JP2526505B2

JP2526505B2 - 画像処理装置

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Publication number: JP2526505B2
Application number: JP24097193A
Authority: JP
Inventors: 達也三瓶
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPH0799578A; US5748793A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データの符号化及
び復号化を行なう画像処理装置に関し、特に量子化及び
逆量子化のための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理及び画像通信等において画像デ
ータの圧縮・伸長を行なう画像処理装置は、一般に、画
像データをブロック分割して直交変換し、変換係数を所
定の閾値（以下「量子化ステップ」と云う）で量子化
し、量子化係数を符号化することにより圧縮データを出
力する符号化器と、圧縮データを復号化し、該復号化さ
れたデータを逆量子化したものを逆直交変換し画素のブ
ロック合成を行なって画像データを出力する復号器から
成る。

【０００３】図３には、斯種の画像処理装置の従来例
（以下「従来例１」と云う）の構成がブロック図にて示
されている。図示の如く、画像処理装置１は、順直交変
換手段２、量子化・逆量子化手段３０、符号化手段３、
逆直交変換手段５、復号手段４、選択手段６、及び制御
手段７を含む。量子化・逆量子化手段３０は、乗算手段
３１、シフト手段３２、及び格納手段３３から構成され
ている。選択手段６は、制御手段７の制御のもと、符号
化時には順直交変換手段２からの出力を、復号化時には
復号手段４の出力を、量子化・逆量子化手段３０に接続
する。図３を参照して画像処理装置１の動作を以下に説
明する。符号化時において、画像処理装置１に入力され
たディジタル画像データは、複数の画素、例えば８×８
画素、からなるブロックごとに順直交変換手段２にて直
交変換され、変換係数が出力される。直交変換として、
例えば離散コサイン変換（ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎ
ｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ；ＤＣＴと云う）が用いられ
る。該変換係数は、選択手段６を介して量子化・逆量子
化手段３０に入力され量子化される。変換係数をＳ_uvで
表わすと、例えばブロックサイズが８×８画素の場合、
変換係数の位置を示す添字_u及び_vは夫々０から７の値
をとる。

【０００４】量子化手段３０に入力された変換係数Ｓ_uv
は、係数の位置毎即ち周波数成分毎に定められた量子化
ステップＱ_uvで量子化される。量子化は、変換係数Ｓ_uv
と格納手段３３に格納されている量子化ステップの逆数
１／Ｑ_uvとを乗算することによって行なわれる。

【０００５】図３を参照して乗算を説明すると、格納手
段３３には、演算高速化のために量子化ステップの逆数
１／Ｑ_uvが仮数部と指数部に分離されて格納されてお
り、乗算手段３１へは量子化ステップの逆数１／Ｑ_uvの
仮数部が転送され、シフト手段３２へはその指数部が転
送される。そして、乗算手段３１では、変換係数Ｓ_uvと
前記仮数部とが乗算され、この乗算結果がシフト手段３
２に転送され、格納手段３３からシフト手段３２に転送
された前記指数部の値に基づき左右いずれかに所定ビッ
トシフトされる。

【０００６】表４には、ブロックサイズ８×８画素の量
子化マトリクスの一例が示されている。表４の各数値は
各周波数成分に対応した量子化ステップを表わしてい
る。量子化ステップは通常、各空間周波数に対する視覚
の感度等に基づいて決定され、表４に示す如く、高周波
成分については大きな値で量子化が行なわれている。

【０００７】量子化手段３０から出力される量子化係数
は、符号化手段３に入力され、符号化手段３では、空間
周波数の低いものからエントロピー符号化されて圧縮デ
ータが出力される。エントロピー符号化として、例えば
ハフマン符号化が用いられる。

【０００８】次に、復号化時においては、画像処理装置
１に入力された圧縮データは、復号手段４、及び選択手
段６を介し量子化・逆量子化手段３０にて逆量子化され
る。逆量子化は、乗算手段３１によって復号化されたデ
ータと量子化ステップＱ_uvとを乗算して行われる。この
際、シフト手段３２のシフト動作は行なわれない。乗算
手段３１の出力は、逆直交変換手段５に入力され所定個
の画素から成る復号画素のブロックに逆変換され、全て
の復号ブロックが合成されて復号画像が得られる。

【０００９】図４には、画像処理装置の第２の従来例
（以下「従来例２」と云う）の構成がブロック図にて示
されている。なお、図１ないし４において同一の機能を
有する構成要素には、回路構成を相違する量子化・逆量
子化手段を除き同一の参照番号が附されている。

【００１０】画像処理装置１は、順直交変換手段２、量
子化・逆量子化手段４０、符号化手段３、逆直交変換手
段５、復号手段４、選択手段６、及び制御手段７を含
む。量子化・逆量子化手段４０は、シフト手段４１及び
制御手段４２から構成されている。

【００１１】前記従来例１と同様に、順直交変換手段２
に入力された入力画像は、ブロックごとに直交変換され
変換係数が選択手段６の一方の端子に入力され、復号手
段４に入力された圧縮データは、復号化され選択手段６
の他方の端子に入力され、制御手段７の制御のもと、符
号化又は復号化に応じて順直交変換手段２又は復号手段
４の出力を量子化・逆量子化手段４０に接続する。選択
手段６の出力は、量子化・逆量子化手段４０のシフト手
段４１に入力され、シフト手段４１は、制御手段４２の
制御のもと、入力された変換係数又は復号化されたデー
タを、量子化又は逆量子化、及び量子化ステップに対応
して右又は左のいずれかに所定ビット数シフトする。

【００１２】従来例２の画像処理装置１における量子化
・逆量子化手段４０は、周波数成分に対応した量子化ス
テップを２のべき乗で近似するものである。例えば、量
子化ステップ２で量子化をする場合には１ビット右シフ
トさせ、量子化ステップ８で逆量子化する場合には３ビ
ット左シフトさせる。シフト手段４１の出力は、符号化
時には符号化手段３に入力され符号化されて圧縮データ
が出力され、復号化時には逆直交変換手段５に入力され
逆直交変換されて復号画像が出力される。

【００１３】従来例２の画像処理装置１は、量子化のた
めの乗算手段を必要とせず、シフト手段３２のシフト動
作だけで量子化・逆量子化を行うため、回路構成の簡易
化及び処理速度の高速化が達成可能である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来例１の画像処
理装置では、符号化時には、乗算手段３１により変換係
数と格納手段３３に格納された該係数の係数位置即ち周
波数成分に対応する量子化ステップの逆数とを乗算し、
乗算結果をシフト手段３２でビットシフトして量子化を
行っている。しかし、従来例１の構成においては、量子
化ステップの逆数を格納するための格納手段３３が必要
とされ、また、乗算手段３１は回路構成が複雑で且つ回
路規模が大きいために符号化・復号化装置全体の回路規
模が大きくなり、このため半導体集積回路化（以下「Ｉ
Ｃ化」と云う）しにくいという問題があった。さらに、
乗算演算は時間がかかり、符号化・復号化処理に要する
時間の短縮化が図れないという問題があった。

【００１５】量子化装置の乗算手段における前記問題点
を解決するものとして、特開平２−１３２９７２には、
前記従来例２に示した如く、量子化ステップを２のべき
乗にて近似し、シフト動作によって量子化を行なう画像
処理装置が開示されている。

【００１６】しかし、この画像処理装置では、周波数成
分に対応して設定される量子化ステップは２のべき乗に
のみ限定されており、選択可能な量子化ステップの数が
少なく、また、大きな値の量子化ステップの領域では量
子化ステップ間の間隔が非常に粗くなり、このため、量
子化手段における乗算手段をシフト手段で置き換えた従
来例２の構成には、復号画像の画質の劣化、及び符号化
効率の低下という問題があった。

【００１７】従って、本発明の目的は、前記問題点を解
消し、回路規模の縮小を図ることによりＩＣ化を容易に
すると共に、符号化及び復号化処理に要する演算時間の
短縮を可能とし（第１の従来例の問題点を解消）、選択
可能な相異なる量子化ステップの総数を多くし、また、
量子化ステップが大きな値の領域においても夫々の量子
化ステップ間の間隔を小さな値に選択でき、さらに、量
子化ステップの組み合わせの変更を容易とする（従来例
２の問題点を解消）、画像処理装置を提供することにあ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、直交変換された変換係数を入力し周波数
成分に対応した量子化ステップで量子化すると共に、復
号化されたデータを入力し該量子化ステップで逆量子化
する量子化・逆量子化手段を含み、符号化又は復号化に
応じて量子化又は逆量子化が選択され画像データの圧縮
と伸長を行なう画像処理装置であって、前記量子化・逆
量子化手段が、入力データを所定ビット数シフトする第
１シフト手段と、前記入力データと前記第１シフト手段
の出力とを加算又は減算する加減算手段と、入力データ
を定数倍した値が予め格納されており前記入力データの
入力に応じてこれを定数倍した値が出力されるルックア
ップテーブル手段と、前記加減算手段の出力又は前記ル
ックアップテーブル手段の出力のいずれか一を選択する
選択手段と、前記選択手段の出力を所定ビット数シフト
する第２シフト手段と、を備えた画像処理装置を提供す
る。

【００１９】また、本発明の画像処理装置においては、
ルックアップテーブル手段の倍数Ｋを、前記第１シフト
手段のビットシフト数ａに対して、２^c／（２^a＋
１）、又は２^c／（２^a−１) 、但し、ｃは所定の整
数、としたことを特徴とする。

【００２０】本発明の画像処理装置においては、量子化
・逆量子化手段は、量子化ステップと、量子化又は逆量
子化に対応して前記第１シフト手段のシフト方向とビッ
トシフト数、前記加減算手段の加算又は減算の選択、前
記第２シフト手段のシフト方向とビットシフト数、及び
前記選択手段の入力選択を制御する制御手段を備えてい
る。

【００２１】さらに、本発明の画像処理装置において
は、量子化・逆量子化手段が、複数のルックアップテー
ブル手段を有し、前段のルックアップテーブル手段の出
力が、後段のルックアップテーブル手段の入力に接続さ
れる。さらにまた、量子化・逆量子化手段が複数のルッ
クアップテーブル手段を有する本発明の画像処理装置に
おいては、選択手段は、複数のルックアップテーブル手
段の内一又は複数の組み合わせの出力のいずれか一を選
択する。

【００２２】

【作用】本発明の画像処理装置は、前記構成のもと、量
子化・逆量子化手段に配設されたテーブル参照型の定数
倍手段であるルックアップテーブル手段の倍数は、入力
データをビットａシフトする第１シフト手段と加減算手
段から生成される係数、２^a＋１又は２^a−１によって
定められる値を分母とし、且つ２のべき乗を分子とする
定数とし、量子化及び逆量子化の双方の過程に対処する
ものであり、相異なる選択可能な量子化ステップの個数
を増大させ、且つ量子化ステップの近似の精度を確保し
ている。

【００２３】量子化において、入力データを、所定の量
子化ステップに対応して、例えば第１シフト手段で右１
ビットシフトし、これを入力データと加算し（入力デー
タの３／２倍）、第２シフト手段でビットｂシフトして
出力する場合、量子化ステップ２^b+1／３で量子化した
ことに相当する。この量子化ステップにて逆量子化を行
なう場合、シフト手段と加減算手段の組み合わせだけか
らは３を分母とする係数は生成されない。

【００２４】本発明の画像処理装置の量子化・逆量子化
手段においては、シフト手段、加減算手段、及びルック
アップテーブル手段を含み、復号化されたデータを前記
量子化ステップ２^b+1／３にて逆量子化する際には、該
復号化されたデータは、分母を３、分子を２のべき乗と
する固定倍数、例えば２／３のルックアップテーブル手
段に入力され、入力データの２／３倍の出力値が選択手
段を介して第２シフト手段に入力され、第２シフト手段
では左にｂビットシフトする。

【００２５】さらに、所定の量子化ステップについて
は、近似精度の向上のために量子化においても第１シフ
ト手段と加減算手段に代わってルックアップテーブル手
段が選択され、逆に、この量子化ステップにて逆量子化
を行なう際には第１シフト手段と加減算手段が選択され
る。

【００２６】

【実施例】以下に、添付した図面を参照して本発明の実
施例を詳説する。

【００２７】図１は、本発明の第１の実施例に係る画像
処理装置の構成を示すブロック図である。同図に示す如
く、本実施例の画像処理装置１は、順直交変換手段２、
量子化・逆量子化手段１０、符号化手段３、逆直交変換
手段５、復号手段４、選択手段６、及び制御手段７を含
む。

【００２８】前記従来例１、２と同様に、順直交変換手
段２に入力された入力画像は、ブロックごとに直交変換
され変換係数が選択手段６の一方の端子に入力され、復
号手段４に入力された圧縮データは、復号化され選択手
段６の他方の端子に入力され、制御手段７の制御のも
と、符号化又は復号化に応じて順直交変換手段２又は復
号手段４の出力を量子化・逆量子化手段１０に接続す
る。量子化・逆量子化手段１０は、第１シフト手段１
１、加減算手段１２、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）
１３、第２シフト手段１４、及び選択手段１５を含む。
また、前記各手段の制御のために制御手段Ｃ１１〜Ｃ１
４が配設されている。

【００２９】量子化・逆量子化手段１０に入力される選
択手段６の出力は、第１シフト手段１１、加減算手段１
２の一の入力端子、及びＬＵＴ１３に接続され、第１シ
フト手段１１の出力は、加減算手段１２の他の入力端子
に接続される。選択手段１５の一方の入力には加減算手
段１２の出力が接続され、他方の入力にはＬＵＴ１３の
出力が接続される。選択手段１５の出力は、第２シフト
手段１４に入力され所定ビット数シフトされた出力が、
量子化・逆量子化手段１０の出力として、符号化手段３
及び逆直交変換手段５に入力される。

【００３０】ルックアップテーブルＬＵＴ１３は、入力
されたデータに対してその固定数倍した値を出力するテ
ーブル参照型の定数倍手段として用いられており、好ま
しくは、入力データの値に基づきアドレッシングされる
ＲＯＭ（リードオンリメモリ）等から構成される。な
お、順直交変換手段２の負極性出力に対応して、入力デ
ータに例えば絶対値回路（図示せず）等を介することに
よりルックアップテーブルへのアドレッシングを行なっ
てもよい。

【００３１】次に、本実施例の画像処理装置１の動作に
ついて説明する。順直交変換手段２の出力である変換係
数、又は復号手段４の出力である復号化されたデータは
選択手段６を介して量子化・逆量子化手段１０に入力さ
れ、入力されたデータは第１シフト手段１１、加減算手
段１２、及びＬＵＴ１３に入力される。制御手段Ｃ１１
は、第１シフト手段１１が、量子化対象の周波数成分に
対応した量子化ステップと符号化又は復号化に応じて設
定される所定ビット数だけ入力データをシフトするため
の制御信号を第１シフト手段１１に設定する。

【００３２】第１シフト手段１１の出力は、加減算手段
１２に入力され、加減算手段１２の他方に入力される入
力データと加算又は減算される。制御手段Ｃ１２は、周
波数成分に対応した量子化ステップと符号化又は復号化
に応じて加減算手段１２の加算又は減算を選択する。

【００３３】選択手段１５は、制御手段Ｃ１４の制御の
もと、周波数成分に対応した量子化ステップと符号化又
は復号化に応じて加減算手段１２の出力又はＬＵＴ１３
の出力のいずれか一を第２シフト手段１４の入力に接続
するよう切り換える。

【００３４】第２シフト手段１４は、制御手段Ｃ１３の
制御のもと、周波数成分に対応した量子化ステップと符
号化又は復号化に応じて選択手段１５の出力を左右いず
れかに所定ビット数シフトする。

【００３５】第２シフト手段１４の出力は、符号化時に
は符号化手段３において符号化されて圧縮データとな
り、復号化時には逆直交変換手段５において逆直交変換
され復号画像となる。

【００３６】表１には、本実施例の量子化・逆量子化手
段１０において、第１シフト手段１１を右１ビットシフ
トに固定し、第２シフト手段１４を８ビット範囲で左右
に可変ビットシフトするものとし、ＬＵＴ１３における
倍数を定数２／３と設定した場合に、量子化・逆量子化
手段１０で実現可能な係数（但し、該係数は出力の入力
データに対する比率を表わし、量子化ステップの逆数又
は量子化ステップに対応する）が該係数を実現するため
の各手段の制御情報と共に示されている。

【００３７】表１において、記号Ｆが附された欄は、そ
の欄の数値の逆数を量子化ステップとして量子化が行わ
れることを示し、記号Ｉが附された欄は、その欄の数値
を量子化ステップとして逆量子化が行なわれることを示
している。

【００３８】表１のＡ欄は、図１の第２シフト手段１４
のシフト方向とシフト数を示しており、Ｌは左シフトを
Ｒは右シフトを夫々示し、数値はビットシフト数を表わ
している。Ａ欄の０は、第２シフト手段１４がシフト動
作しないことを示している。

【００３９】また、Ｂ欄の記号、は、図１に示した
選択手段１５の入力端子又はの選択を示し、さらに
欄において、記号−が附された行の各欄は加減算手段
１２の減算演算を示し、記号＋が附された行の各欄は加
減算手段１２の加算演算を示している。表１に示す如
く、本実施例では、加減算手段１２の減算は、入力デー
タから第１シフト手段１１の出力を差し引いている。

【００４０】表４に示した量子化マトリクスを、表１の
数値で置き換えて近似した量子化マトリクスの例を表２
に示す。なお、表２の数値はすべて小数点以下第２桁を
四捨五入してある。

【００４１】表２の量子化マトリクスについて、具体例
として量子化ステップを９６．０とする場合の、量子化
と逆量子化の動作を以下に説明する。なお、表２から、
量子化ステップ９６．０は、順直交変換手段２の出力で
ある変換係数Ｓ_uvについて周波数成分を示す係数位置
（ｕ，ｖ）が、（７，１〜７) 、（ｕ，ｖ）＝（６，
４）等のものを量子化する際の量子化ステップに対応し
ている。

【００４２】量子化の場合、表１において、記号Ｆが附
された欄でその数値が量子化ステップの逆数１／９６の
欄を参照して、ＡはＲ６、Ｂはと定められ、Ｒ６から
第２シフト手段１４は６ビット右シフトし、Ｂのから
選択手段１５は入力端子を選択する。

【００４３】従って、例えば変換係数Ｓ７，１を量子化
する場合、制御手段Ｃ１４は選択手段１５の入力をに
切り換え、制御手段Ｃ１３は、第２シフト手段１４を６
ビット右シフトするように設定する。この場合の量子化
におけるデータの流れは以下のようになる。

【００４４】１．量子化・逆量子化手段１０に入力さ
れたデータはＬＵＴ１３に入力され、ＬＵＴ１３からは
入力データを２／３倍したデータが出力される。

【００４５】２．ＬＵＴ１３の出力は選択手段１５の入
力端子に接続されており、従って２／３倍された入力
データは、選択手段１５を介して第２シフト手段１４に
入力される。

【００４６】３．第２シフト手段１４に入力されたデー
タは６ビット右シフトされる。

【００４７】データをｎビット右シフトすることは、デ
ータを２のｎ乗で除算することに相当し、ｎビット左シ
フトすることは、データを２のｎ乗で乗算することに相
当する。前記項目３においてデータを６ビット右シフト
するということは、データを１／６４倍するものであ
り、従って、量子化・逆量子化手段１０に入力されたデ
ータは、最終的に（２／３）×（１／６４）倍、即ち１
／９６倍されて出力されることになり、量子化・逆量子
化手段１０への入力データは量子化ステップ９６で量子
化されたことになる。

【００４８】復号手段４により復号化されたデータを量
子化ステップ９６で逆量子化する場合は、表１の記号Ｉ
が附され、その数値が９６の欄を参照して、ＡはＬ６、
Ｂは＋と定められており、制御手段Ｃ１３は第２シフ
ト手段１４を６ビット左シフトするように設定し、制御
手段Ｃ１４は選択手段１５の入力端子をに切り換え、
制御手段Ｃ２は加減算手段１２を入力データと第１シフ
ト手段１１の出力との加算演算に切り換える。この場合
の逆量子化におけるデータの流れは以下のようになる。

【００４９】１．量子化・逆量子化手段１０に入力され
たデータは第１シフト手段１１で１ビット右シフトされ
る（入力データの１／２倍となる）。

【００５０】２．１ビット右シフトされたデータは、加
減算手段１２で入力データと加算される（入力データの
３／２倍となる）。

【００５１】３．３／２倍されたデータは選択手段１５
の入力端子を介して第２シフト手段１４に入力され
る。

【００５２】４．第２シフト手段１４に入力されたデー
タは６ビット左シフト（６４倍）される。

【００５３】従って、量子化・逆量子化手段１０に入力
されたデータは、最終的に、（１／２＋１）×６４倍、
即ち９６倍されて出力され、入力データは量子化ステッ
プ９６で逆量子化されたことになる。

【００５４】量子化ステップ９６以外のものについても
同様にして、量子化・逆量子化手段１０に入力された変
換係数又は復号化されたデータを周波数成分に対応した
量子化ステップで量子化又は逆量子化する場合、表１に
示した所定の制御情報が制御手段Ｃ１２ないしＣ１４に
よって、加減算手段１２、第２シフト手段１４、及び選
択手段１５に夫々設定される。

【００５５】図２は、本発明の第２の実施例に係る画像
処理装置の構成を示すブロック図である。本実施例の画
像処理装置１においては、順直交変換手段２及び逆直交
変換手段５は、好ましくは離散コサイン変換（ＤＣＴ）
回路、及び逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）回路で実現
される。なお、本実施例において、量子化・逆量子化手
段２０以外の各手段は、前記第１の実施例で説明したも
のと同一でありその説明は省略する。図２に示す如く、
本実施例の画像処理装置１における量子化・逆量子化手
段２０は、第１シフト手段２１、加減算手段２２、第１
ＬＵＴ２３、第２ＬＵＴ２７、第２シフト手段２４、第
１選択手段２５、第２選択手段２６、及び、制御手段Ｃ
２１〜Ｃ２５を含む。本実施例では、第１シフト手段２
１は右シフト回路で実現されている。

【００５６】第１シフト手段２１は、制御手段Ｃ２１の
制御のもと、周波数成分に対応した量子化ステップと符
号化又は復号化に応じて設定されている所定のビット数
だけデータを右シフトする。加減算回路２２は、制御手
段Ｃ２２の制御のもと、量子化ステップと符号化又は復
号化に対応して加算又は減算を選択する。第２選択手段
２６は、制御手段Ｃ２５の制御のもと、周波数成分に対
応した量子化ステップと符号化又は復号化に応じて、第
２ＬＵＴ２７に入力されるデータとして、選択手段６の
出力である入力データ又は第１ＬＵＴ２３の出力のいず
れかを選択する。

【００５７】第１選択手段２５は、制御手段Ｃ２４の制
御のもと、周波数成分に対応した量子化ステップと符号
化又は復号化に応じて、入力データ（ライン）、入力
データを第１シフト手段２１により所定ビット右シフト
したものと入力データとを加算又は減算する加減算手段
２２の出力値（ライン）、第１ＬＵＴ２３の出力（ラ
イン）、第２ＬＵＴ２７の出力（ライン）のいずれ
か一を選択する。

【００５８】第２シフト手段２４は、制御手段Ｃ２３の
制御のもと、周波数成分に対応した量子化ステップと符
号化又は復号化に応じて左右いずれかに所定のビット数
データをシフトする。

【００５９】本実施例では、第１ＬＵＴ２３と第２ＬＵ
Ｔ２７の倍数を夫々適切に設定し、第２選択手段２６の
入力選択によって該２個のＬＵＴをカスケード多段接続
可能とし、第１選択手段２５及び第２選択手段２６の切
り換えによって、第１ＬＵＴ２３の出力、第２ＬＵＴ２
７の出力、及び第１ＬＵＴ２３と第２ＬＵＴ２７のカス
ケード多段接続の出力の内のいずれか一が選択可能であ
り、２個のＬＵＴを用いて３個のＬＵＴを互いに並設し
た場合と等価の動作が実現される。例えば、第１ＬＵＴ
２３を４／３倍、第２ＬＵＴ２７を４／５倍に設定した
場合、４／３、４／５、及び１６／１５の３つの定数倍
の内のいずれか一が選択可能である。

【００６０】本実施例の画像処理装置１における量子化
・逆量子化手段２０において、第１シフト手段２１を４
ビット範囲の右シフト、第２シフト手段２４を８ビット
範囲の左右シフト、第１ＬＵＴ２３の倍数を定数４／
３、第２ＬＵＴ２７の倍数を定数４／５と定めた場合
に、量子化・逆量子化手段２０で実現可能な係数を表３
に示す。表３を説明すると、前記表１と同様に、記号Ｆ
が附された欄では、その数値の逆数を量子化ステップと
した量子化が行われ、記号Ｉが附された欄では、その数
値を量子化ステップとした逆量子化が行われることにな
る。

【００６１】表３のＡ欄は、図２の第２シフト手段２４
のシフト制御を示しており、Ｌは左シフトをＲは右シフ
トを示し、数値はビットシフト数を表わしている。ま
た、Ｂ欄のないしは図２の第１選択手段２５の入力
端子ないしの選択を示し、さらに、Ｂ欄右の２
−、２＋、４−の各数値は第１シフト手段２１の右ビッ
トシフト数を示し、記号−、＋は、夫々加減算手段２２
の加算又は減算の選択を示している。Ｂ欄の右の及
びの各行は、第２選択手段２６の入力又はの選択
を示す。

【００６２】表３から明らかなように、量子化・逆量子
化手段２０においては、ＬＵＴを２個設けることによっ
て、選択可能な量子化ステップの個数が大幅に増加され
ると共に、量子化マトリクスの各量子化ステップの近似
精度が向上する。

【００６３】量子化・逆量子化手段２０が、入力データ
である変換係数又は復号化されたデータを量子化又は逆
量子化する場合、制御手段Ｃ２１ないしＣ２５は、周波
数成分に対応した量子化ステップと量子化又は逆量子化
に応じて定められる表３の各制御情報を、第１シフト手
段２１、加減算手段２２、第２シフト手段２４、第１選
択手段２５、及び第２選択手段２６に夫々設定する。

【００６４】本発明の実施例に係る画像処理装置によれ
ば、量子化・逆量子化手段は、シフト手段、加減算手
段、及びテーブル参照型定数倍手段であるルックアップ
テーブル手段を備え、乗算手段及び量子化ステップの逆
数の格納手段を用いた量子化・逆量子化器と比較して、
回路規模が縮小され、ＩＣ化を容易にしている。

【００６５】一例として、量子化・逆量子化器の入出力
データ幅を８ビット、量子化ステップを８ビットとした
構成において、本発明の第１の実施例で説明した回路構
成（第１シフト手段１１を右１ビットシフト、第２シフ
ト手段１４を８ビット範囲の左右シフト、ＬＵＴ１３の
倍数を定数２／３）について、ゲート数を試算し、これ
を従来例１と比較したところ、本発明の第１の実施例の
量子化・逆量子化器のゲート数が約２０００ゲートであ
るのに対し、従来の乗算器を用いた量子化・逆量子化器
のゲート数は約３０００ゲートとなり、従って本発明の
量子化・逆量子化器のゲート数は、従来の量子化・逆量
子化器のゲート数の約７０％程度に低減されることが分
かった。これは、ゲート数を大幅な削減を可能とした本
発明の回路構成の利点を実証している。

【００６６】また、本発明の実施例に係る画像処理装置
では、選択可能な量子化ステップの個数が増大すると共
に量子化ステップが大きな領域でも選択可能な量子化ス
テップ間の間隔を小さく設定することが可能とされ、周
波数成分毎に可変な量子化ステップを精度良く近似でき
る。

【００６７】さらに、本発明の実施例に係る画像処理装
置においては、表１又は表２に示した制御情報の変更に
よって量子化・逆量子化手段の量子化ステップが容易に
変更される。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の画像処理
装置は、量子化・逆量子化器を、シフト手段、加減算手
段、及びルックアップテーブル手段から構成することに
より、回路規模を縮小し、ＩＣ化を容易とするという利
点を有する。

【００６９】また、本発明の画像処理装置は、乗算器を
用いないため量子化・逆量子化における演算速度の高速
化が達成され、符号化・復号化の処理時間を短縮化でき
るという利点を有する。

【００７０】さらに、本発明の画像処理装置は、従来の
シフト手段で構成された量子化・逆量子化器の量子化間
隔が２のべき乗に限定されるのに対して、選択可能な量
子化ステップの個数が増大すると共に、量子化ステップ
が大きな領域でも選択可能な量子化ステップ間の間隔を
小さく設定することが可能であるという利点を有する。

【００７１】さらにまた、本発明の画像処理装置は、入
力データを入力しその定数倍が出力されるというテーブ
ル参照型定数倍手段であるルックアップテーブルを用
い、選択できる量子化ステップの近似精度及びその組み
合わせ等の変更が、該ルックアップテーブルの接続構成
の仕方、及びその内容の書き換えなどによって容易に行
え、このため画像特性に適合した量子化マトリクスが容
易に構成可能である共に、復号画像の画質の劣化を抑
え、且つ符号化効率の良好な符号化が実現できる。

【００７２】

【００７３】

【表１】

【００７４】

【表２】

【００７５】

【表３】

【００７６】

【表４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像処理装置の第１の実施例の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の画像処理装置の第２の実施例の構成を
示すブロック図である。

【図３】画像処理装置の従来例１の構成を示すブロック
図である。

【図４】画像処理装置の従来例２の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】１画像処理装置２順直交変換手段３符号化手段４復号手段５逆直交変換手段６選択手段７制御手段１０，２０，３０，４０量子化・逆量子化手段１１，２１第１シフト手段１２，２２加減算手段１３，２３，２７ＬＵＴ（ルックアップテーブル）１４，２４第２シフト手段１５選択手段２５，２６第１、第２選択手段Ｃ１１〜Ｃ１４制御手段Ｃ２１〜Ｃ２５制御手段３１乗算手段３２，４１シフト手段３３格納手段４２制御手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直交変換された変換係数を入力し周波数
成分に対応した量子化ステップで量子化すると共に、復
号化されたデータを入力し該量子化ステップで逆量子化
する量子化・逆量子化手段を含み、符号化又は復号化に
応じて量子化又は逆量子化が選択され画像データの圧縮
と伸長を行なう画像処理装置であって、前記量子化・逆量子化手段が、入力データを所定ビット数シフトする第１シフト手段
と、前記入力データと前記第１シフト手段の出力とを加算又
は減算する加減算手段と、入力データを定数倍した値が予め格納されており前記入
力データの入力に応じてこれを定数倍した値が出力され
るルックアップテーブル手段と、前記加減算手段の出力又は前記ルックアップテーブル手
段の出力のいずれか一を選択する選択手段と、前記選択手段の出力を所定ビット数シフトする第２シフ
ト手段と、を備えた画像処理装置。
【請求項２】前記ルックアップテーブル手段の倍数
を、前記第１シフト手段のビットシフト数ａに対して、
２^c／（２^a＋１）、又は２^c／（２^a−１）、但し、
ｃは所定の整数、としたことを特徴とする請求項１記載
の画像処理装置。
【請求項３】前記量子化・逆量子化手段が、量子化ス
テップと、量子化又は逆量子化に対応して、前記第１シ
フト手段のビットシフト数の設定、前記加減算手段の加
算又は減算の選択、前記選択手段の入力の選択、及び前
記第２シフト手段のシフト方向とビットシフト数の設定
を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１
又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】前記量子化・逆量子化手段が、複数のル
ックアップテーブル手段を有し、前段のルックアップテ
ーブル手段の出力が、後段のルックアップテーブル手段
の入力に接続されることを特徴とする請求項１ないし３
のいずれか一に記載の画像処理装置。
【請求項５】前記選択手段が、前記複数のルックアッ
プテーブル手段の内一又は複数の組み合わせの出力のい
ずれか一を選択する請求項４に記載の画像処理装置。