JPH08242379A - 離散ウエーブレット変換を用いた漸進的画像伝送方法及びそのためのデータ・ファイル - Google Patents

離散ウエーブレット変換を用いた漸進的画像伝送方法及びそのためのデータ・ファイル

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JPH08242379A JP7344477A JP34447795A JPH08242379A JP H08242379 A JPH08242379 A JP H08242379A JP 7344477 A JP7344477 A JP 7344477A JP 34447795 A JP34447795 A JP 34447795A JP H08242379 A JPH08242379 A JP H08242379A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 転送中に前もって画像を視認可能とすると共
に、画像が所望のものでないことがわかった場合早い時
期に転送を終了させらせる方法を提供する。 【解決手段】 離散ウエーブレット変換を用いて、前記
画像を複数の分解レベル１２，１４に変換する。各分解
レベルは、静止画像の画像表現の再構成を可能にする複
数の副画像ＬＬ，ＬＨ，ＨＬ，ＨＨから成る。低い画像
解像度レベルを与える基本分解レベル１４から開始し、
徐々に高い画像解像度レベル１２を与える分解レベルを
処理して、分解レベル１２及び１４を伝送する。各分解
レベル内では、種々の副画像の行を、隣接するブロック
で配列又は交錯させ、単一分解レベルにおける単一行の
データ全てを共に伝送する。転送の受信端において、行
ブロックを受信するにつれ、再構成し表示する。最初に
低解像度の画像を表示させ、所望の高解像度を達成する
まで、１行ずつ徐々に更新し鮮明化していく。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的低速の通信
チャネル上で静止画像を転送するための方法及びデータ
構造に関し、画像転送の間に解像度のレベルを高めなが
ら１行ずつ視認を可能とする方法及びデータ構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】デジタル的にフォーマットしたグラフィ
ック画像が、公衆オンライン情報サービスのユーザ間で
ポピュラーなアイテムとなっている。公衆オンライン情
報サービスは、ユーザが多数のデジタル画像から選択
し、選択した画像をダウンロードしてユーザ自身のコン
ピュータ上で視認できるようにするものである。高解像
度コンピュータ表示装置が入手しやすくなり広く普及し
たことによって、高画質のデジタル画像に対する要求が
高まりつつある。
【０００３】ダウンロードのためにデジタル画像が広範
囲において入手可能となったが、有用な画像を探索し獲
得することは、厄介な作業となることがある。これは、
主に、高解像度のコンピュータ画像を表わすには大量の
データが必要であること、また従来の遠隔通信技術を用
いて個人のパーソナル・コンピュータにかかる画像をダ
ウンロードするには、対応する長さの時間が必要である
ことによる。データ圧縮が一般的に行われているが、そ
れでも尚、高解像度の画像を転送するには数分かかるこ
とがある。
【０００４】例えば、画素当たり２４データ・ビットで
表される、ツルーカラーの６４０ｘ４８０画素から成る
画像を９６００ボーのモデムを用いて転送する場合、少
なくとも１２分を要する。一般的なデータ圧縮技術は、
この時間を恐らく１ないし２分に短縮することができ
る。しかしながら、この程度の遅れでも非常にいらいら
する原因となることがある。一旦画像を転送し視認し
て、ユーザが期待していたあるいは望んでいたものと全
く異なったものであることが判明した場合には、このい
らいらが更に増すことは大いにあり得ることであろう。
多数の画像をダウンロードし、ふるいにかけていると、
すぐに何時間もたってしまうということも起こり得る。
【０００５】漸進的画像伝送(progressive image trans
mission)は、このいらいらをある程度減少させるために
用いられる技術である。これは、受信側のコンピュータ
が、ダウンロード中の画像を非常に低い解像度の表現
で、素早く表示できるようにするものである。ユーザの
コンピュータによってより多くのデータが得られるにつ
れて、画像は徐々に高い解像度のレベルで表示される。
ユーザは、画像が使用不可能に思えたなら、どの時点で
も転送を打ち切ることができる。
【０００６】離散ウエーブレット変換(discrete wavele
t transformation)は、最近開発された技術であり、静
止画像データを圧縮したり、漸進的画像伝送を容易に処
理するために用いられている。数人の著者が、離散ウエ
ーブレット変換を用いた静止画像データの圧縮及び伝送
方法について記述している。例えば、以下の論文を参照
されたい。これらは、言及により本開示に含めるものと
する。Ａ．マラット，ステファン ジー．(Mallat, Ste
phane G.)，「多重解像度信号分解のための理論：ウエ
ーブレット表現(A Theory for Multiresolution Signal
Decomposition: The Wavelet Representation)」（IEE
E Transactions on Pattern Analysis and Machine Int
elligence, Vol. 11, No. 7, pp. 674-692 （１９８９
年７月） Ｂ．ゼットラ，ウイリアム アール．ら(Zettler, Will
iam R., et al.,)，「小型に維持したウエーブレットの
画像圧縮への応用(Application of CompactlySupported
Wavelets to Image Compression)」(Aware Technical
Report AD900119,pp. 1-9 (1991)) Ｃ．アントニーニ，マークら(Antonini, Marc, et a
l.)，「ウエーブレット変換を用いた画像の符号化(Imag
e Coding Using Wavelet Transform)」(IEEE tansactio
ns On Image Processing, Vol. 1, No. 2, pp. 205-220
(１９９２年４月)) Ｄ．シャピロ，ジェローム エム．(Shapiro, Jerome
M.)，「ウエーブレット係数のゼロツリーを用いた埋め
込み階層型画像符号化器(An Embedded Hierarchical Im
age Coder Using Zerotrees Of Wavelet Coefficient
s)」(IEEE Proceedings of Data Compression Conferen
ce, pp. 214-223 (1993)) Ｅ．ブランフォード，ロナルド ピー．(Blanford, Ron
ald P.)，「ウエーブレット符号化及び可変解像度漸進
的伝送(Wavelet Encoding and Variable Resolution Pr
ogressive Transmission)」(NASA Space and Earth Sci
ence Data Compression Workshop, pp. 25-35 (1993)) 上記引用論文に加えて、以下の論文も離散ウエーブレッ
ト変換についてより一般的に説明するものであり、これ
らも言及により本開示に含めるものとする。
【０００７】Ａ．バージズ，ナディアら(Baaziz, Nadi
a, et al.)「画像シーケンス符号化のためのラプラス・
ピラミッド対ウエーブレット分解(Laplacian Pyramid V
ersusWavelet Decomposition for Image Sequence Codi
ng)」(IEEE International Conference On Acoustics,
Speech and Signal Processing, pp. 1965-1968, (199
0)) Ｂ．ヴェッテルリ，マルティンら(Vetterli, Martin, e
t al.)，「ウエーブレット及びフィルタ・バンク：関係
と新たな結果(Wavelets and Filter Banks: Relationsh
ips and New Results)」(IEEE International Conferen
ce on Acoustics,Speech and Signal Processing, pp.
1723-1726, (1990)) Ｃ．プレス，ウイリアム エッチ．(Press, William
H.)，「ウェーブレット変換：初歩(Wavelet Transform
s: A Primer)」(Center for Astrophysics, Preprint S
eries No. 3184, pp.1-24) Ｄ．コディ，マック エー．( Cody, Mac A.)，「高速
ウエーブレット変換−−フーリエ変換を越える(The Fas
t Wavelet Transform--Beyond Fourier Transforms)」
(Dr. Dobb's Journal, pp. 16-28; 100-101, (１９９２
年４月)) Ｅ．リウル，オリビエら(Rioul, Olivier, et al.)「ウ
エーブレットと信号処理(Wavelets and Signal Process
ing)」（IEEE Signal Processing Magazine, pp. 14-3
8. (１９９１年１０月)) Ｆ．マラット，ステファン ジー．(Mallat, Stephane
G)「小型多重解像度表現：ウエーブレット・モデル(A C
ompact Multiresolution Representation: TheWavelet
Model)」( IEEE Proceedings of Workshop on Computer
Vision, pp.2-7, (1987)) Ｇ．マラット，Ｓ．Ｇ．(Mallat, S.G.)「コンピュータ
の画像におけるウエーブレットに対する多重解像度手法
(Multiresolution Approach To Wavelets In Computer
Vision)」(Proceedings of the International Confere
nce, Marseille, France, pp. 313-327 (１９８７年１
２月)) Ｈ．ドーベチーズ，イングリッド；ヴェッタリング，ウ
イリアム ティー．；テウコルスキー，ソール エー．
(Daubechies, Ingrid; Vetterling, William T.; Teuko
lsky, Saul A.;Society for Industrial and Applied M
athematics)「ウエーブレットの何、何故、どんな(The
What, Why, and How of Wavelets)」（ウエーブレット
についての１０講座(Ten Lectures on Wavelets)第１
章, pp. 1-16 (1992)) ゼットラらが、「小型に維持したウエーブレットの画像
圧縮への応用(Application of Compactly Supported Wa
velets to Image Compression)」と題する彼らの論文の
２〜４ページに説明しているように、「ウエーブレッ
ト」という用語は、実直線(real line)上で二乗積分可
能な関数Ｌ2(Ｒ)の正規直交基(orthonormalbasis)のこ
とを意味する。これは、スケーリング関数係数(scaling
function coefficients)の1つの集合から繰り返し定義
される。
【０００８】
【数１】 これは以下の条件を満足する。
【０００９】
【数２】 また、一般的に、
【００１０】
【数３】 となる。
【００１１】ゼットラらが更に説明しているように、こ
れらの条件を満足する、Ｎ≧２に対する集合ａkは無限
にある。これらの係数は、以下の繰り返しを満足するス
ケーリング関数φ(ｘ)を暗示的に定義する。
【００１２】
【数４】 スケーリング関数、それらの変換(translate)、関連す
る基本ウエーブレット関数ψ(ｘ)、及びψのスケーリン
グ後の変換が、Ｌ2(Ｒ)の正規直交基を形成する。スケ
ーリング関数で、ウエーブレット関数ψを以下のように
定義する。
【００１３】
【数５】 一次元では、離散ウエーブレット変換は、１つの入力シ
ーケンスＸ={ｘi}から２つの出力シーケンス（ｋ∈
｛0,...,2Ｎ-l｝)を生成する。
【００１４】
【数６】 離散ウエーブレット変換は可逆的(invertible)であるの
で、再構成を完全に行うことができる。上述の一般的原
理を用いた、ウエーブレット変換の変様もいくつか先に
引用した論文に記載されている。
【００１５】離散ウエーブレット変換を用いた画像デー
タ圧縮は、上記の式を用いて、画像を４つのサブバンド
即ち副画像に分解即ち変換することから始まる。各副画
像は、原画像の１／４のサイズであり、原画像の１／４
のデータ点数を含む。画像分解は、まず、原画像の各水
平画素列に対して一次元ウエーブレット畳み込み(one-d
imensional wavelet convolution)を行うことによっ
て、画像を低周波数情報を含む副画像と高周波数情報を
含む副画像との２つの副画像に分割する。次に、各副画
像の各垂直画素行に上記と同一又は同様の畳み込みを適
用し、先に得た副画像の各々を、更に２つの副画像に分
割する。これらも、低周波数情報及び高周波数情報に対
応する。結果的に得られた４つの副画像を、ＬＬ、Ｌ
Ｈ、ＨＬ、及びＨＨ副画像と呼ぶことにする。ＬＬ副画
像は、垂直及び水平双方のウエーブレット畳み込みから
の低周波数情報を含むものである。ＬＨ副画像は、水平
ウエーブレット畳み込みからの低周波数画像情報と、垂
直ウエーブレット畳み込みからの高周波数画像情報とを
含むものである。ＨＬ副画像は、水平ウエーブレット畳
み込みからの高周波数情報と、垂直ウエーブレット畳み
込みからの低周波数画像情報とを含むものである。ＨＨ
副画像は、垂直及び水平双方のウエーブレット畳み込み
からの高周波数情報を含むものである。
【００１６】このプロセスの結果を、図１及び図２に画
像として示す。図１は、元の圧縮前の画像１０を示す。
図２は、同じ画像の第１分解レベル１２を示す。分解レ
ベル１２は、図１の静止画像を、上述のように離散ウエ
ーブレット変換の垂直及び水平パスを用いて、変換した
結果である。分解レベル１２は、４つの副画像を含み、
説明の都合上これらを複合的に(compositely)集合化す
ることとする。先に与えた付番方法に従って、この第１
分解レベルのサブバンド即ち副画像を、ＬＬ１、ＬＨ
１、ＨＬ１、及びＨＨ１副画像として指示することにす
る。添字の１は第１分解レベルを示す。ＬＬ１副画像
は、原画像からの低周波数情報を含む。副画像ＬＬ１
は、表示装置の画面上に表したときは、解像度が低いあ
るいはサイズが小さいことを除いて、原画と同様に見え
ることを注記しておく。ＬＨ１副画像は、垂直方向に生
じる高周波数情報を含む。ＨＬ１副画像は、水平方向に
生じる高周波数情報を含む。ＨＨ１副画像は、対角線方
向に生じる高周波数情報を含む。組み合わせることによ
って、４つの副画像は、原画像を再構成するために必要
な全ての情報を含むことになる。
【００１７】第１分解レベルを更に分解すると、図３に
示すような第２分解レベル１４を含むことができる。こ
の再分解は、第１分解レベル１２の副画像ＬＬ１にのみ
行う。副画像ＬＬ１を分解するためには、原画像に対し
て既に行った同一処理と同じように、副画像ＬＬ１に水
平及び垂直ウエーブレット畳み込みを行う。このステッ
プによって、副画像ＬＬ１を、ＬＬ２、ＬＨ２、ＨＬ
２、及びＨＨ２副画像に再分割する。この場合も、ＬＬ
２は、解像度が大幅に低いことを除いて、原画像のよう
に見える。即ち、各分解レベルにおけるＬＬ副画像は、
次に高い分解レベルのＬＬ副画像の１／４のデータ点数
を有する。
【００１８】上述のウエーブレット変換を、連続して得
られる各ＬＬ副画像に対して繰り返し行う。以下に述べ
る本発明が達成しようとする実際上の目的のためには、
４つ又は５つの分解レベルを計算すれば十分であること
が、大体判った。
【００１９】原画像を再構成するためには、逆ウエーブ
レット変換を、各分解レベルにおいて繰り返し行う。２
レベル分解方式を想定すると、第２分解レベルは副画像
ＬＬ２を含み、これは原静止画像の低解像度表現即ち基
本表現となる。更に高い解像度を得るためには、第２分
解レベルの副画像を用いて、逆ウエーブレット変換を行
うことによって、副画像ＬＬ１を再構成する。続いて、
第１分解レベルの副画像を用いて逆変換を行うことによ
り（しかし、第２分解レベルの逆変換によって副画像Ｌ
Ｌ１を得た後でなければならない）、利用可能な最高の
解像度で原画を得ることができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】画像伝送にウエーブレ
ット手法を用いることの魅力は、副画像ＬＨ、ＨＬ、及
びＨＨが、ランレングス符号化やハフマン符号化のよう
な方法によって、非常に高い圧縮比で効率的に圧縮可能
なデータを含むことである。本発明の好適実施形態は、
この利点を保有するものである。加えて、本発明は、静
止画像を効率的に記憶し伝送することによって、画像を
素早く再構成し表示できるようにすると共に、徐々に解
像度を高め、早めにユーザが評価を下すことができるよ
うにする方法を提供する。伝送中ユーザが静止画像を受
け入れ不可と判断したときはいつでも、長時間浪費する
ことなく、伝送及び再構成を中断することができる。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の好適実施形態
は、電話線のような比較的低速のデータ通信リンク上で
画像を転送している間に、都合よく静止画像を前もって
見ることができるように静止画像を変換するステップを
含む。本発明の方法は、離散ウエーブレット変換のよう
な階層型サブバンド符号化方式を用いて、画像を複数の
分解レベルに変換することを含む。各分解レベルは複数
の副画像を含み、これらが静止画像のある画像表現の再
構成を可能にする。これら分解レベルの伝送は、基本分
解レベル、即ち、低いレベルの画像解像度を与える画像
表現から始まり、そして次第に高くなる画像解像度レベ
ルを与える分解レベルに進む。各分解レベルは、逆変換
することにより、より高い解像度レベルである画像表現
を生成することができる。各分解レベル内では、種々の
副画像の行を、隣接するブロック内に互いに配列したり
又は交錯させて、単一分解レベルで、単一行のデータ全
てを一緒に伝送する。転送の受信端においては、行ブロ
ックを受信しながらそれらを再構成し表示する。本発明
の好適実施形態は、低解像度の初期画像を１行ずつ徐々
に更新し鮮明化することによって、所望の高解像度を達
成する。ユーザは、画像が所望のものでない場合、いつ
の時点でも転送を終了させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に記述する本発明は、静止画
像を記憶し、転送し、受信し、そして視認するのに有用
なものである。本発明は、公衆音声帯域電話線(public
voice-gradetelephone line)又はＩＳＤＮ（統合サービ
ス・デジタル網）通信チャネルのような直列伝送媒体に
よる画像転送と組み合わせると、特に有用である。好適
実施形態の説明は、グレースケール又はＲＧＢ静止画像
を参照しながら進めていく。グレースケール画像は、画
素又は画素強度(pixel intensity)に対応する強度値の
マトリクスを有する単一カラー平面(color plane)から
成る。ＲＧＢ画像は３つの個別カラー平面から成り、各
々画素又は画素強度に対応する強度値のマトリクスを含
む。「Ｒ」カラー平面は、画素の赤成分の強度を含む。
「Ｇ」カラー平面は、画素の緑成分の強度を含む。
「Ｂ」カラー平面は、画素の青成分の強度を含む。その
他の静止画像表現も、本発明方法を用いて転送すること
ができる。
【００２３】図４に、原画像を転送する際に好適なステ
ップを示す。第１ステップ２０は、公知技術を用いて、
ＲＧＢ画像のカラー平面を輝度及びクロミナンス（ＹＵ
Ｖ）平面に変換する処理から成る。次のステップ２１
は、「従来の技術」の欄で記述したウエーブレット変換
のような階層型サブバンド符号化方式を用いて、変換し
た原画像を複数の分解レベルに変換する処理から成る。
各分解レベルは複数の副画像から成り、これらによって
原静止画像の画像表現の再構成が可能となる。変換ステ
ップ２１は、各輝度平面及びクロミナンス平面につい
て、各分解レベルにおけるサブバンド即ち副画像の別個
の集合を計算することを含む。言い換えれば、各ＹＵＶ
平面を別個に変換し、各分解レベルは、各ＹＵＶ平面に
対する複数の副画像即ち副画像集合から成る。カラーＹ
ＵＶ画像に関して上記種々のステップを与えたが、本方
法は、単一色、強度、又は輝度平面のみを含むグレース
ケール画像でも、同様に機能する。
【００２４】ステップ２１は、少なくとも３つ、そして
好ましくは４つ以上の分解レベルを生成することから成
ることが好ましい。説明の都合上４つの分解レベルを想
定すると、４番目の分解レベルを、低解像度「基本」分
解レベルと考える。これは、Ｙ平面に副画像ＹＬＬ4、
ＹＬＨ４、ＹＨＬ４、及びＹＨＨ４；Ｕ平面にＵＬＬ
４、ＵＬＨ４、ＵＨＬ４、及びＵＨＨ４；並びにＶ平面
にＶＬＬ４、ＶＬＨ４、ＶＨＬ４、及びＶＨＨ４を含
む。
【００２５】この第４分解レベルは、相対的に高い解像
度を有する第３分解レベル内に、入れ子式に埋め込む。
第３分解レベルは、第４分解レベルに加えて、副画像Ｙ
ＬＨ３、ＹＨＬ３、ＹＨＨ３、ＵＬＨ３、ＵＨＬ３、Ｕ
ＨＨ３、ＶＬＨ３、ＶＨＬ３、及びＶＨＨ３を含む。基
本分解レベルは、明示的に指定したＬＬ副画像を含む１
つのみであることを注記しておく。より解像度が高い副
画像のＬＬ副画像は、より低い即ち埋め込み分解レベル
で表わし、このより低い即ち埋め込み分解レベルから計
算即ち逆変換しなければならない。第３分解レベルより
も更に高い解像度の第２分解レベルは、第３分解レベ
ル、並びに副画像ＹＬＨ２、ＹＨＬ２、ＹＨＨ２、ＵＬ
Ｈ２、ＵＨＬ２、ＵＨＨ２、ＶＬＨ２、ＶＨＬ２、及び
ＶＨＨ２とを含む。第１分解レベルは、第２分解レベ
ル、並びに副画像ＹＬＨ１、ＹＨＬ１、ＹＨＨ１、ＵＬ
Ｈ１、ＵＨＬ１、ＵＨＨ１、ＶＬＨ１、ＶＨＬ１、及び
ＶＨＨ１を含む。
【００２６】各サブバンド即ち副画像は、対応する分解
レベルによって与えられる画像表現の行に対応する、副
画像値の行を含む。先に述べたように、所与の分解レベ
ルにおける各副画像は、原画像又は次に高い分解レベル
のＬＬ副画像の異なる周波数成分に関する情報を含む。
種々の分解レベルは、画像解像度レベルを徐々に高めて
いく。
【００２７】図４のステップ２２及び２３は、それぞ
れ、スカラー量子化(scalar quantization)及びエント
ロピ符号化(entropy coding)を行う処理から成る。変換
した画像について、レベル毎にスカラー量子化を行う。
また、ハフマン符号化又はランレングス符号化を用い
て、量子化値を圧縮又は符号化することが好ましい。こ
の目的のために、種々の形態のランレングス符号化、並
びに先に引用した文献に提案されている他の形態のデー
タ圧縮を用いることもできる。
【００２８】低解像度のみを与える基本分解レベルから
開始して、徐々に高いレベルの画像解像度を与える分解
レベルに進むことにより、分解レベルを連続的に伝送す
る。分解レベルの伝送は、図４のステップ２４ないし２
８によって行う。ステップ２４に示すように、副画像を
隣接行ブロックとして伝送する。ある１つの特定の行ブ
ロックは、特定の分解レベルの解像度で画像表現の単一
行の再構成を可能にするために必要な副画像値を全て含
む。この再構成行は、次に高い分解レベルのＬＬ副画像
の１行を形成する。
【００２９】グレイスケール画像では、行ブロックは、
選択した分解レベルの各副画像からの単一画素行から成
る。カラーＹＵＶ画像では、行ブロックは、選択した分
解レベルの各カラー平面の各副画像からの単一画素行か
ら成る。例えば、１行ブロックは、選択した分解レベル
の副画像ＹＬＨ、ＹＨＬ、ＹＨＨ、ＵＬＨ、ＵＨＬ、Ｕ
ＨＨ、ＶＬＨ、ＶＨＬ、及びＶＨＨの各々からの１画素
行から成る。
【００３０】現分解レベルからの副画像の全行を選択し
伝送するまで、単一分解レベルの連続した行ブロックに
対して、ステップ２４を繰り返す。これは、図４のブロ
ック２５及び２６によって示してある。更に、ブロック
２７及び２８で示すように、後続の分解レベルについ
て、上記のプロセスを繰り返す。全分解レベルの全行ブ
ロックを伝送し終わるまで、このプロセスを続ける。
【００３１】具体例として、第４即ち基本分解レベルか
ら伝送を開始する。基本分解レベルの伝送は、そのＬＬ
副画像のみで開始することにより、非常に荒い画像表現
を直ちに表示できるようにする。ここで記述するカラー
画像では、これは副画像ＹＬＬ４、ＵＬＬ４、及びＶＬ
Ｌ４を含む。伝送は、ＹＬＬ４の第１行、ＵＬＬ４の第
１行、及びＶＬＬ４の第１行から成る行ブロックから開
始する。続いて、ＹＬＬ４の第２行、更に、ＵＬＬ４の
第２行、そしてＹＬＬ４の第２行を含む後続の１つの行
ブロックを伝送する。更に別の行ブロックに配列して
た、副画像ＹＬＬ４、ＵＬＬ４、及びＶＬＬ４の残りの
行が続く。
【００３２】次に、第４分解レベルの残りの副画像の伝
送を継続し、副画像ＹＬＨ４、ＹＨＬ４、ＹＨＨ４、Ｕ
ＬＨ４、ＵＨＬ４、ＵＨＨ４、ＶＬＨ４、ＶＨＬ４、及
びＶＨＨ４の各々の最初の行を含む行ブロックから開始
する。次の行ブロックは、副画像ＹＬＨ４、ＹＨＬ４、
ＹＨＨ４、ＵＬＨ４、ＵＨＬ４、ＵＨＨ４、ＶＬＨ４、
ＶＨＬ４、及びＶＨＨ４の各々の第２行を含む。副画像
ＹＬＨ４、ＹＨＬ４、ＹＨＨ４、ＵＬＨ４、ＵＨＬ４、
ＵＨＨ４、ＶＬＨ４、ＶＨＬ４、及びＶＨＨ４の残りの
行も同様に配列し、順次の行ブロックとして伝送する。
【００３３】更に、続いて、各副画像ＹＬＨ３、ＹＨＬ
３、ＹＨＨ３、ＵＬＨ３、ＵＨＬ３、ＵＨＨ３、ＶＬＨ
３、ＶＨＬ３、及びＶＨＨ３の最初の行を含む行ブロッ
クから、伝送を開始する。ここで注記すべきは、この分
解レベルのＬＬ副画像は、既に伝送済みの第４分解レベ
ルから再構成可能なので、この分解レベルはＬＬ副画像
を含まないことである。次の行ブロックは、副画像ＹＬ
Ｈ３、ＹＨＬ３、ＹＨＨ３、ＵＬＨ３、ＵＨＬ３、ＵＨ
Ｈ３、ＶＬＨ３、ＶＨＬ３、及びＶＨＨ３の各々の第２
行を含む。副画像ＹＬＨ３、ＹＨＬ３、ＹＨＨ３、ＵＬ
Ｈ３、ＵＨＬ３、ＵＨＨ３、ＶＬＨ３、ＶＨＬ３、及び
ＶＨＨ３の残りの行も同様に配列し、順次の行ブロック
として伝送する。
【００３４】第２分解レベル、そして更に第１分解レベ
ルも、種々の副画像からの行を同様に順序付けして又は
交錯させて伝送する。
【００３５】以上のように、図４の方法によれば、画像
を一連の分解レベルとして伝送し、空間解像度のレベル
を徐々に高めて原画像の漸進的再構成を可能にする。更
に、情報の伝送は、１ラインずつ又は１行ずつ行う。所
与の分解レベル内で、全副画像及び全カラー平面からの
行情報を含む最初の行についての全情報を、単一行ブロ
ックとして伝送する。これによって、画像を受信した
際、１ラインずつ再構成することができるようになる。
従って、ユーザは、荒い解像度で画像を視認した後、い
つでも伝送を中断する機会を許されることになる。
【００３６】図５は、画像を受信し再構成する際の好適
なステップを示す。ブロック４０は、先に説明した行ブ
ロックを受信するステップを示す。ステップ４１ないし
４５は、各行ブロックを逆変換し表示することによっ
て、解像度レベルを高めながら静止画像に対応する連続
画素行を再構成する処理を含む。これらのステップは、
各行ブロックが受信される際に、当該行ブロックに対し
て行う。ステップ４１はエントロピ復号化から成り、ス
テップ４２はスカラ逆量子化(scalr unquantization)か
ら成り、ステップ４３は逆ウエーブレット変換から成
り、ステップ４４はＹＵＶ／ＲＧＢ変換から成る。これ
らのステップを、現分解レベルの各行に対して実行する
ことにより、次に高い分解レベルの対応する１つ又は複
数の行を再構成する。この再構成によって、解像度レベ
ルの上昇に対応してサイズを拡大させて、一連の再構成
画像を得る。
【００３７】ステップ４５は、各分解レベルの各連続画
素行を受信し再構成しつつ、表示する処理から成る。こ
れによって、ユーザは、画像の受信中にその評価を行う
ことができ、画像全体の転送又は１つの分解レベル全体
の転送すら待つ必要がなくなる。ステップ４５は、各再
構成連続画像を実際に表示する前に、それを共通サイズ
に拡大するステップを含むことが好ましい。かかる拡大
は、公知技術に従って双線形補間(bilinear interpolat
ion)又は画素平均化(pixel averaging)を行うことによ
って実現することが好ましい。また、表示ステップ４５
は、原画像を生成するのに用いたカラー・パレットより
も小さいカラー・パレットを用いて画像を表示しなけれ
ばならない場合、適切なディザ処理も含む場合がある。
【００３８】図６及び図７に、単一行ブロックの伝送及
び再構成を、図式的に示す。図６は、基本分解レベルの
Ｙ、Ｕ、及びＶのＬＬ副画像５１、５２、及び５３を示
し、単一画素行ｘを各ＬＬ副画像から選択する。選択し
た画素行を結合して、１行ブロック５４を形成する。単
一行ブロックを１ブロックとして伝送する。かかる伝送
の後、エントロピ復号化、逆量子化、逆変換、及びＹＵ
Ｖ／ＲＧＢ変換ステップ５５ないし５８を実行する。こ
れによって、再構成画像５９の単一行ｘを生成する。Ｌ
Ｌ副画像の順次の行をブロック化し、伝送し、再構成す
ることによって、基本分解レベルにおいて画像５９の全
画素行を生成する。
【００３９】図７は、ある分解レベルのＹ、Ｕ、及びＶ
副画像６１、６２、及び６３を示す。これは基本分解レ
ベルであっても、そうでなくてもよい。この場合の伝送
はＬＬ副画像を含まない。再び、単一画素行ｘを各副画
像から選択する。選択した画素行を結合して隣接した単
一の行ブロック６４を形成し、これを１ブロックとして
伝送する。かかる伝送の後、ステップ６５ないし６８の
エントロピ復号化、逆量子化、逆変換、及びＹＵＶ／Ｒ
ＧＢ変換を実行する。これによって、以前に得られたよ
りも高い解像度で、再構成画像５９の単一行ｘを生成す
る。副画像の順次の行をブロック化し、伝送し、再構成
して、現分解レベルの解像度で、画像５９の全画素行を
生成する。この処理を各分解レベルで繰り返し、更に解
像度レベルを高めて画像５９を表示する。
【００４０】画像伝送のこの特定の構成及びタイミング
によって、ユーザは最も早い時点で画像の各部分を視認
することができる。まず、最上行から開始し、下方向に
移行して、基本分解レベルのＬＬ副画像に対応する基本
又は低解像度レベルで画像を描く。基本分解レベルの残
りの副画像を受信している間に、この場合も１行ずつ、
表示を更新する。ユーザは、画像の上端から下端に徐々
に生じつつある鮮明度のわずかな上昇を認めることにな
る。画像を完全にその元の解像度で再構成するまで、後
続する分解レベルを受信している間に、鮮明度を更に高
めていく。ユーザはいつでも伝送を中断することができ
る。
【００４１】図８ないし図１２に示す一連の表示によっ
て、その結果を例示する。初期の画像表現は、図８に示
すように、かなり低い解像度で現れる。この表現は、双
線形補間の使用を反映していることに注意されたい。こ
れによって、画像の認識可能性を大幅に高めている。次
に高い分解レベルの行ブロックを受信し逆変換するにつ
れ、図８の荒い画像を徐々に、１行ずつ下から上に更新
して行き、そして図９に示すような画像表現に達する。
更に次の分解レベルの受信及び逆変換によって、図１０
及び図１１の表現に達する。最後の分解レベルを受信し
た結果、図１２の高解像度画像を得る。ユーザにとっ
て、この視覚的効果は楽しいものであろう。一連の不連
続な画像(disjointed image)を、無関係に増大するサイ
ズで見る代わりに、ユーザは、非常に高い解像度まで徐
々に１行ずつ鮮明化していく、固定サイズの単一画像を
見ることになる。
【００４２】受信側コンピュータが比較的遅い場合、図
５の再構成ステップ４１ないし４５を、受信したＹＵＶ
画像の輝度（Ｙ）平面のみを再構成し表示するよう実施
することもできる。輝度平面は、原カラー画像のグレイ
スケール表現として現れ、多くの場合画像を前もって視
認するためには満足なものである。ユーザが原画像のフ
ルカラー表示を要求するまで、色（ＵＶ）平面の更なる
再構成を延期することができる。
【００４３】上述の分解し、圧縮し、順番に並べたフォ
ーマットで静止画像を実際に記憶することには利点があ
る。これによって記憶空間を最小限にすることができ、
こうしなければ各転送の前又は間に画像データを変換し
配列するために必要となる、繰り返し処理にかかる費用
も、最小限にすることになる。従って、本発明は、静止
画像を記憶するために、図１３に図式的に示すように構
成したデータ・ファイルを含む。このデータ・ファイル
を全体的に参照番号７０で示す。これは、徐々に高めた
解像度レベルで元の静止画像を表わす複数の分解レベル
を含む。この分解レベルは、解像度レベルが高くなる順
に、ファイル内に配列する（図１３の上から下に示
す）。例えば、第４即ち基本分解レベルからのＬＬデー
タを、まずデータ・ブロック７１に記憶し、第４分解レ
ベルの残りのＬＨ、ＨＬ、及びＨＨデータを、データ・
ブロック７２に記憶する。次に、データ・ブロック７４
に第３分解レベルを記憶し、データ・ブロック７６に第
２分解レベルを記憶し、データ・ブロック７８に第１分
解レベルを記憶する。
【００４４】上述のように、各分解レベルは複数の副画
像を含み、これによって、原画像に対応する画像表現の
再構成を可能にする。副画像は、画像表現の各行に対応
する副画像値の各行を有する。副画像は、離散ウエーブ
レット変換によって変換することが好ましい。
【００４５】各分解レベルは、静止画像の各輝度及びク
ロミナンス平面に対して、別個の副画像集合を有する。
しかしながら、種々の副画像の行を、データ・ファイル
内及び各特定分解レベル内で配列することによって、図
１３に示すような行ブロックを形成する。図１３内の各
行ブロックを、符号ＲＢ＃xで示す。ここで＃は分解レ
ベルを示し、添字の値は、当該分解レベルの副画像のあ
る特定の行を示す。図示のように、副画像の最上行１か
ら開始し、副画像の最下行で終了するように、行ブロッ
クを配列する。値Ｋは、第１分解レベルの副画像内の行
数を示す。各行ブロック内の行は、当該行ブロックを含
む分解レベルによって与えられる画像表現の単一共通行
に対応する。各行ブロックは、前記単一行を再構成する
ために必要なデータを全て含む。具体的には、各行ブロ
ックは、その分解レベルの各副画像又は少なくとも複数
の副画像からの１データ行を含む。例えば、単一の行ブ
ロックは、ＹＬＨ＃x、ＹＨＬ＃x、ＹＨＨ＃x、ＵＬＨ
＃x、ＵＨＬ＃x、ＵＨＨ＃x、ＶＬＨ＃x、ＶＨＬ＃x、
及びＶＨＨ＃xを含み、ここでｘは副画像のある特定の
行を示す。行ブロックは、ランレングス符号化及びハフ
マン符号化の一形式を用いて圧縮することが好ましい。
【００４６】本発明は、比較的低速の通信リンク上で静
止画像を転送する際に必要となる改良を提供するもので
ある。ユーザは、初期の低解像度での画像表現の解像度
を高め、１ラインずつ徐々に最大解像度まで鮮明化する
表示画像表現を見ることができるので、前もって画像を
見るとき、楽しくしかも望ましいという特有の利点があ
る。この特定の分解方法を用いて、それらの計算効率を
高め、効率的なデータ圧縮を可能とするという、更に別
の利点も得ることができる。
【００４７】特許法に従って、本発明の構造及び方法の
特徴について、ある程度具体的な表現で記述した。しか
しながら、ここに開示した手段は本発明を実施する好適
な形態を構成しているので、本発明はここに示し記述し
た具体的な構造に限定されるものでないことは、理解さ
れよう。従って、本発明は、特許請求の範囲の適正な範
囲内に該当するそのあらゆる形態又は変更は、均等論に
従って適切に解釈されることを主張する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２及び図３と共に、本発明方法による種々の
分解レベルにおける静止画像を示す図。
【図２】図１及び図３と共に、本発明方法による種々の
分解レベルにおける静止画像を示す図。
【図３】図１及び図２と共に、本発明方法による種々の
分解レベルにおける静止画像を示す図。
【図４】本発明による、静止画像を伝送する際に好適な
ステップを示す流れ図。
【図５】本発明による、静止画像を受信し表示する際に
好適なステップを示す流れ図。
【図６】本発明の上記好適なステップの図式表現を表わ
す図。
【図７】本発明の上記好適なステップの図式表現を表わ
す図。
【図８】図９〜図１２と共に、図１の静止画像を解像度
レベルを徐々に高めて受信し表示した場合、どのように
見えるかを例示する図。
【図９】図８及び図１０〜図１２と共に、図１の静止画
像を解像度レベルを徐々に高めて受信し表示した場合、
どのように見えるかを例示する図。
【図１０】図８、図９、図１１及び図１２と共に、図１
の静止画像を解像度レベルを徐々に高めて受信し表示し
た場合、どのように見えるかを例示する図。
【図１１】図８〜図１０及び図１２と共に、図１の静止
画像を解像度レベルを徐々に高めて受信し表示した場
合、どのように見えるかを例示する図。
【図１２】図８〜図１１と共に、図１の静止画像を解像
度レベルを徐々に高めて受信し表示した場合、どのよう
に見えるかを例示する図。
【図１３】本発明の好適実施形態による、静止画像を記
憶するためのデータ・ファイルを示す線図。
【符号の説明】
１０：原画像 １２：第１分解レベル １４：第２分解レベル ７０：データファイル ７１〜７８：データ・ブロック

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の分解レベルで表した静止画像を転送
    する方法であって、各分解レベルは、前記静止画像の１
    つの画像表現の再構成を可能にする複数の副画像から成
    り、該副画像は、前記画像表現の各行に対応する副画像
    値の各行を有し、前記複数の分解レベルは、増大する画
    像解像度レベルを与え、前記静止画像転送方法は、 低い画像解像度レベルを与える基本分解レベルから開始
    し、増大する画像解像度レベルを与える分解レベルを続
    けることによって、前記複数の分解レベルを連続的に伝
    送するステップと、 各特定の分解レベルの前記副画像値を行ブロックとして
    伝送するステップであって、各行ブロックは、前記特定
    の分解レベルの複数の副画像からの副画像値の１つの行
    を含み、各行ブロックの各行は共通の画像表現行に対応
    する、前記のステップと、を含むことを特徴とする静止
    画像転送方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載の方法であって、更に、 副画像値の前記行ブロックを受信するステップと、 各行ブロックを受信するにつれ、増大する解像度レベル
    で、前記静止画像の連続した画素行を再構成するステッ
    プと、 前記静止画像の各再構成画素行を、これらを再構成する
    につれ表示するステップと、を含むことを特徴とする静
    止画像転送方法。
  3. 【請求項３】請求項２記載の方法において、前記再構成
    ステップは、増大する解像度レベルで一連の再構成画像
    を生成するステップを含むこと、を特徴とする静止画像
    転送方法。
  4. 【請求項４】請求項２記載の方法において、 前記再構成ステップは、増大する解像度レベルに対応し
    た増大するサイズで、一連の再構成画像を生成するステ
    ップを含み、 前記方法は、更に、前記再構成画像を表示する前に、共
    通のサイズにまで拡大するステップを含むこと、を特徴
    とする静止画像転送方法。
  5. 【請求項５】請求項２記載の方法において、 前記再構成ステップは、増大する解像度レベルに対応し
    た増大するサイズで、一連の再構成画像を作成するステ
    ップを含み、 前記方法は、更に、前記再構成画像を表示する前に、補
    間を行うことによって共通サイズにまで拡大するステッ
    プを含むこと、を特徴とする静止画像転送方法。
  6. 【請求項６】請求項２記載の方法において、前記静止画
    像を輝度及びクロミナンス平面で表わし、前記再構成及
    び表示ステップは、前記輝度平面のみを再構成し表示す
    ること、を特徴とする静止画像転送方法。
  7. 【請求項７】静止画像を転送する静止画像転送方法であ
    って、 前記静止画像を複数の分解レベルに変換するステップで
    あって、各分解レベルは、前記静止画像の１つの画像表
    現の再構成を可能にする複数の副画像から成り、該副画
    像は前記画像表現の各行に対応する副画像値の各行を有
    し、前記複数の分解レベルは増大する画像解像度レベル
    を与える、前記ステップと、 低い画像解像度レベルを与える基本分解レベルから開始
    し、増大する画像解像度レベルを与える分解レベルを続
    けることによって、前記複数の分解レベルを連続的に伝
    送するステップと、 各特定の分解レベルの前記副画像値を行ブロックとして
    伝送するステップであって、各行ブロックは、前記特定
    の分解レベルの複数の副画像からの副画像値の１つの行
    を含み、各行ブロックの各行は共通の画像表現行に対応
    する、前記のステップと、を含む静止画像転送方法。
  8. 【請求項８】請求項７記載の方法において、前記変換ス
    テップは、離散ウエーブレット変換を用いて前記複数の
    分解レベルを計算するステップを含むこと、を特徴とす
    る静止画像転送方法。
  9. 【請求項９】請求項７記載の方法であって、更に、前記
    行ブロックを伝送する前にこれらを符号化するステップ
    を含むこと、を特徴とする静止画像転送方法。
  10. 【請求項１０】請求項７記載の方法であって、更に、前
    記行ブロックを伝送する前にこれらにランレングス符号
    化を行うステップを含むこと、を特徴とする静止画像転
    送方法。
  11. 【請求項１１】請求項７記載の方法において、前記静止
    画像はクロミナンス平面及び輝度平面から成り、前記変
    換ステップは、各輝度及びクロミナンス平面に対して、
    各分解レベルにおいて別個の副画像集合を計算するステ
    ップを含むこと、を特徴とする静止画像転送方法。
  12. 【請求項１２】請求項７記載の方法において、前記静止
    画像は複数のカラー平面から成り、前記方法は、更に、
    前記変換ステップの前に、前記カラー平面をクロミナン
    ス及び輝度平面に変換するステップを含み、そしてこの
    ステップの後の前記変換ステップは、各輝度及びクロミ
    ナンス平面に対して、各分解レベルにおいて別個の副画
    像集合を計算するステップを含むこと、を特徴とする静
    止画像転送方法。
  13. 【請求項１３】請求項７記載の方法であって、更に、 副画像値の前記行ブロックを受信するステップと、 各行ブロックを受信するにつれそれを逆変換することに
    よって、増大する解像度レベルで前記静止画像の連続し
    た画素行を再構成するステップと、 前記静止画像の各再構成画素行を、これを再構成するに
    つれ表示するステップと、を含むこと、を特徴とする静
    止画像転送方法。
  14. 【請求項１４】請求項１３記載の方法において、前記再
    構成ステップは、増大する解像度レベルで一連の再構成
    画像を生成するステップを含むこと、を特徴とする静止
    画像転送方法。
  15. 【請求項１５】請求項１３記載の方法において、 前記再構成ステップは、増大する解像度レベルに対応し
    た増大するサイズで、一連の再構成画像を生成するステ
    ップを含み、 前記方法は、更に、前記再構成画像を表示する前に、共
    通のサイズにまで拡大するステップを含むこと、を特徴
    とする静止画像転送方法。
  16. 【請求項１６】請求項１３記載の方法において、 前記再構成ステップは、増大する解像度レベルに対応し
    た増大するサイズで一連の再構成画像を生成するステッ
    プを含み、 前記方法は、更に、前記再構成画像を表示する前に、補
    間を行うことによって共通サイズにまで拡大するステッ
    プを含むこと、を特徴とする静止画像転送方法。
  17. 【請求項１７】請求項１３記載の方法において、前記静
    止画像を輝度及びクロミナンス平面で表わし、前記再構
    成及び表示ステップは、前記輝度平面のみを再構成し表
    示すること、を特徴とする静止画像転送方法。
  18. 【請求項１８】静止画像を転送する静止画像転送方法で
    あって、 離散ウエーブレット変換を用いて前記静止画像を複数の
    分解レベルに変換するステップであって、各分解レベル
    は、前記静止画像の１つの画像表現の再構成を可能にす
    る複数の副画像から成り、該副画像は前記画像表現の各
    行に対応する副画像値の各行を有し、前記複数の分解レ
    ベルは増大する画像解像度レベルを与える、前記のステ
    ップと、 低い画像解像度レベルを与える基本分解レベルから開始
    し、増大する画像解像度レベルを与える分解レベルを続
    けることによって、前記複数の分解レベルを連続的に伝
    送するステップと、 各特定の分解レベルの前記副画像値を行ブロックとして
    伝送するステップであって、各行ブロックは、前記特定
    の分解レベルの複数の副画像からの副画像値の１つの行
    を含み、各行ブロックの各行は共通の画像表現行に対応
    する、前記のステップと、 副画像値の前記行ブロックを受信するステップと、 各行ブロックを受信するにつてそれを逆変換することに
    よって、増大する解像度レベルで前記静止画像の連続し
    た画素行を再構成するステップと、 前記静止画像の各再構成画素行を、これを再構成するに
    つれ表示するステップと、から成ること、を特徴とする
    静止画像転送方法。
  19. 【請求項１９】請求項１８記載の方法であって、更に、
    前記行ブロックを伝送する前にこれらを符号化するステ
    ップを含むこと、を特徴とする静止画像転送方法。
  20. 【請求項２０】請求項１８記載の方法であって、更に、
    前記行ブロックを伝送する前にこれらにランレングス符
    号化を行うステップを含むこと、を特徴とする静止画像
    転送方法。
  21. 【請求項２１】請求項１８記載の方法において、前記静
    止画像はクロミナンス平面及び輝度平面から成り、前記
    変換ステップは、各輝度及びクロミナンス平面に対し
    て、各分解レベルにおいて別個の副画像集合を計算する
    ステップを含むこと、を特徴とする静止画像転送方法。
  22. 【請求項２２】請求項１８記載の方法において、前記静
    止画像は複数のカラー平面から成り、前記方法は、更
    に、前記変換ステップの前に、前記カラー平面をクロミ
    ナンス平面及び輝度平面に変換するステップを含み、そ
    してこのステップの後の前記変換ステップは、各輝度及
    びクロミナンス平面に対して、各分解レベルにおいて別
    個の副画像集合を計算するステップを含むこと、を特徴
    とする静止画像転送方法。
  23. 【請求項２３】静止画像を記憶するためのデータ・ファ
    イルであって、 増大する解像度レベルで前記静止画像を表わす複数の分
    解レベルであって、該複数の分解レベルは、解像度レベ
    ルが増大する順に配列し、 個々の分解レベルは各々、前記静止画像の１つの画像表
    現の再構成を可能にする複数の副画像から成り、該副画
    像は、前記画像表現の各行に対応する副画像値の各行を
    有し、 前記副画像値の行は、各特定の分解レベルにおいて、行
    ブロックとして配置し、各行ブロックは、前記特定分解
    レベルの複数の副画像からの副画像値の１つの行を含
    み、各行ブロックの行は、共通の画像表現行に対応する
    こと、を特徴とするデータ・ファイル。
  24. 【請求項２４】請求項２３記載のデータ・ファイルにお
    いて、前記副画像は離散ウエーブレット変換を用いて変
    換すること、を特徴とするデータ・ファイル。
  25. 【請求項２５】請求項２３記載のデータ・ファイルにお
    いて、前記行ブロックは符号化したものであること、を
    特徴とするデータ・ファイル。
  26. 【請求項２６】請求項２３記載のデータ・ファイルにお
    いて、前記行ブロックはランレングス符号化したもので
    あること、を特徴とするデータ・ファイル。
  27. 【請求項２７】請求項２３記載のデータ・ファイルにお
    いて、各分解レベルは、前記静止画像の各輝度及びクロ
    ミナンス平面についての別個の副画像集合を含むこと、
    を特徴とするデータ・ファイル。
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