(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＧＢ色空間により表される画像データをＹＣＣ色空間に色変換し、該ＹＣＣ色空間により表される画像データを解像度が異なる複数の階層データであって、最低解像度の画像に対応する最低階層以外の階層の各階層データがその階層のエッジ成分を表す差分データからなり、該最低階層の階層データが前記画像データにより表される画像を縮小した画像を表す縮小画像データからなる階層データに分解し、該複数の階層データを階層順に符号化することにより得られる符号化画像データを、前記階層順にプログレッシブに復号化する画像復号化方法であって、
前記最低階層を第１階層として、該第１階層の階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して第１解像度の画像を表す第１復元画像データを得、該第１復元画像データをメモリに記憶する第１の処理を行い、
前記第１階層の次段の第２階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して復元差分データを得る第２の処理を行い、
前記第１復元画像データおよび前記復元差分データに基づいて第２解像度の画像を表す第２復元画像データを得る第３の処理を行い、
前記第２復元画像データを新たな第１復元画像データとして前記メモリに記憶し、前記第２階層の次段の階層データを新たな第２階層データとして、前記第２および前記第３の処理を最低解像度の画像に対応する階層の階層データから最高解像度の画像に対応する階層の階層データまで繰り返し行って、最終的な復元画像データを得ることを特徴とする画像復号化方法。
【請求項２】
ＲＧＢ色空間により表される画像データをＹＣＣ色空間に色変換し、該ＹＣＣ色空間により表される画像データを解像度が異なる複数の階層データに分解し、該複数の階層データのそれぞれを前記画像データのビット数に応じた濃度分解能が異なる複数のビットプレーンに展開し、ビットプレーン単位で前記階層データを符号化することにより得られる符号化画像データを、前記濃度分解能が低い順にプログレッシブに復号化する画像復号化方法であって、
前記最低濃度分解能を第１ビットプレーンとして、該第１ビットプレーンのすべての階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して第１濃度分解能の画像を表す第１復元画像データを得、該第１復元画像データをメモリに記憶する第１の処理を行い、
前記第１ビットプレーンの次に濃度分解能が高い第２ビットプレーンのすべての階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して第２復元データを得る第２の処理を行い、
前記第１復元画像データおよび前記第２復元データをビットプレーン合成して前記第２ビットプレーンまで復号化した画像を表す第２復元画像データを得る第３の処理を行い、
前記第２復元画像データを新たな第１復元画像データとして前記メモリに記憶し、前記第２ビットプレーンの次に濃度分解能が高いビットプレーンの階層データを新たな第２ビットプレーンの階層データとして、前記第２および前記第３の処理を最低濃度分解能の画像に対応するビットプレーンの階層データから最高濃度分解能の画像に対応するビットプレーンの階層データまで繰り返し行って、最終的な復元画像データを得ることを特徴とする画像復号化方法。
【請求項３】
ＲＧＢ色空間により表される画像データをＹＣＣ色空間に色変換し、該ＹＣＣ色空間により表される画像データを解像度が異なる複数の階層データであって、最低解像度の画像に対応する最低階層以外の階層の各階層データがその階層のエッジ成分を表す差分データからなり、該最低階層の階層データが前記画像データにより表される画像を縮小した画像を表す縮小画像データからなる階層データに分解し、該複数の階層データを階層順に符号化することにより得られる符号化画像データを、前記階層順にプログレッシブに復号化する画像復号化装置であって、
前記最低階層を第１階層として、該第１階層の階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して第１解像度の画像を表す第１復元画像データを得、該第１復元画像データをメモリに記憶する第１の処理を行う手段と、
前記第１階層の次段の第２階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して復元差分データを得る第２の処理を行う手段と、
前記第１復元画像データおよび前記復元差分データに基づいて第２解像度の画像を表す第２復元画像データを得る第３の処理を行う手段と、
前記第２復元画像データを新たな第１復元画像データとして前記メモリに記憶し、前記第２階層の次段の階層データを新たな第２階層データとして、前記第２および前記第３の処理を最低解像度の画像に対応する階層の階層データから最高解像度の画像に対応する階層の階層データまで繰り返し行って、最終的な復元画像データを得るように前記各手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像復号化装置。
【請求項４】
ＲＧＢ色空間により表される画像データをＹＣＣ色空間に色変換し、該ＹＣＣ色空間により表される画像データを解像度が異なる複数の階層データに分解し、該複数の階層データのそれぞれを前記画像データのビット数に応じた濃度分解能が異なる複数のビットプレーンに展開し、ビットプレーン単位で前記階層データを符号化することにより得られる符号化画像データを、前記濃度分解能が低い順にプログレッシブに復号化する画像復号化装置であって、
前記最低濃度分解能を第１ビットプレーンとして、該第１ビットプレーンのすべての階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して第１濃度分解能の画像を表す第１復元画像データを得、該第１復元画像データをメモリに記憶する第１の処理を行う手段と、
前記第１ビットプレーンの次に濃度分解能が高い第２ビットプレーンのすべての階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して第２復元データを得る第２の処理を行う手段と、
前記第１復元画像データおよび前記第２復元データをビットプレーン合成して前記第２ビットプレーンまで復号化した画像を表す第２復元画像データを得る第３の処理を行う手段と、
前記第２復元画像データを新たな第１復元画像データとして前記メモリに記憶し、前記第２ビットプレーンの次に濃度分解能が高いビットプレーンの階層データを新たな第２ビットプレーンの階層データとして、前記第２および前記第３の処理を最低濃度分解能の画像に対応するビットプレーンの階層データから最高濃度分解能の画像に対応するビットプレーンの階層データまで繰り返し行って、最終的な復元画像データを得るように前記各手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像復号化装置。
【請求項５】
ＲＧＢ色空間により表される画像データをＹＣＣ色空間に色変換し、該ＹＣＣ色空間により表される画像データを解像度が異なる複数の階層データであって、最低解像度の画像に対応する最低階層以外の階層の各階層データがその階層のエッジ成分を表す差分データからなり、該最低階層の階層データが前記画像データにより表される画像を縮小した画像を表す縮小画像データからなる階層データに分解し、該複数の階層データを階層順に符号化することにより得られる符号化画像データを、前記階層順にプログレッシブに復号化する画像復号化方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
前記最低階層を第１階層として、該第１階層の階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して第１解像度の画像を表す第１復元画像データを得、該第１復元画像データをメモリに記憶する第１の処理を行う手順と、
前記第１階層の次段の第２階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して復元差分データを得る第２の処理を行う手順と、
前記第１復元画像データおよび前記復元差分データに基づいて第２解像度の画像を表す第２復元画像データを得る第３の処理を行う手順と、
前記第２復元画像データを新たな第１復元画像データとして前記メモリに記憶し、前記第２階層の次段の階層データを新たな第２階層データとして、前記第２および前記第３の処理を最低解像度の画像に対応する階層の階層データから最高解像度の画像に対応する階層の階層データまで繰り返し行って、最終的な復元画像データを得る手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項６】
ＲＧＢ色空間により表される画像データをＹＣＣ色空間に色変換し、該ＹＣＣ色空間により表される画像データを解像度が異なる複数の階層データに分解し、該複数の階層データのそれぞれを前記画像データのビット数に応じた濃度分解能が異なる複数のビットプレーンに展開し、ビットプレーン単位で前記階層データを符号化することにより得られる符号化画像データを、前記濃度分解能が低い順にプログレッシブに復号化する画像復号化方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
前記最低濃度分解能を第１ビットプレーンとして、該第１ビットプレーンのすべての階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して第１濃度分解能の画像を表す第１復元画像データを得、該第１復元画像データをメモリに記憶する第１の処理を行う手順と、
前記第１ビットプレーンの次に濃度分解能が高い第２ビットプレーンのすべての階層データを復号化し、かつ前記ＲＧＢ色空間に逆色変換して第２復元データを得る第２の処理を行う手順と、
前記第１復元画像データおよび前記第２復元データをビットプレーン合成して前記第２ビットプレーンまで復号化した画像を表す第２復元画像データを得る第３の処理を行う手順と、
前記第２復元画像データを新たな第１復元画像データとして前記メモリに記憶し、前記第２ビットプレーンの次に濃度分解能が高いビットプレーンの階層データを新たな第２ビットプレーンの階層データとして、前記第２および前記第３の処理を最低濃度分解能の画像に対応するビットプレーンの階層データから最高濃度分解能の画像に対応するビットプレーンの階層データまで繰り返し行って、最終的な復元画像データを得る手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、階層化されて符号化された符号化画像データを階層毎にプログレッシブに復号化する画像復号化方法および装置並びに画像復号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像データの保存形式としては、ＪＰＥＧ、ＧＩＦ、ＴＩＦＦ等種々の形式が存在するが、近年画像データを解像度または濃度分解能毎に階層的に分解し、各階層毎のデータ（階層データ）を符号化して圧縮保管する形式が提案されている。この保存形式は、具体的には画像データをウェーブレット変換等により複数の解像度毎あるいは濃度分解能毎の階層データに分解し、この分解された各解像度あるいは各濃度分解能毎の階層データを階層順に符号化して１つのファイルとして圧縮して保管するものである。
【０００３】
この保存方式は以下のような特徴を有する。
【０００４】
（１）従来のＪＰＥＧで用いられているＤＣＴ（Digital Cosine Transfer）方式のように、画像データをブロック毎に処理していないため、ブロック歪みのようなアーチファクトが生じない。
【０００５】
（２）画像データが階層的に符号化されているため、画像データの転送の際に必要な解像度の情報のみを転送すればよく、効率的な画像転送が可能となる。
【０００６】
（３）画像データが多重解像度あるいは多重濃度分解能に分解されているため、周波数強調処理等種々の画像処理を比較的簡単に行うことができる。
【０００７】
（４）多重解像度解析による色空間と周波数との同時分解が可能であり、符号化効率に大きく影響を与える低周波数領域に対しては広い範囲で直交変換を行い、高周波領域に対しては狭い範囲で直交変換が可能となるため、画像中のエッジ周辺部に量子化ノイズが発生しても、その色空間的広がりを抑えることができる。このため、ノイズが知覚されにくい。
【０００８】
一方、上述した階層型の保存形式のファイルのように、画像が階層化されて保管された画像データ（以下符号化画像データとする）をモニタ等に表示する場合に、低解像度あるいは低濃度分解能（以下解像度で代表させる）のデータから高解像度のデータまで順次階層毎に復号化し、復号化された低解像度のデータから順次画像をモニタに再生することが行われている。これはプログレッシブ転送（再生する場合はプログレッシブ再生）と称されており、プログレッシブ転送されるデータをモニタに表示すると、まず低解像度の画像全体が表示され、その後転送されるデータの解像度が高くなるにつれて低解像度のぼやけた画像から徐々に鮮明な画像となるように再生されることとなる。
【０００９】
図７は符号化画像データを復号化してモニタに表示する画像復号化装置の構成を示す概略ブロック図である。なお、図７には後述する説明において使用する符号のみを示す。符号化画像データは、ＲＧＢ色空間からなるオリジナル画像データをＹＣＣ色空間（輝度色差色空間）に色変換し、色変換された画像データをウェーブレット変換により多重解像度の階層データに変換し、さらに階層データを階層順に符号化することにより得られる。
【００１０】
このようにして得られた符号化画像データは以下のようにして復号化され、プログレッシブ再生される。まず、符号化画像データのうち最低解像度の階層データＬＬ２′を復号器３１において復号化し、復号階層データＬＬ２を得、この復号階層データＬＬ２を第１の画像メモリ３２に記憶する。次に復号階層データＬＬ２を色変換器３４において下記の式（１）によりＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間に色変換して復号階層データＬＬ２（ＲＧＢ）を得、この復号階層データＬＬ２（ＲＧＢ）を第２の画像メモリ３５に記憶するとともに、モニタ３６に表示する。
【００１１】
Ｒ＝Ｙ＋1.040200＊Ｃｒ−0.70100
Ｇ＝Ｙ−0.34414＊Ｃｂ−0.71414＊Ｃｒ＋0.52914              （１）
Ｂ＝Ｙ＋1.77200＊Ｃｒ-0.88600
次に階層データＬＬ２の次の解像度の階層データとの差分データである階層データＨＨ１′，ＨＬ１′，ＬＨ１′を復号器３１により復号化し、復号階層データＨＨ１，ＨＬ１，ＬＨ１を得る。この状態においては、図８に示すように符号化画像データにおける斜線部分のデータを復号化したこととなる。そして、第１の画像メモリ３２に記憶されている復号階層データＬＬ２と復号階層データＨＨ１，ＨＬ１，ＬＨ１とを用いて、逆ウェーブレット変換器３３において下記の式（２）により逆ウェーブレット変換を行って、復号階層データＬＬ２の次の解像度の復号階層データＬＬ１を得る。
【００１２】
ＬＬ１＝{LL2*v(x)+LH1*h(x)}*v(y)+{HL1*v(x)+HH1*h(x)}*h(y)    （２）
但し、ｈ（）、ｖ（）はウェーブレット基底
そして、復号階層データＬＬ１を復号階層データＬＬ２に代えて第１の画像メモリ３２に記憶し、さらに、色変換器３４において上記式（１）により復号階層データＬＬ１をＲＧＢ色空間に色変換して復号階層データＬＬ１（ＲＧＢ）を得、この復号階層データＬＬ１（ＲＧＢ）を復号階層データＬＬ２（ＲＧＢ）に代えて第２の画像メモリ３５に記憶するとともにモニタ３６に表示する。そして、上記処理を、階層の数だけ繰り返してオリジナル画像データをプログレッシブ再生しつつ復元する。
【００１３】
一方、画像データを濃度分解能毎に階層化して符号化画像データを作成した場合は以下のようにして復号化が行われる。図９は符号化画像ファイルを復号化してモニタに表示する画像復号化装置の構成を示す概略ブロック図である。なお、図９には後述する説明において使用する符号のみを示す。この場合、符号化画像データは、ＲＧＢ色空間からなるオリジナル画像データをＹＣＣ色空間（輝度色差色空間）に色変換し、色変換された画像データをウェーブレット変換により多重解像度の階層データに変換し、さらに階層データをビットプレーンに展開し、ビットプレーン毎に階層化して符号化することにより得られる。ここで、画像データが８ビットの場合、第１から第８までの８つのビットプレーンが得られることとなる。
【００１４】
このようにして得られた符号化画像データは以下のようにして復号化され、プログレッシブ再生される。まず、符号化画像データのうち第１ビットプレーンの全階層データをウェーブレット復号器４１において復号化するとともに、逆ウェーブレット変換を施すことにより第１ビットプレーンの復号階層データＫ１を得、第１の画像メモリ４２に記憶する。ここで、オリジナル画像データが８ビット（０−２５５）の場合、復号階層データＫ１は０−１２７の値は０、１２８−２５５の値は１２８となる２値データとなっている。次に、復号階層データＫ１を色変換器４４において上記式（１）によりＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間に色変換して復号階層データＫ１（ＲＧＢ）を得、この復号階層データＫ１（ＲＧＢ）を第２の画像メモリ４５に記憶するとともに、モニタ４６に表示する。
【００１５】
次に第２ビットプレーンの全階層データを復号化するとともに逆ウェーブレット変換して第２ビットプレーンの復号階層データＫ２′を得る。そして、ビットプレーン合成器４３において、第１の画像メモリ４２に記憶されている復号階層データＫ１と復号階層データＫ２′とを加算して復号階層データＫ２を得る。ここで、復号階層データＫ２は０−６３の値が０、６４−１２７の値が６４、１２８−１９１の値が１２８、１２８−２５５の値が１９２となる４値画像となっている。この復号画像データＫ２は復号画像データＫ１に代えて第１の画像メモリ４２に記憶され、さらに上記式（１）によりＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間に色変換されて復号階層データＫ２（ＲＧＢ）が得られる。そしてこの復号階層データＫ２（ＲＧＢ）を第２の画像メモリ４５に記憶するとともにモニタ４６に表示する。そして、上記処理を、ビットプレーンの数だけ繰り返してオリジナル画像データをプログレッシブ再生しつつ復元する。
【００１６】
このように、符号化画像データが解像度あるいは濃度分解能により階層化されている場合は、各階層毎にデータを復号化してオリジナルの画像を解像度あるいは濃度分解能毎にプログレッシブ再生することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各階層毎のデータを復号化することによりプログレッシブ再生される画像がＲＧＢ色空間の画像であるのに対して、符号化画像データはＹＣＣ色空間に変換されて保管されているため、次段の階層データを復号化するためには前段の階層におけるＹＣＣ色空間の階層データを画像メモリに記憶しておく必要があり、その結果装置の構成部品が多くなり、装置の構成が複雑なものとなる。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、簡易な構成により符号化画像データを復号化できる画像復号化方法および装置並びに画像復号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像復号化方法は、所定の色空間により表される画像データを他の色空間に色変換し、該他の色空間により表される画像データを画像品質が異なる複数の階層データであって、各階層データがその階層の画像と前段の階層の画像との差分データからなる階層データに分解し、該複数の階層データを階層順に符号化することにより得られる符号化画像データを、前記階層順にプログレッシブに復号化する画像復号化方法であって、
第１階層の階層データを復号化し、かつ前記所定の色空間に逆色変換して第１画像品質の第１復元画像データを得る第１の処理を行い、
前記第１階層の次段の第２階層データを復号化し、かつ前記所定の色空間に逆色変換して復元差分データを得る第２の処理を行い、
前記第１復元画像データおよび前記復元差分データに基づいて第２画像品質の第２復元画像データを得る第３の処理を行い、
前記第２復元画像データを新たな第１復元画像データとし、前記第２階層の次段の階層データを新たな第２階層データとして、前記第２および前記第３の処理を最低画像品質の画像に対応する階層データから最高画像品質の画像に対応する階層データまで繰り返し行って、最終的な復元画像データを得ることを特徴とするものである。
【００２０】
ここで、第１の画像品質と第２の画像品質とでは第２の画像品質の方が高品質となるものである。また、第１階層と第２階層とでは、第２階層の方が高品質の画像を再現可能なものである。
【００２１】
また、最終的な復元画像データとは、最高画像品質の画像を再生可能な画像データのことである。
【００２２】
さらに、「各階層データがその階層の画像と前段の階層の画像との差分データからなる」とは、ある階層の階層データが、その階層に対応する画像品質の画像を表す画像データと、次段の階層に対応する画像品質の画像を表す画像データとの差分データからなることをいう。したがって、ある階層の階層データと次段の階層の階層データからは、次段の階層に対応する画像品質の画像を表す画像データが得られる。
【００２３】
本発明による画像復号化装置は、所定の色空間により表される画像データを他の色空間に色変換し、該他の色空間により表される画像データを画像品質が異なる複数の階層データであって、各階層データがその階層の画像と前段の階層の画像との差分データからなる階層データに分解し、該複数の階層データを階層順に符号化することにより得られる符号化画像データを、前記階層順にプログレッシブに復号化する画像復号化装置であって、
第１階層の階層データを復号化し、かつ前記所定の色空間に逆色変換して第１画像品質の第１復元画像データを得る第１の処理を行う手段と、
前記第１階層の次段の第２階層データを復号化し、かつ前記所定の色空間に逆色変換して復元差分データを得る第２の処理を行う手段と、
前記第１復元画像データおよび前記復元差分データに基づいて第２画像品質の第２復元画像データを得る第３の処理を行う手段と、
前記第２復元画像データを新たな第１復元画像データとし、前記第２階層の次段の階層データを新たな第２階層データとして、前記第２および前記第３の処理を最低画像品質の画像に対応する階層データから最高画像品質の画像に対応する階層データまで繰り返し行って、最終的な復元画像データを得るように前記各手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２４】
なお、本発明においては、前記画像品質が画像の解像度および／または画像の濃度分解能であることが好ましい。
【００２５】
また、本発明による画像復号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、第１階層の階層データを復号化するとともに所定色空間の階層データに逆色変換して第１復元画像データを得、次段の第２階層データについても同様に復号化するとともに所定色空間の階層データに逆色変換して第１階層の画像品質の画像と第２階層の画像品質の画像との差分である復元差分データを得る。次いで、第１復元画像データおよび復元差分データに基づいて、第２画像品質の第２復元画像データを得る。そして、この処理を符号化画像データにおける最低画像品質の画像に対応する階層データから最高画像品質の画像に対応する階層データまでプログレッシブに繰り返し行うことにより、最終的な復元画像データを得る。このように、本発明によれば、第２画像品質の第２復元画像データを用いるのみで次段の階層データとともに次段の画像品質の復元画像データを得ることができるため、次段の階層データを復号化するためには第２復元画像データを記憶するのみでよく、上記従来技術のように他の色空間の復元画像データを記憶しておく必要がなくなり、メモリ量を少なくして装置の構成を簡易なものとすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
図１は本発明の第１の実施形態による画像復号化装置の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態による画像復号化装置は、符号化画像データＳ０を各階層データ毎に復号化する復号器１と、復号器１により復号化された階層データをＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間に色変換する色変換器２と、色変換器２により色変換された階層データを逆ウェーブレット変換する逆ウェーブレット変換器３と、逆ウェーブレット変換された階層データを記憶する画像メモリ４と、復号化される画像をプログレッシブ再生するモニタ５とからなる。
【００２９】
符号化画像データＳ０は具体的には以下のようにして各階層毎の階層データに分解されて保管されている。まず図２（ａ）に示すように、オリジナル画像データがＲＧＢ色空間からＹＣＣ色空間に変換され、さらに図２（ｂ）に示すようにＹＣＣ色空間の画像データがウェーブレット変換されて複数の解像度毎の４つのデータＬＬ１、ＨＬ０、ＬＨ０およびＨＨ０に分解される。ここで、データＬＬ１は画像の縦横を１／２に縮小した画像を表し、データＨＬ０、ＬＨ０およびＨＨ０はそれぞれ縦エッジ、横エッジおよび斜めエッジ成分の画像を表すものとなる。そして、図２（ｃ）に示すようにデータＬＬ１をさらにウェーブレット変換して４つのデータＬＬ２、ＨＬ１、ＬＨ１およびＨＨ１を得る。ここで、データＬＬ２はデータＬＬ１の縦横をさらに１／２に縮小した画像を表すものとなり、データＨＬ１、ＬＨ１およびＨＨ１はそれぞれデータＬＬ１の縦エッジ、横エッジおよび斜めエッジ成分の画像を表すものとなる。そして、ウェーブレット変換を行う毎に得られるデータＬＬに対してウェーブレット変換を所望とする回数繰り返して、複数の解像度毎のデータを得る。その後、図２（ｄ）に示すように、各解像度毎のデータを符号化し、符号化されたデータを符号化画像データＳ０として１つのファイルに記録して圧縮保管するものである。
【００３０】
次いで、第１の実施形態の動作について説明する。図３は第１の実施形態による画像復号化装置において行われる処理を示すフローチャートである。まずステップＳ１において、符号化画像データＳ０における最低解像度の階層データ（本実施形態においてはＬＬ２）を復号器１に入力して復号化し（ステップＳ２）、さらに色変換器２において下記の式（１）に基づいてＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間に色変換して（ステップＳ３）復元画像データＬＬ２（ＲＧＢ）を得る。この復元画像データＬＬ２（ＲＧＢ）は逆ウェーブレット変換されることなく画像メモリ４に記憶され（ステップＳ４）、モニタ５において再生される（ステップＳ５）。
【００３１】
Ｒ＝Ｙ＋1.040200＊Ｃｒ−0.70100
Ｇ＝Ｙ−0.34414＊Ｃｂ−0.71414＊Ｃｒ＋0.52914              （１）
Ｂ＝Ｙ＋1.77200＊Ｃｒ-0.88600
次に、ステップＳ６において、最低解像度の次の解像度における階層データ（本実施形態ではＨＨ１，ＨＬ１，ＬＨ１）が復号器１に入力されて復号化され（ステップＳ７）、色変換器２においてＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間に色変換されて復元データＨＨ１（ＲＧＢ），ＨＬ１（ＲＧＢ），ＬＨ１（ＲＧＢ）が得られる（ステップＳ８）。そして、ステップＳ９において、画像メモリ４に記憶されている復元画像データＬＬ２（ＲＧＢ）と復元データＨＨ１（ＲＧＢ），ＨＬ１（ＲＧＢ），ＬＨ１（ＲＧＢ）とを用いて下記の式（２）により逆ウェーブレット変換器３において逆ウェーブレット変換を行い、復元画像データＬＬ１を得る。
【００３２】
LL1＝{LL2*v(x)+LH1*h(x)}*v(y)+{HL1*v(x)+HH1*h(x)}*h(y)    （２）
但し、ｈ（）、ｖ（）はウェーブレット基底
この復元画像データＬＬ１（ＲＧＢ）は復元画像データＬＬ２（ＲＧＢ）に代えて画像メモリ４に記憶され（ステップＳ１０）、モニタ５において再生される（ステップＳ１１）。ここで、復元画像データＬＬ１（ＲＧＢ）により表される画像は、復元画像データＬＬ２（ＲＧＢ）により表される画像よりも高解像度であるため、モニタ５には徐々に高解像度となるように画像がプログレッシブ再生されることとなる。
【００３３】
そして、ステップＳ１２において最高解像度の階層データが復号化されたか否かが判断され、ステップＳ１２が否定された場合はステップＳ６に戻り、ステップＳ６からステップＳ１２の処理を繰り返し、各階層の画像データを復号化して画像をプログレッシブ再生する。ステップＳ１２が肯定された場合は、全ての階層データを復号化したものとして処理を終了する。
【００３４】
ここで、上記図７に示す従来の画像復号化装置において行われる処理と第１の実施形態において行われる処理との数値的な差異について説明する。従来の画像復号化装置においては、下記の式（３．１）に示すように、階層データをＹＣＣ色空間において逆ウェーブレット変換し、その後式（３．２）に示すようにＲＧＢ色空間に色変換する。なお、以降の式においては、上記式（１）において使用した係数を使用するものとする。また、使用する係数において、小数点以下の最終桁および最終桁から１つ前の桁における０は省略している。また、以降の説明において、ＹＣＣ色空間のデータには階層データを表す符号にＹ，Ｃｂ，Ｃｒを付与し、ＲＧＢ色空間のデータには階層データを表す符号にＲ，Ｇ，Ｂをそれぞれ付与するものとする。
【００３５】
【数１】
0003862418.tif 000002
第１の実施形態において行われる処理では、下記の式（４．１）〜（４．５）に示すように、階層データをＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間に色変換した後に逆ウェーブレット変換する。なお、式（４．５）においては、式（３．２）において得られるＬＬ１Ｒ，ＬＬ１Ｇ，ＬＬ１Ｂと区別するため、ＬＬ１Ｒ，ＬＬ１Ｇ，ＬＬ１Ｂに′（ダッシュ）を付与している。
【００３６】
【数２】
0003862418.tif 000003
ここで、ＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間への色変換は、式（１）に示すようにＹ，Ｃｂ，ＣｒおよびＲ，Ｇ，Ｂの各色間を跨る行列演算となるため、変換の順序を変更することができない。これに対して逆ウェーブレット変換は行列演算ではなく、単一の色の信号に対してウェーブレット基底ｈ（）およびｖ（）という関数を用いた演算である。したがって、変換の順序を変更することができる。
【００３７】
式（３．２）に式（３．１）を代入すると下記の式（３．３）となる。
【００３８】
【数３】
0003862418.tif 000004
３×３の行列をＡに置き換えて式（３．３）を変形すると下記の式（３．４）となる。
【００３９】
【数４】
0003862418.tif 000005
一方、式（４．１）〜（４．４）を変形すると下記の式（４．１′）〜（４．４′）となる。
【００４０】
【数５】
0003862418.tif 000006
式（４．１′）〜（４．４′）を式（３．４）に代入し、定数項を除くと下記の式（３．５）となる。
【００４１】
【数６】
0003862418.tif 000007
ここで、定数項は式（３．６）となる。
【００４２】
【数７】
0003862418.tif 000008
ウェーブレット規定の性質より、ｖ（ｘ）、ｖ（ｙ）の積分値＝１、ｈ（ｘ）、ｈ（ｙ）の積分値＝０であることから、
v(x)*v(y)=1,h(x)*v(y)=0,v(x)*h(y)=0,h(y)*h(y)=0
であるため、定数項＝０となる。これにより、式（３．５）と式（４．５）が一致することとなる。
【００４３】
したがって、ＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間への変換を逆ウェーブレット変換の前に行っても後に行っても、得られる結果は数学的に等価なものとなる。
【００４４】
このように、第１の実施形態においては、ＲＧＢ色空間に変換した復元画像データを画像メモリ４に記憶するのみで、次段の階層データとともに次段の解像度の復元画像データを得ることができるため、上記従来技術のようにＹＣＣ色空間の復元画像データを記憶しておく必要がなくなり、メモリ量を少なくして装置の構成を簡易なものとすることができる。
【００４５】
次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は本発明の第２の実施形態による画像復号化装置の構成を示す概略ブロック図である。第２の実施形態による画像復号化装置は、濃度分解能毎に階層化されて符号化された符号化画像データＳ０を復号化する装置であり、符号化画像データＳ０をビットプレーン毎に復号化するとともにそのビットプレーンの復元画像データを得るウェーブレット復号器１１と、ウェーブレット復号器１１において得られた復元画像データをＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間に色変換する色変換器１２と、色変換器２により色変換された復元画像データを合成するビットプレーン合成器１３と、合成された復元画像データを記憶する画像メモリ１４と、復号化される画像をプログレッシブ再生するモニタ１５とからなる。
【００４６】
符号化画像データＳ０は具体的には以下のようにして各階層毎の階層データに分解されて保管されている。まず図５（ａ）に示すように、画像データＳがＲＧＢ色空間からＹＣＣ色空間に変換され、さらに図２に示すウェーブレット変換と同様にウェーブレット変換を行う毎に得られるデータＬＬに対してウェーブレット変換を所望とする回数繰り返して、複数の解像度毎のデータを得る（図５（ｂ））。その後、図５（ｃ）に示すように、各解像度毎のデータをビットプレーンに展開して符号化し、符号化されたデータを符号化画像データＳ０として１つのファイルに記録して圧縮保管するものである。ここで、画像データＳが８ビットのデータの場合、ビットプレーンは８つ存在することとなる。
【００４７】
次いで、第２の実施形態の動作について説明する。図６は第１の実施形態による画像復号化装置において行われる処理を示すフローチャートである。まずステップＳ２１において、符号化画像データＳ０における最低濃度分解能の階層データ（本実施形態では第１ビットプレーン）をウェーブレット復号器１１に入力して復号化するとともに全ての解像度の階層データについて逆ウェーブレット変換を行い（ステップＳ２１）、さらに色変換器２２において上記式（１）に基づいてＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間に色変換して（ステップＳ２２）復元画像データＫ１（ＲＧＢ）を得る。この復元画像データＫ１（ＲＧＢ）はビットプレーン合成されることなく画像メモリ１４に記憶され（ステップＳ２３）、モニタ１５において再生される（ステップＳ２４）。
【００４８】
次に、ステップＳ２５において、最低濃度分解能の次の濃度分解能における階層データ（本実施形態では第２ビットプレーン）をウェーブレット復号器１１において復号化するとともに、全ての解像度の階層データについて逆ウェーブレット変換を行い（ステップＳ２５）、ステップＳ２６においてＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間に色変換して復元データＫ２′（ＲＧＢ）を得る。そして、ビットプレーン合成器１３において、画像メモリ１４に記憶されている復元画像データＫ１（ＲＧＢ）と復元データＫ２′（ＲＧＢ）とを加算してビットプレーン合成し、復元画像データＫ２（ＲＧＢ）を得る（ステップＳ２７）。復元画像データＫ２は復元画像データＫ１に代えて画像メモリ１４に記憶され（ステップＳ２８）、モニタ１５において再生される（ステップＳ２９）。ここで、復元画像データＫ２により表される画像は、復元画像データＫ１により表される画像よりも高濃度分解能であるため、モニタ１５には徐々に濃度分解能が高くなるように画像がプログレッシブ再生されることとなる。
【００４９】
そして、ステップＳ３０において最高濃度分解能の階層データが復号化されたか否かが判断され、ステップＳ３０が否定された場合はステップＳ２５に戻り、ステップＳ２５からステップＳ３０の処理を繰り返して、濃度分解能毎に画像をプログレッシブ再生する。ステップＳ３０が肯定された場合は、全ての階層データを復号化したものとして処理を終了する。
【００５０】
ここで、ビットプレーンの合成は単純な加算であるため、ＹＣＣ色空間からＲＧＢ色空間への変換をビットプレーン合成の前で行っても後で行っても得られる結果は数学的には等価なものとなる。
【００５１】
このように、第２の実施形態においては、ＲＧＢ色空間に変換した復元画像データを画像メモリ１４に記憶するのみで、次段の濃度分解能の復元画像データを得ることができるため、上記従来技術のようにＹＣＣ色空間の復元画像データを記憶しておく必要がなくなり、メモリ量を少なくして装置の構成を簡易なものとすることができる。
【００５２】
なお、上記第１の実施形態においては解像度毎に、第２の実施形態においては濃度分解能毎にプログレッシブ再生を行っているが、解像度と濃度分解能とを同時にプログレッシブ再生するようにしてもよい。この場合、図５に示すように符号化された符号化画像データＳ０を使用し、低解像度の階層データをビットプレーン毎にプログレッシブ再生し、低解像度の画像が復元された後、次の解像度の階層データをビットプレーン毎にプログレッシブ再生して最終的な復元画像をプログレッシブ再生するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態による画像復号化装置の構成を示す概略ブロック図
【図２】  画像データをウェーブレット変換して解像度毎に符号化する状態を示す図
【図３】  第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図４】  本発明の第２の実施形態による画像復号化装置の構成を示す概略ブロック図
【図５】  画像データをウェーブレット変換して濃度分解能毎に符号化する状態を示す図
【図６】  第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図７】  従来の画像復号化装置の構成を示す概略ブロック図（その１）
【図８】  復号化された符号化画像データを示す図
【図９】  従来の画像復号化装置の構成を示す概略ブロック図（その２）
【符号の説明】
１    復号器
２，１２    色変換器
３    逆ウェーブレット変換器
４，１４    画像メモリ
５，１５    モニタ
１１    ウェーブレット復号器
１３    ビットプレーン合成器
【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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【図９】
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