆の演算が行なわれることになるであろう。したがって、この実施例において、第１の逆変換サブステップＤ５１は、１列のサイズに等しいサイズを有するベクトルに適用される。
【０２０８】
ステップＤ５０の間に、ブロックＸ’の１列の長さに等しい長さを有する係数のベクトルがブロックＸ’内に形成される。これは、コーディング方法により実施されるブロックＸ内での変換済みベクトルの係数の配置演算Ｔ２５の逆演算である。
【０２０９】
例えば、エンコーダ側では、単に、ブロックＸの列ｊ内に、ステップＴ２４の線形変換関数Ｃ０、Ｃ１またはＣｊによって変換された列ベクトルＶｃｊの係数が位置付けされた。デコーディング方法のステップＤ５０の間に、ブロックＸ’の列ｊの係数から１列の長さに等しい長さを有するベクトルＶ’ｃｊが逆に形成される。したがって、この実施例によると、Ｘ’の列が、関連付けられたベクトルｖｃｊに対するコーディング方法により適用された線形変換に由来する係数を含むことが理解される。この単純なケースにおいて、このとき、ステップＤ５０は単に、ブロックＸ’の列から「列」ベクトルＶ’ｃｊを形成することからなる。
【０２１０】
有利には、ステップＤ５０は、決定ステップＤ４の間に得られたこの再配置に関する情報に基づく。例えば、列ｃｊ０を線形変換関数Ｃ０-1の入力に関連付け、列ｃｊ１を線形変換関数Ｃ１-1の入力に関連付けることからなる再配置は、既定の再配置タイプを表わす情報によって標示されるか、またはベクトルの識別子を各線形変換関数に関連付ける。
【０２１１】
このようなベクトル識別子は、有利には、ベクトルのタイプおよびベクトルの指数を含む。例えば、考慮対象のベクトルタイプは、列タイプであり、形成すべきベクトルはｊ番、すなわちブロックの列ｊに対応するベクトルである。
【０２１２】
Ｄ５１では、直交のものである場合には転置された形で、または高速アルゴリズムを用いて、例えば列ｃｊ０、ｃｊ１などのＤ５０で形成されたベクトルＶ’ｃｊ０、Ｖ’ｃｊ１に対して、逆線形変換関数Ｃ０-1、Ｃ１-1が適用される。
【０２１３】
ベクトルｖ’ｃｊ０、ｖ’ｃｊ１が得られる。
【０２１４】
ステップＤ５２の間に、中間ブロックＸ’ｌを形成するために処理済みベクトルｖ’ｃｊ０、ｖ’ｃｊ１の係数が位置付けされる。このために、エンコーダ側のベクトルの形成に関する、ステップＤ４の間に決定されたベクトルの識別情報を使用し、逆演算を行う。
【０２１５】
例えば、ベクトルが列ベクトルである場合、識別情報は列指数を含み、ベクトルの要素は、対応する列内に置かれる。
【０２１６】
ベクトルが線形でない場合、識別情報は、Ｍ×Ｎのブロック内に要素を位置付けできるデコーダの公知の非線形ベクトルのタイプを識別する。例えば、エンコーダ側においてブロックＸ’ｌ内で形成されたベクトルｖｃｊが、ベクトルｖｃ０に対応する指数を伴って図７Ｅに関連して説明されたベクトルのタイプであったことを、決定されたベクトルの識別情報が標示している場合には、係数はＸ’１、Ｘ’０、Ｘ’４、Ｘ’８に置かれるであろう。
【０２１７】
第２の逆変換サブステップＤ５４に付される前に、得られた中間ブロックＸ’ｌは次に、ステップＤ５０と類似するものの、Ｄ４で得られた再配置情報からブロックＸ’ｌ内でベクトルＶ’ｌｉを形成しこれに対して同じくＤ４で決定された線形変換関数ＬＯ-1およびＬ１-1の１つを関連付ける形成ステップＤ５３内で使用される。
【０２１８】
Ｄ５４では、逆変換関数は、直交変換関数である場合には転置された形で、または高速アルゴリズムを用いて適用され、１行のサイズに等しいサイズを有するベクトルＶｌｉ０、Ｖ’ｌｉ１を生成する。本発明に係るデコーダによって実施される演算は、技術的現状によって使用される演算と同じ性質のものである。すなわち、変換を行うための複雑性は変わっていない。
【０２１９】
Ｄ５５では、画素ブロックｘ’を形成するために、得られたベクトルを位置付けする。これは、本発明に係るコーディング方法において実施されるベクトル形成演算Ｔ２０の逆演算である。
【０２２０】
Ｄ６では、得られたブロックｘ’から、デコーディングされた画像の画素ブロックを再構築し、デコーディング中の画像ＩＤにそれを統合させる。ブロックｘ’が残余ブロックである場合、このブロックに対して、先に処理された基準画像から得られたカレントブロックの予測を足す。
【０２２１】
ステップＤ７の間に、先に定義された走査順序を考慮に入れて、カレントブロックがデコーダで処理すべき最後のブロックであるか否かをテストする。そうである場合には、デコーディング方法はその処理を終了している。そうでなければ、後続するステップは、後続ブロックの選択ステップＤ０であり、先に説明したデコーディングステップＤ１〜Ｄ７は、選択された後続ブロックについて反復される。
【０２２２】
以上で説明されたばかりの本発明は、ソフトウェアおよび／またはハードウェアコンポーネントを用いて実施可能であることが指摘されるだろう。この観点において、本明細書中で使用される「モジュール」および「エンティティ」なる用語は、関係するモジュールまたはエンティティについて説明された１つまたは複数の機能を実施することのできるソフトウェアコンポーネント、またはハードウェアコンポーネント、さらにはハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントのアセンブリに対応し得る。
【０２２３】
図１５に関連して、ここで、本発明に係るデジタル画像コーディング装置１００の簡略化された構造の実施例が提示される。装置１００は、図６に関連して以上で説明されたばかりの本発明に係るコーディング方法を実施する。
【０２２４】
例えば、装置１００は、メモリ１３０内に記憶され本発明に係る方法を実施するコンピュータプログラムＰｇ１  １２０により操作される、プロセッサμ１を備えた処理ユニット１１０を含む。
【０２２５】
初期化の時点で、コンピュータプログラムＰｇ1１２０のコード命令は、例えば処理ユニット１１０のプロセッサにより実行される前にメモリＲＡＭにロードされる。処理ユニット１１０のプロセッサは、コンピュータプログラム１２０の命令にしたがって、先に説明した方法の全ステップを実施する。
【０２２６】
本発明のこの実施例において、装置１００は、カレントブロックから中間ブロックへの第１の変換サブユニットＴＲ１と中間ブロックから変換済みブロックへの第２の変換サブユニットＴＲ２とを含む、カレントブロックから変換済みブロックＸへの少なくとも１つの変換ユニットＴＲＡＮＳ、変換済みブロックの量子化ユニットＱＵＡＮＴ、量子化されたブロックのコーディングユニットＣＯＤ、およびビットストリームＴＢ内にコーディングされたデータを挿入するユニットＩＮＳＥＲＴを含む。
【０２２７】
本発明によると、変換ユニットは、前記少なくとも１つの変換サブユニットに先立ち使用されることのできる、カレントブロックと中間ブロックの中の前記ブロックのうちの１つの要素（それぞれ画素または係数）から少なくとも２つのベクトルを形成する少なくとも１つのサブユニットＦＯＲＭと、ブロック内で得られた係数を配置するサブユニットＡＲＲと、を含む。装置は同様に、少なくともカレントブロックのコーディングパラメータに応じて、前記ベクトルに対して適用すべき少なくとも２つの異なる変換関数を決定するユニットＤＥＴをも含む。
【０２２８】
有利には、装置１００はさらに、コーディングパラメータに対して、第１の変換関数の識別子、ブロックまたは中間ブロックのベクトルの少なくとも１つの識別子、第１の変換関数とは異なる少なくとも１つの第２の変換関数の識別子、および前記ブロックの第２のベクトルの少なくとも１つの識別子を関連付ける入力を含む表を記憶するユニットＢＤ１などのメモリを含む。これらのユニットは、処理ユニット１１０のプロセッサμ１により操作される。
【０２２９】
有利には、装置１００をユーザー端末ＴＵに統合することができる。このとき装置１００は、少なくとも端末ＴＵの以下のモジュールと協働するように配置される。すなわち、
−  ビットストリームＴＢまたは圧縮ファイルＦＣを、遠隔通信ネットワークを介してデコーディング装置に伝送するデータ発信／受信モジュールＥ／Ｒ。
【０２３０】
例えば、デコーディング装置２００は、図１４に関連して説明されたばかりの、メモリ２３０内に記憶され本発明に係るデコーディング方法を実施するコンピュータプログラムＰｇ２  ２２０により操作される、プロセッサμ２を備えた処理ユニット２１０を含む。
【０２３１】
初期化の時点で、コンピュータプログラムＰｇ２  ２２０のコード命令は、例えば処理ユニット２１０のプロセッサにより実行される前にメモリＲＡＭ内にロードされる。処理ユニット２１０のプロセッサは、コンピュータプログラム２２０の命令にしたがって、先に説明した方法の全ステップを実施する。
【０２３２】
本発明のこの実施例において、装置２００は、ビットストリーム内で読取られたデータから変換済みカレントブロックの係数をデコーディングする少なくとも１つのユニットＤＥＣ、デコーディングされた係数を逆量子化するユニットＤＥＱＵＡＮＴ、連続する２つの逆変換サブユニットを実施することのできる変換済みカレントブロックの逆変換用ユニットＴＲＡＮＳ-1を含み、第１のサブユニットＴＲ１-1は変換済みカレントブロックに適用され、第２のサブユニットＴＲ２-1は第１のサブユニットに由来する中間ブロックに適用される。本発明によると、サブユニットＴＲ１-1、ＴＲ２-1の少なくとも一方は、変換済みカレントブロックおよび中間ブロックのうちの処理すべきブロックと呼ばれるブロック上で、互いに異なる少なくとも１つの第１および第２の線形変換関数を使用する。
【０２３３】
本発明によると、逆変換ユニットはさらに、処理対象ブロック内で第１および第２の変換関数により処理されたベクトルの係数を再配置することのできるサブユニットＦＯＲＭ-1を含む。
【０２３４】
有利には、装置は同様に、処理すべきブロックの係数から少なくとも２つのベクトルを形成するユニットＡＲＲ−１であって、これらのベクトルがカレントブロックのサイズに等しい長さを有し、これらのベクトルに対して第１および第２の線形変換関数が適用されるユニットと、少なくともカレントブロックのコーディングパラメータに応じて、前記ベクトルに対し適用すべき少なくとも２つの異なる線形変換関数を決定するユニットＤＥＴとを含む。
【０２３５】
これらのユニットは、処理ユニット２１０のプロセッサμ２によって操作される。
【０２３６】
有利には、装置２００をユーザー端末ＴＵに統合することができる。このとき装置２００は、少なくとも端末ＴＵの以下のモジュールと協働するように配置される。すなわち、
−  ビットストリームＴＢまたは圧縮ファイルＦＣを、遠隔通信ネットワークから受信するデータ発信／受信モジュールＥ／Ｒ、
−  デコーディングされたデジタル画像またはデコーディングされた一連の画像をユーザーに対し復元する、端末スクリーンなどの画像復元装置ＤＩＳＰ。
【０２３７】
有利には、ユーザー端末ＴＵは、本発明に係るコーディング装置とデコーディング装置を同時に統合することができる。
【０２３８】
当然のことながら、上述の実施形態は、全く非限定的に純粋に例示を目的として提供されたものであり、当業者であれば、本発明の枠から逸脱することなく、容易に多くの修正を加えることができる。
【符号の説明】
【０２３９】
ＴＢ    ビットストリーム
ＦＣ    圧縮ファイル
μ１    プロセッサ
μ２    プロセッサ
ＤＩＳＰ    画像復元装置
ＴＵ    ユーザー端末
Ｅ／Ｒ    データ発信／受信モジュール
１００    デジタル画像コーディング装置
１１０    処理ユニット
１２０    コンピュータプログラムＰｇ１
１３０    メモリ
２００    デコーディング装置
２１０    処理ユニット
２２０    コンピュータプログラムＰｇ２
２３０    メモリ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２４０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０００３８２８号明細書
【非特許文献】
【０２４１】
【非特許文献１】２０１３年１１月に公開された文書「ＩＳＯ／ＩＥＣ  ２３００８−２：２０１３−Ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｍｅｄｉａ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｉｎ  ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ−−Ｐａｒｔ  ２：  Ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｖｉｄｅｏ  ｃｏｄｉｎｇ」、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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