JP5244841B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関し、特に、画像データを圧縮する技術に関する。

近年、デジタル機器の発展に伴って、画像データ等の様々な圧縮方式が提案されているが、圧縮方式の１つとしてＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）２０００が知られている。ＪＰＥＧ２０００は画像の圧縮・展開の方法を規定したもので、ＪＰＥＧを発展させたものである。ＪＰＥＧ２０００は、画像データを複数のタイルに分割し、タイル毎に離散ウェーブレット変換、量子化、エントロピー符号化等の処理を施して符号化データを生成する。また、このような符号化データの生成としては、特許文献１に記載されているように、離散ウェーブレット変換の各段階において係数を求め、符号化を高めるための版情報を作成する方式が提案されている。

特開２００７−１６６０１３号公報

上記従来一般のＪＰＥＧ２０００の画像圧縮方式は、ＪＰＥＧ方式に比べて圧縮効率が向上しているが、更なる圧縮効率の向上が望まれる。また、特許文献１に示される符号化データ生成方式における係数の算出による版情報の管理についても、符号化についての更なる効率化が求められる。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、ＪＰＥＧ２０００等の圧縮アルゴリズムで離散ウェーブレット変換を用いる場合における符号化の効率を更に向上させることを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、画像データを輝度成分と色差成分からなる表色系に変換する表色系変換部と、
前記表色系変換部によって変換された画像データを複数のタイルに分割する分割部と、
前記各タイルの画像データに対して行う離散ウェーブレット変換の各段階で用いるフィルタサイズのフィルタを予め定めて記憶し、前記各段階毎に、前記各段階における画像データの画素群サイズで参照範囲が収まるフィルタサイズのフィルタであって前記各段階において予め定められたフィルタサイズであるフィルタに切り換え、当該切り換えたフィルタサイズのフィルタ、および前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズである別フィルタ、を用いて各段階での離散ウェーブレット変換を施す離散ウェーブレット変換部と、
前記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が完了した画像データを量子化する量子化部と、
前記量子化部によって量子化された画像データを符号化して圧縮データを出力する符号化部と
を備えた画像処理装置である。

また、請求項６に記載の発明は、画像データを輝度成分と色差成分からなる表色系に変換する表色系変換ステップと、
前記表色系変換ステップによって変換された画像データを複数のタイルに分割する分割ステップと、
前記各タイルの画像データに対して行う離散ウェーブレット変換の各段階で用いるフィルタサイズのフィルタを予め定めて記憶し、前記各段階毎に、前記各段階における画像データの画素群サイズで参照範囲が収まるフィルタサイズのフィルタであって前記各段階において予め定められたフィルタサイズであるフィルタに切り換え、当該切り換えたフィルタサイズのフィルタ、および前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズである別フィルタ、を用いて各段階での離散ウェーブレット変換を施す離散ウェーブレット変換ステップと、
前記離散ウェーブレット変換ステップによる離散ウェーブレット変換が完了した画像データを量子化する量子化ステップと、
前記量子化ステップで量子化された画像データを符号化して圧縮データを出力する符号化ステップと
を有する画像処理方法である。

また、請求項７に記載の発明は、コンピュータを、
画像データを輝度成分と色差成分からなる表色系に変換する表色系変換部と、
前記表色系変換部によって変換された画像データを複数のタイルに分割する分割部と、
前記各タイルの画像データに対して行う離散ウェーブレット変換の各段階で用いるフィルタサイズのフィルタを予め定めて記憶し、前記各段階毎に、前記各段階における画像データの画素群サイズで参照範囲が収まるフィルタサイズのフィルタであって前記各段階において予め定められたフィルタサイズであるフィルタに切り換え、当該切り換えたフィルタサイズのフィルタ、および前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズである別フィルタ、を用いて各段階での離散ウェーブレット変換を施す離散ウェーブレット変換部と、
前記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が完了した画像データを量子化する量子化部と、
前記量子化部によって量子化された画像データを符号化して圧縮データを出力する符号化部と
して機能させる画像処理プログラムである。

これらの発明では、離散ウェーブレット変換時には、その各段階毎に、各段階の画像データにおいて参照可能な画素群サイズの大きさに応じてフィルタサイズを選択し、当該選択したフィルタサイズのフィルタを用いて離散ウェーブレット変換を施すため、例えば、離散ウェーブレット変換の各段階における画像データの画素群サイズで参照範囲が足りるフィルタに切り換えて離散ウェーブレット変換を施すことが可能になる。これにより、離散ウェーブレット変換の段階数が、離散ウェーブレット変換に用いるフィルタのサイズによって制限される事態を軽減して離散ウェーブレット変換の処理段階数を増加可能とし、高周波と低周波の分離性能を良くしてデータの連続性を高めることが可能になる。従って、本発明によれば、ＪＰＥＧ２０００等の圧縮アルゴリズムにおいて離散ウェーブレット変換を用いる場合における符号化の効率を向上させることが可能になる。

この発明によれば、離散ウェーブレット変換部は、各段階で用いるフィルタを予め記憶しておき、各段階において当該予め定められたフィルタを用いて離散ウェーブレット変換を施すため、例えば、離散ウェーブレット変換の各段階において参照可能な画素群サイズで足りる参照範囲を有するフィルタを、各段階で用いるそれぞれのフィルタとして記憶しておくことにより、離散ウェーブレット変換の段階数が、離散ウェーブレット変換に用いるフィルタのサイズによって制限される事態を軽減できる。

また、発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置であって、前記離散ウェーブレット変換部は、第１段階から予め定められた段階までは、前記予め定められたフィルタサイズのフィルタを用いて離散ウェーブレット変換を行い、当該予め定められた段階からは、前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズの別フィルタに変更して離散ウェーブレット変換を施すものである。

この発明では、離散ウェーブレット変換部は、各段階毎にフィルタを切り換えることなく、第１段階から予め定められた段階までの離散ウェーブレット変換には、予め定められたフィルタサイズのフィルタを用い、当該予め定められた段階からは、参照範囲が更に小さいサイズの別フィルタに変更するので、各段階でのフィルタ切り換えを可能にするための符号ビットを不要とできることに加え、上記予め定められた段階を、それまで用いていたフィルタの参照範囲が、画像データについて参照可能な画素群サイズでは足りなくなった段階に設定すれば、離散ウェーブレット変換の段階数が、フィルタサイズによって制限される事態も軽減可能となる。

また、発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置であって、前記離散ウェーブレット変換部は、前段階の離散ウェーブレット変換で用いた前記予め定められたフィルタの参照範囲が、現段階の画像データについて前記フィルタの参照範囲が収まる画素群サイズでは足りなくなった時点で、現段階の離散ウェーブレット変換に用いるフィルタを、前段階で用いた前記フィルタから、前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズの別フィルタに変更するものである。

この発明では、離散ウェーブレット変換部は、前段階の離散ウェーブレット変換で用いたフィルタが参照を要する画素の参照範囲が、現段階の画像データについて参照可能な画素群サイズでは足りなくなった時点で、現段階の離散ウェーブレット変換に用いるフィルタを、前段階で用いたフィルタから、参照範囲が更に小さいサイズの別フィルタに変更するので、離散ウェーブレット変換の段階数が、フィルタサイズによって制限される事態を軽減できる。

また、発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置であって、前記離散ウェーブレット変換部は、前記各段階において、前記予め定められたフィルタサイズのフィルタ、および前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズの別フィルタ、の両方を用いて離散ウェーブレット変換を施し、当該離散ウェーブレット変換後の画像データにおける各帯域の符号化サイズが小さい方のフィルタを、当該段階でのフィルタとするものである。

この発明では、離散ウェーブレット変換部は、各段階において、予め定められたフィルタサイズのフィルタと、当該フィルタよりも参照範囲が更に小さいサイズの別フィルタの両方を用いて離散ウェーブレット変換を施し、当該離散ウェーブレット変換後における画像データの各帯域の符号化サイズが小さい方のフィルタを、当該段階でのフィルタとして、各段階においては、高周波と低周波の分離性能に優れた方のフィルタによる離散ウェーブレット変換を採用するので、符号化の効率を更に向上させることが可能になる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像処理装置であって、前記離散ウェーブレット変換部は、前記各段階での離散ウェーブレット変換後の画像データにおける各帯域の符号化サイズの判断を、最高域成分の帯域についての符号化サイズに基づいて行うものである。

この発明では、離散ウェーブレット変換部が、上記各段階での離散ウェーブレット変換後の画像データにおける各帯域の符号化サイズの判断を、最高域成分の帯域についての符号化サイズに基づいて行うことで、当該符号化サイズの判断について精度を保ちつつ処理時間を短縮している。

本発明によれば、ＪＰＥＧ２０００等の圧縮アルゴリズムにおいて離散ウェーブレット変換を用いる場合における符号化の効率を向上させることが可能になる。

本実施の形態における画像処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 画像圧縮部の概略構成を示す図である。 タイル分割を示す図である。 離散ウェーブレット変換について示す模式図である。 画像圧縮部が画像圧縮プログラムに従って実行する画像圧縮処理の第１実施形態を示したフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は、各タイルサイズで参照可能な画素群サイズと、離散ウェーブレット変換に用いるフィルタが必要とする画素の参照範囲との関係を示す図である。 画像圧縮部が画像圧縮プログラムに従って実行する画像圧縮処理の第２実施形態を示したフローチャートである。 画像圧縮部が画像圧縮プログラムに従って実行する画像圧縮処理の第３実施形態を示したフローチャートである。 画像圧縮部が画像圧縮プログラム１２１に従って実行する画像圧縮処理の第４実施形態を示したフローチャートである。

本発明における画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムの実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態における画像処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。なお、画像処理装置１は、パーソナルコンピュータ（パソコン）やワークステーション、携帯情報端末等の情報処理装置で実現され、図１のブロック図は画像処理装置１がこれらの情報処理装置によって実現された場合を例に図示している。この他、画像処理装置１としての情報処理装置は、コピー機やスキャナ等の画像読取装置や、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ、デジタルカメラを搭載した携帯電話等の撮像装置に組み込まれて用いられてもよい。

図１に示すように、画像処理装置１は制御部１１、記憶部１２、入力操作部１３、表示部１４、Ｉ／Ｆ部１５、ネットワークＩ／Ｆ部１６、画像圧縮部１７及びＲＡＭ１８等を備えて構成される。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）等によって構成され、入力された指示信号等に応じて記憶部１２に記憶された画像処理プログラムを読み出して処理を実行し、各機能部への指示信号の出力、データ転送等を行って画像処理装置１を統括的に制御する。

記憶部１２は、画像処理装置１の備える種々の機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。本実施の形態では、記憶部１２は画像圧縮プログラム（特許請求の範囲でいう画像処理プログラムの一例）１２１を記憶する。画像圧縮プログラム１２１は、Ｉ／Ｆ部１５又はネットワークＩ／Ｆ部１６が入力した画像データをＪＰＥＧ２０００方式で圧縮して符号化データを生成するためのプログラムである。例えば、ＣＰＵ等でなる制御部１１が、画像圧縮プログラム１２１に従って動作することで画像圧縮部１７として機能する。この画像圧縮プログラム１２１は、ＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤからの読込、或いは、Ｉ／Ｆ部１５又はネットワークＩ／Ｆ部１６によるインターネット上のサーバからダウンロードにより記憶部１２に記憶される。

入力操作部１３は、各種操作ボタンやマウス等のポインティングデバイスを備え、ユーザによって操作がなされると、操作信号を制御部１１へ出力する。表示部１４は、液晶ディスプレイ等の表示画面であり、入力操作部１３から入力された内容に応じた表示を行ったり、制御部１１による処理内容や処理結果を表示する。

Ｉ／Ｆ部１５はＩＥＥＥ１３９４やＵＳＢ等のインターフェイスであり、外部装置と直接データの送受信を行うことができる。ネットワークＩ／Ｆ部１６は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、ネットワークＩ／Ｆ部１６と接続されたネットワーク（不図示）を介して外部装置と種々のデータの送受信を行う。

画像圧縮部１７は、記憶部１２に記憶された画像圧縮プログラム１２１を実行することによって、Ｉ／Ｆ部１５やネットワークＩ／Ｆ部１６を介して入力された画像データをＪＰＥＧ２０００方式で圧縮して符号化データを生成する。ＲＡＭ（Random Access Memory）１８は、制御部１１が実行するための制御プログラムや処理を実行する際のデータ等を一時的に保存する。また、画像圧縮部１７が画像圧縮プログラム１２１に従って処理を実行する際に生成される符号化データや圧縮率調整データ等を一時的に保存する。

図２は、画像圧縮部１７の概略構成を示す図である。図３はタイル分割を示す図である。図４は離散ウェーブレット変換について示す模式図である。

画像圧縮部１７は、表色系変換部１７１と、タイル分割部（分割部）１７２と、離散ウェーブレット変換部（離散ウェーブレット変換部）１７３と、量子化部１７４と、符号化部１７５と、符号ストリーム部１７６として機能する。

まず、表色系変換部１７１が、入力された画像データの表色系を例えばＲＧＢ方式からＹＣｂＣｒ方式へコンポーネント変換する。

続いて、タイル分割部１７２が、表色系が変換された画像データを図３に示すように複数のタイルに分割する。ここで、タイル分割部１７２は、主走査方向に配列したタイルを１つのバンドとして区分する。離散ウェーブレット変換部１７３から符号ストリーム部１７６による処理は当該バンド毎に行う。図３を用いて説明すると、タイルＡ〜Ｅ、タイルＦ〜Ｋ、タイルＬ〜Ｑ、タイルＲ〜Ｖをそれぞれ１つのバンドとして区分し、バンド別に離散ウェーブレット変換部１７３以降の処理を行う。従って、以下で説明する処理は全てバンド単位で行われるものとして説明する。

図２に戻り、離散ウェーブレット変換部１７３は、１つのバンドの各タイルに対して離散ウェーブレット変換を施して係数データを出力する。図４は、離散ウェーブレット変換について示した模式図である。離散ウェーブレット変換部１７３は、図４（ａ）のタイル画像（０ＬＬ）に対して、離散ウェーブレット変換を施し、図４（ｂ）に示すようにサブバンド１ＬＬ、１ＨＬ、１ＬＨ及び１ＨＨに分解する。続いて、低周波成分１ＬＬに対して離散ウェーブレット変換を施し、図４（ｃ）に示すようにサブバンド２ＬＬ、２ＨＬ、２ＬＨ及び２ＨＨに分解する。尚、図４では２レベル変換（２段階の変換）について図示しているが、離散ウェーブレット変換の回数は特に制限しない。

そして、量子化部１７４は、離散ウェーブレット変換された係数データに対して線形量子化を行う。更に、符号化部１７５が、各圧縮率で量子化された量子化データに対してエントロピー符号化を行う。このエントロピー符号化は、 EBCOT (Embedded Block Coding with Optimized Truncation) と呼ばれるアルゴリズムにより行われる。

エントロピー符号化が終わった後、符号ストリーム部１７６は、ファイルにデータを書き込むための符号ストリームの形成を行う。この符号ストリーム処理については、各文献により周知のものであるため説明を省略する。

図５は、画像圧縮部１７が画像圧縮プログラム１２１に従って実行する画像圧縮処理の第１実施形態を示したフローチャートである。図６（ａ）〜（ｄ）は、各タイルサイズで参照可能な画素群サイズと、離散ウェーブレット変換に用いるフィルタが必要とする画素の参照範囲との関係を示す図である。なお、以下の各実施形態について各フローチャートで示す画像処理は、特許請求の範囲における画像処理方法の一例である。

まず、表色系変換部１７１及びタイル分割部１７２は、画像データの色空間変換、タイル分割を行い、分割されたタイルをバンド別に区分する（Ｓ１）。続いて、離散ウェーブレット変換部１７３は、当該画像圧縮処理の対象とするバンドを選択する（Ｓ２）。さらに、離散ウェーブレット変換部１７３は、当該選択したバンドの中から離散ウェーブレット変換の対象とするタイルを選択する（Ｓ３）。

この後、離散ウェーブレット変換部１７３は、第１段階での離散ウェーブレット変換に用いるフィルタを選択し（Ｓ４）、当該選択したフィルタを用いて当該タイルの画像データに対する離散ウェーブレット変換を行う（Ｓ５）。

例えば、上記分割されたタイルのサイズが128×128（離散ウェーブレット変換の対象として入力される画像のサイズ）の場合について説明する。離散ウェーブレット変換部１７３は、第１段階（入力画像のサイズ128×128）での離散ウェーブレット変換に用いるフィルタとして、9（低周波）/7（高周波）のサイズのフィルタを記憶しており、第２段階（入力画像のサイズ64×64）で用いるフィルタとして、9（低周波）/7（高周波）のサイズのフィルタを記憶しており、第３段階（入力画像のサイズ32×32）で用いるフィルタとして、9（低周波）/7（高周波）のサイズのフィルタを記憶しており、第４段階（入力画像のサイズ16×16）で用いるフィルタとして、9（低周波）/7（高周波）のサイズのフィルタを記憶しており、第５段階（入力画像のサイズ8×8）で用いるフィルタとして、9（低周波）/7（高周波）のサイズのフィルタを記憶しており、第６段階（入力画像のサイズ4×4）で用いるフィルタとして、5（低周波）/3（高周波）のサイズのフィルタを記憶している。

すなわち、離散ウェーブレット変換部１７３は、初期のタイルサイズで参照可能な画素群サイズと、離散ウェーブレット変換に用いるフィルタが必要とする画素の参照範囲との関係から、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、現段階の画像データにおいて参照可能な画素群サイズで足りるサイズの参照範囲を有するフィルタであって、当該参照範囲の大きいものから用いるように記憶している。離散ウェーブレット変換部１７３は、各段階毎に、各段階に対応付けて予め記憶しているサイズのフィルタを選択し、当該段階での離散ウェーブレット変換に用いる。

上記のように、離散ウェーブレット変換部１７３は、各段階において、各段階について予め定められたサイズのフィルタを選択し、予め定められた最終の段階に至るまで、当該選択したフィルタを用いての離散ウェーブレット変換を繰り返す（Ｓ６でＮＯ）。すなわち、離散ウェーブレット変換部１７３は、画素群サイズがフィルタの参照範囲に足りなくなる段階として設定された上記最終の段階を予め記憶しており、当該段階に至ったか否かをＳ６で判断している。離散ウェーブレット変換部１７３が、離散ウェーブレット変換の段階が当該最終の段階に至ったと判断した場合には（Ｓ６でＹＥＳ）、当該離散ウェーブレット変換後の画像データを量子化部１７４が量子化し（Ｓ７）、符号化部１７５が符号化する（Ｓ８）。

そして、離散ウェーブレット変換部１７３は、この時点で画像処理の対象としているバンドについて未処理のタイルが残っているかを判断し（Ｓ９）、未処理のタイルが残っている場合には（Ｓ９でＹＥＳ）、Ｓ３乃至Ｓ９までの処理を次のタイルについて繰り返す。

一方、未処理のタイルが残っていない場合には（Ｓ９でＮＯ）、上記分割したバンドのうち、離散ウェーブレット変換未処理のバンドが残っているか否かを判断し（Ｓ１０）、残っている場合には（Ｓ１０でＹＥＳ）、処理はＳ２に戻り、残りのバンドについてＳ３乃至Ｓ９の処理を行う。

図７は、画像圧縮部１７が画像圧縮プログラム１２１に従って実行する画像圧縮処理の第２実施形態を示したフローチャートである。なお、第１実施形態と同様の処理は説明を省略する。

この第２実施形態では、離散ウェーブレット変換部１７３は、第１段階から予め定められた段階までは、予め定められたフィルタサイズのフィルタを用いて離散ウェーブレット変換を行い、当該予め定められた段階よりも後の段階からは、参照範囲が更に小さいサイズの予め定められた別フィルタに変更して離散ウェーブレット変換を施す（Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７）。

すなわち、第１実施形態では、離散ウェーブレット変換部１７３は、各段階毎に、各段階で用いるフィルタを選択しているが、この第２実施形態では、離散ウェーブレット変換部１７３は、離散ウェーブレット変換の段階が予め定められた段階に達したか否かを判断し（Ｓ２６）、当該予め定められた段階に至るまでは（Ｓ２６でＹＥＳ）、第１段階の時点で選択したサイズのフィルタを用い（Ｓ２６でＮＯ，Ｓ２５）、当該予め定められた段階からは、参照範囲が更に小さいサイズの予め定められた別のフィルタを選択し（Ｓ２７）、当該変更後のフィルタを用いて離散ウェーブレット変換を行う（Ｓ２８）。

当該第２実施形態では、離散ウェーブレット変換部１７３は、この予め定められた段階として、離散ウェーブレット変換後の画像データにおいて参照可能な画素群サイズがフィルタの参照範囲に足りなくなる段階を、上記予め定められた段階として予め記憶しており、当該段階に至ったか否かをＳ２６で判断する。例えば、図６（ａ）〜（ｄ）に示した例で言えば、9（低周波）/7（高周波）のサイズのフィルタでの処理が可能な入力画像サイズ8×8の段階から、9（低周波）/7（高周波）のサイズのフィルタでの処理が不可能であり、5（低周波）/3（高周波）のサイズのフィルタでの処理が可能な入力画像サイズ4×4の段階になった場合における当該入力画像サイズ4×4の段階を、離散ウェーブレット変換部１７３が、上記予め定められた段階として記憶している。

図８は、画像圧縮部１７が画像圧縮プログラム１２１に従って実行する画像圧縮処理の第３実施形態を示したフローチャートである。なお、第１実施形態又は第２実施形態と同様の処理は説明を省略する。

この第３実施形態では、離散ウェーブレット変換部１７３は、第１段階から、予め定められたフィルタサイズのフィルタを用いて離散ウェーブレット変換を行い、各段階における離散ウェーブレット変換後に、当該離散ウェーブレット変換部１７３が、前段階の離散ウェーブレット変換で用いたフィルタの参照範囲が、現段階の画像データについて参照可能な画素群サイズで足りるか否かを判断し（Ｓ４６）、前段階の離散ウェーブレット変換で用いたフィルタの参照範囲が、現段階の画像データにおいて参照可能な画素群サイズでは足りなくなった時点で（Ｓ４６でＮＯ）、当該現段階の離散ウェーブレット変換に用いるフィルタを、前段階で用いたフィルタから、参照範囲が更に小さいサイズの予め定められた別のフィルタに変更する（Ｓ４７）。この段階からは、離散ウェーブレット変換部１７３は、当該変更後のフィルタを用いて離散ウェーブレット変換を行う（Ｓ４８）。

すなわち、この第３実施形態では、離散ウェーブレット変換部１７３は、各段階で用いるフィルタを予め記憶しておらず、各段階での離散ウェーブレット変換が完了する毎に、Ｓ４６として示したフィルタを変更するか否かの判断、図６（ａ）〜（ｄ）に示した例で言えば、9（低周波）/7（高周波）のサイズのフィルタでの処理が可能な入力画像サイズ8×8の段階から、9（低周波）/7（高周波）のサイズのフィルタでの処理が不可能であり、5（低周波）/3（高周波）のサイズのフィルタでの処理が可能な入力画像サイズ4×4の段階になったか否かの判断を行う。

図９は、画像圧縮部１７が画像圧縮プログラム１２１に従って実行する画像圧縮処理の第４実施形態を示したフローチャートである。なお、第１実施形態乃至第３実施形態と同様の処理は説明を省略する。

第４実施形態では、離散ウェーブレット変換部１７３は、各段階において、予め定められたフィルタサイズのフィルタと、当該フィルタよりも参照範囲が更に小さい予め定められた別のフィルタサイズのフィルタの両方を用いて離散ウェーブレット変換を施す（Ｓ６４，Ｓ６５）。当該２つのフィルタを用いた離散ウェーブレット変換の後、離散ウェーブレット変換部１７３は、当該離散ウェーブレット変換後の画像データについて、各帯域（LL,HL,LH,HH）の画像データについて符号化サイズが小さくなった方のフィルタを判別し（Ｓ６６）、当該フィルタで離散ウェーブレット変換を行った方の画像データを当該段階での画像データとする。すなわち、当該離散ウェーブレット変換後における各帯域の符号化サイズが小さい方のフィルタを当該段階でのフィルタとして採用する（Ｓ６７）。

例えば、離散ウェーブレット変換部１７３は、9（低周波）/7（高周波）のサイズのフィルタと、5（低周波）/3（高周波）のサイズのフィルタの両方を用いて離散ウェーブレット変換を施し、当該離散ウェーブレット変換後の２つの画像データのうち、各帯域（LL,HL,LH,HH）の画像データについて符号化サイズが小さくなった方のフィルタを判別する。

なお、Ｓ６４では、離散ウェーブレット変換部１７３は、各段階で用いるフィルタを選択する際、各段階における画像データの画素群サイズが、上記予め定められたフィルタサイズ（例えば、9（低周波）/7（高周波）のサイズ）のフィルタでの処理が可能な入力画像サイズであるか否かを判断し、当該予め定められたフィルタサイズのフィルタでの処理が不可能であり、当該フィルタよりも参照範囲が更に小さい予め定められた別のフィルタサイズ（例えば、5（低周波）/3（高周波）のサイズ）のフィルタでの処理が可能な入力画像サイズである場合には、Ｓ６５では、当該参照範囲が更に小さい予め定められた別のフィルタサイズのフィルタを用いて離散ウェーブレット変換を行う。この場合、Ｓ６６及びＳ６７の処理は行われず、Ｓ６８の処理が行われる。

上記Ｓ６４乃至Ｓ６８の処理は、離散ウェーブレット変換部の段階が、最終段階（離散ウェーブレット変換後の画像データの画素群サイズが、上記参照範囲が更に小さい予め定められた別サイズのフィルタの参照範囲に足りなくなった段階）に達するまで続ける（Ｓ６８）。

また、離散ウェーブレット変換部１７３は、Ｓ６６では、各段階での離散ウェーブレット変換後における各帯域の符号化サイズの判断を、最高域成分の帯域（HH）の符号化サイズに基づいて行ってもよい。この場合、上記離散ウェーブレット変換後の画像データにおける各帯域の符号化サイズの判断について精度を保ちつつ処理時間を短縮できる。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態は、離散ウェーブレット変換において可逆変換又は非可逆変換のいずれを行う場合にも適用可能である。特に、従来は、非可逆変換圧縮の場合に、離散ウェーブレット変換に用いるフィルタが固定されていたが（例えば、9（低周波）/7（高周波）のフィルタサイズ）、上記各実施形態によれば、離散ウェーブレット変換後の画像データの画素群サイズが上記固定されたフィルタの参照範囲に足りなくなった場合に、当該画素群サイズでも離散ウェーブレット変換が可能なサイズの別フィルタ（例えば、5（低周波）/3（高周波）のサイズのフィルタ）に切り換えることで、離散ウェーブレット変換される回数（段階数）を増加させることが可能になるため、HL,LH,HHといった高周波成分を含む部分での画素間で値の連続性が高くなり、圧縮効率を高めることができる。

なお、上記図１乃至図９に示した実施形態に係る構成及び処理は、本発明に係る画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムの構成及び処理の単なる一例に過ぎず、本発明に係る画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムの構成及び処理を上記に示した内容に限定するものではない。

１ 画像処理装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 入力操作部
１４ 表示部
１７ 画像圧縮部
１７１ 表色系変換部
１７２ タイル分割部
１７３ 離散ウェーブレット変換部
１７４ 量子化部
１７５ 符号化部
１７６ 符号ストリーム部

Claims (7)

1. 画像データを輝度成分と色差成分からなる表色系に変換する表色系変換部と、
   前記表色系変換部によって変換された画像データを複数のタイルに分割する分割部と、
   前記各タイルの画像データに対して行う離散ウェーブレット変換の各段階で用いるフィルタサイズのフィルタを予め定めて記憶し、前記各段階毎に、前記各段階における画像データの画素群サイズで参照範囲が収まるフィルタサイズのフィルタであって前記各段階において予め定められたフィルタサイズであるフィルタに切り換え、当該切り換えたフィルタサイズのフィルタ、および前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズである別フィルタ、を用いて各段階での離散ウェーブレット変換を施す離散ウェーブレット変換部と、
   前記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が完了した画像データを量子化する量子化部と、
   前記量子化部によって量子化された画像データを符号化して圧縮データを出力する符号化部と
   を備えた画像処理装置。
2. 前記離散ウェーブレット変換部は、第１段階から予め定められた段階までは、前記予め定められたフィルタサイズのフィルタを用いて離散ウェーブレット変換を行い、当該予め定められた段階からは、前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズの別フィルタに変更して離散ウェーブレット変換を施す請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記離散ウェーブレット変換部は、前段階の離散ウェーブレット変換で用いた前記予め定められたフィルタの参照範囲が、現段階の画像データについて前記フィルタの参照範囲が収まる画素群サイズでは足りなくなった時点で、現段階の離散ウェーブレット変換に用いるフィルタを、前段階で用いた前記フィルタから、前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズの別フィルタに変更する請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記離散ウェーブレット変換部は、前記各段階において、前記予め定められたフィルタサイズのフィルタ、および前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズの別フィルタ、の両方を用いて離散ウェーブレット変換を施し、当該離散ウェーブレット変換後の画像データにおける各帯域の符号化サイズが小さい方のフィルタを、当該段階でのフィルタとする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 前記離散ウェーブレット変換部は、前記各段階での離散ウェーブレット変換後の画像データにおける各帯域の符号化サイズの判断を、最高域成分の帯域についての符号化サイズに基づいて行う請求項４に記載の画像処理装置。
6. 画像データを輝度成分と色差成分からなる表色系に変換する表色系変換ステップと、
   前記表色系変換ステップによって変換された画像データを複数のタイルに分割する分割ステップと、
   前記各タイルの画像データに対して行う離散ウェーブレット変換の各段階で用いるフィルタサイズのフィルタを予め定めて記憶し、前記各段階毎に、前記各段階における画像データの画素群サイズで参照範囲が収まるフィルタサイズのフィルタであって前記各段階において予め定められたフィルタサイズであるフィルタに切り換え、当該切り換えたフィルタサイズのフィルタ、および前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズである別フィルタ、を用いて各段階での離散ウェーブレット変換を施す離散ウェーブレット変換ステップと、
   前記離散ウェーブレット変換ステップによる離散ウェーブレット変換が完了した画像データを量子化する量子化ステップと、
   前記量子化ステップで量子化された画像データを符号化して圧縮データを出力する符号化ステップと
   を有する画像処理方法。
7. コンピュータを、
   画像データを輝度成分と色差成分からなる表色系に変換する表色系変換部と、
   前記表色系変換部によって変換された画像データを複数のタイルに分割する分割部と、
   前記各タイルの画像データに対して行う離散ウェーブレット変換の各段階で用いるフィルタサイズのフィルタを予め定めて記憶し、前記各段階毎に、前記各段階における画像データの画素群サイズで参照範囲が収まるフィルタサイズのフィルタであって前記各段階において予め定められたフィルタサイズであるフィルタに切り換え、当該切り換えたフィルタサイズのフィルタ、および前記予め定められたフィルタとは異なり参照範囲が更に小さいフィルタサイズである別フィルタ、を用いて各段階での離散ウェーブレット変換を施す離散ウェーブレット変換部と、
   前記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が完了した画像データを量子化する量子化部と、
   前記量子化部によって量子化された画像データを符号化して圧縮データを出力する符号化部と
   して機能させる画像処理プログラム。

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