JP2001238212A - 画像データ符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像データを可変長符号からなるデータに符号
化するデータ処理装置に関し、高速に処理する装置を提
供する。 【解決手段】画像データを可変長符号に順次符号化する
画像データ符号化装置であって、前記データ符号化装置
からの出力データは復号に必要なマーカー情報と複数の
可変長符号からなり、前記マーカー情報の種類を任意に
選択、前記マーカー情報の順序を任意に選択できる手段
を備えたことを特徴とする画像データ符号化装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データを符号
化データに符号化する符号化装置に関し、さらに詳しく
は、画像データを可変長符号からなるデータに符号化す
るデータ処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえば画像を表わすデジタ
ルデータなどに関しては、冗長度に応じた符号化手法
と、それに対応する効率のよい符号化装置・符号化方法
および復号化装置・復号化方法が数多く考案されてお
り、ハフマン符号化・復号化もデジタルデータの冗長度
を低減するための符号化手法の１つとされる。

【０００３】そして、ハフマン符号化手法に対応する符
号化装置および復号化装置も従来より数多く考案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、他の符号化手
法に対する符号化装置あるいは復号化装置と同様に、ハ
フマン符号化手法に対応する復号化装置および復号化方
法においても復号処理の高速化は常に課題とされる。

【０００５】この目的を達成するために特開平８−１６
３５５８号に開示された発明がある。この発明は主とし
てMPEG２を使った復号装置においてチャンネル切り替え
後の復号開始時間を早めた画像復号装置を提供すること
を目的とするものであり、復号に必要な情報を記憶さ
せ、復号開始時に前記記憶されたデータを用いて復号す
るテーブルを具備したので、ビデオシーケンスを切り替
えた直後のデコードの開始時間を早めることができるも
のである。すなわち、従来は、必ずシーケンスヘッダが
ビットストリーム中に現れてから復号を開始していた
が、本公報に開示された発明ではグループオブピクチャ
ヘッダあるいはピクチャヘッダからの復号が開始でき、
復号処置開始時間を早めることができるとするものであ
る。しかしながら開示された技術では、入力データスト
リームのデータ量自体は減じるものではなく、相変わら
ずデータ転送にかかる時間的な負荷が大きく、全体とし
て高速に復号処理できない。

【０００６】また、復号処理においては復号時に必要な
情報である各種マーカーが記録されたヘッダ内のマーカ
ーの順序は、復号装置の特性に応じてより高速に復号す
べく復号装置に特有のマーカー順序が求められる。この
際に符号時のマーカー生成時には画像圧縮の国際規約に
準拠して作成されているため、この規約と異なるマーカ
ー順序を復号装置側で求める際には、ヘッダ部分の復号
後に一旦全マーカーをメモリに記憶させた後に復号装置
が求めるマーカーの順序に並び替えて、復号処理に入っ
ていた。しかしながら、この処理では、復号装置側に余
分なメモリが必要となることやマーカーの並び替えに時
間がかかるという問題点がある。

【０００７】したがって、本発明は、ハフマン符号化な
どにより生成された可変長符号からなるデータをより高
速に復号処理する可変長符号の符号化装置および復号化
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１にかかる発明は、画像データを可変
長符号に順次符号化する画像データ符号化装置であっ
て、前記データ符号化装置からの出力データは復号に必
要なマーカー情報と複数の可変長符号からなり、前記マ
ーカー情報の種類を任意に選択できる手段を備えたこと
を特徴とする画像データ符号化装置である。また請求項
２にかかる発明は、画像データを可変長符号に順次符号
化する画像データ符号化装置であって、前記データ符号
化装置からの出力データは復号に必要なマーカー情報と
複数の可変長符号からなり、前記マーカー情報の順序を
任意に選択できる手段を備えたことを特徴とする画像デ
ータ符号化装置である。また、請求項３にかかる発明
は、複数画像を可変長符号に順次符号化する画像データ
符号化装置であって、前記データ符号化装置からの出力
データは復号に必要な一の情報と複数の可変長符号から
なり前記復号に必要な一の情報は処理対象の複数画像に
共通の情報であることを特徴とする画像データ符号化装
置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一
または相当部分を示す。

【００１０】図１は、本発明の実施の形態に係る可変長
符号の画像データ符号化装置の全体構成を示すブロック
図である。

【００１１】図１に示されるように、この画像データ符
号化装置は、画像データを入力する入力ＩＦ（１）と、
入力ＩＦ（１）に接続された圧縮情報設定レジスタ
（２）、出力マーカー設定レジスタ（３）、マーカー出
力順設定レジスタ（４）および符号化ブロック（５）
と、マーカー出力順設定レジスタ（４）に接続されたタ
イミング生成ブロック（７）、圧縮情報設定レジスタ
（２）および出力マーカー設定レジスタ（３）に接続さ
れたマーカー生成ブロック（６）と、符号化ブロック
（５）およびマーカー生成ブロック（６）に接続された
セレクタ１（８）と、セレクタ１（８）に接続され符号
化データを出力する出力ＩＦ（９）とから構成される。

【００１２】入力ＩＦ（１）は、符号化処理が施される
対象である画像データや、ハフマン符号化処理に必要
な、量子化テーブル値や量子化テーブル番号、ハフマン
テーブル値、ハフマンテーブル番号等の情報が入力され
るものである。

【００１３】圧縮情報設定レジスタ（２）は、入力ＩＦ
（１）を介して設定された設定データに基づいて、量子
化テーブル値や量子化テーブル番号、ハフマンテーブル
値、ハフマンテーブル番号等の圧縮に不可欠な情報を記
憶するものである。

【００１４】出力マーカー設定レジスタ（３）は、符号
化処理するにあたり符号化データとして出力ＩＦ（９）
を介して外部機器に出力するマーカーの種類を設定し記
憶するものである。マーカー出力順設定レジスタ（４）
は、符号化処理するにあたり符号データとして出力ＩＦ
（９）を介して外部機器に出力するマーカーの出力順序
を設定し記憶するものである。なお、ハフマン符号化に
おけるマーカーの詳細については後述する。

【００１５】符号化ブロック（５）は、入力ＩＦ（１）
から入力された画像データを画像データ圧縮の国際標準
の１つであるＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Gr
oup）における非可逆符号化に基づいて離散コサイン変
換（以下ＤＣＴ変換）でＤＣＴ係数を得た後、ＤＣＴ係
数を量子化テーブルで量子化し、量子化されたＤＣＴ係
数を出力する。さらに、ハフマン符号を用いて符号化デ
ータとし、セレクタ１（８）を介して出力ＩＦ（９）か
ら出力される。

【００１６】ここで、符号化データについて説明する。
符号化されたデータを復号化し元の画像データに復号す
るためには、符号化データとともに符号化の際に用いた
ハフマン符号テーブルを特定するための情報を復号化側
に送る必要がある。この際に、ハフマン符号テーブルそ
のものを送るのではなく、ハフマン符号テーブルを生成
するための情報として符号長ごとの符号数および発生頻
度順に並べた符号化要素（ＤＣ係数のためのハフマン符
号テーブルにおけるグループ番号およびＡＣ係数のため
のハフマン符号テーブルにおけるラン長とグループ番号
との組み合わせ）を送ることにより、復号化側でハフマ
ン符号テーブルを特定することができる。

【００１７】符号化データはフレーム／スキャン／画像
という３段階の構造から構成されるものである。図１１
に標準的な画像データを示す。図１１に示すように、画
像データの開始を示すＳＯＩ（Start of Image）マーカ
ーと画像データの終了を示すＥＯＩ（End of Image）マ
ーカーで挟まれた、１つあるいは複数のフレームで構成
されている。フレームの先頭には、そのフレームに関連
する諸パラメータを指定したフレーム・ヘッダがつき、
そのあとに１つ以上のスキャンが続き、スキャンの先頭
には、そのスキャンに関連する諸パラメータを指定した
スキャン・ヘッダがつき、そのあとに符号化データが続
くものである。

【００１８】１つのフレームは、ＳＯＦ（Start of Fra
me）マーカーではじまり、そのあとにフレーム・ヘッダ
が続き、フレーム・ヘッダにはフレーム情報に関連する
種々のパラメータ（ビット精度、ライン数、１ラインの
画素数、色成分間のサンプリング比、量子化テーブル番
号等）が含まれる。同様に１つのスキャンは、ＳＯＳ
（Start of Scan）マーカーではじまり、これにスキャ
ン・ヘッダとしてのスキャン・データに関連する種々の
パラメータ（ハフマン符号テーブル番号、プログレッシ
ブにおける複数スキャンへの分割方法等）が続くもので
ある。

【００１９】スキャン・ヘッダのあとには画像を圧縮し
たデータが続くこととなるが、この圧縮データの中にＲ
ＳＴ（Restart）マーカーを挿入することができる。こ
れは圧縮データに対して伝送エラーが発生した場合の再
同期などに用いることができる。

【００２０】次に各種マーカーについて説明する。ＤＨ
Ｔ（Define Huffman Tables）、ＤＱＴ（Define Quanti
zation Tables）、ＤＲＩ（Define Restart Interval）
マーカーなどのマーカーが必要に応じてＳＯＦの前ある
いはＳＯＳの前に挿入される。ＤＨＴはハフマン符号テ
ーブルの内容記述、ＤＱＴは量子化マトリクスの内容記
述、ＤＲＩはＲＳＴを挿入する間隔をＭＤＵの数で指定
するものである。例えば、ＤＨＴマーカーに続けてＤＨ
Ｔデータが格納されるわけであるが、このＤＨＴデータ
は符号化の際に用いたハフマン符号テーブルを特定する
ための情報を示し、テーブル番号、符号長ごとの符号数
および発生頻度順に並べた符号化要素を一組または複数
組含むものである。

【００２１】マーカー生成ブロック（６）は、上述のよ
うなＤＨＴマーカーを生成する処理ブロックである。図
２にこのマーカー生成ブロック（６）の詳細ブロック図
を示す。図２においては、マーカーとしてマーカーＡ、
Ｂ〜Ｙ、Ｚを例示し、マーカー生成ブロック（６）は、
マーカーＡ処理ブロック（１０）、マーカーＢ処理ブロ
ック（２０）〜マーカーＹ処理ブロック（３０）、マー
カーＺ処理ブロック（４０）およびセレクタ２（５０）
とから構成されるものである。

【００２２】マーカー生成ブロック（６）のマーカーＡ
処理ブロック（１０）について説明する。圧縮情報設定
レジスタ（２）に記憶されたマーカーＡがマーカーＡ処
理ブロック（１０）にデータ信号として入力される。ま
た、出力マーカー設定レジスタ（３）に記憶されたマー
カーＡを符号データに出力するか否かのイネーブル信号
が処理ブロック（１０）に入力される。マーカーＡ処理
ブロック（１０）においては、イネーブル信号のＯＮ／
ＯＦＦによりマーカ−Ａの出力を制御する。すなわち、
イネーブル信号がＯＮの場合には、マーカーＡをマーカ
ーＡ処理ブロック（１０）からセレクタ２（５０）に出
力することとなる。

【００２３】タイミング生成ブロック（７）は、マーカ
ー出力順設定レジスタ（４）で定義されたマーカーの出
力順序に従って、当該符号化データのマーカーの出力順
序を制御するために、マーカー生成ブロックにその出力
タイミングを指示する処理ブロックである。マーカー出
力順設定レジスタ（４）において、図８のように記憶さ
れた出力順に従いタイミング生成ブロック（７）におい
て図９のようなタイミング信号が生成される。このタイ
ミング信号は図２に示すように例えばマーカーＡ処置ブ
ロック（１０）にスタート信号として入力される。マー
カーＡ処理ブロック（１０）においてはスタート信号に
従いセレクタ２（５０）にマーカーＡを出力する。

【００２４】図２に示すセレクタ２（５０）は、タイミ
ング生成ブロック（７）からのタイミング信号により、
マーカー処理ブロック（Marker A〜Marker Z）から所望
のブロックを選択し選択したブロック内にあるマーカー
データのみをセレクタ１（８）に出力する。

【００２５】セレクタ１（８）は、符号化ブロックから
出力されてくる符号化データとマーカー生成ブロック
（６）から出力されたマーカーとを比較して出力ＩＦ
（９）に出力するものである。このセレクタ１（８）に
より符号化された画像データの前に、出力マーカー設定
レジスタ（３）で選択されたマーカーが、マーカー出力
順設定レジスタ（４）で定義された順序でマーカーが作
成されることとなる。この符号化データの一例を図４〜
図６に示す。これら示された符号化データは、図３の標
準的な画像データに対して各種のマーカーの種類および
順序が変更されたものとなっている。この場合におい
て、ＤＱＴマーカー、ＤＲＩマーカー、ＳＯＦ ₀マーカ
ー、ＤＨＴマーカーは、複数画像を可変長符号に順次符
号化する場合において、これらのマーカーは処理対象の
複数画像に共通の情報であるものであり、これらマーカ
ーは複数画像の符号化データの第１の画像の符号化情報
として１回のみ符号化データのマーカーとして復号化側
に送ればよい。

【００２６】次に、本発明の実施の形態に示された画像
データ符号化装置を用いた画像データ符号化方法を説明
する。

【００２７】図７に画像データ符号化方法の処理フロー
図を示す。

【００２８】＜出力マーカー定義（１００）＞まず、符
号化処理にあたりＪＰＥＧ標準で使用される各種マーカ
ーのうちのどのマーカーを符号化データとして採用する
のかを定義する。これは復号側の復号諸元に基づいて必
要なマーカーを定める処理である。この出力マーカー定
義は、入力ＩＦ（１）を介して出力マーカー設定レジス
タ（３）に記憶されることとなる。

【００２９】＜マーカー出力順定義（２００）＞次に、
上記の出力マーカー定義で選択した各種マーカーの出力
順序、すなわち図４〜図６における各種マーカーの符号
データとしての出力順序を定義する。さきほどの出力マ
ーカー定義と同様、復号側の復号諸元に基づいてマーカ
ーの順序を定める処理である。このマーカー出力順定義
は、入力ＩＦ（１）を介してマーカー出力順設定レジス
タ（４）に記憶されることとなる。

【００３０】＜圧縮情報設定（３００）＞復号化処理で
必要となる量子化テーブル値、量子化テーブル番号やハ
フマンテーブル値、ハフマン番号等圧縮に不可欠な情報
を設定する。設定された情報は圧縮情報設定レジスタ
（２）に記憶されることとなる。

【００３１】＜圧縮開始（４００）＞上述のフローで、
必要なマーカーおよびその出力順序が定義され、また圧
縮情報が設定された後に、実際の画像データの圧縮処理
がスタートする。圧縮処理においては、出力マーカー設
定レジスタ（３）に記憶されたマーカーを、マーカー出
力順設定レジスタ（４）に記憶された順序に従って、符
号化データとして出力することとなる。

【００３２】＜マーカー出力（５００）＞図２における
ブロック図を用いてマーカー出力を説明する。マーカー
Ａが出力マーカー定義処理（１００）で使用するマーカ
ーとして定義されていた場合には、イネーブル信号がＯ
Ｎとなり、圧縮情報設定レジスタ（２）からマーカーＡ
処理ブロック（１０）へ図１０のタイミングでマーカー
Ａ及びマーカーＡに続く付属のデータが入力される。さ
らに、このマーカーＡがマーカー出力順定義処理（２０
０）で定義された出力順序になるとタイミング生成ブロ
ック（７）からタイミング信号がスタート信号として入
力され、マーカーＡ及びマーカーＡに続く付属のデータ
がセレクタ２（５０）に出力されることとなる。このマ
ーカーはセレクタ２（５０）においてマーカー選別の処
理がなされ、セレクタ１（８）において符号化データと
の切り換え処理がなされる。

【００３３】＜圧縮データ出力（６００）＞ハフマン符
号化処理を行う符号化ブロック（５）において、入力さ
れた原画像に対する符号化データを作成する。この符号
化データは前述のマーカーの後に続けて出力されるもの
である。

【００３４】＜ＥＯＩ出力（７００）＞画像の最後まで
符号化処理が終了すると、ＥＯＩマーカーを出力して、
一連の符号化処理は完了する。

【００３５】

【発明の効果】本願発明によれば、復号化処理に必要な
マーカーのみを符号化データとして符号化するため、必
要でないマーカーは符号化されず、全データ長が短く構
成され、圧縮されたデータのデータ転送時間が短縮さ
れ、データ記憶容量が小さくてすむようになる。

【００３６】また、本願発明によれば、復号化処理にお
ける諸元に応じたマーカー順序で復号化側に符号化デー
タを送るため、一旦復号化したマーカーをそのまま復号
化処理に用いることができ、一旦復号化側で並び替えの
ためのメモリ等を有する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明にかかる符号化装置の全体ブロック図
である。

【図２】本願発明にかかるマーカー生成ブロックの詳細
図である。

【図３】符号化データの一例を示す図である。

【図４】符号化データの一例を示す図である。

【図５】符号化データの一例を示す図である。

【図６】符号化データの一例を示す図である。

【図７】本願発明の符号化装置の処理フロー図である。

【図８】本願発明のマーカー出力順設定レジスタの一例
を示す図である。

【図９】本願発明のタイミング信号の生成の一例を示す
模式図である。

【図１０】本願発明のマーカーデータ入力タイミングの
一例を示す模式図である。

【図１１】標準的なＪＰＥＧストリームのデータ構造図
である。

【符号の説明】

１ 入力ＩＦ ２ 圧縮情報設定レジスタ ３ 出力マーカー設定レジスタ ４ マーカー出力順設定レジスタ ５ 符号化ブロック ６ マーカー生成ブロック ７ タイミング生成ブロック ８ セレクタ１ ９ 出力ＩＦ ５０ セレクタ２

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK08 KK11 MA00 MA23 ME02 RC14 RC22 RC24 RC28 UA02 UA05 5C078 AA04 BA22 BA57 CA27 CA31 DA01 DA02 DA12 5J064 AA02 AA04 BA09 BA16 BC01 BC04 BD03 BD06 9A001 HH27

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像データを可変長符号に順次符号化する
   画像データ符号化装置であって、前記データ符号化装置
   からの出力データは復号に必要なマーカー情報と複数の
   可変長符号からなり、前記マーカー情報の種類を任意に
   選択できる手段を備えたことを特徴とする画像データ符
   号化装置。
2. 【請求項２】画像データを可変長符号に順次符号化する
   画像データ符号化装置であって、前記データ符号化装置
   からの出力データは復号に必要なマーカー情報と複数の
   可変長符号からなり、前記マーカー情報の順序を任意に
   選択できる手段を備えたことを特徴とする画像データ符
   号化装置。
3. 【請求項３】複数画像を可変長符号に順次符号化する画
   像データ符号化装置であって、前記データ符号化装置か
   らの出力データは復号に必要な一の情報と複数の可変長
   符号からなり前記復号に必要な一の情報は処理対象の複
   数画像に共通の情報であることを特徴とする画像データ
   符号化装置。