特許 6351040 層状の信号品質階層のおける信号処理およびインヘリタンスの方法、プログラム、及び、コンピュータシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6351040

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】層状の信号品質階層のおける信号処理およびインヘリタンスの方法、プログラム、及び、コンピュータシステム

(51)【国際特許分類】

   H04N 19/13 20140101AFI20180625BHJP

   H04N 19/33 20140101ALI20180625BHJP

   H04N 19/91 20140101ALI20180625BHJP

   H04N 19/192 20140101ALI20180625BHJP

   H04N 19/136 20140101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   H04N19/13

   H04N19/33

   H04N19/91

   H04N19/192

   H04N19/136

【請求項の数】36

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2014-520783(P2014-520783)

(86)(22)【出願日】2012年7月20日

(65)【公表番号】特表2014-521276(P2014-521276A)

(43)【公表日】2014年8月25日

(86)【国際出願番号】IB2012053725

(87)【国際公開番号】WO2013011495

(87)【国際公開日】20130124

【審査請求日】2015年7月17日

(31)【優先権主張番号】13/188,226

(32)【優先日】2011年7月21日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】514005847

【氏名又は名称】ロッサト、ルカ

(73)【特許権者】

【識別番号】514005858

【氏名又は名称】メアルディ、グイド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ロッサト、ルカ

(72)【発明者】

【氏名】メアルディ、グイド

【審査官】 堀井 啓明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２９５９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２７９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２３６１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０３８６７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００７−５１４３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２０９４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 A.Fuldseth,et.al.，Replacing slices with tiles for high level parallelism，Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 4th Meeting:Daegu,KR,20-28 January,2011，米国，JCTVC，２０１１年 １月２１日，JCTVC-D227，P.1-P.5，ＵＲＬ，http://phenix.it-sudparis.eu/jct/index.php

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ１９／００−１９／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の品質レベルを含む階層の信号をエンコードする方法であって、前記複数の品質レベルは、第１の品質レベルおよび第２の品質レベルを含み、前記方法は、
前記第１の品質レベルよりも高い前記第２の品質レベルの前記信号のレンディションを受信する段階と、
前記第１の品質レベルの前記信号のレンディションを生成する段階と、
前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションに基づいて、前記階層の前記第２の品質レベルの前記信号のレンディションを再構成するやり方を指定する再構成データを生成する段階であり、前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションの再構成は、前記第１の品質レベルの前記信号のレンディションの空間および／または時間のアップサンプリングを含む、段階と、
エントロピーエンコーダを利用して、前記再構成データをエンコードする段階であり、前記エントロピーエンコーダは、前記再構成データに含まれるシンボルを表すエンコードされた値を生成し、前記利用する段階は、前記再構成データの前記シンボルの確率を示す確率分布情報を含むデコード情報を生成する段階と、前記エンコードされた値と前記確率分布情報とを送信する段階とを含む、段階と
を備える方法。

【請求項2】

前記信号のそれぞれ別の部分に対応している再構成データの部分は、互いから独立して、および、互いと並列に、の片方または両方で生成される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

再構成データの一部は、受信した前記第２の品質レベルの前記信号のレンディションと、前記第２の品質レベルの前記信号の予備レンディションとの間の量子化された差に基づいて生成され、
前記第２の品質レベルの前記信号の前記予備レンディションは、前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションに基づいて生成される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記エントロピーエンコーダを利用する段階は、
前記デコード情報を生成するべく再構成データの各セットを分析する段階と、
前記エンコードされた値と前記確率分布情報とを、後で前記エンコードされた値を前記再構成データにデコードして戻すときのために格納する段階と
をさらに有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記再構成データは、複数の異なる再構成データのセットを含み、前記複数の異なる再構成データのセットのそれぞれは、互いから独立してエンコードされ、前記第１の品質レベルの前記信号のレンディションに基づいて、前記第２の品質レベルの前記信号のレンディションを再構成するやり方を特定する、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

階層の複数の品質レベルをデコードする方法であって、前記複数の品質レベルは、第１の品質レベルおよび第２の品質レベルを含み、前記方法は、
前記第１の品質レベルの信号のレンディションを生成する段階と、
前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションを、前記階層における前記第１の品質レベルよりも高い前記第２の品質レベルの前記信号のレンディションに再構成するやり方を指定する、エンコードされた再構成データを受信する段階であり、前記エンコードされた再構成データは、前記再構成データに含まれるシンボルを表すエンコードされた値と前記再構成データの前記シンボルの確率を示す確率分布情報とを含む、段階と、
前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションに少なくとも一部基づいて、前記第２の品質レベルの前記信号の第１のレンディションを生成する段階と、
１以上のエントロピーデコーダを利用して、エンコードされた再構成データのセットを独立してデコードして、剰余データのセットを生成する段階と、
を備える、方法。

【請求項7】

さらに、
エントロピーデコーダを利用して、前記エンコードされている再構成データに格納されている値と確率分布情報とを取得する段階と、
前記デコーダによって、前記確率分布情報を利用して、前記値を、デコードされた再構成データにデコードする段階と、
前記デコーダが生成した、前記デコードされた再構成データを利用して、前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションを再構成する段階と
を備える、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記確率分布情報を利用して、前記値を、デコードされた再構成データにデコードするために、前記デコーダは、レンジデコードを含むエントロピーデコード法を利用する、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションを生成する段階は、
第１のデータセットを受信する段階と、
前記第１のデータセットをデコードする段階と、
デコードされた前記第１のデータセットを利用して、前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションを生成する段階と
を有し、
前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションを生成する段階は、
第２のデータセットを受信する段階と、
前記第２のデータセットをデコードする段階であって、デコードされた前記第２のデータセットは、前記第２の品質レベルの前記信号のレンディションのエレメントに対して行う調節を示す、剰余データのエレメントの設定を含む、段階と、
前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションをアップサンプリングして、前記第２の品質レベルの前記信号の第１のレンディションを生成する段階と、
前記剰余データのエレメントの設定が示す前記調節を、前記第２の品質レベルの前記信号の前記第１のレンディションに適用して、前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションを生成する段階と
を有する、請求項６から８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションを生成する段階は、
第１のデータセットを受信する段階と、
前記第１のデータセットをデコードする段階と、
デコードされた前記第１のデータセットを利用して、前記第１の品質レベルの前記信号の第１のレンディションを生成する段階と、
第２のデータセットを受信する段階と、
前記第２のデータセットをデコードして、剰余データのエレメントの設定を生成する段階であって、前記剰余データのエレメントの設定は、前記第１の品質レベルの前記信号の前記第１のレンディションのエレメントに対して行う調節を示す、段階と、
前記剰余データのエレメントの設定を、前記第１の品質レベルの前記信号の前記第１のレンディションと組み合わせて、前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションを生成する段階と
を有し、
前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションを生成する段階は、
第３のデータセットを受信する段階と、
前記第３のデータセットをデコードする段階であって、デコードされた前記第３のデータセットは、前記第２の品質レベルの前記信号のレンディションのエレメントに対して行う調節を示す、剰余データのエレメントの設定を含む、段階と、
前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションをアップサンプリングして、前記第２の品質レベルの前記信号の第１のレンディションを生成する段階と、
前記剰余データのエレメントの設定が示す前記調節を、前記第２の品質レベルの前記信号の前記第１のレンディションに適用して、前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションを生成する段階と
を有する、請求項６から９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

再構成データセットは、前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションを前記第２の品質レベルの信号の予備レンディションにアップサンプリングした後で行う調節を示す剰余データを含み、
前記エントロピーエンコーダを利用する段階は、
各エントロピーデコーダが利用するデコードパラメータを生成して、前記剰余データの複数のシンボルの確率分布に推定を行う段階を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

前記デコード情報は、第１のパラメータと更なるパラメータとを含み、
前記第１のパラメータは、第１のシンボルを割り当てられた前記再構成データのエレメントの百分率を特定し、
前記更なるパラメータは、前記再構成データの複数の更なるシンボルの確率を示す、請求項４に記載の方法。

【請求項13】

前記デコード情報は、第１のパラメータと第２のパラメータとを含み、
前記第１のパラメータは、第１のシンボルを割り当てられた前記再構成データのエレメントの百分率を特定し、
前記第２のパラメータは、デコーダに対して、前記再構成データの前記第１のシンボル以外の複数のシンボルの確率分布値に推定を行うやり方を示す、請求項４に記載の方法。

【請求項14】

前記再構成データを、再構成データの複数のグループにパースする段階と、
前記エントロピーエンコーダを利用して、前記複数のグループのそれぞれに存在する前記シンボルの各確率分布情報を生成する段階と、
前記エントロピーエンコーダを利用して、前記再構成データの前記複数のグループを、前記複数のグループの各確率分布情報に基づいて、エンコードされた値にエンコードする段階と
をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項15】

前記再構成データの前記複数のグループのそれぞれは、前記信号の特定の部分に対する剰余データのエレメントの各タイルに対応しており、
前記各タイルの前記剰余データのエレメントのそれぞれは、前記信号を前記第１の品質レベルから前記第２の品質レベルにアップサンプリングした後で前記信号の対応するエレメントに行う調節を示しており、
前記方法はさらに、
複数のエントロピーエンコーダの並列実行を開始して、各グループについて、特定の確率分布情報を利用して、前記再構成データの前記複数のグループをエンコードする段階を備える、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記エンコードされ、受信された再構成データは、再構成データの複数のグループを含み、
前記複数のグループのそれぞれは、前記信号の特定の部分に対する剰余データのエレンメントの各タイルに対応しており、
前記各タイルの前記剰余データのエレメントのそれぞれは、前記信号を前記第１の品質レベルから前記第２の品質レベルにアップサンプリングした後で前記信号の対応するエレメントに行う調節を示しており、
前記方法はさらに、
複数のエントロピーデコーダの並列実行を開始して、再構成データの複数のグループを独立してデコードする段階を備える、請求項６から１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項17】

前記受信した再構成データが関係している前記信号の前記特定の部分は、前記信号全体の一部であり、
前記デコーダは、前記信号の前記特定の部分について、前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションを生成する、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記再構成データは、再構成データの第１のセットを含み、
前記方法はさらに、
前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションに基づいて、前記階層において前記第２の品質レベルよりも高い第３の品質レベルの前記信号のレンディションを再構成するやり方を示す再構成データの第２のセットを生成する段階と、
前記第２のセットの各再構成データを分析して、当該再構成データが利用するシンボルのアルファベットのうちの１つのシンボルの確率を示す確率分布情報を生成する段階と、
前記エントロピーエンコーダを利用して、前記再構成データの前記第２のセットをエンコードする段階であって、前記エントロピーエンコーダは、前記第２のセットの各再構成データについて、前記各再構成データについて生成した確率分布情報に基づいて前記データを表すエンコードされた値を生成する、段階と
を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項19】

前記再構成データは、再構成データの第１のセットを含み、
前記方法はさらに、
前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションに基づいて、前記第２の品質レベルよりも高い、前記階層の第３の品質レベルの前記信号のレンディションを再構成するやり方を示す再構成データの第２のセットを生成する段階と、
前記エントロピーエンコーダを利用して、前記再構成データの前記第２のセットをエンコードする段階であって、前記エントロピーエンコーダは、前記第２のセットの各再構成データについて、前記第２のセットの対応するデータセットの確率分布情報に基づいて前記データを表すエンコードされた値を生成する、段階と
を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項20】

前記エンコードされている再構成データは、再構成データの第１のセットを含み、
前記方法はさらに、
前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションに基づいて、前記第２の品質レベルよりも高い、前記階層の第３の品質レベルの前記信号のレンディションを再構成するやり方を示す再構成データの第２のセットのエンコードされた値を受信する段階と、
デコードパラメータを受信して、前記第２のセットの各再構成データのシンボルの確率分布を特定する段階と、
特定した前記確率分布を利用して、前記再構成データの前記第２のセットの前記エンコードされた値をデコードする段階と
を備える、請求項６から１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項21】

さらに、
前記第２のセットの各再構成データについて、前記データが前記第２のセットの１以上のデータセットの特定の確率分布情報を含まない、と検知すると、前記再構成データの前記第１のセットのうちの対応するセットについてデコードされた前記確率分布情報を利用して、前記再構成データの第２のセットのエンコードされた値をエントロピーデコードする段階を備える、請求項２０に記載の方法。

【請求項22】

前記再構成データを、再構成データの第１のグループと再構成データの第２のグループとを少なくとも含む複数のグループにパースする段階と、
第１レンジ内の値を有する前記再構成データの前記第１のグループに関するエレメントをデフォルト値にセットするように、前記再構成データの前記第１のグループを追加する段階と、
第２レンジ内の値を有する前記再構成データの前記第２のグループに関するエレメントをデフォルト値にセットするように、前記再構成データの前記第２のグループを追加する段階と、
をさらに備え、
前記エントロピーエンコーダを利用する段階は、さらに、記再構成データの前記第１のグループおよび記再構成データの前記第２のグループを個別にエントロピーエンコードする段階を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項23】

前記個別にエントロピーエンコードする段階は、
前記第１のグループについて、
前記再構成データの前記第１のグループを分析して、前記第１のグループが利用するシンボルの確率分布を示す第１の確率分布情報をもつデコードパラメータを生成する段階と、
前記エントロピーエンコーダを利用して、前記再構成データの前記第１のグループを表す第１のエンコードされた値を、前記第１の確率分布情報に基づいて生成する段階と、
前記第２のグループについて、
前記再構成データの前記第２のグループを分析して、前記第２のグループのシンボルの確率分布を示す第２の確率分布情報をもつデコードパラメータを生成する段階と、
前記エントロピーエンコーダを利用して、前記再構成データの前記第２のグループを表す第２のエンコードされた値を、前記第２の確率分布情報に基づいて生成する段階と
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

さらに、
特定の再構成データセットについて、
前記再構成データのすべてのグループの適時のエントロピーデコードを阻む障害が生じると、前記エンコードされた値の一部のみのそれぞれの、各確率分布情報に基づく、再構成データの各グループへのエントロピーデコードを開始する段階と、
既にデコードされている再構成データの他のセットとともに、前記エントロピーデコードされた前記再構成データのグループを利用して、前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションに基づいて、前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションを再構成する段階と
を備える、請求項２２または２３に記載の方法。

【請求項25】

さらに、
特定の再構成データセットについて、
前記再構成データのすべてのグループの適時のエントロピーエンコードまたは送信を阻む障害が生じると、デコーダに、前記再構成データの各グループに対応する前記エンコードされた値の一部のみを、確率分布情報を示すデコードパラメータとともに送信することを開始する段階を備える、請求項２２から２４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項26】

さらに、
前記階層の或る品質レベルの前記信号を再構成するための剰余データを生成する段階と、
エントロピーメトリックに基づいて、前記剰余データをエントロピーエンコードするために必要なビット数を概算する段階と、
量子化器を前記剰余データに適用して、前記エントロピーエンコードの前に、前記或る品質レベルの前記剰余データのエントロピーを低減する段階と
を備え、
前記量子化器の前記剰余データへの適用は、前記エンコードされた剰余データの、所望のビットレートでの送信を促す、請求項１から２５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項27】

前記階層の複数の品質レベルの前記信号の調節を行うために利用される剰余データのシンボルの確率分布を計算する段階と、
前記確率分布を利用して、第１の量子化器の設定に基づいて前記剰余データをエントロピーエンコードするためのビットレートを概算する段階と、
前記概算したビットレートが所望の閾値を上回っていると検知すると、さらなる量子化を前記剰余データに適用して、前記剰余データに関するエントロピーを低減する段階と、
前記エントロピーエンコーダを利用して前記量子化された剰余データをエンコードする段階と
をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項28】

前記エントロピーエンコーダは、レンジエンコーダである、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項29】

前記再構成データは複数のグループを含み、前記再構成データの前記複数のグループのそれぞれが、剰余データのエレメントの１つのセットを含み、剰余データのエレメントの各セットは、前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションを前記第２の品質レベルの前記信号の第１のレンディションにアップサンプリングした後に、前記信号の対応するエレメントに行う調節を示し、前記複数のグループのそれぞれは、前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションを前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションに再構成するための、それぞれ異なる再構成の品質のサブレベルをサポートしている、請求項６から１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項30】

それぞれ異なる再構成の品質のサブレベルは、同じ空間解像度および時間解像度の少なくとも一方を有し、再構成データの前記複数のグループは、再構成データの第１のグループと再構成データの第２のグループとを含み、前記再構成データの前記第１のグループは、前記信号の前記第１のレンディションから前記信号の第２のレンディションを再構成する第１の品質のサブレベルをサポートしており、前記再構成データの前記第２のグループは、前記信号の前記第１のレンディションと前記再構成データの前記第１のグループとの組み合わせから前記信号の前記第２のレンディションを再構成する第２の品質のサブレベルをサポートしており、前記第２の品質のサブレベルは、前記第１の品質のサブレベルより高い、請求項２９に記載の方法。

【請求項31】

前記再構成データは、再構成データの複数のセットを含み、前記複数のセットのそれぞれは、前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションに基づく、前記第２の品質レベルの前記信号の第２のレンディションの再構成をサポートしており、
前記再構成データの前記複数のセットのそれぞれをエントロピーデコードするために利用されるシンボル確率分布情報は、互いに独立している、請求項６から１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項32】

前記エンコードされた再構成データは、前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションを、前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションにアップサンプリングするやり方を示す処理を特定する、請求項６から１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項33】

前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションの第１の部分を生成するために利用されるアップサンプリング処理の係数は、実質的に無限の可能性のある係数のセットで示され、前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションの第２の部分を生成するために利用されるアップサンプリング処理の係数と異なる、請求項３２に記載の方法。

【請求項34】

前記信号は、ビデオ信号または体積信号を含む三次元信号である、請求項１から３３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項35】

処理デバイスにより実行されると、前記処理デバイスに、
複数の品質レベルを含む階層の信号をエンコードする手順であって、前記複数の品質レベルは、第１の品質レベルおよび第２の品質レベルを含む、手順を実行させ、
前記エンコードする手順は、
前記階層において前記第１の品質レベルよりも高い前記第２の品質レベルの前記信号のレンディションを受信する手順と、
前記第１の品質レベルの前記信号のレンディションを生成する手順と、
前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションに基づいて、前記第１の品質レベルより高い、前記階層の前記第２の品質レベルの前記信号のレンディションを再構成するやり方を指定する再構成データを生成する手順と、
エントロピーエンコーダを利用して、前記再構成データのそれぞれ別のセットをエンコードする手順であり、前記エントロピーエンコーダは、各セットについて、前記再構成データに含まれるシンボルを表すエンコードされた値を生成し、前記利用する手順は、前記再構成データの前記シンボルの確率を示す確率分布情報を含むデコード情報を生成する手順と、前記エンコードされた値と前記確率分布情報とを送信する手順とを含む、手順と
を含む、プログラム。

【請求項36】

コンピュータシステムであって、
プロセッサと、
前記プロセッサが実行するアプリケーションに関する命令を格納するメモリユニットと、
前記プロセッサと前記メモリユニットとを連結し、前記コンピュータシステムに前記アプリケーションを実行させるインターコネクトと
を備え、
前記インターコネクトは前記コンピュータシステムに、
複数の品質レベルを含む階層の信号をエンコードする手順であって、前記複数の品質レベルは、第１の品質レベルおよび第２の品質レベルを含む、手順を実行させ、
前記エンコードする手順は、
前記階層の前記第１の品質レベルよりも高い前記第２の品質レベルの前記信号のレンディションを受信する手順と、
前記第１の品質レベルの前記信号のレンディションを生成する手順と、
前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションに基づいて、前記第１の品質レベルより高い、前記階層の前記第２の品質レベルの前記信号のレンディションを再構成するやり方を指定する再構成データを生成する手順と、
エントロピーエンコーダを利用して、前記再構成データのそれぞれ別のセットをエンコードする手順であり、前記エントロピーエンコーダは、各セットについて、前記再構成データに含まれるシンボルを表すエンコードされた値を生成し、前記利用する手順は、前記再構成データの前記シンボルの確率を示す確率分布情報を含むデコード情報を生成する手順と、前記エンコードされた値と前記確率分布情報とを送信する手順とを含む、手順と
を実行させる、コンピュータシステム。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

ＣＰＵ（中央処理ユニット）の効率は、信号のエンコードおよびデコード両方に関係する。最新世代のプロセッサは、益々並列度が増しており、チップ１つずつに対して、数百の単純なコアが搭載されている。

【0002】

従来のＭＰＥＧ（Moving Pictures Expert Group）ファミリーのコーデックの構造は、その性質上、並列ではない。これは、ＭＰＥＧファミリーがブロックベースであり、各画像ブロックを順次エンコード、デコードする必要があることに起因している。これは、効率的に圧縮するためには、全てのブロックを、いくらか互いに対する関係を保って作成する必要があるからである。

【0003】

いわゆる「スライス」（基本的には、あたかも互いの隣に配置された別個のビデオのように、互いに独立して取り扱われる各画像のことである）をＭＰＥＧ符号化に取り入れたことによって、Ｈ．２６４規格では、いくつかのスレッド（通常は２つから３つのスレッド）を並列処理することができるようになった。デブロッキング（つまり、より均一な画像を作成するために、ブロック間の遷移を「平滑」にするフィルタのこと）といった重要なアルゴリズムの要素は、通常、並列ＣＰＵを含むアプリケーションには不向きな条件付命令が満載の、典型的なグローバルオペレーションである。

【0004】

今日の典型的なＣＰＵおよびＧＰＵ（グラフィック処理ユニット）は、非常に強力であり、１つのＧＰＵが、情報の並列処理を実行するためのコンピューティングコアを数百個含むことができる。現在の技術を利用する際には、画像の大きな部分は、プロセッサキャッシュに格納して処理させることができる。ＭＰＥＧの生成当時にはプロセッサは一度のビデオデータのほんの小さな部分しか（しかもシーケンシャルにしか）処理できなかったために、画像を複数の小さなブロックに分割する必要があり、このためにＭＰＥＧの生成が促された。しかし画像を複数の小さなブロックに分割する処理は、現代のＣＰＵおよびＧＰＵでは不要である。したがって、ＭＰＥＧのようなタイプのエンコード／デコードを利用したときには、利用可能な処理能力の大半が利用されずに残り、信号にはブロッキングアーチファクトが無駄に残ることになる。

【0005】

さらに、ＭＰＥＧの開発時の技術と比較すると、現代のアプリケーションは、通常、より精細なビデオエンコードと、より高い再生品質とを必要とする。高精細（ＨＤ）、高品質のビデオでは、精細度の低い（焦点がずれたものもある）領域と、非常に精細な領域との間の差が大きくなる。このために、関連する周波数の範囲が非常に広くなっており、画像処理にはＭＰＥＧで使用されているような周波数領域の変換が益々向かなくなってきている。

【0006】

加えて、画像の解像度が高くなると、カメラのノイズ量および／またはフィルム粒子の量も増える（つまり、視聴には無関係であり、エンコードするために多くのビットを要する、非常に詳細な高周波数の画素の遷移が多く含まれる）。

【0007】

最後に、従来のコーデックは、近年、特に医療用撮像、科学用撮像分野で重要度を増している三次元または体積測定撮像（volumetric imaging）を効率的に行うことが得意ではない。

【0008】

対象となる今日の殆どのデバイスは、様々な再生解像度および品質をサポートしている。スケーラビリティのための現在のＭＰＥＧ規格である、所謂ＳＶＣ（スケーラブルビデオコーディング）は、非常に複雑であり、帯域幅が非効率であるために、業界では快く受け入れられておらず、全くまたは少ししか利用されていない。

【0009】

さらに、エンコードされたビデオが多い。つまり、通常、コンテンツプロバイダは、エンコーダのパラメータをカスタマイズしたり、ビデオストリームごとに試行錯誤したりするような時間的余裕がない。現在、コンテンツプロバイダは、ビデオをエンコードするために、多くのエンコードパラメータを手動で変更することを好まない（エンコードを行うたびにその結果のクオリティをチェックする必要がある）。

【0010】

エンコード／デコードには、ＭＰＥＧ規格の代わりに、いわゆる画像ピラミッドも利用されている。たとえば、従来のシステムでは、ラプラシアンピラミッドを利用して、ガウスフィルタを利用して低解像度の画像を作成して、次に、厳密にプログラミングされたデコーダのアップサンプリングを使用して、低解像度から元の解像度に戻された画像間の差のピラミッドを構築する。

【0011】

従来のラプラシアンピラミッドエンコードは利用されなくなった。この種類の変換の欠点は、作者が、ダウンサンプリングされた画像における歪み／アーチファクトを避けようとして、通常、自身では情報をなんら追加しない唯一のタイプのフィルタであるガウスフィルタリングを利用していたことである。しかし、ガウスフィルタリングのもつ致命的な欠点は、ブラー効果（blurring effect）があることであり、アップスケーリングで高解像度に戻そうとする際に、原画像を再生するには、膨大な量の画像補正情報が必要となる。言い換えると、従来のフィルタを利用してアップサンプリングを行うと、再構成した画像において、ぎざぎざな、または、ぼけたエッジ（jagged or blurry edges）ができる。ぎざぎざな、または、ぼけたエッジは、大量の剰余データを利用して補正する必要があるので、この種類のエンコード技術は、高解像度の用途には不向きである。

【0012】

すべての信号エンコーダの重要な要素の１つに、現在、「エントロピーコーディング」と称されている処理がある。実際には、エンコード処理および変換をロスの少ないまたはロスのない方法で行うと、剰余（つまり、データから得ることができない新たな情報、たとえば、ビデオ信号の、デコーダで既に利用可能な前のフレーム）は、本質的は、更なるロスまたは近似なしに、且つ、できるだけ最少のビット量で送信すべき数のストリング（strings of numbers）になる。数のストリングを可能な限り最少のビット量で送信することができ、ロスのないデータの圧縮スキームが、通常、エントロピーコーディングと称される。数／シンボルのストリングのエントロピーという思想は、数／シンボルのストリングが本来含む情報量に関係している。つまり、全てのストリングの数／シンボルが異なっているわけではないので、ストリングが含むシンボルのうち、頻繁に繰り返されるものが少なくなるほど（理想的には１つ）、そのストリングをエンコードするために必要となるビット数が少なくなる。

【0013】

既にいくつかの文献が、エントロピーエンコード法を説明している。修正されたエントロピーコーダ（Ｈ．２６４で導入されたコンテキスト適合型のエントロピーコーダであるＣＡＢＡＣ）は、結果が素晴らしいが、計算が非常に複雑であるという欠点を持っており、他の技術（たとえばレンジ符号化として知られている技術）は、適切なパラメータを利用しないと、同様の素晴らしい結果を生じることができない。一般的なエントロピーコーダは、エンコードするストリングのシンボル周波数の概算程度の効率性しか有さない（つまり、デコーダがエンコーダから何らかの手段を講じて得る必要のあるシンボルの確率分布のもの）

【0014】

ＭＰＥＧファミリーのコーデックは、ブロックベースである。つまり、信号を複数のブロックに分割して、本質的に各ブロックを別個に分析／エンコードする。したがい理想的には、各ブロックの剰余について別の確率分布が必要となる。しかしこれは、非常に多数のブロックがあることを考えると現実的ではない。その結果、具体的なフレームについて特注したものではなくデータ圧縮の点では効率性が低い、標準的な確率分布を利用するか、効率性は高いが、非常に複雑なＣＡＢＡＣを利用するか、ということになる。

【0015】

ここで説明する方法および実施形態は、効率的なエントロピーコード結果を、計算を複雑にすることなく得るための新規な方法に関する。

【発明の概要】

【0016】

ここに記載する実施形態は、層状の信号品質階層で圧縮、エンコードされたデータを生成する従来のシステムおよび方法とは異なっている（deviate）。たとえば、ここに記載する実施形態は、標準的なエントロピーエンコード技術に基づいて階層のエンコードされた再構成データを生成する固有の方法に関している。実装を簡単にして、圧縮を効率的に行うために、本特許出願は、レンジ符号化技術を利用する実施形態を記載しているが、本願に含まれる方法は、いくつかの他のタイプのエントロピーエンコーダにも適用可能である。

【0017】

より詳しくは、ここで説明する一実施形態は、複数の品質レベルを含む階層に信号をエンコードする信号プロセッサを含む。こうするために、信号プロセッサは、少なくとも第１の品質レベルの、信号のレンディションを生成する。信号プロセッサは、第１の品質レベルの信号のレンディションを、階層の第２の（より高い）品質レベルの信号のレンディションに変換する方法を特定する再構成データセットを生成する。たとえば、一部の方法では、再構成データセットが、前の（より低い）品質レベルから自動的に導出（「継承」）することができる信号のレンディションとデータを補正、統合、および、補完するために必要なすべての情報を特定する。

【0018】

次に、信号プロセッサは、レンジエンコーダ等のエントロピーエンコーダを利用して、各再構成データセットをエンコードする。各再構成データセットのエンコードには、エンコードされる再構成データを表すレンジ値（ビットストリング）を生成することが含まれてよい。

【0019】

更なる実施形態では、エンコードの前に、信号プロセッサが、各再構成データセットを分析して、再構成データの幾つかまたは全てのシンボルの確率分布を示す確率分布情報を生成することができる。再構成データの１以上のシンボルの確率を示す確率分布情報は、選択したエントロピーエンコーダ（たとえば、限定ではない例として、レンジ符号化、ハフマン符号化、表ベースのＶＬＣ／可変長符号化、ランレングス符号化等）に、再構成データを、適切なビットストリング（たとえばレンジ値）にエンコードさせることができる。レンジ値を作成した後に、エンコーダは、後で、レンジ値を再構成データにデコードして戻すときのために、レンジ値と確率分布情報とを格納する。エントロピー符号化は、アップサンプリング処理のパラメータ、量子化閾値、より低い品質レベルからのアップサンプリングの後に利用される剰余データ、公知の基準信号画像の動き補償の後に利用される剰余データ、動き補償に利用される密な動きマップの動きベクトルに対する調節、動きゾーン、ノイズに対するスペクトル情報、メタデータ等の別の種類の再構成データセットの１以上のいずれかを表していてよい。

【0020】

各再構成データセットについて、レンジデコーダ等の１以上のエントロピーデコーダリソースが、元の再構成データの各セットの１以上のシンボルの確率分布情報に少なくとも一部基づいて、エンコードされている値（たとえばレンジ値）をデコードして、元の再構成データに戻す。デコードした後に、別のリソースが、デコーダが生成したデコードされた再構成データを利用して信号のレンディションを再構成する。再構成は、上述した様々に異なる種類の再構成データに基づいていてよい。

【0021】

再構成データは、低い品質レベルの信号のレンディションに基づいて、および／または、既知の／利用可能な基準信号（たとえば限定ではない例として、ビデオの前のフレーム）に基づいて、次に高い品質の信号のレンディションを再構成するために複数の異なるタイプの適切なデータのいずれかを含むことができる。一実施形態では、再構成データは、ある品質レベルの信号のレンディションを、次に高い品質レベルの信号のレンディションにアップサンプリングした後で行われる調節を示す、いわゆるイントラ剰余データを含む。別の実施形態では、再構成データが、ある品質レベルから次に高い品質レベルに信号をアップサンプリングするために利用される１以上のアップサンプリング処理等のメタデータを含む。また別の実施形態では、再構成データが、低い品質レベルで利用される動きマップを適切な処理でアップサンプリングすることで得られる、密な動きマップ（つまり、全ての信号エレメントについて動きベクトルを含むマップのこと）に行われる調節を含む。この実施形態では、再構成データがさらに、既知の基準信号を上述した密な動きマップによって動き補償した後で再構成された信号に行われる調節を示す、インター剰余データも含む。一実施形態では、前の（より低い）品質レベルから自動的に得る（「継承する」）ことができるものに関する情報を特定することを避けることで、再構成データセットに必要な情報量を低減させることもできる。

【0022】

前述したように、各再構成データセットについて、エンコーダは、エンコードする再構成データの１以上のシンボル（シンボルのストリングとして表すことができる）の確率を示す、確率分布情報を特定することができる。エントロピーエンコーダは、各エントロピーデコーダが利用する少なくとも１つのデコードパラメータを生成して、剰余データの複数のシンボルの確率分布に推定する。

【0023】

更なる実施形態では、エントロピーエンコーダが、エントロピーデコーダに対して、再構成データにビットストリングのデコードを行うための、２を超える数のパラメータを指定する。この実施形態では、エントロピーデコーダは、第１のパラメータが、ゼロ等の最も多い値（most common value）に等しい再構成データの剰余データのエレメントの百分率を特定している、と想定する。パラメータを受信するエントロピーデコーダは、Ｎ個の更なるパラメータのそれぞれが、再構成データの別の、または、次に最も頻出するシンボルの確率を示している、と仮定する。Ｎ個のパラメータ、および、おそらくはその他の標準的なパラメータに基づいて、デコーダは、Ｎ番目のシンボルの後の他のシンボル全ての確率に推定を行う。確率分布情報は、元の再構成データにビットストリングをデコードして戻すための基盤を提供する。

【0024】

別の実施形態では、エントロピーエンコーダが、デコーダに対して、再構成データにビットストリングをデコードするための、２つのパラメータを指定する。この実施形態では、第１のパラメータが、デコーダにはわかっている値（たとえばゼロ）に等しい再構成データのシンボル（たとえば剰余データのエレメント）の百分率を規定する。第２のパラメータは、デコーダに、再構成データの更なるシンボルの確率に推定を行わせる情報を含む。分布情報は、元の再構成データにビットストリングをデコードして戻すための基盤を提供する。

【0025】

別の実施形態では、エンコーダが、デコーダに対して、再構成データにビットストリングをデコードするための、１つのパラメータを指定する。この実施形態では、この１つのパラメータが、デコーダにはわかっている値（たとえばゼロ）に等しい再構成データの剰余データのエレメントの百分率を規定する。次に、デコーダは、デコーダにはわかっている標準的なデフォルトのパラメータに基づいて、他のすべてのシンボルの確率に推定を行う。

【0026】

更なる実施形態では、階層の複数の品質レベルのそれぞれが、ある品質レベルで信号のレンディションを再構成するためのそれぞれの再構成データを含むよう構成されてよい。エンコードされたデータの量を減らすことが適切な場合には、ある品質レベルの再構成データの一部または全てを、各品質レベルの再構成データを特定する代わりに、次に高い品質レベルで利用する（「承継する」）ことができる。たとえば、エントロピーデコーダは、ビットストリングを受信して、エントロピーエンコーダが、データの確率分布パラメータを生成しない、または、より低い品質レベルのエントロピーエンコーダが、より高い品質レベルの確率分布パラメータを特定しないと明示的に示している、という条件を検知すると、エントロピーデコーダは、前の品質レベルで利用された確率分布パラメータを利用して、再構成データをデコードすることができる。

【0027】

ここに記載する実施形態はさらに、ある品質レベルの１以上の再構成データセットを、再構成データの複数のグループ（「タイル」）へと、パースする信号プロセッサを含む。例えば、タイル生成（tiling）を、剰余データを表す再構成データに利用する場合には、タイルの組み合わせが、（たとえば、より低い品質レベルからのアップサンプリングまたは既知の基準信号の動き補償の後の）ある品質レベルの信号のレンディションのエレメントを調節するための剰余データを定義している。エンコーダは、各タイルのシンボルの確率分布パラメータを生成する。エンコーダは次に、各タイルについて、これらの確率分布パラメータ（デコーダに送信されるもの）、または、前の（より低い）品質レベルから自動承継した確率分布パラメータ（デコーダがわかっており、改めて情報を送信する必要がないもの）、のいずれを利用するか、を決定する。エンコーダは次に、再構成データ（タイル）の複数のグループを、グループ化のために選択されたそれぞれの確率分布パラメータ（承継された、または、新しいもの）に基づいて、それぞれのビットストリングにエントロピーエンコードする。デコーダは、ビットストリングと確率分布値とを、それぞれのタイルにて受信して、複数のエントロピーデコーダの実行を（任意で並列的に）開始して、各タイルに関連している確率分布値とビットストリングとに基づいて、再構成データの複数のグループを再生する。ここで説明するタイル生成技術（technique of tiling）は、階層の１以上の品質レベルで利用され、エントロピーエンコード／デコードと信号の再構成との間の並列処理を促すことができる。

【0028】

これらおよびその他の実施形態の変形例について以下で詳述する。

【0029】

上述したように、ここに記載する実施形態は、ここに開示する方法の動作のいずれかまたは全てを実行する、および／または、サポートする１以上のコンピュータ化されたデバイス、ルータ、ネットワーク、ワークステーション、ハンドヘルドまたはラップトップコンピュータ、その他の構成を含むことができる。言い換えると、１以上のコンピュータ化されたデバイスまたはプロセッサは、別の実施形態を実行すべく、ここに記載されるように動作するようプログラミングおよび／または構成することができる。

【0030】

上述したようにエンコード／デコードすることに加えて、ここに記載するまた別の実施形態は、上で簡単にまとめ、以下で詳述するステップおよび動作を実行するためのソフトウェアプログラムを含む。これらの実施形態の１つは、１以上のプロセッサ（たとえばＣＰＵ、ＧＰＵ等）および対応するメモリ、プログラムを有するコンピュータ化されたデバイスで実行されると、プロセッサにここで開示する動作のいずれかを実行させるコンピュータプログラム論理、命令等がエンコードされた、コンピュータ可読ハードウェア格納リソース（つまり、持続性コンピュータ可読媒体）を含む。これらの構成は、光学媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＢＤ等）、フロッピー（登録商標）またはハードディスクその他の媒体（たとえば１以上のＲＯＭまたはＲＡＭまたはＰＲＯＭチップのファームウェアまたはマイクロコード、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））等のコンピュータ可読媒体に構成またはエンコードされたソフトウェア、コード、および／または、その他のデータ（たとえばデータ構造）として提供されてよい。ソフトウェア、ファームウェア、その他のこれらの構成は、コンピュータ化されたデバイスにインストールされ、コンピュータ化されたデバイスに、ここで説明した技術を実行させることができる。

【0031】

したがって、本開示の具体的な１つの実施形態は、信号処理動作をサポートする命令が格納されたコンピュータ可読ハードウェア記憶媒体を含むコンピュータプログラムプロダクトを対象としている。例えば一実施形態では、それぞれのコンピュータデバイスのプロセッサによって実行されると、プロセッサに、第１の品質レベルのレンディションを生成させ、第１の品質レベルの信号および／または既知の基準信号のレンディションに基づいて階層の第２の品質レベルの信号のレンディションを再構成するやり方を示す、少なくとも１つの再構成データセットを生成させ、第２の品質レベルは第１の品質レベルより高く、プロセッサはさらに、エントロピーエンコーダを利用して（たとえば限定ではない例として、レンジエンコーダ、ハフマンエンコーダ、表ベースのＶＬＣエンコーダ、ランレングスエンコーダ）を利用して、それぞれ異なる再構成データセットをエンコードして、エントロピーエンコーダは、各セットについて、再構成データに含まれるシンボルを表すビットストリングまたはエンコードされた値を生成する。

【0032】

別の実施形態では、前述した実施形態のデコード側を代表して、それぞれのコンピュータデバイスのプロセッサによって実行されると、命令が、プロセッサに、第１の品質レベルの信号のレンディションを生成させ、デコードされると、第１の品質レベルの信号および／または既知の基準信号のレンディションに基づいて階層の第２の品質レベルの信号のレンディションを再構成するやり方を示す、少なくとも１つのエンコードされた値のセットを受信させ、第２の品質レベルは第１の品質レベルより高く、プロセッサはさらに、１以上のエントロピーデコーダを利用して（たとえば限定ではない例として、レンジデコーダ、ハフマンデコーダ、表ベースのＶＬＣデコーダ、ランレングスデコーダ）を利用して、エンコードされている値をデコードして、第２の品質レベルの信号を再構成するために利用されるそれぞれ別の再構成データセットを再生する。

【0033】

明瞭化するために、ステップに順序を追加した。これらのステップは任意の適切な順序で実行することができる。

【0034】

本開示の他の実施形態には、上で簡単にまとめ、後で詳述する方法の実施形態のステップおよび動作のいずれかを実行するためにソフトウェアプログラム、ファームウェア、および／または、それぞれのハードウェアが含まれる。

【0035】

さらに、システム、方法、装置、コンピュータ可読記憶媒体の命令などは、ここで記載するように、厳密にソフトウェアプログラムとして、ソフトウェア、ファームウェア、および／または、ハードウェアの混合体として、または、プロセッサ内、オペレーティングシステム内、またはソフトウェアアプリケーション内等のハードウェア単独として、実施することができる。

【0036】

上述したように、ここに記載する技術は、信号をエンコード／デコードするソフトウェア、ファームウェア、および／またはハードウェアアプリケーションによく適している。限定ではない例として、これら技術でエンコード／デコードされる信号は、二次元（たとえば画像、ビデオフレーム、二次元動きマップ、熱マップ等）、三次元（たとえば三次元／体積画像、ホログラフィ像、ＣＡＴスキャン、医療／科学用画像、三次元動きマップ等）、または三次元を超える特徴、時間ベースの信号（たとえばオーディオ信号、ビデオ信号等）などであってよい。簡略にする目的から、ここで説明する実施形態は、たとえば画像であってよい二次元設定平面（たとえば適切な色空間の二次元画像）として表示される画像に関している。しかし、同じ思想および方法を、他のいずれのタイプの信号にも適用することができる。さらに、しかし、ここに記載する実施形態は、このような用途での利用に限定はされず、ここに開示する技術は、他のアプリケーションにも同様に適している。

【0037】

加えて、ここに記載したそれぞれ異なる特徴、技術、構成等のそれぞれが、本開示では異なる場所で説明されている場合があるが、各思想は、互いに独立して、または互いに組み合わせられて実行することもできる。したがって、ここに記載する１以上の本願、実施形態等を、多くの異なる方法で実施したり、解釈したりすることができる。

【0038】

さらに、ここに記載する実施形態の前の説明は、全ての実施形態を網羅しているわけでも、および／または、本開示または請求されている発明の、増分的に新規な態様を網羅しているわけでもない。そうではなくて、この簡単な説明は、概略的に実施形態を提示し、従来の技術に対応する新規な点を提示しているに過ぎない。本発明の更なる詳細および／または可能な側面（置き換え）については、後述する本発明を実施する形態および対応する本開示の図面を参照されたい。

【図面の簡単な説明】

【0039】

本発明の前述したおよびその他の目的、特徴、および利点は、添付図面に例示し、ここで記載する好適な実施形態のより詳しい以下の記載から明らかになるだろう。図面間では、同様の参照番号が同じ部材を示す。図面は必ずしも実際の縮尺で描かれておらず、実施形態、原理、および思想を示すものに重きを置いている。

【0040】

【図1】ここに記載する実施形態における再構成データのエンコード／デコードの一例を示す。

【図2】ここに記載する実施形態における信号のアップサンプリングの一例を示す。

【図3】ここに記載する実施形態における処理の一例を示す。

【図4】再構成データをエンコードする標準的なエントロピーエンコード法の一例を示す。

【図5】ここに記載する実施形態における、階層の複数の品質レベルの再構成データのエンコードおよびデコードの例を示す。

【図6】ここに記載する実施形態において、１以上の並列プロセッサを利用して再構成データのタイルを処理する一例を示す。

【図7】ここに記載する実施形態において、ある品質レベルで複数のタイルを処理する一例を示す。

【図8】ここに記載する実施形態における、複数の量子化器を利用してある品質レベルの再構成データを量子化する一例を示す。

【図9】ここに記載する実施形態における、別の量子化器を利用する再構成データの量子化の一例を示す。

【図10】ここに記載する実施形態における、剰余データを表す再構成データセットを、それぞれ別の剰余データグループにパースする一例を示す。

【図11】ここに記載する実施形態における、それぞれ別の再構成データグループを生成する一例を示す。

【図12】ここに記載する実施形態における、コンピュータコード、ファームウェア、ソフトウェア、アプリケーション、論理等を実行するためのコンピュータアーキテクチャの一例を示す。

【図13】ここに記載する実施形態における、再構成データを処理する方法を示すフローチャートの一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0041】

図１は、ここに記載する実施形態における再構成データの処理の一例を示す。

【0042】

図示しているように、信号プロセッサ１００−１は、信号１１５を、より低い品質レベルのそれぞれ別のレンディションにダウンサンプリングする。概して、信号１１５のダウンサンプリングは、それぞれ異なる品質レベルの信号のレンディションを生成することと、第１の品質レベルの信号のあるレンディションを、階層の次に高い品質レベルの信号のレンディションに変換するやり方を特定する再構成データを生成することとを含んでよい。

【0043】

信号１１５のレンディションおよび信号のより低い品質レベルにおける対応するレンディションに関する値は、任意の適切な種類のデータ情報を表していてよい。限定ではない例として、信号１１５は、それぞれの画像の複数の信号エレメント（たとえば画素／平面エレメント、画素／画像エレメント、ボクセル／体積画像エレメント（volumetric picture element）等）のそれぞれの設定（たとえば色成分、直交座標または極座標、温度、放射能量、密度値等で表される動きベクトル）を示す画像データ、ビデオのフレームまたはフィールド、医療用体積画像（volumetric medical image）、動きマップ等であってよい。

【0044】

信号１１５の各エレメントは、１以上の色成分等の幾つかの設定に帰属していてよい（attributed）。この実施形態では、信号データのあるエレメントの色成分が、YUV, RGB, HSV等の適切な色空間規格に従ってエンコードされる。

【0045】

限定ではない例では、信号１１５が表す画像が二次元（たとえば画像、ビデオフレーム、二次元動きマップ等）、三次元（たとえば三次元／体積画像、ホログラフィ像、ＣＡＴスキャン、医療／科学用画像、三次元動きマップ等）、または三次元を超える特徴などであってよい。信号エレメントまたは成分の設定は、デバイスにおける再生または再現（playback or reproduction）のために信号を表現／表示するやり方を示す。

【0046】

更なる実施形態では、信号１１５が、複数のエレメントを含む原信号または高解像度の信号を表していてよい。これらの実施形態では、信号のレンディションのそれぞれ（たとえば信号のレンディション１１５−３、信号のレンディション１１５−２、信号のレンディション１１５−１等）は、信号１１５から、より低レベルの品質へとダウンサンプリングされた原信号のサムネール表現に類似したものであってよい。

【0047】

より低い品質レベルにおける信号１１５のレンディションは、原信号のより粗い属性を獲得（capture）するが、原信号の、より詳細なより細かい属性は獲得しない。詳細なより細かい属性は、より高い品質レベルにおける信号のレンディションにみられる。

【0048】

限定ではない例として、信号プロセッサ１００−１が、原信号１１５を信号のレンディション１１５−３にダウンサンプリングして、信号プロセッサ１００−１が、原信号１１５−３を信号のレンディション１１５−２にダウンサンプリングして、信号プロセッサ１００−１が、原信号１１５−２を信号のレンディション１１５−１にダウンサンプリングして、といった作業を、最低品質レベルまで行う。信号１１５は、任意の適切なレベル数までダウンサンプリングすることができる。

【0049】

信号プロセッサ１１０−１は、信号１１５を、より低い品質レベルにそれぞれダウンサンプリングするときに、それぞれの再構成データ１５０を生成する。再構成データは、より低い品質レベルおよび／または既知の基準信号（限定ではない例として、ビデオの前のフレーム）の信号のレンディションに基づいて、次に高い品質レベルの信号のレンディションを再構成するやり方を示す。たとえば、再構成データ１５０−３は、信号のレンディション１１５−２を信号のレンディション１１５−３に変換する方法を示し、再構成データ１５０−２は、信号のレンディション１１５−１を信号のレンディション１１５−２に変換する方法を示し、再構成データ１５０−１は、信号のレンディション１１５−０を信号のレンディション１１５−１に変換する方法を示す、等である。

【0050】

再構成データ１５０は、より高い品質レベルの信号を再構成するために利用する複数の異なるタイプのデータのいずれかであってよい。たとえば再構成データは、アップサンプリング処理のパラメータ、量子化閾値情報、剰余データ、動きゾーン、動きベクトルに対する調節、ノイズのスペクトル情報、メタデータ等の、それぞれ異なるタイプの再構成データの１以上のセットのいずれかを含む。

【0051】

それぞれの信号をダウンサンプリングして、再構成データを生成する別の詳細においては、信号プロセッサ１００−１が、再構成データの別のセットをテストして作成して、或る品質レベルから別の品質レベルにアップサンプリングするよう構成されていてもよい。

【0052】

再構成データ１５０は、信号処理のための任意の適したデータを含んでよい。例えば、再構成データ１５０の各セットは、メタデータ、剰余データ（residual data）等を含んでよい。メタデータは、信号のレンディションを或る品質レベルから次の品質レベルに変換する１以上のアップサンプリング処理のセット等のデータを含むことができ、剰余データは、（たとえば、低い品質レベルの信号のレンディションをアップサンプリングした後、または、同じ品質レベルの既知の基準信号を動き補償した後に）それぞれ異なる品質レベルで信号エレメントに行うべき調節等の情報などを示していてよい。

【0053】

信号プロセッサ１００−１は、エントロピーエンコーダ１４０を含むことができる。一実施形態では、エントロピーエンコーダ１４０が、複数の異なる品質レベルのそれぞれの再構成データを、レンジ値情報１８０および確率分布情報１９０の各セットへと処理する。

【0054】

レンジ値情報１８０は、対応する再構成データセットについて生成した各レンジ値（つまり、エンコードされたシンボルを表すビットストリング）を含んでよい。確率分布情報１９０は、エンコードされている再構成データ１５０の各セットの１以上のシンボルの分布を示すことができる。一実施形態では、１以上の再構成データセット用の確率分布情報１９０の情報を避けることができ、これは、デコーダが、それぞれの再構成データセットについて、前の（より低い）品質レベルおよび／または既知の基準信号から継承した確率分布情報を利用すべきことを意味している。

【0055】

一実施形態では、エントロピーエンコーダ１４０およびデコーダ４４０が、良好なパフォーマンスおよび効率を持つレンジエンコード等の公知の技術に基づいていてよいが、これはあくまで限定ではない例であり、任意の適切なエントロピーエンコード法またはデータ圧縮法を利用して、再構成データ１５０をエンコードおよびデコードすることもできる。いずれの種類のエントロピーエンコードが利用されても、ここで説明する方法は、従来のシステムおよび方法とは異なっている。

【0056】

エントロピーエンコーダ１４０は、それぞれ異なるタイプの再構成データについて、レンジ値情報および確率分布情報をそれぞれ生成するよう構成することができる。

【0057】

より詳しい例を挙げると、信号プロセッサ１００−１は、エントロピーエンコーダ１４０を利用して、再構成データ１５０−１を、レンジ値情報１８０−１および確率分布情報１９０−１にエンコードする。たとえばエントロピーエンコーダ１４０は、品質レベル＃１の再構成データ１５０−１のセットを分析して、確率分布情報１９０−１のセットを生成する。各確率分布情報１９０−１のセットは、再構成データ１５０―１の対応するセットの１以上のシンボルの確率分布を示している。

【0058】

エントロピーエンコーダ１４０は、再構成データ１５０−２のための確率分布情報１９０−２を生成する。確率分布情報１９０−２のセットは、再構成データ１５０−２のセットの１以上のシンボルの確率分布を示している。一実施形態では、エンコーダが、１以上の品質レベルの１以上の再構成データセットについて確率分布情報を作成しないと選択することもでき、これは、対応する再構成データのセットについて、エンコーダおよびデコーダが、より低い品質レベルおよび／または既知の基準信号から自動的に継承した確率分布情報を利用すべきであることを意味している。

【0059】

信号プロセッサ１００−１は、エントロピーエンコーダ１４０を利用して、対応する確率分布情報に基づいて、各品質レベルの各再構成データセットをエンコードする。たとえば、エントロピーエンコーダ１４０は、確率分布情報１９０−１を、再構成データ１５０−１を表すレンジ値情報１８０−１（つまりエンコードされたビットストリング）を生成するための基盤として利用して、エントロピーエンコーダ１４０は、確率分布情報１９０−２を、再構成データ１５０−２を表すレンジ値情報１８０−２を生成するための基盤として利用して、エントロピーエンコーダ１４０は、確率分布情報１９０−３を、再構成データ１５０−３を表すレンジ値情報１８０−３を生成するための基盤として利用する。

【0060】

信号プロセッサ１００−１は、レンジ値情報１８０および確率分布情報１９０を、１以上の対象となるリソース対して後で配信するために格納しておく。一実施形態では、エンコードされた情報（つまりここではレンジ値情報１８０および／または確率分布情報１９０として称されるビットストリングの集合体のこと）は、ソースから通信リンクによって、信号１１５を再生または再現（reproduce or playback）するデコーダを含む消費者まで送信することができる。更に後述するように、信号１１５の再生には、１以上の品質レベルのそれぞれのレンジ値情報１８０および確率分布情報１９０を、それぞれの再構成データセットにデコードして、信号１１５を再生するために再構成することが含まれてよい。生成された信号のレンディションは、同じまたは異なる解像度であってよく、かつ、元のエンコードされた信号と同一、または、略同一であってよい。言い換えると、後者の場合には、ここで記載したエンコード／デコードは、損失がなくて損失があってもよい。

【0061】

一実施形態では、信号プロセッサ１００−２が、それぞれの再構成データについて、レンジ値情報１８０（つまり、エンコードされたシンボルを表すビットストリングの集合体）および確率分布情報１９０を受信する。信号プロセッサ１００−２は、エントロピーデコーダ４４０を実装している。エントロピーデコーダ４４０は、確率分布情報１９０を利用して、レンジ値情報１８０を再構成データにデコードする。

【0062】

上述したように、デコードした後に、信号プロセッサ１００−２は、デコーダ４４０が生成した再構成データ１５０−１を利用して、第１の品質レベルの信号のレンディション１１５−０を、次に高い品質レベルの信号のレンディション１１５−１に変換して、信号プロセッサ１００−２は、デコーダ４４０が生成した再構成データ１５０−２を利用して、信号のレンディション１１５−１を、信号のレンディション１１５−２に変換して、信号プロセッサ１００−２は、デコーダ４４０が生成した再構成データ１５０−３を利用して、信号のレンディション１１５−２を、信号のレンディション１１５−３に変換する、等々である。

【0063】

信号プロセッサ１００−２は、信号に元々存在している信号プロセッサ１００−１がエンコードする最高品質レベルまで、上方変換およびレンディションプロセスを継続する必要はなく、実際、ここで説明した層状のエントロピーエンコードは、ローエンドの再生デバイスに、自身が対応可能なビットストリームの部分のみのデコードおよび再生を可能とさせる、という意味で、従来のシステムおよび方法と異なっている。同じ利点は、送信リンクが、ビットストリーム１８０全体に関連している情報量を搬送するには不適切、一時的（temporarily）、または、決定的（definitively）となった場合であっても得られる。デコーダに達することができる部分（たとえば１８０−１、１８０−２等から一定の品質レベルまで）は、信号プロセッサ１００−２によって独立して処理およびデコード可能なので、送信リンクが劣化した場合などには、低減した品質ではあっても、信号１１５の再生を確実に行うよう保証することができる。

【0064】

再構成データのセットは、第１の品質レベルの信号のレンディションを、次に高い品質レベルの信号のレンディションにアップサンプリングした後で行われる調節、既知の基準信号を次に高い品質レベルの信号のレンディションに動き補償した後の特定の信号エレメントに行われる調節、または、既知の基準信号を次に高い品質レベルの信号のレンディションに動き補償するために利用される動きマップに行われる調節を示す剰余データを含むことができる。

【0065】

ここに記載する一実施形態には、各再構成データセットについて、確率分布情報１９０をエンコードするために必要なデータ量を低減させることが含まれる。デコーダ４４０に送信する必要のあるデータを低減させるために、エントロピーエンコーダ１４０は、確率分布情報を分析して、各デコーダが剰余データの複数のシンボルの確率分布を推定するために利用する１以上のデコードパラメータを含めることができる。

【0066】

より詳しくは、一実施形態では、エンコーダ１４０が、確率分布情報１９０を分析して、第１のパラメータおよび更なるパラメータを含む複数のデコードパラメータを含めることもできる。第１のパラメータは、第１のシンボルが割り当てられた再構成データ（たとえば剰余データ）のエレメントの百分率を指定する。更なるデコードパラメータのそれぞれは、再構成データ（たとえば剰余データ）に存在する次のシンボルの確率を示すことができる。

【0067】

別の実施形態では、ここで説明するエンコーダ１４０が、各再構成データの確率分布情報を分析して、第１のデコードパラメータおよび第２のデコードパラメータを生成する。第１のデコードパラメータは、第１のシンボルが割り当てられた剰余データのエレメントの百分率を指定して、第２のデコードパラメータは、再構成データ（たとえば剰余データ）の複数の他の（更なる）シンボルのそれぞれの確率分布値を推定するやり方を特定する。たとえば、一実施形態では、Ｎ個のそれぞれ別個のアルファベットシンボルが剰余データをエンコードするために利用されていると想定して、第１のデコードパラメータをｄ_１として、第２のデコードパラメータをｄ_２とする、と想定すると、デコーダは、全ての確率ｐ（０）からｐ（Ｎ−１）の和が1:p(0) = d₁p(k) = p(k-1) * d₂であるべき（ｋの範囲は２からＮ−１）である制約をもつ以下の数式体系を解くことによって、全てのシンボルの確率ｐ（０）からｐ（Ｎ−１）を計算することができる。

【0068】

また別の実施形態では、エンコーダ１４０は、剰余データの第１のシンボルの確率を示す１つのデコードパラメータのみが含まれるように、各再構成データセットについて確率分布情報を生成する。デコーダ４４０は、他のシンボルの確率分布を、デコーダにはわかっている予め定められている標準的なパラメータのセットに基づいて推定し、推定は、計算によってまたは表のルックアップによって行うことができる。

【0069】

更なる実施形態では、後述するように、全ての品質レベルについてデコーダに送信する必要のあるデータ量を低減するために、エントロピーエンコーダ１４０は、それぞれの再構成データについて確率分布情報を生成しない。このような例では、デコーダ４４０は、１以上のより高い品質レベルのそれぞれについて、より低い品質レベルからの確率分布情報を利用（「継承」）して、レンジ値情報を再構成データに変換する。

【0070】

図２は、ここに記載する実施形態における信号の処理の一例を示す。

【0071】

前述したように、一実施形態では、信号１１５が、画像情報を表していてよい。この限定ではない例では、信号１１５および対応する再構成データが、あるスケール係数（たとえばこの限定ではない例ではスケール係数が２である）で低解像度の画像を高解像度の画像に変換するやり方を示している、と想定する。

【0072】

さらに、エントロピーエンコードされた再構成データ１５０のセットが、デコードされると、各品質レベルの画像エレメントの設定を制御するやり方を示している、と想定する。たとえば、品質レベルＪの画像２１０−１は、画像エレメントのフィールドＷを含み、品質レベルＪ＋１の画像２１０−２は、画像エレメントのフィールドＸを含み、画像２１０−３は、画像エレメントのフィールドＹを含む、等々である。

【0073】

品質レベルＪの再構成データは、画像２１０−１（たとえば信号のレンディション１１５―０）の画像エレメントＷの設定を制御するやり方を示し、品質レベルＪ＋１の再構成データは、画像２１０−１の各画像エレメントＷを画像２１０−２の４つのＸのエレメントに変換するやり方を示し、品質レベルＪ＋２の再構成データは、画像２１０−２の各画像エレメントＹを画像２１０−３の４つのＹのエレメントに変換するやり方を示している、等々である。変換には、アップサンプリングおよびフィルタリング（非線形処理によって）が含まれ、この後に、エレメントに調節を行う。

【0074】

図３は、ここに記載する実施形態における再構成データを処理する別の例を示す。

【0075】

図示されているように、再構成データ１５０−３は、メタデータ１６０−３、剰余データ１７０−３等を含むことができる。再構成データ１５０−２は、メタデータ１６０−２、剰余データ１７０−２等を含むことができる。再構成データ１５０−１は、メタデータ１６０−１、剰余データ１７０−１等を含むことができる。

【0076】

エントロピーエンコーダ１４０は、メタデータ１６０−１を分析して、メタデータ１６０−１のシンボルの分布を示す確率分布情報３９０−１を生成する。エントロピーエンコーダ１４０は、さらに、剰余データ１７０−１を分析して、剰余データ１７０−１のシンボルの分布を示す確率分布情報３９１−１を生成する。

【0077】

エントロピーエンコーダ１４０は、メタデータ１６０−２を分析して、メタデータ１６０−２のシンボルの分布を示す確率分布情報３９０−２を生成する。エントロピーエンコーダ１４０は、さらに、剰余データ１７０−２を分析して、剰余データ１７０−２のシンボルの分布を示す確率分布情報３９１−２を生成する。

【0078】

エントロピーエンコーダ１４０は、メタデータ１６０−３を分析して、メタデータ１６０−３のシンボルの分布を示す確率分布情報３９０−３を生成する。エントロピーエンコーダ１４０は、さらに、剰余データ１７０−３を分析して、剰余データ１７０−３のシンボルの分布を示す確率分布情報３９１−３を生成する。

【0079】

ときどき、エントロピーエンコーダ１４０は、確率分布情報39*-*を生成しないと決断してもよく、この場合には、対応する再構成データセットについて、対応するレンジ値をエンコードするために利用する確率分布情報は、より低い品質レベルおよび／または既知の基準信号から自動的に継承される。

【0080】

なんらかの適切なエントロピーエンコード法を利用する場合（たとえば、レンジ符号化、ハフマン符号化、表ベースのＶＬＣ／可変長符号化、ランレングス符号化、その他の類似した技術）、エントロピーエンコーダ１４０は、メタデータ１６０−１のためにレンジ値情報３８０−１を生成し、剰余データ１７０−１のためにレンジ値情報３８１−１を生成し、メタデータ１６０−２のためにレンジ値情報３８０−２を生成し、剰余データ１７０−２のためにレンジ値情報３８１−２を生成し、メタ―データ１６０−３のためにレンジ値情報３８０−３を生成し、剰余データ１７０−３のためにレンジ値情報３８１−３を生成する、等々である。

【0081】

エントロピーデコーダ４４０は、確率分布情報３９０−１を利用して、レンジ値情報３８０−１をメタデータ１６０−１にデコードして、エントロピーデコーダ４４０は、確率分布情報３９１−１を利用して、レンジ値情報３８１−１を剰余データ１７０−１にデコードする。

【0082】

エントロピーデコーダ４４０は、さらに、確率分布情報３９０−２を利用して、レンジ値情報３８０−２をメタデータ１６０−２にデコードして、エントロピーデコーダ４４０は、確率分布情報３９１−２を利用して、レンジ値情報３８１−２を剰余データ１７０−２にデコードする。

【0083】

エントロピーデコーダ４４０は、さらに、確率分布情報３９０−３を利用して、レンジ値情報３８０−３をメタデータ１６０−３にデコードして、エントロピーデコーダ４４０は、確率分布情報３９１−３を利用して、レンジ値情報３８１−３を剰余データ１７０−３にデコードする。

【0084】

ときどき、エントロピーデコーダ４４０は、確率分布情報39*-*を受信しない場合もあり、この場合には、対応するレンジ値をデコードするために必要な確率分布情報は、より低い品質レベルおよび／または既知の基準信号から自動的に継承される。

【0085】

図４は、レンジエンコードとして知られている業界の基準である方法である、再構成データをエンコードするエントロピーエンコード法の一例を示す。

【0086】

図示されているように、最初、エントロピーエンコーダ１４０は、０から１といったレンジを選択して、シンボルの確率に基づいて分割する（subdivide）。既知の長さおよび既知のＸ、Ｙ、およびＺというアルファベットシンボルをもつ、再構成データのシンボルのあるシーケンス（たとえばＸＸＹＸＺ）について、エントロピーエンコーダ１４０は、確率分布情報を生成する。この例では、確率分布情報は、シーケンスにおけるシンボルＸの確率が６０％であると示しており、シーケンスにおけるシンボルＹの確率は２０％であり、シンボルＺの確率は２０％である。確率分布情報およびシンボルのシーケンスに基づいて、エントロピーエンコーダ１４０は、レンジ値として、レンジに含まれる任意の数を生成する（0.25056, 0.25920）。特に、エンコーダは、最低量のビットを要求するレンジの数のうちの１つを選択する可能性が高い（たとえば二値ではきっかり0.0100001と表すことができる、基数点から７ビットのところにある、0.2578125）。

【0087】

そのシーケンスの確率分布情報を利用することで、デコーダは、レンジ値（たとえば二値0.0100001、または、ビットストリング「0100001」）をデコードして、シーケンスXXYXZに戻すことができる。

【0088】

このタイプのレンジエンコードは、各再構成データセットを各レンジ値にエンコードするために利用することができる。しかし、５つのシンボルの利用は限定ではない例として示したに過ぎず、この各再構成データのセットが、５つのシンボルを超えるシンボルを含むシーケンスを含んでも構わないことは言うまでもない（たとえば、数百のアルファベットシンボルから選んだ数万のシンボルのシーケンス、またはこれより多い数も可能である）。

【0089】

図５は、ここに記載する実施形態における、階層の複数の品質レベルのエンコードされた情報を利用する例を示す。

【0090】

この例では、信号プロセッサ１００−１が、エントロピーエンコーダ１４０を利用して、再構成データをレンジ値情報および確率分布情報にエンコードする。

【0091】

たとえばエントロピーエンコーダ１４０は、品質レベル＃１の再構成データ１５０−１（たとえば、ここで説明した１以上の異なるタイプの再構成データのいずれか）を分析して、確率分布情報４９０−１を生成する。確率分布情報４９０−１は、再構成データ１５０−１の１以上のシンボルの確率分布を示している。確率分布情報４９０−１および再構成データ１５０−１のシンボルのシーケンスに基づいて、エントロピーエンコーダは、レンジ値情報４８０−１を、ここで説明した方法で生成する。

【0092】

エントロピーデコーダ４４０は、確率分布情報４９０−１を、レンジ値情報４８０−１を再構成データ１５０−１に変換する基盤として利用する。

【0093】

次の品質レベルでは、エントロピーエンコーダ１４０は、品質レベル＃２の再構成データ１５０−２を分析して、確率分布情報のセットを生成する。この例では、分析に基づいて、エントロピーエンコーダ１４０は、再構成データ１５０−２の確率分布情報が、再構成データ１５０−１の確率分布情報に実質的に類似している、または等しいことを認識する。このような場合には品質レベル＃２の確率分布情報４９０−１は、新しい確率分布を特定するために必要となる情報を格納および／または送信する必要がなく、再利用（「継承」）することができる。

【0094】

前の品質レベル＃１の確率分布情報４９０−１を、より高い品質レベルのエレメントについて再利用することで（たとえば、信号１１５−１のレンディションから信号１１５−２のレンディションへ）、エントロピーエンコーダ１４０は、レンジ値情報４８０−２を生成する。エントロピーエンコーダ１４０は、対応する確率分布情報なしに、品質レベル＃２のレンジ値情報４８０−２を格納および送信する。言い換えると、エントロピーエンコーダ１４０は、レンジ値情報４８０−２のために、確率分布情報のセットをデコーダ４４０に送信しない。

【0095】

このような実施形態では、エントロピーデコーダ４４０は、レンジ値情報４８０−２を受信する。エントロピーエンコーダ１４０がレンジ値情報４８０−２のために確率分布情報を生成、送信しなかったと検知した場合には、エントロピーデコーダ４４０は、確率分布情報４９０−１（再構成データ１５０−１の１以上のシンボルの確率分布を示している）を利用して、レンジ値情報４８０−２を再構成データ１５０−２にデコードする。この技術によって、信号１１５を再構成するためにエントロピーデコーダ４４０に送信する必要のあるデータ量が減る。ある品質レベルの確率分布情報の１つのセットを、複数のより高い品質レベルで再利用することができる。エンコーダは、さらに、ある確率分布情報のセットを、現在の品質レベルから最上の品質レベル（最高の品質レベル）の更なる指定を必要とせずに継承することができる（つまり、無効（overrides）が生じない）、と規定することもできる。こうすることで、エンコード、格納、または送信が必要なデータの更なる低減をサポートすることができる。

【0096】

したがって、ここで説明する実施形態では、ある再構成データのレンジ値を受信して、前の（たとえばより低い）品質レベルの再構成データのシンボルの確率分布を特定して、特定された、より低い品質レベルの確率分布を利用して、レンジ値情報を、当該ある再構成データにデコードする。上述したように、階層の１以上のそれぞれ異なる、より高いレベルの確率分布情報の再利用（「インヘリタンス（inheritance）」）によって、信号を再構成するためにエントロピーデコーダに送信する必要のあるエンコードされたデータ量が減る。

【0097】

エントロピーエンコーダ１４０が、再構成データ１５０−３を分析して、再構成データ１５０−３のシンボルの確率分布情報が、再構成データ１５０−１および／または再構成データ１５０−２のシンボルの分布とは実質的に異なる（たとえば閾値より高い）ことを知った、とする。この場合には、エントロピーエンコーダ１４０は、確率分布情報４９０−３を生成する。確率分布情報４９０−３と再構成データ１５０−３のシンボルのシーケンスとに基づいて、エントロピーエンコーダ１４０は、レンジ値情報４８０−３を生成する。

【0098】

エントロピーデコーダ４４０は、レンジ値情報４８０−３と確率分布情報４９０−３とを受信する。エントロピーデコーダ４４０は、確率分布情報４９０−３を、レンジ値情報４８０−３を再構成データ１５０−３に変換する基盤として利用する。

【0099】

別の実施形態では、エントロピーデコーダ４４０が、ある品質レベルのレンジ値情報を受信することができる点に留意されたい。エントロピーエンコーダ１４０がある再構成データについて確率分布値を特定しなかった旨を検知すると、継承した確率分布（たとえば限定ではない例として、前の、より低い品質レベルと同じ確率分布情報）を利用する代わりに、エントロピーデコーダは、１以上のシンボルのためのデフォルトの確率分布値を利用して、レンジ値を各再構成データにデコードする。

【0100】

ここでも、レンジエンコードをエントロピーエンコード法として選択することは、ここでは限定ではない例として示されており、あくまで具体的な一実施形態であり、記載を明瞭に行うために記載されているにすぎず、ここで引用したものを含む、将来発見または開発され、シンボル確率を直接または間接に利用するいずれの適切なエントロピーエンコードまたはデータ圧縮法であっても、同じやり方で利用することが可能である点に留意されたい。

【0101】

＜各フレーム／ＬｏＱの各タイルのための剰余分布の正確な情報＞ 例として、品質レベルＮの剰余データをエンコードする必要がある場合を想定する。デコーダが、既に、前のレベルＮ−１についての情報を有しており、アップスケーリング処理／フィルタのセットを利用することで、レベルＮの信号のレンディションの再構成を試みた場合を想定する。レベルＮを完全に再構成するためには、デコーダが、レベルＮの剰余データを受信する必要がある。

【0102】

エンコーダは、元のレベルＮについて、および、デコーダの内部動作について知っているので（つまり、デコーダが計算するレベルＮの「原案」を予測することができる）ので、エンコーダ１４０は、画像全体（たとえば品質レベルＮのすべてのエレメント）を再構成するために必要な剰余の分布を、元の画像について所望の近似度／類似度で、計算することができる。

【0103】

効率を高めるために、ここで記載する一実施形態は、デコーダにゼロのシンボル（剰余データで最も頻繁に現れるシンボル）の確率を、ただ送信することを含む（たとえば、あるエレメントに必要な調節値がゼロ、略ゼロから適切な閾値までである場合等）。これは、シンボルのアルファベットのそれぞれ異なる可能性のある分布の中で区別を行うために最も有用なパラメータであってよい。したがって、各フレームの各品質レベルの各タイル（後述する）、デコーダ４４０は、剰余の適切な確率分布を有し、これにより、エンコーダ１４０が実装するエントロピーエンコーダが、高い有効性で（with remarkable effectiveness）再構成データを圧縮することができる。

【0104】

一実施形態では、上述したように、剰余データのそれぞれ異なるシンボルの具体的な分布は、ある品質レベルで必要になる場合にのみ送信されてよい。後続する品質レベルで、および、後続するフレームにおいて、デコーダは、デフォルトで、前の品質レベルで利用された確率分布情報を利用する（エンコーダ１４０が、新しいものを送信することで最後の値を無効にしない限り）。

【0105】

図６は、ここに記載する実施形態において、１以上の並列プロセッサを利用して再構成データのタイルを処理する一例を示す。

【0106】

図示されているように、エントロピーエンコーダ１４０は、各再構成データセットを複数の再構成データのグループにパースするよう構成されていてよい。たとえばエントロピーエンコーダ１４０は、再構成データ１５０−１をタイル６１０−１、タイル６１０−２、タイル６１０−３、タイル６１０−４、等にパースするよう構成することができる。品質レベル＃１の各タイル６１０は、信号の予め定められた数（たとえば６４）の連続したエレメントに対する再構成データを含むことができる。

【0107】

エントロピーエンコーダ１４０は、再構成データ１５０−２をタイル６２０−１、タイル６２０−２、タイル６２０−３、タイル６２０−４、等にパースするよう構成することができる。各タイル６２０は、信号の予め定められた数（たとえば２５６）の連続したエレメントに対する再構成データを含むことができる。

【0108】

再構成データは、ブロックベース、タイルベースではなく、信号全体を処理することで得ることができるものであり、生成された後で初めて別個のタイルにスライスされて、並列のエントロピーエンコード／デコードが可能となる。

【0109】

図７は、ここに記載する実施形態において、ある品質レベルである再構成データセット（たとえば剰余データ、または、動き補償の際の動きマップの調整）の複数のタイルをエンコードする一例を示す。

【0110】

前述したように、エントロピーエンコーダ１４０は、ある品質レベルの再構成データを複数のタイルへとパースすることができる。この例では、再構成データ１５０−２が、タイル再構成データ１５０−Ｔ１、タイル再構成データ１５０−Ｔ２、タイル再構成データ１５０−Ｔ３等へとパースされている。

【0111】

この実施形態では、エントロピーエンコーダ１４０が、複数のグループのそれぞれの１以上のシンボルについて、確率分布情報（たとえば各確率分布値）を生成する。たとえばエントロピーエンコーダ１４０は、タイルになった再構成データの複数のグループのそれぞれを、タイルのグループの各確率分布値に基づいて、レンジ値へとエンコードする。

【0112】

より詳しくは、エントロピーエンコーダ１４０は、タイル再構成データ１５０−Ｔ１の１以上のシンボルの分布を示す確率分布情報４９０−Ｔ１を生成して、エントロピーエンコーダ１４０は、タイル再構成データ１５０−Ｔ２の１以上のシンボルの分布を示す確率分布情報４９０−Ｔ２を生成して、エントロピーエンコーダ１４０は、タイル再構成データ１５０−Ｔ３の１以上のシンボルの分布を示す確率分布情報４９０−Ｔ３を生成する、等々である。

【0113】

確率分布情報４９０−Ｔ１および再構成データ１５０−Ｔ１のシンボルのシーケンスに基づいて、エントロピーエンコーダ１４０は、レンジ値情報４８０−Ｔ１を生成し、確率分布情報４９０−Ｔ２および再構成データ１５０−Ｔ２のシンボルのシーケンスに基づいて、エントロピーエンコーダ１４０は、レンジ値情報４８０−Ｔ２を生成し、確率分布情報４９０−Ｔ３および再構成データ１５０−Ｔ３のシンボルのシーケンスに基づいて、エントロピーエンコーダ１４０は、レンジ値情報４８０−Ｔ３を生成する、等々である。

【0114】

一実施形態では、再構成データの複数のグループのそれぞれが、あるタイルに含まれる信号エレメントに対する剰余データを含んでいる。剰余データのエレメントのそれぞれは、信号を第１の品質レベルから第２の品質レベルに変換する間に、信号の対応する部分に行う調節を示している。

【0115】

ここで説明するように、再構成データをそれぞれ異なるタイルのセットに低減させる（reduce）ことにより、信号プロセッサ１００−２は、複数のエントロピーデコーダの並列実行を開始することができ、レンジ値４８０−Ｔおよび確率分布値４９０−Ｔを利用することで、複数の再構成データグループ（たとえば、タイル再構成データ１５０−Ｔ１、タイル再構成データ１５０−Ｔ２、タイル再構成データ１５０−Ｔ３、…）が再生される。

【0116】

グローバル信号／画像のための剰余の分布／ヒストグラムの計算も、並列アルゴリズムを利用して、単にタイルについて計算した分布／ヒストグラムを結合（merge）することで行うこともできる。

【0117】

図８は、ここに記載する実施形態における、１以上のデッドゾーンの量子化器を利用して、ある品質レベルの再構成データを量子化する一例を示す。再構成データ（たとえば剰余データ）にそれぞれ別のデッドゾーンを調節および適用することで、再構成データの複数の品質レベルのそれぞれを、さらに、複数の異なる品質のサブレベルに従ってエンコードすることができる。

【0118】

たとえばエンコーダは、剰余データ１７０−２等の再構成データを生成する。ここで記載したデッドゾーンの量子化を利用することで、階層の任意の品質レベルの任意の種類の再構成データを、それぞれ別のサブレベルにエンコードすることができる。

【0119】

それぞれ別のデッドゾーンの設定を利用することで（たとえば量子化器８１０−１、量子化器８１０−２、…）、エンコーダは、剰余データ１７０−２（つまり再構成データ）を、調節された剰余データ８７０−１、調節された剰余データ８７０−２、等を含む複数のグループにパースする。例えば一実施形態では、エンコーダは、量子化器８１０−１を剰余データ１７０−１に適用して、調節された剰余データ８７０−１を生成し、エンコーダは、量子化器８１０−２を剰余データ１７０−２に適用して、調節された剰余データ８７０−２を生成する、等である。量子化器８１０−１は、範囲＃１のシンボルすべてをゼロ等の共通のシンボル（したがって、このレンジの共通の名称が「デッドゾーン」である）に設定する効果を持ち、量子化器８１０−２は、範囲＃２のシンボルすべてをゼロ等の共通のシンボルに設定する効果をもつ。各量子化器はそれぞれ異なるレベルのデッドゾーンを提供し（さらに、量子化ステップも異なっていてよい）、これによりそれぞれ異なる品質のサブレベルが生成される。

【0120】

エントロピーエンコーダ１４０は、個別に、それぞれ異なるグループの再構成データをそれぞれ異なる品質のサブレベルでエンコードする。

【0121】

たとえば調節された剰余データ８７０−１の第１のグループについては、エントロピーエンコーダ１４０は、調節された剰余データ８７０−１を分析して、調節された剰余データ８７０−１の１以上のシンボルについて第１の確率分布値（たとえば確率分布情報８９０−１）を生成する。エントロピーエンコーダ１４０は、他の再構成データについて前述したように、確率分布情報８９０−１と、調節された剰余データ８７０−１のエレメントの設定と、に基づいてレンジ値情報８８０−１を生成する。

【0122】

調節された剰余データ８７０−２の第２のグループについては、エントロピーエンコーダ１４０は、調節された剰余データ８７０−２を分析して、調節された剰余データ８７０−２の１以上のシンボルについて第２の確率分布値（たとえば確率分布情報８９０−２）を生成する。エントロピーエンコーダ１４０は、確率分布情報８９０−２と、調節された剰余データ８７０−２のエレメントの設定と、に基づいてレンジ値情報８８０−２を生成する。

【0123】

上述したようにそれぞれ別の量子化器を利用して、階層の１以上の品質レベルのそれぞれをエンコードすることは、ネットワークが混雑していて再構成データをデコーダに送ることができない状況などに有用である。たとえば、レンジ値情報８８０−１および確率分布情報８９０−１の適時送信またはデコードを阻む障害を検知および／またはそのような障害が生じると、（たとえばレンジ値情報８８０−１および確率分布情報８９０−１が、レンジ値情報８８０−２および確率分布情報８９０−２より大量のデータを含んでいるような場合）、ここで説明する実施形態は、レンジ値情報８８０−２および確率分布情報８９０−２をデコーダに送信することを含んでよい。デコーダ４４０は、レンジ値情報８８０−２および確率分布情報８９０−２をデコードすることで、調節された剰余データ８７０−２を生成する。

【0124】

更なる実施形態では、１以上の品質レベルのそれぞれの量子化は、レンジ値情報および確率分布情報を送信するために利用可能な帯域幅等のパラメータに応じて調節することができる。つまり、より高い帯域幅が利用可能な時間帯には、より多いデータ量（たとえば、再構成データのより高い品質のサブレベル）を送信することができ、帯域幅が限られている時間帯には、より少ないデータ量（たとえば、再構成データのより低い品質のサブレベル）を送信することができる。

【0125】

したがって、ここで説明する一実施形態では、階層のある品質レベルの信号を再構成するように、調節された剰余データを生成することが含まれる。エントロピーエンコーダ１４０は、剰余データ１７０−２に別の量子化を適用して、エントロピーエンコードの前に、当該ある品質レベルの調節された剰余データのエントロピーを低減させる。剰余データ１７０−１に１つまたは複数の量子化器を適用することにより、所望のビットレート（たとえば一定のビットレート、つまりＣＢＲ）に従ってエンコードされた剰余データを送信することができるようになる。というのも、あるシンボルのアルファベットについてデッドゾーン（たとえばレンジ＃１からレンジ＃２まで）を拡大することで、調節された剰余データのエントロピーが低減するからである。つまり、より低い品質のサブレベルのレンジ値情報８８０−２および確率分布情報８９０−２は、送信の際に、レンジ値情報８８０−１および確率分布情報８９０−１よりも必要とする数のビットおよびかかる時間が少ない。

【0126】

さらに別の実施形態では、信号プロセッサ１００−１および／またはエントロピーエンコーダ１４０が、階層の複数の品質レベルの信号を調節するために利用する剰余データのシンボルの確率分布を計算することができる。たとえば一実施形態では、信号プロセッサ１００−１が、再構成データに、計算した確率分布を利用して、第１の量子化設定に基づいて１以上の品質レベルの剰余データをエントロピーエンコードするためのビットレートを概算する。概算された、剰余データ等の再構成データを送信するためのビットレートが所望の閾値を超えていると検知すると、信号プロセッサ１００−１は、剰余データに更なる／別の量子化を行って（たとえば最も可能性の高いシンボルに量子化されるデッドゾーンを拡大することで）、剰余データに関するエントロピーを低減させ、信号１１５の再構成のためにデコーダに送信せねばならない（各品質レベルにおけるレンジ値情報および確率分布情報等の）データ量を低減させることができる。したがって信号プロセッサ１００−１は、複数の品質レベルのそれぞれの剰余データのエントロピーを調節して、エンコードされたデータが所望のビットレートが課す制限範囲内で宛先に送信されるようにする。

【0127】

図９は、ここに記載する実施形態における、別のデッドゾーンの設定を利用する再構成データの量子化の一例を示す。

【0128】

図示されているように、調節された剰余データ８７０−１を生成する際には、量子化器８１０−１を利用して、レンジ＃１の−２から２に存在する剰余データ１７０−２のシンボルを、ゼロのシンボル値に変換する。言い換えると、量子化器８１０−１は、剰余データ１７０−２の、値が1, 2, -2, 1, 2, および1のエレメントを、０という共通のシンボル値に設定して、調節された剰余データ８７０−１を生成する。この具体例では、再構成データ１７０−２の他の値が、剰余データ１７０−２から、調節された剰余データ８７０−１に繰り越されるが（carry over）、これは、例をわかりやすくするための措置であり、本発明の実際の実施形態では、他の値も同様に量子化することもできる（量子化ステップは、デッドゾーン＃１の幅と同じでも異なっていてもよい）。

【0129】

図示されているように、調節された剰余データ８７０−２を生成する際には、量子化器８１０−２を利用して、レンジ＃２の−４から４に存在する剰余データ１７０−２のシンボルを、ゼロのシンボル値に変換する。言い換えると、量子化器８１０−２は、剰余データ１７０−２の、値が1, 2, -2, -4, 1, 2, 1, 3,および-3のエレメントを、０という共通のシンボル値に設定して、調節された剰余データ８７０−２を生成する。この具体例でも、再構成データ１７０−２の他の値が、剰余データ１７０−２から、調節された剰余データ８７０−２に繰り越されるが（carry over）、これは、例をわかりやすくするための措置であり、本発明の実際の実施形態では、他の値も同様に量子化することもできる（量子化ステップは、デッドゾーン＃２の幅と同じでも異なっていてもよい）。

【0130】

エンコーダは、このプロセスを、複数の品質のサブレベルのそれぞれについて繰り返すことができる。

【0131】

それぞれ異なるデッドゾーンの量子化器を適用した結果、調節された剰余データ８７０−１は、調節された剰余データ８７０−２より高いエントロピーを有する。したがって、調節された剰余データ８７０−２用のエンコードされたデータセットは、調節された剰余データ８７０−１用のエンコードされたデータセットよりも小さい。上述したように、ネットワークが混み合っている間は、調節された剰余データ８７０−１を送信およびデコードする代わりに、調節された剰余データ８７０−２を送信およびデコードするほうが有利だと思われる。

【0132】

図１０は、ここに記載する実施形態における、再構成データを、それぞれ別の剰余データグループにパースする一例を示す。

【0133】

この実施形態では、エンコーダが、剰余データ１７０−２等の再構成データを、複数のグループ（たとえば調節された剰余データ１０７０−１、調節された剰余データ１０７０−２、調節された剰余データ１０７０−３等）にパースする。量子化器１０１０−１を利用して、信号プロセッサ１００−１は、調節された剰余データ１０７０−１を生成する。一実施形態では、信号プロセッサ１００−１は、調節された剰余データ１０７０−１（たとえば第１グループの再構成データ）をポピュレートして、第１レンジの外部にある値（たとえば、−Ｔ３未満の値および＋Ｔ３を超える値等）を有する剰余データ１７０−２のエレメントを含ませる。他の値（つまり、−Ｔ３および＋Ｔ３の間の「デッドゾーン」の値）は、ゼロ等の共通のシンボルに設定するが、こうすると非常に可搬性が増し、エントロピーエンコードで表す必要があるビット数が減る。

【0134】

量子化器１０１０−２を利用して、信号プロセッサ１００−１は、調節された剰余データ１０７０−２を生成する。一実施形態では、信号プロセッサ１００−１は、調節された剰余データ１０７０−２（たとえば第２グループの再構成データ）をポピュレートして、第１レンジの外部にあり、第２レンジ内にある値（たとえば、−Ｔ３および−Ｔ２の間、ならびに、＋Ｔ２および＋Ｔ３の間の値）を有する剰余データ１７０−２のエレメントを含ませる。−Ｔ２および＋Ｔ２の間の「デッドゾーン」にある値は、ゼロ等の共通のシンボルに設定にして、他の値（つまり、−Ｔ３未満の値および＋Ｔ３を超える値等）はエンコードしない。

【0135】

信号プロセッサ１００−１は、量子化器１０１０−３を利用して、調節された剰余データ１０７０−３をさらに生成する。一実施形態では、信号プロセッサ１００−１は、調節された剰余データ１０７０−３（たとえば第３グループの再構成データ）をポピュレートして、第３レンジ内にある値（たとえば、−Ｔ２およびＴ２の間の値）を有する剰余データ１７０−２のエレメントを含ませる。他の値はエンコードしない。

【0136】

エントロピーエンコーダ１４０は、調節された剰余データ１０７０を個々にエンコードする。

【0137】

たとえば、エントロピーエンコーダ１４０は、調節された剰余データ１０７０−１を分析して、確率分布情報１０９０−１を生成する。確率分布情報１０９０−１および調節された剰余データ１０７０−１のエレメントのシーケンスに基づいて、エントロピーエンコーダ１４０はレンジ値情報１０８０−１を生成する。

【0138】

したがって、エントロピーエンコーダ１４０は、調節された剰余データ１０７０のそれぞれ別のグループを、対応するレンジ値情報および確率分布情報に、個々にエンコードするよう構成することができる。たとえば、エントロピーエンコーダ１４０は、調節された剰余データ１０７０−１を、レンジ値情報１０８０−１および確率分布情報１０９０−１にエンコードして、エントロピーエンコーダ１４０は、調節された剰余データ１０７０−２を、レンジ値情報１０８０−２および確率分布情報１０９０−２にエンコードして、エントロピーエンコーダ１４０は、調節された剰余データ１０７０−３を、レンジ値情報１０８０−３および確率分布情報１０９０−３にエンコードする、等々である。

【0139】

上述したように補完しあうグループの再構成データをパースおよびエンコードすることは、デコーダの計算力が可変／予測不可能である場合、それぞれ別のデコーダにそれぞれ別の品質を提供する場合（有料放送サービスの場合など）、または、エンコーダとデコーダとの間の送信チャネルが混み合っている間などに有用だと思われる。例えば、一実施形態では、原信号の、より高い精度の複製物を生成する際の、全てのグループの再構成データ（たとえば調節された剰余データ１０７０−１、調節された剰余データ１０７０−２、調節された剰余データ１０７０−３等）を適時にデコードすることを阻む障害が生じると、信号プロセッサ１００−２は、確率分布情報１０９０−１に基づいて、レンジ値情報１０８０−１等のエンコードされた剰余データのサブセットの、調節された剰余データ１０７０−１へのデコードを開始することができる。この例では、信号プロセッサ１００−２は、デコードされた第１のグループの再構成データを利用して、第１の品質レベルの信号のレンディションを第２の品質レベルに変換する。

【0140】

図１１は、ここに記載する実施形態における、別の量子化設定を利用して、再構成データを量子化する一例を示す。図示されているように、エンコーダ１４０は、調節された剰余データ１７０−２を、調節された剰余データ１０７０−１、調節された剰余データ１０７０−２等にパースする。

【0141】

エンコーダ１４０は、調節された剰余データ１０７０−１をポピュレートして、第１レンジの外部にある（たとえばマグニチュードが５０を超える）値を有する剰余データ１７０−２のエレメントを含める。全ての他の値はゼロにセットされる。

【0142】

エンコーダ１４０は、調節された剰余データ１０７０−２をポピュレートして、マグニチュード範囲が２５と５０との間である値をもつ、生成された再構成データのエレメントを含める。調節された剰余データ１０７０−１の既にゼロではないシンボルでエンコードされた値は、もはや調節された剰余データ１０７０−２にエンコードする必要がない。全ての他の値はゼロにセットされる。

【0143】

信号プロセッサ１００−１は、このプロセスをすべてのレンジについて繰り返す。

【0144】

上述したように、エントロピーエンコーダ１４０は、調節された剰余データ１０７０のセットを個々にエンコードする。

【0145】

＜ビットレートの正確な制御または一定のビットレートのエンコードの例＞

【0146】

ＭＰＥＧファミリーのコーデックおよびその他の業界の基準であるのコーデックは、エンコードされたビットストリームが、毎秒予め定義されているレンジに収まる一定のビットレートに従ってエンコードすることができない。これは、主に、アルゴリズムの性質に起因している。つまり、これらのコーデックは、エンコードプロセスを全て完了した後でないと、画像のエンコードに必要な正確なビット数を知ることができない。これらのエンコーダは、ビットの割り当てと合致しない場合、生成されるサイズが対象から所望の閾値の範囲内に収まるまで、原信号を異なるパラメータで複数回、エンコードしなおす必要がある。概して、ビットレートが一定の場合、信号を複数回エンコードしなおすリスクを最小限に抑えるために、エンコーダは最初から高圧縮されたパラメータでエンコードを開始することがよくある（したがってしばしば、利用可能なビットレートでは理論的に可能な品質よりも低い品質になる）。

【0147】

従来のコーデックと比べて、本願の実施形態では、ビット数は、エントロピーエンコードプロセスを開始する前に計算することができる再構成データの確率分布にのみ依存しているので、再構成データをエンコードするために必要になるビット数を前もって知っておくことができる。剰余データのゼロのシンボルの確率等の、確率分布の適切な代替物（proxies）を利用することもできる。

【0148】

ここに記載する実施形態は、信号全体に（たとえばＭＰＥＧファミリーのコーデックその他の周波数領域のコーデックで利用されるような８ｘ８画素ブロック等の小さなブロックに対してではなく）行われるので、それぞれ異なる再構成データのエンコードに必要なビット数を簡単に計算することができる。より高い解像度の再構成データを送信またはデコードすることができない場合には、再構成データをここで説明するように適合的に量子化して、剰余のエントロピー（ひいては必要なビットレート）を低減することができる。

【0149】

ここで説明する一実施形態は、ある範囲内の値を約ゼロに設定して、ゼロのシンボルの確率を増加させたり、量子化のステップを増加させて、シンボルのアルファベットを減らすことができる。このようにしてエントロピーを低下させることで、エンコードされた信号を、より少ないビット数でデコーダに送信することができる。再構成された信号の整合性は、剰余データの量子化によって幾分劣化する（これを利用して、再生時に信号１１５の詳細なアスペクトが生成される）。しかし、混雑によって再生が中止される事態は生じない。より多くの帯域幅が利用可能な場合には、より高い品質の再構成データをデコーダに送信して、信号の再構成および再生を促す。

【0150】

図１２は、ここに記載する実施形態におけるコンピュータ処理を行うコンピュータシステム８００の一例を示すブロック図である。

【0151】

コンピュータシステム８００は、スイッチ、ルータ、サーバ、クライアント等として動作するパーソナルコンピュータ、処理回路、テレビ、再生デバイス、エンコードデバイス、ワークステーション、可搬型コンピューティングデバイス、コンソール、ネットワーク端末、処理デバイス、ネットワークデバイス等のコンピュータ化されたデバイスであったり、当該コンピュータ化されたデバイスを含んだりしてよい。

【0152】

以下で、前述した信号プロセッサ１４０に関連した機能を実行する方法を示す基本的な実施形態を説明する。しかしながら、ここで説明する処理を実行するための実際の構成は、それぞれの用途において変化しうることを理解されたい。デコーダ４４０等の他のリソースは、ここで説明するデコードを事項するための１以上のプロセッサおよび記憶用ハードウェアを含む各コンピュータシステムによって実装することができる。

【0153】

図示されているように、この例のコンピュータシステム８００は、デジタル情報を格納したり、そこからデジタル情報が取得したりされる、コンピュータ可読記憶媒体８１２（たとえば持続性の媒体、コンピュータ可読、ハードウェア記憶媒体等）を連結するインターコネクト８１１を含んでいる。コンピュータシステム８００は、さらに、プロセッサ８１３、Ｉ／Ｏインタフェース８１４、および、通信インタフェース８１７を含んでもよい。

【0154】

Ｉ／Ｏインタフェース８１４は、保存場所１８０に接続を提供し、もしあれば、表示スクリーン、周辺デバイス８１６（たとえばキーボード、コンピュータマウス）などにも接続を提供する。

【0155】

コンピュータ可読記憶媒体８１２（たとえばハードウェア記憶媒体）は、メモリ、光学ストレージ、ハードドライブ、フロッピー（登録商標）デバイス等のいずれかの適切なデバイスおよび／またはハードウェアであってよい。コンピュータ可読記憶媒体は、信号プロセッサ１４０に関する命令を格納するための持続性の記憶媒体であってもよい。それぞれのリソース（たとえば信号プロセッサ１４０）が命令を実行し、ここに記載する動作のいずれかを実行する。

【0156】

通信インタフェース８１７は、コンピュータシステム８００に、ネットワーク１９０を介して通信させ、遠隔リソースから情報を取得させたり、他のコンピュータ、スイッチ、クライアント、サーバ等と通信させたりする。Ｉ／Ｏインタフェース８１４は、さらに、プロセッサ８１３に、保存場所１８０に格納されている情報を取得させたり、取得を試みさせたりする。

【0157】

図示されているように、コンピュータ可読記憶媒体８１２は、エンコーダプロセス１４０−２として、プロセッサ８１３が実行するエンコーダアプリケーション１４０−１でエンコードすることができる。

【0158】

コンピュータシステム８００またはエンコーダ１４０はさらに、データおよび／または論理命令を格納するために、コンピュータ可読記憶媒体８１２（たとえばハードウェア記憶媒体、持続性の記憶媒体等）を含むよう、実装することができる。

【0159】

コンピュータシステム８００は、このような命令を実行して、ここに記載した動作を実行するためのプロセッサ８１３を含むことができる。したがって、実行されると、エンコーダアプリケーション１４０−１に関連するコードが、ここで説明する処理機能をサポートすることができる。上述したように、ここで説明する信号プロセッサ１４０は、エンコードおよび／またはデコードをサポートするように構成することができる。

【0160】

一実施形態の動作中に、プロセッサ８１３は、インターコネクト８１１の利用によって、コンピュータ可読媒体８１２にアクセスして、コンピュータ可読記憶媒体８１２に格納されているエンコーダアプリケーション１４０−１の命令を起動、実行（run, execute）、解釈、または実行（perform）を行う。エンコーダアプリケーション１４０−１の実行によって、プロセッサ８１３の処理機能が生成される。言い換えると、プロセッサ８１３に関連するエンコーダプロセス１４０−２は、コンピュータシステム８００のプロセッサ８１３内で、または、プロセッサ８１３上で、エンコーダアプリケーション１４０−１を実行する１以上の態様を表している。

【0161】

当業者であれば、コンピュータシステム８００が、他のプロセスおよび／またはソフトウェアおよびハードウェアコンポーネント（たとえば、エンコーダアプリケーション１４０−１を実行するためのハードウェア処理リソースの割り当ておよび利用を制御するオペレーティングシステム等）を含むことができることを理解する。

【0162】

別の実施形態では、コンピュータシステムが、任意のタイプのデバイス（これらに限られはしないが、たとえば、パーソナルコンピュータシステム、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、ノートブック、ネットブックコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ハンドヘルドコンピュータ、ワークステーション、ネットワークコンピュータ、アプリケーションサーバ、記憶デバイス、カメラ、カムコーダ、セットトップボックス、モバイルデバイス、ビデオゲームコンソール、ハンドヘルドビデオゲームデバイス等の家庭用電化製品、および、スイッチ、モデム、ルータ等の周辺デバイス、または、一般的な、任意のタイプのコンピューティングまたは電子デバイス）であってよい点に留意されたい。

【0163】

図１３は、ここに記載する実施形態における、エントロピーエンコードを生成および利用する方法のフローチャート１３００の一例を示す。

【0164】

ステップ１３１０で、信号プロセッサ１００−１は、第１の品質レベルの信号のレンディションを生成する。

【0165】

ステップ１３２０で、信号プロセッサ１００−１は、再構成データを生成する。再構成データは、第１の品質レベルの信号のレンディションを、階層の第２の品質レベルの信号のレンディションに変換するやり方を特定し、第２の品質レベルは第１の品質レベルより高い。

【0166】

ステップ１３３０で、信号プロセッサ１００−１は、エントロピーエンコーダを利用して、再構成データをエンコードする。エントロピーエンコーダ１４０は、再構成データを表すビットストリーム（たとえばレンジ値情報）を生成する。

【0167】

再度の言及になるが、ここに開示する技術は、信号の処理および再構成の用途によく適している。しかし、ここに記載する実施形態は、このような用途での利用に限定はされず、ここに開示する技術は、他のアプリケーションにも同様に適している。

【0168】

ここで述べる明細書に基づいて、請求されている主題の完全な理解を提供するために複数の詳細を述べる。しかしながら、当業者であれば、これら具体的詳細なしに請求項の主題を実行することができることを理解する。また、当業者であれば理解する方法、装置、システム等に関しては詳述しないで、請求されている主題を曖昧にしないようにしている場合もある。詳細な記載の幾つかの部分は、コンピュータメモリ等のコンピューティングシステムメモリ内に格納されているデータビットまたはバイナリデジタル信号に対するアルゴリズムまたはシンボルによる表現によって提示することができる。これらのアルゴリズムによる記載または表現は、データ処理分野の当業者が、他の当業者に自身の仕事の内容を伝える際に利用する技術の例である。ここで記載する、または一般的なアルゴリズムは、所望の結果を生じさせる、動作または類似した処理の首尾一貫したシーケンスと想定される。このコンテキストでは、動作または処理が、物理量の物理的操作に関する。通常は、必ずではないが、これら量は、格納、転送、組み合わせ、比較、その他の操作を行うことができる電気的または電磁的な形態をとることができる。時には、これらの信号を、ビット、データ、値、エレメント、シンボル、文字、期間（terms）、数字、数詞（numerals）等と称するほうが、都合がよい場合もある。しかし、これらすべての、および、類似した用語は、適切な物理量と関連付けられ、単に便宜上の参照記号である場合もあることを理解されたい。そうではないと明記しない限り、以下の記載から明らかなように、本明細書全体において、「処理」「コンピューティング」「計算」「判断、決定」等の用語が利用されている場合、これら用語は、コンピューティングプラットフォームのメモリ、レジスタその他の情報記憶デバイス、送信デバイス、または表示デバイス内の物理的電子または磁気量として表されるデータを操作または変換する、コンピューティングプラットフォーム（たとえば、コンピュータまたは類似した電子コンピューティングデバイス）の動作または処理のことを示す。

【0169】

本発明は、その好適な実施形態を参照して具体的に示し記載してきたが、当業者であれば、その形態および詳細を、添付請求項が定義する本願の精神および範囲から逸脱せずに、様々に変更させることができることを理解するだろう。これら変形例は、本願の範囲に含まれることが意図されている。したがって、前述した本願の実施形態の説明は、限定として受け取られるべきではない。そうではなくて、本発明の限定は、以下の請求項に示されている。
また、再構成データの各セットを分析して、確率分布情報をもつ１以上のデコードパラメータを生成する段階であって、前記確率分布情報は、前記再構成データの前記各セットが利用するシンボルのアルファベットの少なくとも１つのシンボルの確率を示している、段階を備えてもよい。
再構成データの各セットについて、前記エンコードされた値またはビットストリングと前記確率分布情報とを、前記再構成データへとデコードするためのエントロピーデコーダを実装する段階と、前記デコーダが生成した前記再構成データの各セットを利用して、前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションおよび利用可能な参照信号の少なくとも一方に基づいて、前記第２の品質レベルの前記信号の前記レンディションを再構成する段階とをさらに備えてもよい。
前記少なくとも１つのデコードパラメータは、前記再構成データの第１のシンボルの確率を示す１つのパラメータのみを含み、エントロピーデコーダは、前記エンコードされた値またはビットストリングを前記再構成データに変換して戻す前記エントロピーデコーダが分かっている所定の標準パラメータのセットに基づいて複数の他のシンボルの確率分布を推定してもよい。
さらに、前記再構成データセットの前記第２のアレイを表す、前記エンコードされた値またはビットストリングを受信する段階と、各再構成データセットについて、前記エントロピーエンコーダが１以上のデータセットの確率分布情報を送信しなかった、または、前記エントロピーエンコーダが、１以上のデータセットについて確率分布パラメータを送信しないと以前に特定した、と検知すると、前記再構成データの前記第１のアレイのうちの対応するセットについてデコードされた前記確率分布情報を利用して、前記データセットを表す前記エンコードされた値またはビットストリングをエントロピーデコードする段階を備えてもよい。
各再構成データセットについて、前記エンコードされた値またはビットストリングを受信する段階と、前記エントロピーエンコーダが当該再構成データセットのシンボルの前記確率分布の特定の情報を送信しなかった、と検知した場合、前記エンコードされた値またはビットストリングを前記再構成データにデコードするために、シンボルのデフォルトの確率分布値を利用する段階とをさらに備えてもよい。
１以上の再構成データセットを、再構成データの第１のグループと再構成データの第２のグループとを少なくとも含む複数のグループにパースする段階と、値／シンボルの第１のレンジ内の値／シンボルを有する前記生成された再構成データセットのすべてのエレメントが当該値／シンボルを維持して、その他のすべてのエレメントをデフォルト値／シンボルにセットするように、前記再構成データの前記第１のグループをポピュレートする段階と、値／シンボルの第２のレンジ内の値／シンボルを有する前記生成された再構成データセットのすべてのエレメントが当該値／シンボルを維持して、その他のすべてのエレメントをデフォルト値／シンボルにセットするように、前記再構成データの前記第２のグループをポピュレートする段階と、更なる値／シンボルのレンジに従って、同じ方法にしたがって更なるグループをポピュレートする段階とをさらに備え、前記セットについて前記エントロピーエンコーダを利用する段階は、さらに、前記再構成データの前記第１のグループ、前記再構成データの前記第２のグループ、および、任意の他の更なる再構成データのグループを個別にエントロピーエンコードする段階を有してもよい。
再構成データの特定のグループを分析して、前記再構成データの特定のグループの利用するアルファベットのシンボルの確率分布を示す確率分布情報を有する１以上のデコードパラメータを生成する段階と、前記エントロピーエンコーダを利用して、前記再構成データの特定のグループを表す、前記グループのエンコードされた値またはビットストリングを、対応する確率分布情報に基づいて生成する段階とを備えてもよい。
第１の品質レベルの信号のレンディションを生成する手順と、前記第１の品質レベルの前記信号の前記レンディションに基づいて、階層の第２の品質レベルの前記信号のレンディションを再構成するやり方を指定する少なくとも１つのセットの再構成データを生成する手順と、エントロピーエンコーダを利用して、前記再構成データのそれぞれ異なるセットをエンコードして、前記エントロピーエンコーダは、前記再構成データに含まれるシンボルを表すエンコードされた値またはビットストリングを各セットについて生成する、手順とを実行させ、前記第２の品質レベルは前記第１の品質レベルより高い、コンピュータシステムであってもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】