JP2003324739A

JP2003324739A - ２次元離散コサイン変換回路およびその方法、ならびに画像データ圧縮装置およびその方法

Info

Publication number: JP2003324739A
Application number: JP2002130065A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kikuchi; 賢次菊地
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-05-01
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2003-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力を効果的に低減できる２次元離散コサ
イン変換回路およびその方法ならびに画像データ圧縮装
置およびその方法を提供する。【解決手段】入力画像データＤｉｎの行方向の画像デー
タにそれぞれ１次元ＤＣＴが行われ、そのＤＣＴ係数が
データ格納部２０１に格納される。さらに、この格納さ
れたＤＣＴ係数から列方向のＤＣＴ係数が抽出されて、
１次元ＤＣＴ、量子化およびエントロピー符号化が行わ
れる。このとき、抽出された列方向のＤＣＴ係数の合計
値に応じて、量子化後のＤＣＴ係数がゼロになるか否か
が、直流成分および交流成分のそれぞれについて前もっ
て判定され、この判定結果に応じて、列方向の１次元Ｄ
ＣＴ演算および量子化処理が省略される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元離散コサイ
ン変換回路およびその方法と、２次元離散コサイン変換
回路を有する画像データ圧縮装置およびその方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＪＰＥＧ（joint photographic
experts group）方式やＭＰＥＧ（moving picture exp
erts group）方式などの画像データ圧縮方式では、離散
コサイン変換（discrete cosine transform：ＤＣＴ）
を利用した方式が採用されている。ＤＣＴを利用する画
像データ圧縮方式の標準的な流れを説明すると、まず圧
縮対象となる画像が一定サイズの画素ブロック、例えば
８×８の画素ブロックごとに分割され、この画素ブロッ
クに対して２次元のＤＣＴが行われて、８×８の２次元
ＤＣＴ係数が算出される。これらの２次元ＤＣＴ係数
は、空間周波数に応じて定められた量子化スケールによ
ってそれぞれ量子化された後、ハフマン符号化や算術符
号化などのエントロピー符号化処理によって符号化され
る。

【０００３】また、２次元ＤＣＴの演算は、それぞれの
次元についての独立な１次元ＤＣＴの演算に分けること
が可能である。例えば、８×８画素ブロックの行方向の
画素列に対してそれぞれ１次元ＤＣＴが行なわれ、８個
の１次元ＤＣＴ係数からなるデータ列が８本生成され
る。次いで、この８本のデータ列で構成される８×８の
行列データの列方向のデータ列に対してそれぞれ１次元
ＤＣＴが行なわれることによって、８×８の２次元ＤＣ
Ｔ係数が算出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に自然
画像は隣接する画素間の相関性が高いため、これを２次
元ＤＣＴによって空間周波数成分に変換した場合、電力
スペクトル分布においてほとんどの電力が低周波側に集
中し、高周波成分の電力が小さくなる傾向がある。ま
た、人の視覚特性には高い周波数成分ほどその感度が低
下する特性があるため、ＤＣＴ係数の量子化幅は通常高
周波になるほど粗く設定される。したがって、このよう
な自然画像のＤＣＴ係数を量子化した場合、通常は高周
波成分のほとんどがゼロになってしまう。

【０００５】しかしながら、２次元ＤＣＴを行う従来の
ＤＣＴ回路では、ほとんどがゼロになってしまう高周波
成分についても低周波成分と同様にＤＣＴ演算処理や量
子化処理が行われており、それらの処理の実行にともな
う電力が無駄に消費されている問題がある。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、消費電力を効果的に低減できる２
次元離散コサイン変換回路およびその方法、ならびに、
そのような２次元離散コサイン変換回路を有する画像デ
ータ圧縮装置およびその方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１の観点に係る２次元離散コサイン変換
回路は、入力される行列データの行方向のデータ列を離
散コサイン変換して、それぞれの行に対応する行データ
を生成する第１の離散コサイン変換手段と、上記生成さ
れた行データを上記入力行列データのそれぞれの行に対
応付けて並べた行列データから、当該行列データのそれ
ぞれの列に対応する列データを抽出するデータ抽出手段
と、上記抽出された列データを離散コサイン変換した場
合における交流成分の最大値を、当該列データに含まれ
る各データの合計値に応じて推定し、当該推定値と、当
該列データの交流成分に対する所定の最小量子化値とを
比較し、当該比較結果に応じて、当該列データの交流成
分を量子化した後の値が所定の値となるか否かを判定す
る判定手段と、上記抽出された列データを離散コサイン
変換して、それぞれの列の直流成分および交流成分を演
算するとともに、上記判定手段の判定結果に応じて上記
交流成分の演算処理を省略する第２の離散コサイン変換
手段と、上記演算されたそれぞれの列の直流成分および
交流成分を、上記最小量子化値を含む所定の量子化値に
量子化するとともに、上記判定手段の判定結果に応じて
上記交流成分の量子化処理を省略する量子化手段とを有
する。

【０００８】本発明の第１の観点に係る２次元離散コサ
イン変換回路によれば、上記第１の離散コサイン変換手
段において、入力される行列データの行方向のデータ列
が離散コサイン変換され、それぞれの行に対応する行デ
ータが生成される。上記データ抽出手段において、上記
生成された行データを上記入力行列データのそれぞれの
行に対応付けて並べた行列データから、当該行列データ
のそれぞれの列に対応する列データが抽出される。上記
判定手段において、上記抽出された列データに含まれる
各データの合計値に応じて、当該列データを離散コサイ
ン変換した場合における交流成分の最大値が推定され、
当該推定値と、当該列データの交流成分に対する所定の
最小量子化値とが比較され、当該比較結果に応じて、当
該列データの交流成分を量子化した後の値が所定の値と
なるか否かが判定される。上記第２の離散コサイン変換
手段において、上記抽出された列データが離散コサイン
変換され、それぞれの列の直流成分および交流成分が演
算されるとともに、上記判定手段の判定結果に応じて、
上記交流成分の演算処理が省略される。上記演算された
それぞれの列の直流成分および交流成分は、上記量子化
手段において、上記最小量子化値を含む所定の量子化値
に量子化されるとともに、上記判定手段の判定結果に応
じて、上記交流成分の量子化処理が省略される。

【０００９】また、上記判定手段は、上記抽出された列
データを離散コサイン変換した場合における直流成分の
値を、当該列データに含まれる各データの合計値に応じ
て演算し、当該演算値と、当該列データの直流成分に対
する量子化値とを比較し、当該比較結果に応じて、当該
列データの直流成分を量子化した後の値が所定の値とな
るか否かを判定しても良い。この場合、上記第２の離散
コサイン変換手段において、上記判定手段の判定結果に
応じて上記直流成分の演算処理が省略される。上記量子
化手段においては、上記判定手段の判定結果に応じて、
上記直流成分の量子化処理が省略される。

【００１０】本発明の第２の観点に係る２次元離散コサ
イン変換方法は、入力される行列データの行方向のデー
タ列を離散コサイン変換して、それぞれの行に対応する
行データを生成するステップと、上記生成された行デー
タを上記入力行列データのそれぞれの行に対応付けて並
べた行列データから、当該行列データのそれぞれの列に
対応する列データを抽出するステップと、上記抽出され
た列データを離散コサイン変換した場合における交流成
分の最大値を、当該列データに含まれる各データの合計
値に応じて推定し、当該推定値と、当該列データの交流
成分に対する所定の最小量子化値とを比較し、当該比較
結果に応じて、当該列データの交流成分を量子化した後
の値が所定の値となるか否かを判定するステップと、上
記抽出された列データを離散コサイン変換して、それぞ
れの列の直流成分および交流成分を演算するとともに、
上記判定ステップの判定結果に応じて上記交流成分の演
算処理を省略するステップと、上記演算されたそれぞれ
の列の直流成分および交流成分を、上記最小量子化値を
含む所定の量子化値に量子化するとともに、上記判定ス
テップの判定結果に応じて上記交流成分の量子化処理を
省略するステップとを有する。

【００１１】また、上記判定ステップにおいて、上記抽
出された列データを離散コサイン変換した場合における
直流成分の値を、当該列データに含まれる各データの合
計値に応じて演算し、当該演算値と、当該列データの直
流成分に対する所定の量子化値とを比較し、当該比較結
果に応じて、当該列データの直流成分を量子化した後の
値が所定の値となるか否かを判定しても良い。この場
合、上記列データを離散コサイン変換するステップにお
いて、上記判定ステップの判定結果に応じて上記直流成
分の演算処理が省略される。また、上記量子化ステップ
において、上記判定ステップの判定結果に応じて上記直
流成分の量子化処理が省略される。

【００１２】本発明の第３の観点に係る画像データ圧縮
装置は、行列状に画素が配列された画像の画像データを
入力し、当該画像データの行方向の１次元画像データを
離散コサイン変換して、それぞれの行に対応する行デー
タを生成する第１の離散コサイン変換手段と、上記生成
された行データを上記入力画像データのそれぞれの行に
対応付けて並べた行列データから、当該行列データのそ
れぞれの列に対応する列データを抽出するデータ抽出手
段と、上記抽出された列データを離散コサイン変換した
場合における交流成分の最大値を、当該列データに含ま
れる各データの合計値に応じて推定し、当該推定値と、
当該列データの交流成分に対する所定の最小量子化値と
を比較し、当該比較結果に応じて、当該列データの交流
成分を量子化した後の値が所定の値となるか否かを判定
する判定手段と、上記抽出された列データを離散コサイ
ン変換して、それぞれの列の直流成分および交流成分を
演算するとともに、上記判定手段の判定結果に応じて上
記交流成分の演算処理を省略する第２の離散コサイン変
換手段と、上記演算されたそれぞれの列の直流成分およ
び交流成分を、上記最小量子化値を含む所定の量子化値
に量子化するとともに、上記判定手段の判定結果に応じ
て上記交流成分の量子化処理を省略する量子化手段と、
上記量子化手段において量子化された直流成分および交
流成分と、上記判定手段において上記所定の値であるこ
とが判定された交流成分との両方または一方を含んだ、
上記入力画像データの２次元離散コサイン変換結果に対
して、所定のエントロピー符号化処理を行うエントロピ
ー符号化手段とを有する。

【００１３】本発明の第３の観点に係る画像データ圧縮
装置によれば、上記第１の離散コサイン変換手段におい
て、行列状に画素が配列された画像の画像データが入力
され、当該画像データの行方向の１次元画像データが離
散コサイン変換されて、それぞれの行に対応する行デー
タが生成される。上記データ抽出手段において、上記生
成された行データを上記入力画像データのそれぞれの行
に対応付けて並べた行列データから、当該行列データの
それぞれの列に対応する列データが抽出される。上記判
定手段において、上記抽出された列データに含まれる各
データの合計値に応じて、当該列データを離散コサイン
変換した場合における交流成分の最大値が推定され、当
該推定値と、当該列データの交流成分に対する所定の最
小量子化値とが比較され、当該比較結果に応じて、当該
列データの交流成分を量子化した後の値が所定の値とな
るか否かが判定される。上記第２の離散コサイン変換手
段において、上記抽出された列データが離散コサイン変
換され、それぞれの列の直流成分および交流成分が演算
されるとともに、上記判定手段の判定結果に応じて、上
記交流成分の演算処理が省略される。上記演算されたそ
れぞれの列の直流成分および交流成分は、上記量子化手
段において、上記最小量子化値を含む所定の量子化値に
量子化されるとともに、上記判定手段の判定結果に応じ
て、上記交流成分の量子化処理が省略される。上記量子
化手段において量子化された直流成分および交流成分
と、上記判定手段において上記所定の値であることが判
定された交流成分との両方または一方を含んだ、上記入
力画像データの２次元離散コサイン変換結果に対して、
上記エントロピー符号化手段において所定のエントロピ
ー符号化処理が行われ、これにより、上記入力画像デー
タを圧縮符号化したデータが生成される。

【００１４】本発明の第４の観点に係る画像データ圧縮
方法は、行列状に画素が配列された画像の画像データを
入力し、当該画像データの行方向の１次元画像データを
離散コサイン変換して、それぞれの行に対応する行デー
タを生成するステップと、上記生成された行データを上
記入力画像データのそれぞれの行に対応付けて並べた行
列データから、当該行列データのそれぞれの列に対応す
る列データを抽出するステップと、上記抽出された列デ
ータを離散コサイン変換した場合における交流成分の最
大値を、当該列データに含まれる各データの合計値に応
じて推定し、当該推定値と、当該列データの交流成分に
対する所定の最小量子化値とを比較し、当該比較結果に
応じて、当該列データの交流成分を量子化した後の値が
所定の値となるか否かを判定するステップと、上記抽出
された列データを離散コサイン変換して、それぞれの列
の直流成分および交流成分を演算するとともに、上記判
定手段の判定結果に応じて上記交流成分の演算処理を省
略するステップと、上記演算されたそれぞれの列の直流
成分および交流成分を、上記最小量子化値を含む所定の
量子化値に量子化するとともに、上記判定ステップの判
定結果に応じて上記交流成分の量子化処理を省略するス
テップと、上記量子化された直流成分および交流成分
と、上記所定の値であることが判定された交流成分との
両方または一方を含んだ、上記入力画像データの２次元
離散コサイン変換結果に対して、所定のエントロピー符
号化処理を行うステップとを有する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実
施形態に係る画像データ圧縮装置の構成例を示す概略的
なブロック図である。図１に示す画像データ圧縮装置
は、第１のＤＣＴ部１、データ抽出部２、第２のＤＣＴ
部３、量子化部４、エントロピー符号化部５、および判
定部６を有する。

【００１６】第１のＤＣＴ部１は、行列状に画素が配列
された画像の画像データＤｉｎを入力し、この入力した
画像データＤｉｎの行方向の１次元画像データに対して
それぞれ１次元ＤＣＴを行い、１次元画像データごとに
１本の１次元ＤＣＴ係数のデータ列（行データ）を生成
する。例として８×８画素ブロックの画像データＤｉｎ
が入力される場合について説明すると、第１のＤＣＴ部
１は、この画素ブロックの１行を構成する８画素の１次
元画像データに対して１次元ＤＣＴを行い、１次元画像
データごとに８個の１次元ＤＣＴ係数からなる１本の行
データを生成する。

【００１７】データ抽出部２は、第１のＤＣＴ部１にお
いて生成された行データを画像データＤｉｎのそれぞれ
の行に対応付けて並べた場合にできる行列データから、
この行列データのそれぞれの列に対応する列データを抽
出する。例えば、８×８画素ブロックの画像データＤｉ
ｎに対して生成される８本の行データを、この画像デー
タＤｉｎのそれぞれの行に対応付けて並べることによ
り、８×８の行列データが構成される。データ抽出部２
は、この行列データのそれぞれの列に対応する８個の１
次元ＤＣＴ係数を、１本の列データとして抽出する。

【００１８】またデータ抽出部２は、例えば図１に示す
ように、データ格納部２０１と読み出し部２０２とを含
んだ構成にすることができる。データ格納部２０１は、
第１のＤＣＴ部１において生成された行データを一時的
に保持するためのユニットであり、少なくとも１単位ブ
ロックの画像（例えば８×８画素ブロック）に対応する
複数本の行データを保持する。読み出し部２０２は、デ
ータ格納部２０１に保持されている複数本の行データか
ら、上述した行列データの列データに相当する１次元Ｄ
ＣＴ係数のデータ列を抽出する。

【００１９】第２のＤＣＴ部３は、データ抽出部２にお
いて抽出された上述の列データに対してそれぞれ１次元
ＤＣＴを行い、画像データＤｉｎに対する２次元ＤＣＴ
係数を算出する。ただし、列データの１次元ＤＣＴの結
果として算出される２次元ＤＣＴ係数の交流成分が、次
段の量子化部４の量子化によって全てゼロになることが
後述の判定部６により判定された場合には、この列デー
タの１次元ＤＣＴ演算処理において、交流成分の演算処
理を省略する。同様に、列データの１次元ＤＣＴの結果
として算出される２次元ＤＣＴ係数の直流成分が、量子
化部４の量子化によってゼロになることが判定部６によ
り判定された場合には、この列データの１次元ＤＣＴ演
算処理において、直流成分の演算処理を省略する。

【００２０】量子化部４は、第２のＤＣＴ部３において
演算された各列の２次元ＤＣＴ係数を、個々の２次元Ｄ
ＣＴ係数に対して予め定められている量子化値に量子化
する。なお、ここでいう量子化値とは量子化の結果とし
て設定される値のことである。量子化部４は、第２のＤ
ＣＴ部３において演算された個々の２次元ＤＣＴ係数に
対し、それぞれ予め設定された所定の複数の量子化値の
中から最も近い量子化値を割り当てる。この所定の複数
の量子化値の中には、後述する判定部６において参照さ
れる最小量子化値が含まれる。また量子化値の間の幅
（量子化幅）は、例えば人間の視覚特性に合わせて、空
間周波数が高い成分ほど粗い量子化が行われるように定
められる。

【００２１】エントロピー符号化部５は、量子化部４に
おいて量子化された２次元ＤＣＴ係数と、後述の判定部
６において値がゼロであることが判定された２次元ＤＣ
Ｔ係数とを含んだ、画像データＤｉｎの２次元ＤＣＴ係
数の行列を対象として、例えばハフマン符号化や算術符
号化などの所定のエントロピー符号化処理を行う。

【００２２】判定部６は、データ抽出部２において抽出
される列データに１次元ＤＣＴ演算を行った結果として
算出される２次元ＤＣＴ係数の交流成分が、量子化部４
の量子化処理によって全てゼロになるか否かを予め判定
するユニットである。まず、列データに含まれるそれぞ
れの１次元ＤＣＴ係数を合計し、その合計値に応じて、
この列における２次元ＤＣＴ係数の交流成分の最大値を
推定する。そして、この推定した交流成分と最大値と、
この列の２次元ＤＣＴ係数の交流成分に対して量子化部
４が予め設定している量子化値のうち最もゼロに近い最
小の量子化値とを比較することにより、量子化後の値が
ゼロになるか否かを判定する。もし、交流成分の最大値
がこの最小量子化値に到達せずゼロに量子化されれば、
これより値が小さい他の交流成分も全てゼロに量子化さ
れることが判明する。

【００２３】ここで、列データに含まれるそれぞれの１
次元ＤＣＴ係数を合計した値から、この列における２次
元ＤＣＴ係数の交流成分の最大値を推定する具体的な方
法について述べる。以下に、２次元ＤＣＴの一般的な式
を示す。

【００２４】

【数１】

【００２５】上式において、符号ｘおよび符号ｙは、画
像平面上における各画素のｘ方向およびｙ方向の位置に
対応した整数値を示し、符号ｆ（ｘ，ｙ）は、位置
（ｘ，ｙ）における画素値を示す。符号ｕおよび符号ｖ
は、それぞれｘ方向およびｙ方向の空間周波数に対応す
る整数値を示し、符号Ｆ（ｕ，ｖ）は、空間周波数
（ｕ，ｖ）における２次元ＤＣＴ係数を示す。このＤＣ
Ｔ係数は、図１の画像データ圧縮装置において、第２の
ＤＣＴ部３から出力される２次元ＤＣＴ係数に対応す
る。符号Ｎは、２次元ＤＣＴの対象となる画素ブロック
の縦および横のサイズに対応する整数値を示す。符号Ｃ
（ｕ）および符号Ｃ（ｖ）は、式（２）で示す値を有し
た定数を示す。

【００２６】また、式（１）に示す２次元ＤＣＴ係数Ｆ
（ｕ，ｖ）は、次式に示すように、ｘ方向およびｙ方向
に関する独立な２つの１次元ＤＣＴに分けて演算するこ
とができる。

【００２７】

【数２】

【００２８】ただし、式（３）において、符号ｔ（ｕ，
ｙ）は、Ｎ×Ｎ画素ブロックに対するｘ方向の１次元Ｄ
ＣＴにより生成される１次元ＤＣＴ係数を示す。これ
は、図１の画像データ圧縮装置において、第１のＤＣＴ
部１から出力される個々の１次元ＤＣＴ係数に対応す
る。また、Ｎ個の１次元ＤＣＴ係数の組｛ｔ（０，
ｙ），…，ｔ（Ｎ−１，ｙ）｝は、第１のＤＣＴ部１か
ら出力される上述の行データに対応する。Ｎ個の１次元
ＤＣＴ係数の組｛ｔ（ｕ，０），…，ｔ（ｕ，Ｎ−
１）｝は、データ抽出部２において抽出される上述の列
データに対応する。

【００２９】さて、式（４）におけるコサイン関数の項
は、空間周波数ｖがゼロでない場合、すなわち交流成分
の場合に、ｙ＝０とｙ＝Ｎ−１との中心点から対称な位
置にある項の絶対値が互いに等しくなる。すなわち整数
ｋ（０≦ｋ≦Ｎ−１）に対し、ｙ＝ｋとｙ＝Ｎ−ｋ−１
とにおけるコサイン関数項は、その絶対値が互いに等し
くなる。さらに、空間周波数ｖの値が奇数の場合、上述
のような中心対称の位置にある２つのコサイン関数項
は、絶対値が等しく正負の符号が逆になる。したがって
この場合、ｙ＝０，…，Ｎ−１のコサイン関数項を足し
合わせると、絶対値が等しく正負の符号が逆の項同士が
相殺し合うため、その合計値はゼロになる。

【００３０】また、空間周波数ｖの値が偶数の場合、上
述のような中心対称の位置にある２つのコサイン関数項
は、絶対値が等しく同一の符号になる。ただし、画像サ
イズＮが２のべき乗の値に設定されている場合には、上
述とは別の中心点がｙ＝０とｙ＝Ｎ−１との間に複数存
在し、それらの中心点から対称な位置にある２つのコサ
イン関数項について、絶対値が等しく逆符号となる関係
が成立する。したがってこの場合にも、ｙ＝０，…，Ｎ
−１のコサイン関数項を足し合わせた合計値はゼロにな
る。

【００３１】そこで、式（４）に対し、列データ｛ｔ
（ｕ，０），…，ｔ（ｕ，Ｎ−１）｝の各項から同一の
値、例えば列データの平均値Ａ（ｕ）をそれぞれ引き算
するような変更を加えるものとすると、これらに上述の
コサイン関数項をそれぞれ掛け合わせて合算する際に、
絶対値が等しく符号が逆の項同士が相殺し合うため、結
果として平均値Ａ（ｕ）の項が消去され、その演算結果
は式（４）と同じになる。すなわち、以下の式が成立す
る。

【００３２】

【数３】

【００３３】式（５）において、コサイン関数項の値を
全て値１とし、さらに１次元ＤＣＴ係数ｔ（ｕ，ｙ）と
平均値Ａ（ｕ）との差をその絶対値に置き換えた場合、
その値Ｆｍａｘは２次元ＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）より必
ず大きな値となり、以下の式が成立する。

【００３４】

【数４】

【００３５】式（７）および式（８）から分かるよう
に、データ抽出部２において抽出された列データに含ま
れる各データの平均値Ａ（ｕ）を算出し、この平均値Ａ
（ｕ）と列データに含まれる各データとの差の絶対値を
それぞれ算出し、この算出した絶対値を合計した値に、
係数｛√（２／Ｎ）×Ｃ（ｖ）｝を乗じることによっ
て、各列の２次元ＤＣＴ係数の交流成分が決して超える
ことのない値Ｆｍａｘが求められる。この値Ｆｍａｘを
もって、交流成分の最大値が推定される。

【００３６】以上は交流成分の量子化後の値に関する判
定方法の説明であるが、各列データの直流成分の量子化
後の値についても、交流成分の場合と同様に、列データ
に含まれる各データの合計値に応じて判定することがで
きる。２次元ＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）の直流成分は、式
（４）において空間周波数ｖの値をゼロに設定したもの
であり、次式のように表される。

【００３７】

【数５】

【００３８】式（９）から分かるように、データ抽出部
２において抽出された列データに含まれる各データの合
計値を算出し、これに定数｛１／√Ｎ｝を乗じた値とし
て、各列の直流成分を求めることができる。このように
して求めた各列の直流成分と、量子化部４が列ごとに定
めている直流成分の最小の量子化値とを比較することに
より、直流成分の量子化後の値がゼロになるか否かを列
ごとに判定することができる。

【００３９】上述した判定部６の具体的な構成の一例と
して、８×８画素ブロックの画像データが処理される場
合の判定部６の一例を、図２の概略的なブロック図を参
照して説明する。図２の例に示す判定部６は、加算部６
０１、直流成分演算部６０２、比較部６０３、平均値演
算部６０４、引き算部６０５〜引き算部６１２、加算部
６１３、交流成分演算部６１４、および比較部６１５を
有する。

【００４０】加算部６０１は、データ抽出部２において
抽出された列データ｛ＣＤ１，…，ＣＤ７｝を加算し、
その合計値ｓｕｍを直流成分演算部６０２および平均値
演算部６０４に出力する。

【００４１】直流成分演算部６０２は、列データの合計
値ｓｕｍに所定の係数ｋ＝１／（２√２）を乗算し、そ
の乗算結果の絶対値ｄｃ＿ｖａｌを算出する。絶対値ｄ
ｃ＿ｖａｌは、式（９）の直流成分Ｆｄｃの絶対値に相
当し、係数ｋは、この式（９）における係数｛１／√
Ｎ｝において、Ｎ＝８としたものである。

【００４２】図３は、直流成分演算部６０２の一構成例
を示す概略的なブロック図である。この例に示す直流成
分演算部６０２は、セレクタ６０２ａおよび乗算回路６
０２ｂを有する。セレクタ６０２ａには、正の係数ｋお
よび負の係数−ｋが入力されており、合計値ｓｕｍの符
号を表すビット（図の例ではＭＳＢ）に応じて、何れか
一方の係数を選択する。乗算回路６０２ｂは、セレクタ
６０２ａから出力される係数と合計値ｓｕｍとを乗算
し、直流成分の絶対値ｄｃ＿ｖａｌとして出力する。例
えば合計値ｓｕｍが負の場合、ＭＳＢは値１となり、セ
レクタ６０２ａにおいて負の係数−ｋが選択される。こ
の負の係数−ｋと負の合計値ｓｕｍとが乗算回路６０２
ｂにおいて乗算されることにより、正の値が出力され
る。合計値ｓｕｍが正の場合には、セレクタ６０２ａに
おいて正の係数ｋが選択され、これと正の合計値ｓｕｍ
とが乗算されることにより、正の値が出力される。

【００４３】比較部６０３は、直流成分演算部６０２か
ら出力される直流成分の絶対値ｄｃ＿ｖａｌと、列ごと
に定められた直流成分の最小量子化値ｄｃ＿ｑとを比較
し、この比較結果に応じて、直流成分の量子化後の値が
ゼロになるか否かを示す直流成分判定値ｄｃ＿ｅｎを出
力する。

【００４４】図４は、比較部６０３の一構成例を示す概
略的なブロック図である。この例に示す比較部６０３
は、ビットシフト回路６０３ａおよび引き算回路６０３
ｂを有する。ビットシフト回路６０３ａは、直流成分の
最小量子化値ｄｃ＿ｑを右に１ビットシフトさせ、これ
により最小量子化値ｄｃ＿ｑの半分の値（ｄｃ＿ｑ／
２）を求めている。引き算回路６０３ｂは、直流成分の
絶対値ｄｃ＿ｖａｌから、ビットシフト回路６０３ａに
おいて算出された最小量子化値ｄｃ＿ｑの半分の値（ｄ
ｃ＿ｑ／２）を引き算し、そのＭＳＢを直流成分判定値
ｄｃ＿ｅｎとして出力する。

【００４５】直流成分が量子化後にゼロになる場合、直
流成分の絶対値ｄｃ＿ｖａｌは最小量子化値ｄｃ＿ｑの
半分の値（ｄｃ＿ｑ／２）より小さくなり、ｄｃ＿ｖａ
ｌ＜ｄｃ＿ｑ／２が成立する。この場合、引き算回路６
０３ｂの出力は負の値となり、符号ビットのＭＳＢであ
る直流成分判定値ｄｃ＿ｅｎは値１になる。一方、直流
成分が量子化後にゼロにならない場合には、引き算回路
６０３ｂの出力は正の値となり、直流成分判定値ｄｃ＿
ｅｎは値０になる。

【００４６】平均値演算部６０４は、加算部６０１から
出力される列データの合計値ｓｕｍを、列データのデー
タ数である値８で割り算し、これを平均値ａｖｅとして
出力する。平均値ａｖｅは、式（６）の平均値Ａ（ｕ）
に相当する値である。

【００４７】図５は、平均値演算部６０４の一構成例を
示す概略的なブロック図である。この例に示す平均値演
算部６０４は、セレクタ６０４ａ、加算回路６０４ｂ、
およびビットシフト回路６０４ｃを有する。セレクタ６
０４ａは、定数‘０１１’および定数‘１００’（いず
れも２進数を示す）を入力し、合計値ｓｕｍの符号ビッ
トの値に応じて、何れか一方の値を選択する。加算回路
６０４ｂは、列データの合計値ｓｕｍと、セレクタ６０
４ａにおいて選択された定数とを加算する。ビットシフ
ト回路６０４ｃは、加算回路６０４ｂの加算結果を右に
３ビットシフトさせ、加算結果を値８で割ることによ
り、平均値ａｖｅを算出する。

【００４８】定数‘０１１’および定数‘１００’は、
平均値ａｖｅの四捨五入を行うための定数である。加算
回路６０４ｂによる定数の加算処理がなければ、ビット
シフト回路６０4ｃによるビットシフトによって、平均
値ａｖｅの最下位ビットには合計値ｓｕｍの下位４ビッ
ト目のデータがそのままシフトされる。一方、加算回路
６０４ｂにおいてこれらの定数と合計値ｓｕｍとが加算
され、これにより下位３ビット目から４ビット目へ桁上
がりが生じると、この加算結果を右へ３ビットシフトし
て得られる平均値ａｖｅは、その最下位ビットに桁上が
り値１が加算される。したがって、加算する定数の値を
適切に設定することによって、四捨五入を行った場合と
同等の結果を得ることができる。

【００４９】正のデータが右へビットシフトされると、
シフトされた下位ビットの値は切り捨てられてしまい、
四捨五入による切り上げが生じる場合に比べて値が小さ
くなる。そこで、例えば正の定数‘１００’をシフト前
の正データに加算させると、その正データの下位３ビッ
トが値‘１００’〜値‘１１１’の場合に、下位３ビッ
ト目から４ビット目へ桁上がりを生じさせることができ
る。これにより、四捨五入による切り上げが実現され
る。

【００５０】また、負のデータが右へビットシフトされ
ると、シフトされた下位ビットの値は切り上げられてし
まい、四捨五入による切り上げが生じない場合に比べ
て、その値（絶対値）が大きくなる。そこで、例えば正
の値‘０１１’をシフト前の負データに加算させると、
その負データの下位３ビットが値‘１１１’〜値‘１０
１’の場合に、下位３ビット目から４ビット目へ桁上が
りを生じさせることができる。負数の場合、ＬＳＢに値
１が加算されることによって絶対値が小さくなるので、
結果として、四捨五入による切り捨てが実現される。

【００５１】引き算部６０５〜引き算部６１２は、列デ
ータを構成するそれぞれの１次元ＤＣＴ係数ＣＤ０〜１
次元ＤＣＴ係数ＣＤ７と、平均値演算部において算出さ
れた平均値ａｖｅとの差の絶対値を算出し、これを引き
算値ＳＤ０〜引き算値ＳＤ７として出力する。引き算値
ＳＤ０〜引き算値ＳＤ７は、式（７）における絶対値の
項に相当する。

【００５２】図６は、平均値演算部６０５の一構成例を
示す概略的なブロック図である。この例に示す平均値演
算部６０５は、引き算回路６０５ａ、引き算回路６０５
ｂ、およびセレクタ６０５ｃを有する。引き算回路６０
５ａにおいて、平均値ａｖｅから１次元ＤＣＴ係数ＣＤ
０が減算され、引き算回路６０５ｂにおいては、その逆
に１次元ＤＣＴ係数ＣＤ０から平均値ａｖｅが減算され
る。引き算回路６０５ａおよび引き算回路６０５ｂの引
き算結果のうちの何れか一方が、引き算回路６０５ｂの
引き算結果の符号に応じてセレクタ６０５ｃにより選択
され、引き算値ＳＤ０として出力される。引き算回路６
０５ｂの引き算結果が負の場合、すなわち符号ビット
（ＭＳＢ）が値１の場合、これと逆の符号、すなわち正
の符号を有した引き算回路６０５ａの引き算結果が選択
される。引き算回路６０５ｂの引き算結果が正の場合に
は、その引き算結果が選択される。したがって、引き算
値ＳＤ０は常に正の符号を有する。他の引き算部６０６
〜引き算部６１２についても、図６と同等の構成にする
ことが可能である。

【００５３】加算部６１３は、引き算部６０５〜引き算
部６１２から出力される引き算値ＳＤ０〜引き算値ＳＤ
７を加算し、その合計値ａｂｓ＿ｓｕｍを出力する。

【００５４】交流成分演算部６１４は、引き算値ＳＤ０
〜引き算値ＳＤ７の合計値ａｂｓ＿ｓｕｍを値２で割り
算し、交流成分の最大値ａｃ＿ｍａｘとして出力する。
この交流成分の最大値ａｃ＿ｍａｘは式（７）で示す値
Ｆｍａｘに相当し、割り算値２は、この式（７）におけ
る係数｛√（２／Ｎ）｝においてＮ＝８としたものであ
る。

【００５５】図７は、交流成分演算部６１４の一構成例
を示す概略的なブロック図である。図７の例によれば、
合計値ａｂｓ＿ｓｕｍと値１とが加算回路６１４ａにお
いて加算され、この加算結果がビットシフト部６１４ｂ
において右に１ビットシフトされることにより、値２で
割り算された交流成分の最大値ａｃ＿ｍａｘが算出され
る。なお、加算回路６１４ａにおいて加算される値１
は、割り算結果の四捨五入を実現するためのものであ
る。

【００５６】比較部６１５は、交流成分演算部６１４か
ら出力される交流成分の最大値ａｃ＿ｍａｘと、各列で
最も小さい交流成分の量子化値ａｃ＿ｑとを比較する。
そして、この比較結果に応じて、交流成分の量子化後の
値が全てゼロになるか否かを示す交流成分判定値ａｃ＿
ｅｎを出力する。

【００５７】図８は、比較部６１５の一構成例を示す概
略的なブロック図である。この例に示す比較部６１５
は、ビットシフト回路６１５ａおよび引き算回路６１５
ａを有する。ビットシフト回路６１５ａは、交流成分の
最初量子化値ａｃ＿ｑを右に１ビットシフトさせ、これ
により最小量子化値ａｃ＿ｑの半分の値（ａｃ＿ｑ／
２）を求めている。引き算回路６１５ｂは、交流成分の
最大値ａｃ＿ｖａｌから、ビットシフト回路６１５ａに
おいて算出された最小量子化値ａｃ＿ｑの半分の値（ａ
ｃ＿ｑ／２）を引き算し、そのＭＳＢを交流成分判定値
ａｃ＿ｅｎとして出力する。これらの構成は、図４に示
す比較部６０３と同等であり、その動作も同じである。
したがって、交流成分が量子化後にゼロになる場合、ａ
ｃ＿ｍａｘ＜ａｃ＿ｑ／２が成立して、交流成分判定値
ａｃ＿ｅｎは値１になる。交流成分の量子化値が全てゼ
ロにならない場合には、引き算回路６１５ｂの出力が正
となり、交流成分判定値ａｃ＿ｅｎは値０になる。

【００５８】ここで、図２の例に示す判定部６の具体的
な判定動作の例を説明する。以下の具体例では、判定が
行われる列における直流成分の最小量子化値ｄｃ＿ｑが
値４８、交流成分の最小量子化値が値６４であり、入力
画像データＤｉｎのブロックサイズは８×８とする。ま
た、演算結果の小数点以下は四捨五入する。

【００５９】判定部６に入力される列データ（ＣＤ０，
…，ＣＤ７）が（４，８，３，１３，９， −５， −６，
−２３）の場合、加算部６０１の合計値ｓｕｍは、ｓｕｍ＝４＋８＋３＋１３＋９−５−６−２３＝
３直流成分の絶対値ｄｃ＿ｖａｌは、ｄｃ＿ｖａｌ＝｜ｓｕｍ／２√２｜＝０平均値ａｖｅは、ａｖｅ＝ｓｕｍ／８＝０加算部６１３の合計値ａｂｓ＿ｓｕｍは、ａｂｓ＿ｓｕｍ＝｜４−０｜＋｜８−０｜＋｜３−０｜＋｜１３−０｜＋｜９−０｜＋｜−５−０｜＋｜−６−０｜＋｜−２３−０｜＝４＋８＋３＋１３＋９＋５＋６＋２３＝７１交流成分の最大値ａｃ＿ｍａｘは、ａｃ＿ｍａｘ＝ａｂｓ＿ｓｕｍ／２＝３６となる。ここで、直流成分の絶対値ｄｃ＿ｖａｌについ
てｄｃ＿ｖａｌ＝０＜ｄｃ＿ｑ／２（＝４８／
２）が成立するため、この列の直流成分の量子化値はゼロに
なることが判定される。したがって、この列の１次元Ｄ
ＣＴ演算においては直流成分の演算処理が省略され、さ
らにこの直流成分に対する量子化部４の量子化処理も省
略される。一方、交流成分の最大値ａｃ＿ｍａｘについ
ては、ａｃ＿ｍａｘ＝３６＞ａｃ＿ｑ／２（＝６４
／２）が成立するため、この列の交流成分の量子化値はゼロに
ならないことが判定される。したがって、この列の１次
元ＤＣＴ演算において交流成分の演算処理は省略され
ず、その量子化処理も省略されない。

【００６０】また、判定部６に入力される列データ（Ｃ
Ｄ０，…，ＣＤ７）が（−８， −４， −２，５，８，１，３，
−７）の場合、加算部６０１の合計値ｓｕｍは、ｓｕｍ＝ −８−４−２＋５＋８＋１＋３−８＝
−５直流成分の絶対値ｄｃ＿ｖａｌは、ｄｃ＿ｖａｌ＝｜−５／２√２｜＝１平均値ａｖｅは、ａｖｅ＝ −５／８＝ −１加算部６１３の合計値ａｂｓ＿ｓｕｍは、ａｂｓ＿ｓｕｍ＝｜−８＋１｜＋｜−４＋１｜＋｜−２＋１｜＋｜５＋１｜＋｜８＋１｜＋｜１＋１｜＋｜３＋１｜＋｜−７＋１｜＝７＋３＋１＋６＋９＋２＋４＋６＝３８交流成分の最大値ａｃ＿ｍａｘは、ａｃ＿ｍａｘ＝ａｂｓ＿ｓｕｍ／２＝１９となる。ここで、直流成分の絶対値ｄｃ＿ｖａｌについ
てｄｃ＿ｖａｌ＝１＜ｄｃ＿ｑ／２（＝４８／
２）が成立するため、この列の直流成分の量子化値はゼロに
なることが判定される。また、交流成分の最大値ａｃ＿
ｍａｘについても、ａｃ＿ｍａｘ＝１９＜ａｃ＿ｑ／２（＝６４
／２）が成立するため、この列の交流成分の量子化値はゼロに
なることが判定される。したがって、この列に対する１
次元ＤＣＴ演算および量子化処理は全て省略される。

【００６１】次に、上述した構成を有する図１の画像デ
ータ圧縮装置の動作例について、図９のフローチャート
を参照して説明する。ステップＳＴ１およびステップＳＴ２：行列状に画素が
配列された画素ブロックの画像データＤｉｎが第１のＤ
ＣＴ部１に入力され、その行方向の１次元画像データに
対して１次元ＤＣＴが行われる。これにより、行方向の
１次元画像データに対応する１次元ＤＣＴ係数の行デー
タが生成される。生成された行データは、データ抽出部
２のデータ格納部２０１に順次格納される（ステップＳ
Ｔ１）。この行方向の１次元ＤＣＴ演算は、画素ブロッ
クの全ての行に対応する行データが得られるまで行われ
る（ステップＳＴ２）。

【００６２】ステップＳＴ３〜ステップＳＴ７：ステッ
プＳＴ１およびステップＳＴ２において画素ブロックの
全ての行に対応する行データがデータ格納部２０１に格
納されると、次に、この複数の行データは、画素ブロッ
クのそれぞれの行に対応付けて並べられた行列データと
して読み出し部２０２にアクセスされる。そして、この
行列データのそれぞれの列に対応する列データが、デー
タ格納部２０１から順次抽出される（ステップＳＴ
３）。

【００６３】データ抽出部２おいて順次抽出される列デ
ータに対し、その１次元ＤＣＴ演算の結果として算出さ
れる交流成分および直流成分が、量子化部４における量
子化の結果においてゼロになるか否かそれぞれ判定され
る（ステップＳＴ４）。

【００６４】例えば図２の例を参照してこの判定動作を
説明すると、まず加算部６０１において、列データに含
まれる各データの合計値ｓｕｍが算出され、この合計値
ｓｕｍに応じて、直流成分の絶対値ｄｃ＿ｖａｌが算出
される。次いで、直流成分の絶対値ｄｃ＿ｖａｌと、列
ごとに定められた直流成分の量子化値ｄｃ＿ｑとが比較
され、この比較結果に応じて、直流成分の量子化後の値
がゼロになるか否かが判定される。交流成分に関する判
定では、加算部６０１の合計値ｓｕｍに応じて、列デー
タに含まれる１次元ＤＣＴ係数ＣＤ０〜１次元ＤＣＴ係
数ＣＤ７の平均値ａｖｅが算出される。次いで、この平
均値ａｖｅと、列データに含まれる１次元ＤＣＴ係数
（ＣＤ０〜ＣＤ７）との差の絶対値（ＳＤ０〜ＳＤ７）
がそれぞれ算出され、その合計値ａｂｓ＿ｓｕｍが算出
される。この合計値ａｂｓ＿ｓｕｍに所定の係数を乗算
して算出される交流成分の最大値ａｃ＿ｍａｘと、列ご
とに定められた交流成分の最小の量子化値ａｃ＿ｑとが
比較され、この比較結果に応じて、交流成分の量子化後
の値が全てゼロになるか否かが判定される。

【００６５】判定部６の判定がなされた列データに対し
て、次に、第２のＤＣＴ部３において１次元ＤＣＴが行
われる。これにより、結果として、画像データＤｉｎに
対する２次元ＤＣＴ係数が算出される（ステップＳＴ
５）。ただし、この列データに対する１次元ＤＣＴは、
判定部６の判定結果に応じてその演算の一部または全部
が省略される。すなわち、判定部６の判定結果におい
て、直流成分の量子化後の値がゼロになることが判定さ
れた場合、この判定がなされた列データに対する１次元
ＤＣＴ演算において、直流成分の演算処理が省略され
る。交流成分の量子化後の値が全てゼロになることが判
定された場合には、この判定がなされた列データに対す
る交流成分の演算処理が省略される。

【００６６】第２のＤＣＴ部３において算出された各列
の２次元ＤＣＴ係数は、次に量子化部４において、個々
の２次元ＤＣＴ係数に対応して予め定められている量子
化値に量子化される（ステップＳＴ６）。ただし、この
量子化処理においても、列データに対する１次元ＤＣＴ
演算と同様に、判定部６の判定結果に応じてその量子化
処理の一部または全部が省略される。すなわち、判定部
６の判定結果において、直流成分の量子化後の値がゼロ
になることが判定された場合、この判定がなされた列の
２次元ＤＣＴ係数のうちの直流成分に対する量子化処理
が省略される。交流成分の量子化後の値が全てゼロにな
ることが判定された場合には、この判定がなされた列の
２次元ＤＣＴ係数のうちの交流成分に対する量子化処理
が省略される。

【００６７】列データの抽出処理（ステップＳＴ３）
と、その列データに対する判定処理（ステップＳＴ
４）、１次元ＤＣＴ演算（ステップＳＴ５）および量子
化処理（ステップＳＴ６）は、入力画像データＤｉｎに
対応する全ての列データに対して行われる（ステップＳ
Ｔ７）。

【００６８】ステップＳＴ８：入力画像データＤｉｎに
対応する全ての列データに対してステップＳＴ３〜ステ
ップＳＴ６の処理が行われることにより、量子化部４で
量子化された非ゼロの２次元ＤＣＴ係数と、判定部６で
判定されたゼロの２次元ＤＣＴ係数との両方または一方
を含んだ２次元ＤＣＴ係数の行列が得られる。この２次
元ＤＣＴ係数の行列に対して、次に、例えばハフマン符
号化や算術符号化などの所定のエントロピー符号化処理
がエントロピー符号化部５において行われる。これによ
り、入力画像データＤｉｎに対応した圧縮符号化データ
が生成される。

【００６９】次に、上述した図１および図２の構成を有
する画像データ圧縮装置に対して、図１０および図１１
に示す画像データを適用した場合における判定部６の判
定結果をシミュレーションした例について説明する。な
お、量子化部４における量子化値、およびエントロピー
符号化部５におけるハフマン符号は、ＪＰＥＧ規格のＡ
ｎｎｅｘＫに記載のものを用いた。

【００７０】図１０の画像データは、６００個のＭＣＵ
（Minimum Coded Unit：８×８画素ブロック）を含み、
輝度信号（Ｙ）とクロマ信号（Ｃｒ，Ｃｂ）との周波数
サンプリング比（ＹＣｒＣｂ比）が（４：２：２）であ
る。また、ハフマン符号化後における１ピクセルあたり
のビット数は０．７３［ｂｐｐ］である。この画像デー
タにおいて、全部で１９２００列の列データが判定部６
の判定対象となり、その判定結果は、直流成分がゼロに
なる列データが１２８２１列（全体の約６７％）、交流
成分が全てゼロになる列データが１２２９０列（全体の
約６４％）となった。したがって、６７％×（１／８）
＋６４％×（７／８）より、約６５％の演算を省略でき
ることが分かる。

【００７１】また、図１１の画像データは、ＭＣＵ数が
２００個、ＹＣｒＣｂ比が（４：２：２）、ハフマン符
号化後における１ピクセルあたりのビット数が０．７２
［ｂｐｐ］である。この画像データにおいて、全部で６
４００列の列データが判定部６の判定対象となり、その
判定結果は、直流成分がゼロになる列データが４０４４
列（全体の約６３％）、交流成分が全てゼロになる列デ
ータが３２８５列（全体の約５２％）となった。したが
って、６３％×（１／８）＋５２％×（７／８）より、
約５４％の演算を省略できることが分かる。

【００７２】これらのシミュレーション結果から、自然
画像を１／１０程度に圧縮する場合において、第２のＤ
ＣＴ部３および量子化部４における演算の５０％以上が
省略可能であり、これらのブロックの消費電力を半減で
きることが推測される。

【００７３】ここで、第２のＤＣＴ部３および量子化部
４における演算処理を、図２に示す判定部６を用いて省
略する場合と、このような判定部６による判定処理を行
わない場合とで、どのくらい演算量が違うかを具体的に
考察する。

【００７４】まず、判定部６の判定処理を行わない場合
について考える。１本の列データに対する１次元ＤＣＴ
演算において、直流成分の演算には８回の加算が必要で
ある。交流成分の演算には、７個のＤＣＴ係数について
それぞれ８回の乗算と８回の加算が必要であるので、合
計５６回の加算と５６回の乗算が必要である。また、Ｄ
ＣＴ係数の量子化においては、量子化幅の逆数が乗算さ
れるものと考えると、直流成分に対して１回の乗算が必
要であり、交流成分に対して７回の乗算が必要である。
このことから、第２のＤＣＴ部３および量子化部４にお
いて、直流成分の演算には８回の加算と１回の乗算が必
要であり、交流成分の演算には、５６回の加算と６３回
の乗算が必要であることが分かる。

【００７５】図２に示す判定部６において判定処理を行
う場合には、上述した第２のＤＣＴ部３および量子化部
４の演算とは別に、判定部６の演算が加わる。図２〜図
８を参照して、加算部６０１、直流成分演算部６０２、
比較部６０３、平均値演算部６０４、引き算部６０５〜
引き算部６１２、加算部６１３、交流成分演算部６１
４、および比較部６１５の加算回数および乗算回数をま
とめると、以下のようになる。

【００７６】

【表１】

【００７７】この表から、判定部６において３６回の加
算と１回の乗算が必要であることが分かる。

【００７８】ここで、全ての列データのうち割合Ｋｄｃ
の列データにおいて直流成分の量子化値がゼロになり、
割合Ｋａｃの列データにおいて交流成分の量子化値がゼ
ロになるものとすると、第２のＤＣＴ部３、量子化部
４、および判定部６における加算回数は、８×（１−Ｋｄｃ）＋５６×（１−Ｋａｃ）＋３６となり、乗算回数は１×（１−Ｋｄｃ）＋６３×（１−Ｋａｃ）＋１となる。上述したシミュレーション結果から、割合Ｋｄ
ｃおよび割合Ｋａｃが共に０．５であるであるとする
と、加算回数は６８回、乗算回数は３３回となる。

【００７９】したがって、図２に示す判定部６において
判定処理を行う場合、これを行わない場合に比べて加算
回数は若干増えるが、乗算回数は約半分に減らすことが
できることが推測される。

【００８０】以上説明したように、図１に示す画像デー
タ圧縮装置によれば、２次元ＤＣＴ演算において、入力
画像データＤｉｎの行方向の１次元画像データに１次元
ＤＣＴ演算を行った結果に対して列方向の１次元ＤＣＴ
を行う際に、この列方向の１次元ＤＣＴ後に行われる量
子化処理によってゼロに量子化される直流成分および交
流成分を予め判定し、この判定結果に応じて、列方向の
１次元ＤＣＴ演算および量子化処理を省略するので、こ
れらの処理に要する消費電力を効果的に低減できる。

【００８１】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れない。例えば、上述した実施形態においては、画像デ
ータ圧縮装置に適用された２次元ＤＣＴ回路が一例とし
て示されているが、これを他の種々の装置に適用するこ
とも可能である。

【００８２】本発明の画像データ圧縮装置は、ＪＰＥＧ
方式やＭＰＥＧ方式のみならず、２次元ＤＣＴ回路を含
んだ他の種々画像データ圧縮装置に適用することができ
る。

【００８３】また、本発明に係る２次元ＤＣＴ回路およ
び画像データ圧縮装置は、その構成の一部または全部
を、上述の実施形態において説明した動作手順を含むプ
ログラムに応じて処理を実行するＤＳＰなどの処理装置
に置き換えて実現することも可能である。

【００８４】図９のフローチャートでは、行方向および
列方向の１次元ＤＣＴを行または列の数に応じて複数回
行う例を示しているが、この例に限定されず、例えば行
または列の１次元ＤＣＴ回路を複数設けることにより、
１次元ＤＣＴ演算の繰り返し回数を減らすこともでき
る。

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば、２次元ＤＣＴ演算や、
その演算結果に対する量子化処理にともなう消費電力を
効果的に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像データ圧縮装置の
構成例を示す概略的なブロック図である。

【図２】８×８画素ブロックの画像データが処理される
場合の判定部の一例を示す概略的なブロック図である。

【図３】直流成分演算部の一構成例を示す概略的なブロ
ック図である。

【図４】比較部の一構成例を示す概略的なブロック図で
ある。

【図５】平均値演算部の一構成例を示す概略的なブロッ
ク図である。

【図６】平均値演算部の一構成例を示す概略的なブロッ
ク図である。

【図７】交流成分演算部の一構成例を示す概略的なブロ
ック図である。

【図８】交流成分演算部の一構成例を示す概略的なブロ
ック図である。

【図９】図１の画像データ圧縮装置の動作例について説
明するためのフローチャートである。

【図１０】図２に示す判定部の判定結果をシミュレーシ
ョンするために用いた画像を示す第１の図である。

【図１１】図２に示す判定部の判定結果をシミュレーシ
ョンするために用いた画像を示す第２の図である。

【符号の説明】

１…第１のＤＣＴ部、２…データ抽出部、２０１…デー
タ格納部、２０２…読み出し部２０２、３…第２のＤＣ
Ｔ部、４…量子化部、５…エントロピー符号化部、６…
判定部６、６０１…加算部、６０２…直流成分演算部、
６０３，６１５…比較部、６０４…平均値演算部、６０
５〜６１２…引き算部、６１３…加算部、６１４…交流
成分演算部、６０２ａ，６０４ａ，６０５ｃ…セレク
タ、６０２ｂ…乗算回路、６０３ｂ，６０５ａ，６０５
ｂ，６１５ｂ…引き算回路、６０４ｂ，６１４ａ…加算
回路、６０３ａ，６０４ｃ…ビットシフト部。

フロントページの続きＦターム(参考） 5C059 KK15 KK49 MA00 MA23 MC11 MC38 ME02 ME11 TA41 TB13 TC04 TD02 TD03 TD12 UA02 5C078 BA57 CA31 DA01 DB07 5J064 AA04 BA09 BA16 BC01 BC08 BC09 BC16 BC25 BD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力される行列データの行方向のデータ
列を離散コサイン変換して、それぞれの行に対応する行
データを生成する第１の離散コサイン変換手段と、上記生成された行データを上記入力行列データのそれぞ
れの行に対応付けて並べた行列データから、当該行列デ
ータのそれぞれの列に対応する列データを抽出するデー
タ抽出手段と、上記抽出された列データを離散コサイン変換した場合に
おける交流成分の最大値を、当該列データに含まれる各
データの合計値に応じて推定し、当該推定値と、当該列
データの交流成分に対する所定の最小量子化値とを比較
し、当該比較結果に応じて、当該列データの交流成分を
量子化した後の値が所定の値となるか否かを判定する判
定手段と、上記抽出された列データを離散コサイン変換して、それ
ぞれの列の直流成分および交流成分を演算するととも
に、上記判定手段の判定結果に応じて上記交流成分の演
算処理を省略する第２の離散コサイン変換手段と、上記演算されたそれぞれの列の直流成分および交流成分
を、上記最小量子化値を含む所定の量子化値に量子化す
るとともに、上記判定手段の判定結果に応じて上記交流
成分の量子化処理を省略する量子化手段とを有する２次
元離散コサイン変換回路。
【請求項２】上記判定手段は、上記抽出された列デー
タに含まれる各データの平均値を算出し、当該算出した
平均値と当該列データに含まれる各データとの差の絶対
値をそれぞれ算出し、当該算出した絶対値を合計した値
に応じて、当該列データに対応する上記交流成分の最大
値を推定する、請求項１に記載の２次元離散コサイン変換回路。
【請求項３】上記判定手段は、上記抽出された列デー
タを離散コサイン変換した場合における直流成分の値
を、当該列データに含まれる各データの合計値に応じて
演算し、当該演算値と、当該列データの直流成分に対す
る所定の最小量子化値とを比較し、当該比較結果に応じ
て、当該列データの直流成分を量子化した後の値が所定
の値となるか否かを判定し、上記第２の離散コサイン変換手段は、上記判定手段の判
定結果に応じて上記直流成分の演算処理を省略し、上記量子化手段は、上記判定手段の判定結果に応じて上
記直流成分の量子化処理を省略する、請求項１に記載の２次元離散コサイン変換回路。
【請求項４】上記判定手段は、上記抽出された列デー
タに含まれる各データの合計値と所定の係数との乗算結
果に応じて、当該列データに対応する上記直流成分を演
算する、請求項３に記載の２次元離散コサイン変換回路。
【請求項５】入力される行列データの行方向のデータ
列を離散コサイン変換して、それぞれの行に対応する行
データを生成するステップと、上記生成された行データを上記入力行列データのそれぞ
れの行に対応付けて並べた行列データから、当該行列デ
ータのそれぞれの列に対応する列データを抽出するステ
ップと、上記抽出された列データを離散コサイン変換した場合に
おける交流成分の最大値を、当該列データに含まれる各
データの合計値に応じて推定し、当該推定値と、当該列
データの交流成分に対する所定の最小量子化値とを比較
し、当該比較結果に応じて、当該列データの交流成分を
量子化した後の値が所定の値となるか否かを判定するス
テップと、上記抽出された列データを離散コサイン変換して、それ
ぞれの列の直流成分および交流成分を演算するととも
に、上記判定ステップの判定結果に応じて上記交流成分
の演算処理を省略するステップと、上記演算されたそれぞれの列の直流成分および交流成分
を、上記最小量子化値を含む所定の量子化値に量子化す
るとともに、上記判定ステップの判定結果に応じて上記
交流成分の量子化処理を省略するステップとを有する２
次元離散コサイン変換方法。
【請求項６】上記判定ステップにおいて、上記抽出さ
れた列データに含まれる各データの平均値を算出し、当
該算出した平均値と当該列データに含まれる各データと
の差の絶対値をそれぞれ算出し、当該算出した絶対値を
合計した値に応じて、当該列データに対応する上記交流
成分の最大値を推定する、請求項５に記載の２次元離散コサイン変換方法。
【請求項７】上記判定ステップにおいて、上記抽出さ
れた列データを離散コサイン変換した場合における直流
成分の値を、当該列データに含まれる各データの合計値
に応じて演算し、当該演算値と、当該列データの直流成
分に対する所定の最小量子化値とを比較し、当該比較結
果に応じて、当該列データの直流成分を量子化した後の
値が所定の値となるか否かを判定し、上記列データを離散コサイン変換するステップにおい
て、上記判定ステップの判定結果に応じて上記直流成分
の演算処理を省略し、上記量子化ステップにおいて、上記判定ステップの判定
結果に応じて上記直流成分の量子化処理を省略する、請求項５に記載の２次元離散コサイン変換方法。
【請求項８】上記判定ステップにおいて、上記抽出さ
れた列データに含まれる各データの合計値と所定の係数
との乗算結果に応じて、当該列データに対応する上記直
流成分を演算する、請求項７に記載の２次元離散コサイン変換方法。
【請求項９】行列状に画素が配列された画像の画像デ
ータを入力し、当該画像データの行方向の１次元画像デ
ータを離散コサイン変換して、それぞれの行に対応する
行データを生成する第１の離散コサイン変換手段と、上記生成された行データを上記入力画像データのそれぞ
れの行に対応付けて並べた行列データから、当該行列デ
ータのそれぞれの列に対応する列データを抽出するデー
タ抽出手段と、上記抽出された列データを離散コサイン変換した場合に
おける交流成分の最大値を、当該列データに含まれる各
データの合計値に応じて推定し、当該推定値と、当該列
データの交流成分に対する所定の最小量子化値とを比較
し、当該比較結果に応じて、当該列データの交流成分を
量子化した後の値が所定の値となるか否かを判定する判
定手段と、上記抽出された列データを離散コサイン変換して、それ
ぞれの列の直流成分および交流成分を演算するととも
に、上記判定手段の判定結果に応じて上記交流成分の演
算処理を省略する第２の離散コサイン変換手段と、上記演算されたそれぞれの列の直流成分および交流成分
を、上記最小量子化値を含む所定の量子化値に量子化す
るとともに、上記判定手段の判定結果に応じて上記交流
成分の量子化処理を省略する量子化手段と、上記量子化手段において量子化された直流成分および交
流成分と、上記判定手段において上記所定の値であるこ
とが判定された交流成分との両方または一方を含んだ、
上記入力画像データの２次元離散コサイン変換結果に対
して、所定のエントロピー符号化処理を行うエントロピ
ー符号化手段とを有する画像データ圧縮装置。
【請求項１０】上記判定手段は、上記抽出された列デ
ータを離散コサイン変換した場合における直流成分の値
を、当該列データに含まれる各データの合計値に応じて
演算し、当該演算値と、当該列データの直流成分に対す
る所定の最小量子化値とを比較し、当該比較結果に応じ
て、当該列データの直流成分を量子化した後の値が所定
の値となるか否かを判定し、上記第２の離散コサイン変換手段は、上記判定手段の判
定結果に応じて上記直流成分の演算処理を省略し、上記量子化手段は、上記判定手段の判定結果に応じて上
記直流成分の量子化処理を省略し、上記エントロピー符号化手段は、上記量子化手段におい
て量子化された直流成分および交流成分と、上記判定手
段において上記所定の値であることが判定された直流成
分との両方または一方を含んだ、上記入力画像データの
２次元離散コサイン変換結果に対して、所定のエントロ
ピー符号化処理を行う、請求項９に記載の画像データ圧縮装置。
【請求項１１】行列状に画素が配列された画像の画像
データを入力し、当該画像データの行方向の１次元画像
データを離散コサイン変換して、それぞれの行に対応す
る行データを生成するステップと、上記生成された行データを上記入力画像データのそれぞ
れの行に対応付けて並べた行列データから、当該行列デ
ータのそれぞれの列に対応する列データを抽出するステ
ップと、上記抽出された列データを離散コサイン変換した場合に
おける交流成分の最大値を、当該列データに含まれる各
データの合計値に応じて推定し、当該推定値と、当該列
データの交流成分に対する所定の最小量子化値とを比較
し、当該比較結果に応じて、当該列データの交流成分を
量子化した後の値が所定の値となるか否かを判定するス
テップと、上記抽出された列データを離散コサイン変換して、それ
ぞれの列の直流成分および交流成分を演算するととも
に、上記判定手段の判定結果に応じて上記交流成分の演
算処理を省略するステップと、上記演算されたそれぞれの列の直流成分および交流成分
を、上記最小量子化値を含む所定の量子化値に量子化す
るとともに、上記判定ステップの判定結果に応じて上記
交流成分の量子化処理を省略するステップと、上記量子化された直流成分および交流成分と、上記所定
の値であることが判定された交流成分との両方または一
方を含んだ、上記入力画像データの２次元離散コサイン
変換結果に対して、所定のエントロピー符号化処理を行
うステップとを有する画像データ圧縮方法。
【請求項１２】上記判定ステップにおいて、上記抽出
された列データを離散コサイン変換した場合における直
流成分の値を、当該列データに含まれる各データの合計
値に応じて演算し、当該演算値と、当該列データの直流
成分に対する所定の最小量子化値とを比較し、当該比較
結果に応じて、当該列データの直流成分を量子化した後
の値が所定の値となるか否かを判定し、上記列データを
離散コサイン変換するステップにおいて、上記判定ステ
ップの判定結果に応じて上記直流成分の演算処理を省略
し、上記量子化ステップにおいて、上記判定ステップの判定
結果に応じて上記直流成分の量子化処理を省略し、上記エントロピー符号化ステップにおいて、上記量子化
された直流成分および交流成分と、上記所定の値である
ことが判定された交流成分との両方または一方を含ん
だ、上記入力画像データの２次元離散コサイン変換結果
に対して、所定のエントロピー符号化処理を行う、請求項１１に記載の画像データ圧縮方法。