デジタル画像符号化装置、デジタル画像符号化プログラム、デジタル画像符号化方法、及びデジタル画像復号化装置、デジタル画像復号化プログラム、並びにデジタル画像復号化方法
【課題】ＪＰＥＧ２０００による処理において符号化に要する処理時間を大幅に短縮できる新規なデジタル画像符号化装置及び符号化プログラム並びに符号化方法の提供。
【解決手段】デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部を備え、前記ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とする。これによって、処理するビット数が大幅に減ってＪＰＥＧ２０００による処理において符号化に要する処理時間を大幅に短縮できる。
【解決手段】デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部を備え、前記ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とする。これによって、処理するビット数が大幅に減ってＪＰＥＧ２０００による処理において符号化に要する処理時間を大幅に短縮できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー静止画像などの国際標準圧縮方式であるＪＰＥＧ２０００を利用したデジタル画像符号化装置、デジタル画像復号化プログラム、デジタル画像符号化方法、及びデジタル画像復号化装置、デジタル画像復号化プログラム、並びにデジタル画像復号化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、デジタルカメラのカラー静止画像などの画像圧縮フォーマットとして標準的に用いられている「ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）」は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）をベースとして、これにランレングス符号化やハフマン符号化を組み合わせた国際標準圧縮方式であるが、この「ＪＰＥＧ」は、圧縮率を高めていった場合にブロック状の符号化ひずみが目立ったり、不可逆圧縮方式であるため、一旦圧縮してしまうと元の画像と全く同じ画像が得られないなどといった欠点があることが知られている。
【０００３】
これに対し、新しい画像圧縮方式である「ＪＰＥＧ２０００」は、ＤＣＴの代わりに離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）を使っているため、圧縮比を上げてもブロックひずみが現れない、可逆圧縮方式であるため、高い圧縮率を保持したまま完全な元の画像に展開できる、などといった優れた長所を有していることから、今後、デジタル画像を扱う様々な方面で最も注目される画像フォーマットとなってきている。
【０００４】
しかしながら、このように従来の「ＪＰＥＧ」では得られない優れた長所を発揮する「ＪＰＥＧ２０００」の場合は、圧縮及び展開処理に際して情報処理量が膨大となるため、処理速度が遅く、また、ハードウェアによる処理を行った場合では大メモリを消費するという問題がある。
このような問題を解決するために例えば以下の特許文献１では、ビットプレーン処理の前に必要なビットのみを切り出すことにより、ビットプレーン処理の時間や電力を削減するようにしている。また、以下の特許文献２では、ウェーブレット変換後の係数モデリング処理を行う係数モデリング処理部の後に、下位ビットプレーン置換部を設け、この下位ビットプレーン置換部によって下位ビットプレーンを全て「０」に置き換えることで処理量を減らして処理速度を高めたり、メモリ消費量を削減するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−１５７４１号公報
【特許文献２】特開２００４−４０４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されているような、不要なビットを切り捨てて必要なビットのみを切り出すことにより、ビットプレーン処理の時間や電力を削減するようにした方法では、不要なビットがなかった場合に処理の高速が図れず、また、この方法を「ＪＰＥＧ２０００」に適用した場合、そもそも「ＪＰＥＧ２０００」では不要ビットは処理していないため、高速化が図れない。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されているような、下位ビットプレーンを全て「０」に置き換えることで処理量を減らして処理速度を高めたり、メモリ消費量を削減する方法では、下位ビットプレーンを全て「０」に置き換える処理は、係数ビットモデリングの後であるため、ビットモデリングの種類によっては、処理時間は従来の「ＪＰＥＧ２０００」と比べてさほど変わらない場合が多い。
【０００７】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、ＪＰＥＧ２０００による処理において、符号化に要する処理時間を大幅に短縮することができる新規なデジタル画像符号化装置及びデジタル画像符号化プログラム並びにデジタル画像符号化方法を提供するものである。
また、本発明の目的は、ＪＰＥＧ２０００による処理において、復号化に要する処理時間を大幅に短縮することができる新規なデジタル画像復号化装置及びデジタル画像復号化プログラム並びにデジタル画像復号化方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔形態１〕前記課題を解決するために形態１のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部を備え、前記ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするものである。
【０００９】
このような構成によれば、離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減ってデータ量が大幅に減少する。この結果、その後の係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理負荷が大幅に減って符号化（いわゆるＪＰＥＧ２０００ファイル）を高速で実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【００１０】
なお、本形態で利用するＪＰＥＧ２０００についてその概要を以下に簡単に説明する。
このＪＰＥＧ２０００によるデジタル画像データの符号化処理は、大きく分けて、以下に示すように、１．ＤＣレベルシフト処理と、２．コンポーネント変換（色変換）処理と、３．画像コンポーネントのタイル分割処理と、４．離散ウェーブレット変換処理と、５．量子化と、６．ＥＢＣＯＴと、７．レイヤー生成処理とから主に構成されている。
【００１１】
１．ＤＣレベルシフト処理
先ず、ＤＣレベルシフトとは、ＤＣオフセットの乗った入力信号に対し、ＤＣオフセットを除去する処理のことである。すなわち、符号化処理ではＤＣオフセット値をもたない信号を入力対象として想定しているため、ＤＣオフセット値を有する入力信号に対しては、最初にそのＤＣオフセット値を除いておく必要があるからである。例えば、原画像が２４ビットのビットマップである場合は、３つのコンポーネント（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が存在し、各コンポーネントは、「０〜２５５」の８ビット符号無し整数で表されるのでこれを「−１２７〜１２７」にレベルシフトして平均値を、例えば「０」とすることでＤＣオフセット値を除いておく。従って、このＤＣレベルシフトは、極性なしのコンポーネントサンプルに対してのみ適用され、最初から極性ありのコンポーネントサンプルの場合は、不要となる。なお、このＤＣレベルシフトが行われる位置は、図１などに示すように複数コンポーネントの場合はコンポーネント変換の前であり、単一のコンポーネントの場合には離散ウェーブレット変換の前である。なお、複数のコンポーネントでもコンポーネント変換を行わない場合もある。
【００１２】
２．コンポーネント変換（色変換）
次に、コンポーネント変換とは、圧縮率を高めるためＲＧＢ色空間で入力された信号を線形変形によってＹＣｂＣｒ（または、ＹＵＶ）色空間へ変換する処理のことである。この変換処理によってＲＧＢ信号間の相関を減少できることと、人間の視覚特性として色差（ＣｂＣｒ）のひずみに対する検知感度が低く、色差成分を輝度（Ｙ）成分よりも大きく圧縮することができることにより、圧縮特性が向上する。なお、このコンポーネント変換には、可逆と非可逆があり、可逆コンポーネント変換（ＲＣＴ：Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）は、無ひずみ、または有ひずみ符号化のどちらにも使用できるが、非可逆コンポーネント変換（ＩＣＴ：Ｉｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）は、有ひずみ符号化のみに使用される。また、デジタル画像データが、モノクロ画像のように色成分を含まない場合は、この処理を省略することも可能である。
【００１３】
３．画像コンポーネントのタイル分割
コンポーネント変換された各コンポーネント画像は、重なり部分をもたない任意の大きさ、あるいは一部重なり部分をもつ任意の大きさの空間領域であるタイルに分割することができる。タイル分割は、各コンポーネント間で同じ相対位置で行われる。コンポーネント変換された画像をタイル分割したタイルコンポーネントは、互いに独立に符号化され符号化処理の基本的な単位となる。なお、ＤＣレベルシフトを行う前の入力信号に対してこのようなタイル分割処理を行うこともある。また、画像全体に対して次の離散ウェーブレット変換を実施することも可能であり、この場合は、このようなタイル分割処理を省略することもできる。後述する実施の形態では、このタイル分割処理を省略した例で説明している。
【００１４】
４．離散ウェーブレット変換
次に、離散ウェーブレット変換とは、各タイルコンポーネントの周波数成分を高周波成分と低周波成分に分割する。具体的には、例えば、まず、垂直成分（水平成分からでも良い。）に対し、低周波成分と高周波成分に分割する。次に、生成された垂直成分の低周波成分と高周波成分に対して、水平成分の分割を行う。これによって、垂直成分と水平成分共に低周波、垂直成分が高周波で水平成分が低周波、垂直成分が低周波で水平成分が高周波、さらに垂直成分と水平成分共に高周波である計４つのサブバンド係数が生成される。また、繰り返し離散ウェーブレット変換を行う場合は、低周波成分（高周波成分に対しても行う場合がある）に対して行う。なお、この離散ウェーブレット変換は、ＪＰＥＧで利用されているＤＣＴ変換と同様に周波数成分の偏りを利用することは同様であるが、空間領域で解像度を変換する処理を繰り返すことによって多種類の空間解像度画像を容易に生成できる（解像度スケーラビリティ）ことがＤＣＴ変換と大きく異なる点である。また、圧縮特性に関しても特に低ビットレートにおいてＤＣＴ変換より優れている点がＪＰＥＧ２０００で採用された理由となっている。また、この変換処理に用いるウェーブレット変換フィルタには、実数型の９／７非可逆フィルタ（９／７ ｉｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｆｉｌｔｅｒ）と、整数型の５／３可逆フィルタ（５／３ ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｆｉｌｔｅｒ）の２つが定義されており、前者の方が符号化特性は良いが、使用できるのは非可逆圧縮のみである。
【００１５】
５．量子化
量子化とは、離散ウェーブレット変換で生成されたサブバンド係数の精度をさらに削減する処理であり、サブバンド係数ごとに変えることができる。なお、前記整数型ウェーブレット変換フィルタを用いて可逆符号化を行う場合には、この処理は行わなく、後述する実施の形態ではこの処理を省略した例で説明している。
【００１６】
６．ＥＢＣＯＴ
ＥＢＣＯＴ（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ）は、係数ビットモデリングと、エントロピー符号化である算術符号化の２段構成になっている。係数ビットモデリングとは、符号化効率を良くするために、グループ化するものでビットプレーン処理である。すなわち、ウェーブレット変換係数（サブバンド係数）は、多値信号であるのに対し、算術符号化の入力信号は「０」か「１」の２値信号であることから、多値のウェーブレット変換係数を算術符号化によって効率良く符号化できるように２値信号に変更する機能を果たすのが係数ビットモデリングである。この処理はウェーブレット変換係数を固定サイズのコードブロックに分割し、さらに各変換係数をビットプレーンに展開して、それぞれのビットプレーン上で符号化パスに基づいて算術符号化する手順から構成されている。
【００１７】
７．レイヤー生成
レイヤー生成とは、ＥＢＣＯＴの算術符号化によって生成された圧縮データを画像品質への寄与度に応じて階層化することである。
【００１８】
〔形態２〕また、形態２のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部を備え、前記係数ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするものである。
【００１９】
このような構成によれば、前記形態１と同様に、離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減って、その後の係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理すべきデータ量が大幅に減少するため、符号化を高速で実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【００２０】
〔形態３〕また、形態３のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを高周波成分と低周波成分に分割してサブバンドごとの画像データを離散ウェーブレット係数に変換する離散ウェーブレット変換部と、当該離散ウェーブレット変換部で変換された後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部と、当該係数ビットシフト処理部でビットシフト処理されたウェーブレット係数に対して係数モデリング処理と算術符号化処理を行って圧縮データを生成するＥＢＣＯＴと、当該ＥＢＣＯＴで生成された圧縮データを階層化するレイヤー生成部とを備え、前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するようになっていることを特徴とするものである。
【００２１】
このような構成によれば、前記形態１と同様に、離散ウェーブレット変換部による離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減って、その後のＥＢＣＯＴなどにおける係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理すべきデータ量が大幅に減少するため、符号化を高速で実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【００２２】
〔形態４〕また、形態４のデジタル画像符号化装置は、
形態１〜３のいずれかに記載のデジタル画像符号化装置において、前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、高周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするものである。
【００２３】
このような構成によれば、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。すなわち、人間の視覚特性は、画像の高周波成分には鈍く低周波成分には敏感であるため、低周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するよりも、高周波成分を含むサブバンド係数に対して実施したほうが効果的に画像の劣化を抑えることができる。
【００２４】
〔形態５〕また、形態５のデジタル画像符号化装置は、
形態１〜３のいずれかに記載のデジタル画像符号化装置において、前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに画質の寄与度を算出し、その寄与度に応じて前記サブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするものである。
【００２５】
このような構成によれば、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、形態２と同様に前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。具体的には、前述したように人間の視覚特性は、画像の高周波成分には鈍く低周波成分には敏感であるため、低周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するよりも、高周波成分を含むサブバンド係数に対して実施すると共に、その高周波成分を含むサブバンド係数のなかでも画質の寄与度が異なるため、画質の寄与度が大きいサブバンド係数からはビットシフト数を少なくし、画質の寄与度が大きいサブバンド係数からはビットシフト数を多くすることで効果的に画像の劣化を抑えることができる。また、同様に、人間の視覚特性は、画像の色差成分には鈍く、輝度成分には敏感であるため、色差成分に対応するサブバンド係数からはビットシフト数を多くし、輝度成分に対応するサブバンド係数からはビットシフト処理をしないか、あるいはビットシフト数を少なくすることで効果的に画像の劣化を抑えることができる。
【００２６】
〔形態６〕また、形態６のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対してビットシフト処理を実施する変換前ビットシフト処理部を備え、前記ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするものである。
【００２７】
このような構成によれば、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。すなわち、通常、離散ウェーブレット変換では変換後のビット数は、変換前よりも多くなる。そのため、ビットシフト処理を離散ウェーブレット変換前に行うことによって離散ウェーブレット変換後の係数を効率的に減らすことが可能となり、高速に符号化を実現することができる。また、ハードウェアによって符号化する際の使用メモリ量を削減することができる。
【００２８】
〔形態７〕また、形態７のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対してビットシフト処理を実施する変換前ビットシフト処理部を備え、前記ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするものである。
このような構成によれば、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００２９】
〔形態８〕また、形態８のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データをビットシフトするビットシフト処理部と、当該ビットシフト処理部でビットシフトされたデジタル画像データを高周波成分と低周波成分に分割してサブバンドごとの画像データを離散ウェーブレット係数に変換する離散ウェーブレット変換部と、当該離散ウェーブレット変換部で変換されたウェーブレット係数に対して係数モデリング処理と算術符号化処理を行って圧縮データを生成するＥＢＣＯＴと、当該ＥＢＣＯＴで生成された圧縮データを階層化するレイヤー生成部とを備え、前記ビットシフト処理部は、前記デジタル画像データをデータ記憶部から下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するようになっていることを特徴とするものである。
このような構成によれば、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００３０】
〔形態９〕また、形態９のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、形態１〜５のいずれか１項に記載の係数ビットシフト処理部と、形態６〜８のいずれか１項に記載の変換前ビットシフト処理部とを備えたことを特徴とするものである。
これによって、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれビットシフト処理がなされて有効ビット数が減るため、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００３１】
〔形態１０〕また、形態１０のデジタル画像符号化装置は、
形態１〜９のいずれかに記載のデジタル画像符号化装置において、前記離散ウェーブレット変換前に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間に変換するためのコンポーネント変換部を備えたことを特徴とするものである。
【００３２】
これによって離散ウェーブレット変換前にデジタル画像データのコンポーネント変換処理が可能となるため、後のビットシフト処理において、前述したように人間の視覚ではその劣化が認識し難いコンポーネントに対して集中的にビットシフト処理を実施することができるため、より適切な符号化を実現することができる。
【００３３】
〔形態１１〕また、形態１１のデジタル画像符号化装置は、
形態１０に記載のデジタル画像符号化装置において、前記コンポーネント変換部は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とに変換する色変換処理を実施するようになっていることを特徴とするものである。
これによって画像の持っている情報を輝度成分に集中させて、人間の視覚特性上、鈍い色差成分に対してビットシフト処理することができるため、より適切な符号化を実現することができる。
【００３４】
〔形態１２〕また、形態１２のデジタル画像復号化装置は、
形態１に記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化装置であって、前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数に対して、逆ビットシフト処理を実施する逆係数ビットシフト処理部を備え、前記逆ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするものである。
【００３５】
これによって、形態１に記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データ（ＪＰＥＧ２０００ファイル）を復号化することができるため、視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い画像を提供、または再生画質（圧縮率など）に応じた高品質な画像を提供することができる。
【００３６】
〔形態１３〕また、形態１３のデジタル画像復号化装置は、
形態１２に記載のデジタル画像復号化装置において、前記逆係数ビットシフト処理部は、前記符号化の際のビットシフト処理が前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、一部のサブバンド係数に対してのみ実施されているときは、前記ビットシフト処理が実施されたサブバンド係数に対してのみ実施するようになっていることを特徴とするものである。
これによって、符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００３７】
〔形態１４〕また、形態１４のデジタル画像復号化装置は、
形態１２に記載のデジタル画像復号化装置において、前記逆係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理が行われているときは、当該各ビットシフト処理に対応した前記逆ビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするものである。
これによって、形態１３と同様に符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００３８】
〔形態１５〕また、形態１５のデジタル画像復号化装置は、
形態８に記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化装置であって、前記離散ウェーブレット逆変換後のデジタル画像データに対して、逆ビットシフト処理を実施する逆ビットシフト処理部を備え、前記逆ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするものである。
【００３９】
これによって、形態８に記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データを復号化することができるため、視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い画像を提供、または、再生画質（圧縮率など）に応じた高品質な画像を提供することができる。
【００４０】
〔形態１６〕また、形態１６のデジタル画像復号化装置は、
離散ウェーブレット変換を用いて符号化されたデータを、離散ウェーブレット逆変換を用いて復号化する装置であって、形態１２〜１４のいずれかに記載の逆係数ビットシフト処理部と、形態１５に記載の逆ビットシフト処理部とを備えたことを特徴とするものである。
これによって、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて有効ビット数が増えるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００４１】
〔形態１７〕また、形態１７のデジタル画像復号化装置は、
形態１２〜１４のいずれかに記載のデジタル画像復号化装置において、前記離散ウェーブレット逆変換後に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間から人間の視覚特性に依存しない画像信号に変換するためのコンポーネント逆変換部を備えたことを特徴とするものである。
これによって、符号化前のデジタル画像データがＲＧＢ等の複数のコンポーネントからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の複数のコンポーネントからなるデジタル画像データに復号化することができる。
【００４２】
〔形態１８〕また、形態１８のデジタル画像復号化装置は、
形態１７に記載のデジタル画像復号化装置において、前記コンポーネント逆変換部は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とから画像信号に変換する処理を実施するようになっていることを特徴とするものである。
【００４３】
これによって、ビットシフト処理前のデジタル画像データが輝度成分と色差成分とからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の輝度成分と、色差成分とからなる画像信号に変換して元のデジタル画像データに復号化することができる。
【００４４】
〔形態１９〕また、形態１９のデジタル画像符号化方法は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするものである。
【００４５】
これによって形態１と同様に、離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減って、その後の係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理すべきデータ量が大幅に減少するため、負荷が大幅に減って高速に符号化を実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【００４６】
〔形態２０〕また、形態２０のデジタル画像符号化方法は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするものである。
これによって形態１と同様に、係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理負荷が大幅に減って高速に符号化を実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【００４７】
〔形態２１〕また、形態２１のデジタル画像符号化方法は、
形態１９または２０に記載のデジタル画像符号化方法において、前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、高周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するものであることを特徴とするものである。
これによって、形態４と同様に高速に符号化を実現できると共に、前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。
【００４８】
〔形態２２〕また、形態２２のデジタル画像符号化方法は、
形態１９または２０に記載のデジタル画像符号化方法において、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに画質の寄与度を算出し、その寄与度に応じて前記サブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理を実施するものであることを特徴とするものである。
これによって、形態５と同様に高速に符号化を実現できると共に、前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。
【００４９】
〔形態２３〕また、形態２３のデジタル画像符号化方法は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対して前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成することを特徴とするものである。
これによって、形態６と同様に、高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００５０】
〔形態２４〕また、形態２４のデジタル画像符号化方法は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対して前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成することを特徴とするものである。
これによって、形態４と同様に、高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００５１】
〔形態２５〕また、形態２５のデジタル画像符号化方法は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、形態１９〜２２のいずれかに記載の係数ビットシフト処理と、形態２３または２４に記載の変換前ビットシフト処理とを備えたことを特徴とするものである。
これによって、形態７と同様に、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれビットシフト処理がなされて有効ビット数が減るため、高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００５２】
〔形態２６〕また、形態２６のデジタル画像符号化方法は、
形態１９〜２５のいずれかに記載のデジタル画像符号化方法において、前記離散ウェーブレット変換前に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間に変換するコンポーネント変換処理を実施することを特徴とするものである。
これによって、形態８と同様に、離散ウェーブレット変換前にデジタル画像データのコンポーネント変換処理が可能となるため、後のビットシフト処理において、前述したように人間の視覚ではその劣化が認識し難いコンポーネントに対して集中的にビットシフト処理を実施することが可能となり、より適切な符号化を実現することができる。
【００５３】
〔形態２７〕また、形態２７のデジタル画像符号化方法は、
形態１９または２０に記載のデジタル画像符号化方法において、前記コンポーネント変換処理は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とに変換する色変換処理であることを特徴とするものである。
これによって、形態９と同様に画像の持っている情報を輝度成分に集中させて、人間の視覚特性上、鈍い色差成分に対してビットシフト処理することができるため、より適切な符号化を実現することができる。
【００５４】
〔形態２８〕また、形態２８のデジタル画像復号化方法は、
形態１９または２０に記載のデジタル画像符号化方法で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化方法であって、
前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数を上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするデジタル画像復号化方法。
【００５５】
これによって、形態１９または２０に記載のデジタル画像符号化方法で符号化された符号化データをそのデータ量を損なうことなく復号化することができるため、視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い画像を提供、または、再生画質（圧縮率など）に応じた高品質な画像を提供することができる。
【００５６】
〔形態２９〕また、形態２９のデジタル画像復号化方法は、
形態２８に記載のデジタル画像復号化方法において、前記逆係数ビットシフト処理は、前記符号化の際のビットシフト処理が前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数のうち、一部のサブバンド係数に対してのみ実施されているときは、前記ビットシフト処理が実施されたサブバンド係数に対してのみ実施することを特徴とするものである。
これによって、符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００５７】
〔形態３０〕また、形態３０のデジタル画像復号化方法は、
形態２８に記載のデジタル画像復号化方法において、前記逆係数ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理が行われているときは、当該各ビットシフト処理に対応した前記逆ビットシフト処理を実施することを特徴とするものである。
これによって、符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００５８】
〔形態３１〕また、形態３１のデジタル画像復号化方法は、
形態２４に記載のデジタル画像符号化方法で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化方法であって、前記離散ウェーブレット逆変換後のデジタル画像データに対して、前記デジタル画像データを上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成することを特徴とするものである。
【００５９】
これによって、形態２４に記載のデジタル画像符号化方法で符号化された符号化データをそのデータ量を損なうことなく復号化することができるため、視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い画像を提供、または、再生画質（圧縮率など）に応じた高品質な画像を提供することができる。
【００６０】
〔形態３２〕また、形態３２のデジタル画像復号化方法は、
離散ウェーブレット変換を用いて符号化されたデータを、離散ウェーブレット逆変換を用いて復号化する方法であって、形態２８〜３０のいずれかに記載の逆係数ビットシフト処理と、形態３１に記載の逆ビットシフト処理とを備えたことを特徴とするものである。
これによって、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて有効ビット数が増えるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００６１】
〔形態３３〕また、形態３３のデジタル画像復号化方法は、
形態２８〜３２のいずれかに記載のデジタル画像復号化方法において、前記離散ウェーブレット逆変換後に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間から人間の視覚特性に依存しない画像信号に変換するためのコンポーネント逆変換処理を備えたことを特徴とするデジタル画像復号化装置。
これによって、符号化前のデジタル画像データがＲＧＢ等の複数のコンポーネントからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の複数のコンポーネントからなるデジタル画像データに復号化することができる。
【００６２】
〔形態３４〕また、形態３４のデジタル画像復号化方法は、
形態３３に記載のデジタル画像復号化方法において、前記コンポーネント逆変換処理は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とから画像信号に変換する色変換処理を実施することを特徴とするものである。
これによって、ビットシフト処理前のデジタル画像データが輝度成分と色差成分とからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の輝度成分と、色差成分とからなる画像信号に変換して元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化することができる。
【００６３】
〔形態３５〕また、形態３５のデジタル画像符号化プログラムは、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するデジタル画像符号化プログラムであって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして下位ビットを廃棄する処理と、当該ビット廃棄処理後の残りのビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、をコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００６４】
これによって形態１と同様に、離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減って、その後の係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理すべきデータ量が大幅に減少するため、負荷が大幅に減って高速に符号化を実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
また、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００６５】
〔形態３６〕また、形態３６のデジタル画像符号化プログラムは、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するデジタル画像符号化プログラムであって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトする処理と、当該ビットシフト処理後の残りのビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、をコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００６６】
これによって形態１と同様に、離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減ってデータ量が大幅に減少するため、その後の係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理負荷が大幅に減って高速に符号化を実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
また、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００６７】
〔形態３７〕また、形態３７のデジタル画像符号化プログラムは、
形態３５または３６に記載のデジタル画像符号化プログラムにおいて、前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、高周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するものであることを特徴とするものである。
これによって、形態４と同様に高速に符号化を実現できると共に、前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００６８】
〔形態３８〕また、形態３８のデジタル画像符号化プログラムは、
形態３５または３６に記載のデジタル画像符号化プログラムにおいて、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに画質の寄与度を算出し、その寄与度に応じて前記サブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理を実施するものであることを特徴とするものである。
【００６９】
これによって、形態５と同様に高速に符号化を実現できると共に、前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００７０】
〔形態３９〕また、形態３９のデジタル画像符号化プログラムは、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するプログラムであって、前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対して前記デジタル画像データを上位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成する処理をコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００７１】
これによって、形態６と同様に、高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００７２】
〔形態４０〕また、形態４０のデジタル画像符号化プログラムは、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するプログラムであって、形態３５〜３８のいずれかに記載の係数ビットシフト処理と、形態３９に記載の変換前ビットシフト処理とをコンピュータに実現させることを特徴とするものである。
【００７３】
これによって、形態７と同様に、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれビットシフト処理がなされて有効ビット数が減るため、高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００７４】
〔形態４１〕また、形態４１のデジタル画像符号化プログラムは、
形態３５〜４０のいずれかに記載のデジタル画像符号化プログラムにおいて、前記離散ウェーブレット変換前に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間に変換するコンポーネント変換処理を実施することを特徴とするものである。
【００７５】
これによって、形態８と同様に、離散ウェーブレット変換前にデジタル画像データのコンポーネント変換処理が可能となるため、後のビットシフト処理において、前述したように人間の視覚ではその劣化が認識し難いコンポーネントに対して集中的にビットシフト処理を実施することが可能となり、より適切な符号化を実現することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００７６】
〔形態４２〕また、形態４２のデジタル画像符号化プログラムは、
形態４１に記載のデジタル画像符号化プログラムにおいて、前記コンポーネント変換処理は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とに変換する色変換処理であることを特徴とするものである。
【００７７】
これによって、形態９と同様に画像の持っている情報を輝度成分に集中させて、人間の視覚特性上、鈍い色差成分に対してビットシフト処理することができるため、より適切な符号化を実現することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００７８】
〔形態４３〕また、形態４３のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
形態３５〜４２のいずれかに記載のデジタル画像符号化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
これによって、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、半導体チップなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介して前記形態３５〜４２のいずれかに記載のデジタル画像符号化プログラムをユーザなどの需用者に対して容易かつ確実に提供することができる。
【００７９】
〔形態４４〕また、形態４４のデジタル画像復号化プログラムは、
形態３８に記載のデジタル画像符号化プログラムで符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化プログラムであって、前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして下位ビットを廃棄する処理と、当該ビット廃棄処理後の残りのビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、をコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００８０】
これによって、デジタル画像符号化プログラムで符号化された符号化データをそのデータ量を損なうことなく復号化することができるため、形態１０と同様に、視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い画像を提供、または、再生画質（圧縮率など）に応じた高品質な画像を提供することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００８１】
〔形態４５〕また、形態４５のデジタル画像復号化プログラムは、
形態４４に記載のデジタル画像復号化プログラムにおいて、前記逆係数ビットシフト処理は、前記符号化の際のビットシフト処理が前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、一部のサブバンド係数に対してのみ実施されているときは、前記ビットシフト処理が実施されたサブバンド係数に対してのみ実施することを特徴とするものである。
【００８２】
これによって、形態１１と同様に、符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００８３】
〔形態４６〕また、形態４６のデジタル画像復号化プログラムは、
形態４４に記載のデジタル画像復号化プログラムにおいて、前記逆係数ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理が行われているときは、当該各ビットシフト処理に対応した前記逆ビットシフト処理を実施することを特徴とするものである。
【００８４】
これによって、形態１２と同様に符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００８５】
〔形態４７〕また、形態４７のデジタル画像復号化プログラムは、
形態３９に記載のデジタル画像符号化プログラムで符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化プログラムであって、前記離散ウェーブレット逆変換後のデジタル画像データに対して、前記デジタル画像データを上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトして下位ビット側に新たなビットを追加するビット追加処理と、当該ビット追加処理で追加された後の全ビットから新たなデジタル画像データを作成するデジタル画像データ作成手段とをコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００８６】
これによって、デジタル画像符号化プログラムで符号化された符号化データをそのデータ量を損なうことなく復号化することができるため、形態１３と同様に、符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００８７】
〔形態４８〕また、形態４８のデジタル画像復号化プログラムは、
離散ウェーブレット変換を用いて符号化されたデータを、離散ウェーブレット逆変換を用いて復号化するプログラムであって、形態４４〜４６のいずれかに記載の逆係数ビットシフト処理と、形態４６に記載の逆ビットシフト処理とをコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００８８】
これによって、形態１４と同様に、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて有効ビット数が増えるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００８９】
〔形態４９〕また、形態４９のデジタル画像復号化プログラムは、
形態４４〜４８のいずれかに記載のデジタル画像復号化プログラムにおいて、前記離散ウェーブレット逆変換後に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間から人間の視覚特性に依存しない画像信号に変換するためのコンポーネント逆変換処理を実施することを特徴とするものである。
【００９０】
これによって、形態１５と同様に、符号化前のデジタル画像データがＲＧＢ等の複数のコンポーネントからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の複数のコンポーネントからなるデジタル画像データに復号化することができる。また、形態２９と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００９１】
〔形態５０〕また、形態５０のデジタル画像復号化プログラムは、
形態３８に記載のデジタル画像復号化プログラムにおいて、前記コンポーネント逆変換処理は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とから画像信号に変換する色変換処理を実施することを特徴とするものである。
【００９２】
これによって、形態１６と同様に、ビットシフト処理前のデジタル画像データが輝度成分と色差成分とからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の輝度成分と、色差成分とからなる画像信号に変換して元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００９３】
〔形態５１〕また、形態４３のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
形態４４〜５０のいずれかに記載のデジタル画像復号化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
これによって、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、半導体チップなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介して前記形態４４〜５０のいずれかに記載のデジタル画像復号化プログラムをユーザなどの需用者に対して容易かつ確実に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
図１〜図４は、本発明に係るデジタル画像符号化装置１００、及びこのデジタル画像符号化装置１００を用いたデジタル画像符号化方法、デジタル画像符号化プログラムに係る第１の実施の形態を示したものである。
図１に示すように、このデジタル画像符号化装置１００は、ＤＣレベルシフト処理部１１０と、コンポーネント変換部１２０と、離散ウェーブレット変換部１３０と、係数ビット処理部１４０と、ＥＢＣＯＴ１５０と、レイヤー生成部１６０とから主に構成されている。
【００９５】
このうち、係数ビット処理部１４０を除く他の構成は、前述したＪＰＥＧ２０００の符号化技術を用いた従来のデジタル画像符号化装置の基本構成とほぼ同様であり、本発明のデジタル画像符号化装置１００は、これらの構成に加えて係数ビット処理部１４０を離散ウェーブレット変換部１３０とＥＢＣＯＴ１５０との間に新たに付設したことを特徴とするものである。
【００９６】
以下、これら本発明のデジタル画像符号化装置１００の各構成要素の機能、及びこのデジタル画像符号化装置１００を用いたデジタル画像符号化方法について説明する。なお、係数ビット処理部１４０を除く他の構成の機能については、従来と同様であってその説明も既述したため、係数ビット処理部１４０の機能との関連についてのみ簡単に説明する。
符号化処理対象となるデジタル画像データ（ＢＭＰファイル等）は、先ずＤＣレベルシフト処理部１１０に入力されてウェーブレット変換の効率を向上させるためのＤＣレベルシフト変換処理が行われる。例えば、原画像が８ビットのコンポーネントであって、「０〜２５５」の符号無し整数で表される場合、これを「−１２７〜１２７」にレベルシフトして平均値を、例えば「０」とすることでＤＣオフセット値を除いておく。
【００９７】
次に、このデジタル画像データがカラー画像データの場合には、ＤＣレベル変換後に、コンポーネント変換部１２０に入力されてカラー画像データを効率良く圧縮するための色変換処理が行われる。例えば、入力画像信号がＲＧＢ信号の場合、輝度色差空間であるＹ、Ｃｂ、Ｃｒ色空間、またはＹＵＶ色空間への変換処理が行われる。
次に、このコンポーネント変換部１２０を経たデジタル画像データは、離散ウェーブレット変換部１３０に入力されて離散ウェーブレット順変換処理（ＦＤＷＴ：ｆｏｒｗａｒｄ ｄｅｓｃｒｅｔｅ ｗａｖｅｌｅｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が行われる。この離散ウェーブレット順変換の基本的な処理は、入力された原信号に対して低域通過（ローパス）フィルタリングと高域通過（ハイパス）フィルタリングを分解レベル数だけ適用し、ダウンサンプリングされた各サブバンド係数を出力するものである。
【００９８】
図１４は、原画像（Ａ）を分解レベル数「１」、及び分解レベル「２」でそれぞれ分割したものであり、分割された各サブバンド信号（ウェーブレット係数）は、サブバンド分解のレベルを表すインディックスであるレベルと各サブバンドの空間周波数である「ＬＬ」、「ＨＬ」、「ＬＨ」、「ＨＨ」の４つの記号を組み合わせて表される。
例えば、サブバンド「０ＬＬ」は変換処理前の原画像に対応し、レベル１の場合はサブバンドＬＬに対して垂直方向、水平方向の順にフィルタリング処理を適用する。このとき、垂直方向、水平方向のそれぞれに対して低域通過フィルタ・広域通過フィルタの２つの選択が可能であるので、以下の４つのサブバンドが生成される。
【００９９】
・サブバンドＬＬ：垂直方向と水平方向共に低域通過フィルタリングを行い、２：１ダ ウンサンプリングした信号。
・サブバンドＨＬ：垂直方向に低域通過フィルタリング、水平方向に高域通過フィルタ リングを行い、２：１ダウンサンプリングした信号。
・サブバンドＬＨ：垂直方向に高域通過フィルタリング、水平方向に低域通過フィルタ リングを行い、２：１ダウンサンプリングした信号。
・サブバンドＨＨ：垂直方向と水平方向共に高域通過フィルタリングを行い、２：１ダ ウンサンプリングした信号。
そして、図１４（Ｂ）は、これらサブバンド「ＬＬ」、「ＨＬ」、「ＬＨ」、「ＨＨ」の分解レベル１の配置を示したものであり、図１４（Ｃ）は、そのうちサブバンド「ＬＬ」に対してさらにサブバンド分割した分解レベル２の配置を示したものである。
【０１００】
次に、このようにして離散ウェーブレット変換部１３０によって従来と同様な離散ウェーブレット順変換処理が行われた画像データは、本発明の特徴部分である係数ビットシフト処理部１４０に入力されて各信号（Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ等）のウェーブレット係数一つ一つごと（１画素ごと）にビットシフト処理が行われることになる。
このビットシフト処理は、図２（ａ）に示すよう様に、サブバンド（レベル１及びレベル２）ごとに行うものであって、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成する処理である。
【０１０１】
図２は、レベル１のサブバンド「１ＬＨ」のなかのある４つの連続した画素を表示し、それぞれ画素に対して纏めて３ビット分づつメモリ上の係数記憶部１８０から下位ビット側にビットシフト処理した状態を示したものである。
例えば、図２（ｂ）に示すように、処理単位となる各画素の画素値が８ビットで表示可能でそのうち下位から６ビットが有効ビットである場合、これを図２（ｃ）に示すように、下位ビット側に３ビットだけシフトして下位ビット３ビットが廃棄された後、図２（ｄ）に示すように、空白になった上位ビット側に３ビット分だけ、「０」ビットからなるビットプレーンを追加（補完）することで、有効ビットを６ビットから３ビットに減らすようにしたものである。
【０１０２】
そして、ある画素の画素値が例えば（００１０１００１）２で表示される４１階調（２０＋２３＋２５）である場合、これを３ビット分だけ係数記憶部１８０から下位ビットにシフトすることにより、下位の３ビット（００１）２が廃棄されて、（０００００１０１（上位３ビットはビットプレーン））２となり、５階調（２０＋２２）まで画素値のデータ量が減少することになる。
【０１０３】
これによって、画像データ全体の有効ビット数が減って、図１に示すように、その後のＥＢＣＯＴ（係数ビットモデリング処理、算術符号化処理）１５０やレイヤー生成部１６０などで処理すべきデータ量が大幅に減少するため、負荷が大幅に減って符号化を高速で実施することができると共に、各処理を専用のハードウェアで実行した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【０１０４】
また、このようなビットシフトの処理量は、各サブバンド係数に対して一律に行うよりも、図３に示すように、サブバンドの種類ごとに変えて実行することが望ましい。
すなわち、前述したように人間の視覚特性は、高周波成分よりも低周波成分に敏感で、また、色差成分（Ｃｂ、Ｃｒ）よりも輝度成分（Ｙ）に敏感であることから周波数成分ごと、あるいはコンポーネントごとにビットシフトする数を増減すれば、ビットシフト処理によるデータ量の削減による人間の視覚による画像の劣化現象を最小限に抑えることができる。
【０１０５】
例えば、図３に示すように、人間の視覚特性に敏感な輝度成分（Ｙ）のサブバンドに関しては、ビットシフト量を「０（なし）」か、最小限の「１」に抑えるのに対し、人間の視覚特性に鈍感な色差成分（Ｃｂ、Ｃｒ）については、高周波成分を含むサブバンド（１ＨＬ、１ＨＨ、１ＨＬ）についてはそれぞれ３ビット以上（特に高い周波数成分を含むサブバンド１ＨＨ及び２ＨＨについては全部）、一部に低周波成分を含むサブバンド（２ＨＬ、２ＨＬ）については１ビット以上（低周波成分からなるサブバンド２ＬＬついてはビットシフトなし）といった変則的なビットシフトを実行することで、データ量を大きく削減しても人間の視覚による画像の劣化現象の知覚を最小限に抑えることができる。
【０１０６】
そして、このようなビットシフト処理によってデータ量が削減されたサブバンド係数は、その後、従来と同様にＥＢＣＯＴ１５０に送られ、係数ビットモデリング処理により、コードブロックと呼ばれる小ブロックに分解される。コードブロック内のサブバンド係数はその大きさがＭＳＢからＬＳＢに向かってビットプレーン展開されて所定の符号化パスで符号化された後、算術符号化処理が行われる。そして、算術符号化処理は、この係数ビットモデリング処理で得られた符号列とコンテクスト情報を用いて、サブバンド係数をエントロピー符号化によってさらに無ひずみ圧縮してビットストリームを生成する。その後、このビットストリームは、レイヤー生成部１６０によって、画像品質を考慮してエンベデッド符号を構成するため、レイヤー（Ｌａｙｅｒ）と呼ばれる単位にグループ化されてその符号が出力されることになる。なお、このＥＢＣＯＴ１５０以降の処理は、標準のＪＰＥＧ２０００の場合と何ら変わるところはない。
【０１０７】
なお、本発明のデジタル画像符号化装置１００及びこのデジタル画像符号化装置１００を用いたデジタル画像符号化方法、並びに次に述べるデジタル画像復号化装置２００及びこのデジタル画像復号化装置２００を用いたデジタル画像符号化方法を、パソコン（ＰＣ）などの汎用のコンピュータシステムを用いて実現する場合は、前述したＤＣレベルシフト処理部１１０と、コンポーネント変換部１２０と、離散ウェーブレット変換部１３０と、係数ビット処理部１４０と、ＥＢＣＯＴ１５０と、レイヤー生成部１６０の機能を実現するデジタル画像符号化プログラム（ソフトウェア）と、図４に示すようなハードウェアとを組み合わせることによって容易に実現することができる。
【０１０８】
すなわち、このデジタル画像符号化装置１００は、図４に示すように、各種制御や演算処理を担う中央演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０と、主記憶装置（Ｍａｉｎ Ｓｔｏｒａｇｅ）を構成するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０と、読み出し専用の記憶装置であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３０との間を、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）バスやＩＳＡ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）バス等からなるバス４０で接続すると共に、このバス４０に入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）５０を介して画像データを入出力するための画像データ入出力部６０と、圧縮された符号データを入出力するための符号入出力部７０を接続したものである。そして、電源が投入されると、ＲＯＭ３０に記憶されたデジタル画像符号化（復号化）プログラムがＲＡＭ２０にロードされ、そのＲＡＭ２０にロードされたデジタル画像符号化（復号化）プログラムの記述に従ってＣＰＵ１０が逐次命令を実行することで各部の処理を高速で実行することになる。
【０１０９】
また、本発明はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの特定の用途のために設計・製造されるＬＳＩによっても実現することが可能であり、デジタルカメラなどの画像処理システムに組み込まれる場合は、このような形態で実現されることになる。
次に、図５〜図７は、前述した本発明に係るデジタル画像符号化装置１００及びこのデジタル画像符号化装置１００を用いたデジタル画像符号化方法（あるいはデジタル画像符号化プログラム）によって符号化されたデータを、元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するためのデジタル画像復号化装置２００及びこのデジタル画像復号化装置２００を用いたデジタル画像復号化方法に係る第１の実施の形態を示したものである。
【０１１０】
図５に示すように、このデジタル画像復号化装置２００は、レイヤー逆生成部２１０と逆ＥＢＣＯＴ２２０と、逆係数ビット処理部２３０と、離散ウェーブレット逆変換部２４０と、コンポーネント逆変換部２５０と、ＤＣレベルシフト逆処理部２６０とから主に構成されている。
このうち、逆係数ビット処理部２３０を除く他の構成は、前述したＪＰＥＧ２０００の復号化技術を用いた従来のデジタル画像復号化装置の基本構成とほぼ同様であり、本発明のデジタル画像復号化装置２００は、これらの構成に加えて逆係数ビット処理部２３０を離散ウェーブレット逆変換部２４０と逆ＥＢＣＯＴ２２０との間に新たに付設したことを特徴とするものである。
【０１１１】
そして、このような構成をしたデジタル画像復号化装置２００によって、前述した本発明に係るデジタル画像符号化装置１００で符号化されたデータを復号化するためには、同図に示すように、先ず、符号データをレイヤー逆生成部２１０に入力してレイヤー生成処理前のデータに変換した後、逆ＥＢＣＯＴ２２０に入力して算術符号化処理及び係数ビットモデリング処理前のサブバンド係数に戻した後、そのサブバンド係数を逆係数ビット処理部２３０に入力して図６に示すような逆ビットシフト処理を実行する。
【０１１２】
すなわち、この逆係数ビット処理部２３０における逆ビットシフト処理は、前記デジタル画像符号化装置１００の係数ビットシフト処理部１４０で行われた下位ビット側へのビットシフト処理とは逆方向のビットシフト処理を実行するものであり、例えば、符号化時に前記係数ビットシフト処理部１４０で各画素の画素値について下位ビット側へ３ビットのビットシフト処理が行われた場合は、図６（ａ）から同図（ｂ）に示すように、各画素のビット列を上位ビット側に３ビット分だけ逆ビットシフトし、上位３ビット、すなわち、符号時に追加された「０」ビットからなる３つのビットプレーンをそのまま破棄した後、空白となった下位３ビットに位置に新たな３つのビットプレーンを追加して「０」を埋める。これによって、各画素の有効ビット数が元の画素値と同じになり、元の画素値に極めて近い画素値に復元することができる。
【０１１３】
例えば、符号化時のビットシフト処理によって、５階調までデータ量が減少した画素値は、そのまま上位ビット側に３ビット分だけビットシフトすることにより、画素値が（００１０１０００）２となって、表示される階調が４０階調となり、元の階調（４１階調）とほぼ同様の画素値に復元することができる。
そして、このような逆係数ビット処理が行われたサブバンド係数は、その後、離散ウェーブレット逆変換部２４０、コンポーネント逆変換部２５０、ＤＣレベルシフト逆処理部２６０を経て元の画像データに近い画像データに復元されて出力されることになる。
【０１１４】
これによって、符号化前の画像データとほぼ同じ、あるいは極めて近いデータ量の画像データに復号することが可能となり、符号化処理や復号化処理に際して殆ど画質劣化のない、高品質な画像データを得ることができる。
次に、図７は、本発明に係るデジタル画像符号化装置１００に係る第２の実施の形態を示したものである。
【０１１５】
図示するように、このデジタル画像符号化装置１００は、コンポーネント変換部１２０と、離散ウェーブレット変換部１３０との間に、前記係数ビット処理部１４０に相当するビットシフト処理部１７０を備えたものであり、前記第１の実施の形態と異なる点は、離散ウェーブレット変換処理後のサブバンド係数に対してビットシフト処理を実行するのではなく、離散ウェーブレット変換処理前に、コンポーネント変換処理された画像データに対してビットシフト処理を実行するようにしたものである。
【０１１６】
このように離散ウェーブレット変換処理前のコンポーネントデータ（画像データ）に対してビットシフト処理を実行すれば、離散ウェーブレット変換処理後に行う場合のようにサブバンドごとのきめ細かなビットシフト処理は困難であるが、コンポーネントごとに所定のビット処理を一律に実行することができるため、そのビットシフト処理に要する負荷や処理時間を短縮することが可能となり、より高速な符号化を達成することが可能となる。なお、このビットシフト処理部１７０によるビットシフト処理方法としては、人間の視覚特性に敏感な輝度成分（Ｙ）に対しては、「１」ビット、あるいは一切ビット処理を行わず、人間の視覚特性に敏感な色差成分（Ｃｂ、Ｃｒ）に対しては、それぞれ「３」ビットずつビットシフトするなど、そのコンポーネントの特性に応じて変えることが望ましいことはいうまでもない。
【０１１７】
これによって、前記第１の実施の形態と同様に、画像データ全体の有効ビット数が減って、その後の離散ウェーブレット変換部１３０や、ＥＢＣＯＴ１５０、レイヤー生成部１６０などで処理すべきデータ量が大幅に減少するため、負荷が大幅に減って符号化を高速で実施することができると共に、各処理を専用のハードウェアで実行した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることが可能となる。
【０１１８】
一方、図８は、このようなデジタル画像符号化装置１００によって符号化されたデータを専門に復号化するためのデジタル画像復号化装置２００の第２の実施の形態を示したものであり、前述した第１の実施の形態のデジタル画像復号化装置２００（図５）の逆係数ビットシフト処理部２３０に変えて、離散ウェーブレット逆変換部２４０と、コンポーネント逆変換部２５０との間に、逆ビットシフト処理部２７０を新たに備えたものである。
【０１１９】
従って、図７に示すようなデジタル画像符号化装置１００によって一旦符号化されたデータは、レイヤー逆生成部２１０、逆ＥＢＣＯＴ２２０、離散ウェーブレット逆変換部２４０を経てコンポーネントデータに復号された後、この逆ビットシフト処理部２７０によって逆のビットシフト処理がなされて元の画素値とほぼ同一の値まで復号化された後、コンポーネント逆変換部２５０及びＤＣレベルシフト逆処理部２６０を経て元の画像データに近いデジタル画像データに復号されることになる。
【０１２０】
なお、この逆ビットシフト処理部２７０における逆ビットシフト処理は、符号化時に行われたビットシフト処理とは全く逆の処理を実行することが元の画像に近い高品質な画像を復号するために肝要であり、各コンポーネントごとに異なるビットシフト処理を実行した場合は、コンポーネントごとにそのビットシフト処理とは、逆のビット処理を実行することが望ましい。
【０１２１】
また、逆ビットシフト処理した際に空白となった下位ビット領域に埋める（補完する）ビットの種類としては、「０」ビットだけに限らず、例えば、以下の式１に従って、ビットシフト数に応じて適宜「１」を補完するようにすれば、単に「０」を補完する場合よりも高画質の画像が得られることが経験的に判明している。
１の補完数＝２Ｎ−１−１、但しＮはビットシフト数…（１）
この式１によれば、図９（ａ）に示すように、補完数が１ビットの場合は、その補完領域に「０」を挿入することになるが、同図（ｂ）及び（ｃ）に示すように、補完数が２ビット及び３ビットの場合は、最下位ビット及び最下位から２つのビットが「１」となり、実際に、全ビット「０」を挿入した場合よりも、ごく僅かな差ではあるが、原画像により近い高品質な画像が復元される。
【０１２２】
また、実験の結果、この式１に基づくビット補完処理は、離散ウェーブレット逆変換前の逆ビットシフト処理に対して行うよりも、逆コンポーネント変換前の逆ビットシフトに対して行った方が良い結果が得られた。すなわち、逆コンポーネント変換前の逆ビットシフトに対して行った方が人間の視覚的には原画像に近い高品質の画像が得られた。
これによって、前記第１の実施の形態と同様に、符号化前の画像データと全く同じデータ量の画像データに復号することが可能となり、人間の視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い高品質な画像データを得ることができる。
【０１２３】
次に、図１０は、本発明に係るデジタル画像符号化装置１００に係る第３の実施の形態を示したものである。
図示するように、このデジタル画像符号化装置１００は、コンポーネント変換部１２０と、離散ウェーブレット変換部１３０との間に、前記第２の実施の形態と同様に、ビット処理部１７０を備えると共に、離散ウェーブレット変換部１３０と、ＥＢＣＯＴ１５０との間に、前記第１の実施の形態と同様に、係数ビット処理部１４０を備えたものであり、離散ウェーブレット変換処理前に各コンポーネントに対してビットシフト処理を実行可能すると共に、離散ウェーブレット変換処理後にサブバンド係数に対してそれぞれ適宜ビットシフト処理を実行可能としたものである。
【０１２４】
これによって、離散ウェーブレット変換処理の前後で各データに対してビットシフト処理が可能となり、画像の種類や画質に応じた最適な符号化を図ることができる。例えば、見かけの画質を多少損なっても高速な符号化を望む場合は、離散ウェーブレット変換処理前のコンポーネントに対するビットシフト処理のみを実行すれば、より高速な符号化が可能となり、また、見かけの画質を損なうことなく高圧縮率を望む場合は、離散ウェーブレット変換処理後の各サブバンド係数に対するきめ細かなビットシフト処理を実行することで所望の品質の符号化を実現することが可能となる。
【０１２５】
また、場合によっては、離散ウェーブレット変換処理の前後でそれぞれ所定のビットシフト処理を実行することも可能となり、画像の種類によっては、高速処理と高品質な符号化を両立できる場合もある。
そして、図１１は、このようなデジタル画像符号化装置１００によって符号化されたデータを専門に復号化するためのデジタル画像復号化装置２００の第３の実施の形態を示したものであり、前述した第１の実施の形態のデジタル画像復号化装置２００（図５）の逆係数ビットシフト処理部２３０に加えて、前記第２の実施の形態のように、離散ウェーブレット逆変換部２４０と、コンポーネント逆変換部２５０との間に、逆ビットシフト処理部２７０を備えたものである。
【０１２６】
従って、図１０に示すようなデジタル画像符号化装置１００によって一旦符号化されたデータは、レイヤー逆生成部２１０、逆ＥＢＣＯＴ２２０を経てサブバンド係数に復号された後、前記図１１のデジタル画像符号化装置１００の係数ビットシフト処理部１４０によってサブバンド係数に対してビットシフト処理がされた場合は、係数ビットシフト処理部２３０によって逆のビットシフト処理が実行されて離散ウェーブレット変換処理前コンポーネントデータに復号される。
【０１２７】
その後、さらに、前記図１０のデジタル画像符号化装置１００のビットシフト処理部１７０によってコンポーネントデータに対してビットシフト処理がなされた場合は、逆ビットシフト処理部２７０によって逆のビットシフト処理が実行されてコンポーネント変換直後のデータに復号された後、コンポーネント逆変換部２５０、ＤＣレベルシフト逆処理部２６０を経て元の画像データに近い画像データに復号されることになる。
【０１２８】
これによって、前記第１及び２の実施の形態と同様に、符号化前の画像データと全く同じデータ量の画像データに復号することが可能となり、人間の視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い高品質な画像データを得ることができる。
図１２は、本実施の形態に係るデジタル画像符号化装置１００及びこのデジタル画像符号化装置１００を用いたデジタル画像符号化方法による、８つの画像（画像ファイル名、Ｅｐ_ｎ１〜Ｅｐ_ｎ８）の符号化処理時間の速度向上率を示したものである。
【０１２９】
ここで、速度向上率とは、標準のＪＰＥＧ２０００による符号化時間に比べて何％の符号化時間を要するかを示したものであり、また、ビットシフト処理は、図３に示すようにサブバンド係数ごとに変化させた方法によって行ったものである。
この結果、図から明らかなように、いずれの画像においても約５０％程度の大幅な符号化時間の短縮が達成された。しかも、後述するような本発明に対応するデジタル画像符号化方法によって復号化された画像の品質と、標準のＪＰＥＧ２０００によって復号化された画像の品質とを比較したところ、人間の目視による判断では、両画像の品質の差は全く見られなかった。
【０１３０】
また、図１３は、本実施の形態によって符号化された画像のファイルサイズと、標準のＪＰＥＧ２０００によって符号化された画像のファイルサイズに対する比率を示したものであり、本発明によって符号化された画像のファイルサイズは、標準のＪＰＥＧ２０００によって符号化された画像のファイルサイズに比べて、同じ画像品質ながら、約１／３〜１／５までコンパクトにすることができた。
【０１３１】
なお、本実施の形態のデジタル画像符号化処理においては、ビットシフト数が多いほど処理するデータ量が減って前記実施の形態よりも高速な符号化処理が可能となるが、その分、画質の低下が大きくなってくる。
また、図１５は、Ｙ、Ｕ、Ｖそれぞれのビットシフトによる画像のＳ／Ｎ比を示したものである。画像のＳ／Ｎ比とは、画質の指標であり、一般に大きい方が画像がきれいである。図１５を見てわかるとおり、Ｕ、Ｖは、ほぼ同じ値であり、Ｙの低下が大きい。画像への寄与度の低い順番は以下の通りとなる。
【０１３２】
１．ＵＶ１ビット、２．ＵＶ２ビット、３．Ｙ１ビット、４．ＵＶ３ビット、５．Ｙ２ビット、６．ＵＶ４ビット、７．Ｙ３ビット。
同図は１〜４番目までのビットシフトを示したものである。一般に、Ｓ／Ｎ比が４５以上あれば、人間の目には画像の劣化がわからないといわれており、図示するように３番目のビットシフトまでなら、画像の劣化が殆ど見られないことがわかる。
【０１３３】
なお、前記のように一般的にはＳ／Ｎ比が４５以上あれば、人間の目には画像の劣化が判断できないが、画像の種類によってはＳ／Ｎ比が４５を下回る場合でも人間の目には画像の劣化が判断できない場合があることも実験により確認されている。
また、図１６及び図１７は、前述したような本発明に係るデジタル画像符号化装置１００及びデジタル画像復号化装置２００の実際の情報機器への適用例を示したものである。
【０１３４】
先ず、図１６は、情報機器の１例として現在カメラ市場を席巻している従来のデジタルカメラ３００の基本的な構成を示したものである。
すなわち、従来のデジタルカメラ３００は、任意の画像を取得する画像取得部３１０と、取得した画像を保存しておく画像保存部３２０と、取得した画像を再生する画像再生部３３０と、取得した画像をＵＳＢなどを介して他の記録媒体などに転送する画像転送部３４０などから主に構成されており、さらに、画像取得部３１０は、ＣＣＤなどの撮像素子などからなる画像撮影部３１１から、また、画像保存部３２０は、画像符号化部３２１と、画像保存部３２２とから、さらに、画像再生部３３０は、画像表示部３３１と、画像復号化部３３２とからなっている。
【０１３５】
そして、このような構成をした従来のデジタルカメラ３００にあっては、画像保存部３２０の画像符号化部３２１として、本発明のデジタル画像符号化装置１００を、また、画像再生部３３０の画像復号化部３２２として本発明のデジタル画像復号化装置２００をそれぞれそのまま適用することが可能となる。
次に、図１７は、情報機器の他の例としてホームシアターなどを実現するための拡大表示装置の１つであるプロジェクタ４００の基本的な構成を示したものである。
【０１３６】
すなわち、従来のプロジェクタ４００は、表示する画像データを受信する画像受信部４１０と、受信した画像データまたは画像保存部に予め保存されている画像データを復号化する画像復号化部４２０と、この画像復号化部４２０で復号化した画像を展開する画像展開部４３０と、この画像展開部４３０で展開した画像を表示するスクリーン表示部４４０とから主に構成されている。
【０１３７】
そして、このような構成をした従来のプロジェクタ４００にあっては、ＪＰＥＧ２００方式によって圧縮された圧縮画像データを復号化するための画像復号化部４２０として本発明のデジタル画像復号化装置２００をそのまま適用することが可能となる。
このように本発明に係るデジタル画像符号化装置１００及びデジタル画像復号化装置２００は、従来の情報機器の画像符号化部及び画像復号化部としてそのまま適用することができるため、従来よりも符号化処理が高速で、かつ使用メモリ量も大幅に少ない情報処理機器を提供することが可能となる。
【０１３８】
また、本発明のデジタル画像符号化装置１００及びデジタル画像復号化装置２００の各手段は前記デジタルカメラ３００やプロジェクタ４００に組み込まれたコンピュータシステム、あるいはパソコンなどを用いたソフトウェア上で実現することが可能であり、そのコンピュータプログラムは、予め半導体ＲＯＭに記憶させた状態で製品中に組み込んだり、インターネットなどのネットワークを介して配信する他、図１８に示すようにＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＦＤなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体Ｒを介することによって所望するユーザなどに対して容易に提供することが可能となる
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】デジタル画像符号化装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】符号化時のビットシフト処理の一例を示す概念図である。
【図３】輝度及び色差成分のサブバンドごとのビットシフト処理の例を示す図である。
【図４】デジタル画像符号化装置及びデジタル画像復号化装置のハードウェア構成を示す図である。
【図５】デジタル画像復号化装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図６】復号化時の逆ビットシフト処理の一例を示す概念図である。
【図７】デジタル画像符号化装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図８】デジタル画像復号化装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図９】第２の実施の形態に係る復号化時の逆ビットシフト処理の一例を示す概念図である。
【図１０】デジタル画像符号化装置の第３の実施の形態を示すブロック図である。
【図１１】デジタル画像復号化装置の第３の実施の形態を示すブロック図である。
【図１２】標準のＪＰＥＧ２０００による符号化処理時間に対する本発明のデジタル画像符号化方法の速度向上率を示すグラフ図である。
【図１３】本発明によって符号化された画像のファイルサイズと、標準のＪＰＥＧ２０００によって符号化された画像のファイルサイズに対する比率を示すグラフ図である。
【図１４】離散ウェーブレット変換処理によって原画像をレベル１のサブバンドとレベル２のサブバンドに分割した状態を示す概念図である。
【図１５】ビットシフト数とＳ／Ｎ比との関係を示すグラフ図である。
【図１６】本発明に係るデジタル画像符号化装置及びデジタル画像復号化装置の実際の情報機器への適用例を示したブロック図である。
【図１７】本発明に係るデジタル画像符号化装置及びデジタル画像復号化装置の実際の情報機器への適用例を示したブロック図である。
【図１８】本発明に係るプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１０…ＣＰＵ、２０…ＲＡＭ、３０…ＲＯＭ、４０…バス、５０…インターフェース、６０…画像データ入出力部、７０…符号入出力部、１００…デジタル画像符号化装置、１１０…ＤＣレベルシフト処理部、１２０…コンポーネント変換部、１３０…離散ウェーブレット変換部、１４０…係数ビットシフト処理部、１５０…ＥＢＣＯＴ（係数ビットモデリング、算術符号化）、１６０…レイヤー生成部、１７０…ビットシフト処理部、２００…デジタル画像復号化装置、２１０…レイヤー逆生成部、２２０…逆ＥＢＣＯＴ、２３０…逆係数ビットシフト部、２４０…離散ウェーブレット逆変換部、２５０…コンポーネント逆変換部、２６０…ＤＣレベルシフト逆処理部、２７０…逆ビットシフト処理部、３００…デジタルカメラ、３１０…画像取得部、３１１…画像撮影部、３２０…画像保存部、３２１…画像符号化部と、３２２…画像保存部、３３０…画像再生部、３３１…画像表示部、３３２…画像復号化部、３４０…画像転送部、４００…プロジェクタ、４１０…画像受信部と、４２０…画像復号化部、４３０…画像展開部、４４０…スクリーン表示部、Ｒ…記録媒体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー静止画像などの国際標準圧縮方式であるＪＰＥＧ２０００を利用したデジタル画像符号化装置、デジタル画像復号化プログラム、デジタル画像符号化方法、及びデジタル画像復号化装置、デジタル画像復号化プログラム、並びにデジタル画像復号化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、デジタルカメラのカラー静止画像などの画像圧縮フォーマットとして標準的に用いられている「ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）」は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）をベースとして、これにランレングス符号化やハフマン符号化を組み合わせた国際標準圧縮方式であるが、この「ＪＰＥＧ」は、圧縮率を高めていった場合にブロック状の符号化ひずみが目立ったり、不可逆圧縮方式であるため、一旦圧縮してしまうと元の画像と全く同じ画像が得られないなどといった欠点があることが知られている。
【０００３】
これに対し、新しい画像圧縮方式である「ＪＰＥＧ２０００」は、ＤＣＴの代わりに離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）を使っているため、圧縮比を上げてもブロックひずみが現れない、可逆圧縮方式であるため、高い圧縮率を保持したまま完全な元の画像に展開できる、などといった優れた長所を有していることから、今後、デジタル画像を扱う様々な方面で最も注目される画像フォーマットとなってきている。
【０００４】
しかしながら、このように従来の「ＪＰＥＧ」では得られない優れた長所を発揮する「ＪＰＥＧ２０００」の場合は、圧縮及び展開処理に際して情報処理量が膨大となるため、処理速度が遅く、また、ハードウェアによる処理を行った場合では大メモリを消費するという問題がある。
このような問題を解決するために例えば以下の特許文献１では、ビットプレーン処理の前に必要なビットのみを切り出すことにより、ビットプレーン処理の時間や電力を削減するようにしている。また、以下の特許文献２では、ウェーブレット変換後の係数モデリング処理を行う係数モデリング処理部の後に、下位ビットプレーン置換部を設け、この下位ビットプレーン置換部によって下位ビットプレーンを全て「０」に置き換えることで処理量を減らして処理速度を高めたり、メモリ消費量を削減するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−１５７４１号公報
【特許文献２】特開２００４−４０４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されているような、不要なビットを切り捨てて必要なビットのみを切り出すことにより、ビットプレーン処理の時間や電力を削減するようにした方法では、不要なビットがなかった場合に処理の高速が図れず、また、この方法を「ＪＰＥＧ２０００」に適用した場合、そもそも「ＪＰＥＧ２０００」では不要ビットは処理していないため、高速化が図れない。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されているような、下位ビットプレーンを全て「０」に置き換えることで処理量を減らして処理速度を高めたり、メモリ消費量を削減する方法では、下位ビットプレーンを全て「０」に置き換える処理は、係数ビットモデリングの後であるため、ビットモデリングの種類によっては、処理時間は従来の「ＪＰＥＧ２０００」と比べてさほど変わらない場合が多い。
【０００７】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、ＪＰＥＧ２０００による処理において、符号化に要する処理時間を大幅に短縮することができる新規なデジタル画像符号化装置及びデジタル画像符号化プログラム並びにデジタル画像符号化方法を提供するものである。
また、本発明の目的は、ＪＰＥＧ２０００による処理において、復号化に要する処理時間を大幅に短縮することができる新規なデジタル画像復号化装置及びデジタル画像復号化プログラム並びにデジタル画像復号化方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔形態１〕前記課題を解決するために形態１のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部を備え、前記ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするものである。
【０００９】
このような構成によれば、離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減ってデータ量が大幅に減少する。この結果、その後の係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理負荷が大幅に減って符号化（いわゆるＪＰＥＧ２０００ファイル）を高速で実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【００１０】
なお、本形態で利用するＪＰＥＧ２０００についてその概要を以下に簡単に説明する。
このＪＰＥＧ２０００によるデジタル画像データの符号化処理は、大きく分けて、以下に示すように、１．ＤＣレベルシフト処理と、２．コンポーネント変換（色変換）処理と、３．画像コンポーネントのタイル分割処理と、４．離散ウェーブレット変換処理と、５．量子化と、６．ＥＢＣＯＴと、７．レイヤー生成処理とから主に構成されている。
【００１１】
１．ＤＣレベルシフト処理
先ず、ＤＣレベルシフトとは、ＤＣオフセットの乗った入力信号に対し、ＤＣオフセットを除去する処理のことである。すなわち、符号化処理ではＤＣオフセット値をもたない信号を入力対象として想定しているため、ＤＣオフセット値を有する入力信号に対しては、最初にそのＤＣオフセット値を除いておく必要があるからである。例えば、原画像が２４ビットのビットマップである場合は、３つのコンポーネント（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が存在し、各コンポーネントは、「０〜２５５」の８ビット符号無し整数で表されるのでこれを「−１２７〜１２７」にレベルシフトして平均値を、例えば「０」とすることでＤＣオフセット値を除いておく。従って、このＤＣレベルシフトは、極性なしのコンポーネントサンプルに対してのみ適用され、最初から極性ありのコンポーネントサンプルの場合は、不要となる。なお、このＤＣレベルシフトが行われる位置は、図１などに示すように複数コンポーネントの場合はコンポーネント変換の前であり、単一のコンポーネントの場合には離散ウェーブレット変換の前である。なお、複数のコンポーネントでもコンポーネント変換を行わない場合もある。
【００１２】
２．コンポーネント変換（色変換）
次に、コンポーネント変換とは、圧縮率を高めるためＲＧＢ色空間で入力された信号を線形変形によってＹＣｂＣｒ（または、ＹＵＶ）色空間へ変換する処理のことである。この変換処理によってＲＧＢ信号間の相関を減少できることと、人間の視覚特性として色差（ＣｂＣｒ）のひずみに対する検知感度が低く、色差成分を輝度（Ｙ）成分よりも大きく圧縮することができることにより、圧縮特性が向上する。なお、このコンポーネント変換には、可逆と非可逆があり、可逆コンポーネント変換（ＲＣＴ：Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）は、無ひずみ、または有ひずみ符号化のどちらにも使用できるが、非可逆コンポーネント変換（ＩＣＴ：Ｉｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）は、有ひずみ符号化のみに使用される。また、デジタル画像データが、モノクロ画像のように色成分を含まない場合は、この処理を省略することも可能である。
【００１３】
３．画像コンポーネントのタイル分割
コンポーネント変換された各コンポーネント画像は、重なり部分をもたない任意の大きさ、あるいは一部重なり部分をもつ任意の大きさの空間領域であるタイルに分割することができる。タイル分割は、各コンポーネント間で同じ相対位置で行われる。コンポーネント変換された画像をタイル分割したタイルコンポーネントは、互いに独立に符号化され符号化処理の基本的な単位となる。なお、ＤＣレベルシフトを行う前の入力信号に対してこのようなタイル分割処理を行うこともある。また、画像全体に対して次の離散ウェーブレット変換を実施することも可能であり、この場合は、このようなタイル分割処理を省略することもできる。後述する実施の形態では、このタイル分割処理を省略した例で説明している。
【００１４】
４．離散ウェーブレット変換
次に、離散ウェーブレット変換とは、各タイルコンポーネントの周波数成分を高周波成分と低周波成分に分割する。具体的には、例えば、まず、垂直成分（水平成分からでも良い。）に対し、低周波成分と高周波成分に分割する。次に、生成された垂直成分の低周波成分と高周波成分に対して、水平成分の分割を行う。これによって、垂直成分と水平成分共に低周波、垂直成分が高周波で水平成分が低周波、垂直成分が低周波で水平成分が高周波、さらに垂直成分と水平成分共に高周波である計４つのサブバンド係数が生成される。また、繰り返し離散ウェーブレット変換を行う場合は、低周波成分（高周波成分に対しても行う場合がある）に対して行う。なお、この離散ウェーブレット変換は、ＪＰＥＧで利用されているＤＣＴ変換と同様に周波数成分の偏りを利用することは同様であるが、空間領域で解像度を変換する処理を繰り返すことによって多種類の空間解像度画像を容易に生成できる（解像度スケーラビリティ）ことがＤＣＴ変換と大きく異なる点である。また、圧縮特性に関しても特に低ビットレートにおいてＤＣＴ変換より優れている点がＪＰＥＧ２０００で採用された理由となっている。また、この変換処理に用いるウェーブレット変換フィルタには、実数型の９／７非可逆フィルタ（９／７ ｉｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｆｉｌｔｅｒ）と、整数型の５／３可逆フィルタ（５／３ ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｆｉｌｔｅｒ）の２つが定義されており、前者の方が符号化特性は良いが、使用できるのは非可逆圧縮のみである。
【００１５】
５．量子化
量子化とは、離散ウェーブレット変換で生成されたサブバンド係数の精度をさらに削減する処理であり、サブバンド係数ごとに変えることができる。なお、前記整数型ウェーブレット変換フィルタを用いて可逆符号化を行う場合には、この処理は行わなく、後述する実施の形態ではこの処理を省略した例で説明している。
【００１６】
６．ＥＢＣＯＴ
ＥＢＣＯＴ（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ）は、係数ビットモデリングと、エントロピー符号化である算術符号化の２段構成になっている。係数ビットモデリングとは、符号化効率を良くするために、グループ化するものでビットプレーン処理である。すなわち、ウェーブレット変換係数（サブバンド係数）は、多値信号であるのに対し、算術符号化の入力信号は「０」か「１」の２値信号であることから、多値のウェーブレット変換係数を算術符号化によって効率良く符号化できるように２値信号に変更する機能を果たすのが係数ビットモデリングである。この処理はウェーブレット変換係数を固定サイズのコードブロックに分割し、さらに各変換係数をビットプレーンに展開して、それぞれのビットプレーン上で符号化パスに基づいて算術符号化する手順から構成されている。
【００１７】
７．レイヤー生成
レイヤー生成とは、ＥＢＣＯＴの算術符号化によって生成された圧縮データを画像品質への寄与度に応じて階層化することである。
【００１８】
〔形態２〕また、形態２のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部を備え、前記係数ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするものである。
【００１９】
このような構成によれば、前記形態１と同様に、離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減って、その後の係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理すべきデータ量が大幅に減少するため、符号化を高速で実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【００２０】
〔形態３〕また、形態３のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを高周波成分と低周波成分に分割してサブバンドごとの画像データを離散ウェーブレット係数に変換する離散ウェーブレット変換部と、当該離散ウェーブレット変換部で変換された後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部と、当該係数ビットシフト処理部でビットシフト処理されたウェーブレット係数に対して係数モデリング処理と算術符号化処理を行って圧縮データを生成するＥＢＣＯＴと、当該ＥＢＣＯＴで生成された圧縮データを階層化するレイヤー生成部とを備え、前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するようになっていることを特徴とするものである。
【００２１】
このような構成によれば、前記形態１と同様に、離散ウェーブレット変換部による離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減って、その後のＥＢＣＯＴなどにおける係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理すべきデータ量が大幅に減少するため、符号化を高速で実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【００２２】
〔形態４〕また、形態４のデジタル画像符号化装置は、
形態１〜３のいずれかに記載のデジタル画像符号化装置において、前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、高周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするものである。
【００２３】
このような構成によれば、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。すなわち、人間の視覚特性は、画像の高周波成分には鈍く低周波成分には敏感であるため、低周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するよりも、高周波成分を含むサブバンド係数に対して実施したほうが効果的に画像の劣化を抑えることができる。
【００２４】
〔形態５〕また、形態５のデジタル画像符号化装置は、
形態１〜３のいずれかに記載のデジタル画像符号化装置において、前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに画質の寄与度を算出し、その寄与度に応じて前記サブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするものである。
【００２５】
このような構成によれば、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、形態２と同様に前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。具体的には、前述したように人間の視覚特性は、画像の高周波成分には鈍く低周波成分には敏感であるため、低周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するよりも、高周波成分を含むサブバンド係数に対して実施すると共に、その高周波成分を含むサブバンド係数のなかでも画質の寄与度が異なるため、画質の寄与度が大きいサブバンド係数からはビットシフト数を少なくし、画質の寄与度が大きいサブバンド係数からはビットシフト数を多くすることで効果的に画像の劣化を抑えることができる。また、同様に、人間の視覚特性は、画像の色差成分には鈍く、輝度成分には敏感であるため、色差成分に対応するサブバンド係数からはビットシフト数を多くし、輝度成分に対応するサブバンド係数からはビットシフト処理をしないか、あるいはビットシフト数を少なくすることで効果的に画像の劣化を抑えることができる。
【００２６】
〔形態６〕また、形態６のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対してビットシフト処理を実施する変換前ビットシフト処理部を備え、前記ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするものである。
【００２７】
このような構成によれば、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。すなわち、通常、離散ウェーブレット変換では変換後のビット数は、変換前よりも多くなる。そのため、ビットシフト処理を離散ウェーブレット変換前に行うことによって離散ウェーブレット変換後の係数を効率的に減らすことが可能となり、高速に符号化を実現することができる。また、ハードウェアによって符号化する際の使用メモリ量を削減することができる。
【００２８】
〔形態７〕また、形態７のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対してビットシフト処理を実施する変換前ビットシフト処理部を備え、前記ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするものである。
このような構成によれば、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００２９】
〔形態８〕また、形態８のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データをビットシフトするビットシフト処理部と、当該ビットシフト処理部でビットシフトされたデジタル画像データを高周波成分と低周波成分に分割してサブバンドごとの画像データを離散ウェーブレット係数に変換する離散ウェーブレット変換部と、当該離散ウェーブレット変換部で変換されたウェーブレット係数に対して係数モデリング処理と算術符号化処理を行って圧縮データを生成するＥＢＣＯＴと、当該ＥＢＣＯＴで生成された圧縮データを階層化するレイヤー生成部とを備え、前記ビットシフト処理部は、前記デジタル画像データをデータ記憶部から下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するようになっていることを特徴とするものである。
このような構成によれば、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００３０】
〔形態９〕また、形態９のデジタル画像符号化装置は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、形態１〜５のいずれか１項に記載の係数ビットシフト処理部と、形態６〜８のいずれか１項に記載の変換前ビットシフト処理部とを備えたことを特徴とするものである。
これによって、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれビットシフト処理がなされて有効ビット数が減るため、形態１と同様に高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００３１】
〔形態１０〕また、形態１０のデジタル画像符号化装置は、
形態１〜９のいずれかに記載のデジタル画像符号化装置において、前記離散ウェーブレット変換前に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間に変換するためのコンポーネント変換部を備えたことを特徴とするものである。
【００３２】
これによって離散ウェーブレット変換前にデジタル画像データのコンポーネント変換処理が可能となるため、後のビットシフト処理において、前述したように人間の視覚ではその劣化が認識し難いコンポーネントに対して集中的にビットシフト処理を実施することができるため、より適切な符号化を実現することができる。
【００３３】
〔形態１１〕また、形態１１のデジタル画像符号化装置は、
形態１０に記載のデジタル画像符号化装置において、前記コンポーネント変換部は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とに変換する色変換処理を実施するようになっていることを特徴とするものである。
これによって画像の持っている情報を輝度成分に集中させて、人間の視覚特性上、鈍い色差成分に対してビットシフト処理することができるため、より適切な符号化を実現することができる。
【００３４】
〔形態１２〕また、形態１２のデジタル画像復号化装置は、
形態１に記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化装置であって、前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数に対して、逆ビットシフト処理を実施する逆係数ビットシフト処理部を備え、前記逆ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするものである。
【００３５】
これによって、形態１に記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データ（ＪＰＥＧ２０００ファイル）を復号化することができるため、視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い画像を提供、または再生画質（圧縮率など）に応じた高品質な画像を提供することができる。
【００３６】
〔形態１３〕また、形態１３のデジタル画像復号化装置は、
形態１２に記載のデジタル画像復号化装置において、前記逆係数ビットシフト処理部は、前記符号化の際のビットシフト処理が前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、一部のサブバンド係数に対してのみ実施されているときは、前記ビットシフト処理が実施されたサブバンド係数に対してのみ実施するようになっていることを特徴とするものである。
これによって、符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００３７】
〔形態１４〕また、形態１４のデジタル画像復号化装置は、
形態１２に記載のデジタル画像復号化装置において、前記逆係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理が行われているときは、当該各ビットシフト処理に対応した前記逆ビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするものである。
これによって、形態１３と同様に符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００３８】
〔形態１５〕また、形態１５のデジタル画像復号化装置は、
形態８に記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化装置であって、前記離散ウェーブレット逆変換後のデジタル画像データに対して、逆ビットシフト処理を実施する逆ビットシフト処理部を備え、前記逆ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするものである。
【００３９】
これによって、形態８に記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データを復号化することができるため、視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い画像を提供、または、再生画質（圧縮率など）に応じた高品質な画像を提供することができる。
【００４０】
〔形態１６〕また、形態１６のデジタル画像復号化装置は、
離散ウェーブレット変換を用いて符号化されたデータを、離散ウェーブレット逆変換を用いて復号化する装置であって、形態１２〜１４のいずれかに記載の逆係数ビットシフト処理部と、形態１５に記載の逆ビットシフト処理部とを備えたことを特徴とするものである。
これによって、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて有効ビット数が増えるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００４１】
〔形態１７〕また、形態１７のデジタル画像復号化装置は、
形態１２〜１４のいずれかに記載のデジタル画像復号化装置において、前記離散ウェーブレット逆変換後に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間から人間の視覚特性に依存しない画像信号に変換するためのコンポーネント逆変換部を備えたことを特徴とするものである。
これによって、符号化前のデジタル画像データがＲＧＢ等の複数のコンポーネントからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の複数のコンポーネントからなるデジタル画像データに復号化することができる。
【００４２】
〔形態１８〕また、形態１８のデジタル画像復号化装置は、
形態１７に記載のデジタル画像復号化装置において、前記コンポーネント逆変換部は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とから画像信号に変換する処理を実施するようになっていることを特徴とするものである。
【００４３】
これによって、ビットシフト処理前のデジタル画像データが輝度成分と色差成分とからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の輝度成分と、色差成分とからなる画像信号に変換して元のデジタル画像データに復号化することができる。
【００４４】
〔形態１９〕また、形態１９のデジタル画像符号化方法は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするものである。
【００４５】
これによって形態１と同様に、離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減って、その後の係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理すべきデータ量が大幅に減少するため、負荷が大幅に減って高速に符号化を実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【００４６】
〔形態２０〕また、形態２０のデジタル画像符号化方法は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするものである。
これによって形態１と同様に、係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理負荷が大幅に減って高速に符号化を実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【００４７】
〔形態２１〕また、形態２１のデジタル画像符号化方法は、
形態１９または２０に記載のデジタル画像符号化方法において、前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、高周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するものであることを特徴とするものである。
これによって、形態４と同様に高速に符号化を実現できると共に、前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。
【００４８】
〔形態２２〕また、形態２２のデジタル画像符号化方法は、
形態１９または２０に記載のデジタル画像符号化方法において、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに画質の寄与度を算出し、その寄与度に応じて前記サブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理を実施するものであることを特徴とするものである。
これによって、形態５と同様に高速に符号化を実現できると共に、前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。
【００４９】
〔形態２３〕また、形態２３のデジタル画像符号化方法は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対して前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成することを特徴とするものである。
これによって、形態６と同様に、高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００５０】
〔形態２４〕また、形態２４のデジタル画像符号化方法は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対して前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成することを特徴とするものである。
これによって、形態４と同様に、高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００５１】
〔形態２５〕また、形態２５のデジタル画像符号化方法は、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、形態１９〜２２のいずれかに記載の係数ビットシフト処理と、形態２３または２４に記載の変換前ビットシフト処理とを備えたことを特徴とするものである。
これによって、形態７と同様に、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれビットシフト処理がなされて有効ビット数が減るため、高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。
【００５２】
〔形態２６〕また、形態２６のデジタル画像符号化方法は、
形態１９〜２５のいずれかに記載のデジタル画像符号化方法において、前記離散ウェーブレット変換前に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間に変換するコンポーネント変換処理を実施することを特徴とするものである。
これによって、形態８と同様に、離散ウェーブレット変換前にデジタル画像データのコンポーネント変換処理が可能となるため、後のビットシフト処理において、前述したように人間の視覚ではその劣化が認識し難いコンポーネントに対して集中的にビットシフト処理を実施することが可能となり、より適切な符号化を実現することができる。
【００５３】
〔形態２７〕また、形態２７のデジタル画像符号化方法は、
形態１９または２０に記載のデジタル画像符号化方法において、前記コンポーネント変換処理は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とに変換する色変換処理であることを特徴とするものである。
これによって、形態９と同様に画像の持っている情報を輝度成分に集中させて、人間の視覚特性上、鈍い色差成分に対してビットシフト処理することができるため、より適切な符号化を実現することができる。
【００５４】
〔形態２８〕また、形態２８のデジタル画像復号化方法は、
形態１９または２０に記載のデジタル画像符号化方法で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化方法であって、
前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数を上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするデジタル画像復号化方法。
【００５５】
これによって、形態１９または２０に記載のデジタル画像符号化方法で符号化された符号化データをそのデータ量を損なうことなく復号化することができるため、視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い画像を提供、または、再生画質（圧縮率など）に応じた高品質な画像を提供することができる。
【００５６】
〔形態２９〕また、形態２９のデジタル画像復号化方法は、
形態２８に記載のデジタル画像復号化方法において、前記逆係数ビットシフト処理は、前記符号化の際のビットシフト処理が前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数のうち、一部のサブバンド係数に対してのみ実施されているときは、前記ビットシフト処理が実施されたサブバンド係数に対してのみ実施することを特徴とするものである。
これによって、符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００５７】
〔形態３０〕また、形態３０のデジタル画像復号化方法は、
形態２８に記載のデジタル画像復号化方法において、前記逆係数ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理が行われているときは、当該各ビットシフト処理に対応した前記逆ビットシフト処理を実施することを特徴とするものである。
これによって、符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００５８】
〔形態３１〕また、形態３１のデジタル画像復号化方法は、
形態２４に記載のデジタル画像符号化方法で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化方法であって、前記離散ウェーブレット逆変換後のデジタル画像データに対して、前記デジタル画像データを上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成することを特徴とするものである。
【００５９】
これによって、形態２４に記載のデジタル画像符号化方法で符号化された符号化データをそのデータ量を損なうことなく復号化することができるため、視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い画像を提供、または、再生画質（圧縮率など）に応じた高品質な画像を提供することができる。
【００６０】
〔形態３２〕また、形態３２のデジタル画像復号化方法は、
離散ウェーブレット変換を用いて符号化されたデータを、離散ウェーブレット逆変換を用いて復号化する方法であって、形態２８〜３０のいずれかに記載の逆係数ビットシフト処理と、形態３１に記載の逆ビットシフト処理とを備えたことを特徴とするものである。
これによって、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて有効ビット数が増えるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。
【００６１】
〔形態３３〕また、形態３３のデジタル画像復号化方法は、
形態２８〜３２のいずれかに記載のデジタル画像復号化方法において、前記離散ウェーブレット逆変換後に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間から人間の視覚特性に依存しない画像信号に変換するためのコンポーネント逆変換処理を備えたことを特徴とするデジタル画像復号化装置。
これによって、符号化前のデジタル画像データがＲＧＢ等の複数のコンポーネントからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の複数のコンポーネントからなるデジタル画像データに復号化することができる。
【００６２】
〔形態３４〕また、形態３４のデジタル画像復号化方法は、
形態３３に記載のデジタル画像復号化方法において、前記コンポーネント逆変換処理は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とから画像信号に変換する色変換処理を実施することを特徴とするものである。
これによって、ビットシフト処理前のデジタル画像データが輝度成分と色差成分とからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の輝度成分と、色差成分とからなる画像信号に変換して元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化することができる。
【００６３】
〔形態３５〕また、形態３５のデジタル画像符号化プログラムは、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するデジタル画像符号化プログラムであって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして下位ビットを廃棄する処理と、当該ビット廃棄処理後の残りのビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、をコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００６４】
これによって形態１と同様に、離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減って、その後の係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理すべきデータ量が大幅に減少するため、負荷が大幅に減って高速に符号化を実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
また、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００６５】
〔形態３６〕また、形態３６のデジタル画像符号化プログラムは、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するデジタル画像符号化プログラムであって、前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトする処理と、当該ビットシフト処理後の残りのビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、をコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００６６】
これによって形態１と同様に、離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数の有効ビット数が減ってデータ量が大幅に減少するため、その後の係数ビットモデリング処理や算術符号化処理などの処理負荷が大幅に減って高速に符号化を実施することができると共に、ハードウェアで処理した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
また、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００６７】
〔形態３７〕また、形態３７のデジタル画像符号化プログラムは、
形態３５または３６に記載のデジタル画像符号化プログラムにおいて、前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、高周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するものであることを特徴とするものである。
これによって、形態４と同様に高速に符号化を実現できると共に、前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００６８】
〔形態３８〕また、形態３８のデジタル画像符号化プログラムは、
形態３５または３６に記載のデジタル画像符号化プログラムにおいて、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに画質の寄与度を算出し、その寄与度に応じて前記サブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理を実施するものであることを特徴とするものである。
【００６９】
これによって、形態５と同様に高速に符号化を実現できると共に、前記ビットシフト処理に伴う画像の劣化を最小限に抑えることができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００７０】
〔形態３９〕また、形態３９のデジタル画像符号化プログラムは、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するプログラムであって、前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対して前記デジタル画像データを上位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成する処理をコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００７１】
これによって、形態６と同様に、高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００７２】
〔形態４０〕また、形態４０のデジタル画像符号化プログラムは、
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するプログラムであって、形態３５〜３８のいずれかに記載の係数ビットシフト処理と、形態３９に記載の変換前ビットシフト処理とをコンピュータに実現させることを特徴とするものである。
【００７３】
これによって、形態７と同様に、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれビットシフト処理がなされて有効ビット数が減るため、高速に符号化を実現できると共に、使用メモリ量を削減することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００７４】
〔形態４１〕また、形態４１のデジタル画像符号化プログラムは、
形態３５〜４０のいずれかに記載のデジタル画像符号化プログラムにおいて、前記離散ウェーブレット変換前に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間に変換するコンポーネント変換処理を実施することを特徴とするものである。
【００７５】
これによって、形態８と同様に、離散ウェーブレット変換前にデジタル画像データのコンポーネント変換処理が可能となるため、後のビットシフト処理において、前述したように人間の視覚ではその劣化が認識し難いコンポーネントに対して集中的にビットシフト処理を実施することが可能となり、より適切な符号化を実現することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００７６】
〔形態４２〕また、形態４２のデジタル画像符号化プログラムは、
形態４１に記載のデジタル画像符号化プログラムにおいて、前記コンポーネント変換処理は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とに変換する色変換処理であることを特徴とするものである。
【００７７】
これによって、形態９と同様に画像の持っている情報を輝度成分に集中させて、人間の視覚特性上、鈍い色差成分に対してビットシフト処理することができるため、より適切な符号化を実現することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００７８】
〔形態４３〕また、形態４３のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
形態３５〜４２のいずれかに記載のデジタル画像符号化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
これによって、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、半導体チップなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介して前記形態３５〜４２のいずれかに記載のデジタル画像符号化プログラムをユーザなどの需用者に対して容易かつ確実に提供することができる。
【００７９】
〔形態４４〕また、形態４４のデジタル画像復号化プログラムは、
形態３８に記載のデジタル画像符号化プログラムで符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化プログラムであって、前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして下位ビットを廃棄する処理と、当該ビット廃棄処理後の残りのビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、をコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００８０】
これによって、デジタル画像符号化プログラムで符号化された符号化データをそのデータ量を損なうことなく復号化することができるため、形態１０と同様に、視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い画像を提供、または、再生画質（圧縮率など）に応じた高品質な画像を提供することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００８１】
〔形態４５〕また、形態４５のデジタル画像復号化プログラムは、
形態４４に記載のデジタル画像復号化プログラムにおいて、前記逆係数ビットシフト処理は、前記符号化の際のビットシフト処理が前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、一部のサブバンド係数に対してのみ実施されているときは、前記ビットシフト処理が実施されたサブバンド係数に対してのみ実施することを特徴とするものである。
【００８２】
これによって、形態１１と同様に、符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００８３】
〔形態４６〕また、形態４６のデジタル画像復号化プログラムは、
形態４４に記載のデジタル画像復号化プログラムにおいて、前記逆係数ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理が行われているときは、当該各ビットシフト処理に対応した前記逆ビットシフト処理を実施することを特徴とするものである。
【００８４】
これによって、形態１２と同様に符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００８５】
〔形態４７〕また、形態４７のデジタル画像復号化プログラムは、
形態３９に記載のデジタル画像符号化プログラムで符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化プログラムであって、前記離散ウェーブレット逆変換後のデジタル画像データに対して、前記デジタル画像データを上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトして下位ビット側に新たなビットを追加するビット追加処理と、当該ビット追加処理で追加された後の全ビットから新たなデジタル画像データを作成するデジタル画像データ作成手段とをコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００８６】
これによって、デジタル画像符号化プログラムで符号化された符号化データをそのデータ量を損なうことなく復号化することができるため、形態１３と同様に、符号化前のデジタル画像データに近いデータに復号化することができるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００８７】
〔形態４８〕また、形態４８のデジタル画像復号化プログラムは、
離散ウェーブレット変換を用いて符号化されたデータを、離散ウェーブレット逆変換を用いて復号化するプログラムであって、形態４４〜４６のいずれかに記載の逆係数ビットシフト処理と、形態４６に記載の逆ビットシフト処理とをコンピュータに実施させることを特徴とするものである。
【００８８】
これによって、形態１４と同様に、離散ウェーブレット変換処理の前後においてそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて有効ビット数が増えるため、原画像に近い画像の再生が可能となる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００８９】
〔形態４９〕また、形態４９のデジタル画像復号化プログラムは、
形態４４〜４８のいずれかに記載のデジタル画像復号化プログラムにおいて、前記離散ウェーブレット逆変換後に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間から人間の視覚特性に依存しない画像信号に変換するためのコンポーネント逆変換処理を実施することを特徴とするものである。
【００９０】
これによって、形態１５と同様に、符号化前のデジタル画像データがＲＧＢ等の複数のコンポーネントからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の複数のコンポーネントからなるデジタル画像データに復号化することができる。また、形態２９と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００９１】
〔形態５０〕また、形態５０のデジタル画像復号化プログラムは、
形態３８に記載のデジタル画像復号化プログラムにおいて、前記コンポーネント逆変換処理は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とから画像信号に変換する色変換処理を実施することを特徴とするものである。
【００９２】
これによって、形態１６と同様に、ビットシフト処理前のデジタル画像データが輝度成分と色差成分とからなる場合に、離散ウェーブレット変換処理の前後、またはいずれかにおいてにそれぞれ逆のビットシフト処理がなされて得られた画像データを元の輝度成分と、色差成分とからなる画像信号に変換して元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化することができる。また、形態３５と同様に、コンピュータシステムを用いてソフトウェア上で実現することができるため、専用のハードウェアを作成して実現する場合に比べて容易かつ経済的に実現することができる。
【００９３】
〔形態５１〕また、形態４３のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
形態４４〜５０のいずれかに記載のデジタル画像復号化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
これによって、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、半導体チップなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介して前記形態４４〜５０のいずれかに記載のデジタル画像復号化プログラムをユーザなどの需用者に対して容易かつ確実に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
図１〜図４は、本発明に係るデジタル画像符号化装置１００、及びこのデジタル画像符号化装置１００を用いたデジタル画像符号化方法、デジタル画像符号化プログラムに係る第１の実施の形態を示したものである。
図１に示すように、このデジタル画像符号化装置１００は、ＤＣレベルシフト処理部１１０と、コンポーネント変換部１２０と、離散ウェーブレット変換部１３０と、係数ビット処理部１４０と、ＥＢＣＯＴ１５０と、レイヤー生成部１６０とから主に構成されている。
【００９５】
このうち、係数ビット処理部１４０を除く他の構成は、前述したＪＰＥＧ２０００の符号化技術を用いた従来のデジタル画像符号化装置の基本構成とほぼ同様であり、本発明のデジタル画像符号化装置１００は、これらの構成に加えて係数ビット処理部１４０を離散ウェーブレット変換部１３０とＥＢＣＯＴ１５０との間に新たに付設したことを特徴とするものである。
【００９６】
以下、これら本発明のデジタル画像符号化装置１００の各構成要素の機能、及びこのデジタル画像符号化装置１００を用いたデジタル画像符号化方法について説明する。なお、係数ビット処理部１４０を除く他の構成の機能については、従来と同様であってその説明も既述したため、係数ビット処理部１４０の機能との関連についてのみ簡単に説明する。
符号化処理対象となるデジタル画像データ（ＢＭＰファイル等）は、先ずＤＣレベルシフト処理部１１０に入力されてウェーブレット変換の効率を向上させるためのＤＣレベルシフト変換処理が行われる。例えば、原画像が８ビットのコンポーネントであって、「０〜２５５」の符号無し整数で表される場合、これを「−１２７〜１２７」にレベルシフトして平均値を、例えば「０」とすることでＤＣオフセット値を除いておく。
【００９７】
次に、このデジタル画像データがカラー画像データの場合には、ＤＣレベル変換後に、コンポーネント変換部１２０に入力されてカラー画像データを効率良く圧縮するための色変換処理が行われる。例えば、入力画像信号がＲＧＢ信号の場合、輝度色差空間であるＹ、Ｃｂ、Ｃｒ色空間、またはＹＵＶ色空間への変換処理が行われる。
次に、このコンポーネント変換部１２０を経たデジタル画像データは、離散ウェーブレット変換部１３０に入力されて離散ウェーブレット順変換処理（ＦＤＷＴ：ｆｏｒｗａｒｄ ｄｅｓｃｒｅｔｅ ｗａｖｅｌｅｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が行われる。この離散ウェーブレット順変換の基本的な処理は、入力された原信号に対して低域通過（ローパス）フィルタリングと高域通過（ハイパス）フィルタリングを分解レベル数だけ適用し、ダウンサンプリングされた各サブバンド係数を出力するものである。
【００９８】
図１４は、原画像（Ａ）を分解レベル数「１」、及び分解レベル「２」でそれぞれ分割したものであり、分割された各サブバンド信号（ウェーブレット係数）は、サブバンド分解のレベルを表すインディックスであるレベルと各サブバンドの空間周波数である「ＬＬ」、「ＨＬ」、「ＬＨ」、「ＨＨ」の４つの記号を組み合わせて表される。
例えば、サブバンド「０ＬＬ」は変換処理前の原画像に対応し、レベル１の場合はサブバンドＬＬに対して垂直方向、水平方向の順にフィルタリング処理を適用する。このとき、垂直方向、水平方向のそれぞれに対して低域通過フィルタ・広域通過フィルタの２つの選択が可能であるので、以下の４つのサブバンドが生成される。
【００９９】
・サブバンドＬＬ：垂直方向と水平方向共に低域通過フィルタリングを行い、２：１ダ ウンサンプリングした信号。
・サブバンドＨＬ：垂直方向に低域通過フィルタリング、水平方向に高域通過フィルタ リングを行い、２：１ダウンサンプリングした信号。
・サブバンドＬＨ：垂直方向に高域通過フィルタリング、水平方向に低域通過フィルタ リングを行い、２：１ダウンサンプリングした信号。
・サブバンドＨＨ：垂直方向と水平方向共に高域通過フィルタリングを行い、２：１ダ ウンサンプリングした信号。
そして、図１４（Ｂ）は、これらサブバンド「ＬＬ」、「ＨＬ」、「ＬＨ」、「ＨＨ」の分解レベル１の配置を示したものであり、図１４（Ｃ）は、そのうちサブバンド「ＬＬ」に対してさらにサブバンド分割した分解レベル２の配置を示したものである。
【０１００】
次に、このようにして離散ウェーブレット変換部１３０によって従来と同様な離散ウェーブレット順変換処理が行われた画像データは、本発明の特徴部分である係数ビットシフト処理部１４０に入力されて各信号（Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ等）のウェーブレット係数一つ一つごと（１画素ごと）にビットシフト処理が行われることになる。
このビットシフト処理は、図２（ａ）に示すよう様に、サブバンド（レベル１及びレベル２）ごとに行うものであって、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成する処理である。
【０１０１】
図２は、レベル１のサブバンド「１ＬＨ」のなかのある４つの連続した画素を表示し、それぞれ画素に対して纏めて３ビット分づつメモリ上の係数記憶部１８０から下位ビット側にビットシフト処理した状態を示したものである。
例えば、図２（ｂ）に示すように、処理単位となる各画素の画素値が８ビットで表示可能でそのうち下位から６ビットが有効ビットである場合、これを図２（ｃ）に示すように、下位ビット側に３ビットだけシフトして下位ビット３ビットが廃棄された後、図２（ｄ）に示すように、空白になった上位ビット側に３ビット分だけ、「０」ビットからなるビットプレーンを追加（補完）することで、有効ビットを６ビットから３ビットに減らすようにしたものである。
【０１０２】
そして、ある画素の画素値が例えば（００１０１００１）２で表示される４１階調（２０＋２３＋２５）である場合、これを３ビット分だけ係数記憶部１８０から下位ビットにシフトすることにより、下位の３ビット（００１）２が廃棄されて、（０００００１０１（上位３ビットはビットプレーン））２となり、５階調（２０＋２２）まで画素値のデータ量が減少することになる。
【０１０３】
これによって、画像データ全体の有効ビット数が減って、図１に示すように、その後のＥＢＣＯＴ（係数ビットモデリング処理、算術符号化処理）１５０やレイヤー生成部１６０などで処理すべきデータ量が大幅に減少するため、負荷が大幅に減って符号化を高速で実施することができると共に、各処理を専用のハードウェアで実行した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることができる。
【０１０４】
また、このようなビットシフトの処理量は、各サブバンド係数に対して一律に行うよりも、図３に示すように、サブバンドの種類ごとに変えて実行することが望ましい。
すなわち、前述したように人間の視覚特性は、高周波成分よりも低周波成分に敏感で、また、色差成分（Ｃｂ、Ｃｒ）よりも輝度成分（Ｙ）に敏感であることから周波数成分ごと、あるいはコンポーネントごとにビットシフトする数を増減すれば、ビットシフト処理によるデータ量の削減による人間の視覚による画像の劣化現象を最小限に抑えることができる。
【０１０５】
例えば、図３に示すように、人間の視覚特性に敏感な輝度成分（Ｙ）のサブバンドに関しては、ビットシフト量を「０（なし）」か、最小限の「１」に抑えるのに対し、人間の視覚特性に鈍感な色差成分（Ｃｂ、Ｃｒ）については、高周波成分を含むサブバンド（１ＨＬ、１ＨＨ、１ＨＬ）についてはそれぞれ３ビット以上（特に高い周波数成分を含むサブバンド１ＨＨ及び２ＨＨについては全部）、一部に低周波成分を含むサブバンド（２ＨＬ、２ＨＬ）については１ビット以上（低周波成分からなるサブバンド２ＬＬついてはビットシフトなし）といった変則的なビットシフトを実行することで、データ量を大きく削減しても人間の視覚による画像の劣化現象の知覚を最小限に抑えることができる。
【０１０６】
そして、このようなビットシフト処理によってデータ量が削減されたサブバンド係数は、その後、従来と同様にＥＢＣＯＴ１５０に送られ、係数ビットモデリング処理により、コードブロックと呼ばれる小ブロックに分解される。コードブロック内のサブバンド係数はその大きさがＭＳＢからＬＳＢに向かってビットプレーン展開されて所定の符号化パスで符号化された後、算術符号化処理が行われる。そして、算術符号化処理は、この係数ビットモデリング処理で得られた符号列とコンテクスト情報を用いて、サブバンド係数をエントロピー符号化によってさらに無ひずみ圧縮してビットストリームを生成する。その後、このビットストリームは、レイヤー生成部１６０によって、画像品質を考慮してエンベデッド符号を構成するため、レイヤー（Ｌａｙｅｒ）と呼ばれる単位にグループ化されてその符号が出力されることになる。なお、このＥＢＣＯＴ１５０以降の処理は、標準のＪＰＥＧ２０００の場合と何ら変わるところはない。
【０１０７】
なお、本発明のデジタル画像符号化装置１００及びこのデジタル画像符号化装置１００を用いたデジタル画像符号化方法、並びに次に述べるデジタル画像復号化装置２００及びこのデジタル画像復号化装置２００を用いたデジタル画像符号化方法を、パソコン（ＰＣ）などの汎用のコンピュータシステムを用いて実現する場合は、前述したＤＣレベルシフト処理部１１０と、コンポーネント変換部１２０と、離散ウェーブレット変換部１３０と、係数ビット処理部１４０と、ＥＢＣＯＴ１５０と、レイヤー生成部１６０の機能を実現するデジタル画像符号化プログラム（ソフトウェア）と、図４に示すようなハードウェアとを組み合わせることによって容易に実現することができる。
【０１０８】
すなわち、このデジタル画像符号化装置１００は、図４に示すように、各種制御や演算処理を担う中央演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０と、主記憶装置（Ｍａｉｎ Ｓｔｏｒａｇｅ）を構成するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０と、読み出し専用の記憶装置であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３０との間を、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）バスやＩＳＡ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）バス等からなるバス４０で接続すると共に、このバス４０に入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）５０を介して画像データを入出力するための画像データ入出力部６０と、圧縮された符号データを入出力するための符号入出力部７０を接続したものである。そして、電源が投入されると、ＲＯＭ３０に記憶されたデジタル画像符号化（復号化）プログラムがＲＡＭ２０にロードされ、そのＲＡＭ２０にロードされたデジタル画像符号化（復号化）プログラムの記述に従ってＣＰＵ１０が逐次命令を実行することで各部の処理を高速で実行することになる。
【０１０９】
また、本発明はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの特定の用途のために設計・製造されるＬＳＩによっても実現することが可能であり、デジタルカメラなどの画像処理システムに組み込まれる場合は、このような形態で実現されることになる。
次に、図５〜図７は、前述した本発明に係るデジタル画像符号化装置１００及びこのデジタル画像符号化装置１００を用いたデジタル画像符号化方法（あるいはデジタル画像符号化プログラム）によって符号化されたデータを、元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するためのデジタル画像復号化装置２００及びこのデジタル画像復号化装置２００を用いたデジタル画像復号化方法に係る第１の実施の形態を示したものである。
【０１１０】
図５に示すように、このデジタル画像復号化装置２００は、レイヤー逆生成部２１０と逆ＥＢＣＯＴ２２０と、逆係数ビット処理部２３０と、離散ウェーブレット逆変換部２４０と、コンポーネント逆変換部２５０と、ＤＣレベルシフト逆処理部２６０とから主に構成されている。
このうち、逆係数ビット処理部２３０を除く他の構成は、前述したＪＰＥＧ２０００の復号化技術を用いた従来のデジタル画像復号化装置の基本構成とほぼ同様であり、本発明のデジタル画像復号化装置２００は、これらの構成に加えて逆係数ビット処理部２３０を離散ウェーブレット逆変換部２４０と逆ＥＢＣＯＴ２２０との間に新たに付設したことを特徴とするものである。
【０１１１】
そして、このような構成をしたデジタル画像復号化装置２００によって、前述した本発明に係るデジタル画像符号化装置１００で符号化されたデータを復号化するためには、同図に示すように、先ず、符号データをレイヤー逆生成部２１０に入力してレイヤー生成処理前のデータに変換した後、逆ＥＢＣＯＴ２２０に入力して算術符号化処理及び係数ビットモデリング処理前のサブバンド係数に戻した後、そのサブバンド係数を逆係数ビット処理部２３０に入力して図６に示すような逆ビットシフト処理を実行する。
【０１１２】
すなわち、この逆係数ビット処理部２３０における逆ビットシフト処理は、前記デジタル画像符号化装置１００の係数ビットシフト処理部１４０で行われた下位ビット側へのビットシフト処理とは逆方向のビットシフト処理を実行するものであり、例えば、符号化時に前記係数ビットシフト処理部１４０で各画素の画素値について下位ビット側へ３ビットのビットシフト処理が行われた場合は、図６（ａ）から同図（ｂ）に示すように、各画素のビット列を上位ビット側に３ビット分だけ逆ビットシフトし、上位３ビット、すなわち、符号時に追加された「０」ビットからなる３つのビットプレーンをそのまま破棄した後、空白となった下位３ビットに位置に新たな３つのビットプレーンを追加して「０」を埋める。これによって、各画素の有効ビット数が元の画素値と同じになり、元の画素値に極めて近い画素値に復元することができる。
【０１１３】
例えば、符号化時のビットシフト処理によって、５階調までデータ量が減少した画素値は、そのまま上位ビット側に３ビット分だけビットシフトすることにより、画素値が（００１０１０００）２となって、表示される階調が４０階調となり、元の階調（４１階調）とほぼ同様の画素値に復元することができる。
そして、このような逆係数ビット処理が行われたサブバンド係数は、その後、離散ウェーブレット逆変換部２４０、コンポーネント逆変換部２５０、ＤＣレベルシフト逆処理部２６０を経て元の画像データに近い画像データに復元されて出力されることになる。
【０１１４】
これによって、符号化前の画像データとほぼ同じ、あるいは極めて近いデータ量の画像データに復号することが可能となり、符号化処理や復号化処理に際して殆ど画質劣化のない、高品質な画像データを得ることができる。
次に、図７は、本発明に係るデジタル画像符号化装置１００に係る第２の実施の形態を示したものである。
【０１１５】
図示するように、このデジタル画像符号化装置１００は、コンポーネント変換部１２０と、離散ウェーブレット変換部１３０との間に、前記係数ビット処理部１４０に相当するビットシフト処理部１７０を備えたものであり、前記第１の実施の形態と異なる点は、離散ウェーブレット変換処理後のサブバンド係数に対してビットシフト処理を実行するのではなく、離散ウェーブレット変換処理前に、コンポーネント変換処理された画像データに対してビットシフト処理を実行するようにしたものである。
【０１１６】
このように離散ウェーブレット変換処理前のコンポーネントデータ（画像データ）に対してビットシフト処理を実行すれば、離散ウェーブレット変換処理後に行う場合のようにサブバンドごとのきめ細かなビットシフト処理は困難であるが、コンポーネントごとに所定のビット処理を一律に実行することができるため、そのビットシフト処理に要する負荷や処理時間を短縮することが可能となり、より高速な符号化を達成することが可能となる。なお、このビットシフト処理部１７０によるビットシフト処理方法としては、人間の視覚特性に敏感な輝度成分（Ｙ）に対しては、「１」ビット、あるいは一切ビット処理を行わず、人間の視覚特性に敏感な色差成分（Ｃｂ、Ｃｒ）に対しては、それぞれ「３」ビットずつビットシフトするなど、そのコンポーネントの特性に応じて変えることが望ましいことはいうまでもない。
【０１１７】
これによって、前記第１の実施の形態と同様に、画像データ全体の有効ビット数が減って、その後の離散ウェーブレット変換部１３０や、ＥＢＣＯＴ１５０、レイヤー生成部１６０などで処理すべきデータ量が大幅に減少するため、負荷が大幅に減って符号化を高速で実施することができると共に、各処理を専用のハードウェアで実行した場合には、使用メモリ量も大幅に少なくすることが可能となる。
【０１１８】
一方、図８は、このようなデジタル画像符号化装置１００によって符号化されたデータを専門に復号化するためのデジタル画像復号化装置２００の第２の実施の形態を示したものであり、前述した第１の実施の形態のデジタル画像復号化装置２００（図５）の逆係数ビットシフト処理部２３０に変えて、離散ウェーブレット逆変換部２４０と、コンポーネント逆変換部２５０との間に、逆ビットシフト処理部２７０を新たに備えたものである。
【０１１９】
従って、図７に示すようなデジタル画像符号化装置１００によって一旦符号化されたデータは、レイヤー逆生成部２１０、逆ＥＢＣＯＴ２２０、離散ウェーブレット逆変換部２４０を経てコンポーネントデータに復号された後、この逆ビットシフト処理部２７０によって逆のビットシフト処理がなされて元の画素値とほぼ同一の値まで復号化された後、コンポーネント逆変換部２５０及びＤＣレベルシフト逆処理部２６０を経て元の画像データに近いデジタル画像データに復号されることになる。
【０１２０】
なお、この逆ビットシフト処理部２７０における逆ビットシフト処理は、符号化時に行われたビットシフト処理とは全く逆の処理を実行することが元の画像に近い高品質な画像を復号するために肝要であり、各コンポーネントごとに異なるビットシフト処理を実行した場合は、コンポーネントごとにそのビットシフト処理とは、逆のビット処理を実行することが望ましい。
【０１２１】
また、逆ビットシフト処理した際に空白となった下位ビット領域に埋める（補完する）ビットの種類としては、「０」ビットだけに限らず、例えば、以下の式１に従って、ビットシフト数に応じて適宜「１」を補完するようにすれば、単に「０」を補完する場合よりも高画質の画像が得られることが経験的に判明している。
１の補完数＝２Ｎ−１−１、但しＮはビットシフト数…（１）
この式１によれば、図９（ａ）に示すように、補完数が１ビットの場合は、その補完領域に「０」を挿入することになるが、同図（ｂ）及び（ｃ）に示すように、補完数が２ビット及び３ビットの場合は、最下位ビット及び最下位から２つのビットが「１」となり、実際に、全ビット「０」を挿入した場合よりも、ごく僅かな差ではあるが、原画像により近い高品質な画像が復元される。
【０１２２】
また、実験の結果、この式１に基づくビット補完処理は、離散ウェーブレット逆変換前の逆ビットシフト処理に対して行うよりも、逆コンポーネント変換前の逆ビットシフトに対して行った方が良い結果が得られた。すなわち、逆コンポーネント変換前の逆ビットシフトに対して行った方が人間の視覚的には原画像に近い高品質の画像が得られた。
これによって、前記第１の実施の形態と同様に、符号化前の画像データと全く同じデータ量の画像データに復号することが可能となり、人間の視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い高品質な画像データを得ることができる。
【０１２３】
次に、図１０は、本発明に係るデジタル画像符号化装置１００に係る第３の実施の形態を示したものである。
図示するように、このデジタル画像符号化装置１００は、コンポーネント変換部１２０と、離散ウェーブレット変換部１３０との間に、前記第２の実施の形態と同様に、ビット処理部１７０を備えると共に、離散ウェーブレット変換部１３０と、ＥＢＣＯＴ１５０との間に、前記第１の実施の形態と同様に、係数ビット処理部１４０を備えたものであり、離散ウェーブレット変換処理前に各コンポーネントに対してビットシフト処理を実行可能すると共に、離散ウェーブレット変換処理後にサブバンド係数に対してそれぞれ適宜ビットシフト処理を実行可能としたものである。
【０１２４】
これによって、離散ウェーブレット変換処理の前後で各データに対してビットシフト処理が可能となり、画像の種類や画質に応じた最適な符号化を図ることができる。例えば、見かけの画質を多少損なっても高速な符号化を望む場合は、離散ウェーブレット変換処理前のコンポーネントに対するビットシフト処理のみを実行すれば、より高速な符号化が可能となり、また、見かけの画質を損なうことなく高圧縮率を望む場合は、離散ウェーブレット変換処理後の各サブバンド係数に対するきめ細かなビットシフト処理を実行することで所望の品質の符号化を実現することが可能となる。
【０１２５】
また、場合によっては、離散ウェーブレット変換処理の前後でそれぞれ所定のビットシフト処理を実行することも可能となり、画像の種類によっては、高速処理と高品質な符号化を両立できる場合もある。
そして、図１１は、このようなデジタル画像符号化装置１００によって符号化されたデータを専門に復号化するためのデジタル画像復号化装置２００の第３の実施の形態を示したものであり、前述した第１の実施の形態のデジタル画像復号化装置２００（図５）の逆係数ビットシフト処理部２３０に加えて、前記第２の実施の形態のように、離散ウェーブレット逆変換部２４０と、コンポーネント逆変換部２５０との間に、逆ビットシフト処理部２７０を備えたものである。
【０１２６】
従って、図１０に示すようなデジタル画像符号化装置１００によって一旦符号化されたデータは、レイヤー逆生成部２１０、逆ＥＢＣＯＴ２２０を経てサブバンド係数に復号された後、前記図１１のデジタル画像符号化装置１００の係数ビットシフト処理部１４０によってサブバンド係数に対してビットシフト処理がされた場合は、係数ビットシフト処理部２３０によって逆のビットシフト処理が実行されて離散ウェーブレット変換処理前コンポーネントデータに復号される。
【０１２７】
その後、さらに、前記図１０のデジタル画像符号化装置１００のビットシフト処理部１７０によってコンポーネントデータに対してビットシフト処理がなされた場合は、逆ビットシフト処理部２７０によって逆のビットシフト処理が実行されてコンポーネント変換直後のデータに復号された後、コンポーネント逆変換部２５０、ＤＣレベルシフト逆処理部２６０を経て元の画像データに近い画像データに復号されることになる。
【０１２８】
これによって、前記第１及び２の実施の形態と同様に、符号化前の画像データと全く同じデータ量の画像データに復号することが可能となり、人間の視覚的には元のデジタル画像データ（原画像：ＢＭＰファイル）とは殆ど変わらない、あるいは極めて近い高品質な画像データを得ることができる。
図１２は、本実施の形態に係るデジタル画像符号化装置１００及びこのデジタル画像符号化装置１００を用いたデジタル画像符号化方法による、８つの画像（画像ファイル名、Ｅｐ_ｎ１〜Ｅｐ_ｎ８）の符号化処理時間の速度向上率を示したものである。
【０１２９】
ここで、速度向上率とは、標準のＪＰＥＧ２０００による符号化時間に比べて何％の符号化時間を要するかを示したものであり、また、ビットシフト処理は、図３に示すようにサブバンド係数ごとに変化させた方法によって行ったものである。
この結果、図から明らかなように、いずれの画像においても約５０％程度の大幅な符号化時間の短縮が達成された。しかも、後述するような本発明に対応するデジタル画像符号化方法によって復号化された画像の品質と、標準のＪＰＥＧ２０００によって復号化された画像の品質とを比較したところ、人間の目視による判断では、両画像の品質の差は全く見られなかった。
【０１３０】
また、図１３は、本実施の形態によって符号化された画像のファイルサイズと、標準のＪＰＥＧ２０００によって符号化された画像のファイルサイズに対する比率を示したものであり、本発明によって符号化された画像のファイルサイズは、標準のＪＰＥＧ２０００によって符号化された画像のファイルサイズに比べて、同じ画像品質ながら、約１／３〜１／５までコンパクトにすることができた。
【０１３１】
なお、本実施の形態のデジタル画像符号化処理においては、ビットシフト数が多いほど処理するデータ量が減って前記実施の形態よりも高速な符号化処理が可能となるが、その分、画質の低下が大きくなってくる。
また、図１５は、Ｙ、Ｕ、Ｖそれぞれのビットシフトによる画像のＳ／Ｎ比を示したものである。画像のＳ／Ｎ比とは、画質の指標であり、一般に大きい方が画像がきれいである。図１５を見てわかるとおり、Ｕ、Ｖは、ほぼ同じ値であり、Ｙの低下が大きい。画像への寄与度の低い順番は以下の通りとなる。
【０１３２】
１．ＵＶ１ビット、２．ＵＶ２ビット、３．Ｙ１ビット、４．ＵＶ３ビット、５．Ｙ２ビット、６．ＵＶ４ビット、７．Ｙ３ビット。
同図は１〜４番目までのビットシフトを示したものである。一般に、Ｓ／Ｎ比が４５以上あれば、人間の目には画像の劣化がわからないといわれており、図示するように３番目のビットシフトまでなら、画像の劣化が殆ど見られないことがわかる。
【０１３３】
なお、前記のように一般的にはＳ／Ｎ比が４５以上あれば、人間の目には画像の劣化が判断できないが、画像の種類によってはＳ／Ｎ比が４５を下回る場合でも人間の目には画像の劣化が判断できない場合があることも実験により確認されている。
また、図１６及び図１７は、前述したような本発明に係るデジタル画像符号化装置１００及びデジタル画像復号化装置２００の実際の情報機器への適用例を示したものである。
【０１３４】
先ず、図１６は、情報機器の１例として現在カメラ市場を席巻している従来のデジタルカメラ３００の基本的な構成を示したものである。
すなわち、従来のデジタルカメラ３００は、任意の画像を取得する画像取得部３１０と、取得した画像を保存しておく画像保存部３２０と、取得した画像を再生する画像再生部３３０と、取得した画像をＵＳＢなどを介して他の記録媒体などに転送する画像転送部３４０などから主に構成されており、さらに、画像取得部３１０は、ＣＣＤなどの撮像素子などからなる画像撮影部３１１から、また、画像保存部３２０は、画像符号化部３２１と、画像保存部３２２とから、さらに、画像再生部３３０は、画像表示部３３１と、画像復号化部３３２とからなっている。
【０１３５】
そして、このような構成をした従来のデジタルカメラ３００にあっては、画像保存部３２０の画像符号化部３２１として、本発明のデジタル画像符号化装置１００を、また、画像再生部３３０の画像復号化部３２２として本発明のデジタル画像復号化装置２００をそれぞれそのまま適用することが可能となる。
次に、図１７は、情報機器の他の例としてホームシアターなどを実現するための拡大表示装置の１つであるプロジェクタ４００の基本的な構成を示したものである。
【０１３６】
すなわち、従来のプロジェクタ４００は、表示する画像データを受信する画像受信部４１０と、受信した画像データまたは画像保存部に予め保存されている画像データを復号化する画像復号化部４２０と、この画像復号化部４２０で復号化した画像を展開する画像展開部４３０と、この画像展開部４３０で展開した画像を表示するスクリーン表示部４４０とから主に構成されている。
【０１３７】
そして、このような構成をした従来のプロジェクタ４００にあっては、ＪＰＥＧ２００方式によって圧縮された圧縮画像データを復号化するための画像復号化部４２０として本発明のデジタル画像復号化装置２００をそのまま適用することが可能となる。
このように本発明に係るデジタル画像符号化装置１００及びデジタル画像復号化装置２００は、従来の情報機器の画像符号化部及び画像復号化部としてそのまま適用することができるため、従来よりも符号化処理が高速で、かつ使用メモリ量も大幅に少ない情報処理機器を提供することが可能となる。
【０１３８】
また、本発明のデジタル画像符号化装置１００及びデジタル画像復号化装置２００の各手段は前記デジタルカメラ３００やプロジェクタ４００に組み込まれたコンピュータシステム、あるいはパソコンなどを用いたソフトウェア上で実現することが可能であり、そのコンピュータプログラムは、予め半導体ＲＯＭに記憶させた状態で製品中に組み込んだり、インターネットなどのネットワークを介して配信する他、図１８に示すようにＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＦＤなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体Ｒを介することによって所望するユーザなどに対して容易に提供することが可能となる
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】デジタル画像符号化装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】符号化時のビットシフト処理の一例を示す概念図である。
【図３】輝度及び色差成分のサブバンドごとのビットシフト処理の例を示す図である。
【図４】デジタル画像符号化装置及びデジタル画像復号化装置のハードウェア構成を示す図である。
【図５】デジタル画像復号化装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図６】復号化時の逆ビットシフト処理の一例を示す概念図である。
【図７】デジタル画像符号化装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図８】デジタル画像復号化装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図９】第２の実施の形態に係る復号化時の逆ビットシフト処理の一例を示す概念図である。
【図１０】デジタル画像符号化装置の第３の実施の形態を示すブロック図である。
【図１１】デジタル画像復号化装置の第３の実施の形態を示すブロック図である。
【図１２】標準のＪＰＥＧ２０００による符号化処理時間に対する本発明のデジタル画像符号化方法の速度向上率を示すグラフ図である。
【図１３】本発明によって符号化された画像のファイルサイズと、標準のＪＰＥＧ２０００によって符号化された画像のファイルサイズに対する比率を示すグラフ図である。
【図１４】離散ウェーブレット変換処理によって原画像をレベル１のサブバンドとレベル２のサブバンドに分割した状態を示す概念図である。
【図１５】ビットシフト数とＳ／Ｎ比との関係を示すグラフ図である。
【図１６】本発明に係るデジタル画像符号化装置及びデジタル画像復号化装置の実際の情報機器への適用例を示したブロック図である。
【図１７】本発明に係るデジタル画像符号化装置及びデジタル画像復号化装置の実際の情報機器への適用例を示したブロック図である。
【図１８】本発明に係るプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１０…ＣＰＵ、２０…ＲＡＭ、３０…ＲＯＭ、４０…バス、５０…インターフェース、６０…画像データ入出力部、７０…符号入出力部、１００…デジタル画像符号化装置、１１０…ＤＣレベルシフト処理部、１２０…コンポーネント変換部、１３０…離散ウェーブレット変換部、１４０…係数ビットシフト処理部、１５０…ＥＢＣＯＴ（係数ビットモデリング、算術符号化）、１６０…レイヤー生成部、１７０…ビットシフト処理部、２００…デジタル画像復号化装置、２１０…レイヤー逆生成部、２２０…逆ＥＢＣＯＴ、２３０…逆係数ビットシフト部、２４０…離散ウェーブレット逆変換部、２５０…コンポーネント逆変換部、２６０…ＤＣレベルシフト逆処理部、２７０…逆ビットシフト処理部、３００…デジタルカメラ、３１０…画像取得部、３１１…画像撮影部、３２０…画像保存部、３２１…画像符号化部と、３２２…画像保存部、３３０…画像再生部、３３１…画像表示部、３３２…画像復号化部、３４０…画像転送部、４００…プロジェクタ、４１０…画像受信部と、４２０…画像復号化部、４３０…画像展開部、４４０…スクリーン表示部、Ｒ…記録媒体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部を備え、
前記係数ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして下位ビットを廃棄し、有効ビット数を削減して新たなウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項２】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部を備え、
前記係数ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項３】
デジタル画像データを高周波成分と低周波成分に分割してサブバンドごとの画像データを離散ウェーブレット係数に変換する離散ウェーブレット変換部と、
当該離散ウェーブレット変換部で変換された後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部と、
当該係数ビットシフト処理部でビットシフト処理されたウェーブレット係数に対して係数モデリング処理と算術符号化処理を行って圧縮データを生成するＥＢＣＯＴと、
当該ＥＢＣＯＴで生成された圧縮データを階層化するレイヤー生成部とを備え、
前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するようになっていることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のデジタル画像符号化装置において、
前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、高周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のデジタル画像符号化装置において、
前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数ごとに画質の寄与度を算出し、その寄与度に応じて前記サブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項６】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、
前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対してビットシフト処理を実施する変換前ビットシフト処理部を備え、
前記ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記デジタルデータとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項７】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、
前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対してビットシフト処理を実施する変換前ビットシフト処理部を備え、
前記ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記デジタルデータとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項８】
デジタル画像データをビットシフトするビットシフト処理部と、
当該ビットシフト処理部でビットシフトされたデジタル画像データを高周波成分と低周波成分に分割してサブバンドごとの画像データを離散ウェーブレット係数に変換する離散ウェーブレット変換部と、
当該離散ウェーブレット変換部で変換されたウェーブレット係数に対して係数モデリング処理と算術符号化処理を行って圧縮データを生成するＥＢＣＯＴと、
当該ＥＢＣＯＴで生成された圧縮データを階層化するレイヤー生成部とを備え、
前記ビットシフト処理部は、前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するようになっていることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項９】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の係数ビットシフト処理部と、請求項６〜８のいずれか１項に記載の変換前ビットシフト処理部とを備えたことを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のデジタル画像符号化装置において、
前記離散ウェーブレット変換前に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間に変換するためのコンポーネント変換部を備えたことを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のデジタル画像符号化装置において、
前記コンポーネント変換部は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とに変換する色変換処理を実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項１２】
請求項１〜５のいずれかに記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化装置であって、
前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数に対して、逆ビットシフト処理を実施する逆係数ビットシフト処理部を備え、
前記逆ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のデジタル画像復号化装置において、
前記逆係数ビットシフト処理部は、前記符号化の際のビットシフト処理が前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、一部のサブバンド係数に対してのみ実施されているときは、前記ビットシフト処理が実施されたサブバンド係数に対してのみ実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載のデジタル画像復号化装置において、
前記逆係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理が行われているときは、当該各ビットシフト処理に対応した前記逆ビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１５】
請求項６〜８のいずれか１項に記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化装置であって、
前記離散ウェーブレット逆変換後のデジタル画像データに対して、逆ビットシフト処理を実施する逆ビットシフト処理部を備え、
前記逆ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１６】
離散ウェーブレット変換を用いて符号化されたデータを、離散ウェーブレット逆変換を用いて復号化する装置であって、
請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の逆係数ビットシフト処理部と、請求項１５に記載の逆ビットシフト処理部とを備えたことを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１７】
請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のデジタル画像復号化装置において、
前記離散ウェーブレット逆変換後に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間から人間の視覚特性に依存しない画像信号に変換するためのコンポーネント逆変換部を備えたことを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のデジタル画像復号化装置において、
前記コンポーネント逆変換部は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とから画像信号に変換する色変換処理を実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１９】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビットを削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするデジタル画像符号化方法。
【請求項２０】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を係数記憶部から下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビットを削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするデジタル画像符号化方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のデジタル画像符号化方法で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化方法であって、
前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数をそのまま上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするデジタル画像復号化方法。
【請求項２２】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するデジタル画像符号化プログラムであって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして下位ビットを廃棄する処理と、
当該ビット廃棄処理後の残りのビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、
をコンピュータに実施させることを特徴とするデジタル画像符号化プログラム。
【請求項２３】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するデジタル画像符号化プログラムであって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を係数記憶部から下位ビット側に所定ビット数だけシフトする処理と、
当該ビットシフト処理後の残りのビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、
をコンピュータに実施させることを特徴とするデジタル画像符号化プログラム。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載のデジタル画像符号化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２５】
請求項２３に記載のデジタル画像符号化プログラムで符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化プログラムであって、
前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数を上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトして下位ビット側に新たなビットを追加する処理と、
当該ビット追加処理後の全ビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、
をコンピュータに実施させることを特徴とするデジタル画像復号化プログラム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のデジタル画像復号化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部を備え、
前記係数ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして下位ビットを廃棄し、有効ビット数を削減して新たなウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項２】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部を備え、
前記係数ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項３】
デジタル画像データを高周波成分と低周波成分に分割してサブバンドごとの画像データを離散ウェーブレット係数に変換する離散ウェーブレット変換部と、
当該離散ウェーブレット変換部で変換された後のウェーブレット係数に対してビットシフト処理を実施する係数ビットシフト処理部と、
当該係数ビットシフト処理部でビットシフト処理されたウェーブレット係数に対して係数モデリング処理と算術符号化処理を行って圧縮データを生成するＥＢＣＯＴと、
当該ＥＢＣＯＴで生成された圧縮データを階層化するレイヤー生成部とを備え、
前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するようになっていることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のデジタル画像符号化装置において、
前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、高周波成分を含むサブバンド係数に対して前記ビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のデジタル画像符号化装置において、
前記係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数ごとに画質の寄与度を算出し、その寄与度に応じて前記サブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項６】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、
前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対してビットシフト処理を実施する変換前ビットシフト処理部を備え、
前記ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を削減して前記デジタルデータとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項７】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、
前記離散ウェーブレット変換前のデジタル画像データに対してビットシフト処理を実施する変換前ビットシフト処理部を備え、
前記ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記デジタルデータとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項８】
デジタル画像データをビットシフトするビットシフト処理部と、
当該ビットシフト処理部でビットシフトされたデジタル画像データを高周波成分と低周波成分に分割してサブバンドごとの画像データを離散ウェーブレット係数に変換する離散ウェーブレット変換部と、
当該離散ウェーブレット変換部で変換されたウェーブレット係数に対して係数モデリング処理と算術符号化処理を行って圧縮データを生成するＥＢＣＯＴと、
当該ＥＢＣＯＴで生成された圧縮データを階層化するレイヤー生成部とを備え、
前記ビットシフト処理部は、前記デジタル画像データを下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビット数を削減して前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するようになっていることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項９】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する装置であって、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の係数ビットシフト処理部と、請求項６〜８のいずれか１項に記載の変換前ビットシフト処理部とを備えたことを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のデジタル画像符号化装置において、
前記離散ウェーブレット変換前に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間に変換するためのコンポーネント変換部を備えたことを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のデジタル画像符号化装置において、
前記コンポーネント変換部は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とに変換する色変換処理を実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像符号化装置。
【請求項１２】
請求項１〜５のいずれかに記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化装置であって、
前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数に対して、逆ビットシフト処理を実施する逆係数ビットシフト処理部を備え、
前記逆ビットシフト処理は、前記ウェーブレット係数を上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するものであることを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のデジタル画像復号化装置において、
前記逆係数ビットシフト処理部は、前記符号化の際のビットシフト処理が前記ウェーブレット係数を構成する各サブバンド係数のうち、一部のサブバンド係数に対してのみ実施されているときは、前記ビットシフト処理が実施されたサブバンド係数に対してのみ実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載のデジタル画像復号化装置において、
前記逆係数ビットシフト処理部は、前記ウェーブレット係数を構成するサブバンド係数ごとに異なるビットシフト処理が行われているときは、当該各ビットシフト処理に対応した前記逆ビットシフト処理を実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１５】
請求項６〜８のいずれか１項に記載のデジタル画像符号化装置で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化装置であって、
前記離散ウェーブレット逆変換後のデジタル画像データに対して、逆ビットシフト処理を実施する逆ビットシフト処理部を備え、
前記逆ビットシフト処理は、前記デジタル画像データを上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記デジタル画像データとは異なるデジタル画像データを作成するものであることを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１６】
離散ウェーブレット変換を用いて符号化されたデータを、離散ウェーブレット逆変換を用いて復号化する装置であって、
請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の逆係数ビットシフト処理部と、請求項１５に記載の逆ビットシフト処理部とを備えたことを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１７】
請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のデジタル画像復号化装置において、
前記離散ウェーブレット逆変換後に、前記デジタル画像データを人間の視覚特性に依存した色空間から人間の視覚特性に依存しない画像信号に変換するためのコンポーネント逆変換部を備えたことを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のデジタル画像復号化装置において、
前記コンポーネント逆変換部は、前記デジタル画像データを輝度成分と、色差成分とから画像信号に変換する色変換処理を実施するようになっていることを特徴とするデジタル画像復号化装置。
【請求項１９】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトし、有効ビットを削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするデジタル画像符号化方法。
【請求項２０】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化する方法であって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を係数記憶部から下位ビット側に所定ビット数だけシフトして、有効ビットを削減して前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするデジタル画像符号化方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のデジタル画像符号化方法で符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに近いデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化方法であって、
前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数をそのまま上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトし、有効ビット数を増加させて前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成することを特徴とするデジタル画像復号化方法。
【請求項２２】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するデジタル画像符号化プログラムであって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を下位ビット側に所定ビット数だけシフトして下位ビットを廃棄する処理と、
当該ビット廃棄処理後の残りのビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、
をコンピュータに実施させることを特徴とするデジタル画像符号化プログラム。
【請求項２３】
デジタル画像データを離散ウェーブレット変換を用いて符号化するデジタル画像符号化プログラムであって、
前記離散ウェーブレット変換後のウェーブレット係数を係数記憶部から下位ビット側に所定ビット数だけシフトする処理と、
当該ビットシフト処理後の残りのビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、
をコンピュータに実施させることを特徴とするデジタル画像符号化プログラム。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載のデジタル画像符号化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２５】
請求項２３に記載のデジタル画像符号化プログラムで符号化された符号化データを離散ウェーブレット逆変換を用いて元のデジタル画像データに復号化するデジタル画像復号化プログラムであって、
前記離散ウェーブレット逆変換前のウェーブレット係数を上位ビット側に前記所定ビット数だけシフトして下位ビット側に新たなビットを追加する処理と、
当該ビット追加処理後の全ビットから前記ウェーブレット係数とは異なるウェーブレット係数を作成するウェーブレット係数作成処理と、
をコンピュータに実施させることを特徴とするデジタル画像復号化プログラム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のデジタル画像復号化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００６−８１１５２（Ｐ２００６−８１１５２Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８８３８９（Ｐ２００５−１８８３８９）
【出願日】平成１７年６月２８日（２００５．６．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２８日（２００５．６．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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