JPH11331847A - 画像変換方法、ディジタルカメラおよびコンピュ―タシステム - Google Patents
画像変換方法、ディジタルカメラおよびコンピュ―タシステムInfo
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- JPH11331847A JPH11331847A JP11089985A JP8998599A JPH11331847A JP H11331847 A JPH11331847 A JP H11331847A JP 11089985 A JP11089985 A JP 11089985A JP 8998599 A JP8998599 A JP 8998599A JP H11331847 A JPH11331847 A JP H11331847A
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 完全な伸張および圧縮の工程を経由すること
無しに、画像の圧縮ドメイン表現を直接操作して、選択
された空間ドメイン操作を行う。 【解決手段】 完全な伸張および圧縮工程を行う必要な
しに、所望の空間ドメイン処理を達成するための、画像
の圧縮ドメイン表現の操作を含む画像処理法。この手法
には、エントロピーデコーディング４１の後に、ＤＣＴ
ドメイン画像処理４２を行う。このＤＣＴドメイン画像
処理４２には、ＪＰＥＧ画像上のＤ４（正方形の対称の
二面グループ）における８個のオペレーションを行うた
めのアプローチの処理が含まれる。画像の９０°回転
（Ｄ４でのオペレーション）のようなタスクについて
は、ＤＣＴドメインに基づく方法により、空間ドメイン
に基づく手法よりも速度がほぼ５倍増となる。これらの
簡易な圧縮ドメインに基づく処理法は、ＪＰＥＧに基づ
くスチルカメラシステムに必要な画像処理タスクに十分
適合する。
無しに、画像の圧縮ドメイン表現を直接操作して、選択
された空間ドメイン操作を行う。 【解決手段】 完全な伸張および圧縮工程を行う必要な
しに、所望の空間ドメイン処理を達成するための、画像
の圧縮ドメイン表現の操作を含む画像処理法。この手法
には、エントロピーデコーディング４１の後に、ＤＣＴ
ドメイン画像処理４２を行う。このＤＣＴドメイン画像
処理４２には、ＪＰＥＧ画像上のＤ４（正方形の対称の
二面グループ）における８個のオペレーションを行うた
めのアプローチの処理が含まれる。画像の９０°回転
（Ｄ４でのオペレーション）のようなタスクについて
は、ＤＣＴドメインに基づく方法により、空間ドメイン
に基づく手法よりも速度がほぼ５倍増となる。これらの
簡易な圧縮ドメインに基づく処理法は、ＪＰＥＧに基づ
くスチルカメラシステムに必要な画像処理タスクに十分
適合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般には画像デー
タの圧縮ドメイン表現の処理に関し、さらに詳しくは、
画像データを完全な伸張および圧縮の工程に付さずに、
画像の正規な幾何学的変換のような、ある空間ドメイン
処理を達成するための、圧縮ドメイン表現の取り扱いに
関する。
タの圧縮ドメイン表現の処理に関し、さらに詳しくは、
画像データを完全な伸張および圧縮の工程に付さずに、
画像の正規な幾何学的変換のような、ある空間ドメイン
処理を達成するための、圧縮ドメイン表現の取り扱いに
関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】典型的
な高品質のディジタル化されたカラー画像では、ＲＧＢ
カラー空間における赤（Ｒ），緑（Ｇ）および青（Ｂ）
またはＹＣＢＣＲカラー空間における輝度（Ｙ），クロ
ミナンス（ＣＢ）およびクロミナンス（ＣＲ）のそれぞ
れに対して８ビットの、２４ビット／画素（ビット・パ
ー・ピクセル（ｂｐｐ））が用いられている。このよう
な画像を圧縮しない状態（例えば空間または画素ドメイ
ン）で転送または格納することは、時間的および必要と
するメモリの点から極めて費用が嵩む。そのため、高品
質のディジタル化されたカラー画像を格納および／また
は転送するアプリケーションおよび装置、例えばディジ
タルカメラでは、現在入手可能な圧縮アルゴリズムを用
いて、典型的には圧縮フォーマットで格納および／また
は転送が行われる。
な高品質のディジタル化されたカラー画像では、ＲＧＢ
カラー空間における赤（Ｒ），緑（Ｇ）および青（Ｂ）
またはＹＣＢＣＲカラー空間における輝度（Ｙ），クロ
ミナンス（ＣＢ）およびクロミナンス（ＣＲ）のそれぞ
れに対して８ビットの、２４ビット／画素（ビット・パ
ー・ピクセル（ｂｐｐ））が用いられている。このよう
な画像を圧縮しない状態（例えば空間または画素ドメイ
ン）で転送または格納することは、時間的および必要と
するメモリの点から極めて費用が嵩む。そのため、高品
質のディジタル化されたカラー画像を格納および／また
は転送するアプリケーションおよび装置、例えばディジ
タルカメラでは、現在入手可能な圧縮アルゴリズムを用
いて、典型的には圧縮フォーマットで格納および／また
は転送が行われる。
【０００３】ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａ
ｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐの略語）のよう
な圧縮基準の出現により、ＪＰＥＧ圧縮フォーマットの
みで内容を生成、保存するディジタル・イメージング・
システムおよびアプリケーションが標準である。例え
ば、ＥｐｓｏｎＰｈｏｔｏＰＣ ６００、ＫｏｄａｋＤ
Ｃ−１０などのようなほとんどのディジタル・スチル画
像カメラ（ＤＳＣｓ）では、カメラが捕えた画像は直ち
にカメラ内で圧縮され、そのカメラの格納システムにＪ
ＰＥＧファイルとして格納される。しばしば、表示に先
立って、これらの画像を操作する必要がある。典型的な
画像の操作としては、（ａ）ポートレートから風景モー
ドへの画像の回転またはその逆、（ｂ）サイズの拡大ま
たは縮小のための画像のスケーリング、（ｃ）画像にお
ける明度およびコントラストの変更、（ｄ）新しい画像
を作成する目的のためおよび合成操作するための画像の
一部のクロッピング、（ｅ）単純なビットマップ注釈の
画像への付加、および（ｆ）可視／不可視な透かしの画
像への埋め込みが含まれる。ディジタル・カメラの格納
制限のために、これらの画像操作では処理される出力が
ＪＰＥＧフォーマットであることが要求される。
ｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐの略語）のよう
な圧縮基準の出現により、ＪＰＥＧ圧縮フォーマットの
みで内容を生成、保存するディジタル・イメージング・
システムおよびアプリケーションが標準である。例え
ば、ＥｐｓｏｎＰｈｏｔｏＰＣ ６００、ＫｏｄａｋＤ
Ｃ−１０などのようなほとんどのディジタル・スチル画
像カメラ（ＤＳＣｓ）では、カメラが捕えた画像は直ち
にカメラ内で圧縮され、そのカメラの格納システムにＪ
ＰＥＧファイルとして格納される。しばしば、表示に先
立って、これらの画像を操作する必要がある。典型的な
画像の操作としては、（ａ）ポートレートから風景モー
ドへの画像の回転またはその逆、（ｂ）サイズの拡大ま
たは縮小のための画像のスケーリング、（ｃ）画像にお
ける明度およびコントラストの変更、（ｄ）新しい画像
を作成する目的のためおよび合成操作するための画像の
一部のクロッピング、（ｅ）単純なビットマップ注釈の
画像への付加、および（ｆ）可視／不可視な透かしの画
像への埋め込みが含まれる。ディジタル・カメラの格納
制限のために、これらの画像操作では処理される出力が
ＪＰＥＧフォーマットであることが要求される。
【０００４】これらのタスク実行および圧縮モードでの
み画像を利用可能とするという必要から、圧縮ドメイン
表現に直接応用可能な画像処理技術の開発に対する関心
が大いに高まっている。圧縮ドメイン処理法の研究は以
下のような事実が端緒となっている。（ａ）圧縮ドメイ
ンにおけるデータの容量は空間ドメイン表現に比べて極
めて小さいが、このことは、所望の処理タスクにとって
サンプル当たりのオペレーションが少なくて済むことを
意味する。（ｂ）データを伸張し、続いて空間ドメイン
内で所望の画像処理関数を適用し、次いで転送または格
納効率を高めるため再圧縮することが必要な慣用のパイ
プライン処理では、画像の忠実度の低下を招きかねな
い。さらにこのような慣用のパイプライン処理は、時と
して圧縮タスクが伸張タスクよりも複雑であるため、演
算が極めて複雑化し、または待ち時間が長くなる。
み画像を利用可能とするという必要から、圧縮ドメイン
表現に直接応用可能な画像処理技術の開発に対する関心
が大いに高まっている。圧縮ドメイン処理法の研究は以
下のような事実が端緒となっている。（ａ）圧縮ドメイ
ンにおけるデータの容量は空間ドメイン表現に比べて極
めて小さいが、このことは、所望の処理タスクにとって
サンプル当たりのオペレーションが少なくて済むことを
意味する。（ｂ）データを伸張し、続いて空間ドメイン
内で所望の画像処理関数を適用し、次いで転送または格
納効率を高めるため再圧縮することが必要な慣用のパイ
プライン処理では、画像の忠実度の低下を招きかねな
い。さらにこのような慣用のパイプライン処理は、時と
して圧縮タスクが伸張タスクよりも複雑であるため、演
算が極めて複雑化し、または待ち時間が長くなる。
【０００５】これに反して、圧縮ドメインに基づく処理
法では、ハフマン（Ｈｕｆｆｍａｎ）・デコーディング
およびハフマン・エンコーディングのような複雑さの低
いタスクによりＪＰＥＧ伸張および圧縮のタスクを置き
換えるので、演算の複雑さが軽減されることがある
（Ｓ．Ｆ．ＣｈａｎｇおよびＤ．Ｇ．Ｍｅｓｓｅｒｓｃ
ｈｍｉｔｔ，「Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃ
ｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＭＣ−ＤＣＴ Ｃｏｍｐ
ｒｅｓｓｅｄ Ｖｉｄｅｏ（ＭＣ−ＤＣＴ圧縮ビデオの
操作および合成）」，ＩＥＥＥ ＪＳＡＣ Ｓｐｅｃｉ
ａｌ Ｉｓｓｕｅｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｉ
ｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｖｏｌ．１３，１〜
１１ページ，１９９５年１月； Ｎ．Ｍｅｒｈａｖおよ
びＶ．Ｂｈａｓｋａｒａｎ，「Ａ ｆａｓｔ ａｌｇｏ
ｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＤＣＴ−ｄｏｍａｉｎ ｉｎｖｅ
ｒｓｅ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ（Ｄ
ＣＴドメイン逆転補償用の高速アルゴリズム）」，ＩＣ
ＡＳＳＰ‘９６，ｐｐ．ＩＶ．２３０７〜２３１０ペー
ジ，アトランタ，１９９６年５月； Ｂ．Ｎａｔａｒａ
ｊａｎおよびＶ．Ｂｈａｓｋａｒａｎ，「Ａ ｆａｓｔ
ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏ
ｒ ｓｃａｌｉｎｇ ｄｏｗｎ ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍ
ａｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ＤＣＴ ｄｏｍａｉｎ（ＤＣ
Ｔドメインにおけるディジタル画像縮小のための高速近
似アルゴリズム）」，ＩＥＥＥ 画像処理国際会議（Ｉ
ＣＩＰ），ワシントンＤ．Ｃ．，１９９５年１０月；お
よびＢｒｉａｎ ＳｍｉｔｈおよびＬａｒｒｙ Ｒｏｗ
ｅ，「Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ ｍａｎｉｐｕｌ
ａｔｉｎｇ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｉｍａｇｅｓ，
（圧縮画像操作のためのアルゴリズム）」，ＩＥＥＥ
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ ａｎｄ Ａｐｐ
ｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐｐ．３４〜４２ページ，１９９
３年９月、参照）。
法では、ハフマン（Ｈｕｆｆｍａｎ）・デコーディング
およびハフマン・エンコーディングのような複雑さの低
いタスクによりＪＰＥＧ伸張および圧縮のタスクを置き
換えるので、演算の複雑さが軽減されることがある
（Ｓ．Ｆ．ＣｈａｎｇおよびＤ．Ｇ．Ｍｅｓｓｅｒｓｃ
ｈｍｉｔｔ，「Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃ
ｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＭＣ−ＤＣＴ Ｃｏｍｐ
ｒｅｓｓｅｄ Ｖｉｄｅｏ（ＭＣ−ＤＣＴ圧縮ビデオの
操作および合成）」，ＩＥＥＥ ＪＳＡＣ Ｓｐｅｃｉ
ａｌ Ｉｓｓｕｅｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｉ
ｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｖｏｌ．１３，１〜
１１ページ，１９９５年１月； Ｎ．Ｍｅｒｈａｖおよ
びＶ．Ｂｈａｓｋａｒａｎ，「Ａ ｆａｓｔ ａｌｇｏ
ｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＤＣＴ−ｄｏｍａｉｎ ｉｎｖｅ
ｒｓｅ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ（Ｄ
ＣＴドメイン逆転補償用の高速アルゴリズム）」，ＩＣ
ＡＳＳＰ‘９６，ｐｐ．ＩＶ．２３０７〜２３１０ペー
ジ，アトランタ，１９９６年５月； Ｂ．Ｎａｔａｒａ
ｊａｎおよびＶ．Ｂｈａｓｋａｒａｎ，「Ａ ｆａｓｔ
ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏ
ｒ ｓｃａｌｉｎｇ ｄｏｗｎ ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍ
ａｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ＤＣＴ ｄｏｍａｉｎ（ＤＣ
Ｔドメインにおけるディジタル画像縮小のための高速近
似アルゴリズム）」，ＩＥＥＥ 画像処理国際会議（Ｉ
ＣＩＰ），ワシントンＤ．Ｃ．，１９９５年１０月；お
よびＢｒｉａｎ ＳｍｉｔｈおよびＬａｒｒｙ Ｒｏｗ
ｅ，「Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ ｍａｎｉｐｕｌ
ａｔｉｎｇ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｉｍａｇｅｓ，
（圧縮画像操作のためのアルゴリズム）」，ＩＥＥＥ
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ ａｎｄ Ａｐｐ
ｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐｐ．３４〜４２ページ，１９９
３年９月、参照）。
【０００６】本発明の第１の目的は、空間ドメインにお
けるディジタル画像の操作を行うのに伴う上述の問題を
克服することにある。
けるディジタル画像の操作を行うのに伴う上述の問題を
克服することにある。
【０００７】本発明の第２の目的は、完全な伸張および
圧縮の工程を経由すること無しに、画像の圧縮ドメイン
表現を直接操作して、選択された空間ドメイン操作を行
うことにある。
圧縮の工程を経由すること無しに、画像の圧縮ドメイン
表現を直接操作して、選択された空間ドメイン操作を行
うことにある。
【０００８】本発明の第３の目的は、空間ドメインにお
ける対応する画像操作を行うのに必要な圧縮データ操作
を大幅に単純化するアルゴリズムのセットを提供するこ
とにある。
ける対応する画像操作を行うのに必要な圧縮データ操作
を大幅に単純化するアルゴリズムのセットを提供するこ
とにある。
【０００９】本発明の第４の目的は、１セットの圧縮デ
ータを有し、かつ別のセットの圧縮データを生じて、工
程逆転時には品質の低下を伴わずにオリジナル画像が生
成される操作工程を含む、圧縮ドメイン内で画像データ
を操作するアルゴリズムのセットを提供することにあ
る。
ータを有し、かつ別のセットの圧縮データを生じて、工
程逆転時には品質の低下を伴わずにオリジナル画像が生
成される操作工程を含む、圧縮ドメイン内で画像データ
を操作するアルゴリズムのセットを提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では、ディジタル
画像の一次変換（線形変換）ドメイン表現を操作するこ
とにより、ディジタル画像の空間ドメイン表現上で種々
の二面角対称オペレーションを行う手法が提供される。
ディジタル画像がＪＰＥＧファイルのような圧縮ビット
ストリームの形式である場合、この手法には、圧縮ビッ
トストリームをデコードして、ディジタル画像の一次変
換ドメイン表現を規定する、一次変換に基づくデータブ
ロックの生成が含まれる。一次変換に基づくデータブロ
ックは対応する幾何学的変換用に再配列され、特定の一
次変換ドメインのオペレーションが各ブロック内のデー
タエレメントに適用され、そしてブロックが再アセンブ
リされる。これらのデータのブロックが空間ドメインに
伸張されると、得られるディジタル画像はオリジナル画
像に関してフリップまたは回転を生じる。
画像の一次変換（線形変換）ドメイン表現を操作するこ
とにより、ディジタル画像の空間ドメイン表現上で種々
の二面角対称オペレーションを行う手法が提供される。
ディジタル画像がＪＰＥＧファイルのような圧縮ビット
ストリームの形式である場合、この手法には、圧縮ビッ
トストリームをデコードして、ディジタル画像の一次変
換ドメイン表現を規定する、一次変換に基づくデータブ
ロックの生成が含まれる。一次変換に基づくデータブロ
ックは対応する幾何学的変換用に再配列され、特定の一
次変換ドメインのオペレーションが各ブロック内のデー
タエレメントに適用され、そしてブロックが再アセンブ
リされる。これらのデータのブロックが空間ドメインに
伸張されると、得られるディジタル画像はオリジナル画
像に関してフリップまたは回転を生じる。
【００１１】オリジナル画像については、生じた画像は
対角線方向（主方向または交差方向のいずれか）に対す
るフリップ、中軸方向に対するフリップ（垂直または水
平の何れか）、または９０°，１８０°もしくは２７０
°の回転を生じる。この手法はディジタルスチル画像カ
メラのような画像装置またはコンピュータシステムに応
用することができる。いずれの場合も、ハードウェアま
たはソフトウェアを用いてインプリメントすることがで
きる。
対角線方向（主方向または交差方向のいずれか）に対す
るフリップ、中軸方向に対するフリップ（垂直または水
平の何れか）、または９０°，１８０°もしくは２７０
°の回転を生じる。この手法はディジタルスチル画像カ
メラのような画像装置またはコンピュータシステムに応
用することができる。いずれの場合も、ハードウェアま
たはソフトウェアを用いてインプリメントすることがで
きる。
【００１２】本発明のその他の目的およびその詳細な内
容については、添付の図面を参考として以下の説明およ
び特許請求の範囲から把握することができよう。
容については、添付の図面を参考として以下の説明およ
び特許請求の範囲から把握することができよう。
【００１３】
【発明の実施の形態】ＪＰＥＧのようなスチル画像圧縮
基準における基底関数として８×８離散コサイン変換
（ＤＣＴ）が選ばれ（Ｇ．Ｋ．Ｗａｌｌａｃｅ，「Ｔｈ
ｅ ＪＰＥＧＳｔｉｌｌ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｒ
ｅｓｓｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ」（ＪＰＥＧスチル写
真圧縮基準）」，Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
ｔｈｅＡＣＭ、ｖｏｌ．３４，ｎｏ．４，１９９１年４
月を参照されたい）、またＪＰＥＧが市場の多くの一般
向けディジタルスチルカメラに広く用いられている圧縮
法であるため、以下、ディジタルスチルカメラのアプリ
ケーションに適し、かつカメラのＪＰＥＧ圧縮ビットス
トリームのＤＣＴドメイン表現上で動作する圧縮ドメイ
ン処理法に絞って説明する。８×８が最も一般的なＤＣ
Ｔブロックサイズであるが、これらの手法はその他のＤ
ＣＴブロックサイズにも拡張できる。さらに、これらの
手法は、離散サイン変換、離散アダマール変換およびウ
ェーブレット変換を含むその他の一次変換に基づく基底
関数に拡張可能である。
基準における基底関数として８×８離散コサイン変換
（ＤＣＴ）が選ばれ（Ｇ．Ｋ．Ｗａｌｌａｃｅ，「Ｔｈ
ｅ ＪＰＥＧＳｔｉｌｌ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｒ
ｅｓｓｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ」（ＪＰＥＧスチル写
真圧縮基準）」，Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
ｔｈｅＡＣＭ、ｖｏｌ．３４，ｎｏ．４，１９９１年４
月を参照されたい）、またＪＰＥＧが市場の多くの一般
向けディジタルスチルカメラに広く用いられている圧縮
法であるため、以下、ディジタルスチルカメラのアプリ
ケーションに適し、かつカメラのＪＰＥＧ圧縮ビットス
トリームのＤＣＴドメイン表現上で動作する圧縮ドメイ
ン処理法に絞って説明する。８×８が最も一般的なＤＣ
Ｔブロックサイズであるが、これらの手法はその他のＤ
ＣＴブロックサイズにも拡張できる。さらに、これらの
手法は、離散サイン変換、離散アダマール変換およびウ
ェーブレット変換を含むその他の一次変換に基づく基底
関数に拡張可能である。
【００１４】ＪＰＥＧ圧縮および伸張工程ならびに画像
処理関数をＪＰＥＧパイプラインに統合する考え方から
簡単に説明する。ＪＰＥＧではＤＣＴを用いて、その空
間または画素ドメイン表現からデータをより効率的にコ
ード化し得る圧縮または周波数ドメイン表現にスチル画
像データを変換する。ここで開発した画像操作法はＤＣ
Ｔの特性の利点を活用するように設計されている。
処理関数をＪＰＥＧパイプラインに統合する考え方から
簡単に説明する。ＪＰＥＧではＤＣＴを用いて、その空
間または画素ドメイン表現からデータをより効率的にコ
ード化し得る圧縮または周波数ドメイン表現にスチル画
像データを変換する。ここで開発した画像操作法はＤＣ
Ｔの特性の利点を活用するように設計されている。
【００１５】ＪＰＥＧ圧縮および伸張工程は、図１に概
略的に示す通り、それぞれ８×８のブロックサイズを有
するブロック毎の基底上で動作する。図１にその概略を
示す通り、非圧縮スチル画像１１はラスタ・ブロック変
換器１２により８×８ブロックの画素に分解される。次
いで、これらのブロックはフォワード８×８ＤＣＴ１３
により転送されて、対応する８×８ＤＣＴブロックのセ
ットを生成する。サンプルｆ（ｉ，ｊ）の空間ドメイン
８×８ブロックのフォワード８×８ＤＣＴ、Ｆ（ｕ，
ｖ）は以下のように算出される（（１）〜（３）式）。
略的に示す通り、それぞれ８×８のブロックサイズを有
するブロック毎の基底上で動作する。図１にその概略を
示す通り、非圧縮スチル画像１１はラスタ・ブロック変
換器１２により８×８ブロックの画素に分解される。次
いで、これらのブロックはフォワード８×８ＤＣＴ１３
により転送されて、対応する８×８ＤＣＴブロックのセ
ットを生成する。サンプルｆ（ｉ，ｊ）の空間ドメイン
８×８ブロックのフォワード８×８ＤＣＴ、Ｆ（ｕ，
ｖ）は以下のように算出される（（１）〜（３）式）。
【００１６】
【数１】
【００１７】フォワード８×８ＤＣＴからの出力後、各
６４ＤＣＴ係数は６４エレメント量子化テーブルＱに関
連してフォワード量子化器１４内で均一に量子化される
が、これは経験的に導出されて可視的には無意味の廃棄
情報とされることができる。この圧縮工程で、圧縮の間
に唯一生じるロスは、Ｆ（ｕ，ｖ）からＦＱ（ｕ，ｖ）
＝ＲｏｕｎｄＯｆｆ｛Ｆ（ｕ，ｖ）／Ｑ（ｕ，ｖ）｝へ
の量子化に起因する（ここで、Ｑは８×８量子化テーブ
ルである）。
６４ＤＣＴ係数は６４エレメント量子化テーブルＱに関
連してフォワード量子化器１４内で均一に量子化される
が、これは経験的に導出されて可視的には無意味の廃棄
情報とされることができる。この圧縮工程で、圧縮の間
に唯一生じるロスは、Ｆ（ｕ，ｖ）からＦＱ（ｕ，ｖ）
＝ＲｏｕｎｄＯｆｆ｛Ｆ（ｕ，ｖ）／Ｑ（ｕ，ｖ）｝へ
の量子化に起因する（ここで、Ｑは８×８量子化テーブ
ルである）。
【００１８】量子化の後、各ブロック内のＤＣＴデータ
は、低周波係数（非ゼロとなる可能性大）を高周波係数
（ゼロの可能性大）の前に持ってくることにより、エン
トロピー・コーディングを促進する「ジグザグ」順に並
べ変えられる。次いで、データはハフマンエンコーダ１
５内でハフマンコード化して、データをさらにコンパク
トにし、ＪＰＥＧ圧縮ビットストリームを生成するよう
にする。
は、低周波係数（非ゼロとなる可能性大）を高周波係数
（ゼロの可能性大）の前に持ってくることにより、エン
トロピー・コーディングを促進する「ジグザグ」順に並
べ変えられる。次いで、データはハフマンエンコーダ１
５内でハフマンコード化して、データをさらにコンパク
トにし、ＪＰＥＧ圧縮ビットストリームを生成するよう
にする。
【００１９】画像は、対称的逆算法を用いて圧縮ビット
ストリームから再構築される。ハフマンデコーダ１６内
で圧縮ビットストリームをデコードすることによりＪＰ
ＥＧ圧縮工程が開始され、８×８ブロックのＤＣＴ係数
が再び生成される。逆ジグザグ化の手続きで係数が再配
列され、次いでブロックが逆量子化器１７を通して与え
られる。次の工程では、８×８逆離散コサイン変換器
（ＩＤＣＴ）１８がＤＣＴの８×８ブロック上で動作し
て画素の８×８ブロックのストリームを生成する。ブロ
ック・ラスタ変換器１９がこれらのブロックを伸張スチ
ル画像２１に変換する。この伸張工程では、ＩＤＣＴが
係数Ｆ（ｕ，ｖ）を画素ｆ（ｉ，ｊ）に正確に変換し直
す（（４）式）。
ストリームから再構築される。ハフマンデコーダ１６内
で圧縮ビットストリームをデコードすることによりＪＰ
ＥＧ圧縮工程が開始され、８×８ブロックのＤＣＴ係数
が再び生成される。逆ジグザグ化の手続きで係数が再配
列され、次いでブロックが逆量子化器１７を通して与え
られる。次の工程では、８×８逆離散コサイン変換器
（ＩＤＣＴ）１８がＤＣＴの８×８ブロック上で動作し
て画素の８×８ブロックのストリームを生成する。ブロ
ック・ラスタ変換器１９がこれらのブロックを伸張スチ
ル画像２１に変換する。この伸張工程では、ＩＤＣＴが
係数Ｆ（ｕ，ｖ）を画素ｆ（ｉ，ｊ）に正確に変換し直
す（（４）式）。
【００２０】
【数２】
【００２１】圧縮工程は、量子化係数ＦＱにより実際に
働かせてｆの近似値ｆＱのみを与える（（５）式）。
働かせてｆの近似値ｆＱのみを与える（（５）式）。
【００２２】
【数３】
【００２３】回転またはスケーリングのような画像処理
関数が、ＪＰＥＧ圧縮ビットストリームとしてしか得ら
れない画像上で実行されねばならないとした場合には、
この処理は図２に示すように行われる。先ず、ＪＰＥＧ
圧縮ビットストリームがブロック３１において、空間ド
メイン表現に伸張し直される。次いで空間ドメイン処理
がブロック３２で実行される。その後、処理された画素
データがブロック３３で再圧縮されて新しいＪＰＥＧ圧
縮ビットストリームを生成する。この処理は伸張された
空間ドメインデータ（画素）に適用されるので、この手
法を空間ドメインアプローチと呼ぶことにする。
関数が、ＪＰＥＧ圧縮ビットストリームとしてしか得ら
れない画像上で実行されねばならないとした場合には、
この処理は図２に示すように行われる。先ず、ＪＰＥＧ
圧縮ビットストリームがブロック３１において、空間ド
メイン表現に伸張し直される。次いで空間ドメイン処理
がブロック３２で実行される。その後、処理された画素
データがブロック３３で再圧縮されて新しいＪＰＥＧ圧
縮ビットストリームを生成する。この処理は伸張された
空間ドメインデータ（画素）に適用されるので、この手
法を空間ドメインアプローチと呼ぶことにする。
【００２４】空間ドメインアプローチにはいくつかの利
点がある。その１つは、空間ドメインでの画像処理はよ
く知られた問題であり、その解決法は多くの典型的な画
像処理関数に広く用い得る点である。その他の利点は、
処理関数がデータを表現するために用いる基本的な圧縮
手法に依存しない点である。
点がある。その１つは、空間ドメインでの画像処理はよ
く知られた問題であり、その解決法は多くの典型的な画
像処理関数に広く用い得る点である。その他の利点は、
処理関数がデータを表現するために用いる基本的な圧縮
手法に依存しない点である。
【００２５】このアプローチには欠点もある。画像処理
関数を適用する前に、データは完全に伸張されていなけ
ればならない。さらに、処理されたデータは再度圧縮工
程に付す必要がある。ＪＰＥＧはロスの多い圧縮法であ
るので、伸張−再圧縮により画像の品質低下を招く恐れ
がある。ポートレートから景観モードへの切り換えアプ
リケーションについては、向きが変更される度に画像品
質は低下の一途をたどる。その他の欠点は、伸張および
圧縮の複雑さが極めて著しいことである。例えば、図２
で画像処理タスクが仮に時計回り方向に９０°回転とす
ると、入力データの各８×８ブロックは表１のようにな
る。オペレーションカウントの大まかな推計を行うた
め、積算、加算およびデータアクセスがそれぞれ１デー
タ項目当たり１オペレーションで実行されるものと仮定
した。
関数を適用する前に、データは完全に伸張されていなけ
ればならない。さらに、処理されたデータは再度圧縮工
程に付す必要がある。ＪＰＥＧはロスの多い圧縮法であ
るので、伸張−再圧縮により画像の品質低下を招く恐れ
がある。ポートレートから景観モードへの切り換えアプ
リケーションについては、向きが変更される度に画像品
質は低下の一途をたどる。その他の欠点は、伸張および
圧縮の複雑さが極めて著しいことである。例えば、図２
で画像処理タスクが仮に時計回り方向に９０°回転とす
ると、入力データの各８×８ブロックは表１のようにな
る。オペレーションカウントの大まかな推計を行うた
め、積算、加算およびデータアクセスがそれぞれ１デー
タ項目当たり１オペレーションで実行されるものと仮定
した。
【００２６】
【表１】
【００２７】本発明は空間ドメインに基づく画像処理に
代わる、すなわち圧縮ドメインに基づく画像処理を提案
するものである。後者は、すでに圧縮形で得られている
データ、例えばＪＰＥＧビットストリームによく適合す
る。圧縮ドメインに基づく画像処理手法の基本的処理は
図３に示す通りである。ＪＰＥＧデータについては、圧
縮ドメインに基づく画像処理として、通常、図３におい
てブロック４２で示すＤＣＴドメイン画像処理が含まれ
る。
代わる、すなわち圧縮ドメインに基づく画像処理を提案
するものである。後者は、すでに圧縮形で得られている
データ、例えばＪＰＥＧビットストリームによく適合す
る。圧縮ドメインに基づく画像処理手法の基本的処理は
図３に示す通りである。ＪＰＥＧデータについては、圧
縮ドメインに基づく画像処理として、通常、図３におい
てブロック４２で示すＤＣＴドメイン画像処理が含まれ
る。
【００２８】図３に示す通り、ＤＣＴドメイン画像処理
４２にはブロック４１におけるＪＰＥＧ圧縮ビットスト
リームのエントロピーデコーディングが先行し、そして
ブロック４３におけるエントロピーコーディングが後続
する。
４２にはブロック４１におけるＪＰＥＧ圧縮ビットスト
リームのエントロピーデコーディングが先行し、そして
ブロック４３におけるエントロピーコーディングが後続
する。
【００２９】同じく図３に示す通り、ＤＣＴドメイン画
像処理ブロック４２はさらに４４〜４９を付番された処
理ブロックに分割される。前述の通り、ビットストリー
ムの伸張によるＤＣＴ係数の８×８ブロックが得られる
（４４）。これらの係数は、ジグザグ解除の手続き（４
５）を用いて再配列され、その後、ＤＣＴ係数のブロッ
クが量子化解除される（４６）。本発明によれば、ＤＣ
Ｔ係数の量子化解除ブロックはブロック指向処理を行う
（４７）。この処理に続いてＤＣＴデータに基づいてブ
ロックが量子化され（４８）、そしてジグザグ順に再配
列される（４９）。しかし、画像処理タスクに依存して
すべてのブロック４４〜４９について行われる必要はな
い。例えば、Ｄ４オペレーション（対角線およびＹ軸に
関するフリップの順で表わすことができる）について
は、ジグザグ解除４５、量子化解除４６、ジグザグ化４
９、および量子化４８の各工程が省略可能である。圧縮
ドメインに基づくＤ４オペレーションの詳細については
後述する。
像処理ブロック４２はさらに４４〜４９を付番された処
理ブロックに分割される。前述の通り、ビットストリー
ムの伸張によるＤＣＴ係数の８×８ブロックが得られる
（４４）。これらの係数は、ジグザグ解除の手続き（４
５）を用いて再配列され、その後、ＤＣＴ係数のブロッ
クが量子化解除される（４６）。本発明によれば、ＤＣ
Ｔ係数の量子化解除ブロックはブロック指向処理を行う
（４７）。この処理に続いてＤＣＴデータに基づいてブ
ロックが量子化され（４８）、そしてジグザグ順に再配
列される（４９）。しかし、画像処理タスクに依存して
すべてのブロック４４〜４９について行われる必要はな
い。例えば、Ｄ４オペレーション（対角線およびＹ軸に
関するフリップの順で表わすことができる）について
は、ジグザグ解除４５、量子化解除４６、ジグザグ化４
９、および量子化４８の各工程が省略可能である。圧縮
ドメインに基づくＤ４オペレーションの詳細については
後述する。
【００３０】一般に、圧縮ドメイン処理には以下のよう
な利点がある。先ず、多くの場合、量子化解除−量子化
工程が省略できるので、画像品質を保つことができる。
第２に、完全なＪＰＥＧ伸張および圧縮のタスクがなく
なるので、図２に示す空間ドメインの場合よりも複雑さ
が大幅に低い。特に９０°回転の場合は、表１の圧縮ド
メインに基づく処理相手先のインプリメントは表２に示
すオペレーションカウントを有する。圧縮ドメインアプ
ローチを用いる全オペレーションカウントは表１の空間
ドメインに基づくアプローチのほぼ１／５以下であるこ
とに注目すべきである（ＤＣＴドメインに基づく回転法
については後述する）。その他の利点としては、典型的
なディジタル画像表現では、画素の深い相互関係のため
にＤＣＴドメイン表現が極めて散在（例えば８×８ＤＣ
Ｔブロックで通常７〜１６の非ゼロ値）している点が挙
げられる。このデータの散在性は、ＤＣＴドメイン処理
アプローチの活用により、全体的な複雑さをさらに軽減
することができるが、この特性は空間ドメイン表現では
得られない（Ｄ４オペレーションに対するこの特性の活
用については後述する）。
な利点がある。先ず、多くの場合、量子化解除−量子化
工程が省略できるので、画像品質を保つことができる。
第２に、完全なＪＰＥＧ伸張および圧縮のタスクがなく
なるので、図２に示す空間ドメインの場合よりも複雑さ
が大幅に低い。特に９０°回転の場合は、表１の圧縮ド
メインに基づく処理相手先のインプリメントは表２に示
すオペレーションカウントを有する。圧縮ドメインアプ
ローチを用いる全オペレーションカウントは表１の空間
ドメインに基づくアプローチのほぼ１／５以下であるこ
とに注目すべきである（ＤＣＴドメインに基づく回転法
については後述する）。その他の利点としては、典型的
なディジタル画像表現では、画素の深い相互関係のため
にＤＣＴドメイン表現が極めて散在（例えば８×８ＤＣ
Ｔブロックで通常７〜１６の非ゼロ値）している点が挙
げられる。このデータの散在性は、ＤＣＴドメイン処理
アプローチの活用により、全体的な複雑さをさらに軽減
することができるが、この特性は空間ドメイン表現では
得られない（Ｄ４オペレーションに対するこの特性の活
用については後述する）。
【００３１】
【表２】
【００３２】一般に、空間ドメインに基づく画像処理関
数に匹敵する、圧縮ドメインに基づく処理を導出するこ
とは不可能である点に注意すべきである。ＤＣＴは一次
変換であり、従って圧縮ドメインに基づく処理は一次画
像処理関数について行われると予想される。メディアン
フィルタリング、変形／異形化のような非線形画像処理
関数は、図３に示すもののように圧縮ドメインに基づく
アプローチには適合しない。
数に匹敵する、圧縮ドメインに基づく処理を導出するこ
とは不可能である点に注意すべきである。ＤＣＴは一次
変換であり、従って圧縮ドメインに基づく処理は一次画
像処理関数について行われると予想される。メディアン
フィルタリング、変形／異形化のような非線形画像処理
関数は、図３に示すもののように圧縮ドメインに基づく
アプローチには適合しない。
【００３３】《ＪＰＥＧ画像上での二面対称オペレーシ
ョン》以下、ＪＰＥＧ圧縮データの簡単な幾何学的変換
を制御する基本方程式について説明する。対角軸、Ｙ軸
（すなわち、中央垂直軸）およびＸ軸（すなわち、中央
水平軸）に関するフリップの構成で規定されるオペレー
ションにより、Ｄ４と呼ばれる四辺形の二面対称のグル
ープが形成される。これらのオペレーションについて表
３に整理して説明する。なお、表３および表４におい
て、および以下の説明において、オペレーションを説明
の便宜上〈 〉を用いて示す。
ョン》以下、ＪＰＥＧ圧縮データの簡単な幾何学的変換
を制御する基本方程式について説明する。対角軸、Ｙ軸
（すなわち、中央垂直軸）およびＸ軸（すなわち、中央
水平軸）に関するフリップの構成で規定されるオペレー
ションにより、Ｄ４と呼ばれる四辺形の二面対称のグル
ープが形成される。これらのオペレーションについて表
３に整理して説明する。なお、表３および表４におい
て、および以下の説明において、オペレーションを説明
の便宜上〈 〉を用いて示す。
【００３４】
【表３】
【００３５】全体のグループを生成するようにオペレー
ション〈Ｆｄ〉および〈Ｆｙ〉を構成することができる
点に注意すべきである（注：オペレーション〈ｏ１〉お
よび〈ｏ２〉の構成〈ｏ１〉〈ｏ２〉は、先ず〈ｏ２〉
を、次いで〈ｏ１〉を適用して得られるオペレーション
である）。例えば、単純に時計回り方向に９０°回転
（オペレーション〈Ｒ９０〉）は、図４に示す通り、対
角線フリップを適用し、次いで列フリップを適用するこ
とにより達成できる。従って、二つのオペレーション
〈Ｆｄ〉および〈Ｆｙ〉の圧縮ドメインに基づく相手先
が導出できれば、残りもすべて導出可能である。
ション〈Ｆｄ〉および〈Ｆｙ〉を構成することができる
点に注意すべきである（注：オペレーション〈ｏ１〉お
よび〈ｏ２〉の構成〈ｏ１〉〈ｏ２〉は、先ず〈ｏ２〉
を、次いで〈ｏ１〉を適用して得られるオペレーション
である）。例えば、単純に時計回り方向に９０°回転
（オペレーション〈Ｒ９０〉）は、図４に示す通り、対
角線フリップを適用し、次いで列フリップを適用するこ
とにより達成できる。従って、二つのオペレーション
〈Ｆｄ〉および〈Ｆｙ〉の圧縮ドメインに基づく相手先
が導出できれば、残りもすべて導出可能である。
【００３６】ｆを８×８画素ブロックとし、Ｆを対応す
る８×８ＤＣＴブロックとする（ＤＣＴ（ｆ）＝Ｆおよ
びＩＤＣＴ（Ｆ）＝ｆ）。８個のＤ４オペレーション
〈ｏ〉について、ｆと〈ｏ〉ｆの関係を表わすのは容易
である。目標はＦとＤＣＴ（〈ｏ〉ｆ）の関係（これを
〈ｏ〉Ｆと表わす）の導出である。
る８×８ＤＣＴブロックとする（ＤＣＴ（ｆ）＝Ｆおよ
びＩＤＣＴ（Ｆ）＝ｆ）。８個のＤ４オペレーション
〈ｏ〉について、ｆと〈ｏ〉ｆの関係を表わすのは容易
である。目標はＦとＤＣＴ（〈ｏ〉ｆ）の関係（これを
〈ｏ〉Ｆと表わす）の導出である。
【００３７】オペレーション〈Ｆｙ〉の場合、空間ドメ
インでは列フリップ出力〈Ｆｙ〉ｆ（ｉ，ｊ）が以下の
ように表わされる（(６)式）。
インでは列フリップ出力〈Ｆｙ〉ｆ（ｉ，ｊ）が以下の
ように表わされる（(６)式）。
【００３８】
【数４】
【００３９】また、（１）式から〈Ｆｙ〉Ｆ（ｕ，ｖ）
は、以下のように表される((７)〜（９）式）。
は、以下のように表される((７)〜（９）式）。
【００４０】
【数５】
【００４１】式（２）から、Ｃ７−ｋ，ｖは、次のよう
に表される（（１０）〜（１４）式）。
に表される（（１０）〜（１４）式）。
【００４２】
【数６】
【００４３】（１４）式、（１）式のＤＣＴ定義から、
（７）〜（９）式における、〈Ｆｙ〉Ｆ（ｕ，ｖ）は、
以下のように書き換えることができる（（１５），(１
６)式）。
（７）〜（９）式における、〈Ｆｙ〉Ｆ（ｕ，ｖ）は、
以下のように書き換えることができる（（１５），(１
６)式）。
【００４４】
【数７】
【００４５】空間ドメインでは、入力ブロックの対角線
フリップｆ（ｉ，ｊ）は〈Ｆｄ〉ｆ（ｉ，ｊ）＝ｆ
（ｊ，ｉ）となる。このＤＣＴドメインの式は以下のよ
うに表わされることは明らかである（（１７）式）。
フリップｆ（ｉ，ｊ）は〈Ｆｄ〉ｆ（ｉ，ｊ）＝ｆ
（ｊ，ｉ）となる。このＤＣＴドメインの式は以下のよ
うに表わされることは明らかである（（１７）式）。
【００４６】
【数８】
【００４７】式１５および式１７、ならびに表３の第３
列で与えられる関係を用いて、Ｄ４オペレーションのす
べてについて圧縮ドメインの相手先を導出することがで
きる。これらを表４に示す。
列で与えられる関係を用いて、Ｄ４オペレーションのす
べてについて圧縮ドメインの相手先を導出することがで
きる。これらを表４に示す。
【００４８】
【表４】
【００４９】上記の関係は量子化を考慮せずに導出した
ものである。Ｆ（ｕ，ｖ）の代わりに単純に量子化係数
ＦＱ（ｕ，ｖ）Ｑ（ｕ，ｖ）を用いることにより、以下
のことが明らかになる。すなわち、Ｄ４オペレーション
で生成するブロックの量子化係数は、対応する入力ブロ
ック処理（表４の３列）を元のブロックの量子化係数に
適用することによって直接得ることができる。量子化テ
ーブルは同一のままである（〈Ｆｄ〉，〈Ｆｃｄ〉，
〈Ｒ９０〉および〈Ｒ-９０〉について変換される）。
このＤＣＴドメインアプローチによりＩＤＣＴ、ＤＣ
Ｔ、ならびに量子化解除および量子化が回避される。ジ
グザグ化解除およびジグザグ化工程も回避されることに
ついては後述する。
ものである。Ｆ（ｕ，ｖ）の代わりに単純に量子化係数
ＦＱ（ｕ，ｖ）Ｑ（ｕ，ｖ）を用いることにより、以下
のことが明らかになる。すなわち、Ｄ４オペレーション
で生成するブロックの量子化係数は、対応する入力ブロ
ック処理（表４の３列）を元のブロックの量子化係数に
適用することによって直接得ることができる。量子化テ
ーブルは同一のままである（〈Ｆｄ〉，〈Ｆｃｄ〉，
〈Ｒ９０〉および〈Ｒ-９０〉について変換される）。
このＤＣＴドメインアプローチによりＩＤＣＴ、ＤＣ
Ｔ、ならびに量子化解除および量子化が回避される。ジ
グザグ化解除およびジグザグ化工程も回避されることに
ついては後述する。
【００５０】多くの８×８ブロックからなるＷ×ＨのＪ
ＰＥＧ画像上で、Ｄ４オペレーションを行うには、圧縮
ドメインに基づく手続きは以下の通りである。（ａ）対
応する幾何学的変換について８×８ＤＣＴブロックの再
配列、および（ｂ）各８×８ＤＣＴブロック内のエレメ
ントに対して表４によるＤＣＴドメインに基づくオペレ
ーションを適用することである（なお、ＪＰＥＧ画像に
おけるＷおよびＨは８の倍数であり、必要に応じてオリ
ジナル画像のパディングによって得られる）。（ａ）お
よび（ｂ）はロスのないオペレーションであって、量子
化ＤＣＴ係数ＦＱ（ｕ，ｖ）が符号変更を越えて処理さ
れないことに注意すべきである。すなわち、量子化解除
および再量子化の工程を回避することにより、カメラの
ＪＰＥＧファイルに対して表４の１種または２種以上の
幾何学的変換を何回も適用しても、品質のロスを生じる
ことはない。
ＰＥＧ画像上で、Ｄ４オペレーションを行うには、圧縮
ドメインに基づく手続きは以下の通りである。（ａ）対
応する幾何学的変換について８×８ＤＣＴブロックの再
配列、および（ｂ）各８×８ＤＣＴブロック内のエレメ
ントに対して表４によるＤＣＴドメインに基づくオペレ
ーションを適用することである（なお、ＪＰＥＧ画像に
おけるＷおよびＨは８の倍数であり、必要に応じてオリ
ジナル画像のパディングによって得られる）。（ａ）お
よび（ｂ）はロスのないオペレーションであって、量子
化ＤＣＴ係数ＦＱ（ｕ，ｖ）が符号変更を越えて処理さ
れないことに注意すべきである。すなわち、量子化解除
および再量子化の工程を回避することにより、カメラの
ＪＰＥＧファイルに対して表４の１種または２種以上の
幾何学的変換を何回も適用しても、品質のロスを生じる
ことはない。
【００５１】単純化するため、グレースケール画像を用
いるインプリメント法について説明し、続いてカラー画
像に必要な簡単な修正を概説する。ここで、画像の幅お
よび高はを８の倍数とする。さらに、カラー画像につい
ては、サブサンプリングはブロックパディングを必要と
しないものとする。これらの制約が満足されない場合、
ある別の行／列のオリジナル画像を改めてパディングす
ることにより、ここに述べたすべてのオペレーションを
適用することができる。
いるインプリメント法について説明し、続いてカラー画
像に必要な簡単な修正を概説する。ここで、画像の幅お
よび高はを８の倍数とする。さらに、カラー画像につい
ては、サブサンプリングはブロックパディングを必要と
しないものとする。これらの制約が満足されない場合、
ある別の行／列のオリジナル画像を改めてパディングす
ることにより、ここに述べたすべてのオペレーションを
適用することができる。
【００５２】ＪＰＥＧデータとして得られるＷ×Ｈグレ
ースケール画像Ｉについて考察する。ＪＰＥＧデータに
はエントロピー・コーディングを適用し、ＤＣ項には差
分コーディングを取消すことにより、各ブロックについ
ての量子化ＤＣＴ係数を得ることができる。Ｆｋは画像
についての量子化ＤＣＴ係数の８×８ブロック（ラスタ
順の付番ｋ）を表わすものとする（０≦ｋ＜ＷＨ／６
４）。
ースケール画像Ｉについて考察する。ＪＰＥＧデータに
はエントロピー・コーディングを適用し、ＤＣ項には差
分コーディングを取消すことにより、各ブロックについ
ての量子化ＤＣＴ係数を得ることができる。Ｆｋは画像
についての量子化ＤＣＴ係数の８×８ブロック（ラスタ
順の付番ｋ）を表わすものとする（０≦ｋ＜ＷＨ／６
４）。
【００５３】Ｉｏは画像にオペレーション〈ｏ〉を適用
した結果を表わすものとする（ここに、〈ｏ〉は表３か
らのＤ４オペレーションの１つである）。以上のこと
は、ＩｏのＤＣＴ係数のブロックは、可能な再配列転置
および符号変更を有するＩと本質的に同じであり、そし
て量子化テーブルも同じであり、可能な転置を有するこ
とを示している。一般に、Ｉｏにおける量子化係数のブ
ロックＦｋ ｏは次のように表わされる。
した結果を表わすものとする（ここに、〈ｏ〉は表３か
らのＤ４オペレーションの１つである）。以上のこと
は、ＩｏのＤＣＴ係数のブロックは、可能な再配列転置
および符号変更を有するＩと本質的に同じであり、そし
て量子化テーブルも同じであり、可能な転置を有するこ
とを示している。一般に、Ｉｏにおける量子化係数のブ
ロックＦｋ ｏは次のように表わされる。
【００５４】Ｆｋ ｏ＝〈ｏ〉Ｆｐ〈ｏ〉（ｋ） ここに、ｐ〈ｏ〉はブロックの順列である。
【００５５】一例として時計回り方向に９０°回転
（〈ｏ〉＝Ｒ９０）について考察する。ｋ＝ｉｂ（Ｈ／
８）＋ｊｂ（回転画像Ｉｏにおけるｉｂ行およびｊｂ列
のブロック）については、 ｐ〈ｏ〉（ｋ）＝（Ｈ−ｊｂ−１）（Ｗ／８）＋ｊｂ となる。
（〈ｏ〉＝Ｒ９０）について考察する。ｋ＝ｉｂ（Ｈ／
８）＋ｊｂ（回転画像Ｉｏにおけるｉｂ行およびｊｂ列
のブロック）については、 ｐ〈ｏ〉（ｋ）＝（Ｈ−ｊｂ−１）（Ｗ／８）＋ｊｂ となる。
【００５６】ＪＰＥＧ画像Ｉｏを形成させるには、ｋ＝
０，１，２・・・順のブロックＦｋ ｏを計算する必要が
ある。この計算ではｐ〈ｏ〉（０），ｐ〈ｏ〉（１），
ｐ〈ｏ〉（２），・・・順（これは、一般に、ブロック
がＪＰＥＧ画像Ｉに格納されるラスタ順とは異なる）の
ブロックＩをアクセスする必要がある。圧縮ブロックは
サイズが任意に異なるため、ＪＰＥＧビットストリーム
からの特定のブロックを抽出するにはその前のブロック
をすべて解析しなければならず、極めて費用が嵩む。さ
らに、量子化された特異的コードのために、前のＤＣ値
がすべてデコードされた後、ブロックのＤＣ係数の値を
初めて抽出することができる。二つのパスアプローチを
用いて、この問題を回避する。
０，１，２・・・順のブロックＦｋ ｏを計算する必要が
ある。この計算ではｐ〈ｏ〉（０），ｐ〈ｏ〉（１），
ｐ〈ｏ〉（２），・・・順（これは、一般に、ブロック
がＪＰＥＧ画像Ｉに格納されるラスタ順とは異なる）の
ブロックＩをアクセスする必要がある。圧縮ブロックは
サイズが任意に異なるため、ＪＰＥＧビットストリーム
からの特定のブロックを抽出するにはその前のブロック
をすべて解析しなければならず、極めて費用が嵩む。さ
らに、量子化された特異的コードのために、前のＤＣ値
がすべてデコードされた後、ブロックのＤＣ係数の値を
初めて抽出することができる。二つのパスアプローチを
用いて、この問題を回避する。
【００５７】最初のパスでは、ＪＰＥＧ画像Ｉを解析し
て各ブロックのビット・オフセットおよび各ブロックの
ＤＣ値を抽出する。第２のパスでは、各画像Ｉｏについ
てＦｋ 〈ｏ〉を演算する際、ブロック数についてのビッ
ト・オフセットをルックアップし、かつＩについてのＪ
ＰＥＧビツトストリームの位置をシークすることによ
り、Ｆｐ〈ｏ〉（ｋ）がすぐにアクセスされる。このア
ルゴリズムは疑似コードで次のようにまとめることがで
きる。
て各ブロックのビット・オフセットおよび各ブロックの
ＤＣ値を抽出する。第２のパスでは、各画像Ｉｏについ
てＦｋ 〈ｏ〉を演算する際、ブロック数についてのビッ
ト・オフセットをルックアップし、かつＩについてのＪ
ＰＥＧビツトストリームの位置をシークすることによ
り、Ｆｐ〈ｏ〉（ｋ）がすぐにアクセスされる。このア
ルゴリズムは疑似コードで次のようにまとめることがで
きる。
【００５８】ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ Ｏｐｅｒａｔｅ ｉｎｐｕｔ：ＪＰＥＧｉｍａｇｅ Ｉ，オペレーション
〈ｏ〉 ｏｕｔｐｕｔ：ＪＰＥＧｉｍａｇｅ Ｉｏ ／＊第１パス：オフセットおよびＤＣ値を集める＊／ Ｉからのヘッダーを解析する。 ｆｏｒ ｋ＝０ ｔｏ ＷＨ／６４−１ １．オフセットをブロックｋのビット・オフセットとし
てＩに格納する。２．ＤＣ項を抽出しつつＩを解析して
過去のその他のブロックを移動する。３．ブロックｋに
ついて特異的コード化を取消しおよびＤＣ値の格納す
る。
〈ｏ〉 ｏｕｔｐｕｔ：ＪＰＥＧｉｍａｇｅ Ｉｏ ／＊第１パス：オフセットおよびＤＣ値を集める＊／ Ｉからのヘッダーを解析する。 ｆｏｒ ｋ＝０ ｔｏ ＷＨ／６４−１ １．オフセットをブロックｋのビット・オフセットとし
てＩに格納する。２．ＤＣ項を抽出しつつＩを解析して
過去のその他のブロックを移動する。３．ブロックｋに
ついて特異的コード化を取消しおよびＤＣ値の格納す
る。
【００５９】／＊第２パス：Ｉｏの演算および格納＊／ Ｉｏのヘッダーの演算・格納を行い、〈ｏ〉により要求
されるならＩの量子化テーブルを転置する。 ｆ ｏｒ ｋ＝０ ｔｏ ＷＨ／６４−１ １．Ｉをシークし、ブロック数ｐ〈ｏ〉（ｋ）の量子化
係数を抽出するため、オフセットおよびＤＣテーブルを
使用する。２．必要に応じて、ｏによる係数への符号変
更の転置および／または適用する（表４の第３列）。
３．Ｉ〈ｏ〉についてのＪＰＥＧビットストリームへの
エントロピー・コード化係数を貼り付ける。
されるならＩの量子化テーブルを転置する。 ｆ ｏｒ ｋ＝０ ｔｏ ＷＨ／６４−１ １．Ｉをシークし、ブロック数ｐ〈ｏ〉（ｋ）の量子化
係数を抽出するため、オフセットおよびＤＣテーブルを
使用する。２．必要に応じて、ｏによる係数への符号変
更の転置および／または適用する（表４の第３列）。
３．Ｉ〈ｏ〉についてのＪＰＥＧビットストリームへの
エントロピー・コード化係数を貼り付ける。
【００６０】《ブロックの効率的な転置および符号変
更》元のブロックＦｐｏ（ｋ）がｏ経由で転置されて画
像ＩｏについてのブロックＦｋ ｏを得る際、「オペレー
トＪＰＥＧ」アルゴリズムの心臓部は第２パスにある。
８×８ブロックに符号変更の転置および適用を行うに
は、ストレート・フォワード方式でインプリメントされ
ていれば、ブロックの各エレメントを一度アクセスする
必要がある。つまり、複雑さは６４の倍数となる。典型
的なＪＰＥＦ画像における量子化係数ブロックは極めて
少ない数（典型的には１６以下）の非ゼロ係数を有す
る。ここに、複雑さがブロック内の非ゼロ係数の数に比
例する、転置および符号変更を行うためのアルゴリズム
を提示する。このアルゴリズムにより、全体の複雑さが
実質的に減り、圧縮画像の全サイズでは非圧縮画像の全
サイズにおけるよりも線状になる。
更》元のブロックＦｐｏ（ｋ）がｏ経由で転置されて画
像ＩｏについてのブロックＦｋ ｏを得る際、「オペレー
トＪＰＥＧ」アルゴリズムの心臓部は第２パスにある。
８×８ブロックに符号変更の転置および適用を行うに
は、ストレート・フォワード方式でインプリメントされ
ていれば、ブロックの各エレメントを一度アクセスする
必要がある。つまり、複雑さは６４の倍数となる。典型
的なＪＰＥＦ画像における量子化係数ブロックは極めて
少ない数（典型的には１６以下）の非ゼロ係数を有す
る。ここに、複雑さがブロック内の非ゼロ係数の数に比
例する、転置および符号変更を行うためのアルゴリズム
を提示する。このアルゴリズムにより、全体の複雑さが
実質的に減り、圧縮画像の全サイズでは非圧縮画像の全
サイズにおけるよりも線状になる。
【００６１】ＪＰＥＧのハフマンコード化モードでは、
量子化係数のブロックはジグザグ順にスキャンすること
によりコード化されて、ゼロの長いランを一まとめにグ
ループ化する。このジグザグ配列を表５に示す。ブロッ
クをコード化するとき、これらの差分に固有のハフマン
テーブルを用いて、先ず現在のブロックと前のブロック
の量子化ＤＣ値との差がコード化される。
量子化係数のブロックはジグザグ順にスキャンすること
によりコード化されて、ゼロの長いランを一まとめにグ
ループ化する。このジグザグ配列を表５に示す。ブロッ
クをコード化するとき、これらの差分に固有のハフマン
テーブルを用いて、先ず現在のブロックと前のブロック
の量子化ＤＣ値との差がコード化される。
【００６２】
【表５】
【００６３】次いで、量子化ＡＣ係数がジグザグ順にス
キャンされ、そして（Ｒ，Ｓ，Ｖ）形式の連続する三つ
の記号としてコード化される。ここに、Ｒはジグザグ配
列の連続するゼロの数であり、そして次の非ゼロ係数は
以下のような値ｘを有する。
キャンされ、そして（Ｒ，Ｓ，Ｖ）形式の連続する三つ
の記号としてコード化される。ここに、Ｒはジグザグ配
列の連続するゼロの数であり、そして次の非ゼロ係数は
以下のような値ｘを有する。
【００６４】
【数９】
【００６５】ｘまたはｘ−１の標準相補２進表現（ｓｔ
ａｎｄａｒｄ ２’ｓ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ ｂｉｎ
ａｒｙ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）を用いてＶの
ビットが抽出される。ＪＰＥＧビットストリームでは、
各（Ｒ，Ｓ，Ｖ）が、先ず（Ｒ，Ｓ）をエンコードする
ハフマンテーブルを用い、次いでＶをエンコードするＳ
エキストラ・ビットを用いてエンコードする。ゼロおよ
び終端ブロックの極めて長いプログラム実行（ｒｕｎ）
のような、いくつかの特別なエンコード条件では、特殊
なコードでの処理が行われる。しかし、ここでの目的に
とって、ＪＰＥＧデータは容易に解析されて次のような
データ構造で各ブロックを捕捉することは明らかであ
る。
ａｎｄａｒｄ ２’ｓ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ ｂｉｎ
ａｒｙ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）を用いてＶの
ビットが抽出される。ＪＰＥＧビットストリームでは、
各（Ｒ，Ｓ，Ｖ）が、先ず（Ｒ，Ｓ）をエンコードする
ハフマンテーブルを用い、次いでＶをエンコードするＳ
エキストラ・ビットを用いてエンコードする。ゼロおよ
び終端ブロックの極めて長いプログラム実行（ｒｕｎ）
のような、いくつかの特別なエンコード条件では、特殊
なコードでの処理が行われる。しかし、ここでの目的に
とって、ＪＰＥＧデータは容易に解析されて次のような
データ構造で各ブロックを捕捉することは明らかであ
る。
【００６６】 このデータ構造中、Ｎはブロック内の非ゼロＡＣ係数の
数である。アレイＡの最初のＮエントリーのみ意味があ
る。エレメントＡ［ｋ］はジグザグ位置（Ｚ）を与え、
そしてＳおよびＶはｋ番目の非ゼロＡＣ係数０≦ｋ＜Ｎ
を評価する。ＪＰＥＧビットストリームからこの構造へ
のブロックの読取り、およびＪＰＥＧデータとしてのこ
の構造の書込みは、いずれもストレートフォワードであ
り、ここでは詳細については省略する。
数である。アレイＡの最初のＮエントリーのみ意味があ
る。エレメントＡ［ｋ］はジグザグ位置（Ｚ）を与え、
そしてＳおよびＶはｋ番目の非ゼロＡＣ係数０≦ｋ＜Ｎ
を評価する。ＪＰＥＧビットストリームからこの構造へ
のブロックの読取り、およびＪＰＥＧデータとしてのこ
の構造の書込みは、いずれもストレートフォワードであ
り、ここでは詳細については省略する。
【００６７】オペレーション〈ｏ〉では転置および／ま
たは符号変更が必要となる。上記のデータ構造を用いる
ことにより、〈ｏ〉をインプリメントしてＮの工程のみ
を（６４よりも）必要とする新規なアルゴリズムについ
て説明する。このアルゴリズムはジグザグ順のブロック
表現を直接用いるので、係数のジグザグ解除およびジグ
ザグ化が回避される。
たは符号変更が必要となる。上記のデータ構造を用いる
ことにより、〈ｏ〉をインプリメントしてＮの工程のみ
を（６４よりも）必要とする新規なアルゴリズムについ
て説明する。このアルゴリズムはジグザグ順のブロック
表現を直接用いるので、係数のジグザグ解除およびジグ
ザグ化が回避される。
【００６８】入力「ＪｐｅｇＢｌｏｃｋ」構造Ｂ（ブロ
ックＦに対応）を与えて、〈ｏ〉Ｆに対応する構造Ｂｏ
を求める。非ゼロＡＣ係数ｘの符号を変更するには、対
応するＳおよびＶ値はＳｘおよびＶｘであり、単純にＶ
ｘのビット補数を用いれば十分である。すなわち、 Ｓ−ｘ＝Ｓｘ，Ｖ−ｘ＝−Ｖｘ ｓ〈ｏ〉［６４］をブール・フラグの予め演算されたア
レイとして、もし〈ｏ〉が、変更されるべきＺ番目のジ
グザグ係数の符号を必要とすれば、ｓ〈ｏ〉［Ｚ］がＴ
ＲＵＥとなるとする。符号の変更のみが必要とされれば
（すなわち、オペレーション〈Ｆｘ〉，〈Ｆｙ〉，〈Ｒ
１８０〉についての変更）、ｓ〈ｏ〉［Ａ［ｋ］．Ｚ］
がＴＲＵＥであるＡ［ｋ］．Ｖについてビットをフリッ
プ化させつつ、各エントリーをコピーすることにより、
ＢをＢ〈ｏ〉に変換することができる。
ックＦに対応）を与えて、〈ｏ〉Ｆに対応する構造Ｂｏ
を求める。非ゼロＡＣ係数ｘの符号を変更するには、対
応するＳおよびＶ値はＳｘおよびＶｘであり、単純にＶ
ｘのビット補数を用いれば十分である。すなわち、 Ｓ−ｘ＝Ｓｘ，Ｖ−ｘ＝−Ｖｘ ｓ〈ｏ〉［６４］をブール・フラグの予め演算されたア
レイとして、もし〈ｏ〉が、変更されるべきＺ番目のジ
グザグ係数の符号を必要とすれば、ｓ〈ｏ〉［Ｚ］がＴ
ＲＵＥとなるとする。符号の変更のみが必要とされれば
（すなわち、オペレーション〈Ｆｘ〉，〈Ｆｙ〉，〈Ｒ
１８０〉についての変更）、ｓ〈ｏ〉［Ａ［ｋ］．Ｚ］
がＴＲＵＥであるＡ［ｋ］．Ｖについてビットをフリッ
プ化させつつ、各エントリーをコピーすることにより、
ＢをＢ〈ｏ〉に変換することができる。
【００６９】Ｎ工程で「ＪｐｅｇＢｌｏｃｋ」構造の転
置を行うには、以下のキー観測を用いる。ある交差方向
対角線上でのエレメントが正順に反転されている場合を
除き、アレイＡは同じままである。これを説明するた
め、ｔ［Ｚ］が元のジグザグ・インデックスＺに対する
転置ジグザグ・インデックスを表わすとする。すなわ
ち、 ｔ［１］＝２，ｔ［２］＝１，ｔ［３］＝５，ｔ［４］
＝４，・・・ ジグザグ係数が付番された場合を考えると、 １，３，６，７，１０，１１，１４ が唯一の非ゼロ係数である。従って、転置後のジグザグ
配置は次のようになる。
置を行うには、以下のキー観測を用いる。ある交差方向
対角線上でのエレメントが正順に反転されている場合を
除き、アレイＡは同じままである。これを説明するた
め、ｔ［Ｚ］が元のジグザグ・インデックスＺに対する
転置ジグザグ・インデックスを表わすとする。すなわ
ち、 ｔ［１］＝２，ｔ［２］＝１，ｔ［３］＝５，ｔ［４］
＝４，・・・ ジグザグ係数が付番された場合を考えると、 １，３，６，７，１０，１１，１４ が唯一の非ゼロ係数である。従って、転置後のジグザグ
配置は次のようになる。
【００７０】
【数１０】
【００７１】従って、同じ交差方向対角線上にある係数
の各グループは反転させる必要がある。これを、非ゼロ
係数のアレイＢ．Ａ［・・・］をスキャンし、交差方向
対角線が変化する各係数を解析することにより、効率的
に行って、Ｂ．Ａ［・・・］からＢ〈ｏ〉．
Ａ［・・・］に逆順に前の交差方向対角線をコピーす
る。
の各グループは反転させる必要がある。これを、非ゼロ
係数のアレイＢ．Ａ［・・・］をスキャンし、交差方向
対角線が変化する各係数を解析することにより、効率的
に行って、Ｂ．Ａ［・・・］からＢ〈ｏ〉．
Ａ［・・・］に逆順に前の交差方向対角線をコピーす
る。
【００７２】以下の疑似コードがこのアルゴリズムを要
約するものである。アレイｔおよび（上述の）ｓ〈ｏ〉
は予め演算される。さらに、ｄ［６４］を別の予め演算
されたアレイとすると、各ジグザグ・インデックスにつ
いて「交差方向対角線の数」が得られる。つまり、ジグ
ザグ・インデックスＺが行数ｕおよび列数ｖに対応する
と、ｄ［Ｚ］＝ｕ＋ｖとなる。
約するものである。アレイｔおよび（上述の）ｓ〈ｏ〉
は予め演算される。さらに、ｄ［６４］を別の予め演算
されたアレイとすると、各ジグザグ・インデックスにつ
いて「交差方向対角線の数」が得られる。つまり、ジグ
ザグ・インデックスＺが行数ｕおよび列数ｖに対応する
と、ｄ［Ｚ］＝ｕ＋ｖとなる。
【００７３】 ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ Ｔｒａｎｓｐｏｓｅ Ａｎ ｄＳｉｇｎＣｈａｎｇｅ ｉｎｐｕｔ：ＪｐｅｇＢｌｏｃｋ Ｂ，ａｒｒａｙｓ ｔ，ｓ〈ｏ〉，ｄ ｏｕｔｐｕｔ：ＪｐｅｇＢｌｏｃｋ Ｂ〈ｏ〉 Ｂ〈ｏ〉．Ｄ＝Ｂ．Ｄ ／＊ｓ〈ｏ〉［０］は常にＦＡＬＳＥであることに注意 ＊／ Ｂ〈ｏ〉．Ｎ＝Ｂ．Ｎ ｉｆ（Ｂ．Ｎ＝＝０）ｔｈｅｎ ｒｅｔｕｒｎ ｄｃｕｒ＝ｄ［Ｂ．Ａ［０］．Ｚ］ ／＊開始時の交差対角線数＊／ ｓｔａｒｔｐｏｓ＝０ ／＊［Ｂ．Ａ［０］．Ｚ］ ／＊交差対角線数ｄｃｕｒ がＢ．Ａ［．．．］で開始する位置＊／ ｆｏｒ ｋ＝０ ｔｏ Ｂ．Ｎ ／＊新しい交差対角線数を見出す＊／ ｉｆ（ｋ＜Ｂ．Ｎ） ｔｈｅｎ ｄｎｅｗ＝［Ｂ．Ａ［ｋ］．Ｚ］ ｅｌｓｅ ｄｎｅｗ＝∞ ／＊１４より大きい値は、まさにｄｎｅｗ＞ｄｃ ｕｒであることを確認＊／ ｉｆ（ｄｎｅｗ＜ｄｃｕｒ）ｔｈｅｎ ／＊Ｂ．Ａ［ｓｔａｒｔｐｏｓ．．．（ｋ−１）］をＢ〈ｏ〉．Ａ［．．． ］に逆順にコピー＊／ ｆｏｒ ｌ＝０ ｔｏ ｋ−ｓｔａｒｔｐｏｓ−１ ｉ＝ｋ−１−ｌ ／＊Ｂ．Ａ［．．．］におけるインデックス＊／ ｊ＝ｓｔａｒｔｐｏｓ＋ｌ ／＊Ｂｏ．Ａ［．．．］におけるインデ ックス＊／ Ｂ〈ｏ〉．Ａ［ｊ］．Ｚ＝ｔ［Ｂ．Ａ［ｊ］．Ｚ］ Ｂ〈ｏ〉．Ａ［ｊ］．Ｓ＝Ｂ．Ａ［ｉ］．Ｓ Ｂ〈ｏ〉．Ａ［ｊ］．Ｖ＝Ｂ．Ａ［ｊ］．Ｖ ｉｆ（ｓ〈ｏ〉［Ｂ〈ｏ〉．Ａ［ｊ］．Ｚ］）ｔｈｅｎ Ｂ〈ｏ〉．Ａ［ｊ］．Ｖ＝┐Ｂ〈ｏ〉．Ａ［ｊ］．Ｖ／＊ビッ トを反転＊／ ／＊ｄｃｕｒとｓｔａｒｔｐｏｓを更新＊／ ｄｃｕｒ＝ｄｎｅｗ ｓｔａｒｔｐｏｓ＝ｋ 《カラー画像》 一般に、ＪＰＥＧ画像Ｉは１つ以上のカラー平面からな
り、ある平面はサブサンプル化されている。カラー平面
の数をＰで表わすとする。各平面ｐ（ただし、１≦ｐ≦
Ｐ）に伴って、水平サンプリング要素ｗｐおよび垂直サ
ンプリング要素ｈｐがある。平面数ｐの幅および高さは
それぞれＷｗｐ／ｗｍａｘおよびＨｈｐ／ｈｍａｘで与
えられる。ここに、全平面（１≦ｐ≦Ｐ）にわたって、
ｗｍａｘがｗｐの最大値であり、ｈｍａｘがｈｐの最大
値である。
り、ある平面はサブサンプル化されている。カラー平面
の数をＰで表わすとする。各平面ｐ（ただし、１≦ｐ≦
Ｐ）に伴って、水平サンプリング要素ｗｐおよび垂直サ
ンプリング要素ｈｐがある。平面数ｐの幅および高さは
それぞれＷｗｐ／ｗｍａｘおよびＨｈｐ／ｈｍａｘで与
えられる。ここに、全平面（１≦ｐ≦Ｐ）にわたって、
ｗｍａｘがｗｐの最大値であり、ｈｍａｘがｈｐの最大
値である。
【００７４】ＪＰＥＧデータはさらにスキャンからなる
層を有することができる。１スキャンは１または２以上
のカラー平面からなり、制限されたビット精度の係数値
を有する。「ＯｐｅｒａｔｅＪＰＥＧ」アルゴリズム
は、単純に各スキャンに連続して適用することにより、
拡張することができる。
層を有することができる。１スキャンは１または２以上
のカラー平面からなり、制限されたビット精度の係数値
を有する。「ＯｐｅｒａｔｅＪＰＥＧ」アルゴリズム
は、単純に各スキャンに連続して適用することにより、
拡張することができる。
【００７５】各スキャン内では、スキャンにおける全カ
ラー平面のブロックからのデータを、最小コード単位
（ＭＣＵ）として知られる単位にまとめられる。各ＭＣ
Ｕは、すべてのｗｐおよびｈｐで決定される、固定順に
並んだ固定数のブロックからなる。ここで取り扱うオペ
レーションについては、サンプリング要素を変更しない
限り、画像ＩｏはＩとまったく同じスキャンおよびＭＣ
Ｕのグループ分けである（ｗｐおよびｈｐは転置を要す
るオペレーションに対してスワップされる必要があ
る）。ＭＣＵの順および各ＭＣＵ内のブロックの順は変
動することがあり得るが、Ｉｏにおける各ＭＣＵはＩに
おける正に１つのＭＣＵから得られる。この事実を活用
して、ビット・オフセットおよび、ブロックレベルより
もＭＣＵレベルのＤＣテーブルを設けることにより、メ
モリの節減が図れる。
ラー平面のブロックからのデータを、最小コード単位
（ＭＣＵ）として知られる単位にまとめられる。各ＭＣ
Ｕは、すべてのｗｐおよびｈｐで決定される、固定順に
並んだ固定数のブロックからなる。ここで取り扱うオペ
レーションについては、サンプリング要素を変更しない
限り、画像ＩｏはＩとまったく同じスキャンおよびＭＣ
Ｕのグループ分けである（ｗｐおよびｈｐは転置を要す
るオペレーションに対してスワップされる必要があ
る）。ＭＣＵの順および各ＭＣＵ内のブロックの順は変
動することがあり得るが、Ｉｏにおける各ＭＣＵはＩに
おける正に１つのＭＣＵから得られる。この事実を活用
して、ビット・オフセットおよび、ブロックレベルより
もＭＣＵレベルのＤＣテーブルを設けることにより、メ
モリの節減が図れる。
【００７６】このように、Ｉにおける各スキャンについ
ては「ＯｐｅｒａｔｅＪＰＥＧ」が２つのパスで動作す
る。最初のパスでは、そのスキャンの各ＭＣＵについて
ビット・オフセットが再コード化され、そして当該ＭＣ
Ｕにおける各カラー平面からの最初のブロックのＤＣ値
が再コード化される。第２のパスでは、Ｉｏのスキャン
の特定のＭＣＵが演算されるとき、対応するＩのＭＣＵ
が抽出され、そして各構成要素ブロックの「ＪｐｅｇＢ
ｌｏｃｋ」構造が完成する。次いで、これらのブロック
は（オペレーションの要求に応じて）転置／符号変更／
再コード化されて、ＪＰＥＧデータで書かれたＩｏのた
めのＭＣＵを生成する。
ては「ＯｐｅｒａｔｅＪＰＥＧ」が２つのパスで動作す
る。最初のパスでは、そのスキャンの各ＭＣＵについて
ビット・オフセットが再コード化され、そして当該ＭＣ
Ｕにおける各カラー平面からの最初のブロックのＤＣ値
が再コード化される。第２のパスでは、Ｉｏのスキャン
の特定のＭＣＵが演算されるとき、対応するＩのＭＣＵ
が抽出され、そして各構成要素ブロックの「ＪｐｅｇＢ
ｌｏｃｋ」構造が完成する。次いで、これらのブロック
は（オペレーションの要求に応じて）転置／符号変更／
再コード化されて、ＪＰＥＧデータで書かれたＩｏのた
めのＭＣＵを生成する。
【００７７】《圧縮ドメインに基づく画像回転−ＤＳＣ
アプリケーション》ディジタルスチル画像カメラ（ＤＳ
Ｃ）を含む各種ディジタル装置との関連して、本発明の
圧縮ドメイン処理法が用いられる。ＤＳＣのブロック図
を図５に示す。ＤＳＣ６０はマイクロプロセッサの制御
下に操作されるが、画像を捕捉し、そしてブロック６１
においてアナログ電気信号に変換する電荷結合デバイス
（ＣＣＤ）を有する。次いで、このアナログ信号は、ブ
ロック６２で処理され、ディジタル化画像が一時的にフ
レームバッファ６３に格納され、一方、ブロック６４で
ディジタル処理に付される。ディジタル画像処理ブロッ
ク６４は、圧縮および伸張を含むいくつかの機能を行
い、また本発明の圧縮ドメインに基づく処理法も実行す
る。処理ブロック６４は、ユーザーコントロール６５の
下に、伸張された画像データが格納されるカメラ内画像
ストレージ６６とインターフェースを有する。ストレー
ジ・ブロック６６は、いずれもＤＳＣ６０内で取り外し
可能または固定型のコンパクト磁気媒体または固体媒体
を内蔵し、そして取り外し可能な大容量ＰＣＭＣＩＡフ
ォーマット・ハードディスクカードまたはフラッシュ・
メモリカードを用いることができる。
アプリケーション》ディジタルスチル画像カメラ（ＤＳ
Ｃ）を含む各種ディジタル装置との関連して、本発明の
圧縮ドメイン処理法が用いられる。ＤＳＣのブロック図
を図５に示す。ＤＳＣ６０はマイクロプロセッサの制御
下に操作されるが、画像を捕捉し、そしてブロック６１
においてアナログ電気信号に変換する電荷結合デバイス
（ＣＣＤ）を有する。次いで、このアナログ信号は、ブ
ロック６２で処理され、ディジタル化画像が一時的にフ
レームバッファ６３に格納され、一方、ブロック６４で
ディジタル処理に付される。ディジタル画像処理ブロッ
ク６４は、圧縮および伸張を含むいくつかの機能を行
い、また本発明の圧縮ドメインに基づく処理法も実行す
る。処理ブロック６４は、ユーザーコントロール６５の
下に、伸張された画像データが格納されるカメラ内画像
ストレージ６６とインターフェースを有する。ストレー
ジ・ブロック６６は、いずれもＤＳＣ６０内で取り外し
可能または固定型のコンパクト磁気媒体または固体媒体
を内蔵し、そして取り外し可能な大容量ＰＣＭＣＩＡフ
ォーマット・ハードディスクカードまたはフラッシュ・
メモリカードを用いることができる。
【００７８】ＤＳＣ６０はアナログ出力器６７およびデ
ィジタル出力器６８を内蔵しており、これらを通して画
像データがＤＳＣ内または外部装置に転送される。圧縮
されていない画像データは、アナログ出力器６７を経由
して、ＤＳＣ６０内のＬＣＤスクリーン６９に転送され
るか、またはＶＣＲやＴＶモニターのような外部装置に
転送される。また、圧縮または非圧縮画像データは、デ
ィジタル出力器６８を通して、画像を表示するコンピュ
ータシステムのようなディジタル装置ににも転送され
る。
ィジタル出力器６８を内蔵しており、これらを通して画
像データがＤＳＣ内または外部装置に転送される。圧縮
されていない画像データは、アナログ出力器６７を経由
して、ＤＳＣ６０内のＬＣＤスクリーン６９に転送され
るか、またはＶＣＲやＴＶモニターのような外部装置に
転送される。また、圧縮または非圧縮画像データは、デ
ィジタル出力器６８を通して、画像を表示するコンピュ
ータシステムのようなディジタル装置ににも転送され
る。
【００７９】ＤＣＴドメイン表現を直接操作して９０
°、１８０°、２７０°回転またはミラーフリップのよ
うなＤ４オペレーションを実行する能力はＤＳＣ６０で
は極めて有用である。カメラを垂直に保持して背の高い
被写体を捕捉する場合、得られる画像は、水平にしたカ
メラで撮影した同じ写真を９０°回転させた画像として
現われる。典型的なフィルムカメラでは、このことは問
題にならない。何故なら、正しい画像を見るには、写真
を９０°回転させるだけで済むからである。上述のよう
にＤＳＣ６０で撮影した写真は、直接画像が焼付けられ
るか、またはＴＶモニター上に写されたり、コンピュー
タドキュメントに組み込まれるため、問題を生じる恐れ
がある。
°、１８０°、２７０°回転またはミラーフリップのよ
うなＤ４オペレーションを実行する能力はＤＳＣ６０で
は極めて有用である。カメラを垂直に保持して背の高い
被写体を捕捉する場合、得られる画像は、水平にしたカ
メラで撮影した同じ写真を９０°回転させた画像として
現われる。典型的なフィルムカメラでは、このことは問
題にならない。何故なら、正しい画像を見るには、写真
を９０°回転させるだけで済むからである。上述のよう
にＤＳＣ６０で撮影した写真は、直接画像が焼付けられ
るか、またはＴＶモニター上に写されたり、コンピュー
タドキュメントに組み込まれるため、問題を生じる恐れ
がある。
【００８０】ＤＳＣ画像ファイルの読み出し中に、圧縮
ドメインに基づく画像処理を組み込むことにより、ここ
に記載する方法で回転を取り消してＤＳＣ６０が修正画
像を生じるようにすることができる。ＤＳＣシステムで
は、回転機能はＤＳＣ内にあってもよく、またはＤＳＣ
６０に接続されたコンピュータ上で動作するソフトウェ
ア内にあってもよい。制限された演算能力および制限さ
れたメモリを有するＤＳＣ６０については、圧縮ドメイ
ンに基づくアプローチが、幾何学的転送を行うための唯
一の効率的手段である。データを伸張し、次いで操作を
行う別のアプローチはメモリ集約型であり、ＤＳＣ６０
内での遅いＣＰＵ速度のために著しい能力低下を来す恐
れがある。ＤＳＣシステムの進展に伴い、画像強化およ
び透かし挿入のような付随的特性が、圧縮ドメイン処理
の枠内に容易に組み込まれるようになり、しかも圧縮ド
メイン表現と空間ドメイン表現の間を行き来するには及
ばない。
ドメインに基づく画像処理を組み込むことにより、ここ
に記載する方法で回転を取り消してＤＳＣ６０が修正画
像を生じるようにすることができる。ＤＳＣシステムで
は、回転機能はＤＳＣ内にあってもよく、またはＤＳＣ
６０に接続されたコンピュータ上で動作するソフトウェ
ア内にあってもよい。制限された演算能力および制限さ
れたメモリを有するＤＳＣ６０については、圧縮ドメイ
ンに基づくアプローチが、幾何学的転送を行うための唯
一の効率的手段である。データを伸張し、次いで操作を
行う別のアプローチはメモリ集約型であり、ＤＳＣ６０
内での遅いＣＰＵ速度のために著しい能力低下を来す恐
れがある。ＤＳＣシステムの進展に伴い、画像強化およ
び透かし挿入のような付随的特性が、圧縮ドメイン処理
の枠内に容易に組み込まれるようになり、しかも圧縮ド
メイン表現と空間ドメイン表現の間を行き来するには及
ばない。
【００８１】上述の通り、図５に示すＤＳＣ６０は、コ
ンピュータシステム、その他、ディジタル画像を捕捉、
処理及び検証する構成要素との関連でも用いることがで
きる。図６は、ＤＳＣ６０、コンピュータシステムおよ
びその他の各種構成要素の間の相互関係を説明するブロ
ック図である。参照番号１００で一般的に表記するコン
ピュータシステムは、メインフレームまたはパーソナル
コンピュータのようないかなる適当な形式のものであっ
てもよい。
ンピュータシステム、その他、ディジタル画像を捕捉、
処理及び検証する構成要素との関連でも用いることがで
きる。図６は、ＤＳＣ６０、コンピュータシステムおよ
びその他の各種構成要素の間の相互関係を説明するブロ
ック図である。参照番号１００で一般的に表記するコン
ピュータシステムは、メインフレームまたはパーソナル
コンピュータのようないかなる適当な形式のものであっ
てもよい。
【００８２】コンピュータシステム１００は、慣用のマ
イクロプロセッサである中央処理装置（ＣＰＵ）１０
１，情報を一時的に蓄積するためのランダムアクセスメ
モリ（ＲＡＭ）１０２、および情報を永久蓄積するため
のリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１０３を含む。これ
らの各構成要素はバス１０４と結合されている。コンピ
ュータシステム１００のオペレーションは典型的にはオ
ペレーティングシステムソフトウェアによって制御、調
整される。システムメモリに組み込まれ、ＣＰＵ１０１
上で動作するオペレーティングシステムは、システムリ
ソースの配置を制御し、種々のタスク、例えば、特に処
理、メモリ管理、ネットワークおよびＩ／Ｏ機能、その
他を行うことにより、コンピュータシステム１００のオ
ペレーションを調整する。
イクロプロセッサである中央処理装置（ＣＰＵ）１０
１，情報を一時的に蓄積するためのランダムアクセスメ
モリ（ＲＡＭ）１０２、および情報を永久蓄積するため
のリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１０３を含む。これ
らの各構成要素はバス１０４と結合されている。コンピ
ュータシステム１００のオペレーションは典型的にはオ
ペレーティングシステムソフトウェアによって制御、調
整される。システムメモリに組み込まれ、ＣＰＵ１０１
上で動作するオペレーティングシステムは、システムリ
ソースの配置を制御し、種々のタスク、例えば、特に処
理、メモリ管理、ネットワークおよびＩ／Ｏ機能、その
他を行うことにより、コンピュータシステム１００のオ
ペレーションを調整する。
【００８３】また、ディスケット１０７のような不揮発
性大量記憶装置を挿入するディスケット・ドライブ１０
６もコントローラー１０５によってバス１０４に接続さ
れている。同様に、コントローラー１０８は、バス１０
４とＣＤＲＯＭ１１０挿入用のコンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）ＲＯＭドライブ１０９との間にインターフェースを
有する。ハードディスク１１１は、ディスクコントロー
ラー１１３によりバス１０４に接続された固定ディスク
ドライブ１１２の一部として設けられている。
性大量記憶装置を挿入するディスケット・ドライブ１０
６もコントローラー１０５によってバス１０４に接続さ
れている。同様に、コントローラー１０８は、バス１０
４とＣＤＲＯＭ１１０挿入用のコンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）ＲＯＭドライブ１０９との間にインターフェースを
有する。ハードディスク１１１は、ディスクコントロー
ラー１１３によりバス１０４に接続された固定ディスク
ドライブ１１２の一部として設けられている。
【００８４】圧縮ドメインに基づく処理法のためのソフ
トウェアは記憶装置１０７および１１０上に格納され、
そしてＣＰＵ１０１に転送、実行される。これとは別
に、ソフトウェアをＲＡＭ１０２またはＲＯＭ１０３に
格納してもよい。同様に、本発明によりすでに処理さ
れ、または処理されるべき画像データは、ディスケット
１０７およびＣＤＲＯＭ１１０のような取り外し可能な
記憶媒体を用いて、コンピュータシステム１００にロー
ドし、またはこのシステムから抽出することができる。
トウェアは記憶装置１０７および１１０上に格納され、
そしてＣＰＵ１０１に転送、実行される。これとは別
に、ソフトウェアをＲＡＭ１０２またはＲＯＭ１０３に
格納してもよい。同様に、本発明によりすでに処理さ
れ、または処理されるべき画像データは、ディスケット
１０７およびＣＤＲＯＭ１１０のような取り外し可能な
記憶媒体を用いて、コンピュータシステム１００にロー
ドし、またはこのシステムから抽出することができる。
【００８５】画像データは別の手段でコンピュータシス
テム１００入力してもよい。フィルムカメラ１１５で生
成されたフィルムベースの画像１１４は、格納のため
に、スキャナ１１６でディジタル化し、そしてコンピュ
ータ１００で処理することができる。前述の通り、ＤＳ
Ｃ６０が画像を直接ディジタル化し、コンピュータ１０
０に転送してもよい。コントローラー１２３を経由して
バス１０４に接続するキーボード１２１およびマウス１
２２は、このようなデータの入力を容易にする。さもな
いと、コンピュータシステム１００に情報を入力するた
めの手段を設けることになる。
テム１００入力してもよい。フィルムカメラ１１５で生
成されたフィルムベースの画像１１４は、格納のため
に、スキャナ１１６でディジタル化し、そしてコンピュ
ータ１００で処理することができる。前述の通り、ＤＳ
Ｃ６０が画像を直接ディジタル化し、コンピュータ１０
０に転送してもよい。コントローラー１２３を経由して
バス１０４に接続するキーボード１２１およびマウス１
２２は、このようなデータの入力を容易にする。さもな
いと、コンピュータシステム１００に情報を入力するた
めの手段を設けることになる。
【００８６】また、画像データは遠隔地向けにコンピュ
ータ１００へ、またはコンピュータ１００から転送する
ことができる。その目的ために、コンピュータ１００
は、直接接続またはモデム経由でネットワーク１２５と
の通信を可能とする通信アダプター１２４を含むことが
できる。なお、ネットワークにはローカルエリアネット
ワーク（ＬＡＮ）、インターネットまたはオンラインサ
ービスが含まれる。
ータ１００へ、またはコンピュータ１００から転送する
ことができる。その目的ために、コンピュータ１００
は、直接接続またはモデム経由でネットワーク１２５と
の通信を可能とする通信アダプター１２４を含むことが
できる。なお、ネットワークにはローカルエリアネット
ワーク（ＬＡＮ）、インターネットまたはオンラインサ
ービスが含まれる。
【００８７】コンピュータ１００に転送または格納され
たディジタル画像は多種多様な方法で見ることができ
る。コンピュータ１００に付属するプリンタ１２６によ
りカラープリントが得られるが、その画質はプリンタ１
２６によって変化がある。その他のオプションとして
は、コンピュータ１００に付属するディスプレー１２７
上で画像を見ることである。さらに別の選択としては、
ｖｃｒを用いてテレビ受像器上に画像を表示することが
ある。
たディジタル画像は多種多様な方法で見ることができ
る。コンピュータ１００に付属するプリンタ１２６によ
りカラープリントが得られるが、その画質はプリンタ１
２６によって変化がある。その他のオプションとして
は、コンピュータ１００に付属するディスプレー１２７
上で画像を見ることである。さらに別の選択としては、
ｖｃｒを用いてテレビ受像器上に画像を表示することが
ある。
【００８８】上述の通り、ＪＰＥＧ圧縮スチル結像のた
めの簡易な圧縮ドメインに基づく処理フレームワークが
本発明者等により開発された。鏡像、９０°、１８０°
および２７０°回転像のような簡易な幾何学的変換が、
画像の忠実度を失わずにＤＣＴドメイン内で容易に行い
得ることが明らかになった。さらに、９０°回転のよう
な単純な変換であっても、慣用の空間ドメインに基づく
処理アプローチに代わるＤＣＴドメインで行った場合、
著しく迅速に達成できることも明らかになった。現実的
な設定における圧縮ドメインに基づく画像変換の実用例
として、特にディジタルスチルカメラについても説明し
た。ディジタルカメラが捕捉する画像は初めはノイズが
極めて多いので、これらの画像に適用されるいかなる画
像処理もノイズを増加させないことが命題であるが、こ
こに開発された方法は本質的に画像ロスなしのオペレー
ションである。
めの簡易な圧縮ドメインに基づく処理フレームワークが
本発明者等により開発された。鏡像、９０°、１８０°
および２７０°回転像のような簡易な幾何学的変換が、
画像の忠実度を失わずにＤＣＴドメイン内で容易に行い
得ることが明らかになった。さらに、９０°回転のよう
な単純な変換であっても、慣用の空間ドメインに基づく
処理アプローチに代わるＤＣＴドメインで行った場合、
著しく迅速に達成できることも明らかになった。現実的
な設定における圧縮ドメインに基づく画像変換の実用例
として、特にディジタルスチルカメラについても説明し
た。ディジタルカメラが捕捉する画像は初めはノイズが
極めて多いので、これらの画像に適用されるいかなる画
像処理もノイズを増加させないことが命題であるが、こ
こに開発された方法は本質的に画像ロスなしのオペレー
ションである。
【００８９】さらに、これらの方法は、一般向けディジ
タルスチルカメラに見られる、制限された演算およびメ
モリ能力に十分適合するものである。この基本的な圧縮
ドメインフレームワークはその他の形式の画像変換にも
用いることができ、殊にここに開発された方法論は、画
像強化、画像ろ過に拡張できる（Ｂ．Ｃｈｉｔｐｒａｓ
ｅｒｔおよびＫ．Ｒ．Ｒａｏ）、「離散コサイン変換ろ
過」、信号処理、１９巻、２３３−２４５ページ、１９
９０年参照）。
タルスチルカメラに見られる、制限された演算およびメ
モリ能力に十分適合するものである。この基本的な圧縮
ドメインフレームワークはその他の形式の画像変換にも
用いることができ、殊にここに開発された方法論は、画
像強化、画像ろ過に拡張できる（Ｂ．Ｃｈｉｔｐｒａｓ
ｅｒｔおよびＫ．Ｒ．Ｒａｏ）、「離散コサイン変換ろ
過」、信号処理、１９巻、２３３−２４５ページ、１９
９０年参照）。
【００９０】特定の具体例との関連で本発明を説明した
が、以上の説明から当業者には自明である通り、多くの
さらなる修正、変更が可能である。例えば、本発明の圧
縮ドメインに基づく処理法を説明するために用いたブロ
ック図は、本発明のある特定な機能および関係の動作を
示すものである。これらの機能性ブロックの境界は、説
明の都合上、任意に定めたものである。特定の機能およ
び関係が適当に設けられている限り、別の境界が設定さ
れ得る。
が、以上の説明から当業者には自明である通り、多くの
さらなる修正、変更が可能である。例えば、本発明の圧
縮ドメインに基づく処理法を説明するために用いたブロ
ック図は、本発明のある特定な機能および関係の動作を
示すものである。これらの機能性ブロックの境界は、説
明の都合上、任意に定めたものである。特定の機能およ
び関係が適当に設けられている限り、別の境界が設定さ
れ得る。
【００９１】さらに、本発明のアルゴリズムを説明する
ために用いた疑似コードは、構文または特定のプログラ
ム言語を表わしてはおらず、むしろ当業者が回路を組立
て、または必要な処理を行うソフトウェアを作成するの
に要する機能情報を提供するものである。ブロック図に
示した各機能は、例えば、ソフトウェア命令によるか、
あるいはディジタル信号処理回路、アプリケーション・
スペシフィック集積回路（ＡＳＩＣ）またはこれらの組
合せのような機能的に同等の回路によってインプリメン
トされる。以上、ここに説明した本発明では、上述のよ
うな変更、修正、適用等はすべて特許請求の範囲の精神
および範疇に含まれるものとする。
ために用いた疑似コードは、構文または特定のプログラ
ム言語を表わしてはおらず、むしろ当業者が回路を組立
て、または必要な処理を行うソフトウェアを作成するの
に要する機能情報を提供するものである。ブロック図に
示した各機能は、例えば、ソフトウェア命令によるか、
あるいはディジタル信号処理回路、アプリケーション・
スペシフィック集積回路（ＡＳＩＣ）またはこれらの組
合せのような機能的に同等の回路によってインプリメン
トされる。以上、ここに説明した本発明では、上述のよ
うな変更、修正、適用等はすべて特許請求の範囲の精神
および範疇に含まれるものとする。
【００９２】
【発明の効果】完全な伸張および圧縮の工程を経由する
こと無しに、画像の圧縮ドメイン表現を直接操作して、
選択された空間ドメイン操作を行うことができる。ま
た、画像操作を行うのに必要な圧縮データ操作を大幅に
単純化することができ、さらに品質の低下を伴わずに圧
縮ドメイン内で画像データを操作することができる。
こと無しに、画像の圧縮ドメイン表現を直接操作して、
選択された空間ドメイン操作を行うことができる。ま
た、画像操作を行うのに必要な圧縮データ操作を大幅に
単純化することができ、さらに品質の低下を伴わずに圧
縮ドメイン内で画像データを操作することができる。
【図１】ＪＰＥＧ圧縮および伸張処理を示すブロック図
である。
である。
【図２】ＪＰＥＧデータセットについての空間ドメイン
に基づく画像処理を示すブロック図である。
に基づく画像処理を示すブロック図である。
【図３】本発明によるＪＰＥＧデータセットについての
圧縮ドメイン画像処理を示すブロック図である。
圧縮ドメイン画像処理を示すブロック図である。
【図４】本発明による対角線フリップ（Ｆｄ）およびカ
ラムフリップ（Ｆｙ）を用いて９０°回転させたブロッ
クを示す図である。
ラムフリップ（Ｆｙ）を用いて９０°回転させたブロッ
クを示す図である。
【図５】本発明との関連で用い得るディジタルスチル画
像カメラ（ＤＳＣ）のブロック図である。
像カメラ（ＤＳＣ）のブロック図である。
【図６】本発明によりディジタル画像を捕捉および目視
するのに用い、さらにそのような画像の処理に用いる各
種構成要素間の相関関係を示すブロック図である。
するのに用い、さらにそのような画像の処理に用いる各
種構成要素間の相関関係を示すブロック図である。
４１ エントロピーデコーディングブロック ４２ ＤＣＴドメイン画像処理 ４３ エントロピーコーディング ４４ ＤＣＴ係数の８×８ブロック ４５ ジグザグ解除の手続き ４６ ＤＣＴ係数のブロックの量子化解除 ４７ ブロック指向処理 ４８ ブロック量子化 ４９ ジグザグ配置
フロントページの続き (72)発明者 ヴァスデブ バスカラン アメリカ合衆国カリフォルニア州94043 マウンテンビュー ノースウィスマンロー ド100
Claims (39)
- 【請求項１】 ディジタル画像の一次変換ドメイン表現
を操作することにより、ディジタル画像の空間ドメイン
表現上で二面対称オペレーションを行う画像変換方法で
あって、 前記ディジタル画像の一次変換ドメイン表現を規定す
る、複数の一次変換に基づくデータブロックを抽出する
ステップ、 前記複数の一次変換に基づくデータブロックを再配列す
るステップ、 前記複数の一次変換に基づくデータブロックのうちの少
なくとも１つに一次変換ドメイン・オペレーションを適
用するステップ、および前記複数の一次変換に基づくデ
ータブロックを再アッセンブル化するステップ、を含ん
でなり、前記ディジタル画像の空間ドメイン表現が二面
対称オペレーションに付される、ことを特徴とする画像
変換方法。 - 【請求項２】 圧縮画像データを解析して、前記複数の
一次変換に基づく各データブロックについてオフセット
値およびＤＣ値を抽出するステップ、 対応するオフセット値を用いることにより前記複数の一
次変換に基づく各データブロックをアクセスするステッ
プ、および前記複数の一次変換に基づく各データブロッ
クのエレメントを抽出するステップ、をさらに含む請求
項１記載の画像変換方法。 - 【請求項３】 前記二面対称オペレーションが主対角線
上でディジタル画像をフリップすることを含む請求項１
または２に記載の画像変換方法。 - 【請求項４】 前記二面対称オペレーションが中央垂直
軸上でディジタル画像をフリップすることを含む請求項
１または２に記載の画像変換方法。 - 【請求項５】 前記二面対称オペレーションが交差方向
対角線上でディジタル画像をフリップすることを含む請
求項１または２に記載の画像変換方法。 - 【請求項６】 前記二面対称オペレーションが中央水平
軸線上でディジタル画像をフリップすることを含む請求
項１または２に記載の画像変換方法。 - 【請求項７】 前記二面対称オペレーションがディジタ
ル画像を時計回り方向に９０°回転させることを含む請
求項１または２に記載の画像変換方法。 - 【請求項８】 前記二面対称オペレーションがディジタ
ル画像を１８０°回転させることを含む請求項１または
２に記載の画像変換方法。 - 【請求項９】 前記二面対称オペレーションがディジタ
ル画像を反時計回り方向に９０°回転させることを含む
請求項１または２に記載の画像変換方法。 - 【請求項１０】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内でエレメントを転置することを含む
請求項３に記載の画像変換方法。 - 【請求項１１】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内で奇数列エレメントの符号を反転さ
せることを含む請求項４に記載の画像変換方法。 - 【請求項１２】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内でエレメントを転置し、次いで各ブ
ロック内のその他あらゆるエレメントの符号を反転させ
ることを含む請求項５に記載の画像変換方法。 - 【請求項１３】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内で奇数行エレメントの符号を反転さ
せることを含む請求項６に記載の画像変換方法。 - 【請求項１４】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内でエレメントを転置し、次いで各ブ
ロック内の奇数列エレメントの符号を反転させることを
含む請求項７に記載の画像変換方法。 - 【請求項１５】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内のその他あらゆるエレメントの符号
を反転させることを含む請求項８に記載の画像変換方
法。 - 【請求項１６】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内でエレメントを転置し、次いで各ブ
ロック内の奇数行エレメントの符号を反転させることを
含む請求項９に記載の画像変換方法。 - 【請求項１７】 光を捕捉し、光をアナログ画像信号に
変換するためのセンサーと、 空間ドメイン内でアナログ画像信号をディジタル画像に
変換するためのディジタル−アナログ変換器と、 ディジタル画像の空間ドメイン表現から、複数の一次変
換に基づくデータブロックで規定されるディジタル画像
の一次変換ドメイン表現に、ディジタル画像を圧縮する
ためのディジタル画像プロセッサと、を含んでなり、 前記ディジタル画像プロセッサは、 前記複数の一次変換に基づくデータブロックを抽出し、
当該複数の一次変換に基づくデータブロックを再配列
し、 前記複数の一次変換に基づくデータブロックのうち少な
くとも１つに一次変換ドメイン・オペレーションを適用
し、 前記複数の一次変換に基づくデータブロックを再アッセ
ンブル化してディジタル画像の空間ドメイン表現上で二
面対称オペレーションを実行する、ことを特徴とするデ
ィジタルカメラ。 - 【請求項１８】 前記二面対称オペレーションがディジ
タル画像を時計回りに９０°回転させることを含む請求
項１７に記載のディジタルカメラ。 - 【請求項１９】 前記二面対称オペレーションがディジ
タル画像を１８０°回転させることを含む請求項１７に
記載のディジタルカメラ。 - 【請求項２０】 前記二面対称オペレーションがディジ
タル画像を反時計回りに９０°回転させることを含む請
求項１７に記載のディジタルカメラ。 - 【請求項２１】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内でエレメントを転置し、次いで各ブ
ロック内の奇数列エレメントの符号を反転させる請求項
１８に記載のディジタルカメラ。 - 【請求項２２】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内のその他あらゆるエレメントの符号
を反転させる請求項１９に記載のディジタルカメラ。 - 【請求項２３】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内でエレメントを転置し、次いで各ブ
ロック内の奇数行エレメントの符号を反転させる請求項
２０に記載のディジタルカメラ。 - 【請求項２４】 コンピュータシステムに空間ドメイン
内でディジタル画像の幾何学的変換を生じさせるために
組み込まれたコンピュータ可読プログラムコードを有す
るコンピュータシステムであって、 前記ディジタル画像を処理して、複数の一次変換に基づ
くデータブロックで規定されるディジタル画像の一次変
換ドメイン表現を得るステップ、 前記複数の一次変換に基づくデータブロックを抽出する
ステップ、 前記複数の一次変換に基づくデータブロックを再配列す
るステップ、 前記複数の一次変換に基づくデータブロックのうちの少
なくとも１つに一次変換ドメイン・オペレーションを適
用するステップ、および、 前記複数の一次変換に基づくデータブロックを再アッセ
ンブル化するステップ、を含んでなり、 ディジタル画像の空間ドメイン表現が二面対称オペレー
ションに付されることを特徴とするコンピュータシステ
ム。 - 【請求項２５】 圧縮画像データを解析して、前記複数
の一次変換に基づく各データブロックについてオフセッ
ト値およびＤＣ値を抽出するステップ、 対応するオフセット値を用いることにより、前記複数の
一次変換に基づく各データブロックをアクセスするステ
ップ、および、 前記複数の一次変換に基づく各データブロックのエレメ
ントを抽出するステップ、 をさらに含む請求項２４に記載のコンピュータシステ
ム。 - 【請求項２６】 前記二面対称オペレーションが主対角
線上でディジタル画像をフリップすることを含む請求項
２４に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項２７】 前記二面対称オペレーションが中央垂
直軸上でディジタル画像をフリップすることを含む請求
項２４に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項２８】 前記二面対称オペレーションが交差方
向対角線上でディジタル画像を回転させることを含む請
求項２４に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項２９】 前記二面対称オペレーションが中央水
平軸線上でディジタル画像を回転させることを含む請求
項２４に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項３０】 前記二面対称オペレーションがディジ
タル画像を時計回り方向に９０°回転させることを含む
請求項２４に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項３１】 前記二面対称オペレーションがディジ
タル画像を１８０°回転させることを含む請求項２４に
記載のコンピュータシステム。 - 【請求項３２】 前記二面対称オペレーションがディジ
タル画像を反時計回り方向に９０°回転させることを含
む請求項２４に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項３３】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内でエレメントを転置する請求項２６
に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項３４】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内で奇数列エレメントの符号を反転さ
せる請求項２７に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項３５】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内でエレメントを転置し、次いで各ブ
ロック内のその他あらゆるエレメントの符号を反転させ
る請求項２８に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項３６】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内で奇数行エレメントの符号を反転さ
せる請求項２９に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項３７】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内でエレメントを転置し、次いで各ブ
ロック内の奇数列エレメントの符号を反転させる請求項
３０に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項３８】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内のその他あらゆるエレメントの符号
を反転させる請求項３１に記載のコンピュータシステ
ム。 - 【請求項３９】 前記一次変換ドメインオペレーション
を前記複数の一次変換に基づく各データブロックに適用
して、各ブロック内でエレメントを転置し、次いで各ブ
ロック内の奇数行エレメントの符号を反転させる請求項
３２に記載のコンピュータシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/052,039 US6298166B1 (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Image transformations in the compressed domain |
| US09/052,039 | 1998-03-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11331847A true JPH11331847A (ja) | 1999-11-30 |
| JP4348768B2 JP4348768B2 (ja) | 2009-10-21 |
Family
ID=21975035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08998599A Expired - Fee Related JP4348768B2 (ja) | 1998-03-30 | 1999-03-30 | 画像変換方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6298166B1 (ja) |
| EP (1) | EP0947954B1 (ja) |
| JP (1) | JP4348768B2 (ja) |
| DE (1) | DE69907798T2 (ja) |
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| US7630006B2 (en) | 1997-10-09 | 2009-12-08 | Fotonation Ireland Limited | Detecting red eye filter and apparatus using meta-data |
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