(57)【要約】【課題】生成するデータのデータ量をより低減させることができるようにする。【解決手段】本技術の画像処理装置は、浮動小数点表現された画像データを可逆な階調写像変換する階調写像変換部と、前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データのビット深度を低減させてベース層の画像データを生成するベース層生成部と、前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データと、前記ベース層生成部により生成された前記ベース層の画像データを用いて、拡張層のデータを生成する拡張層生成部とを備える。本技術は、例えば、画像処理装置に適用することができる。【選択図】図３
2013255179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮動小数点表現された画像データを可逆な階調写像変換する階調写像変換部と、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データのビット深度を低減させてベース層の画像データを生成するベース層生成部と、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データと、前記ベース層生成部により生成された前記ベース層の画像データを用いて、拡張層のデータを生成する拡張層生成部と
を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記階調写像変換部は、可逆の対数写像変換によって前記浮動小数点表現された画像データを階調写像変換する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記階調写像変換部は、前記浮動小数点表現された画像データの指数部と前記指数部の最小値との差分値と、前記浮動小数点表現された画像データの仮数部のビット深度を指数とする２の冪乗とを乗算し、さらに、前記乗算の結果に、前記浮動小数点表現された画像データの仮数部を加算することにより、前記浮動小数点表現された画像データを階調写像変換する
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ベース層生成部は、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データに対して、前記ベース層の画像データのビット深度を負の指数の絶対値とする２の冪乗の計算を施す第１の演算部と、
前記第１の演算部により前記２の冪乗の計算が施された前記画像データの小数点以下を切り捨てることにより、前記ベース層の画像データを生成する切り捨て部と
を備える請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第１の演算部は、前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データの画素値を、前記ベース層の画像データのビット深度分右にシフトする
請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記拡張層生成部は、
前記ベース層の画像データに対して、前記ベース層の画像データのビット深度を指数とする２の冪乗の計算を施す第２の演算部と、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データと、前記第２の演算部により前記２の冪乗の計算が施された前記ベース層の画像データとの差分データを生成する差分データ生成部と
を備える請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第２の演算部は、前記ベース層の画像データの画素値を、前記ベース層の画像データのビット深度分左にシフトする
請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記ベース層生成部により生成された前記ベース層の画像データを符号化するベース層符号化部をさらに備える
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記拡張層生成部により生成された前記拡張層のデータを符号化する拡張層符号化部をさらに備える
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
画像処理装置の画像処理方法において、
前記画像処理装置は、
浮動小数点表現された画像データを可逆な階調写像変換し、
階調写像変換された画像データのビット深度を低減させてベース層の画像データを生成し、
階調写像変換された画像データと、生成された前記ベース層の画像データを用いて、拡張層のデータを生成する
画像処理方法。
【請求項１１】
コンピュータを、
浮動小数点表現された画像データを可逆な階調写像変換する階調写像変換部と、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データのビット深度を低減させてベース層の画像データを生成するベース層生成部と、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データと、前記ベース層生成部により生成された前記ベース層の画像データを用いて、拡張層のデータを生成する拡張層生成部と
して機能させるためのプログラム。
【請求項１２】
浮動小数点表現された画像データが階調写像変換された画像データと前記階調写像変換された画像データから生成されたベース層の画像データとを用いて生成された拡張層のデータ、並びに、前記ベース層の画像データとを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成する画像データ生成部と、
前記画像データ生成部により生成された前記階調写像変換された画像データを可逆な階調写像逆変換して、浮動小数点表現の画像データを生成する階調写像逆変換部と
を備える画像処理装置。
【請求項１３】
前記階調写像逆変換部は、可逆の対数写像逆変換によって前記浮動小数点表現の画像データを生成する
請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記画像データ生成部は、
前記ベース層の画像データに対して、前記ベース層の画像データのビット深度を指数とする２の冪乗の計算を施す演算部と、
前記拡張層のデータに、前記演算部により前記２の冪乗の計算が施された前記ベース層の画像データを加算することにより前記階調変換された画像データを生成する加算部と
を備える請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記演算部は、前記ベース層の画像データの画素値を、前記ベース層の画像データのビット深度分左にシフトする
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記ベース層の画像データの符号化データを復号するベース層復号部をさらに備え、
前記画像データ生成部は、前記ベース層復号部により得られた前記ベース層画像データを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成する
請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記拡張層のデータの符号化データを復号する拡張層復号部をさらに備え、
前記画像データ生成部は、前記拡張層復号部により得られた前記拡張層のデータを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成する
請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
符号化に関する情報を受け取る受け取り部と、
前記受け取り部により受け取られた前記符号化に関する情報により指定される符号化方式に対応する方式で、前記ベース層の画像データの符号化データを復号するベース層復号部と、
前記受け取り部により受け取られた前記符号化に関する情報により指定される符号化方式に対応する方式で、前記拡張層のデータの符号化データを復号する拡張層復号部と
をさらに備える請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
画像処理装置の画像処理方法において、
前記画像処理装置は、
浮動小数点表現された画像データが階調写像変換された画像データと前記階調写像変換された画像データから生成されたベース層の画像データとを用いて生成された拡張層のデータ、並びに、前記ベース層の画像データとを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成し、
生成された前記階調写像変換された画像データを可逆な階調写像逆変換して、浮動小数点表現の画像データを生成する
画像処理方法。
【請求項２０】
コンピュータを、
浮動小数点表現された画像データが階調写像変換された画像データと前記階調写像変換された画像データから生成されたベース層の画像データとを用いて生成された拡張層のデータ、並びに、前記ベース層の画像データとを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成する画像データ生成部と、
前記画像データ生成部により生成された前記階調写像変換された画像データを可逆な階調写像逆変換して、浮動小数点表現の画像データを生成する階調写像逆変換部と
して機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、画像処理装置および方法、並びに、プログラムに関し、特に、生成するデータのデータ量をより低減させることができるようにした画像処理装置および方法、並びに、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像素子（イメージセンサ）の高ビット化、ディスプレイでの高ビット対応等によって、画像の高ダイナミックレンジ化が進んでいる。
【０００３】
高ビット深度画像の符号化表現については、これまで多数の研究結果が報告されている。例えば、トーンマッピングを行うことで、低ビット深度画像を作成し、その復号画像と原画像との差分を別の符号化器で符号化する２段構成の符号化方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
また、トーンマッピングの代わりにロイドマックス（Lloyd-Max）量子化を適用することで、非可逆圧縮時のビットレート低減を実現する方法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】”Bit-depth Scalable Video Coding”, Proc. IEEE Intl. Conf. on Image Processing, pp.I-5〜I-7, 2007 (M.Winken, D.Marpe, etc.)
【非特許文献２】“ビット深度変換処理を用いた高ビット深度画像の符号化に関する基礎検討”、2009信学総大，S-5，2009（伊藤、坂東、高村、上倉、八島）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの手法では拡張層のビット深度が大きくなり、十分にデータ量を低減させることができない恐れがあった。
【０００７】
本技術は、このような状況に鑑みて提案されたものであり、生成するデータのデータ量をより低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本技術の一側面は、浮動小数点表現された画像データを可逆な階調写像変換する階調写像変換部と、前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データのビット深度を低減させてベース層の画像データを生成するベース層生成部と、前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データと、前記ベース層生成部により生成された前記ベース層の画像データを用いて、拡張層のデータを生成する拡張層生成部とを備える画像処理装置である。
【０００９】
前記階調写像変換部は、可逆の対数写像変換によって前記浮動小数点表現された画像データを階調写像変換することができる。
【００１０】
前記階調写像変換部は、前記浮動小数点表現された画像データの指数部と前記指数部の最小値との差分値と、前記浮動小数点表現された画像データの仮数部のビット深度を指数とする２の冪乗とを乗算し、さらに、前記乗算の結果に、前記浮動小数点表現された画像データの仮数部を加算することにより、前記浮動小数点表現された画像データを階調写像変換することができる。
【００１１】
前記ベース層生成部は、前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データに対して、前記ベース層の画像データのビット深度を負の指数の絶対値とする２の冪乗の計算を施す第１の演算部と、前記第１の演算部により前記２の冪乗の計算が施された前記画像データの小数点以下を切り捨てることにより、前記ベース層の画像データを生成する切り捨て部とを備えることができる。
【００１２】
前記第１の演算部は、前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データの画素値を、前記ベース層の画像データのビット深度分右にシフトすることができる。
【００１３】
前記拡張層生成部は、前記ベース層の画像データに対して、前記ベース層の画像データのビット深度を指数とする２の冪乗の計算を施す第２の演算部と、前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データと、前記第２の演算部により前記２の冪乗の計算が施された前記ベース層の画像データとの差分データを生成する差分データ生成部とを備えることができる。
【００１４】
前記第２の演算部は、前記ベース層の画像データの画素値を、前記ベース層の画像データのビット深度分左にシフトすることができる。
【００１５】
前記ベース層生成部により生成された前記ベース層の画像データを符号化するベース層符号化部をさらに備えることができる。
【００１６】
前記拡張層生成部により生成された前記拡張層のデータを符号化する拡張層符号化部をさらに備えることができる。
【００１７】
本技術の一側面は、また、画像処理装置の画像処理方法において、前記画像処理装置が、浮動小数点表現された画像データを可逆な階調写像変換し、階調写像変換された画像データのビット深度を低減させてベース層の画像データを生成し、階調写像変換された画像データと、生成された前記ベース層の画像データを用いて、拡張層のデータを生成する画像処理方法である。
【００１８】
本技術の一側面は、さらに、コンピュータを、浮動小数点表現された画像データを可逆な階調写像変換する階調写像変換部と、前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データのビット深度を低減させてベース層の画像データを生成するベース層生成部と、前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データと、前記ベース層生成部により生成された前記ベース層の画像データを用いて、拡張層のデータを生成する拡張層生成部として機能させるためのプログラムである。
【００１９】
本技術の他の側面は、浮動小数点表現された画像データが階調写像変換された画像データと前記階調写像変換された画像データから生成されたベース層の画像データとを用いて生成された拡張層のデータ、並びに、前記ベース層の画像データとを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成する画像データ生成部と、前記画像データ生成部により生成された前記階調写像変換された画像データを、可逆な階調写像逆変換して、浮動小数点表現の画像データを生成する階調写像逆変換部とを備える画像処理装置である。
【００２０】
前記階調写像逆変換部は、可逆の対数写像逆変換によって前記浮動小数点表現の画像データを生成することができる。
【００２１】
前記画像データ生成部は、前記ベース層の画像データに対して、前記ベース層の画像データのビット深度を指数とする２の冪乗の計算を施す演算部と、前記拡張層のデータに、前記演算部により前記２の冪乗の計算が施された前記ベース層の画像データを加算することにより前記階調変換された画像データを生成する加算部とを備えることができる。
【００２２】
前記演算部は、前記ベース層の画像データの画素値を、前記ベース層の画像データのビット深度分左にシフトすることができる。
【００２３】
前記ベース層の画像データの符号化データを復号するベース層復号部をさらに備え、前記画像データ生成部は、前記ベース層復号部により得られた前記ベース層画像データを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成することができる。
【００２４】
前記拡張層のデータの符号化データを復号する拡張層復号部をさらに備え、前記画像データ生成部は、前記拡張層復号部により得られた前記拡張層のデータを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成することができる。
【００２５】
符号化に関する情報を受け取る受け取り部と、前記受け取り部により受け取られた前記符号化に関する情報により指定される符号化方式に対応する方式で、前記ベース層の画像データの符号化データを復号するベース層復号部と、前記受け取り部により受け取られた前記符号化に関する情報により指定される符号化方式に対応する方式で、前記拡張層のデータの符号化データを復号する拡張層復号部とをさらに備えることができる。
【００２６】
本技術の他の側面は、また、画像処理装置の画像処理方法において、前記画像処理装置が、浮動小数点表現された画像データが階調写像変換された画像データと前記階調写像変換された画像データから生成されたベース層の画像データとを用いて生成された拡張層のデータ、並びに、前記ベース層の画像データとを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成し、生成された前記階調写像変換された画像データを、可逆な階調写像逆変換して、浮動小数点表現の画像データを生成する画像処理方法である。
【００２７】
本技術の他の側面は、さらに、コンピュータを、浮動小数点表現された画像データが階調写像変換された画像データと前記階調写像変換された画像データから生成されたベース層の画像データとを用いて生成された拡張層のデータ、並びに、前記ベース層の画像データとを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成する画像データ生成部と、前記画像データ生成部により生成された前記階調写像変換された画像データを、可逆な階調写像逆変換して、浮動小数点表現の画像データを生成する階調写像逆変換部として機能させるためのプログラムである。
【００２８】
本技術の一側面においては、浮動小数点表現された画像データが可逆な階調写像変換され、階調写像変換された画像データのビット深度を低減させてベース層の画像データが生成され、階調写像変換された画像データと、生成された前記ベース層の画像データを用いて、拡張層のデータが生成される。
【００２９】
本技術の他の側面においては、浮動小数点表現された画像データが階調写像変換された画像データと前記階調写像変換された画像データから生成されたベース層の画像データとを用いて生成された拡張層のデータ、並びに、前記ベース層の画像データとを用いて、前記階調写像変換された画像データが生成され、生成された前記階調写像変換された画像データが可逆な階調写像逆変換されて、浮動小数点表現の画像データが生成される。
【発明の効果】
【００３０】
本技術によれば、画像を処理することが出来る。特に、データ量をより低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図２】画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図３】画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図４】符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図５】画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図６】復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図７】ビット深度の比較の例を示す図である。
【図８】コンピュータの主な構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（画像符号化装置、画像復号装置）
２．第２の実施の形態（コンピュータ）
【００３３】
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１  画像符号化装置］
まず、一般的な、高ダイナミックレンジ画像の符号化について説明する。
【００３４】
画像や映像のデジタルデータ圧縮において、圧縮結果が複数の階層に分離される符号化方式は、スケーラビリティ機能と呼ばれ、これまでに多くの研究結果が報告されている。近年、これに対して「ビット深度」の階層化が盛んに研究されている。
【００３５】
ビット深度とは、画素値を表す階調数を意味し、汎用的な８ビット深度の装置では、2＾8＝256階調が表現できる。近年では、これまでの固定小数点形式に加え、浮動小数点形式を用いることで、より広い値域（高ダイナミックレンジ）を表現することが可能になっている。
【００３６】
このような、浮動小数点形式で表現された高ダイナミックレンジ画像を、ベース層と拡張層の２つに分けて符号化する方法がある。このように２層に分離された符号化データにより、ベース層からは標準的なビット深度の低ダイナミックレンジ画像を復号することができ、ベース層と拡張層とを併せることで、元の高ダイナミックレンジ画像を復号することができる。
【００３７】
このようなビット深度の階層化については、これまで多くの研究報告がある。例えば階調写像により高ダイナミックレンジ画像から低ダイナミックレンジ画像を作成し、JPEG（Joint Photographic Experts Group）方式で圧縮を行い、ベース層を生成する。また、低ダイナミックレンジ画像を逆階調写像して、高ダイナミックレンジ画像からの差分を取り、これを拡張層とする。しかしこの方法だと、拡張層は残差データであるため、画素相関が小さいため、高い圧縮率は望めない恐れがあった。
【００３８】
図１は、このような浮動小数点精度の画像をベース層と拡張層とに分けてエンコードする画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。図１に示されるように、画像符号化装置１０は、Float to Integer精度変換部１１、非可逆トーンマッピング変換部１２、可逆エンコーダ部１３、非可逆トーンマッピング逆変換部１４、差分データ生成部１５、およびエントロピ符号化部１６を有する。
【００３９】
浮動小数点精度のデータは、一般に正負符号部bs、仮数部bM、および指数部bEにより構成される。各値は、以下の式（１）のように表される。
【００４０】
bs∈［0，2^Ds］，bM∈［0，2^DM］，bE∈［0，2^DE］  ・・・（１）
【００４１】
また、各々のビット深度がDs，DM，DE［bit］であるとする。
【００４２】
例えば、浮動小数点精度の画像フォーマットとして普及しているOpenEXR形式ではR，G，Bの各色が、［Ds，DM，DE］＝［1，10，5］なるビット深度であり、全体では48［bpp］になる。
【００４３】
一方、RGBE形式では符号部は無く、仮数部はR，G，Bの各々がDM＝8であるが、指数部はR，G，Bで共通化されておりDE＝8であるので、全体では32［bpp］になる。
【００４４】
例えば、OpenEXRの場合には、0＜bE＜31に対して画素値は、以下の式（２）のように定義される。なお、仮数部XMと指数部XEは、それぞれ、以下の式（３）、式（４）のように表現される実数になる。
【００４５】
X＝XM・2^XE  ・・・（２）
XM＝（-1）^bs・（1＋bM・2^（-DM））  ・・・（３）
XE＝bE−15  ・・・（４）
【００４６】
説明の都合上、bs＝0（つまり正の数）とする。図１において、画像符号化装置１０には、画像データの浮動小数点表現の仮数部bM（矢印２１）と指数部bE（矢印２２）が入力される。Float to Integer精度変換部１１は、画像データに対して、浮動小数点精度から整数精度への１対１の写像変換を行う。つまり、仮数部bM（矢印２１）と指数部bE（矢印２２）は、以下の式（５）のように、整数精度の画像データXI（矢印２３）に変換される。
【００４７】
XI＝（2＾DM＋bM）・2^（bE−Min（bE））  ・・・（５）
【００４８】
なお、上記の変換式は、（G.Ward and M.Simmons, “JPEG-HDR: A Backwards Compatible High Dynamic Range Extension to JPEG”, Proc. 13th Color Imaging Conference, Nov.2005）に紹介されている。
【００４９】
非可逆トーンマッピング変換部１２は、画像データXIを以下の式（６）および式（７）に従って階調写像（トーンマッピング）し、画像データVに変換する。この結果、ビット深度はDvに縮小される。
【００５０】
V*＝loge（XI）  ・・・（６）
【数１】
2013255179.tif 000003
・・・（７）
【００５１】
なお、このトーンマッピング法は、（R.Xu, S.N.Pattanaik and C.E.Huges, “High Dynamic-Range Still Image Encoding in JPEG2000”, IEEE Computer Graphics and Applications, vol.25, no.6, pp.57-64, 2005）に紹介されている。
【００５２】
上述した式（６）および式（７）によって階調写像変換された画像データV（矢印２４）は、原画像が高ダイナミックレンジ画像であったのに対して、その原画像に対してビット深度が低減されているので低ダイナミックレンジ画像と言える。つまり、この画像データVがベース層の画像に相当する。
【００５３】
可逆エンコーダ部１３は、ベース層の画像データV（矢印２４）を、所定の方法で可逆にエンコードし、ベース層のエンコード・コードストリーム（矢印２５）を生成する。
【００５４】
非可逆トーンマッピング逆変換部１４は、ベース層の画像データV（矢印２４）に対して、非可逆トーンマッピング変換部１２による階調写像（トーンマッピング）の逆変換を行い、ビット深度を増大させ、高ダイナミックレンジ画像データ（矢印２６）を生成する。
【００５５】
差分データ生成部１５は、Float to Integer精度変換部１１により生成された高ダイナミックレンジ画像データXI（矢印２３）から、非可逆トーンマッピング逆変換部１４により生成された高ダイナミックレンジ画像データ（矢印２６）を減算し、それらの差分データ（矢印２７）を生成する。この差分データが拡張層に相当する。
【００５６】
エントロピ符号化部１６は、その差分データ（矢印２７）を所定の方法でエントロピ符号化し、拡張層のエンコード・コードストリームを生成する（矢印２８）。
【００５７】
画像符号化装置１０は、ベース層のエンコード・コードストリーム（矢印２５）と、拡張層のエンコード・コードストリーム（矢印２８）を出力する。
【００５８】
［１−２  画像復号装置］
図２は、図１の画像符号化装置１０に対応する画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
【００５９】
図２に示される画像復号装置５０は、画像符号化装置１０において生成されるベース層のエンコード・コードストリーム（矢印６２）と、拡張層のエンコード・コードストリーム（矢印６１）を受け取り、それらを復号して、低ダイナミックレンジの画像データ（矢印６９）や浮動小数点表現の高ダイナミックレンジの画像データ（矢印６７および矢印６８）を生成する。
【００６０】
図２に示されるように、画像復号装置５０は、エントロピ復号部５１、可逆デコーダ部５２、非可逆トーンマッピング逆変換部５３、加算部５４、およびInteger to Float変換部５５を有する。
【００６１】
エントロピ復号部５１は、供給された拡張層のエンコード・コードストリーム（矢印６１）を、図１のエントロピ符号化部１６に対応する方法でエントロピ復号し、拡張層の差分データ（矢印６３）を生成する。
【００６２】
可逆デコーダ部５２は、供給されたベース層のエンコード・コードストリーム（矢印６２）を、図１の可逆エンコーダ部１３に対応する方法で可逆にデコードし、ベース層の画像データ（矢印６４、矢印６９）を生成する。
【００６３】
非可逆トーンマッピング逆変換部５３は、図１の非可逆トーンマッピング逆変換部１４と同様の方法で、ベース層の画像データ（矢印６４）に対して、階調写像（トーンマッピング）の逆変換を行い、ビット深度を増大させ、高ダイナミックレンジ画像データ（矢印６５）を生成する。
【００６４】
加算部５４は、エントロピ復号部５１により生成された拡張層の差分データ（矢印６３）と、非可逆トーンマッピング逆変換部５３により生成された高ダイナミックレンジ画像データ（矢印６５）とを加算し、ベース層と拡張層とを合わせた高ダイナミックレンジ画像データ（矢印６６）を生成する。
【００６５】
Integer to Float変換部５５は、整数精度の高ダイナミックレンジ画像データ（矢印６６）に対して、図１のFloat to Integer精度変換部１１による写像変換の逆変換、すなわち、整数精度から浮動小数点精度への１対１の写像変換を行う。つまり、整数精度の画像データ（矢印６６）は、上述した式（５）のように、仮数部bM（矢印６７）と指数部bE（矢印６８）に変換される。
【００６６】
［１−３  圧縮率］
以上のような方法では、拡張層の圧縮率が非常に低くなることである。図１の画像符号化装置１０において、XIのビット深度は、以下の式（８）のようになる。
【００６７】
DI＝DM＋2＾DE  ・・・（８）
【００６８】
したがって、ビット深度が大きく、その分、画像のデータサイズが大きくなる恐れがあった。また、これにより、差分データのビット深度も大きくなるので、ロスレスの（可逆な）画像符号化・復号を実現することが困難であった。また、復号画像と原画像との差分のビット数が長くなってしまい、元々の原画像のロスレス表現ができない恐れがあった。
【００６９】
また、画像符号化装置１０においては、差分データに対してエントロピ符号化が行われるが、差分データは基本的に隣接画素の間に相関が無いので、DCT（Discrete Cosine Transform）やDWT（Discrete Wavelet Transform）等の変換処理では、圧縮効果が望めない恐れがあった。
【００７０】
［１−４  画像符号化装置］
そこで、ビット深度をより低減させるように、可逆に階調写像変換を行うようにする。図３は、その場合の画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。図３に示される画像符号化装置１００は、画像データを処理する画像処理装置の一態様であり、入力される浮動小数点表現の高ダイナミックレンジの画像データから拡張層のデータとベース層の低ダイナミックレンジの画像データとを生成する。
【００７１】
図４に示されるように、画像符号化装置１００は、可逆トーンマッピング部１０１、ベース層生成部１１１、拡張層生成部１１２、可逆エンコーダ部１０４、並びにエントロピ符号化部１０７を有する。
【００７２】
説明の都合上、bs＝0（つまり正の数）とする。図１において、画像符号化装置１００には、高ダイナミックレンジの画像データの浮動小数点表現の仮数部bM（矢印１２１）と指数部bE（矢印１２２）が入力される。可逆トーンマッピング部１０１は、その高ダイナミックレンジの画像データに対して、以下の式（９）に示されるような、ロスレスの（可逆な）対数写像変換を行い、階調写像変換された画像データXL（矢印１２３）を生成する。
【００７３】
XL＝（bE−Min（bE））・2^DM＋bM  ・・・（９）
【００７４】
ベース層生成部１１１は、可逆トーンマッピング部１０１により階調写像変換された画像データXL（矢印１２３）のビット深度を低減させてベース層の画像データを生成する。ベース層生成部１１１は、2^（−DV）変換部１０２およびFloor部１０３を有する。
【００７５】
2^（−DV）変換部１０２は、ベース層のビット深度をDVとすると、写像変換後の画像データXL（矢印１２３）の画像値に対して２の（−DV）乗の計算を施し、ビット深度が低減された画像データ（矢印１２４）を生成する。
【００７６】
Floor部１０３は、ビット深度が低減された画像データ（矢印１２４）の画素値の小数点以下を切り捨てることにより画素値を整数化し、ベース層の画像データ（矢印１２５）を生成する。この画像データ（矢印１２５）は、高ダイナミックレンジの画像データ（矢印１２１および矢印１２２）に比べてビット深度が低減された低ダイナミックレンジの画像データである。
【００７７】
可逆エンコーダ部１０４は、ベース層の画像データ（矢印１２５）を、所定の方法で可逆にエンコードし、ベース層のエンコード・コードストリーム（矢印１２６）を生成する。この符号化方法は、可逆であれば任意である。
【００７８】
拡張層生成部１１２は、可逆トーンマッピング部１０１により階調写像変換された画像データXL（矢印１２３）と、ベース層生成部１１１により生成されたベース層の画像データ（矢印１２５）を用いて、拡張層のデータを生成する。拡張層生成部１１２は、2^（DV）変換部１０５および差分データ生成部１０６を有する。
【００７９】
2^（DV）変換部１０５は、Floor部１０３により生成されたベース層の画像データ（矢印１２５）の画像値に対して２のDV乗の計算を施し、ビット深度が増大された画像データ（矢印１２７）を生成する。つまり、2^（DV）変換部１０５は、低減された画像データのビット深度を元に戻す。
【００８０】
差分データ生成部１０６は、可逆トーンマッピング部１０１により階調写像変換された画像データXL（矢印１２３）から、2^（DV）変換部１０５により生成された画像データ（矢印１２７）を減算し、それらの差分データ（矢印１２８）を生成する。この差分データが拡張層に相当する。
【００８１】
エントロピ符号化部１０７は、その差分データ（矢印１２８）を、所定の方法でエントロピ符号化し、拡張層のエンコード・コードストリームを生成する（矢印１２９）。この符号化方法は可逆であれば任意である。エントロピ符号化以外の符号化方法であってもよい。
【００８２】
画像符号化装置１００は、ベース層のエンコード・コードストリーム（矢印１２６）と、拡張層のエンコード・コードストリーム（矢印１２９）を出力する。その際、画像符号化装置１００は、それらの符号化方法に関する情報を、それぞれのエンコード・コードストリームに含めて復号側に供給するようにしてもよい。また、画像符号化装置１００は、それらの符号化方法に関する情報を、それぞれのエンコード・コードストリームとは別のデータとして、復号側に供給するようにしてもよい。なお、画像符号化装置１００は、符号化前の、拡張層のデータ（矢印１２８）や、ベース層の画像データ（矢印１２５）を出力することもできる。
【００８３】
以上の符号化において、可逆トーンマッピング部１０１が生成する階調写像変換された画像データXLのビット深度DLは、２のべき乗表現では、2^DM×2^DE＝2^（DM＋DE）になるため、以下の式（１０）のように表される。
【００８４】
DL＝DM＋DE  ・・・（１０）
【００８５】
したがって、写像変換後の画像データのビット深度が、画像符号化装置１０（図１）の場合（式（８））と比べて大幅に低減される。つまり、画像符号化装置１００は、拡張層のデータ（矢印１２８）のデータ量をより低減させることができる。すなわち、画像符号化装置１００は、拡張層のエンコード・コードストリーム（矢印１２９）やベース層のエンコード・コードストリーム（矢印１２６）の符号量を低減させることができる（符号化効率を向上させることができる）。また、ビット深度が少ないので可逆な変換が可能である。したがって、復号画像の画質を向上させることができる。
【００８６】
また、この場合、画像データ（矢印１２７）は、ビットシフトされ、小数点以下の画素値が切り捨てられ、さらに、逆ビットシフトが行われただけである。したがって、画像データ（矢印１２３）の画素値と、画像データ（矢印１２７）の画素値との間の相関性は非常に高い。つまり、差分データ生成部１０６が生成する差分データ（矢印１２８）は、画像データ（矢印１２３）が有する画素間の相関性を維持することができる。したがって、エントロピ符号化部１０７は、その画素相関を利用してより効率よく符号化することができる。つまり、画像符号化装置１００は、拡張層のエンコード・コードストリーム（矢印１２９）の符号化効率を向上させることができる。
【００８７】
さらに、2^（−DV）変換部１０２は、右方向に（DV）ビットシフト演算することによりビット深度変換の演算を実現することができる。したがって、2^（−DV）変換部１０２は、非常に小さい計算負荷で、画像データのビット深度変換を行うことができる（画像データのビット深度を低減させることができる）。つまり、画像符号化装置１００は、より容易にベース層の画像データ（矢印１２５）（ベース層のエンコード・コードストリーム（矢印１２６））を生成することができる。
【００８８】
もちろん、2^（DV）変換部１０５も、左方向に（DV）ビットシフト演算することによりビット深度変換の演算を実現することができる。したがって、2^（DV）変換部１０５は、非常に小さい計算負荷で、画像データのビット深度変換を行うことができる（画像データのビット深度を増大させることができる）。つまり、画像符号化装置１００は、より容易に拡張層のデータ（矢印１２８）（拡張層のエンコード・コードストリーム（矢印１２９））を生成することができる。
【００８９】
なお、ベース層の画像のビット深度DVは、任意に設定することができる。これにより、例えば、ベース層の画像データを出力（表示する）デバイスやディスプレイの階調表現能力に応じて、このビット深度DVを設定することができる。つまり、画像符号化装置１００は、用途に応じた画像データを生成することができるので、より多様なシステムに適用することができる。
【００９０】
また、そのビット深度DVの大小に関わらず、ビット深度変換処理は、ビットシフトにより実現することができる。したがって、画像符号化装置１００は、容易に、任意のビット深度のベース層の画像データを生成することができ、また、それに応じた拡張層のデータを生成することができる。
【００９１】
［１−５  処理の流れ］
図４のフローチャートを参照して画像符号化装置１００により実行される符号化処理の流れの例を説明する。
【００９２】
符号化処理が開始されると、可逆トーンマッピング部１０１は、ステップＳ１０１において、浮動小数点表現の高ダイナミックレンジの画像データを取得し、それを可逆に対数写像変換する。
【００９３】
ステップＳ１０２において、2^（−DV）変換部１０２は、ステップＳ１０１の処理により得られた写像変換後の画像データの画素値に対して2^（−DV）乗する。
【００９４】
ステップＳ１０３において、Floor部１０３は、ステップＳ１０２の処理により得られた画像データの画素値の小数点以下を切り捨て、ベース層の画像データを生成する。
【００９５】
ステップＳ１０４において、可逆エンコーダ部１０４は、ステップＳ１０３の処理により得られたベース層の画像データを可逆符号化し、ベース層のエンコード・コードストリームとして出力する。
【００９６】
ステップＳ１０５において、2^（DV）変換部１０５は、ステップＳ１０３の処理により得られたベース層の画像データの画素値に対して2^（DV）乗する。
【００９７】
ステップＳ１０６において、差分データ生成部１０６は、ステップＳ１０１の処理により得られた写像変換後の画像データから、ステップＳ１０５の処理により得られた画像データを減算し、拡張層の差分データを生成する。
【００９８】
ステップＳ１０７において、エントロピ符号化部１０７は、ステップＳ１０６の処理により得られた拡張層の差分データをエントロピ符号化し、拡張層のエンコード・コードストリームとして出力する。
【００９９】
以上のように符号化処理を行うことにより画像符号化装置１００は、データ量をより低減させることができる。なお、ステップＳ１０４の処理は省略することができる。その場合、画像符号化装置１００は、ベース層の画像データを符号化せずに出力する。また、ステップＳ１０７の処理は、省略することができる。その場合、画像符号化装置１００は、拡張層のデータを符号化せずに出力する。
【０１００】
［１−６  画像復号装置］
図５は、図３の画像符号化装置１００に対応する画像処理装置の一態様である画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
【０１０１】
図５に示される画像復号装置２００は、画像符号化装置１００において生成されるベース層のエンコード・コードストリーム（矢印２２２）と、拡張層のエンコード・コードストリーム（矢印２２１）を受け取り、それらを復号して、低ダイナミックレンジの画像データ（矢印２２９）や浮動小数点表現の高ダイナミックレンジの画像データ（矢印２２７および矢印２２８）を生成する。なお、画像符号化装置１００が、ベース層の画像データや拡張層のデータを符号化せずに出力する場合、画像復号装置２００は、それらのデータを取得する。
【０１０２】
図５に示されるように、画像復号装置２００は、エントロピ復号部２０１、可逆デコーダ部２０２、画像データ生成部２１１、および、可逆トーンマッピング逆変換部２０５を有する。
【０１０３】
エントロピ復号部２０１は、供給された拡張層のエンコード・コードストリーム（矢印２２１）を、図３のエントロピ符号化部１０７に対応する方法でエントロピ復号し、拡張層の差分データ（矢印２２３）を生成する。この復号方法は、予め定められていてもよいし、画像符号化装置１００から例えば拡張層のエンコード・コードストリームに含められて供給されたり、拡張層のエンコード・コードストリームとは別のデータとして供給されたりした、符号化方法に関する情報に基づいて決定されるようにしてもよい。なお、画像符号化装置１００が、拡張層のデータを符号化せずに出力する場合、このエントロピ復号部２０１は、省略することができる。
【０１０４】
可逆デコーダ部２０２は、供給されたベース層のエンコード・コードストリーム（矢印２２２）を、図３の可逆エンコーダ部１０４に対応する方法で可逆にデコードし、ベース層の低ダイナミックレンジの画像データ（矢印２２４、矢印２２９）を生成する。この復号方法は、予め定められていてもよいし、画像符号化装置１００から例えばベース層のエンコード・コードストリームに含められて供給されたり、ベース層のエンコード・コードストリームとは別のデータとして供給されたりした、符号化方法に関する情報に基づいて決定されるようにしてもよい。なお、画像符号化装置１００が、ベース層の低ダイナミックレンジの画像データを符号化せずに出力する場合、この可逆デコーダ部２０２は、省略することができる。
【０１０５】
画像データ生成部２１１は、エントロピ復号部２０１により生成された拡張層の差分データ（矢印２２３）（若しくは、画像符号化装置１００から供給された拡張層の差分データ）と、可逆デコーダ部２０２により生成されたベース層の低ダイナミックレンジの画像データ（矢印２２４）（若しくは、画像符号化装置１００から供給されたベース層の差分データ）とを用いて、高ダイナミックレンジの画像データ（矢印２２６）を生成する。この高ダイナミックレンジの画像データは、画像符号化装置１００における、階調写像変換された画像データXL（矢印１２３）に対応する。
【０１０６】
図５に示されるように画像データ生成部２１１は、2^（DV）変換部２０３および加算部２０４を有する。
【０１０７】
2^（DV）変換部２０３は、画像符号化装置１００の2^（DV）変換部１０５と同様の処理部である。つまり、2^（DV）変換部２０３は、可逆デコーダ部２０２により生成されたベース層の画像データ（矢印２２４）の画像値に対して２のDV乗の計算を施し、ビット深度が増大された画像データ（矢印２２５）を生成する。つまり、2^（DV）変換部２０３は、例えば画像符号化装置１００の2^（−DV）変換部１０２等において低減された画像データのビット深度を元に戻す。
【０１０８】
加算部２０４は、エントロピ復号部２０１により生成された拡張層の差分データ（矢印２２３）（若しくは、画像符号化装置１００から供給された拡張層の差分データ）と、2^（DV）変換部２０３により生成された画像データ（矢印２２５）を加算し、高ダイナミックレンジの画像データ（矢印２２６）を生成する。
【０１０９】
可逆トーンマッピング逆変換部２０５は、高ダイナミックレンジの画像データ（矢印２２６）に対して、図３の可逆トーンマッピング部１０１による可逆な対数写像変換の逆変換を行う。つまり、可逆トーンマッピング逆変換部２０５は、上述した式（９）を用いて、高ダイナミックレンジの画像データ（矢印２２６）を、仮数部bM（矢印２２７）と指数部bE（矢印２２８）に変換する。
【０１１０】
画像復号装置２００は、ベース層の低ダイナミックレンジの画像データ（矢印２２９）、並びに、拡張層とベース層を併せた、浮動小数点表現の高ダイナミックレンジの画像データの仮数部bM（矢印２２７）および指数部bE（矢印２２８）を出力する。
【０１１１】
したがって、画像復号装置２００は、画像符号化装置１００により生成されたデータを復号し、低ダイナミックレンジの画像データや高ダイナミックレンジの画像データを生成することができる。つまり、画像復号装置２００は、拡張層のデータ（矢印１２８）のデータ量の低減を実現することができる。すなわち、画像復号装置２００は、拡張層のエンコード・コードストリームやベース層のエンコード・コードストリームの符号量の低減を実現することができる（符号化効率の向上を実現することができる）。また、ビット深度が少ないので可逆な変換が可能である。したがって、復号画像の画質向上を実現することができる。
【０１１２】
また、2^（DV）変換部２０３は、左方向に（DV）ビットシフト演算することによりビット深度変換の演算を実現することができる。したがって、2^（DV）変換部２０３は、非常に小さい計算負荷で、画像データのビット深度変換を行うことができる（画像データのビット深度を増大させることができる）。つまり、画像復号装置２００は、より容易に拡張層のデータ（矢印２２６）（拡張層のエンコード・コードストリーム（矢印２２７および矢印２２８））を生成することができる。
【０１１３】
なお、ベース層の画像のビット深度DVは、任意である。つまり、画像復号装置２００は、より多様なシステムに適用することができる。
【０１１４】
［１−７  処理の流れ］
図６のフローチャートを参照して画像復号装置２００により実行される復号処理の流れの例を説明する。
【０１１５】
復号処理が開始されると、エントロピ復号部２０１は、ステップＳ２０１において、拡張層のエンコード・コードストリームを取得し、それを、図４のステップＳ１０７の処理において適用された符号化方法に対応する復号方法でエントロピ復号し、拡張層のデータを生成する。
【０１１６】
ステップＳ２０２において、可逆デコーダ部２０２は、ベース層のエンコード・コードストリームを取得し、それを、図４のステップＳ１０４の処理において適用された符号化方法に対応する復号方法で可逆復号し、ベース層の画像データを生成し、出力する。
【０１１７】
ステップＳ２０３において、2^（DV）変換部２０３は、ステップＳ２０２の処理により得られたベース層の画像データの画素値に対して2^（DV）乗する。
【０１１８】
ステップＳ２０４において、加算部２０４は、ステップＳ２０１の処理により得られた拡張層のデータと、ステップＳ２０３の処理により得られたベース層の画像データとを加算する。
【０１１９】
ステップＳ２０５において、可逆トーンマッピング逆変換部２０５は、ステップＳ２０４の処理により得られた高ダイナミックレンジの画像データに対して対数写像逆変換を行い、浮動小数点表現の高ダイナミックレンジの画像データを生成し、出力する。
【０１２０】
以上のように復号処理を行うことにより画像復号装置２００は、データ量の低減を実現することができる。なお、ステップＳ２０１およびステップＳ２０２の処理は省略することができる。
【０１２１】
［１−８  ビット深度］
図７は、ベース層と拡張層のビット深度の比較の様子を示す図である。
【０１２２】
図７に示されるグラフにおいて、点線３０１は、画像符号化装置１０（図１）が生成するベース層の画像データのビット深度と拡張層のデータのビット深度の例のプロットを結んだものである。また、実線３０２は、画像符号化装置１００（図３）が生成するベース層の画像データのビット深度と拡張層のデータのビット深度の例のプロットを結んだものである。
【０１２３】
図７に示されるように、ベース層のビット深度の大小に関わらず、画像符号化装置１００（図３）の方が、画像符号化装置１０（図１）よりも、少ないビット深度で拡張層のデータを生成することができる。
【０１２４】
つまり、画像符号化装置１００（図３）は、生成するデータのデータ量を、画像符号化装置１０（図１）よりも低減させることができる。
【０１２５】
なお、本技術は、撮像素子（例えば、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやCCD（Charge Coupled Device）イメージセンサ等）からキャプチャした画像を用いた機器やデバイス、撮像素子画像をメモリに書き込むまでの圧縮回路、デジタルスチルカメラ、動画用カムコーダ、医療用画像カメラ、医療用内視鏡、監視カメラ、デジタルシネマ撮影用カメラ、両眼画像カメラ、多眼画像カメラ、LSI（Large Scale Integration）チップでのメモリ削減回路、パーソナルコンピュータ上のオーサリング・ツールまたはそのソフトウェア・モジュール等に適用することができる。
【０１２６】
＜２．第２の実施の形態＞
［コンピュータ］
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここでコンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等が含まれる。
【０１２７】
図８は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【０１２８】
図８に示されるコンピュータ９００において、CPU（Central Processing Unit）９０１、ROM（Read Only Memory）９０２、RAM（Random Access Memory）９０３は、バス９０４を介して相互に接続されている。
【０１２９】
バス９０４にはまた、入出力インタフェース９１０も接続されている。入出力インタフェース９１０には、入力部９１１、出力部９１２、記憶部９１３、通信部９１４、およびドライブ９１５が接続されている。
【０１３０】
入力部９１１は、例えば、キーボード、マウス、マイクロホン、タッチパネル、入力端子などよりなる。出力部９１２は、例えば、ディスプレイ、スピーカ、出力端子などよりなる。記憶部９１３は、例えば、ハードディスク、RAMディスク、不揮発性のメモリなどよりなる。通信部９１４は、例えば、ネットワークインタフェースよりなる。ドライブ９１５は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブルメディア９２１を駆動する。
【０１３１】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU９０１が、例えば、記憶部９１３に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース９１０およびバス９０４を介して、RAM９０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。RAM９０３にはまた、CPU９０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０１３２】
コンピュータ（CPU９０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア９２１に記録して適用することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０１３３】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア９２１をドライブ９１５に装着することにより、入出力インタフェース９１０を介して、記憶部９１３にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部９１４で受信し、記憶部９１３にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM９０２や記憶部９１３に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０１３４】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１３５】
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１３６】
また、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、全ての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。
【０１３７】
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。
【０１３８】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３９】
例えば、本技術は、１つの機能を、ネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
【０１４０】
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０１４１】
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０１４２】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）  浮動小数点表現された画像データを可逆な階調写像変換する階調写像変換部と、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データのビット深度を低減させてベース層の画像データを生成するベース層生成部と、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データと、前記ベース層生成部により生成された前記ベース層の画像データを用いて、拡張層のデータを生成する拡張層生成部と
を備える画像処理装置。
（２）  前記階調写像変換部は、可逆の対数写像変換によって前記浮動小数点表現された画像データを階調写像変換する
前記（１）に記載の画像処理装置。
（３）  前記階調写像変換部は、前記浮動小数点表現された画像データの指数部と前記指数部の最小値との差分値と、前記浮動小数点表現された画像データの仮数部のビット深度を指数とする２の冪乗とを乗算し、さらに、前記乗算の結果に、前記浮動小数点表現された画像データの仮数部を加算することにより、前記浮動小数点表現された画像データを階調写像変換する
前記（２）に記載の画像処理装置。
（４）  前記ベース層生成部は、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データに対して、前記ベース層の画像データのビット深度を負の指数の絶対値とする２の冪乗の計算を施す第１の演算部と、
前記第１の演算部により前記２の冪乗の計算が施された前記画像データの小数点以下を切り捨てることにより、前記ベース層の画像データを生成する切り捨て部と
を備える前記（３）に記載の画像処理装置。
（５）  前記第１の演算部は、前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データの画素値を、前記ベース層の画像データのビット深度分右にシフトする
前記（４）に記載の画像処理装置。
（６）  前記拡張層生成部は、
前記ベース層の画像データに対して、前記ベース層の画像データのビット深度を指数とする２の冪乗の計算を施す第２の演算部と、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データと、前記第２の演算部により前記２の冪乗の演算が施された前記ベース層の画像データとの差分データを生成する差分データ生成部と
を備える前記（４）または（５）に記載の画像処理装置。
（７）  前記第２の演算部は、前記ベース層の画像データの画素値を、前記ベース層の画像データのビット深度分左にシフトする
前記（６）に記載の画像処理装置。
（８）  前記ベース層生成部により生成された前記ベース層の画像データを符号化するベース層符号化部をさらに備える
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の画像処理装置。
（９）  前記拡張層生成部により生成された前記拡張層のデータを符号化する拡張層符号化部をさらに備える
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１０）  画像処理装置の画像処理方法において、
前記画像処理装置は、
浮動小数点表現された画像データを可逆な階調写像変換し、
階調写像変換された画像データのビット深度を低減させてベース層の画像データを生成し、
階調写像変換された画像データと、生成された前記ベース層の画像データを用いて、拡張層のデータを生成する
画像処理方法。
（１１）  コンピュータを、
浮動小数点表現された画像データを可逆な階調写像変換する階調写像変換部と、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データのビット深度を低減させてベース層の画像データを生成するベース層生成部と、
前記階調写像変換部により階調写像変換された画像データと、前記ベース層生成部により生成された前記ベース層の画像データを用いて、拡張層のデータを生成する拡張層生成部と
して機能させるためのプログラム。
（１２）  浮動小数点表現された画像データが階調写像変換された画像データと前記階調写像変換された画像データから生成されたベース層の画像データとを用いて生成された拡張層のデータ、並びに、前記ベース層の画像データとを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成する画像データ生成部と、
前記画像データ生成部により生成された前記階調写像変換された画像データを可逆な階調写像逆変換して、浮動小数点表現の画像データを生成する階調写像逆変換部と
を備える画像処理装置。
（１３）  前記階調写像逆変換部は、可逆の対数写像逆変換によって前記浮動小数点表現の画像データを生成する
前記（１２）に記載の画像処理装置。
（１４）  前記画像データ生成部は、
前記ベース層の画像データに対して、前記ベース層の画像データのビット深度を指数とする２の冪乗の計算を施す演算部と、
前記拡張層のデータに、前記演算部により前記２の冪乗の計算が施された前記ベース層の画像データを加算することにより前記階調変換された画像データを生成する加算部と
を備える前記（１３）に記載の画像処理装置。
（１５）  前記演算部は、前記ベース層の画像データの画素値を、前記ベース層の画像データのビット深度分左にシフトする
前記（１４）に記載の画像処理装置。
（１６）  前記ベース層の画像データの符号化データを復号するベース層復号部をさらに備え、
前記画像データ生成部は、前記ベース層復号部により得られた前記ベース層画像データを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成する
前記（１２）乃至（１５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１７）  前記拡張層のデータの符号化データを復号する拡張層復号部をさらに備え、
前記画像データ生成部は、前記拡張層復号部により得られた前記拡張層のデータを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成する
前記（１２）乃至（１６）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１８）  符号化に関する情報を受け取る受け取り部と、
前記受け取り部により受け取られた前記符号化に関する情報により指定される符号化方式に対応する方式で、前記ベース層の画像データの符号化データを復号するベース層復号部と、
前記受け取り部により受け取られた前記符号化に関する情報により指定される符号化方式に対応する方式で、前記拡張層のデータの符号化データを復号する拡張層復号部と
をさらに備える前記（１２）乃至（１５）に記載の画像処理装置。
（１９）  画像処理装置の画像処理方法において、
前記画像処理装置は、
浮動小数点表現された画像データが階調写像変換された画像データと前記階調写像変換された画像データから生成されたベース層の画像データとを用いて生成された拡張層のデータ、並びに、前記ベース層の画像データとを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成し、
生成された前記階調写像変換された画像データを可逆な階調写像逆変換して、浮動小数点表現の画像データを生成する
画像処理方法。
（２０）  コンピュータを、
浮動小数点表現された画像データが階調写像変換された画像データと前記階調写像変換された画像データから生成されたベース層の画像データとを用いて生成された拡張層のデータ、並びに、前記ベース層の画像データとを用いて、前記階調写像変換された画像データを生成する画像データ生成部と、
前記画像データ生成部により生成された前記階調写像変換された画像データを可逆な階調写像逆変換して、浮動小数点表現の画像データを生成する階調写像逆変換部と
して機能させるためのプログラム。
【符号の説明】
【０１４３】
１００  画像符号化装置，  １０１  可逆トーンマッピング部，  １０２  2^（−DV）変換部，  １０３  Floor部，  １０４  可逆エンコーダ部，  １０５  2^（DV）変換部，  １０６  差分データ生成部，  １０７  エントロピ符号化部，  １１１  ベース層生成部，  １１２  拡張層生成部，  ２００  画像復号装置，  ２０１  エントロピ復号部，  ２０２  可逆デコーダ部，  ２０３  2^（DV）変換部，  ２０４  加算部，  ２０５  可逆トーンマッピング逆変換部，  ２１１  画像データ生成部
【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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