JPH1056640A - 画像符号化方法及び画像復号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３次元画像データを符号化する画像符号化方
法において、必要となるメモリ容量及び計算量を削減し
て、効率的な符号化を実現可能にする。 【解決手段】 ３次元画像データ（ｕ，ｖ，ｗ）の任意
のｗ座標における２次元画像データに対してｕ軸方向及
びｖ軸方向に周波数帯域分割を行い、ｕ軸方向及びｖ軸
方向に共に低周波成分を持つ画像データｄ_LL ⁽¹⁾ を得
る。画像データｄ_LL ⁽¹⁾ に対してさらにｕ軸方向及びｖ
軸方向に周波数帯域分割を行い、画像データｄ_LL ⁽²⁾ を
得る。このような動作を所定の回数繰り返すことによっ
て、画像サイズが小さく且つ画像情報の集中した符号化
対象の画像データ１４を得る。複数フレーム分の画像デ
ータ１４からなる画像系列１５を時間軸方向に圧縮し符
号化することによって、基の３次元画像データの符号化
を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多次元画像、特に
３次元の画像データを圧縮して符号化する画像符号化方
法、及び前記画像符号化方法によって符号化された画像
データを復号する画像復号化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理技術の分野において、画像デー
タの情報が離散コサイン変換（ＤＣＴ）、ウェーブレッ
ト変換等の直交変換によって特定の空間又は時間の周波
数帯域に集中することは良く知られている。このことを
利用して、従来の画像符号化方法では、２次元配列の画
像データを直交変換して圧縮し、得られた画像データを
符号化するという方法がよくとられている。

【０００３】例えば、２次元ＤＣＴを用いた従来の画像
符号化方法によると、２次元配列の画像データを８×８
画素程度の面要素に分割し、各面要素毎に水平及び垂直
方向に２次元ＤＣＴを行い、画像電力（情報）が集中す
るＤＣ成分に多くの符号量を割り当てて符号化した。ま
た、動画像に対しては、時間的な画像の相関を利用し
て、フレーム間の画像データを比較演算して動きベクト
ルを求め、この動きベクトルを離散コサイン変換した上
で符号化することにより、画像の時間的冗長度を削減し
た。

【０００４】また、２次元ウェーブレット変換を用いた
従来の画像符号化方法によると、帯域分割フィルタによ
って、画像データを水平と垂直方向に走査して得られる
映像信号の周波数帯域を２分割した。このような帯域分
割を繰り返すことにより、基底が長く且つ画像電力が集
中した低周波帯域の画像データを求め、この低周波帯域
の画像データに符号量を多く割り当てて符号化すること
によって、空間的冗長度を削減した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】直交変換を利用した画
像符号化方法では、画像データの次元数が増えたとき、
例えば３次元画像データを対象とする場合でも、ＤＣＴ
変換器又は帯域分割フィルタを画像の次元数に応じた数
だけ配置して各次元において画像の帯域圧縮を行えば、
原理的には符号化は可能である。

【０００６】しかしながら、次元数が増えるにつれて、
処理に要する画像メモリと演算量が飛躍的に増大する。
ＤＣＴの場合では、各次元ｊの演算回数をｃ（ｊ）とす
ると、次元数が増加する毎に演算量はｃ（１）、ｃ
（１）×ｃ（２）、ｃ（１）×ｃ（２）×ｃ（３）と増
えていく。また、次元数が増えるにつれて、必要となる
画像メモリのサイズも大きくなり、３次元画像処理では
大規模なフレームメモリが必要となる。このため、例え
ば３０枚／秒の転送レートで送られるような動画像を、
３次元の直交変換を用いて符号化するのは困難であっ
た。

【０００７】例えば、画素数７２０×４８０の画像８フ
レームからなる３次元画像系列を８×８×８の立体要素
に分割して３次元ＤＣＴを行う場合を考えると、各立体
要素毎に５４００｛＝（７２０÷８）×（４８０÷
８）｝回の３次元ＤＣＴの演算を行う必要があった。ま
た、各画素が赤、緑、青の３色について各々８ビットの
情報を持つと仮定すると、７２０×４８０×８の動画像
を直接圧縮するためには、６６３５５２００（＝７２０
×４８０×８×３×８）ビットのフレームメモリが必要
であった。このように、３次元動画像を３次元ＤＣＴを
用いて符号化するためには、大容量のフレームメモリ及
び高速な演算器が必要になるので、実際に実行するのは
極めて困難であった。

【０００８】前記の問題に鑑み、本発明は、３次元画像
データを符号化する画像符号化方法において、必要とな
るメモリ容量及び計算量を削減して、効率的な符号化を
実現可能にすることを課題とする。また、本発明に係る
画像符号化方法によって符号化された画像データを復号
する画像復号化方法を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明は、３次元画像データを符号化する画像符号
化方法として、３次元画像データ（ｕ，ｖ，ｗ）から任
意のｗ座標における２次元画像データを取り出し、ｕ軸
方向及びｖ軸方向に周波数帯域分割を行い高周波成分を
含む画像と低周波成分を含む画像とに分割することを所
定の回数繰り返すことによって、画像情報の集中した低
周波画像データを求め、この低周波画像データ複数個集
めた３次元画像データを基の３次元画像データの代わり
に符号化の対象とするものであり、これにより、従来の
画像符号化方法よりも、必要となるメモリ容量及び計算
量を削減することができる。

【００１０】３ＤＣＴの場合には、４段の２次元周波数
帯域分割を行うことによって、画像サイズは１／２５６
分の１になる。これにより、例えばメモリ容量を約６７
Ｍｂｉｔから約２６０ｋｂｉｔに削減できる。

【００１１】具体的に請求項１の発明が講じた解決手段
は、３次元画像データを符号化する画像符号化方法とし
て、与えられた３次元画像データ（ｕ，ｖ，ｗ）に対し
てｗ軸座標に所定値を与え、２次元画像データを構成す
る第１の工程と、分割対象の２次元画像データに対して
ｕ軸方向に帯域分割及び画素間引きを行い、この分割対
象の２次元画像データをｕ軸方向に高周波成分を持つ画
像データとｕ軸方向に低周波成分を持つ画像データとに
分割する第２の工程と、前記第２の工程によって得られ
たｕ軸方向に高周波成分を持つ画像データに対してｖ軸
方向に帯域分割及び画素間引きを行い、このｕ軸方向に
高周波成分を持つ画像データを、ｕ軸方向及びｖ軸方向
に共に高周波成分を持つ画像データとｕ軸方向に高周波
成分を持ち且つｖ軸方向に低周波成分を持つ画像データ
とに分割する第３の工程と、前記第２の工程によって得
られたｕ軸方向に低周波成分を持つ画像データに対して
ｖ軸方向に帯域分割及び画素間引きを行い、このｕ軸方
向に低周波成分を持つ画像データを、ｕ軸方向に低周波
成分を持ち且つｖ軸方向に高周波成分を持つ画像データ
とｕ軸方向及びｖ軸方向に共に低周波成分を持つ画像デ
ータとに分割する第４の工程とを備え、前記第１の工程
によって構成された一の２次元画像データに対して前記
第２〜第４の工程を所定の回数繰り返して行い、前記第
２の工程は、繰り返しの当初は前記第１の工程によって
構成された一の２次元画像データを分割対象の２次元画
像データとし、２回目以降は前回の前記第４の工程によ
って得られたｕ軸方向及びｖ軸方向に共に低周波成分を
持つ画像データを分割対象の２次元画像データとし、繰
り返しの最終回の前記第４の工程によって得られたｕ軸
方向及びｖ軸方向に共に低周波成分を持つ画像データ
を、前記第１の工程によって構成された一の２次元画像
データの代わりに符号化対象の画像データとするもので
ある。

【００１２】請求項１の発明により、前記第１の工程に
よって構成された一の２次元画像データに対して、前記
第２〜第４の工程が所定の回数繰り返して行われる。こ
のとき、繰り返しの最終回の前記第４の工程によって得
られたｕ軸方向及びｖ軸方向に共に低周波成分を持つ画
像データは、前記一の２次元画像データの画像情報が集
中したものになる。しかも、その画像サイズは、所定の
回数をｎとすると、１／４ⁿ になる。したがって、これ
を前記一の２次元画像データの代わりに符号化対象の画
像データとすることによって、必要となるメモリ容量及
び計算量を削減することができる。

【００１３】請求項２の発明では、前記請求項１の画像
符号化方法は、前記第２〜第４の工程を所定の回数繰り
返して行うとき、前記第３の工程によって得られたｕ軸
方向及びｖ軸方向に共に高周波成分を持つ画像データ及
びｕ軸方向に高周波成分を持ち且つｖ方向に低周波成分
を持つ画像データと、前記第４の工程によって得られた
ｕ軸方向に低周波成分を持ち且つｖ軸方向に高周波成分
を持つ画像データとを、量子化して符号化するものとす
る。

【００１４】請求項２の発明によると、情報が比較的少
ない画像データも量子化して符号化するので、復号化さ
れたときの画像の精度が向上する。

【００１５】また、請求項３の発明では、前記請求項１
の画像符号化方法は、前記符号化対象の画像データを複
数個蓄積し、蓄積した複数の画像データから３次元画像
データ（ｕ，ｖ，ｗ）を構成する第５の工程と、分割対
象の３次元画像データに対してｗ軸方向に帯域分割及び
画素間引きを行い、この分割対象の３次元画像データ
を、ｗ軸方向に高周波成分を持つ画像データとｗ軸方向
に低周波成分を持つ画像データとに分割する第６の工程
とを備え、前記第５の工程によって構成された３次元画
像データに対して前記第６の工程を所定の回数繰り返し
行い、前記第６の工程は、繰り返しの当初は、前記３次
元画像データを分割対象の３次元画像データとする一
方、２回目以降は、前回の当該第６の工程によって得ら
れたｗ軸方向に低周波成分を持つ画像データを分割対象
の３次元画像データとし、繰り返しの最終回の前記第６
の工程によって得られた，ｗ軸方向に高周波成分を持つ
画像データ及びｗ軸方向に低周波成分を持つ画像データ
を量子化して符号化するものとする。

【００１６】また、請求項４の発明では、前記請求項１
の画像符号化方法は、前記符号化対象の画像データを複
数個蓄積し、蓄積した複数の画像データから３次元画像
データを構成する第５の工程と、前記第５の工程によっ
て構成された３次元画像データに対して３次元離散コサ
イン変換を行い、この３次元離散コサイン変換によって
得られた画像データの直流成分と交流成分とをそれぞれ
量子化して符号化する第６の工程とを備えているものと
する。

【００１７】そして、請求項５の発明では、前記請求項
１の画像符号化方法は、前記符号化対象の画像データを
複数個蓄積し、蓄積した複数の画像データから３次元画
像データを構成する第５の工程と、前記第５の工程によ
って構成された３次元画像データから２次元画像データ
を再構成する第６の工程と、分割対象の２次元画像デー
タに対してｕ軸方向に帯域分割及び画素間引きを行うこ
とによって、この分割対象の２次元画像データをｕ軸方
向に高周波成分を持つ画像データとｕ軸方向に低周波成
分を持つ画像データとに分割する第７の工程と、前記第
７の工程によって得られたｕ軸方向に高周波成分を持つ
画像データに対してｖ軸方向に帯域分割及び画素間引き
を行い、このｕ軸方向に高周波成分を持つ画像データ
を、ｕ軸方向及びｖ軸方向に共に高周波成分を持つ画像
データとｕ軸方向に高周波成分を持ち且つｖ軸方向に低
周波成分を持つ画像データとに分割する第８の工程と、
前記第７の工程によって得られたｕ軸方向に低周波成分
を持つ画像データに対してｖ軸方向に帯域分割及び画素
間引きを行い、このｕ軸方向に低周波成分を持つ画像デ
ータを、ｕ軸方向に低周波成分を持ち且つｖ軸方向に高
周波成分を持つ画像データとｕ軸方向及びｖ軸方向に共
に低周波成分を持つ画像データとに分割する第９の工程
とを備え、前記第６の工程によって再構成された２次元
画像データに対して前記第７〜第９の工程を所定の回数
繰り返して行い、前記第７の工程は、繰り返しの当初は
前記第６の工程によって再構成された２次元画像データ
を分割対象の２次元画像データとし、繰り返しの２回目
以降は前回の前記第９の工程によって得られたｕ軸方向
及びｖ軸方向に共に低周波成分を持つ画像データを分割
対象の２次元画像データとするものとする。

【００１８】さらに、請求項６の発明では、前記請求項
５の画像符号化方法における第６の工程は、３次元画像
データ（ｕ，ｖ，ｗ）に対してｗに所定値を与えること
によって得られる２次元画像データ（ｕ，ｖ）における
近傍の画素が、再構成される２次元画像データにおいて
近傍に位置するようにするものとする。

【００１９】また、請求項７の発明が講じた手段は、前
記請求項１の画像符号化方法によって符号化された画像
データを復号する画像復号化方法として、符号化された
前記符号化対象の画像データを復号化し、この復号化し
た画像データに対してｕ軸方向及びｖ軸方向に画素補間
及び帯域合成を前記所定の回数繰り返し行うことによっ
て、２次元画像データを再構成するものである。

【００２０】請求項８の発明が講じた手段は、前記請求
項３の画像符号化方法によって符号化された画像データ
を復号する画像復号化方法として、量子化して符号化さ
れた，前記第６の工程を所定の回数繰り返すことによっ
て得られたｗ軸方向に高周波成分を持つ画像データ及び
ｗ軸方向に低周波成分を持つ画像データを復号化及び逆
量子化し、この復号化及び逆量子化した画像データに対
してｗ軸方向に画素補間及び帯域合成を前記所定の回数
繰り返し行うことによって、３次元画像データを再構成
するものである。

【００２１】請求項９の発明が講じた手段は、前記請求
項４の画像符号化方法によって符号化された画像データ
を復号する画像復号化方法として、生成された符号化デ
ータに対して復号化及び逆量子化を行い、得られた画像
データに対して３次元逆離散コサイン変換を行うことに
よって３次元画像データを求めるものである。

【００２２】請求項１０の発明が講じた手段は、前記請
求項５の画像符号化方法によって符号化された画像デー
タを復号する画像復号化方法として、前記第６の工程に
よって再構成された２次元画像データに対して前記第７
〜第９の工程を所定の回数繰り返すことによって得られ
た，画像に対して、画素補間及び帯域合成を繰り返し行
うことによって、２次元画像データを求める第１の工程
と、前記第１の工程によって構成された２次元画像デー
タから、前記第６の工程において２次元画像データを再
構成した方法と逆の方法によって３次元画像データを求
める第２の工程と、前記第２の工程によって求めた３次
元画像データからｗに所定値を与えて２次元画像データ
を構成し、各画像に対して、画素補間及び帯域合成を繰
り返し行うことによって、２次元画像データを求める第
３の工程とを備えているものとする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。

【００２４】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態に係る画像符号化方法を説明するための図であ
り、本実施形態に係る画像符号化方法における，周波数
帯域分割を用いた画像圧縮を表す図である。

【００２５】まず、与えられた３次元配列（ｕ，ｖ，
ｗ）の画像をｗ軸方向に区切って、フレーム毎に２次元
画像を構成する。

【００２６】構成した一の２次元画像に対して、図１
（ａ）に示すような２次元帯域分割を行う。まず、２次
元画像に対してｕ軸方向及びｖ軸方向に２次元帯域分割
を１度行うことによって、データｄ_HH ⁽¹⁾ ，ｄ_HL ⁽¹⁾ ，
ｄ_LH ⁽¹⁾ ，ｄ_LL ⁽¹⁾ からなる画像データ１１を得る。

【００２７】ここで、記号ｄ_uv ^(j) は２次元帯域分割を
ｊ回反復することによって得られたデータを表すものと
し、添字のｕはｕ軸方向において高周波成分を持つ
（Ｈ）か低周波成分を持つ（Ｌ）かを示し、添字のｖは
ｖ軸方向において高周波成分を持つ（Ｈ）か低周波成分
を持つ（Ｌ）かを示す。例えば、ｄ_HH ⁽¹⁾ は２次元帯域
分割を１回行うことによって得られた、ｕ軸方向及びｖ
軸方向において共に高周波成分を持つデータである。

【００２８】基の２次元画像の情報は、ｕ軸方向及びｖ
軸方向において共に低周波成分を持つデータｄ_LL ⁽¹⁾ に
集中している。

【００２９】次に、画像データ１１のデータｄ_LL ⁽¹⁾ に
対して２次元帯域分割を行うことによって、データｄ_HH
⁽²⁾ ，ｄ_HL ⁽²⁾ ，ｄ_LH ⁽²⁾ ，ｄ_LL ⁽²⁾ からなる画像デー
タ１２を得る。このとき、データｄ_LL ⁽¹⁾ の情報はデー
タｄ_LL ⁽²⁾ に集中している。さらに、画像データ１２の
データｄ_LL ⁽²⁾ に対して２次元帯域分割を行うことによ
って、データｄ_HH ⁽³⁾ ，ｄ_HL ⁽³⁾ ，ｄ_LH ⁽³⁾ ，ｄ_LL ⁽³⁾
からなる画像データ１３を得る。データｄ_LL ⁽³⁾ を符号
化対象の画像データ１４とすると、符号化対象の画像デ
ータ１４は基の２次元画像が１／６４に圧縮されたもの
になる。

【００３０】次に、図１（ｂ）に示すように、２次元帯
域分割によって得られた符号化対象の画像データ１４を
複数フレーム分集めて３次元画像データとしての画像系
列１５を構成し、構成した画像系列１５に対してｗ軸方
向に１次元帯域分割を行う。例えば、１６個の符号化対
象の画像データ１４からなる画像系列１５から、高周波
データ１６ａ及び低周波データ１６ｂが各々８個ずつ得
られる。そして、８個の低周波データ１６ｂから高周波
データ１７ａ及び低周波データ１７ｂが各々４個ずつ得
られ、さらに、４個の低周波データ１７ｂから高周波デ
ータ１８ａ及び低周波データ１８ｂが各々２個ずつ得ら
れる。

【００３１】このようにして得られた低周波データ１８
ｂを符号化することによって、与えられた３次元画像の
符号化を実現する。

【００３２】図２は、本実施形態に係る画像復号化方法
を説明するための図であり、図１に示すような周波数帯
域分割によって圧縮された画像に対する周波数帯域合成
を示す図である。

【００３３】図２（ａ）に示すように、１次元帯域合成
を繰り返し行うことによって、復号化によって得られた
低周波データ２０ａから複数フレーム分の画像データ２
４からなる画像系列２３が得られる。さらに、図２
（ｂ）に示すように、２次元帯域合成を繰り返し行うこ
とによって、画像データ２４から基の２次元画像が復号
される。

【００３４】図３は本実施形態に係る画像符号化方法に
おいて用いる周波数帯域分割フィルタの概念図である。
同図中、（ａ）は周波数帯域分割フィルタの全体構成の
概念図であり、Ｈ_a は高周波通過の帯域分割ユニット、
Ｌ_a は低周波通過の帯域分割ユニットを示す。また、
（ｂ）は高周波通過の帯域分割ユニットＨ_a 及び低周波
通過の帯域分割ユニットＬ_a の内部構成の概念図であ
り、３４は帯域通過フィルタ、３５は画素間引きを行う
１／２ダウンサンプラである。帯域通過フィルタ３４が
高周波通過フィルタのときは高周波通過の帯域分割ユニ
ットＨ_a になり、帯域通過フィルタ３４が低周波通過フ
ィルタのときは低周波通過の帯域分割ユニットＬ_a にな
る。

【００３５】２次元帯域分割フィルタ３１は、３次元画
像をｗ軸方向に区切ることによって構成された２次元画
像に対して、ｕ軸方向及びｖ軸方向に帯域分割を行う。
すでに説明したように、画像の情報が帯域分割によって
低周波帯域の画像に集中する性質を利用して、ｕ軸方向
及びｖ軸方向に共に低周波成分を持つ２次元画像につい
て２次元帯域分割を再度行う。このような動作を所定の
回数だけ繰り返す。

【００３６】１次元帯域分割フィルタ３２は、所定の回
数だけ２次元帯域分割を繰り返すことによって得られた
符号化対象の画像データとしての２次元画像３６に対し
て数フレーム単位でｗ軸方向に帯域分割を行う。ｗ軸方
向に帯域分割された低周波成分の画像について、帯域分
割を再度行う。このような動作を所定の回数だけ繰り返
す。

【００３７】量子化・符号器３３は、２次元帯域分割フ
ィルタ３１によって得られた画像データと、１次元帯域
分割フィルタ３２によって得られた画像データとを入力
して量子化及び符号化を行い、圧縮された符号化データ
３７を生成する。

【００３８】図４は本実施形態に係る画像復号化方法に
おいて用いる周波数帯域合成フィルタの概念図である。
同図中、（ａ）は周波数帯域合成フィルタの全体構成を
示す概念図であり、Ｈ_b は高周波通過の帯域合成ユニッ
ト、Ｌ_b は低周波通過の帯域合成ユニットである。ま
た、（ｂ）は高周波通過の帯域合成ユニットＨ_b 及び低
周波通過の帯域合成ユニットＬ_b の内部構成の概念図で
あり、４４は画素補間を行う２倍アップサンプラ、４５
は帯域通過フィルタである。帯域通過フィルタ４５が高
周波通過フィルタのときは高周波通過の帯域合成ユニッ
トＨ_b になり、帯域通過フィルタ４５が低周波通過フィ
ルタのときは低周波通過の帯域合成ユニットＬ_b にな
る。

【００３９】逆量子化・復号器４１は、入力された符号
化データ３７に対して逆量子化及び復号化を行い、２次
元帯域分割フィルタ３１から出力された画像データと１
次元帯域分割フィルタ３２から出力された画像データと
を求める。

【００４０】１次元帯域合成フィルタ４２は、逆量子化
・復号器４１によって復号された１次元帯域分割フィル
タ３２の出力データに対してｗ軸方向に１次元帯域合成
を行う。１次元帯域合成を所定の回数繰り返して行うこ
とによって、数フレーム単位の低周波成分からなる２次
元画像データ４６を求める。

【００４１】２次元帯域合成フィルタ４３は、１次元帯
域合成フィルタ４２によって得られた２次元画像データ
４６及び逆量子化・復号器４１によって復号された２次
元帯域分割フィルタ３１の出力データに対して、繰り返
し２次元帯域合成を行う。これにより、基の２次元画像
を復元する。

【００４２】ここで、帯域分割ユニットＨ_a ，Ｌ_a を表
す関数は、ｚ変換表示によって次のように定義できる。 ここで、ｈ_a （ｎ），ｌ_a （ｎ）は離散信号を示す数
列、Ｎはフィルタのタップ数である。同様に、帯域合成
ユニットＨ_b ，Ｌ_b を表す関数Ｈ_b （ｚ），Ｌ_b （ｚ）
を定義するとき、これらの帯域分割及び帯域合成により
入力信号が復元できる条件は、 Ｈ_a （−ｚ）Ｈ_b （ｚ）＋Ｌ_a （−ｚ）Ｌ_b （ｚ）＝０ …（３） Ｈ_a （ｚ）Ｈ_b （ｚ）＋Ｌ_a （ｚ）Ｌ_b （ｚ）＝２^z-L …（４） である。式（３）及び（４）から次のような条件が得ら
れる。 なお、式（３）を完全に満たし且つ式（４）を近似的に
満たす疑似直交フィルタを用いてもよい。

【００４３】図５及び図６は、本実施形態に係る画像符
号化方法における周波数帯域分割の処理の流れを示すフ
ローチャートである。

【００４４】まず、ステップＳ１において、変数ｋに初
期値１を与える。ここで、ｋは処理対象の３次元画像ｄ
（ｕ，ｖ，ｗ）におけるｗ座標を指定する変数である。

【００４５】そして、ステップＳ２において、与えられ
た３次元画像ｄ（ｕ，ｖ，ｗ）からｗ＝ｋにおける２次
元画像ｄ（ｕ，ｖ）を求め、この２次元画像ｄ（ｕ，
ｖ）を帯域分割対象の画像ｄ⁽⁰⁾ （ｕ，ｖ）とし、以下
のステップに従って２次元帯域分割を行う。このステッ
プＳ２において、請求項１の第１の工程が構成される。
ここで、３次元画像ｄ（ｕ，ｖ，ｗ）のｕ軸方向の画素
数をＰ_u 、ｖ軸方向の画素数をＰ_v 、ｗ軸方向の画素数
をＰ_w とする。

【００４６】ステップＳ３において、変数ｊに初期値１
を与える。ここで、ｊは２次元帯域分割の繰り返し回数
を示す変数である。そして、ステップＳ４において、変
数ｉに初期値１を与える。この場合のｉはｖ座標を指定
する変数である。

【００４７】ステップＳ５において、１次元画像ｄ^(j)
（ｕ，ｉ）に対してｕ方向に帯域分割及び画素間引きを
行い、高周波画像ｄ_H ^(J) （ｕ，ｉ）及び低周波画像ｄ
_L ^{(j )} （ｕ，ｉ）を求める。ここで、１次元画像ｄ^(j)
（ｕ，ｉ）のｕ軸方向の画素数Ｎ_u はＰ_u ／２^(j-1) で
あり、ｖ軸方向の画素数Ｎ_v はＰ_v ／２^(j-1) である。

【００４８】ステップＳ６において、ｉがＮ_v と等しい
か否かを判断する。等しくないときはステップＳ７に進
み、変数ｉに１を加えて、ステップＳ５を再度実行す
る。したがって、ｉが１からＮ_v になるまで、ステップ
Ｓ５が繰り返し実行される。ステップＳ４〜Ｓ７によっ
て、請求項１の第２の工程が構成される。

【００４９】ステップＳ８において、変数ｉに初期値１
を与える。この場合のｉはｕ座標を指定する変数であ
る。

【００５０】ステップＳ９において、１次元画像ｄ_H
^(j) （ｉ，ｖ）に対してｖ方向に帯域分割及び画素間引
きを行い、高周波画像ｄ_HH ^(j) （ｉ，ｖ）及び低周波画
像ｄ_HL ^(j) （ｉ，ｖ）を求める。ここで、１次元画像ｄ
_H ^(j) （ｉ，ｖ）のｖ軸方向の画素数はＮ_v である。

【００５１】そして、ステップＳ１０において、１次元
画像ｄ^{L (j)} （ｉ，ｖ）に対してｖ方向に帯域分割及び
画素間引きを行い、高周波画像ｄ_LH ^(j) （ｉ，ｖ）及び
低周波画像ｄ_LL ^(j) （ｉ，ｖ）を求める。ここで、１次
元画像ｄ_L ^(j) （ｉ，ｖ）のｖ軸方向の画素数はＮ_v で
ある。

【００５２】ステップＳ１１において、ｉがＮ_u と等し
いか否かを判断する。等しくないときはステップＳ１２
に進み、変数ｉに１を加えて、ステップＳ９及びＳ１０
を再度実行する。したがって、ｉが１からＮ_u になるま
で、ステップＳ９及びＳ１０が繰り返し実行される。ス
テップＳ８〜Ｓ１２によって、請求項１の第３及び第４
の工程が構成される。

【００５３】ステップＳ８〜Ｓ１２によって得られた、
画像ｄ_HH ^(j) （ｕ，ｖ），ｄ_HL ^(j)（ｕ，ｖ），ｄ_LH
^(j) （ｉ，ｖ）は符号化される。

【００５４】ｉがＮ_u と等しいときはステップＳ１３に
進み、ステップＳ１３において、ｊがＭと等しいか否か
を判断する。ここで、Ｍは所定の値を持つ整数であり、
２次元帯域分割の繰り返し回数を指定する。ｊがＭと等
しいときはステップＳ１４に進み、ｕ方向及びｖ方向に
共に低周波成分を持つ画像ｄ_LL ^(j) （ｕ，ｖ）を次の分
割対象の２次元画像データｄ^(j+1) （ｕ，ｖ）とし、ス
テップＳ１５において変数ｊに１を加算して、ステップ
Ｓ４に戻る。したがって、２次元画像ｄ（ｕ，ｖ）に対
して２次元帯域分割がＭ回繰り返されて、画像データｄ
_LL ^(M) （ｕ，ｖ）が得られる。

【００５５】ｊがＭと等しいときはステップＳ１６に進
み、ステップＳ１６において、ｋがＰ_w と等しいか否か
を判断する。ｋがＰ_w と等しくなければ、ステップＳ１
７に進み、ステップＳ１７においてｋに１を加算して、
ステップＳ２に戻る。したがって、３次元画像ｄ（ｕ，
ｖ，ｗ）からＰ_w 枚の２次元画像ｄ_LL ^(M) が得られる。

【００５６】ｋがＰ_w と等しいときはステップＳ１８に
進み、Ｐ_w 枚の２次元画像ｄ_LL ^(M)（ｕ，ｖ）から３次
元画像ｄ_LL ^(M) （ｕ，ｖ，ｗ）を構成し、１次元帯域分
割対象の画像データｄ_LL ^（M)(0) （ｕ，ｖ，ｗ）とす
る。ステップＳ１８によって、請求項３の第５の工程が
構成されている。

【００５７】ステップＳ１９において、変数ｊに初期値
１を与える。ここで、ｊは１次元帯域分割の繰り返し回
数を示す変数である。

【００５８】そして、ステップＳ２０において、画像ｄ
_LL ^(M)(j)（ｕ，ｖ，ｗ）に対してｗ方向に帯域分割及び
画素間引きを行い、高周波画像ｄ_LLH ^(M)(j)（ｕ，ｖ，
ｗ）及び低周波画像ｄ_LLL ^(M)(j)（ｕ，ｖ，ｗ）を求め
る。ステップＳ２０によって、請求項３の第６の工程が
構成されている。

【００５９】ステップＳ２１において、ｊがＮと等しい
か否かを判断する。ここで、Ｎは所定の値を持つ整数で
あり、１次元帯域分割の繰り返し回数を指定する。ｊが
Ｎと等しくないときはステップＳ２２に進み、低周波画
像ｄ_LLL ^(M)(j)（ｕ，ｖ，ｗ）を次の分割対象の画像デ
ータｄ_LL ^（M)(J+1) （ｕ，ｖ，ｗ）とし、ステップＳ２
３において変数ｊに１を加算して、ステップＳ２０に戻
る。したがって、３次元画像ｄ_LL ^(M) （ｕ，ｖ，ｗ）に
対して１次元帯域分割がＮ回繰り返されて、画像ｄ_LLH
^(M)(N)（ｕ，ｖ，ｗ），ｄ_LLL ^(M)(N)（ｕ，ｖ，ｗ）が
得られる。この画像ｄ_LLH ^(M)(N)（ｕ，ｖ，ｗ），ｄ
_LLL ^(M)(N)（ｕ，ｖ，ｗ）を符号化する。

【００６０】図７は、本実施形態に係る画像復号化方法
における周波数帯域合成の処理の流れを示すフローチャ
ートである。

【００６１】まず、ステップＳ３１において、変数ｊに
初期値Ｎを与える。このＮは、図５及び図６に示す画像
符号化方法において１次元帯域分割が繰り返された回数
を示す整数である。そして、ステップＳ３２〜Ｓ３４に
おいて、画像ｄ_LLL ^(M)(j)（ｕ，ｖ，ｗ）に対してｗ軸
方向に帯域合成及び画素補間を行い、画像ｄ_LL ^{(M)(j- 1)}
（ｕ，ｖ，ｗ）を求める処理を、ｊがＮから１になるま
で繰り返し行う。このような動作により、３次元画像ｄ
_LL ^(M)(0)（ｕ，ｖ，ｗ）が得られる。

【００６２】次に、ステップＳ３５において、変数ｋに
初期値１を与える。ここで、ｋは処理対象の３次元画像
ｄ_LL ^(M)(0)（ｕ，ｖ，ｗ）におけるｗ座標を指定する変
数である。

【００６３】そして、ステップＳ３６において、与えら
れた３次元画像ｄ_LL ^(M)(0)（ｕ，ｖ，ｗ）からｗ＝ｋに
おける２次元画像ｄ_LL ^(M) （ｕ，ｖ）を求める。この２
次元画像ｄ_LL ^(M) （ｕ，ｖ）を帯域合成の対象とし、以
下のステップに従って２次元帯域合成を行う。

【００６４】ステップＳ３７において、変数ｊに初期値
Ｍを与える。このＭは、図５及び図６に示す画像符号化
方法において２次元帯域分割が繰り返された回数を示す
整数である。

【００６５】ステップＳ３８において、変数ｉに初期値
１を与える。この場合のｉは、ｕ軸座標を指定する変数
である。そして、ステップＳ３９〜Ｓ４１において、画
像ｄ_HH ^(J) （ｉ，ｖ），ｄ_HL ^(j) （ｉ，ｖ），ｄ_LH ^(J)
（ｉ，ｖ），ｄ_LL ^(j) （ｉ，ｖ）に対してｖ軸方向に画
素補間及び帯域合成を行い、高周波画像ｄ_H ^(j) （ｉ，
ｖ），低周波画像ｄ_L ^(j) （ｉ，ｖ）を求める処理を、
ｉが１からＮ_u になるまで繰り返し行う。このような工
程によって、高周波画像ｄ_H ^(j) （ｕ，ｖ），低周波画
像ｄ_L ^(j) （ｕ，ｖ）が得られる。

【００６６】次に、ステップＳ４２において、変数ｉに
初期値１を与える。この場合のｉは、ｖ軸座標を指定す
る変数である。そして、ステップＳ４３〜Ｓ４５におい
て、画像ｄ_H ^(j) （ｕ，ｉ），ｄ_L ^(j) （ｕ，ｉ）に対
してｕ軸方向に画素補間及び帯域合成を行い、画像ｄ
^(j) （ｕ，ｉ）を求める処理を、ｉが１からＮ_v になる
まで繰り返し行う。このような工程によって、画像ｄ
^(j) （ｕ，ｖ）が得られる。

【００６７】次に、ステップＳ４６において、ｊが１と
等しいか否かを判断する。等しくないときはステップＳ
４７に進み、画像ｄ^(j) （ｕ，ｖ）を画像ｄ
_LL ^（j-1)（ｕ，ｖ）とし、ステップＳ４８において変数
ｊから１を減算して、ステップＳ３８に進む。

【００６８】ｊが１と等しいときはステップＳ４９に進
み、ステップＳ４９において変数ｋがＰ_w と等しいか否
かを判断する。等しくないときはステップＳ５０に進
み、ステップＳ５０において変数ｋに１を加算して、ス
テップＳ３６に進む。

【００６９】ｋがＰ_w と等しいときは、ステップＳ５１
において、Ｐ_w 枚の２次元画像から３次元画像ｄ（ｕ，
ｖ，ｗ）が再構成される。

【００７０】一方、従来の方法では、３次元画像データ
を圧縮する場合には、各次元の走査線の向きに画像を走
査して周波数帯域分割を行っていた。

【００７１】図８は従来の画像符号化方法において用い
る周波数帯域分割フィルタの概念図である。図８におい
て、Ｈ_a は高周波通過の帯域分割ユニット、Ｌ_a は低周
波通過の帯域分割ユニットであり、図３に示すものと同
様の構成からなる。また、５０は与えられた原画像、５
１はｕ軸方向の帯域分割フィルタ、５２はｖ軸方向の帯
域分割フィルタ、５３はｗ軸方向の帯域分割フィルタ、
５４は帯域分割された画像データを量子化及び符号化す
る量子化・符号器、５５は符号化データである。

【００７２】また、図９は従来の画像復号化方法におい
て用いる周波数帯域合成フィルタの概念図である。図９
において、Ｈ_b は高周波通過の帯域合成ユニット、Ｌ_b
は低周波通過の帯域合成ユニットであり、図４に示すも
のと同様の構成からなる。５６は符号化データ５５を逆
量子化して復号する逆量子化・復号器、５７はｗ軸方向
の帯域合成フィルタ、５８はｖ軸方向の帯域合成フィル
タ、５９はｕ軸方向の帯域合成フィルタ、６０は帯域合
成された画像データである。

【００７３】ここで、３次元帯域分割された画像をｄ
_uvw ^(j) で表す（ｊは３次元帯域分割の反復回数を示
し、添字のｕ，ｖ，ｗは各画像成分が各方向において高
周波成分（Ｈ）か低周波成分（Ｌ）かを示す）。

【００７４】図８に示すように、従来の周波数帯域分割
フィルタでは、各方向の帯域分割フィルタを３段に直列
に接続することによって３次元の帯域分割フィルタを構
成していた。１回の３次元帯域分割によって得られた画
像データのうちｕ，ｖ，ｗの各方向について低周波成分
を持つ画像に対して、再び３次元帯域分割を行うことを
ｊ回繰り返すことによって、高周波画像ｄ_HHH ^(j+1) 、
ｄ_LLH ^(j+1) 、ｄ_LHL ^(j+1) 、ｄ_LHH ^(j+1) 、ｄ_HLL
^(j+1) 、ｄ_HLH ^(j+1) 、ｄ_HHL ^(j+1) と低周波成分のみ
を含む画像ｄ_LLL ^(j) を求めていた。それらの画像のサ
イズは、原画像に比べて、１／２^3xj のサイズであっ
た。

【００７５】ここで、従来と本実施形態とで演算量を比
較する。従来のように各次元について帯域分割する場合
には、ｕ，ｖ及びｗ方向の１走査線当たりの帯域分割に
要する演算量をｃ_u ，ｃ_v 及びｃ_w とし、画像のサイズ
をＰ_u ×Ｐ_v ×Ｐ_w とすると、１回の３次元画像圧縮に
要する演算量はＰ_u ×Ｐ_v ×Ｐ_w ×ｃ_u ×ｃ_v ×ｃ_wで
ある。したがって、３次元画像圧縮を３回反復して行っ
たときの総演算量は、 である。

【００７６】一方、本実施形態では、Ｐ_u ×Ｐ_v の２次
元画像に対して２次元帯域分割を３回反復して行い、得
られたＰ_w 枚のＰ_u ×Ｐ_v ／２⁶ の低周波画像に対して
ｗ方向に１次元帯域分割を３回反復して行う。この場合
の演算量は、 である。式（７）及び（８）から分かるように、本実施
形態によって、従来よりも帯域分割の演算量を削減する
ことができる。

【００７７】図１０は、本実施形態に係る画像符号化方
法を実行するための符号化装置の構成を示すブロック図
である。

【００７８】セレクタ６１は、外部から入力された画像
データをバッファメモリ６２に選択入力する。バッファ
メモリ６２に格納された画像データに対して、高周波通
過の帯域分割ユニット６３ａ及び低周波通過の帯域分割
ユニット６３ｂによって、ｕ方向について帯域分割及び
１／２ダウンサンプリングを行い、得られた画像データ
のうち高周波画像データをラインメモリ６４ａに記憶す
ると共に低周波画像データをラインメモリ６４ｂに記憶
する。

【００７９】ラインメモリ６４ａ及び６４ｂに格納され
た画像データに対して、高周波通過の帯域分割ユニット
６５ａ及び低周波通過の帯域分割ユニット６５ｂによっ
て、ｖ方向について帯域分割及び１／２ダウンサンプリ
ングを行い、このような２次元帯域分割によって得られ
た画像データをメモリ６６ａ〜６６ｄに記憶する。メモ
リ６６ａにはｕ方向及びｖ方向共に高周波成分を持つ画
像データが記憶され、メモリ６６ｂにはｕ方向に低周波
成分を持ち且つｖ方向に高周波成分を持つ画像データが
記憶され、メモリ６６ｃにはｕ方向に高周波成分を持ち
且つｖ方向に低周波成分を持つ画像データが記憶され、
メモリ６６ｄにはｕ方向及びｖ方向共に低周波成分を持
つ画像データが記憶される。

【００８０】メモリ６６ａ〜６６ｃに記憶された画像デ
ータを量子化器７１に入力して量子化し、出現確率に応
じて符号化器７２によって符号化する。セレクタ６１を
切り替えて、メモリ６６ｄに記憶された画像データを次
の帯域分割の対象としてバッファメモリ６２に選択入力
する。このような２次元帯域分割を所定の回数反復する
ことによって、画像データｄ_HH ^(j+1) ，ｄ_HL ^(j+1) ，ｄ
_LH ^(j+1) ，ｄ_LL ^(j+1)を求める。

【００８１】反復回数ｊが所望の回数Ｍに達すると、セ
レクタ６１は新たに入力される画像データをバッファメ
モリ６２に選択出力する一方、セレクタ６７はメモリ６
６ｄに記憶された画像データをバッファメモリ６８に選
択出力する。セレクタ６１によって選択された画像デー
タに対して、２次元帯域分割が所定の回数繰り返され
る。

【００８２】一方、セレクタ６７によって選択出力され
た画像データがバッファメモリ６８に所定のフレーム数
分蓄積されると、バッファメモリ６８に蓄積された画像
データに対して、高周波通過の帯域分割ユニット６９ａ
及び低周波通過の帯域分割ユニット６９ｂによってｗ方
向に帯域分割及び１／２ダウンサンプリングを行い、得
られた画像データのうち高周波画像データをメモリ７０
ａに記憶すると共に低周波画像データをメモリ７０ｂに
記憶する。

【００８３】メモリ７０ａに記憶された高周波画像デー
タは量子化器７１によって量子化され、出現確率に応じ
て符号化器７２によって符号化される。低周波画像デー
タはメモリ７０ｂから出力され、セレクタ６７によって
帯域分割の次の対象としてバッファメモリ６８に選択出
力される。このような１次元帯域分割を所定の回数反復
することによって、画像データｄ_LLH ^(M)(k+1)、ｄ_LLL
^(M)(k+1)を求める。反復回数が所定の回数に達すると、
メモリ７０ｂに記憶された画像データを量子化器７１に
よって量子化した後出現確率に応じて符号化器７２によ
って符号化する。

【００８４】図１１は、本実施形態に係る画像復号化方
法を実行するための復号化装置の構成を示すブロック図
である。

【００８５】外部から入力された符号化データをバッフ
ァメモリ７３に一時記憶する。バッファメモリ７３から
符号化データを読み出し、逆量子化器７４及び逆変換器
７５によって、帯域分割で得られた画像データを求め
る。

【００８６】求めた画像データのうち１次元帯域分割に
よって得られた画像データｄ_LLL ^{(M )(K)}、ｄ_LLH ^(M)(K)
を、１次元帯域合成用のメモリ７６ａ及び７６ｂにそれ
ぞれ入力する。メモリ７６ａ及び７６ｂに記憶された画
像データに対し、高周波通過の帯域合成ユニット７７ａ
及び低周波通過の帯域合成ユニット７７ｂによって２倍
アップサンプリング及び帯域合成を行い、その結果を加
算器７８によって加算し、帯域合成された画像データｄ
_LLL ^(M)(k-1)としてメモリ７６ａに入力する。このよう
な１次元帯域合成を所定の回数だけ反復して行うことに
より、２次元画像に対して２次元帯域分割を所定の回数
だけ実行して得られた画像データｄ_LL ^{(M )} を求める。画
像データｄ_LL ^(M) が得られる毎に、２次元帯域合成用の
メモリ７９ａに入力する。

【００８７】２次元帯域合成用の他のメモリ７９ｂ，７
９ｃ，７９ｄには、逆変換された画像データｄ_LH ^(j) 、
ｄ_HL ^(j) ，ｄ_HH ^(j) が入力される。

【００８８】画像データｄ_LL ^(j) ，ｄ_LH ^(j) に対して、
低周波通過の帯域合成ユニット８０ａ及び高周波通過の
帯域合成ユニット８０ｂによって２倍アップサンプリン
グ及び逆変換を行い、その結果を加算器８１ａによって
合成して画像データｄ_L ^(j)を求める。同様に、画像デ
ータｄ_HL ^(j) ，ｄ_HH ^(j) に対して、低周波通過の帯域合
成ユニット８０ａ及び高周波通過の帯域合成ユニット８
０ｂによって２倍アップサンプリング及び逆変換を行
い、その結果を加算器８１ｂによって合成して画像デー
タｄ_H ^(j) を求める。

【００８９】画像データｄ_H (j) 及びｄ_L (j) を基に、
低周波通過の帯域合成ユニット８２ａ及び高周波通過の
帯域合成ユニット８２ｂ並びに合成加算器８３によって
画像データｄ_L ^(j-1) を求める。求めた画像データｄ_L
^(j-1) はバッファメモリ８４に一旦記憶され、メモリ７
９ａに入力される。このような動作によって、所定の回
数だけ２次元帯域合成を行う。所定の回数実行した結果
は、出力信号端子８５から出力される。

【００９０】（第２の実施形態）図１２は本発明の第２
の実施形態に係る画像符号化方法を説明するための図で
あり、本実施形態に係る画像符号化方法における，周波
数帯域分割を用いた画像圧縮を表す図である。同図中、
（ａ）は２次元帯域分割を示す図であり、（ｂ）は２次
元帯域分割によって得られた画像データに対する３次元
ＤＣＴ変換を示す図である。

【００９１】図１２に示すように、本実施形態は、ｕ，
ｖ方向に２次元帯域分割を行うことによって得られた２
次元画像１４（ｄ_LL ⁽³⁾ ）を複数個集めて３次元配列の
画像データを再構成し、この再構成された画像データに
対して３次元ＤＣＴ変換を行うものである。

【００９２】まず、画像データｆ(u,v,w) に対して３次
元ＤＣＴ変換を行う場合、演算するブロック単位を８×
８×８とすると、符号量ａ_uvw は次のような式で表すこ
とができる。 ただし、ｃ(s) ＝cos （（2n+1）s π/16 ）、Ｃ_uvw は
定数である。

【００９３】符号量ａ_uvw をＤＣ成分とＡＣ成分とに分
けて量子化し、出現頻度に応じて可変長符号化を行うこ
とによって、符号化データΨ（ａ_uvw ）を得る。

【００９４】画像データを復号する場合、符号化データ
Ψ（ａ_uvw ）を復号して符号量ａ_{uv w} を得る。次に、逆
ＤＣＴ変換によって、符号量ａ_uvw から原画像の復号デ
ータｆ’(u,v,w) を次のような式に従って得ることがで
きる。 図１３は本実施形態に係る画像符号化方法を実行するた
めの画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図
１３において、図１０に示す各構成要素と共通の要素に
は同一の符号を付している。

【００９５】セレクタ６１は、与えられた２次元画像を
バッファメモリ６２に選択入力する。バッファメモリ６
２に記憶された画像データに対して、高周波通過の帯域
分割ユニット６３ａ及び低周波通過の帯域分割ユニット
６３ｂによってｕ方向に帯域分割及び１／２ダウンサン
プリングを行い、高周波画像データをラインメモリ６４
ａに記憶すると共に低周波画像データをラインメモリ６
４ｂに記憶する。

【００９６】ラインメモリ６４ａ及び６４ｂに記憶され
た画像データに対して、高周波通過の帯域分割ユニット
６５ａ及び低周波通過の帯域分割ユニット６５ｂによっ
てｖ方向に帯域分割及び１／２ダウンサンプリングを行
い、得られた画像データをメモリ６６ａ〜６６ｄに記憶
する。メモリ６６ｄに記憶された，ｕ方向及びｖ方向に
共に低周波成分を持つ画像データは、次の２次元帯域分
割の対象として、セレクタ６１によってバッファメモリ
６２に選択入力される。このような２次元帯域分割を所
定の回数繰り返すことによって得られた低周波画像デー
タは、メモリ６６ｄに蓄積される。また、メモリ６６
ａ，６６ｂ，６６ｃに記憶された画像データは、量子化
器２０ｃによって量子化された上で出現確率に応じて符
号化器２１ｃによって符号化される。

【００９７】低周波画像データがメモリ６６ｄに８フレ
ーム分蓄積されたとき、この画像データを８×８×８ブ
ロックを単位として３次元配列の変換器９０に入力す
る。変換器９０、１次元ＤＣＴ演算器（１ＤＣＴ）９１
及び転置メモリ９２によって、式（９）で表されるよう
な３次元ＤＣＴを行う。１次元ＤＣＴをｕ，ｖ，ｗ方向
に３回反復し、その演算結果を量子化器７１によって量
子化した上で符号化器７２によって符号化する。

【００９８】（第３の実施形態）本発明の第３の実施形
態に係る画像符号化方法は、２次元帯域分割によって得
られた複数の２次元画像データからなる３次元画像を２
次元画像に再構成した上で、２次元帯域分割を行うこと
により、画像圧縮を行うものである。

【００９９】図１４は本実施形態に係る画像符号化方法
における周波数帯域分割を説明するための図である。同
図中、（ａ）はｕ方向及びｖ方向に２次元帯域分割する
ことによって得られた複数の２次元画像データからなる
３次元画像ｆ（ｕ，ｖ，ｗ）を示している。ここで、２
次元帯域分割する前の基の２次元画像のサイズを７２０
×４８０とし、２次元帯域分割の反復回数をｍとする
と、図１４（ａ）に示す２次元画像データの画素数
Ｌ_u ，Ｌ_v はそれぞれ７２０／２^M ，４８０／２^M とな
る。

【０１００】ここで、３次元画像ｆ（ｕ，ｖ，ｗ）にお
ける隣接する４つの画素（ｕ₁ ，ｖ₁ ，ｗ），（ｕ₁ ＋
１，ｖ₁ ，ｗ），（ｕ₁ ，ｖ₁ ＋１，ｗ）及び（ｕ₁ ＋
１，ｖ₁ ＋１，ｗ）からなる画素ブロックをｍ（ｗ）と
おく。そして、図１４（ｂ）に示すように、ｍ（１）〜
ｍ（１６）を４×４の小ブロックに配置する。ｓ，ｔを
４×４の２次元行列の座標とすると、ｓ＝１，ｔ＝１の
ときはｍ（１）であり、ｓ＝２，ｔ＝３のときはｍ
（９）である。これを行列で表すと図１４（ｃ）のよう
になる。ｕ₁ ，ｖ₁ の値を２ずつ増加させて３次元画像
ｆ（ｕ，ｖ，ｗ）の全画素を再配置することによって、
２次元画像を再構成する。

【０１０１】図１５は、上で説明した２次元画像を再構
成する方法を実行するためのプログラムの例である。

【０１０２】このようにして得られた２次元画像に対し
て、第１の実施形態と同様に２次元周波数帯域分割を行
い、符号化する。復号化も第１の実施形態と同様に行
う。

【０１０３】図１６は本実施形態に係る画像符号化装置
の構成を示すブロック図である。図１６において、図１
０に示す各構成要素と共通の要素には同一の符号を付し
ている。図１６に示す画像符号化装置は、図１０に示す
画像符号化装置から１次元の帯域分割部を取り除き、変
換器１０１を２次元の帯域分割部に付加した構成となっ
ており、その動作は図１０に示す画像符号化装置と同様
である。変換器１０１は、すでに説明したような、３次
元画像から２次元画像を再構成する機能を有する。

【０１０４】また、図１７は本実施形態に係る画像復号
化装置の構成を示すブロック図である。図１７におい
て、図１１に示す各構成要素と共通の要素には同一の符
号を付している。図１７に示す画像復号化装置は、図１
１に示す画像復号化装置から１次元の帯域合成部を取り
除き、変換器１０２を２次元の帯域合成部に付加した構
成となっており、その動作は図１１に示す画像復号化装
置と同様である。変換器１０２は、すでに説明したよう
な、３次元画像から２次元画像を再構成する機能を有す
る。

【０１０５】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、３次元
画像データから２次元画像データを構成し、構成した２
次元画像データに対して帯域分割及び画素間引きを繰り
返し行うことによって画像情報が集中した低周波画像デ
ータを求め、これを符号化の対象とするので、メモリ及
び演算量を削減することができる。しかも、３次元の動
画像圧縮を小規模な回路で実現することができる。

【０１０６】また、画像情報の少ない高周波画像データ
を、画像情報が集中した低周波画像データよりも精度を
低くして符号化することにより、画質の低下を抑えなが
ら高い圧縮率を実現することができる。

【０１０７】以上のことから、高画質且つ高圧縮率の画
像転送を実現する上で、本発明の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像符号化方法
を説明するための図であり、本実施形態に係る画像符号
化方法における，周波数帯域分割を用いた画像圧縮を表
す図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る周波数帯域合成
を説明するための図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る３次元周波数帯
域分割フィルタの構成を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る３次元周波数帯
域合成フィルタの構成を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施形態に係る周波数帯域分割
方法の処理の流れを示すフローチャートである。

【図６】本発明の第１の実施形態に係る周波数帯域分割
方法の処理の流れを示すフローチャートである。

【図７】本発明の第１の実施形態に係る周波数帯域合成
方法の処理の流れを示すフローチャートである。

【図８】従来の３次元周波数帯域分割フィルタの構成を
示す図である。

【図９】従来の３次元周波数帯域合成フィルタの構成を
示す図である。

【図１０】本発明の第１の実施形態に係る画像符号化装
置の構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明の第１の実施形態に係る画像復号化装
置の構成を示すブロック図である。

【図１２】本発明の第２の実施形態に係る周波数帯域分
割を説明するための図である。

【図１３】本発明の第２の実施形態に係る画像符号化装
置の構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の第３の実施形態に係る周波数帯域分
割を説明するための図である。

【図１５】本発明の第３の実施形態における３次元画像
データを２次元画像に再構成する方法を実行するための
プログラムの例を示す図である。

【図１６】本発明の第３の実施形態に係る画像符号化装
置の構成を示すブロック図である。

【図１７】本発明の第３の実施形態に係る画像復号化装
置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

ｄ_LL ^(j) ｕ軸方向及びｖ軸方向に共に低周波成分を持
つ画像データ ｄ_LH ^(j) ｕ軸方向に低周波成分を持ち且つｖ軸方向に
高周波成分を持つ画像データ ｄ_HL ^(j) ｕ軸方向に高周波成分を持ち且つｖ軸方向に
低周波成分を持つ画像データ ｄ_HH ^(j) ｕ軸方向及びｖ軸方向に共に高周波成分を持
つ画像データ １４ 符号化対象の画像データ １５ 画像系列（３次元画像データ） １６ａ，１７ａ，１８ａ 高周波画像データ（ｗ軸方向
に高周波成分を持つ画像データ） １６ｂ，１７ｂ，１８ｂ 低周波画像データ（ｗ軸方向
に低周波成分を持つ画像データ） ３１ ２次元帯域分割フィルタ ３２ １次元帯域分割フィルタ ３３ 量子化・符号器 Ｈ_a 高周波通過の帯域分割ユニット Ｌ_a 低周波通過の帯域分割ユニット ３６ ２次元画像（符号化対象の画像データ）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元画像データを符号化する画像符号
   化方法であって、 与えられた３次元画像データ（ｕ，ｖ，ｗ）に対してｗ
   軸座標に所定値を与え、２次元画像データを構成する第
   １の工程と、 分割対象の２次元画像データに対してｕ軸方向に帯域分
   割及び画素間引きを行い、この分割対象の２次元画像デ
   ータをｕ軸方向に高周波成分を持つ画像データとｕ軸方
   向に低周波成分を持つ画像データとに分割する第２の工
   程と、 前記第２の工程によって得られたｕ軸方向に高周波成分
   を持つ画像データに対してｖ軸方向に帯域分割及び画素
   間引きを行い、このｕ軸方向に高周波成分を持つ画像デ
   ータを、ｕ軸方向及びｖ軸方向に共に高周波成分を持つ
   画像データとｕ軸方向に高周波成分を持ち且つｖ軸方向
   に低周波成分を持つ画像データとに分割する第３の工程
   と、 前記第２の工程によって得られたｕ軸方向に低周波成分
   を持つ画像データに対してｖ軸方向に帯域分割及び画素
   間引きを行い、このｕ軸方向に低周波成分を持つ画像デ
   ータを、ｕ軸方向に低周波成分を持ち且つｖ軸方向に高
   周波成分を持つ画像データとｕ軸方向及びｖ軸方向に共
   に低周波成分を持つ画像データとに分割する第４の工程
   とを備え、 前記第１の工程によって構成された一の２次元画像デー
   タに対して前記第２〜第４の工程を所定の回数繰り返し
   て行い、前記第２の工程は、繰り返しの当初は前記第１
   の工程によって構成された一の２次元画像データを分割
   対象の２次元画像データとし、２回目以降は前回の前記
   第４の工程によって得られたｕ軸方向及びｖ軸方向に共
   に低周波成分を持つ画像データを分割対象の２次元画像
   データとし、繰り返しの最終回の前記第４の工程によっ
   て得られたｕ軸方向及びｖ軸方向に共に低周波成分を持
   つ画像データを、前記第１の工程によって構成された一
   の２次元画像データの代わりに符号化対象の画像データ
   とすることを特徴とする画像符号化方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像符号化方法におい
   て、 前記第２〜第４の工程を所定の回数繰り返して行うと
   き、前記第３の工程によって得られたｕ軸方向及びｖ軸
   方向に共に高周波成分を持つ画像データ及びｕ軸方向に
   高周波成分を持ち且つｖ方向に低周波成分を持つ画像デ
   ータと、前記第４の工程によって得られたｕ軸方向に低
   周波成分を持ち且つｖ軸方向に高周波成分を持つ画像デ
   ータとを、量子化して符号化することを特徴とする画像
   符号化方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の画像符号化方法におい
   て、 前記符号化対象の画像データを複数個蓄積し、蓄積した
   複数の画像データから３次元画像データ（ｕ，ｖ，ｗ）
   を構成する第５の工程と、 分割対象の３次元画像データに対してｗ軸方向に帯域分
   割及び画素間引きを行い、この分割対象の３次元画像デ
   ータを、ｗ軸方向に高周波成分を持つ画像データとｗ軸
   方向に低周波成分を持つ画像データとに分割する第６の
   工程とを備え、 前記第５の工程によって構成された３次元画像データに
   対して前記第６の工程を所定の回数繰り返し行い、前記
   第６の工程は、繰り返しの当初は、前記３次元画像デー
   タを分割対象の３次元画像データとする一方、２回目以
   降は、前回の当該第６の工程によって得られたｗ軸方向
   に低周波成分を持つ画像データを分割対象の３次元画像
   データとし、 繰り返しの最終回の前記第６の工程によって得られた，
   ｗ軸方向に高周波成分を持つ画像データ及びｗ軸方向に
   低周波成分を持つ画像データを量子化して符号化するこ
   とを特徴とする画像符号化方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の画像符号化方法におい
   て、 前記符号化対象の画像データを複数個蓄積し、蓄積した
   複数の画像データから３次元画像データを構成する第５
   の工程と、 前記第５の工程によって構成された３次元画像データに
   対して３次元離散コサイン変換を行い、この３次元離散
   コサイン変換によって得られた画像データの直流成分と
   交流成分に対してそれぞれ量子化及び符号化を行い、符
   号化データを生成する第６の工程とを備えていることを
   特徴とする画像符号化方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の画像符号化方法におい
   て、 前記符号化対象の画像データを複数個蓄積し、蓄積した
   複数の画像データから３次元画像データを構成する第５
   の工程と、 前記第５の工程によって構成された３次元画像データか
   ら２次元画像データを再構成する第６の工程と、 分割対象の２次元画像データに対してｕ軸方向に帯域分
   割及び画素間引きを行うことによって、この分割対象の
   ２次元画像データをｕ軸方向に高周波成分を持つ画像デ
   ータとｕ軸方向に低周波成分を持つ画像データとに分割
   する第７の工程と、 前記第７の工程によって得られたｕ軸方向に高周波成分
   を持つ画像データに対してｖ軸方向に帯域分割及び画素
   間引きを行い、このｕ軸方向に高周波成分を持つ画像デ
   ータを、ｕ軸方向及びｖ軸方向に共に高周波成分を持つ
   画像データとｕ軸方向に高周波成分を持ち且つｖ軸方向
   に低周波成分を持つ画像データとに分割する第８の工程
   と、 前記第７の工程によって得られたｕ軸方向に低周波成分
   を持つ画像データに対してｖ軸方向に帯域分割及び画素
   間引きを行い、このｕ軸方向に低周波成分を持つ画像デ
   ータを、ｕ軸方向に低周波成分を持ち且つｖ軸方向に高
   周波成分を持つ画像データとｕ軸方向及びｖ軸方向に共
   に低周波成分を持つ画像データとに分割する第９の工程
   とを備え、 前記第６の工程によって再構成された２次元画像データ
   に対して前記第７〜第９の工程を所定の回数繰り返して
   行い、前記第７の工程は、繰り返しの当初は前記第６の
   工程によって再構成された２次元画像データを分割対象
   の２次元画像データとし、繰り返しの２回目以降は前回
   の前記第９の工程によって得られたｕ軸方向及びｖ軸方
   向に共に低周波成分を持つ画像データを分割対象の２次
   元画像データとし、繰り返しの最終回の前記第９の工程
   によって得られたｕ軸方向及びｖ軸方向に共に低周波成
   分を持つ画像データを符号化することを特徴とする画像
   符号化方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の画像符号化方法におい
   て、 前記第６の工程は、３次元画像データ（ｕ，ｖ，ｗ）に
   対してｗに所定値を与えることによって得られる２次元
   画像データ（ｕ，ｖ）における近傍の画素が、再構成さ
   れる２次元画像データにおいて近傍に位置するようにす
   ることを特徴とする画像符号化方法。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の画像符号化方法によっ
   て符号化された画像データを復号する画像復号化方法で
   あって、 符号化された前記符号化対象の画像データを復号化し、
   この復号化した画像データに対してｕ軸方向及びｖ軸方
   向に画素補間及び帯域合成を前記所定の回数繰り返し行
   うことによって、２次元画像データを再構成することを
   特徴とする画像復号化方法。
8. 【請求項８】 請求項３に記載の画像符号化方法によっ
   て符号化された画像データを復号する画像復号化方法で
   あって、 量子化して符号化された，前記第６の工程を所定の回数
   繰り返すことによって得られたｗ軸方向に高周波成分を
   持つ画像データ及びｗ軸方向に低周波成分を持つ画像デ
   ータを復号化及び逆量子化し、この復号化及び逆量子化
   した画像データに対してｗ軸方向に画素補間及び帯域合
   成を前記所定の回数繰り返し行うことによって、３次元
   画像データを再構成することを特徴とする画像復号化方
   法。
9. 【請求項９】 請求項４に記載の画像符号化方法によっ
   て符号化された画像データを復号する画像復号化方法で
   あって、 生成された符号化データに対して復号化及び逆量子化を
   行い、得られた画像データに対して３次元逆離散コサイ
   ン変換を行うことによって３次元画像データを求めるこ
   とを特徴とする画像復号化方法。
10. 【請求項１０】 請求項５に記載の画像符号化方法によ
    って符号化された画像データを復号する画像復号化方法
    であって、 前記第６の工程によって再構成された２次元画像データ
    に対して前記第７〜第９の工程を所定の回数繰り返すこ
    とによって得られた，画像に対して、画素補間及び帯域
    合成を繰り返し行うことによって、２次元画像データを
    求める第１の工程と、 前記第１の工程によって構成された２次元画像データか
    ら、前記第６の工程において２次元画像データを再構成
    した方法と逆の方法によって、３次元画像データを求め
    る第２の工程と、 前記第２の工程によって求めた３次元画像データからｗ
    に所定値を与えて２次元画像データを構成し、各画像に
    対して、画素補間及び帯域合成を繰り返し行うことによ
    って、２次元画像データを求める第３の工程とを備えて
    いることを特徴とする画像復号化方法。