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技術 情報処理装置及び情報処理プログラム

出願人 富士ゼロックス株式会社
発明者 横瀬太郎谷口友紀
出願日 2014年9月19日 (6年2ヶ月経過) 出願番号 2014-190736
公開日 2016年4月25日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2016-063441
状態 特許登録済
技術分野 TV信号の圧縮,符号化方式 FAXの帯域、冗長度の圧縮 圧縮、伸長・符号変換及びデコーダ
主要キーワード JPEG情報 消失情報 分割モジュール 色補正処理装置 複数モジュール 指定倍率 算出モジュール 入力量
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年4月25日)のものです。
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図面 (13)

課題

量子化された符号を対象として、さらに量子化した符号を符号化し、差分を符号化するようにした情報処理装置を提供する。

解決手段

情報処理装置の量子化手段は、量子化された第1の符号に対して、さらに量子化を行い、第2の符号を生成し、逆量子化手段は、前記量子化手段によって量子化された第2の符号を逆量子化して、第3の符号を生成し、算出手段は、前記第1の符号と前記第3の符号との差分を算出し、第1の符号化手段は、前記第2の符号を符号化し、第2の符号化手段は、前記算出手段によって算出された差分を符号化する。

概要

背景

特許文献1には、重要部分の画質低下を防止し、かつ情報の紛失が発生しても画像品質の著しい低下が生じない画像符号化装置を提供することを目的とし、フレームメモリから出力された予測値入力画像信号との差を表す予測誤差信号を算出する減算部、予測誤差信号を直交変換直交変換係数を得るための直交変換部及び直交変換係数を所定の量子化レベル量子化して情報圧縮する量子化部を有する画像符号化装置であって、入力画像信号に基づいて重要な画像領域を検出する領域検出部と、領域検出部によって検出された画像領域に対応する直交変換係数を量子化部で量子化することによって生じる量子化誤差を算出する誤差符号化制御部と、誤差符号化制御部から出力された量子化誤差を量子化して出力する誤差量子化部とを備えていることが開示されている。

概要

量子化された符号を対象として、さらに量子化した符号を符号化し、差分を符号化するようにした情報処理装置を提供する。情報処理装置の量子化手段は、量子化された第1の符号に対して、さらに量子化を行い、第2の符号を生成し、逆量子化手段は、前記量子化手段によって量子化された第2の符号を逆量子化して、第3の符号を生成し、算出手段は、前記第1の符号と前記第3の符号との差分を算出し、第1の符号化手段は、前記第2の符号を符号化し、第2の符号化手段は、前記算出手段によって算出された差分を符号化する。

目的

特許文献1には、重要部分の画質低下を防止し、かつ情報の紛失が発生しても画像品質の著しい低下が生じない画像符号化装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

量子化された第1の符号に対して、さらに量子化を行い、第2の符号を生成する量子化手段と、前記量子化手段によって量子化された第2の符号を逆量子化して、第3の符号を生成する逆量子化手段と、前記第1の符号と前記第3の符号との差分を算出する算出手段と、前記第2の符号を符号化する第1の符号化手段と、前記算出手段によって算出された差分を符号化する第2の符号化手段を具備することを特徴とする情報処理装置

請求項2

量子化され符号化された符号を復号し、前記第1の符号を生成する復号手段をさらに具備し、前記量子化手段は、前記復号手段によって復号された前記第1の符号に対して、さらに量子化を行うことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。

請求項3

前記量子化手段による量子化の係数相対値として指定する指定手段をさらに具備し、前記量子化手段は、前記指定手段によって指定された係数にしたがって、量子化を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理装置。

請求項4

前記第2の符号を分割する分割手段と、前記分割手段によって分割された一方の符号を符号化する第3の符号化手段をさらに具備し、前記第1の符号化手段は、前記分割手段によって分割された他方の符号を符号化することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の情報処理装置。

請求項5

コンピュータを、量子化された第1の符号に対して、さらに量子化を行い、第2の符号を生成する量子化手段と、前記量子化手段によって量子化された第2の符号を逆量子化して、第3の符号を生成する逆量子化手段と、前記第1の符号と前記第3の符号との差分を算出する算出手段と、前記第2の符号を符号化する第1の符号化手段と、前記算出手段によって算出された差分を符号化する第2の符号化手段として機能させるための情報処理プログラム

技術分野

0001

本発明は、情報処理装置及び情報処理プログラムに関する。

背景技術

0002

特許文献1には、重要部分の画質低下を防止し、かつ情報の紛失が発生しても画像品質の著しい低下が生じない画像符号化装置を提供することを目的とし、フレームメモリから出力された予測値入力画像信号との差を表す予測誤差信号を算出する減算部、予測誤差信号を直交変換直交変換係数を得るための直交変換部及び直交変換係数を所定の量子化レベル量子化して情報圧縮する量子化部を有する画像符号化装置であって、入力画像信号に基づいて重要な画像領域を検出する領域検出部と、領域検出部によって検出された画像領域に対応する直交変換係数を量子化部で量子化することによって生じる量子化誤差を算出する誤差符号化制御部と、誤差符号化制御部から出力された量子化誤差を量子化して出力する誤差量子化部とを備えていることが開示されている。

先行技術

0003

特開平05−037919号公報

発明が解決しようとする課題

0004

従来では、量子化されていない情報を対象として、量子化と符号化が行われていた。
本発明は、量子化された符号を対象として、さらに量子化した符号を符号化し、差分を符号化するようにした情報処理装置及び情報処理プログラムを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0005

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
請求項1の発明は、量子化された第1の符号に対して、さらに量子化を行い、第2の符号を生成する量子化手段と、前記量子化手段によって量子化された第2の符号を逆量子化して、第3の符号を生成する逆量子化手段と、前記第1の符号と前記第3の符号との差分を算出する算出手段と、前記第2の符号を符号化する第1の符号化手段と、前記算出手段によって算出された差分を符号化する第2の符号化手段を具備することを特徴とする情報処理装置である。

0006

請求項2の発明は、量子化され符号化された符号を復号し、前記第1の符号を生成する復号手段をさらに具備し、前記量子化手段は、前記復号手段によって復号された前記第1の符号に対して、さらに量子化を行うことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置である。

0007

請求項3の発明は、前記量子化手段による量子化の係数相対値として指定する指定手段をさらに具備し、前記量子化手段は、前記指定手段によって指定された係数にしたがって、量子化を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理装置である。

0008

請求項4の発明は、前記第2の符号を分割する分割手段と、前記分割手段によって分割された一方の符号を符号化する第3の符号化手段をさらに具備し、前記第1の符号化手段は、前記分割手段によって分割された他方の符号を符号化することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の情報処理装置である。

0009

請求項5の発明は、コンピュータを、量子化された第1の符号に対して、さらに量子化を行い、第2の符号を生成する量子化手段と、前記量子化手段によって量子化された第2の符号を逆量子化して、第3の符号を生成する逆量子化手段と、前記第1の符号と前記第3の符号との差分を算出する算出手段と、前記第2の符号を符号化する第1の符号化手段と、前記算出手段によって算出された差分を符号化する第2の符号化手段として機能させるための情報処理プログラムである。

発明の効果

0010

請求項1の情報処理装置によれば、量子化された符号を対象として、さらに量子化した符号を符号化し、差分を符号化することができる。

0011

請求項2の情報処理装置によれば、量子化され符号化された符号を対象とすることができる。

0012

請求項3の情報処理装置によれば、相対値として指定された係数にしたがって、量子化を行うことができる。

0013

請求項4の情報処理装置によれば、さらに量子化された第2の符号を分割して、それぞれを符号化することができる。

0014

請求項5の情報処理プログラムによれば、量子化された符号を対象として、さらに量子化した符号を符号化し、差分を符号化することができる。

図面の簡単な説明

0015

第1の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
第1の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
本実施の形態による処理例を示す説明図である。
本実施の形態による処理例を示す説明図である。
第2の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
第2の実施の形態による処理例を示す説明図である。
第3の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
第3の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
第4の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
第4の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
第5の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
本実施の形態を実現するコンピュータのハードウェア構成例を示すブロック図である。

実施例

0016

以下、図面に基づき本発明を実現するにあたっての好適な各種の実施の形態の例を説明する。
<<第1の実施の形態>>
図1は、第1の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図を示している。
なお、モジュールとは、一般的に論理的に分離可能ソフトウェア(コンピュータ・プログラム)、ハードウェア等の部品を指す。したがって、本実施の形態におけるモジュールはコンピュータ・プログラムにおけるモジュールのことだけでなく、ハードウェア構成におけるモジュールも指す。それゆえ、本実施の形態は、それらのモジュールとして機能させるためのコンピュータ・プログラム(コンピュータにそれぞれの手順を実行させるためのプログラム、コンピュータをそれぞれの手段として機能させるためのプログラム、コンピュータにそれぞれの機能を実現させるためのプログラム)、システム及び方法の説明をも兼ねている。ただし、説明の都合上、「記憶する」、「記憶させる」、これらと同等の文言を用いるが、これらの文言は、実施の形態がコンピュータ・プログラムの場合は、記憶装置に記憶させる、又は記憶装置に記憶させるように制御するの意である。また、モジュールは機能に一対一に対応していてもよいが、実装においては、1モジュールを1プログラムで構成してもよいし、複数モジュールを1プログラムで構成してもよく、逆に1モジュールを複数プログラムで構成してもよい。また、複数モジュールは1コンピュータによって実行されてもよいし、分散又は並列環境におけるコンピュータによって1モジュールが複数コンピュータで実行されてもよい。なお、1つのモジュールに他のモジュールが含まれていてもよい。また、以下、「接続」とは物理的な接続の他、論理的な接続(データの授受、指示、データ間の参照関係等)の場合にも用いる。「予め定められた」とは、対象としている処理の前に定まっていることをいい、本実施の形態による処理が始まる前はもちろんのこと、本実施の形態による処理が始まった後であっても、対象としている処理の前であれば、そのときの状況・状態に応じて、又はそれまでの状況・状態に応じて定まることの意を含めて用いる。「予め定められた値」が複数ある場合は、それぞれ異なった値であってもよいし、2以上の値(もちろんのことながら、全ての値も含む)が同じであってもよい。また、「Aである場合、Bをする」という意味を有する記載は、「Aであるか否かを判断し、Aであると判断した場合はBをする」の意味で用いる。ただし、Aであるか否かの判断が不要である場合を除く。
また、システム又は装置とは、複数のコンピュータ、ハードウェア、装置等がネットワーク一対一対応通信接続を含む)等の通信手段で接続されて構成されるほか、1つのコンピュータ、ハードウェア、装置等によって実現される場合も含まれる。「装置」と「システム」とは、互いに同義の用語として用いる。もちろんのことながら、「システム」には、人為的な取り決めである社会的な「仕組み」(社会システム)にすぎないものは含まない。
また、各モジュールによる処理毎に又はモジュール内で複数の処理を行う場合はその処理毎に、対象となる情報を記憶装置から読み込み、その処理を行った後に、処理結果を記憶装置に書き出すものである。したがって、処理前の記憶装置からの読み込み、処理後の記憶装置への書き出しについては、説明を省略する場合がある。なお、ここでの記憶装置としては、ハードディスク、RAM(Random Access Memory)、外部記憶媒体通信回線を介した記憶装置、CPU(Central Processing Unit)内のレジスタ等を含んでいてもよい。

0017

本実施の形態である情報処理装置100は、符号化を行うものであって、図1の例に示すように、復号モジュール110、2重量子化モジュール115、逆量子化モジュール120、残差算出モジュール125、第1符号化モジュール162、第2符号化モジュール164を有している。なお、情報処理装置100に、復号モジュール110を含まなくてもよい。その場合、情報処理装置100に第1量子化情報112が入力され、その第1量子化情報112が2重量子化モジュール115、残差算出モジュール125に入力される。また、情報処理装置100に対応する復号装置は、従来から知られているものと同等である。
情報処理装置100は、特に、圧縮パラメータの符号化に適用してもよい。さらに、圧縮パラメータとして、2つの情報(除算における商と剰余)を用いるものに適用してもよい。

0018

復号モジュール110は、2重量子化モジュール115、残差算出モジュール125と接続されており、入力符号105を受け付け、2重量子化モジュール115と残差算出モジュール125に第1量子化情報112を渡す。復号モジュール110は、入力符号105の復号を行い、第1量子化情報112を生成する。入力符号105は、既に量子化され符号化されている。ここで入力符号105に施されている量子化、符号化は、どのような量子化手法、符号化手法であってもよい。可変長符号固定長符号のいずれであってもよい。
また、復号モジュール110は、エントロピー符号化の復号だけを行い、逆量子化や逆変換等の処理は行わない。

0019

2重量子化モジュール115は、復号モジュール110、逆量子化モジュール120、第1符号化モジュール162と接続されており、復号モジュール110から第1量子化情報112を受け取り、第1符号化モジュール162に2重量子化情報117を渡す。2重量子化モジュール115は、量子化された第1量子化情報112に対して、さらに量子化(2重の量子化)を行い、2重量子化情報117を生成する。なお、ここで適用する係数(以下、量子化パラメータともいう)は予め定められたものとする。

0020

逆量子化モジュール120は、2重量子化モジュール115、残差算出モジュール125と接続されており、残差算出モジュール125に第2量子化情報122を渡す。逆量子化モジュール120は、2重量子化モジュール115によって量子化された2重量子化情報117を逆量子化して、第2量子化情報122を生成する。ここでの逆量子化は、2重量子化モジュール115で行った量子化の逆処理である。

0021

残差算出モジュール125は、復号モジュール110、逆量子化モジュール120、第2符号化モジュール164と接続されており、復号モジュール110から第1量子化情報112を、逆量子化モジュール120から第2量子化情報122を受け取り、第2符号化モジュール164に量子化差分情報127を渡す。残差算出モジュール125は、第1量子化情報112と第2量子化情報122との差分を算出し、量子化差分情報127を生成する。このとき第1量子化情報112の量子化係数を単位として量子化差分情報127を算出する。

0022

第1符号化モジュール162は、2重量子化モジュール115と接続されており、2重量子化モジュール115から2重量子化情報117を受け取り、第1出力符号192を出力する。第1符号化モジュール162は、2重量子化モジュール115によって量子化された2重量子化情報117を符号化して、第1出力符号192を生成する。
第2符号化モジュール164は、残差算出モジュール125と接続されており、残差算出モジュール125から量子化差分情報127を受け取り、第2出力符号194を出力する。第2符号化モジュール164は、残差算出モジュール125によって算出された量子化差分情報127を符号化して、第2出力符号194を生成する。

0023

図2は、第1の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
テップS202では、復号モジュール110は、入力符号105を復号して第1量子化情報112を生成する。
ステップS204では、2重量子化モジュール115は、設定された倍率で2重に量子化して2重量子化情報117を生成する。
ステップS206では、逆量子化モジュール120は、逆量子化して第2量子化情報122を生成する。
ステップS208では、残差算出モジュール125は、第1量子化情報112と第2量子化情報122の差分を計算する。
ステップS210では、第1符号化モジュール162と第2符号化モジュール164は、2重量子化情報117と量子化差分情報127をそれぞれ符号化する。
ステップS212では、符号化すべき情報が残っているか否かを判断し、残っている場合はステップS202へ戻り、それ以外の場合は処理を終了する(ステップS299)。

0024

図3に示す例を用いて、本実施の形態による技術的意義を説明する。なお、この説明は、本実施の形態の理解を容易にすることを目的とするものであり、概念的な説明である。
画質には複数の側面があるが、代表的なのは解像度階調である。図3の例に示すグラフは、横軸周波数縦軸に階調を示している。つまり、互いに独立な軸として、周波数、階調の例を示している。ここで、原画像(量子化(符号化)前の画像)が持つ情報量を、図3(A)の例に示す原画像300であるとする。もちろんのことながら、量子化前の画像であるので、周波数、階調ともに、失っている情報はない。
原画像300に対して、JPEG圧縮を適用した場合は、図3(B)の例に示すように、圧縮後の画像(又は、その圧縮した画像を復号した画像)の情報量はJPEG情報320となり、原画像300と比較すると、消失情報310が量子化によって失う情報である。つまり、JPEG圧縮では、スケーラブルなのが周波数(解像度)の軸のみである。したがって、周波数のみでスケールする従来技術であるJPEG圧縮は、階調を制御できない。階調の量子化で失われた情報は、後から補間することができない。なお、情報を失わないようにすると全体の圧縮率が低下することとなる。

0025

そこで、画像情報を独立な複数の軸で分割し、加算的に伸長できるように画像処理装置を構成した場合、図3(C)の例に示すように、伸長時において、周波数と階調を自由に選択可能としている。
これによりそれぞれの軸についてユーザが必要とする情報だけを取得できるようにする。また、これにともない画像の伝送時間を短縮することができる。
具体的には、小画面であるモバイル端末(又は色補正処理装置)等では、高階調であって、低周波数の画像を再現するために、例えば、図3(C)で示している分割情報332、分割情報342、分割情報352を受信して、伸長する。モバイル端末等の解像度の制約高周波情報を省略した場合である。また、認識処理装置プレゼンテーション端末(又は文字認識装置)等では、低階調であって、高周波数の画像を再現するために、例えば、図3(C)で示している分割情報352、分割情報354、分割情報356を送信する。ここでは、伝送時間の制約で、高階調情報を省略したものである。また、照合装置では、高階調であって、高周波数の画像を再現するために、例えば、図3(C)で示している分割情報332〜356を送信する。ここでは、原画像と同等の情報を必要としている場合である。ただし、この場合、入力として量子化されていないデータを想定しており、量子化されたデータに対する処理が効率的でない。つまり、逆量子化して入力情報とすれば処理は可能だが、量子化パラメータを効率的に(つまり、最高画質を入力情報の量子化と同一に)設定できない。
そこで、本実施の形態では、量子化情報を入力した場合にも、効率よくユーザが必要な情報だけを取得できるようにするために、図1の例に示したように各モジュールによる処理を行う。この処理を行った場合、図3(D)の例に示すように、第1出力符号192は分割情報372、分割情報374、分割情報376となり、第2出力符号194は分割情報362、分割情報364、分割情報366となる。つまり、入力された量子化情報にさらに量子化をかけることで情報を分解(分割情報362、分割情報364、分割情報366の組と分割情報372、分割情報374、分割情報376の組)する。符号としては、2重にかけた量子化を量子化情報として符号に重畳している。

0026

図4に示す例を用いて、本実施の形態による量子化の原理簡易な例を説明する。
例えば226という値を量子化パラメータ8で量子化した符号は、以下のようになる。
226÷8=28…(量子化結果
したがって、28という情報が含まれている(図4(A)参照)。これを逆量子化すると、以下のようになる(図4(B)参照)。
28×8=224
従来例において、この224を6倍の量子化で分割するとする。このときの圧縮パラメータAと圧縮パラメータBは、それぞれ48と1になり、以下のようになる(図4(C)参照)。
224÷48=4あまり32
この場合、「4」と「32」が符号として送出される。
しかし、この情報はもともと8で量子化されているので、2つめの符号は精度過多である。
本実施の形態では、逆量子化をせずに2重量子化をする。前述の例では6倍に2重量子化すればよいので、量子化結果をさらに6で除す。すると、以下のようになる(図4(D)参照)。
28÷6=4(48を係数とする量子化結果) あまり4(8を係数とする量子化結果)
したがって、「4」と「4」を符号として送出する。
なお、これを復号すると、以下のようになる。
4×48+4×8=192+32=224
したがって、元の情報が符号化できていることがわかる。

0027

<<第2の実施の形態>>
図5は、第2の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。具体的には、DCT係数を第1出力符号592、第2出力符号594に符号化するものである。
情報処理装置500は、Huffman復号モジュール510、2重量子化モジュール115、逆量子化モジュール120、残差算出モジュール125、第1Huffman(ハフマン)符号化モジュール562、第2Huffman符号化モジュール564を有している。第2の実施の形態は、第1の実施の形態における復号モジュール110をHuffman復号モジュール510、第1符号化モジュール162を第1Huffman符号化モジュール562、第2符号化モジュール164を第2Huffman符号化モジュール564として具体化したものである。なお、前述の実施の形態と同種の部位には同一符号を付し重複した説明を省略する(以下、同様)。

0028

Huffman復号モジュール510は、2重量子化モジュール115、残差算出モジュール125と接続されており、入力符号505を受け付ける。Huffman復号モジュール510は、入力符号505に対して、Huffman復号処理を行う。もちろんのことながら、入力符号505は、Huffman符号化処理されたものである。
2重量子化モジュール115は、Huffman復号モジュール510、逆量子化モジュール120、第1Huffman符号化モジュール562と接続されている。
逆量子化モジュール120は、2重量子化モジュール115、残差算出モジュール125と接続されている。
残差算出モジュール125は、Huffman復号モジュール510、逆量子化モジュール120、第2Huffman符号化モジュール564と接続されている。
第1Huffman符号化モジュール562は、2重量子化モジュール115と接続されており、第1出力符号592を出力する。第1Huffman符号化モジュール562は、2重量子化モジュール115による処理結果である2重量子化情報117をHuffman符号化処理し、第1出力符号592を生成する。
第2Huffman符号化モジュール564は、残差算出モジュール125と接続されており、第2出力符号594を出力する。第2Huffman符号化モジュール564は、残差算出モジュール125による処理結果である量子化差分情報127をHuffman符号化処理し、第2出力符号594を生成する。

0029

図5(A)に示す例は、入力符号505の量子化前のDCT係数である。
図5(B)に示す例は、入力符号505としての入力量子化テーブル(第2出力量子化テーブル)である。
図5(G)に示す例は、2重量子化テーブル(第1出力量子化テーブル)である。
図5(C)に示す例は、Huffman復号モジュール510による処理結果である。
図5(D)に示す例は、2重量子化モジュール115による処理結果である。
図5(E)に示す例は、逆量子化モジュール120による処理結果である。
図5(F)に示す例は、残差算出モジュール125による処理結果である。
2重量子化モジュール115による処理例を、図5(D)に示す例を用いて説明する。
なお、以下に示す式では、JPEGの規定に合わせて切り捨てで計算する。ただし、原理的には四捨五入による計算であってもよい。
28×8/16=14 式(1)
15×6/32=2 式(2)
ここで、(1)式の「28」は、図5(C)の対象599C内の第1行の値であり、(1)式の「8」は、図5(B)の対象599B内の第1行の値であり、(1)式の「16」は、図5(G)の対象599G内の第1行の値であり、(1)式の「14」は、図5(D)の対象599D内の第1行の値である。
(2)式の「15」は、図5(C)の対象599C内の第2行の値であり、(2)式の「6」は、図5(B)の対象599B内の第2行の値であり、(2)式の「32」は、図5(G)の対象599G内の第2行の値であり、(2)式の「2」は、図5(D)の対象599D内の第2行の値である(図6(A)、(B)参照)。

0030

逆量子化モジュール120による処理例を、図5(E)に示す例を用いて説明する。
第1量子化情報の量子化係数を単位として逆量子化する。なお、残差を切り捨てるので、切り上げで計算するが、四捨五入でもよい。
14×16/8=28 式(3)
2×32/6=11 式(4)
(3)式の「14」は、図5(D)の対象599D内の第1行の値であり、(3)式の「16」は、図5(G)の対象599G内の第1行の値であり、(3)式の「8」は、図5(B)の対象599B内の第1行の値であり、(3)式の「28」は、図5(E)の対象599E内の第1行の値である。
(4)式の「2」は、図5(D)の対象599D内の第2行の値であり、(4)式の「32」は、図5(G)の対象599G内の第2行の値であり、(4)式の「6」は、図5(B)の対象599B内の第2行の値であり、(4)式の「11」は、図5(E)の対象599E内の第2行の値である。

0031

残差算出モジュール125による処理例を、図5(F)に示す例を用いて説明する。
残差を第1量子化情報の量子化係数を単位として算出する。
28−28=0 式(5)
15−11=4 式(6)
(5)式の最初の「28」は、図5(C)の対象599C内の第1行の値であり、(5)式の後の「28」は、図5(E)の対象599E内の第1行の値であり、(5)式の「0」は、図5(F)の対象599F内の第1行の値である。
(6)式の「15」は、図5(C)の対象599C内の第2行の値であり、(6)式の「11」は、図5(E)の対象599E内の第2行の値であり、(5)式の「4」は、図5(F)の対象599F内の第2行の値である。

0032

なお、別の処理例として、逆量子化は元の値を算出し、残差を第1量子化の係数単位で算出するようにしてもよい。
通常の逆量子化で算出した残差を第1量子化情報の量子化係数を単位として算出する。
(28×8−14×16)÷8=0 式(7)
(15×6−2×32)÷6=4 式(8)
(7)式の「28」は、図5(C)の対象599C内の第1行の値であり、(7)式の「8」は、図5(B)の対象599B内の第1行の値であり、(7)式の「14」は、図5(D)の対象599D内の第1行の値であり、(7)式の「16」は、図5(G)の対象599G内の第1行の値であり、(7)式の「0」は、図5(F)の対象599F内の第1行の値である。
(8)式の「15」は、図5(C)の対象599C内の第2行の値であり、(8)式の「6」は、図5(B)の対象599B内の第2行の値であり、(8)式の「2」は、図5(D)の対象599D内の第2行の値であり、(8)式の「32」は、図5(G)の対象599G内の第2行の値であり、(8)式の「4」は、図5(F)の対象599F内の第2行の値である。

0033

<<第3の実施の形態>>
図7は、第3の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
情報処理装置700は、Huffman復号モジュール710、倍率指定モジュール740、2重量子化モジュール115、逆量子化モジュール120、残差算出モジュール125、第1Huffman符号化モジュール762、第2Huffman符号化モジュール764を有している。第3の実施の形態は、第2の実施の形態に倍率指定モジュール740を付加したものである。
Huffman復号モジュール710は、2重量子化モジュール115、残差算出モジュール125と接続されており、入力符号705を受け付ける。Huffman復号モジュール710は、Huffman復号モジュール510と同等の処理を行う。
倍率指定モジュール740は、2重量子化モジュール115と接続されている。倍率指定モジュール740は、2重量子化モジュール115による量子化の係数を相対値として指定する。例えば、第1量子化情報112に対するN(1以上の整数)倍を指定する。量子化の係数を絶対値でなく相対値で指定するので、入力情報の量子化の強さによらず分割の傾向を指定できることとなる。
2重量子化モジュール115は、Huffman復号モジュール710、倍率指定モジュール740、逆量子化モジュール120、第1Huffman符号化モジュール762と接続されている。2重量子化モジュール115は、倍率指定モジュール740によって指定された係数にしたがって、さらに量子化(2重の量子化)を行う。
逆量子化モジュール120は、2重量子化モジュール115、残差算出モジュール125と接続されている。
残差算出モジュール125は、Huffman復号モジュール710、逆量子化モジュール120、第2Huffman符号化モジュール764と接続されている。
第1Huffman符号化モジュール762は、2重量子化モジュール115と接続されており、第1出力符号792を出力する。第1Huffman符号化モジュール762は、第1Huffman符号化モジュール562と同等の処理を行う。
第2Huffman符号化モジュール764は、残差算出モジュール125と接続されており、第2出力符号794を出力する。第2Huffman符号化モジュール764は、第2Huffman符号化モジュール564と同等の処理を行う。

0034

図7(A)に示す例は、入力符号705の量子化前のDCT係数である。
図7(B)に示す例は、入力符号705としての入力量子化テーブル(第2出力量子化テーブル)である。
図7(G)に示す例は、2重量子化テーブル(第1出力量子化テーブル)である。
図7(C)に示す例は、Huffman復号モジュール710による処理結果である。
図7(D)に示す例は、2重量子化モジュール115による処理結果である。
図7(E)に示す例は、逆量子化モジュール120による処理結果である。
図7(F)に示す例は、残差算出モジュール125による処理結果である。
Huffman復号モジュール710による処理例を、図7(C)に示す例を用いて説明する。
Huffman復号モジュール710による処理結果である第1量子化情報112は、DCT係数を入力量子化テーブルで量子化する。例えば、左上の1つの値について示すと、以下のようになる。
226/8=28
2重量子化モジュール115による処理例を、図7(D)に示す例を用いて説明する。なお、倍率指定モジュール740による指定倍率を6倍とする。
2重量子化モジュール115による処理結果である2重量子化情報117は、量子化情報を指定倍率6で2重量子化する。切り捨ての計算例であるが、四捨五入の計算を行うようによい。例えば、左上の1つの値について示すと、以下のようになる。
28/6=4
逆量子化モジュール120による処理例を、図7(E)に示す例を用いて説明する。
逆量子化モジュール120による処理結果である第2量子化情報122は、指定倍率6で逆量子化した結果である。例えば、左上の1つの値について示すと、以下のようになる。
4×6=24
残差算出モジュール125による処理例を、図7(F)に示す例を用いて説明する。
残差算出モジュール125による処理結果である量子化差分情報127は、「第1量子化情報112」−「第2量子化情報122」の計算結果である。例えば、左上の1つの値について示すと、以下のようになる。
28−24=4

0035

図8は、第3の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
ステップS802では、倍率指定モジュール740は、倍率を指定する。
ステップS804では、Huffman復号モジュール710は、Huffman復号する。
ステップS806では、2重量子化モジュール115は、設定された倍率で2重に量子化する。
ステップS808では、逆量子化モジュール120は、逆量子化して第2量子化情報を取得する。
ステップS810では、残差算出モジュール125は、第1量子化情報との差分を計算する。
ステップS812では、第1Huffman符号化モジュール762と第2Huffman符号化モジュール764は、2重量子化情報と量子化差分情報をそれぞれHuffman符号化する。
ステップS814では、情報が残っているか否かを判断し、残っている場合はステップS802へ戻り、それ以外の場合は処理を終了する(ステップS899)。

0036

<<第4の実施の形態>>
図9は、第4の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
情報処理装置900は、復号モジュール110、倍率指定モジュール740、2重量子化モジュール115、逆量子化モジュール120、残差算出モジュール125、情報分割モジュール950、第1符号化モジュール162、第2符号化モジュール164、第3符号化モジュール966を有している。第4の実施の形態は、第1の実施の形態に、倍率指定モジュール740、情報分割モジュール950、第3符号化モジュール966を付加したものである。
復号モジュール110は、2重量子化モジュール115、残差算出モジュール125と接続されており、入力符号905を受け付け、2重量子化モジュール115と残差算出モジュール125に第1量子化情報112を渡す。
倍率指定モジュール740は、2重量子化モジュール115と接続されている。
2重量子化モジュール115は、復号モジュール110、倍率指定モジュール740、逆量子化モジュール120、情報分割モジュール950と接続されており、復号モジュール110から第1量子化情報112を受け取り、情報分割モジュール950に2重量子化情報117を渡す。
逆量子化モジュール120は、2重量子化モジュール115、残差算出モジュール125と接続されており、残差算出モジュール125に第2量子化情報122を渡す。
残差算出モジュール125は、復号モジュール110、逆量子化モジュール120、第2符号化モジュール164と接続されており、復号モジュール110から第1量子化情報112を、逆量子化モジュール120から第2量子化情報122を受け取り、第2符号化モジュール164に量子化差分情報127を渡す。
情報分割モジュール950は、2重量子化モジュール115、第1符号化モジュール162、第3符号化モジュール966と接続されており、2重量子化モジュール115から2重量子化情報117を受け取る。情報分割モジュール950は、2重量子化情報117を分割する。予め定められた軸に沿って2重量子化情報117を分割する。例えば、解像度、空間的位置、階調、解像度等で情報を分割する。そして、分割によって失われた部分は0値で補間する。
第3符号化モジュール966は、情報分割モジュール950と接続されており、第3出力符号996を出力する。第3符号化モジュール966は、情報分割モジュール950によって分割された一方の符号を符号化して、第3出力符号996を生成する。
第1符号化モジュール162は、情報分割モジュール950と接続されており、第1出力符号992を出力する。第1符号化モジュール162は、情報分割モジュール950によって分割された他方の符号を符号化して、第1出力符号992を生成する。
第2符号化モジュール164は、残差算出モジュール125と接続されており、残差算出モジュール125から量子化差分情報127を受け取り、第2出力符号994を出力する。

0037

図10は、第4の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
ステップS1002では、倍率指定モジュール740は、倍率を指定する。
ステップS1004では、復号モジュール110は、復号する。
ステップS1006では、2重量子化モジュール115は、設定された倍率で2重に量子化する。
ステップS1008では、逆量子化モジュール120は、逆量子化して第2量子化情報を取得する。
ステップS1010では、残差算出モジュール125は、第1量子化情報との差分を計算する。
ステップS1012では、情報分割モジュール950は、2重量子化情報117を予め定めた軸に沿って分割する。
ステップS1014では、第1符号化モジュール162、第3符号化モジュール966、第2出力符号994は、2重量子化情報117を分割した情報A、情報B、量子化差分情報127をそれぞれ符号化する。
ステップS1016では、情報が残っているか否かを判断し、残っている場合はステップS1002へ戻り、それ以外の場合は処理を終了する(ステップS1099)。

0038

<<第5の実施の形態>>
図11は、第5の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。具体的には、DCT係数を第1出力符号1192、第2出力符号1194、第3出力符号1196に符号化するものである。
情報処理装置1100は、Huffman復号モジュール1110、倍率指定モジュール740、2重量子化モジュール115、逆量子化モジュール120、残差算出モジュール125、解像度分割モジュール1150、第1Huffman符号化モジュール1162、第2Huffman符号化モジュール1164、第3Huffman符号化モジュール1166を有している。第5の実施の形態は、第4の実施の形態における復号モジュール110をHuffman復号モジュール1110、情報分割モジュール950を解像度分割モジュール1150、第1符号化モジュール162を第1Huffman符号化モジュール1162、第2符号化モジュール164を第2Huffman符号化モジュール1164、第3符号化モジュール966を第3Huffman符号化モジュール1166として具体化したものである。

0039

Huffman復号モジュール1110は、2重量子化モジュール115、残差算出モジュール125と接続されており、入力符号1105を受け付ける。Huffman復号モジュール1110は、入力符号1105に対して、Huffman復号処理を行う。もちろんのことながら、入力符号1105は、Huffman符号化処理されたものである。
倍率指定モジュール740は、2重量子化モジュール115と接続されている。
2重量子化モジュール115は、Huffman復号モジュール1110、倍率指定モジュール740、逆量子化モジュール120、解像度分割モジュール1150と接続されている。
逆量子化モジュール120は、2重量子化モジュール115、残差算出モジュール125と接続されている。
残差算出モジュール125は、Huffman復号モジュール1110、逆量子化モジュール120、第2Huffman符号化モジュール1164と接続されている。
解像度分割モジュール1150は、2重量子化モジュール115、第1Huffman符号化モジュール1162、第3Huffman符号化モジュール1166と接続されている。解像度分割モジュール1150は、周波数(解像度)の軸で分割する。
第1Huffman符号化モジュール1162は、解像度分割モジュール1150と接続されており、第1出力符号1192を出力する。第1Huffman符号化モジュール1162は、解像度分割モジュール1150による一方の処理結果をHuffman符号化処理し、第1出力符号1192を生成する。
第2Huffman符号化モジュール1164は、残差算出モジュール125と接続されており、第2出力符号1194を出力する。第2Huffman符号化モジュール1164は、残差算出モジュール125による処理結果である量子化差分情報127をHuffman符号化処理し、第2出力符号1194を生成する。
第3Huffman符号化モジュール1166は、解像度分割モジュール1150と接続されており、第3出力符号1196を出力する。第3Huffman符号化モジュール1166は、解像度分割モジュール1150による他方の処理結果をHuffman符号化処理し、第3出力符号1196を生成する。

0040

図11(A)に示す例は、2重量子化モジュール115による処理結果である。
図11(B)に示す例は、解像度分割モジュール1150によって図11(A)に示す例を分割した一方の処理結果(第1Huffman符号化モジュール1162へ入力される処理結果)である。
図11(C)に示す例は、解像度分割モジュール1150によって図11(A)に示す例を分割した他方の処理結果(第3Huffman符号化モジュール1166へ入力される処理結果)である。
解像度分割モジュール1150は、図11(A)に示す例を、周波数の軸で分割領域1152と分割領域1154に分割している。つまり、図11(B)に示す例では、分割領域1152内は、図11(A)に示す例と同じであるが、分割領域1152以外の部分(分割領域1154に相当する部分)は0値に置換している。一方、図11(C)に示す例では、分割領域1154内は、図11(A)に示す例と同じであるが、分割領域1154以外の部分(分割領域1152に相当する部分)は0値に置換している。

0041

一般に画像を分割すると情報量は増加する。どのように分割すれば情報量の増加が抑えられるかを以下に説明する。ある事象をaとbの結合事象としたとき、情報量I(a,b)は式(9)のように展開できる。



つまり、aとbが独立な事象であれば、I(a,b)はaの情報量とbの情報量に(増加なく)分割できる。
したがって、本実施の形態における第1の分割と第2の分割が、分割した結果がそれぞれ独立な事象となるように構成できれば、前述の情報量の増加はないことになる。本実施の形態では、前述した2重量子化情報と量子化差分情報は独立な事象だと期待できる。

0042

図12を参照して、本実施の形態の情報処理装置のハードウェア構成例について説明する。図12に示す構成は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)等によって構成されるものであり、スキャナ等のデータ読み取り部1217と、プリンタ等のデータ出力部1218を備えたハードウェア構成例を示している。

0043

CPU(Central Processing Unit)1201は、前述の実施の形態において説明した各種のモジュール、すなわち、復号モジュール110、2重量子化モジュール115、逆量子化モジュール120、残差算出モジュール125、第1符号化モジュール162、第2符号化モジュール164、Huffman復号モジュール510、第1Huffman符号化モジュール562、第2Huffman符号化モジュール564、Huffman復号モジュール710、倍率指定モジュール740、第1Huffman符号化モジュール762、第2Huffman符号化モジュール764、情報分割モジュール950、第3符号化モジュール966、Huffman復号モジュール1110、解像度分割モジュール1150、第1Huffman符号化モジュール1162、第2Huffman符号化モジュール1164、第3Huffman符号化モジュール1166等の各モジュールの実行シーケンス記述したコンピュータ・プログラムにしたがった処理を実行する制御部である。

0044

ROM(Read Only Memory)1202は、CPU1201が使用するプログラムや演算パラメータ等を格納する。RAM(Random Access Memory)1203は、CPU1201の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を格納する。これらはCPUバス等から構成されるホストバス1204により相互に接続されている。

0045

ホストバス1204は、ブリッジ1205を介して、PCI(Peripheral Component Interconnect/Interface)バス等の外部バス1206に接続されている。

0046

キーボード1208、マウス等のポインティングデバイス1209は、操作者により操作される入力デバイスである。ディスプレイ1210は、液晶表示装置又はCRT(Cathode Ray Tube)等があり、各種情報テキストイメージ情報として表示する。

0047

DD(Hard Disk Drive)1211は、ハードディスクを内蔵し、ハードディスクを駆動し、CPU1201によって実行するプログラムや情報を記録又は再生させる。ハードディスクには、入力符号105、第1量子化情報112、2重量子化情報117、第2量子化情報122、量子化差分情報127、第1出力符号192、第2出力符号194等が格納される。さらに、その他の各種のデータ処理プログラム等、各種コンピュータ・プログラムが格納される。

0048

ドライブ1212は、装着されている磁気ディスク光ディスク光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体1213に記録されているデータ又はプログラムを読み出して、そのデータ又はプログラムを、インタフェース1207、外部バス1206、ブリッジ1205、及びホストバス1204を介して接続されているRAM1203に供給する。リムーバブル記録媒体1213も、ハードディスクと同様のデータ記録領域として利用可能である。

0049

接続ポート1214は、外部接続機器1215を接続するポートであり、USB、IEEE1394等の接続部を持つ。接続ポート1214は、インタフェース1207、及び外部バス1206、ブリッジ1205、ホストバス1204等を介してCPU1201等に接続されている。通信部1216は、通信回線に接続され、外部とのデータ通信処理を実行する。データ読み取り部1217は、例えばスキャナであり、ドキュメント読み取り処理を実行する。データ出力部1218は、例えばプリンタであり、ドキュメントデータ出力処理を実行する。

0050

なお、図12に示す情報処理装置のハードウェア構成は、1つの構成例を示すものであり、本実施の形態は、図12に示す構成に限らず、本実施の形態において説明したモジュールを実行可能な構成であればよい。例えば、一部のモジュールを専用のハードウェア(例えば特定用途向け集積回路(Application Specific IntegratedCircuit:ASIC)等)で構成してもよく、一部のモジュールは外部のシステム内にあり通信回線で接続しているような形態でもよく、さらに図12に示すシステムが複数互いに通信回線によって接続されていて互いに協調動作するようにしてもよい。また、複写機ファックス、スキャナ、プリンタ、複合機(スキャナ、プリンタ、複写機、ファックス等のいずれか2つ以上の機能を有している画像処理装置)等に組み込まれていてもよい。

0051

なお、説明したプログラムについては、記録媒体に格納して提供してもよく、また、そのプログラムを通信手段によって提供してもよい。その場合、例えば、前記説明したプログラムについて、「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」の発明として捉えてもよい。
「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、プログラムのインストール、実行、プログラムの流通等のために用いられる、プログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体をいう。
なお、記録媒体としては、例えば、デジタル・バーサタイルディスク(DVD)であって、DVDフォーラムで策定された規格である「DVD−R、DVD−RW、DVD−RAM等」、DVD+RWで策定された規格である「DVD+R、DVD+RW等」、コンパクトディスク(CD)であって、読出し専用メモリCD−ROM)、CDレコーダブル(CD−R)、CDリライタブル(CD−RW)等、ブルーレイ・ディスク(Blu−ray(登録商標) Disc)、光磁気ディスク(MO)、フレキシブルディスクFD)、磁気テープ、ハードディスク、読出し専用メモリ(ROM)、電気的消去及び書換可能な読出し専用メモリ(EEPROM(登録商標))、フラッシュメモリランダムアクセス・メモリ(RAM)、SD(Secure Digital)メモリーカード等が含まれる。
そして、前記のプログラム又はその一部は、前記記録媒体に記録して保存や流通等させてもよい。また、通信によって、例えば、ローカルエリア・ネットワーク(LAN)、メトロポリタン・エリア・ネットワーク(MAN)、ワイド・エリア・ネットワーク(WAN)、インターネットイントラネットエクストラネット等に用いられる有線ネットワーク、又は無線通信ネットワーク、さらにこれらの組み合わせ等の伝送媒体を用いて伝送させてもよく、また、搬送波に乗せて搬送させてもよい。
さらに、前記のプログラムは、他のプログラムの一部分であってもよく、又は別個のプログラムと共に記録媒体に記録されていてもよい。また、複数の記録媒体に分割して記録されていてもよい。また、圧縮や暗号化等、復元可能であればどのような態様で記録されていてもよい。

0052

100…情報処理装置
105…入力符号
110…復号モジュール
112…第1量子化情報
115…2重量子化モジュール
117…2重量子化情報
120…逆量子化モジュール
122…第2量子化情報
125…残差算出モジュール
127…量子化差分情報
162…第1符号化モジュール
164…第2符号化モジュール
192…第1出力符号
194…第2出力符号
500…情報処理装置
505…入力符号
510…Huffman復号モジュール
562…第1Huffman符号化モジュール
564…第2Huffman符号化モジュール
592…第1出力符号
594…第2出力符号
700…情報処理装置
705…入力符号
710…Huffman復号モジュール
740…倍率指定モジュール
762…第1Huffman符号化モジュール
764…第2Huffman符号化モジュール
792…第1出力符号
794…第2出力符号
900…情報処理装置
905…入力符号
950…情報分割モジュール
966…第3符号化モジュール
992…第1出力符号
994…第2出力符号
996…第3出力符号
1100…情報処理装置
1105…入力符号
1110…Huffman復号モジュール
1150…解像度分割モジュール
1152…分割領域
1154…分割領域
1162…第1Huffman符号化モジュール
1164…第2Huffman符号化モジュール
1166…第3Huffman符号化モジュール
1192…第1出力符号
1194…第2出力符号
1196…第3出力符号

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