JP2007214741A - 画像データ圧縮装置、画像表示装置、画像データ圧縮方法、画像表示方法、画像データ圧縮プログラム、画像表示プログラム、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像品質を劣化させることなく、画像伸張のためのハードウエア規模を節減する。
【解決手段】 予測フレームメモリ（１０３０）には動きベクトル算出部（１０６０）、差分データ算出部（１０６２）が並列に接続されている。動きベクトル算出部（１０６０）は、予測フレームの各ブロックについて、対応参照フレームに対する動きベクトルを算出し、差分データ算出部（１０６２）は、算出された動きベクトルによって特定される参照フレームの領域（以下「対応ブロック領域」という。）との差分画像を算出する。
動きベクトル算出部（１０６０）、差分データ算出部（１０６２）にはデータ圧縮部１０６４、１０６６がそれぞれ接続され、動きベクトル、差分画像をそれぞれ圧縮する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像データ圧縮装置、画像表示装置、画像データ圧縮方法、画像表示方法、画像データ圧縮プログラム、画像表示プログラム、記憶媒体
に関する。

動画像データの圧縮方法として、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｃｏｄｉｎｇ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）等では、離散コサイン、量子化、可変長符号化を用いた圧縮方法、動画像を構成する複数フレーム間の差分画像を算出する圧縮方法、さらにはフレーム間差分を動きベクトル化して動き補償する圧縮方法、その他が使用されている。

このような圧縮方法では、フレーム間差分画像に基づく画像再生を行うためには、参照フレームを展開するためのメモリを必要とし、ハードウエア規模が大となる。そこで特許文献１の画像再生（伸張）方式および装置では、再生（伸張）時の解像度を低下させる解像度変換器を用い、ハードウエア規模を削減している。

特開平０７−２２６９１７号公報

しかし解像度を低下させることによって画像品質は劣化する。

本発明はこのような従来の問題点を解消すべく創案されたもので、動き補償方式を採用する動画圧縮／伸張ハードウエアの実装において、画像品質を劣化させることなく、ハードウエア規模を節減することを目的とする。

本発明によれば、画像品質を劣化させることなく、動き補償方式を採用する動画圧縮／伸張ハードウエアのハードウエア規模を節減し得る。

本発明は、複数のフレームよりなる動画像のデータを圧縮する画像データ圧縮装置であって、前記フレームの一部を参照フレームとし、他のフレームを予測フレームとするとともに、前記各予測フレームに対応する参照フレームを設定し、前記参照フレームおよび予測フレームを所定形状のブロックに分割し、隣接する所定の前記ブロックによって構成される予測範囲領域を設定するフレーム設定手段と、前記各予測フレームの各ブロックについて、前記予測範囲領域の範囲内で対応参照フレームに対する動きベクトルを算出する動きベクトル算出手段と、対応参照フレームで、前記各予測フレームの各ブロックに対応したブロックを、前記動きベクトルだけシフトした領域（以下対応ブロック領域という。）と、前記予測フレームのブロックとの差分画像を算出する差分画像算出手段と、前記参照画像の各ブロック、前記各動きベクトル、前記各差分画像に対して、ブロック符号化を施して圧縮データを生成するデータ圧縮手段とを備える。

これによって、予測フレームの各ブロックの動きベクトル、差分画像と、前記ブロックに対応した参照フレームの予測範囲領域を伸長するだけで、予測フレームを伸長することが可能であり、小規模ハードウエアによって、画像品質を劣化させることなく、画像表示が可能になる。すなわち、動きベクトルの範囲を限定することで、参照フレームの画像データを保持するためのメモリ容量を節減できる。動きベクトル算出に際しては、例えば参照フレームブロックバッファに、参照フレームの対応ブロックを格納するが、その参照フレームブロックバッファも小容量で足りる。

本発明は、複数のフレームよりなる動画像のデータを圧縮する画像データ圧縮方法であって、前記フレームの一部を参照フレームとし、他のフレームを予測フレームとするとともに、前記各予測フレームに対応する参照フレームを設定し、前記参照フレームおよび予測フレームを所定形状のブロックに分割し、隣接する所定の前記ブロックによって構成される予測範囲領域を設定するフレーム設定ステップと、前記各予測フレームの各ブロックについて、前記予測範囲領域の範囲内で対応参照フレームに対する動きベクトルを算出する動きベクトル算出ステップと、対応参照フレームで、前記各予測フレームの各ブロックに対応したブロックを、前記動きベクトルだけシフトした領域（以下対応ブロック領域という。）と、前記予測フレームのブロックとの差分画像を算出する差分画像算出ステップと、前記参照画像の各ブロック、前記各動きベクトル、前記各差分画像に対して、ブロック符号化を施して圧縮データを生成するデータ圧縮ステップとを備える。

これによって、予測フレームの各ブロックの動きベクトル、差分画像と、前記ブロックに対応した参照フレームの予測範囲領域を伸長するだけで、予測フレームを伸長することが可能であり、小規模ハードウエアによって、画像品質を劣化させることなく、画像表示が可能になる。すなわち、動きベクトルの範囲を限定することで、参照フレームの画像データを保持するためのメモリ容量を節減できる。動きベクトル算出に際しては、例えば参照フレームブロックバッファに、参照フレームの対応ブロックを格納するが、その参照フレームブロックバッファも小容量で足りる。

本発明は、前記圧縮データを伸長して表示する画像表示装置であって、前記参照フレームの表示に際して、表示すべき参照フレームの各ブロックの圧縮データを順次伸長する参照フレーム・ブロック伸長手段と、前記予測フレームの表示に際して、表示すべき予測フレームの各ブロックについて、順次、前記圧縮された動きベクトルの圧縮データを伸長する動きベクトル伸長手段と、前記表示すべき予測フレームの各ブロックについて、順次、圧縮された差分画像の圧縮データを伸長する差分画像伸長手段と、前記表示すべき予測フレームの各ブロックに対応する、前記参照フレームの前記対応予測範囲領域の圧縮データを伸長する予測範囲領域伸長手段と、前記伸長された動きベクトルおよび予測範囲領域から前記対応ブロック領域を抽出する対応ブロック領域抽出手段と、前記対応ブロック領域に前記伸長された差分画像を加算する差分画像加算手段と、前記表示すべき参照フレームおよび予測フレームの各ブロックを順次表示する表示手段とを備える。

これによって、予測フレームの各ブロックの動きベクトル、差分画像と、前記ブロックに対応した参照フレームの予測範囲領域を伸長するだけで、予測フレームを伸長することが可能であり、小規模ハードウエアによって、画像品質を劣化させることなく、画像表示が可能になる。すなわち、動きベクトルの範囲を限定することで、参照フレームの画像データを保持するためのメモリ容量を節減できる。また、圧縮された参照フレームの各ブロックは、例えば参照フレームブロックバッファに格納されるが、参照フレームブロックバッファも小容量で足りる。

本発明は、前記求項１または２記載の圧縮データを伸長して表示する画像表示方法であって、前記参照フレームの表示に際して、表示すべき参照フレームの各ブロックの圧縮データを順次伸長する参照フレーム・ブロック伸長ステップと、前記予測フレームの表示に際して、表示すべき予測フレームの各ブロックについて、順次、前記圧縮された動きベクトルの圧縮データを伸長する動きベクトル伸長ステップと、前記表示すべき予測フレームの各ブロックについて、順次、圧縮された差分画像の圧縮データを伸長する差分画像伸長ステップと、前記表示すべき予測フレームの各ブロックに対応する、前記参照フレームの前記対応予測範囲領域の圧縮データを伸長する予測範囲領域伸長手段と、前記伸長された動きベクトルおよび予測範囲領域から前記対応ブロック領域を抽出する対応ブロック領域抽出ステップと、前記対応ブロック領域に前記伸長された差分画像を加算する差分画像加算手段と、前記表示すべき参照フレームおよび予測フレームの各ブロックを順次表示する表示ステップとを備える。

これによって、予測フレームの各ブロックの動きベクトル、差分画像と、前記ブロックに対応した参照フレームの予測範囲領域を伸長するだけで、予測フレームを伸長することが可能であり、小規模ハードウエアによって、画像品質を劣化させることなく、画像表示が可能になる。すなわち、動きベクトルの範囲を限定することで、参照フレームの画像データを保持するためのメモリ容量を節減できる。また、圧縮された参照フレームの各ブロックは、例えば参照フレームブロックバッファに格納されるが、参照フレームブロックバッファも小容量で足りる。

なお、データ圧縮手段は、例えば、動画像を分割したブロックの高さに対応した走査線数の領域（スライス）ごとに圧縮データを生成する。これによって、データ伸張・表示の処理を高速化し得る。また画像伸張・表示装置において、圧縮データを動画像のスライスごとに分離するトランスコーダ手段をさらに備えることにより、スライスごとに分離されていない圧縮データを高速処理し得る。データ伸張では、例えば、予測範囲領域の高さに対応したスライス数の単位で、参照フレームを参照し、各スライスの伸張に際して、スライス圧縮データの先頭位置を保持し、再利用する。

また、データ圧縮には、動き補償を用いた任意のブロック符号化を採用でき、データ圧縮手段は、例えば、周波数変換部、量子化部、符号化部を順次接続しなり、データ圧縮ステップは、例えば、周波数変換、量子化、符号化を順次実行する。また周波数変換には離散コサイン変換、ハール変換、ウエーブレット変換等は採用され、符号化にはハフマン符号化、算術符号化等が採用される。離散コサイン変換、ハフマン符号化を採用することによってＭＰＥＧの処理を実現し得る。

次に本発明装置の実施例を図面に基づいて説明する。

装置実施例１

［画像データ圧縮装置および画像表示装置］
図１は、本発明に係る画像データ圧縮装置の実施例１を示すブロック図、図２は、図１の画像データ圧縮装置におけるブロック符号化部の例を示すブロック図、図３は、本発明に係る画像表示装置の実施例１を示すブロック図、図４は、図２の画像表示装置におけるデータ伸長部の例を示すブロック図である。

図５は、図１の画像データ圧縮装置によって圧縮された画像データのデータ構造を示す図、図６は、図５の画像データにおける予測フレームのデータ構造を示す図、図７は、図５の画像データにおける参照フレームのデータ構造を示す図である。

図８は、本発明に係る画像データ圧縮方法における参照フレームと予測フレームの対応関係を示す図、図９は、本発明に係る画像データ圧縮方法によって処理される画像フレームの関係の一例を示す図である。

図１５は、本発明に係る画像データ圧縮方法によって処理される画像フレームの関係の他の例を示す図である。

図１１は、本発明に係る画像データ圧縮プログラム、画像表示プログラムを実行する汎用コンピュータの一例を示すブロック図である。

［画像データ圧縮装置］
図１において、画像データ圧縮装置は、元画像データ記憶媒体１０００に格納された動画像データを圧縮するもので、動画像データは複数フレームによって構成される。

画像圧縮装置は、元画像データ記憶媒体１０００に接続されたフレーム設定部１０１０を有し、フレーム設定部１０１０は、動画像データのフレームの一部を参照フレームとし、他のフレームを予測フレームとするとともに、前記各予測フレームに対応する参照フレームを設定し、前記参照フレームおよび予測フレームを所定形状のブロックに分割し、隣接する所定の前記ブロックによって構成される予測範囲領域を設定する。

予測範囲領域は後述する動きベクトルの範囲に対応しており、予測フレームの各ブロックは対応する参照フレーム（以下「対応参照フレーム」という。）における対応領域（以下「対応ブロック領域」という。）に対する動きベクトルと、対応ブロック領域との差分画像を含む。そして動きベクトルは数値範囲が限定され、予測範囲領域は、動きベクトルがその範囲内におさまるように、例えば隣接３×３ブロックに設定される（図８）。これによって、データ圧縮、伸張のためのメモリやバッファの容量が節減される。

詳細については後述する。

フレーム設定部１０１０には参照フレームブロックバッファ１０２０および予測フレームメモリ１０３０が並列に接続されている。フレーム設定部１０１０で参照フレームとされたフレームは予測範囲領域ごとに参照フレームブロックバッファ１０２０に読み込まれ、フレーム設定部１０１０で予測フレームとされたフレームは予測フレームメモリ１０３０に読み込まれる。

参照フレームブロックバッファ１０２０にはデータ圧縮部１０４０が接続され、データ圧縮部１０４０の出力は参照フレーム圧縮データメモリ１０５０に接続されている。参照フレームブロックバッファ１０２０に読み込まれた参照フレームの各ブロックの画像データＢＤｉ，ｊ（スライス番号ｉ、スライス上のブロック番号ｊ）はデータ圧縮部１０４０によって圧縮された後に、圧縮データＣ（ＢＤｉ，ｊ）として参照フレーム圧縮データメモリ１０５０に格納される。

図２に示すように、データ圧縮部１０４０には、例えば、データ圧縮部１０４０には周波数変換部１０４２、量子化部１０４４、符号化部１０４６が設けられ、上記公知の動画像圧縮手法による圧縮が実行される。周波数変換部１０４２においては離散コサイン変換、ハール変換、ウエーブレット変換その他が実行される。また符号化部１０４６においては、ハフマン符号化、算術符号化等が実行される。

予測フレームメモリ１０３０には動きベクトル算出部１０６０、差分データ算出部１０６２が並列に接続されている。動きベクトル算出部１０６０は、予測フレームの各ブロックについて、対応参照フレームに対する動きベクトルを算出し、差分データ算出部１０６２は、算出された動きベクトルによって特定される参照フレームの領域（対応ブロック領域）との差分画像を算出する。

動きベクトル算出部１０６０、差分データ算出部１０６２にはデータ圧縮部１０６４、１０６６がそれぞれ接続され、データ圧縮部１０６４、１０６６は、データ圧縮部１０４０と同様の処理により、動きベクトル、差分画像をそれぞれ圧縮する。

データ圧縮部１０６４、１０６６の出力には、予測フレーム圧縮データブロックバッファ１０７０が接続され、予測フレーム各ブロックの圧縮された動きベクトル、差分画像が格納される。

参照フレーム圧縮データメモリ１０５０、予測フレーム圧縮データブロックバッファ１０７０には圧縮データ記憶媒体１０８０が接続され、動画像の圧縮データ（図５の圧縮データＣＤ）が格納される。

図９に示すように、動画像は、例えば、フレームＦ１〜ＦＮによって構成され、例えば、参照フレームをＦ２から２フレームおきにＦ５、Ｆ７、…、Ｆｆ、…、ＦＮ−１とし、他のフレームを予測フレームとする。

各参照フレーム（例えば図９のフレームＦ２）には１個または複数の予測フレーム（フレームＦ１、Ｆ３）が対応し、各参照フレームと対応予測フレームとによってグループｆｇ１が構成される。図９ではｆｇ１〜ｆｇＭのＭ個のグループが構成される。

図５に示すように、圧縮データＣＤは動画像の各フレームＦ１〜ＦＮの圧縮データより構成される。

予測フレーム（例えば第１フレームＦ１。以下ＰＦ１とする。）は、予測フレーム、参照フレームの別を示す予測／参照フレームフラグＰＲＦ１と、対応参照フレームへのポインタＣＲＰ１、各スライスＬ１〜Ｌｎごとのブロック圧縮データ列ＰＤ１，１〜ＰＤ１，ｎ（ｎ列とする。）とを含む。

参照フレーム（例えば第２フレームＦ２。以下ＲＦ２とする。）は、予測／参照フレームフラグＰＲＦ２と、各スライスＬ１〜Ｌｎごとのブロック圧縮データ列ＲＤ２，１〜ＲＤ２，ｎとを含む。

図６に示すように、予測フレーム（例えばＰＦ１）の圧縮データにおける各スライス（例えばＬｉ）のデータＰＤ１，ｉは、各ブロック（Ｂｉ，１〜Ｂｉ，ｍとする。）ごとに、動きベクトルＢＭＶｉ，ｊ〜ＢＭＶｉ，ｍの圧縮データＣ（ＢＭＶｉ，１）〜Ｃ（ＢＭＶｉ，ｍ）と差分画像データＢＤＩｉ，１〜ＢＤＩｉ，ｍの圧縮データＣ（ＢＤＩｉ，１）〜Ｃ（ＢＤＩｉ，ｍ）とによって構成される。

図７に示すように、参照フレーム（例えばＲＦ２）の圧縮データにおける各スライス（例えばＬｉ）のデータＲＤ２，ｉは、各ブロック（Ｂｉ，１〜Ｂｉ，ｍとする。）ごとの圧縮データＣ（ＢＤＩｉ，１）〜Ｃ（ＢＤＩｉ，ｍ）によって構成される。

図８に示すように、例えば、予測フレームＦｆ＋１が参照フレームＦｆに対応しており、予測フレームＦｆ＋１におけるスライスＬｉのブロックＢｉ，ｊの動きベクトルがＢＭＶｉ，ｊ、差分画像データがＢＤＩｉ，ｊであったとすると、ブロックＢｉ，ｊの対応ブロック領域ＳＢｉ，ｊは、参照フレームＦｆにおけるスライスＬｉ上のブロックＢｉ，ｊから動きベクトルＢＭＶｉ，ｊだけシフトした、ブロックＢｉ，ｊと同サイズの領域である。差分画像は、予測フレームＦｆ＋１のブロックＢｉ，ｊの画像と対応ブロック領域ＳＢｉ，ｊの画像の差分によって得られる。

動きベクトルＢＭＶｉ，ｊは予測範囲領域ＭＢｉ，ｊの範囲内となるように、数値範囲が限定され、対応参照フレームＦｆ＋１における対応ブロック領域ＳＢｉ，ｊの抽出範囲は予測範囲領域範囲内に限定されている。このため、対応ブロック領域ＳＢｉ，ｊ抽出のための参照フレームＦｆの圧縮データ展開範囲は所定範囲に限定され、データ伸長処理のハードウエア規模を節減し得る。

各参照フレームＦｆ（ＲＦｆ）の圧縮データはスライスＬｉごとに生成されているので、予測範囲領域ＭＢｉ，ｊのデータ参照時には、スライスごとの圧縮データ探索でよく、またスライスＬｉを進める際、すなわち次のスライスＬｉ＋１上のブロックＢｉ＋１，１の処理に移行する際には、新たなスライスＬｉ〜Ｌｉ＋２の先頭の予測範囲領域ＭＢｉ＋１，１に移行すればよいので、データ参照のためのハードウエア規模を節減し得るとともに、アクセススピードも速い。

また参照フレームの全ブロックを伸張した場合に比較して、予測範囲領域ＭＢｉのみを伸張する場合には、メモリ容量を数分の１に節減し得る。

予測範囲領域ＭＢｉ，ｊは、例えば、隣接する３スライス（Ｌｉ−１、Ｌｉ、Ｌｉ＋１）上の３ブロック（Ｂｉ−１，ｊ−１、Ｂｉ−１，ｊ、Ｂｉ−１，ｊ＋１）、（Ｂｉ，ｊ−１、Ｂｉ，ｊ、Ｂｉ，ｊ＋１）、（Ｂｉ＋１，ｊ−１、Ｂｉ＋１，ｊ、Ｂｉ＋１，ｊ＋１）の範囲とされる。但し、参照フレームブロックバッファ１０２０の容量に余裕がある場合には、より大きな予測範囲領域を設定することも可能である。

図９では、１個の参照フレームに対応する予測フレームの個数を２個としたが、図１５に示すように、対応予測フレーム個数を４個とする等、より多く設定することにより、動画像のデータ圧縮率をより高めることができる。

［画像表示装置］
図３において、図１の画像データ圧縮装置によって圧縮された動画像データを伸長し、表示する画像表示装置は、圧縮データ記憶媒体１０８０から圧縮データを読み込み得る圧縮データメモリ２０００を有し、圧縮データメモリ２００には、参照フレームのためのデータ伸長部２０１０と、予測フレームのための動きベクトル伸長部２０２０、差分画像伸長部２０２２とが並列接続されている。

データ伸長部２０１０はブロック符号化によって圧縮された動画像データを伸長するもので、圧縮に用いられたブロック符号化手法に対応した伸長処理がが採用される。

図４に示すように、データ圧縮部１０４０に対応したデータ伸長部２０１０には、周波数変換部２０１２、逆量子化部２０１４、復号化部２０１６が設けられる。周波数変換部２０１２は、データ圧縮部１０４０における周波数変換部１０４２に対応して、離散コサイン変換、ハール変換、ウエーブレット変換等の処理を実行する。同様に復号化部２０１６は、符号化部１０４６の符号化処理に対応した復号化処理を実行する。

動きベクトル伸長部２０２０、差分画像伸長部２０２２は、データ伸長部２０１０と同様の処理により、動きベクトル、差分画像をそれぞれデータ伸長する。

動きベクトル伸長部２０２０、差分画像伸長部２０２２の出力には、バッファ２０２４、２０２６がそれぞれ接続され、予測フレーム各ブロックのデータ伸長された動きベクトル、差分画像がそれぞれ格納される。

バッファ２０２４には対応ブロック領域抽出部２０２８が接続され、対応ブロック領域抽出部２０２８はさらに圧縮データメモリ２０００、参照フレームブロックバッファ２０６０に接続されている。対応ブロック領域抽出部２０２８は、予測フレーム（例えばＦｆ＋１）のスライス（例えばＬｉ）におけるブロック（例えばＢｉ，ｊ）に基づいて、圧縮データメモリ２０００から参照フレームＦｆの対応する予測範囲領域ＭＢｉ，ｊの圧縮データを読み出し、動きベクトルＢＭＶｉ，ｊに基づいて、参照フレームブロックバッファ２０６０から伸長された対応ブロック領域ＳＢｊを取得する。

対応ブロック領域抽出部２０２８には、レジスタ２０３２、２０３４、２０３６、２０３８を含むレジスタ部２０３０が接続されている。

レジスタ２０３２は、予測フレームＦｆ＋１において伸長処理対象となっているスライスＬｉを記録する。

レジスタ２０３６は、予測範囲領域ＭＢｉ，ｊの圧縮データにおいて、スライスＬｉ上の後端のブロックＢｉ，ｊ＋１のポインタを記録し、ブロックＢｉ，ｊの処理終了後、ブロックＢｉ，ｊ＋１の処理に移行すべきときの圧縮データの位置を示す。

ブロックＢｉ，ｊ＋１の処理に移行したときには、参照フレームＦｆで参照すべき予測範囲領域はＭＢｉ，ｊからＭＢｉ，ｊ＋１に移行する。これによって参照フレームＦｆで参照すべきブロックは、ブロックＢｉ−１，ｊ−１、Ｂｉ−１，ｊ、Ｂｉ−１，ｊ＋１、Ｂｉ，ｊ−１、Ｂｉ，ｊ、Ｂｉ，ｊ＋１、Ｂｉ＋１，ｊ−１、Ｂｉ＋１，ｊ、Ｂｉ＋１，ｊ＋１からブロックＢｉ−１，ｊ、Ｂｉ−１，ｊ＋１、Ｂｉ−１，ｊ＋２、Ｂｉ，ｊ、Ｂｉ，ｊ＋１、Ｂｉ，ｊ＋２、Ｂｉ＋１，ｊ、Ｂｉ＋１，ｊ＋１、Ｂｉ＋１，ｊ＋２に移行する。

但し、予測範囲領域がスライスの終端に至ったときは、次のスライスの先頭に移行する。このような予測範囲領域の移行をウインドスライドという。

レジスタ２０３４は、予測範囲領域ＭＢｉ，ｊの圧縮データにおいて、スライスＬｉ−１上の後端のブロックＢｉ−１，ｊ＋１のポインタを記録し、ブロックＢｉ−１，ｊの処理終了後、ブロックＢｉ−１，ｊ＋１の処理に移行すべきときの圧縮データの位置を示す。

レジスタ２０３８は、予測範囲領域ＭＢｉ，ｊの圧縮データにおいて、スライスＬｉ＋１上の後端のブロックＢｉ＋１，ｊ＋１のポインタを記録し、ブロックＢｉ＋１，ｊの処理終了後、ブロックＢｉ＋１，ｊ＋１の処理に移行すべきときの圧縮データの位置を示す。

すなわち、レジスタ部２０３０に格納された各データを参照すれば、対応ブロック領域ＳＢｉ，ｊ抽出のための参照ブロックＦｆの予測範囲領域圧縮データの読み出し位置を直ちに取得することができ、対応ブロック領域ＳＢｉ，ｊを迅速を抽出し得る。

対応ブロック領域抽出部２０２８は以上の処理により対応ブロック領域ＳＢ，ｊの画像データを取得する。対応ブロック領域抽出部２０２８、バッファ２０２６には差分画像加算部２０４０が接続され、差分画像加算部２０４０は、抽出された対応ブロック領域ＳＢｉ，ｊの画像と伸長された差分画像ＢＤＩｉ，ｊとを加算して、ブロックＢｉ，ｊの元画像を復元する。

差分画像加算部２０４０の出力には予測フレームブロックバッファ２０５０が接続され、復元されたブロックＢｉ，ｊの画像が格納される。

参照フレームブロックバッファ２０６０、予測フレームブロックバッファ２０５０にはマルチラインメモリ２０７０が接続されている。

マルチラインメモリ２０７０には、処理対象のスライスＬｉ上の伸張画像が順次書き込まれ、スライスＬｉ上の全てのブロックの伸張が終了したときに、Ｌｉ−２、Ｌｉ−１、Ｌｉの画像データを表示回路２０８０によって処理した後に、表示部２０９０に表示する。すなわち画像表示は参照フレームおよび予測フレームのブロック単位で順次実行される。そして次のスライスＬｉ＋１の処理が終了したときには、スライスＬｉ−２の画像に替えてスライスＬｉ＋１の画像を書き込み、Ｌｉ−１、Ｌｉ、Ｌｉ＋１の画像データを表示回路２０８０によって処理した後に、表示部２０９０に表示する。

装置実施例２

次に本発明装置の実施例２を図面に基づいて説明する。

実施例１では、動画像データをスライスごとの圧縮データとしたが、実施例２では、１フレームの全スライスデータを一連のデータとし、この圧縮データをスライスごとに分離しつつ伸長・表示する。
［画像データ圧縮装置および画像表示装置］

図１０は、本発明に係る画像データ圧縮装置の実施例２を示すブロック図で、図１１は、本発明に係る画像表示装置の実施例２を示すブロック図、図１２は、図１０の画像データ圧縮装置によって圧縮された画像データのデータ構造を示す図、図１３は、図１２の画像データにおける予測フレームのデータ構造を示す図、図１４は、図１２の画像データにおける参照フレームのデータ構造を示す図である。

［画像データ圧縮装置］
図１２に示すように、本実施例の圧縮データＣＤは、実施例１と同様、動画像の各フレームＦ１〜ＦＮの圧縮データより構成される。

予測フレーム（例えば第１フレームＦ１。以下ＰＦ１とする。）は、予測フレーム、参照フレームの別を示す予測／参照フレームフラグＰＲＦ１と、対応参照フレームへのポインタＣＲＰ１、全スライスのブロック圧縮データ列ＰＤ１とを含む。

参照フレーム（例えば第２フレームＦ２。以下ＲＦ２とする。）は、予測／参照フレームフラグＰＲＦ２と、全スライスのブロック圧縮データ列ＲＤ２とを含む。

図１３に示すように、予測フレーム（例えばＰＦ１）の圧縮データにおける全スライスのデータＰＤ１は、各ブロック（Ｂ１〜Ｂｍｎとする。）ごとに、動きベクトルＢＭＶ１〜ＢＭＶｍｎの圧縮データＣ（ＢＭＶ１）〜Ｃ（ＢＭＶｍｎ）と差分画像データＢＤ１〜ＢＤＩｍの圧縮データＣ（ＢＤＩ１）〜Ｃ（ＢＤＩｍｎ）とによって構成される。

図１４に示すように、参照フレーム（例えばＲＦ２）の圧縮データにおける全スライスのデータＲＤ２は、各ブロック（Ｂ１〜Ｂｍｎとする。）ごとの圧縮データＣ（ＢＤＩ１）〜Ｃ（ＢＤＩｍｎ）によって構成される。

図１０において、画像データ圧縮装置は、実施例１の各構成要素に対応したフレーム設定部１０１０、参照フレームブロックバッファ１０２０、予測フレームメモリ１０３０、データ圧縮部１０４０、１０６４、１０６６、参照フレーム圧縮データメモリ１０５０、動きベクトル算出部１０６０、差分画像算出部１０６２、予測フレーム圧縮データブロックバッファ１０７０、圧縮データ記憶媒体１０８０を備えているが、全スライスの圧縮データを生成するために、データ圧縮部１０４０、１０６４、１０６６は、一連の全スライスデータにおける各ブロック（例えばｋ番目のブロックとする。）に対する圧縮データＣ（ＢＤｋ）、Ｃ（ＢＭＶｋ）、Ｃ（ＢＤＩｋ）をそれぞれ生成する。ブロックの個数は、実施例１同様のスライス数ｎ、ブロック数ｍの画像については両者の積ｍｎであり、ｋ＝１〜ｍｎとなる。

従って、動きベクトル算出部１０６０、差分画像算出部１０６２は圧縮データＣ（ＢＭＶｋ）、Ｃ（ＢＤＩｋ）に対応したデータＢＭＶｋ、ＢＤＩｋをそれぞれ生成する。

図１１において、画像表示装置は、実施例１の各構成要素に対応したデータ伸長部２０１０、動きベクトル伸長部２０２０、差分画像伸長部２０３０、バッファ２０２４，２０２６、対応ブロック領域抽出部２０２８、レジスタ２０３０、差分画像加算部２０４０、予測フレームブロックバッファ２０５０、参照フレームブロックバッファ２０６０、マルチラインメモリ２０７０、表示回路２０８０を備えているが、一連の全スライス圧縮データから各スライスデータを生成、表示するために、データ伸長部２０１０、動きベクトル伸長部２０２０、差分画像伸長部２０３０は、データＢＤｋ、ＢＭＶｋ、ＢＤＩｋをそれぞれ再生する。また差分画像加算部２０４０は、データＢＤを生成する。

レジスタ２０３０には１個のスライスポインタレジスタ２０３９のみが設けられ、所定長の１スライスデータの伸長終了時には、次スライスデータの先頭ポインタを登録する。これによって、次スライスデータへの処理移行を迅速に実行でき、全体の処理を高速化し得る。

装置実施例３

次に本発明装置の実施例３を図面に基づいて説明する。

実施例２では、１フレームの全スライスデータを一連のデータとし、この圧縮データをスライスごとに分離しつつ伸長・表示したが、実施例３では、全スライスデータを一旦スライスごとに分離した後に、実施例１と同様の画像表示装置の処理を実行する。
［画像表示装置］

図１６は、本発明に係る画像表示装置の実施例３を示すブロック図、図１７は、図１６の画像表示装置におけるトランスコーダの例を示すブロック図、図１８は、図１６の画像表示装置におけるトランスコーダをソフトウエアによって処理した例を示すフローチャートである。

図１６において、画像表示装置は実施例１（図３）における、圧縮データメモリ２０００の前段にトランスコーダ１０９０を付加したもので、その他の構成は実施例１と同様である。

図１７において、トランスコーダ１０９０は、圧縮画像データが並列に入力される符号カウンタ１０９２、レジスタ１０９６を有し、符号カウンタ１０９２には比較器１０９４が接続されている。一方レジスタ１０９６にはレジスタ１０９８が接続されている。

符号カウンタ１０９２は圧縮画像データのハフマン符号等の符号をカウントし、カウント値を比較器１０９４に出力する。比較器１０９４は符号数を１スライス分の符号数と比較し、両者が一致したときに、レジスタ１０９８にロード信号を入力する。このとき、レジスタ１０９６には１スライス分の圧縮画像データが格納されており、その圧縮画像データがレジスタ１０９８に転送され、伸長処理される。

このように、レジスタ１０９６において１スライスの圧縮画像データを分離でき、かつ分離処理と並行して、レジスタ１０９８内の圧縮画像データの伸長・表示処理を実行し得るので、処理の高速化を図ることができる。

トランスコーダ１０９０の処理は、図１７のハードウエア処理に限定されるものではなく、図１８に示すように、ソフトウエア処理も当然可能である。

図１８において、トランスコーダ処理は以下の各ステップによって実行される。

ステップＳ１８０１：まずスライス番号ＬｉをＬｉに初期化し、各スライスのブロック番号ｊを「１」に初期化する。

ステップＳ１８０２：ステップＳ１８０１に続いて、圧縮画像データの読み込み、書き込み（レジスタ１０９６に対応するバッファ、メモリ領域等に）を実行し、読み書きした符号の個数をカウントする。

ステップＳ１８０３：ステップＳ１８０２におけるカウント値が１スライスブロック個数（例えばｍ個）に到達したか否かを判断する。カウント値がｍに到達したときはステップＳ１８０４に進み、そうでないときはステップＳ１８０２に戻る。

ステップＳ１８０４：ステップＳ１８０２で書き込んだ１スライスの圧縮画像データにおける先頭ポインタを所定メモリ領域に登録し、ステップＳ１８０５に進む。

ステップＳ１８０５：次のスライスの処理に移行するために、スライス番号ＬｉをＬｉ＋１に進め、ステップＳ１８０６に進む。

ステップＳ１８０６：全てのスライス（例えばｎ個とする。）の処理が完了したか否かを判断する。全てのスライス（例えばｎ個とする。）の処理が完了したときはそのまま処理を終了し、そうでないときはステップＳ１８０２に戻る。

なお、トランスコーダ１０９０の処理をあらかじめ実行しておき、画像表示装置にスライス分離後のデータを供給すれば、実施例１と同様の処理が可能である。

次に本発明方法の実施例を図面に基づいて説明する。

方法実施例１

［画像データ圧縮方法、画像データ圧縮プログラム］
実施例１の画像データ圧縮装置（図１）、画像表示装置（図３）の処理は汎用コンピュータその他の手段によって実行することも可能であり、汎用コンピュータは例えば図１９のように構成される。

図１９において、汎用コンピュータはバス１１０００に、ＣＰＵ１１１００、記憶媒体１０８０に読み書きし得るＣＤ−Ｒ／ＲＷ等のドライブ１１２００、システムメモリ１１３００、表示回路２０８０等を接続してなり、表示回路２０８０には表示部２０９０が接続されている。

システムメモリ１１３００には、データ圧縮の処理のための予測フレームメモリ１０３０、予測フレームブロックバッファ１０２０、参照フレーム圧縮データメモリ１０５０、予測フレーム圧縮データブロックバッファ１０７０の領域が確保される。

汎用コンピュータその他の手段においては、図２０に示すステップを順次実行することによって動画像データを圧縮し得る。

ステップＳ６０１：まず、処理対象のフレーム番号Ｆｆ、スライス番号Ｌｉ、ブロック番号Ｂｉ，ｊをＦ１、Ｌ１、Ｂ１，１に初期化し、ステップＳ６０２に進む。

ステップＳ６０２：フレーム番号Ｆｆを参照し、処理対象のフレームが予測フレームか参照フレームかを判断する。参照フレームのときはステップＳ６０３に進み、予測フレームのときはステップＳ６１０に進む。

ステップＳ６０３：ブロックＢｉ，ｊの画像データＢＤｉ，ｊを前述の離散コサイン変換、量子化、符号化等の処理によって圧縮して圧縮データＣ（ＢＤｉ，ｊ）を求め、ステップＳ６０４に進む。

ステップＳ６０４：ブロックＢｉ，ｊがスライスＬｉ上の終端に到達したか否かを判断する。終端に到達したときは、ステップＳ６０６に進み、そうでなければステップＳ６０５に進む。

ステップＳ６０５：ブロック番号ｊを「１」進め、ステップＳ６０２に戻る。

ステップＳ６０６：スライスＬｉが終端に到達したか否かを判断する。終端に到達したときは、ステップＳ６０８に進み、そうでなければステップＳ６０７に進む。

ステップＳ６０７：スライス番号ｉを「１」進め、ステップＳ６０２に戻る。

ステップＳ６０８：フレームＦｆが最終フレームＦＮに到達したか否かを判断する。最終フレームに到達したときは、そのまま処理を終了し、そうでなければステップＳ６０９に進む。

ステップＳ６０９：フレーム番号ｆを「１」進め、ステップＳ６０２に戻る。

ステップＳ６１０：ブロックＢｉ，ｊの動きベクトルＢＭＶｉ，ｊを算出し、ステップＳ６１１に進む。

ステップＳ６１１：ブロックＢｉ，ｊの差分画像ＢＤＩｉ，ｊを算出し、ステップＳ６１２に進む。

ステップＳ６１２：動きベクトルＢＭＶｉ，ｊおよび差分画像ＢＤＩｉ，ｊを前述の離散コサイン変換、量子化、符号化等の処理によって圧縮し、圧縮データＣ（ＢＭＶｉ，ｊ）、Ｃ（ＢＤＩｉ，ｊ）を求めて、ステップＳ６０４に進む。

なお、汎用コンピュータによって図６の各ステップを実行するためには、これらステップを実行するプログラムコードを含むコンピュータ読み取り可能なプログラムを、ドライブ１１２００から汎用コンピュータに読み込ませる。

汎用コンピュータにおいては、画像表示装置の各構成要素に対応して、ＣＰＵ１１１００およびシステムメモリ１１３００が機能する。すなわち、ＣＰＵ１１１００およびシステムメモリ１１３００は、汎用コンピュータにおいて、フレーム設定部１０１０、データ圧縮部１０４０、１０６４、１０６６、動きベクトル算出部１０６０、差分画像算出部１０６２、として機能する。

［画像表示方法、画像表示プログラム］
同様に、図２の画像表示装置の処理は汎用コンピュータ（図１９）その他の手段によって実行することも可能である。

汎用コンピュータのシステムメモリ１１３００には、データ伸長・表示の処理のためのバッファ２０２４、２０２６、参照フレームブロックバッファ２０６０、予測フレームブロックバッファ２０５０、レジスタ２０３０、マルチラインマモリ２０７０の領域が確保される。

汎用コンピュータその他の手段においては、図２１に示すステップを順次実行することによって動画像データを伸長・表示し得る。

ステップＳ７０１：まず、処理対象のフレーム番号Ｆｆ、スライス番号Ｌｉ、ブロック番号Ｂｉ，ｊをＦ１、Ｌ１、Ｂ１，１に初期化し、ステップＳ７０２に進む。

ステップＳ７０２：予測／参照フレームフラグＰＲＦｉを参照し、処理対象のフレームが予測フレームか参照フレームかを判断する。参照フレームのときはステップＳ７０３に進み、予測フレームのときはステップＳ７１２に進む。

ステップＳ７０３：圧縮データＣ（ＢＤｉ，ｊ）を前述の離散コサイン変換、逆量子化、復号化等の処理によってデータ伸長して、ブロックＢｉ，ｊの画像をＢＤｉ，ｊ再生し、ステップＳ７０４に進む。

ステップＳ７０４：ブロックＢｉ，ｊがスライスＬｉ上の終端に到達したか否かを判断する。終端に到達したときは、ステップＳ７０６に進み、そうでなければステップＳ７０５に進む。

ステップＳ７０５：ブロック番号ｊを「１」進め、ステップＳ７０２に戻る。

ステップＳ７０６：予測範囲領域ＭＢｉ，ｊに対応するスライスＬｉ−１〜Ｌｉ＋１の画像を表示し、ステップＳ７０７に進む。

ステップＳ７０７：スライスＬｉが終端に到達したか否かを判断する。終端に到達したときは、ステップＳ７０９に進み、そうでなければステップＳ７０８に進む。

ステップＳ７０８：スライス番号ｉを「１」進め、ステップＳ７０２に戻る。

ステップＳ７０９：フレームＦｆが最終フレームＦＮに到達したか否かを判断する。最終フレームに到達したときは、そのまま処理を終了し、そうでなければステップＳ７１０に進む。

ステップＳ７１０：フレーム番号ｆを「１」進め、ステップＳ７０２に戻る。

ステップＳ７１１：ブロックＢｉ，ｊの動きベクトルの圧縮データＣ（ＢＭＶｉ，ｊ）を伸長し、ＢＭＶｉ，ｊを求めて、ステップＳ７１２に進む。

ステップＳ７１２：ブロックＢｉ，ｊの差分画像の圧縮データＣ（ＢＤＩｉ，ｊ）を伸長し、ＢＤＩｉ，ｊを求めて、ステップＳ７１３に進む。

ステップＳ７１３：対応参照フレームの予測範囲領域ＭＢｉ，ｊを、前述の離散コサイン変換、逆量子化、復号化等の処理によってデータ伸長し、ステップＳ７１４に進む。

ステップＳ７１４：対応ブロック領域ＳＢｉ，ｊを取得し、ステップＳ７１５に進む。

ステップＳ７１５：対応ブロック領域ＳＢｉ，ｊの画像データ（ＳＢｉ，ｊとする。）に差分画像ＢＤＩｉ，ｊを加算する。

ステップＳ７１６：ウインドスライドし、ステップＳ７０４に進む。

汎用コンピュータによって図７の各ステップを実行するためには、これらステップを実行するプログラムコードを含むコンピュータ読み取り可能なプログラムを、ドライブ１１２００から汎用コンピュータに読み込ませることはいうまでもない。

汎用コンピュータにおいては、画像表示装置の各構成要素に対応して、ＣＰＵ１１１００およびシステムメモリ１１３００が機能する。すなわち、ＣＰＵ１１１００およびシステムメモリ１１３００は、汎用コンピュータにおいて、データ伸張部２０１０、動きベクトル伸長部２０２０、差分画像伸長部２０３０、対応ブロック領域抽出部２０２８、差分画像加算部２０４０として機能する。

次に本発明方法の実施例２を図面に基づいて説明する。

方法実施例２

［画像データ圧縮方法、画像データ圧縮プログラム］
実施例１の画像データ圧縮装置（図１０）、画像表示装置（図１１）の処理は汎用コンピュータその他の手段によって実行することも可能である。

図２２において、汎用コンピュータ等では、以下のステップを順次実行することによって動画像データを圧縮し得る。

ステップＳ２２０１：まず、処理対象のフレーム番号Ｆｆ、ブロック番号ＢｋをＦ１、Ｂ１に初期化し、ステップＳ２２０２に進む。

ステップＳ２２０２：フレーム番号Ｆｆを参照し、処理対象のフレームが予測フレームか参照フレームかを判断する。参照フレームのときはステップＳ２２０３に進み、予測フレームのときはステップＳ２２０８に進む。

ステップＳ２２０３：ブロックＢｋの画像データを前述の離散コサイン変換、量子化、符号化等の処理によって圧縮して圧縮データＣ（ＢＤｋ）を求め、ステップＳ２２０４に進む。

ステップＳ２２０４：ブロックＢｋが全スライス（１フレーム）の終端に到達し、ブロック数がｍｎに到達したか否かを判断する。終端に到達したときは、ステップＳ２２０６に進み、そうでなければステップＳ２２０５に進む。

ステップＳ２２０５：ブロック番号ｋを「１」進め、ステップＳ２２０２に戻る。

ステップＳ２２０６：フレームＦｆが最終フレームＦＮに到達したか否かを判断する。最終フレームに到達したときは、そのまま処理を終了し、そうでなければステップＳ２２０７に進む。

ステップＳ２２０７：フレーム番号ｆを「１」進め、ステップＳ２２０２に戻る。

ステップＳ２２０８：ブロックＢｋの動きベクトルＢＭＶｉ，ｊを算出し、ステップＳ６２２０９に進む。

ステップＳ２２０９：ブロックＢｋの差分画像ＢＤＩｋを算出し、ステップＳ２２１０に進む。

ステップＳ２２１０：動きベクトルＢＭＶｋおよび差分画像ＢＤＩｋを前述の離散コサイン変換、量子化、符号化等の処理によって圧縮し、圧縮データＣ（ＢＭＶｋ）、Ｃ（ＢＤＩｋ）を求めて、ステップＳ２２０４に進む。

なお、汎用コンピュータによって図６の各ステップを実行するためには、これらステップを実行するプログラムコードを含むコンピュータ読み取り可能なプログラムを、ドライブ１１２００から汎用コンピュータに読み込ませる。

汎用コンピュータにおいては、画像表示装置の各構成要素に対応して、ＣＰＵ１１１００およびシステムメモリ１１３００が機能する。すなわち、ＣＰＵ１１１００およびシステムメモリ１１３００は、汎用コンピュータにおいて、フレーム設定部１０１０、データ圧縮部１０４０、１０６４、１０６６、動きベクトル算出部１０６０、差分画像算出部１０６２、として機能する。
［画像表示方法、画像表示プログラム］

同様に、図１１の画像表示装置の処理は汎用コンピュータ（図１１）その他の手段によって実行することも可能である。
実施例１と同様、汎用コンピュータのシステムメモリ１１３００には、データ伸長・表示の処理のためのバッファ２０２４、２０２６、参照フレームブロックバッファ２０６０、予測フレームブロックバッファ２０５０、レジスタ２０３０、マルチラインマモリ２０７０の領域が確保される。

汎用コンピュータその他の手段においては、図２３に示すステップを順次実行することによって動画像データを伸長・表示し得る。

ステップＳ２３０１：まず、処理対象のフレーム番号Ｆｆ、スライス番号Ｌｉ、ブロック番号ＢｋをＦ１、Ｌ１、Ｂ１に初期化し、ステップＳ２３０２に進む。

ステップＳ２３０２：予測／参照フレームフラグＰＲＦｉを参照し、処理対象のフレームが予測フレームか参照フレームかを判断する。参照フレームのときはステップＳ２３０３に進み、予測フレームのときはステップＳ２３１１に進む。

ステップＳ２３０３：圧縮データＣ（ＢＤｋ）を前述の離散コサイン変換、逆量子化、復号化等の処理によってデータ伸長して、ブロックＢｋの画像ＢＤｋ再生し、ステップＳ２３０４に進む。

ステップＳ２３０４：ブロックＢｋがスライスＬｉ上の終端に到達したか否かを判断する。終端に到達したときは、ステップＳ２３０６に進み、そうでなければステップＳ２３０５に進む。

ステップＳ２３０５：ブロック番号ｋを「１」進め、ステップＳ２３０２に戻る。

ステップＳ２３０６：予測範囲領域ＭＢｋに対応するスライスＬｉ−１〜Ｌｉ＋１の画像を表示し、ステップＳ２３０７に進む。

ステップＳ２３０７：ブロックＢｋがスライスＬｉの終端に到達したか否かを判断する。終端に到達したときは、ステップＳ２３０９に進み、そうでなければステップＳ２３０８に進む。

ステップＳ２３０８：スライス番号ｉを「１」進め、ステップＳ２３０２に戻る。

ステップＳ２３０９：フレームＦｆが最終フレームＦＮに到達したか否かを判断する。最終フレームに到達したときは、そのまま処理を終了し、そうでなければステップＳ２３１０に進む。

ステップＳ２３１０：フレーム番号ｆを「１」進め、ステップＳ２３０２に戻る。

ステップＳ２３１１：ブロックＢｋの動きベクトルの圧縮データＣ（ＢＭＶｋ）を伸長し、ＢＭＶｋを求めて、ステップＳ２３１２に進む。

ステップＳ２３１２：ブロックＢｋの差分画像の圧縮データＣ（ＢＤＩｋ）を伸長し、ＢＤＩｋを求めて、ステップＳ２３１３に進む。

ステップＳ２３１３：対応参照フレームの予測範囲領域ＭＢｋを、前述の離散コサイン変換、逆量子化、復号化等の処理によってデータ伸長し、ステップＳ２３１４に進む。

ステップＳ２３１４：対応ブロック領域ＳＢｋを取得し、ステップＳ２３１５に進む。

ステップＳ２３１５：対応ブロック領域ＳＢｋの画像データ（ＳＢｋとする。）に差分画像ＢＤＩｋを加算する。

ステップＳ２３１６：ウインドスライドし、ステップＳ２３０４に進む。

汎用コンピュータによって図２３の各ステップを実行するためには、これらステップを実行するプログラムコードを含むコンピュータ読み取り可能なプログラムを、ドライブ１１２００から汎用コンピュータに読み込ませることはいうまでもない。

汎用コンピュータにおいては、画像表示装置の各構成要素に対応して、ＣＰＵ１１１００およびシステムメモリ１１３００が機能する。すなわち、ＣＰＵ１１１００およびシステムメモリ１１３００は、汎用コンピュータにおいて、データ伸張部２０１０、動きベクトル伸長部２０２０、差分画像伸長部２０３０、対応ブロック領域抽出部２０２８、差分画像加算部２０４０として機能する。

本発明は、動画像をあらかじめ圧縮、登録し、その後圧縮データを伸張・表示する用途に広く適用でき、パチンコ機、鉄道チケット発券機、タウンガイド表示装置、種々の表示機能付家庭電器器具、携帯音楽プレーヤ、デジタルウォッチ、表示機能付きＩＣカード、表示機能付きＵＳＢメモリ等、多様な用途に適用可能である。

発明に係る画像データ圧縮装置の実施例１を示すブロック図である。（実施例１） 図１の画像データ圧縮装置におけるブロック符号化部の例を示すブロック図である。（装置実施例１） 本発明に係る画像表示装置の実施例１を示すブロック図である。（装置実施例１） 図２の画像表示装置におけるデータ伸長部の例を示すブロック図である。（装置実施例１） 図１の画像データ圧縮装置によって圧縮された画像データのデータ構造を示す図である。（装置実施例１） 図５の画像データにおける予測フレームのデータ構造を示す図である。（装置実施例１） 図５の画像データにおける参照フレームのデータ構造を示す図である。（装置実施例１） 本発明に係る画像データ圧縮方法における参照フレームと予測フレームの対応関係を示す図である。（装置実施例１） 本発明に係る画像データ圧縮方法によって処理される画像フレームの関係の一例を示す図である。（装置実施例１） 本発明に係る画像データ圧縮装置の実施例２を示すブロック図である。（装置実施例２） 本発明に係る画像表示装置の実施例２を示すブロック図である。（装置実施例２） 図１０の画像データ圧縮装置によって圧縮された画像データのデータ構造を示す図である。（装置実施例２） 図１２の画像データにおける予測フレームのデータ構造を示す図である。（装置実施例２） 図１２の画像データにおける参照フレームのデータ構造を示す図である。（装置実施例２） 本発明に係る画像データ圧縮方法によって処理される画像フレームの関係の他の例を示す図である。（装置実施例２） 本発明に係る画像表示装置の第３実施例を示すブロック図である。（装置実施例３） 図１６の画像表示装置におけるトランスコーダの例を示すブロック図である。（装置実施例３） 図１６の画像表示装置におけるトランスコーダをソフトウエアによって処理した例を示すフローチャートである。（装置実施例３変形例） 本発明に係る画像データ圧縮プログラム、画像表示プログラムを実行する汎用コンピュータの一例を示すブロック図である。（方法実施例１） 本発明に係る画像データ圧縮方法の実施例１を示すフローチャートである。（方法実施例１） 本発明に係る画像表示方法の実施例１を示すフローチャートである。（方法実施例１） 本発明に係る画像データ圧縮方法の第２実施例を示すフローチャートである。（方法実施例２） 本発明に係る画像表示方法の第２実施例を示すフローチャートである。（方法実施例２）

符号の説明

１０００ 元画像データ記憶媒体
１０１０ フレーム設定部
１０２０ 参照フレームブロックバッファ
１０３０ 予測フレームメモリ
１０４０、１０６４、１０６６ データ圧縮部
１０５０ 参照フレーム圧縮データメモリ
１０６０ 動きベクトル算出部
１０６２ 差分画像算出部
１０７０ 予測フレーム圧縮データブロックバッファ
１０８０ 圧縮データ記憶媒体
２０００ 圧縮データメモリ
２０１０ データ伸長部
２０２０ 動きベクトル伸長部
２０３０ 差分画像伸長部
２０２４，２０２６ バッファ
２０２８ 対応ブロック領域抽出部
２０３０ レジスタ
２０４０ 差分画像加算部
２０５０ 予測フレームブロックバッファ
２０６０ 参照フレームブロックバッファ
２０７０ マルチラインメモリ
２０８０ 表示回路
２０９０ 表示部

Claims (14)

1. 複数のフレームよりなる動画像のデータを圧縮する画像データ圧縮装置であって、
   前記フレームの一部を参照フレームとし、他のフレームを予測フレームとするとともに、前記各予測フレームに対応する参照フレームを設定し、前記参照フレームおよび予測フレームを所定形状のブロックに分割し、隣接する所定の前記ブロックによって構成される予測範囲領域を設定するフレーム設定手段と、
   前記各予測フレームの各ブロックについて、前記予測範囲領域の範囲内で対応参照フレームに対する動きベクトルを算出する動きベクトル算出手段と、
   対応参照フレームで、前記各予測フレームの各ブロックに対応したブロックを、前記動きベクトルだけシフトした領域（以下対応ブロック領域という。）と、前記予測フレームのブロックとの差分画像を算出する差分画像算出手段と、
   前記参照画像の各ブロック、前記各動きベクトル、前記各差分画像に対して、ブロック符号化を施して圧縮データを生成するデータ圧縮手段と、
   を備えた画像データ圧縮装置。
2. 複数のフレームよりなる動画像のデータを圧縮する画像データ圧縮方法であって、
   前記フレームの一部を参照フレームとし、他のフレームを予測フレームとするとともに、前記各予測フレームに対応する参照フレームを設定し、前記参照フレームおよび予測フレームを所定形状のブロックに分割し、隣接する所定の前記ブロックによって構成される予測範囲領域を設定するフレーム設定ステップと、
   前記各予測フレームの各ブロックについて、前記予測範囲領域の範囲内で対応参照フレームに対する動きベクトルを算出する動きベクトル算出ステップと、
   対応参照フレームで、前記各予測フレームの各ブロックに対応したブロックを、前記動きベクトルだけシフトした領域（以下対応ブロック領域という。）と、前記予測フレームのブロックとの差分画像を算出する差分画像算出ステップと、
   前記参照画像の各ブロック、前記各動きベクトル、前記各差分画像に対して、ブロック符号化を施して圧縮データを生成するデータ圧縮ステップと、
   を備えた画像データ圧縮方法。
3. 請求項１または２記載の圧縮データを伸長して表示する画像表示装置であって、
   前記参照フレームの表示に際して、表示すべき参照フレームの各ブロックの圧縮データを順次伸長する参照フレーム・ブロック伸長手段と、
   前記予測フレームの表示に際して、表示すべき予測フレームの各ブロックについて、順次、前記圧縮された動きベクトルの圧縮データを伸長する動きベクトル伸長手段と、
   前記表示すべき予測フレームの各ブロックについて、順次、圧縮された差分画像の圧縮データを伸長する差分画像伸長手段と、
   前記表示すべき予測フレームの各ブロックに対応する、前記参照フレームの前記対応予測範囲領域の圧縮データを伸長する予測範囲領域伸長手段と、
   前記伸長された動きベクトルおよび予測範囲領域から前記対応ブロック領域を抽出する対応ブロック領域抽出手段と、
   前記対応ブロック領域に前記伸長された差分画像を加算する差分画像加算手段と、
   前記表示すべき参照フレームおよび予測フレームの各ブロックを順次表示する表示手段と、
   を備えた画像表示装置。
4. 請求項１または２記載の圧縮データを伸長して表示する画像表示方法であって、
   前記参照フレームの表示に際して、表示すべき参照フレームの各ブロックの圧縮データを順次伸長する参照フレーム・ブロック伸長ステップと、
   前記予測フレームの表示に際して、表示すべき予測フレームの各ブロックについて、順次、前記圧縮された動きベクトルの圧縮データを伸長する動きベクトル伸長ステップと、
   前記表示すべき予測フレームの各ブロックについて、順次、圧縮された差分画像の圧縮データを伸長する差分画像伸長ステップと、
   前記表示すべき予測フレームの各ブロックに対応する、前記参照フレームの前記対応予測範囲領域の圧縮データを伸長する予測範囲領域伸長手段と、
   前記伸長された動きベクトルおよび予測範囲領域から前記対応ブロック領域を抽出する対応ブロック領域抽出ステップと、
   前記対応ブロック領域に前記伸長された差分画像を加算する差分画像加算手段と、
   前記表示すべき参照フレームおよび予測フレームの各ブロックを順次表示する表示ステップと、
   を備えた画像表示方法。
5. データ圧縮手段は、動画像の各スライスごとに圧縮データを生成することを特徴とする請求項１記載の画像データ圧縮装置。
6. データ圧縮手段は、周波数変換部、量子化部、符号化部を順次接続してあることによって実行されることを特徴とする請求項１または５記載の画像データ圧縮装置。
7. 周波数変換部は、離散コサイン変換、ハール変換またはウエーブレット変換を実行することを特徴とする請求項６記載の画像データ圧縮装置。
8. 圧縮データを動画像のスライスごとに分離するトランスコーダ手段をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
9. データ圧縮ステップは、動画像の各スライスごとに圧縮データを生成することを特徴とする請求項２記載の画像データ圧縮方法。
10. データ圧縮ステップは、周波数変換、量子化、符号化を順次実行することを特徴とする請求項２または９記載の画像データ圧縮方法。
11. 周波数変換は、離散コサイン変換、ハール変換またはウエーブレット変換であることを特徴とする請求項１０記載の画像データ圧縮方法。
12. 請求項２、９、１０または１１のいずれかに記載の各ステップを汎用コンピュータに実行させるプログラムコードをコンピュータ読み取り可能な画像データ圧縮プログラム。
13. 請求項４記載の各ステップを汎用コンピュータに実行させるプログラムコードをコンピュータ読み取り可能な画像表示プログラム。
14. 請求項１２記載の画像データ圧縮プログラムおよび／または請求項１３記載の画像表示プログラムが記憶された記憶媒体。
    

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