JP2571274B2 - 符号データ格納・読出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 多値画像の符号データ格納・読出方式に関し、 階層的に画像を復元する時の符号データの切出しの処
理シーケンスの簡略化を図ることができる符号データ格
納方式を提供することを目的とし、 符号データを格納する符号データ格納手段と、該符号
データ格納手段の出力を受けて符号データの符号長を復
元する符号長復元手段と、該符号長復元手段の符号長出
力を受けて、前記符号データ格納手段に格納されている
符号データから当該符号長分の符号データを切出して出
力する符号データ切出し手段とを具備し、符号データを
符号データ格納手段に格納する場合にはブロック内の全
ての符号データをブロック間で接続して格納し、階層的
復元のために符号データを符号データ格納手段から読出
す場合には、各ブロック毎の復元ステージで必要となる
個数分の符号データの符号長を符号長復元手段により復
元し、得られた符号長分の符号データを符号データ切出
し手段により切出し、復元ステージで必要な符号データ
を符号データ格納手段より読出すように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は多値画像の符号データ格納・読出方式に関
し、更に詳しくは直交変換により符号化されたデータを
階層的或いは逐次的に画像に復元できるようにした符号
データの格納・読出方式に関する。

数値データに比較して情報量が桁違いに大きい画像デ
ータ，特に中間調画像やカラー画像のデータを蓄積し、
或いは高速，高品質で伝送するためには、画素毎の階調
値を高能率に符号化する必要がある。データベース検索
等においては、受信者が早い時期から画像の概略を認識
できるように、先ず粗い画像から高品質画像へと階段的
に画質が向上する階層的復元が望まれている。一方、ハ
ードコピー装置に出力する場合には、例えば画面の左上
から右下に逐次的に復元する必要がある。

［従来の技術］ 画像データの高能率な圧縮方式として、例えば適応離
散コサイン変換符号化方式がある。適応離散コサイン変
換符号化方式（Adaptive Discrete Cosine Transform以
下、ADCTと略す）について、次に説明する。ADCTは、画
像を８×８画素からなるブロックに分割し、各ブロック
の画像信号を２次元離散コサイン変換（以下、DCTと略
す）により空間周波数分布の係数に変換し、視覚に適応
した閾値で量子化し、求まった量子化係数を統計的に求
めたハフマン・テーブルにより符号化するものである。

第４図に示すADCTの基本ブロック図に従って、符号化
動作を詳細に説明する。画像を第５図に示す８×８画素
からなるブロックに分割し、端子１からDCT変換部２に
入力する。なお、第５図に示すブロック中の数字は画素
データ（輝度データ）である。DCT変換部２では、入力
された画像信号をDCTにより直交変換して第６図に示す
空間周波数分布の係数（DCT係数）に変換し、線形量子
化部３に出力する。線形量子化部３では、入力されたDC
T係数を視覚実験により求められた第７図に示す閾値で
構成する量子化マトリクス４により線形量子化する。こ
の量子化の結果、第８図に示すように閾値以下のDCT係
数は０になり、DC成分とわずかのAC成分のみが値を持つ
量子化係数が生成される。

２次元的に配列された量子化係数は、第９図に示すジ
グザグスキャンにより１次元に変換され、可変長符号化
部５に入力される。該可変長符号化部５は、各ブロック
先頭のDC成分と前ブロックのDC成分との差分を可変長符
号化する。AC成分については有効係数（値が０でない係
数）の値とそこまでの無効係数（値が０の係数）のラン
の長さを可変長符号化する。DC,AC各成分は、画像毎の
統計量を基に作成するハフマン・テーブルで構成する符
号表６を用いて符号化される。そして符号化された符号
データは、符号データ格納部７に順次格納される。

一方、符号データは以下の方法により画像に復元され
る。先ず、逐次的に画像に復元する場合は、ブロック毎
にブロック内の符号データを量子化係数に復元し、逆DC
Tを行うことにより、ブロック単位に順次画像を復元す
る。また、階層的に画像を復元する場合には、第10図に
示すように各ステージ毎に復元する符号データの１ブロ
ック当たりの個数を予め指定しておき、指定した個数の
符号データを量子化係数に復元することで、ブロック内
の量子化係数を低周波側からいくつかのステージに分割
し、各ステージ毎に分割して復元した量子化係数と、以
前のステージで復元された量子化係数とを合わせると共
に、未受信の量子化係数は全て０として１ブロックを構
成し、逆DCT変換を行うことにより、階層的に画像を復
元する。

このような階層的復元により、初期のステージの量子
化係数は主に低周波成分からなるため、これを復元する
ことで大まかな画像が復元される。また、後段のステー
ジでは、高周波成分に対応する量子化係数であるので、
これを復元することでより精細な画像が復元される。

前述した逐次的復元，階層的復元の両方に対応できる
符号データ格納方式として、例えば文献「昭和63年電子
情報通信学会秋期全国大会予稿Ｄ−72」に記載の方法が
ある。この方法は、先ず画像を８×８画素からなるブロ
ックに分割し、各ブロックの画像信号をDCTにより空間
周波数分布の係数に変換して得られた変換係数を視覚に
適応した閾値により量子化する。そして、得られた量子
化係数を周波数成分の低い部分から高い部分に向かって
ジクザクにスキャンしていき、DC成分は前ブロックとの
差分を符号化し、AC成分は値が０でない有効係数の値と
値が０である無効係数の有効係数までのラン長をブロッ
ク毎に符号化する。

１画面の全てのブロックに対して以上の符号化処理を
行い、ブロック毎の符号データをブロック間で接続して
符号データ格納部に格納する。

第11図はファイル化された符号データ列の一構成例を
示す図である。図では第１ブロックと第２ブロックにつ
いて示すが、以下同様である。図において、Di（ｉは整
数）はDC成分の差分値、Iiは有効係数の値、Riは無効係
数のランの長さがｉであることを示す符号、Reobはブロ
ックの最後が無効係数のランで終了することを示す符号
である。このような符号データから画像を復元する時
は、これらの可変長符号データを前記符号データ格納部
から読出し、画像に復元する。

第12図は従来法による符号データ読出し回路の実施例
のブロック図である。第４図と同一のものは、同一の符
号を付して示す。先ず、逐次的に画像に復元する場合
は、符号データ格納部７の先頭アドレスから符号データ
を順次読出し、端子11を介して復元回路（図示せず）に
出力し、ブロック単位に順次画像を復元する。

階層的に画像を復元する場合には、第10図に示すよう
に各ステージ毎に１ブロック当たりに予め指定された個
数の符号データを符号データ格納部７から読出し、端子
11を介して復元回路に出力し、階層的に画像を復元す
る。具体的には、各ステージ毎に符号データ格納部７に
格納されている符号データを読出し、可変長復元部12に
入力する。該可変長復元部12では、符号表６（第４図参
照）のハフマン・テーブルと逆のテーブルで構成される
復元表13により入力された符号データを量子化係数に復
元し、係数抽出部14に出力する。

該係数抽出部14では、入力された量子化係数を各ブロ
ック毎に分割し、係数格納部15にブロック単位に格納す
る。次に係数抽出部14は、係数格納部15に格納した量子
化係数の内、各ステージに対してそれまでのステージで
処理されていない量子化係数で現在のステージで指定さ
れた個数の量子化係数を各ブロック単位に抽出し、有効
係数とそこまでの無効係数のラン長を可変長符号化部16
に出力する。該可変長符号化部16は、入力された有効係
数とそこまでの無効係数のラン長を符号表17を用いて再
び元の符号データに可変長符号化し、そのステージで指
定された個数の符号データを端子11を介して復元回路に
出力する。

［発明が解決しようとする課題］ 前述した従来の方式では、１画面分の符号データ列か
ら復元した量子化係数を再び元の符号データに可変長符
号化しなければならず、格納された１画面分の符号デー
タ列から各復元ステージに対応した符号データの切出し
処理のシーケンスが複雑になるという不具合があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであっ
て、階層的に画像を復元する時の符号データの切出しの
処理シーケンスの簡略化を図ることができる符号データ
格納方式を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明方式の原理ブロック図である。図にお
いて、20は符号データを格納する符号データ格納手段、
30は該符号データ格納手段20の出力を受けて符号データ
の符号長を復元する符号長復元手段、40は該符号長復元
手段30の符号長出力を受けて、前記符号データ格納手段
20に格納されている符号データから当該符号長分の符号
データを切出して出力する符号データ切出し手段であ
る。

［作用］ 符号データを符号データ格納手段20に格納する場合に
はブロック内の全ての符号データをブロック間で接続し
て格納し、逐次復元のために符号データ格納手段20から
読出す場合には該符号データ格納手段20の先頭アドレス
から連続して順次読出し、階層的復元のために符号デー
タを符号データ格納手段20から読出す場合には、各ブロ
ック毎の復元ステージで必要となる個数分の符号データ
の符号長を符号長復元手段30により復元し、得られた符
号長分の符号データを符号データ切出し手段40により切
出し、復元ステージで必要な符号データを符号データ格
納手段20より読出すようにする。これにより、階層的に
画像を復元する時の符号データの切出しの処理シーケン
スの簡略化を図ることができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第２図は本発明方式の一実施例を示す構成ブロック図
である。第１図と同一のものは、同一の符号を付して示
す。図において、符号データ格納手段20としては、符号
長復元手段30の出力を受けて格納アドレスを算出する格
納アドレス算出部21,該格納アドレス算出部21と接続さ
れ、格納アドレス算出部21で算出された格納アドレスを
保持する格納アドレス保持部22及び該格納アドレス保持
部22の出力をアドレスとして受ける符号データ格納部23
より構成されている。

符号長復元手段30は、符号データ格納手段20の出力を
受けて符号長表32に基づいて符号長を復元する符号長復
元部31及び該符号長復元部31の出力（符号長）を受けて
符号長の加算を行う符号長加算部33より構成されてい
る。該符号長加算部33の出力は格納アドレス算出部21に
入っている。符号データ切出し手段40としては符号デー
タ切出し部41が用いられる。そして、該符号データ切出
し部41から符号データが出力されて復元回路（図示せ
ず）に入力されることになる。このように構成された回
路の動作を説明すれば、以下のとおりである。

図に示す実施例は、第３図に示すように各ブロック毎
に復元ステージの先頭アドレスPmn（第ｍブロックのｎ
ステージの先頭アドレス）と符号長Smn（第ｍブロック
のｎステージの符号長）を求め、１画面分連続した符号
データ列より必要な符号データを切出すようにし、符号
データから量子化係数を復元しないようにすると共に、
再び符号データに符号化する処理をも行なわないように
している。従って、逐次復元のために格納した１画面分
連続した符号データ列より階層的復元のステージで必要
な符号データ列を高速に読出すことができる。

符号データ格納部23には、従来技術と同様の方法によ
り第11図に示すようなブロック毎の符号データ列がブロ
ック間で接続して格納される。この符号データ列から画
像を逐次復元する場合には、符号データ格納部23の先頭
アドレスから連続して符号データを読出し、端子50から
復元回路に出力する。

一方、階層的に画像を復元する場合には、１回のステ
ージで復元する符号データの個数を第10図のように指定
し、以下の方法により実現する。先ず、各ブロックの先
頭アドレス（ブロックアドレスP11,P21,…）を格納アド
レス保持部22に保持する。例えば、符号データ格納部23
に格納した符号データからReobを検出して各ブロックの
境界を検出することにより得た各ブロックの先頭アドレ
スを保持しておく。この先頭アドレスの算出は、符号長
復元手段30の出力を受ける格納アドレス算出部21により
行われる。

符号データ格納部23の第１ブロックの先頭アドレス
（P11;アドレス０）から符号データ（D384…）を読出
し、符号データ切出し部41に入力すると共に、符号長復
元部31に入力する。符号長復元部31では、入力された符
号データ（D384…）の符号長を各符号データの符号長テ
ーブルで構成する符号長表32を用いて復元して符号長加
算部33に出力する。それと同時に、符号データ切出し部
41にも出力する。例えば、符号データD384の符号長が10
ビットならば、“10"を符号長加算部33と符号データ切
出し部41に出力する。

符号長加算部33は、第１ステージで復元する符号デー
タの個数は１個であるので、入力された符号長“10"を
そのまま格納アドレス算出部21に出力する。格納アドレ
ス算出部21は、格納アドレス保持部22に保持されている
第１ブロックの先頭アドレスP11（＝０）と、符号長加
算部33で算出された第１ステージの符号長“10"を加算
する。そして、格納アドレス保持部22に保持する第１ブ
ロックのアドレスを、第２ステージの先頭アドレスP12
（P11＋“10"＝“10"）に更新する。

一方、符号データ切出し部41は、入力された符号長
“10"ビット分の符号データ即ち第１ブロックの第１ス
テージの符号データD384を切出し、端子50を介して復元
回路に出力する。

第１ブロックの切出しが終了したら、次に第２ブロッ
クの先頭アドレス（P21）に従って符号データ格納部23
から第２ブロックの最初の符号データ（D384…）を読出
し、符号データ切出し部41に入力するとと共に、符号長
復元部31に入力する。符号長復元部31では、入力された
符号データ（D384…）の符号長を符号長表32を用いて復
元して符号データD384の符号長“10"を符号長加算部33
に出力するとと共に、符号データ切出し部41に出力す
る。

符号長加算部33は、第１ステージで復元する符号デー
タの個数は１個であるので、入力された符号長“10"を
そのまま格納アドレス算出部21に出力する。格納アドレ
ス算出部21は、格納アドレス保持部22に保持されている
第２ブロックの先頭アドレスP21と符号長加算部33で算
出した第１ステージの符号長“10"を加算する。そし
て、格納アドレス保持部22に保持する第２ブロックのア
ドレスを、第２ステージの先頭アドレスP22（＝P21＋
“10"）に更新する。

一方、符号データ切出し部41は、入力された符号長10
ビット分の符号データ、即ち第２ブロックの第１ステー
ジの符号データD384を切出し、端子50を介して復元回路
に出力する。第２ブロックの切出しが終了したら、以下
１画面全てのブロックの第１ステージの符号データを切
出すことにより、第１ステージの画像が復元回路（図示
せず）で復元される。

第２ステージ以降の復元処理も、第１ステージと同様
に行う。先ず、符号データ格納部23の第１ブロックの第
２ステージの先頭アドレスP12（＝“10"）から符号デー
タ（R0 Ｉ−96 R0 Ｉ−64…）を読出し、符号データ
切出し部41と符号長復元部31に入力する。符号長復元部
31では、入力された符号データ（R0 Ｉ−96 R0 Ｉ−
64…）の符号長を符号長表32を用いて復元して符号長加
算部33と符号データ切出し部41に出力する。例えば、符
号データR0の符号長が４ビットならば“4"を符号長加算
部33と符号データ切出し部41に出力する。

符号長加算部33は、第２ステージで復元する符号デー
タの個数が４個であるので、入力された符号長“4"を保
持し、残り３個の符号データ（Ｉ−96 R0 Ｉ−64）の
符号長“8",“4",“7"を全て加算し、その合計値“23"
を格納アドレス算出部21に出力する。格納アドレス算出
部21は、格納アドレス保持部22に保持されている第１ブ
ロックの第２ステージの先頭アドレスP12（＝“10"）と
符号長加算部33で算出された第２ステージの符号長“2
3"を加算する。そして、格納アドレス保持部22に保持す
る第１ブロックのアドレスを、第３ステージの先頭アド
レスP13（P12＋“23"＝“33"）に更新する。

一方、符号データ切出し部41は、入力された符号長
“4",“8",“4",“7"の合計“23"ビット分の符号デー
タ、即ち第１ブロックの第２ステージの符号データ（R0
Ｉ−96 R0 Ｉ−64）を順次切出し、端子50を介して
復元回路に出力する。

第１ブロックの切出しが終了したら、次に第２ブロッ
クの第２ステージの先頭アドレスP22に従って、符号デ
ータ格納部23から符号データ（R0 Ｉ−96 R1 I32
…）を読出し、符号データ切出し部41と符号長復元部31
に入力する。符号長復元部31では、入力された符号デー
タ（R0 Ｉ−96 R1 I32…）の符号長を符号長表32を
用いて復元して符号データ（R0 Ｉ−96 R1 I32）の
符号長（“4",“8",“5",“6"）を符号データ切出し部4
1と符号長加算部33に出力する。

符号長加算部33は、第２ステージで復元する４個の符
号データの符号長を加算し、その加算結果“23"を格納
アドレス算出部21に出力する。該格納アドレス算出部21
は、格納アドレス保持部22に保持されている第２ブロッ
クの第２ステージの先頭アドレスP22と符号長加算部33
で算出された第２ステージの符号長“23"を加算する。
そして、格納アドレス保持部22に保持する第２ブロック
のアドレスを、第３ステージの先頭アドレスP23（＝P22
＋“23"）に更新する。

一方、符号データ切出し部41は、入力された符号長
“4",“8",“5",“6"の合計“23"ビット分の符号デー
タ、即ち第２ブロックの第２ステージの符号データ（R0
Ｉ−96 R1 I32）を順次切出し、端子50を介して復
元回路に出力する。第２ブロックの切出しが終了した
ら、以下１画面分全てのブロックの第２ステージの符号
データを切出すことにより、第２ステージの画像が復元
される。

以上のシーケンスを第４ステージまで繰り返すことに
より、第１〜第４ステージの符号データがそれぞれ切出
され、各ステージの画像が順次復元される。

［発明の効果］ 以上、詳細に説明したように、本発明によれば量子化
したDCT係数を符号化したデータをブロック間で接続し
て格納し、階層的復元を行う際に各符号の符号長のみを
復元して各ブロック毎に各ステージの先頭アドレスを保
持しておき、符号データを切り出す構成とすることによ
り、階層的に画像を復元する時の符号データの切出しの
処理シーケンスの簡略化を図ることができる符号データ
格納方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式の原理ブロック図、 第２図は本発明方式の一実施例を示す構成ブロック図、 第３図は本発明の符号データ切出し方法を説明する図、 第４図はADTC方式の符号化回路のブロック図、 第５図は原画像信号の８×８画素のブロック図、 第６図はDCT係数を示す図、 第７図はDCT係数に対する閾値を示す図、 第８図は量子化係数を示す図、 第９図は量子化係数の走査順次を示す図、 第10図は復元ステージの読出し符号データ列を示す図、 第11図は符号データ列の説明図、 第12図は従来法による符号データ読出し回路の実施例の
ブロック図である。 第１図において、 20は符号データ格納手段、 30は符号長復元手段、 40は符号データ切出し手段である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原画像をそれぞれが複数の画素からなる複
   数のブロックに分割し、各ブロック毎に当該ブロック内
   の複数の画素の階調値を２次元離散コサイン変換して得
   られた変換係数を量子化し、得られた量子化係数を符号
   化した符号データを格納・読出す符号データの格納・読
   出方式であって、 符号データを格納する符号データ格納手段（20）と、 該符号データ格納手段（20）の出力を受けて符号データ
   の符号長を復元する符号長復元手段（30）と、 該符号長復元手段（30）の符号長出力を受けて、前記符
   号データ格納手段（20）に格納されている符号データか
   ら当該符号長分の符号データを切出して出力する符号デ
   ータ切出し手段（40）とを具備し、 符号データを符号データ格納手段（20）に格納する場合
   にはブロック内の全ての符号データをブロック間で接続
   して格納し、 階層的復元のために符号データを符号データ格納手段
   （20）から読出す場合には、各ブロック毎の復元ステー
   ジで必要となる個数分の符号データの符号長を符号長復
   元手段（30）により復元し、得られた符号長分の符号デ
   ータを符号データ切出し手段（40）により切出し、復元
   ステージで必要な符号データを符号データ格納手段（2
   0）より読出すようにしたことを特徴とする符号データ
   格納・読出方式。