JP2839389B2 - 逆量子化方法および画像データ復元装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、符号データから原画像
を復元する画像データ復元装置において、符号データを
復号して得られる量子化係数を逆量子化する逆量子化方
法およびこの逆量子化方法を適用した画像データ復元装
置に関するものである。

【０００２】中間階調画像やカラー画像などの多値画像
をその特徴を損なうことなくデータ量を圧縮する符号化
方式として、２次元直交変換を利用した適応離散コサイ
ン変換符号化方式（Adaptive Discrete Cosine Transfo
rm，以下ＡＤＣＴ方式と称する）が広く用いられてい
る。

【０００３】このＡＤＣＴ方式は、多値画像をそれぞれ
所定数の画素（例えば８×８画素）からなるブロックに
分割し、このブロックごとに画像データを直交変換して
変換係数（以下、ＤＣＴ係数と称する）からなる行列を
求め、この行列の各成分をそれぞれ対応する視覚適応閾
値（後述する）を用いて量子化してから可変長符号化す
ることにより、データ量を圧縮するものである。

【０００４】

【従来の技術】図１０に、従来のＡＤＣＴ方式を適用し
た画像データ圧縮装置の構成を示す。また、図１１に、
多値画像を分割して得られるブロックの例を示す。

【０００５】画像読取装置などによって読み取られた多
値画像は、上述したブロックごとに順次にＤＣＴ変換部
６１１に入力され、このＤＣＴ変換部６１１による２次
元離散コサイン変換（以下、ＤＣＴ変換と称する）処理
により、空間周波数成分に対応するＤＣＴ係数からなる
８行８列の行列（以下、ＤＣＴ係数Ｄと称する）に変換
される。図１２に、ＤＣＴ係数Ｄの例を示す。

【０００６】このＤＣＴ係数Ｄの各成分は、線型量子化
部６２０により、それぞれ量子化閾値Ｑ_THの対応する成
分を用いて量子化される。上述した量子化閾値Ｑ_THは、
各空間周波数に対応する視覚適応閾値と量子化制御パラ
メータSFとから得られるものである。この視覚適応閾値
は、各空間周波数成分に対する視覚の感度に関する実験
結果に基づいて予め定められており、量子化マトリクス
Ｖ_TH（図１３参照）として与えられている。また、量子
化制御パラメータSFは、画像の量子化精度を決定する係
数であり、復元画像に対して要求される画質に応じて、
操作者が１画面分の画像データの符号化処理に先立って
設定するものである。

【０００７】ここで、上述した量子化マトリクスＶ_THの
各成分の値は、人間の視覚感度の空間周波数特性に応じ
て、図１３に示すように、低い空間周波数に対応する成
分の絶対値は小さく、逆に、高い空間周波数に対応する
成分の絶対値は大きく設定されている。このため、線型
量子化部６２０によってＤＣＴ係数Ｄを量子化して得ら
れる量子化係数Ｄ_QUは、図１４に示すように、直流成分
を示す行列の左上隅の成分（以下、ＤＣ成分と称する）
とこのＤＣ成分の周囲にある低い空間周波数成分を示す
極く少数のＡＣ成分のみが零以外の値を有する有効係数
となり、大部分のＡＣ成分は値が零である無効係数とな
る場合が多い。

【０００８】このようにして得られた量子化係数Ｄ_QUを
図１５に示すジグザスキャンと呼ばれる走査順序を用い
て走査すると、一連の有効係数に続いて、無効係数が連
続している１次元配列が得られる。この１次元配列を符
号化部６３１によって有効係数（インデックス）とこの
インデックスの前に連続している無効係数の連続長（ラ
ン）との組合せに変換し、符号表６３２に基づいて、各
組合せをその出現頻度に対応する符号にそれぞれ置き換
えて可変長符号化することにより、画像データを圧縮し
ている。

【０００９】また、このようにして得られた符号化デー
タは、図１６に示す画像データ復元装置によって画像デ
ータに復元される。画像データ復元装置の復号部７１１
は、上述した符号表６３２とは逆に、符号に対応するラ
ンとインデックスとの組合せを示す復号表７１２を備え
ており、順次に入力される符号を復号してインデックス
とランとの組合せを求めて、逆量子化部７２０に入力す
る。

【００１０】この逆量子化部７２０において、配列復元
部７２１により、入力されるインデックスとランとから
上述した１次元配列が復元され、この１次元配列の各成
分が順次に乗算器７２２に入力される。また、量子化閾
値保持部７２３には、量子化閾値Ｑ_THが保持されてお
り、乗算器７２２への量子化係数の入力に同期して、対
応する量子化閾値が乗算器７２２に送出されている。こ
のようにして、乗算器７２３により、量子化係数Ｄ_QUの
各成分が対応する量子化閾値を用いて逆量子化され、Ｄ
ＣＴ係数Ｄが復元される。

【００１１】次に、このＤＣＴ係数Ｄを逆ＤＣＴ変換部
７３１に入力し、この逆ＤＣＴ変換部７３１による逆Ｄ
ＣＴ変換処理を行うことによって、該当するブロックの
画像データが復元される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来方式においては、全ての量子化係数に量子化閾値を乗
じて、逆量子化処理を行っている。しかしながら、値が
零である無効係数と量子化閾値との乗算処理は、乗算結
果が予め分かっている無駄な処理である。つまり、従来
は、無駄な処理であるか否かにかかわらず、１ブロック
の量子化係数Ｄ_QUの逆量子化処理のために、６４回の乗
算処理を行っており、このため、逆量子化処理に要する
時間が長かった。

【００１３】このような無駄な処理を省いて、逆量子化
処理を高速化するための技法として、本出願人は、特願
平１−３１６７０８号『画像データ復元方式』を既に出
願している。図１７に、この技法による逆量子化処理部
の概略構成を示す。

【００１４】この技法は、アドレス算出部７２４が、入
力されるランの値から対応する有効係数のアドレスを求
め、量子化閾値保持部７２３が、このアドレスに対応す
る量子化閾値を乗算器７２２に送出し、この量子化閾値
とインデックスとを乗算器７２２で乗算することによ
り、有効係数のみを選択的に逆量子化するものである。
この場合は、上述したアドレスに対応して、乗算器７２
２による乗算結果をＤＣＴ係数保持部７２５に保持する
ことにより、８行８列のＤＣＴ係数Ｄが復元されてい
る。

【００１５】この技法においては、各ブロックの逆量子
化処理では、ＤＣＴ係数保持部７２５の有効係数に対応
するアドレスにのみ逆量子化結果が書き込まれるので、
次のブロックの逆量子化処理を行う前に、前のブロック
の逆量子化処理で得られたＤＣＴ係数をクリアする初期
化処理を行う必要がある。

【００１６】例えば、ＤＣＴ係数保持部７２５の各アド
レスに零を初期値として書き込むことによって初期化処
理を行えばよい。しかし、前のブロックの無効係数に対
応していたアドレスの内容は零であるから、初期化処理
によって改めて零を書き込むことは無駄な処理である。
従って、各アドレスが有効係数に対応していたか否かに
かかわらず、６４個のアドレス全てに対する書込処理を
行ったのでは、このような無駄な書込処理に要する時間
のために、無駄な乗算処理を削減したことによる逆量子
化処理の時間短縮効果が失われてしまう。

【００１７】本発明は、無駄な乗算処理とともに無駄な
初期化処理の削減を可能とする逆量子化方法および逆量
子化装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１に、本発明の逆量子
化方法の原理を示す。請求項１の発明は、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ごとに直交変
換して変換係数からなる係数行列を求め、この係数行列
の各成分を対応する量子化閾値で量子化して得られる量
子化係数行列を符号化した符号データから原画像を復元
する際に、符号データを復号して得られる量子化係数か
ら係数行列を得る逆量子化方法において、各ブロックに
対応する量子化係数行列から零以外の値を有する有効係
数を抽出し、有効係数それぞれに対応する量子化閾値を
乗じ、得られた乗算結果を有効係数が量子化係数行列に
おいて占める位置を示す有効係数アドレスに応じてそれ
ぞれ保持して係数行列を復元し、次のブロックに対応す
る量子化係数の逆量子化処理の前に、有効係数アドレス
に対して、選択的に初期化処理を行うことを特徴とす
る。

【００１９】図２に、請求項２および請求項３の画像デ
ータ復元装置の構成を示す。請求項２の発明は、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ごとに
直交変換して変換係数からなる係数行列を求め、この係
数行列の各成分を対応する量子化閾値で量子化して得ら
れる量子化係数行列を符号化した符号データが入力さ
れ、この符号データを復号して、量子化係数行列を表す
復号データを出力する復号手段１０１と、復号データに
基づいて、各ブロックの量子化係数行列に含まれる零以
外の値を有する有効係数が量子化係数行列において占め
る位置を示す有効係数アドレスをそれぞれ求めるアドレ
ス算出手段１１１と、有効係数と該当する有効係数アド
レスで示される量子化閾値とを乗算し、変換係数として
出力する逆量子化手段１１２と、変換係数を有効係数ア
ドレスに対応して格納する変換係数格納手段１１３と、
有効係数アドレスを順次に保持するアドレス保持手段１
１４と、変換係数格納手段１１３に格納された変換係数
からなる係数行列を逆直交変換して、画像データを復元
する逆直交変換手段１０２と、逆直交変換手段１０２に
よる逆直交変換処理の終了に応じて、アドレス保持手段
１１４に保持された有効係数アドレスで示される変換係
数格納手段１１３の格納場所に、所定の初期値を書き込
む書込手段１１５とを備えたことを特徴とする。

【００２０】請求項３の発明は、請求項２に記載の画像
データ復元装置において、変換係数格納手段１１３が、
１ブロック分の係数行列に相当する容量を有する複数の
領域を切り換えて、連続するブロックに対応する係数行
列を格納する構成であり、アドレス保持手段１１４が、
変換係数格納手段１１３の各領域に格納される係数行列
に対応して有効係数アドレスを保持する構成であり、書
込手段１１５が、アドレス保持手段１１４に保持された
各領域の係数行列に対応する有効係数アドレスに応じ
て、初期値の書込処理を行う構成であることを特徴とす
る。

【００２１】図３に、請求項４および請求項５の画像デ
ータ復元装置の構成を示す。請求項４の発明は、請求項
２に記載の画像データ復元装置において、各ブロックに
対応する量子化係数行列に含まれる有効係数の数に基づ
いて、直流成分のみで表される直流ブロックを検出し、
この検出結果を逆直交変換手段１０２による逆直交変換
処理に供するブロック検出手段１２１を備えたことを特
徴とする。

【００２２】請求項５の発明は、請求項２に記載の画像
データ復元装置において、各ブロックに対応する量子化
係数行列に含まれる有効係数の数に基づいて、有効係数
を含まない無効ブロックを検出し、この検出結果を逆直
交変換手段１０２による逆直交変換処理に供するブロッ
ク検出手段１３１を備えたことを特徴とする。

【００２３】

【作用】請求項１の発明は、各ブロックに対応する量子
化係数行列から有効係数のみを抽出して量子化閾値との
乗算を行い、得られた変換係数を有効係数アドレスに応
じて保持することによって係数行列を復元し、次のブロ
ックの逆量子化処理を行う前に、上述した有効係数アド
レスに対して選択的に初期化処理を行うので、無駄な乗
算処理とともに、無駄な初期化処理を削減することが可
能である。

【００２４】請求項２の発明は、復号手段１０１によっ
て得られる復号データに基づいて、アドレス算出手段１
１１が有効係数アドレスを求め、逆量子化手段１１２に
よる乗算結果をこの有効係数アドレスに応じて変換係数
格納手段１１３に格納することにより、無効係数と量子
化閾値との無駄な乗算処理を省略して、各ブロックの係
数行列を求めることができる。また、アドレス算出手段
１１１によって得られた有効係数アドレスをアドレス保
持手段１１４に保持し、逆直交変換手段１０２による逆
直交変換処理の終了に応じて、書込手段１１５がこれら
の有効係数アドレスに対応する変換係数格納手段１１３
の格納場所に初期値を書き込むことにより、無効係数に
対応するアドレスに対する無駄な初期化処理を省略する
ことができる。

【００２５】請求項３の発明は、変換係数格納手段１１
３の複数の領域のいずれかに変換係数を格納する処理と
他の領域に格納された係数行列に対する逆直交変換処理
とを並行して行うことができる。また、各領域に対応し
てアドレス保持手段１１４が有効係数アドレスを保持し
ているので、複数の領域のいずれかに変換係数を格納す
る処理と並行して、書込手段１１５は、他の領域に初期
値を書き込む処理を行うことができる。

【００２６】請求項４の発明は、ブロック検出手段１２
１により、直流ブロックが検出されるので、逆直交変換
手段１０２は、このブロック検出手段１２１による検出
結果に応じて、直流ブロックに適応した処理を行うこと
ができる。

【００２７】請求項５の発明は、ブロック検出手段１３
１により、無効ブロックが検出されるので、逆直交変換
手段１０２は、このブロック検出手段１３１による検出
結果に応じて、無効ブロックに適応した処理を行うこと
ができる。

【００２８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図４は、請求項２の画像データ復元
装置の実施例構成を示す。

【００２９】図４において、復号部７１１と復号表７１
２とは、復号手段１０１に相当するものであり、従来と
同様に、各符号の入力に応じて復号表７１２から対応す
るインデックスとランとの組合せを検索し、得られた検
索結果を復号データとして逆量子化部２１０に送出する
構成となっている。

【００３０】この逆量子化部２１０において、上述した
復号データは、デマルチプレクサ２０１により、ランと
インデックスとに分離され、それぞれアドレス算出手段
１１１と逆量子化手段１１２とに送出されている。

【００３１】このアドレス算出手段１１１は、積算回路
２１１とブロック検出部２１２とから構成されており、
積算回路２１１が、ランの値に数値『１』を加算したも
のを順次に積算する構成となっている。また、ブロック
検出部２１２には、ランが入力されており、ブロックの
最後を示すラン『Ｒ_EOB 』の入力に応じて、ブロックの
終わりを検出した旨の検出信号を出力して、積算回路２
１１の積算値を初期値『０』にリセットする構成となっ
ている。

【００３２】このようにして、各インデックスに対応す
る積算結果として、ジグザグスキャンによる走査順序が
得られる。この走査順序は、８行８列の量子化係数Ｄ_QU
において、各インデックスに対応する有効係数が占める
位置を示している。従って、上述した積算回路２１１に
よって得られたこの走査順序を有効係数アドレスとして
送出すればよい。

【００３３】図４において、逆量子化手段１１２は、乗
算器２２１と量子化閾値保持部２２２とから構成されて
おり、この量子化閾値保持部２２２には、ジグザグスキ
ャンによる走査順序に対応して、各ＤＣＴ係数に対応す
る量子化閾値が保持されている。従って、上述したアド
レス算出手段１１１によって得られたアドレスの入力に
応じて、量子化閾値保持部２２２が、対応する量子化閾
値を乗算器２２１に送出し、乗算器２２１が、入力され
るインデックスとこの量子化閾値との乗算を行うことに
より、インデックスで示される有効係数を逆量子化して
ＤＣＴ係数を得ることができる。

【００３４】なお、ここでは、デマルチプレクサ２０１
により、予めランとインデックスとを分離して、それぞ
れアドレス算出手段１１１と逆量子化手段１１２とに入
力する構成としたが、アドレス算出手段１１１および逆
量子化手段１１２が、復号データからそれぞれランおよ
びインデックスを抽出する手段を備えて構成してもよ
い。

【００３５】また、図４において、上述した逆量子化手
段１１２によって得られたＤＣＴ係数は、マルチプレク
サ２３１を介してバッファ２３２に入力されている。こ
のバッファ２３２は、変換係数格納手段１１３に相当す
るものであり、このバッファ２３２が、入力されるＤＣ
Ｔ係数を上述した有効係数アドレスに対応して格納する
ことにより、８行８列のＤＣＴ係数Ｄを復元する構成と
なっている。

【００３６】このようにして、量子化係数Ｄ_QUから有効
係数のみを抽出し、抽出した有効係数のみを選択的に逆
量子化して、１ブロックの画像データに対応する８行８
列のＤＣＴ係数Ｄを復元することができる。

【００３７】また、上述したブロック検出部２１２から
の検出信号に応じて、タイミング制御部２５２が、ＤＣ
Ｔ係数Ｄの復元処理が終了した旨を逆ＤＣＴ変換部７３
１に通知し、逆ＤＣＴ変換処理の開始を指示する構成と
すればよい。

【００３８】この開始指示に応じて、逆ＤＣＴ変換部７
３１が、従来と同様にバッファ２３２に格納されたＤＣ
Ｔ係数に対して逆ＤＣＴ変換処理を行うことにより、１
ブロック分の画像データが復元される。

【００３９】次に、上述したバッファ２３２の有効係数
に対応するアドレスのみを選択的に初期化する方法につ
いて説明する。図４において、メモリ２４１とカウンタ
２４２とは、アドレス保持手段１１４を形成しており、
カウンタ２４２は、メモリ２４１に有効係数アドレスが
入力されるたびに計数値を『１』ずつ加算する構成とな
っている。また、メモリ２４１は、このカウンタ２４２
の計数値で示されるアドレスに、上述した有効係数アド
レスを保持する構成となっている。

【００４０】例えば、図５(a) に斜線を付して示した有
効係数に対応する有効係数アドレスが、図５(b) に示す
ように、それぞれ入力順に対応するメモリ２４１のアド
レスに保持される。

【００４１】また、図４において、マルチプレクサ２３
１と零発生器２５１とタイミング制御部２５２と読出回
路２５３とは、書込手段１１５に相当するものであり、
バッファ２３２の内容の初期化処理を行う際に、タイミ
ング制御部２５２が、マルチプレクサ２３１に零発生器
２５１の出力の選択を指示する構成となっている。この
タイミング制御部２５２は、逆ＤＣＴ変換部７３１によ
る１ブロック分の逆ＤＣＴ変換処理が終了した旨の終了
信号に応じて、マルチプレクサ２３１に零発生器２５１
の出力の選択を指示すればよい。

【００４２】また、この終了信号に応じて、タイミング
制御部２５２は、読出回路２５３に対して有効係数アド
レスの読出動作を指示する構成となっており、読出回路
２５３は、この指示に応じて、上述したメモリ２４１の
各アドレスから順次に有効係数アドレスを読み出して、
バッファ２３２に書込アドレスとして送出する構成とな
っている。

【００４３】すなわち、上述した終了信号に応じて、ア
ドレス保持手段１１４に保持された有効係数アドレスが
順次にバッファ２３２に指定され、マルチプレクサ２３
１を介して零発生器２５２の出力『０』が、初期値とし
てこれらのアドレスに順次に書き込まれる。

【００４４】また、上述した読出回路２５３は、メモリ
２４１から有効係数アドレスを読み出すたびに、カウン
タ２４２に計数値の減算を指示する構成となっており、
また、カウンタ２４２は、これに応じて計数値を『１』
ずつ減算し、計数値が『０』となったときに全ての有効
係数アドレスを読み出した旨をタイミング制御部２５２
に通知する構成となっている。

【００４５】従って、タイミング制御部２５２は、カウ
ンタ２４２からの通知に応じて、初期化処理が終了した
と判断し、マルチプレクサ２３１に対して、逆量子化手
段１１２の出力の選択を指示すればよい。

【００４６】このようにして、前のブロックの有効係数
に対応するバッファ２３２のアドレスのみに、初期値
『０』を書き込んで選択的に初期化することが可能とな
る。これにより、有効係数のみを選択的に逆量子化する
場合において、前のブロックの無効係数に対応するアド
レスに対する初期化処理を削減することが可能となる。

【００４７】この場合は、例えば、図５(a) に斜線を付
して示した９個の有効係数に対応するバッファ２３２の
アドレスが、選択的に初期化される。これにより、無効
係数に対応している５５個のアドレスに対する書込処理
が削減され、９回の書込処理を行うことにより、初期化
処理を完了することができるので、６４個のアドレス全
てに初期値『０』を書き込んで初期化する場合に比べ
て、初期化処理に要する時間を大幅に短縮することがで
きる。

【００４８】このように、量子化係数Ｄ_QUに含まれる有
効係数のみを選択的に逆量子化し、これらの有効係数の
アドレスのみを選択的に初期化することにより、従来の
逆量子化処理において、無駄な処理に費やされていた時
間を削減し、１ブロック分の量子化係数Ｄ_QUの逆量子化
処理に要する時間を短縮することができる。

【００４９】通常の画像をＡＤＣＴ方式で符号化した場
合には、極く少数の有効係数を含んだ量子化係数Ｄ_QUが
数多く現れるので、上述したようにして、各ブロックの
逆量子化処理に要する時間を短縮することにより、画像
全体の復元処理に要する時間を大幅に短縮することが可
能である。

【００５０】なお、各ブロックの逆量子化処理と各ブロ
ックの逆ＤＣＴ変換処理とは、独立に処理可能であるか
ら、逆量子化処理と逆ＤＣＴ変換処理とを並行して処理
する構成としてもよい。

【００５１】図６に、請求項３の画像データ復元装置の
逆量子化部の実施例構成を示す。図６において、変換係
数格納手段１１３は、２つのバッファ２３３ａ，２３３
ｂと切換制御部２３４とから形成されており、切換制御
部２３４が、マルチプレクサ２３１の出力を２つのバッ
ファ２３３ａ，２３３ｂにブロックごとに交互に送出す
る構成となっている。また、図６において、２つのメモ
リ２４１ａ，２４１ｂと２つのカウンタ２４２ａ，２４
２ｂとは、アドレス保持手段１１４を形成しており、そ
れぞれ２つのバッファ２３３ａ，２３３ｂに対応して、
各バッファ２３３ａ，２３３ｂに格納されるＤＣＴ係数
Ｄに含まれる有効係数のアドレスを保持する構成となっ
ている。以下、バッファ２３３ａ，２３３ｂを総称する
際には、単にバッファ２３３と称する。

【００５２】また、画像データ復元装置は、パイプライ
ン制御部２３５を備えて構成されており、このパイプラ
イン制御部２３５により、逆量子化部２１０と逆ＤＣＴ
変換部７３１との動作を制御する構成となっている。

【００５３】この場合は、逆量子化部２１０のアドレス
算出手段１１１のブロック検出部２１２からの検出信号
の入力に応じて、パイプライン制御部２３５は、切換制
御部２３４にバッファ２３３の切り換えを指示するとと
もに、復号部７１１に対して、次のブロックの復号処理
の開始を指示すればよい。これにより、前のブロックに
対応するＤＣＴ係数Ｄをバッファ２３３の一方に保持し
ながら、次のブロックの逆量子化処理を行うことができ
る。また、このとき、パイプライン制御部２３５は、逆
ＤＣＴ変換部７３１に上述したバッファ２３３を指定し
て逆ＤＣＴ変換処理の開始を指示し、逆ＤＣＴ変換部７
３１からの終了通知に応じて、タイミング制御部２５２
に対して、このバッファ２３３の初期化処理の開始を指
示すればよい。また、カウンタ２４２からの全ての有効
係数アドレスが読み出された旨の通知をパイプライン制
御部２３５に入力し、パイプライン制御部２３５が、上
述した書込手段１１５による初期化処理の終了を確認す
る構成としてもよい。

【００５４】このようにして、有効係数を選択的に逆量
子化する処理と、有効係数に対応するアドレスを選択的
に初期化する処理と、得られたＤＣＴ係数Ｄを逆ＤＣＴ
変換する処理とを並行して実行することが可能となり、
画像データの復元処理をより高速化することができる。

【００５５】ところで、本出願人は、画像全体の復元処
理に要する時間を短縮するための技法として、特願平１
−２９０３０４号『画像データ復元方式』を既に出願し
ており、この技法と本発明の逆量子化方法とを併せて実
施することにより、画像データの復元処理をより高速化
することができる。

【００５６】特願平１−２９０３０４号『画像データ復
元方式』は、量子化係数Ｄ_QUあるいはＤＣＴ係数Ｄに含
まれる有効係数がＤＣ成分のみであった場合に、そのブ
ロックは有効な交流成分を持たない直流ブロックである
と判断し、逆ＤＣＴ変換処理を実行する代わりに、ＤＣ
成分を定数倍して該当するブロックの画像データを求め
ることにより、画像全体の復元処理の高速化を図るもの
である。

【００５７】図７に、請求項４の画像データ復元装置の
実施例構成を示す。図７において、画像データ復元装置
は、図４に示した逆量子化部２１０に、ブロック検出手
段１２１に相当する比較器２６１を付加した構成となっ
ている。また、図７において、逆ＤＣＴ変換部７３１と
シフト回路２６２とマルチプレクサ２６３とは、逆直交
変換手段１０２を形成している。

【００５８】上述した比較器２６１は、ブロック検出部
２１２からの検出信号の入力に応じて、アドレス保持手
段１１４のカウンタ２４２の計数値と閾値『１』とを比
較する構成となっており、シフト回路２６２とマルチプ
レクサ２６３とは、この比較結果に応じて動作する構成
となっている。

【００５９】ここで、比較器２６１により、量子化係数
Ｄ_QUに含まれる有効係数が１個であったとされた場合
は、この有効係数はＤＣＴ係数ＤのＤＣ成分に対応する
ものである。すなわち、この量子化係数Ｄ_QUに対応する
ブロックは、有効な交流成分を持たない直流ブロックで
あり、このブロックの画像データは、全て上述したＤＣ
成分を定数『８』で除算した値であり、上述したシフト
回路２６２により、バッファ２３２に格納されたＤＣ成
分を３ビットだけ右にシフトすることによって求めるこ
とができる。

【００６０】つまり、この場合は、逆直交変換手段１０
２において、逆ＤＣＴ変換部７３１による逆ＤＣＴ変換
処理をシフト回路２６２によるシフト処理に置き換える
ことができる。

【００６１】このように、逆量子化部２１０に、ブロッ
ク検出手段１２１を設けて直流ブロックを検出する構成
とすることにより、逆直交変換手段１０２において、有
効な交流成分を持たない直流ブロックに適応した処理を
行うことが可能となり、画像データの復元処理に要する
時間を全体として短縮することができる。

【００６２】また、逐次復元方式の場合は、各ブロック
に対応する量子化係数Ｄ_QUには必ずＤＣ成分が含まれて
いるから、次のブロックの量子化係数Ｄ_QUの逆量子化処
理の際に、ＤＣ成分に対応するアドレスは必ず更新され
る。従って、この場合は、逆量子化部２１０による初期
化処理をスキップしてもよい。

【００６３】例えば、上述した比較器２６１により、直
流ブロックが検出された場合に、タイミング制御部２５
２は、マルチプレクサ２３１に零発生器２５１の出力の
選択を指示する代わりにカウンタ２４２の計数値をクリ
アし、復号部７１１に対して、次のブロックに対応する
量子化係数Ｄ_QUの入力を指示する構成とすればよい。こ
の場合は、逆量子化部２１０により、ＤＣ成分のみが選
択的に逆量子化され、更に、初期化処理がスキップされ
るので、逆量子化処理に要する時間をより短縮すること
ができる。

【００６４】また、本発明の逆量子化方法を階層復元方
式の画像データ復元装置に適用してもよい。図８に、本
発明の逆量子化方法を適用した階層復元型の画像データ
復元装置の実施例構成を示す。

【００６５】図８において、画像データ復元装置は、図
４に示した画像データ復元装置に、階層復元処理部２７
０を付加して構成されており、上述した復号部７１１と
逆量子化部２１０と逆ＤＣＴ変換部７３１とによって、
入力される符号データから各階層における画像を復元
し、得られた画像と前の階層の画像とに基づいて、階層
復元処理部２７０が、現階層までの全ての情報を含んだ
画像を復元する構成となっている。この階層復元処理部
２７０は、例えば、前の階層の画像データを保持してお
き、この画像データと逆ＤＣＴ変換部７３１で得られた
画像データとを加算して、現階層までの全ての情報を含
んだ画像データを得る構成とすればよい。

【００６６】階層復元を行う場合には、各階層の１ブロ
ック分の符号として、８行８列の量子化係数Ｄ_QUの一部
の成分のみを選択的に符号化したものが入力される。例
えば、スペクトラルセレクション方式においては、ま
ず、各ブロックのＤＣ成分のみを選択的に符号化して送
出し、次に、ジグザグスキャンによって２番目および３
番目に走査される成分を選択するというように、順次に
高い空間周波数に対応する成分が選択的に符号化されて
送出される。このため、各階層の符号データを復号して
得られる量子化係数Ｄ_QUに含まれる有効係数は非常に少
なく、各階層の量子化係数Ｄ_QUに含まれる有効係数の数
は２〜３個程度である場合が多い。

【００６７】従って、上述したように、有効係数のみを
選択的に逆量子化し、これらの有効係数に対応するアド
レスのみを選択的に初期化することにより、逆量子化処
理に要する時間を大幅に短縮し、各ブロックの画像デー
タの復元処理を高速化することができる。

【００６８】また、階層復元の際に、画像データ全体の
復元処理に要する時間を短縮する技法として、本出願人
は、既に、特願平２−１８０４７３号を出願している。
この技法は、量子化係数Ｄ_QUが有効係数を含んでいない
無効ブロックを検出し、この無効ブロックについての逆
ＤＣＴ変換処理および画像データの更新処理を省略し
て、画像データ全体の復元処理の高速化を図るものであ
る。

【００６９】図９に、請求項５の画像データ復元装置の
実施例の要部構成を示す。図９において、画像データ復
元装置は、図８に示した画像データ復元装置に、ブロッ
ク検出手段１３１に相当する比較器２７１を付加した構
成となっており、逆ＤＣＴ変換部７３１と階層復元処理
部２７０とから逆直交変換手段１０２が構成されてい
る。

【００７０】また、上述した比較器２７１は、ブロック
検出部２１２からの検出信号の入力に応じて、アドレス
保持手段１１４のカウンタ２４２の計数値と閾値『０』
とを比較し、一致した場合に、該当するブロックの量子
化係数Ｄ_QUに有効係数が含まれていない旨を示す無効ブ
ロック信号を出力する構成となっている。

【００７１】例えば、スペクトラルセレクション方式に
おいては、上述したように順次に高い空間周波数に対応
する成分が送出されるので、高い次数の階層では、選択
される成分が全て無効係数である場合がある。

【００７２】このような場合には、１ブロック分の符号
として、１ブロック分の符号が終了したことを示す『Ｅ
ＯＢ』符号のみが入力され、これに応じて、上述した比
較器２７１により無効信号が出力される。

【００７３】この場合は、該当するブロックに対応する
量子化係数Ｄ_QUの成分は全て無効係数であり、従って、
対応するＤＣＴ係数Ｄの成分も全て無効係数であるか
ら、このブロックについての逆量子化処理および逆ＤＣ
Ｔ変換処理は、無駄な演算処理である。また、この場合
は、現階層の画像に関する新しい情報が入力されないの
だから、上述した階層復元処理部２７０により、前の階
層までの情報を含んだ画像を更新する必要はない。

【００７４】例えば、タイミング制御部２５２は、上述
した無効ブロック信号に応じて、復号手段１０１に符号
データの復号処理を開始する旨を指示する構成とすれば
よい。この場合は、カウンタ２４２の計数値は『０』で
あるから、タイミング制御部２５２が改めてクリアする
必要はない。

【００７５】また、逆ＤＣＴ変換部７３１は、この無効
ブロック信号の入力に応じて、逆ＤＣＴ変換処理をスキ
ップするとともに、階層復元処理部２７０に対して、無
効ブロックである旨を通知すればよい。これに応じて、
階層復元処理部２７０は、上述した階層復元処理をスキ
ップし、前の階層の画像データをそのまま出力すればよ
い。

【００７６】このように、逆量子化部２１０に、ブロッ
ク検出手段１３１を設けて無効ブロックを検出する構成
とすることにより、逆直交変換手段１０２において、有
効な情報を含んでいない無効ブロックに適応した処理を
行うことが可能となり、画像データの復元処理に要する
時間を全体として短縮することができる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、有効係数
を選択的に逆量子化し、これらの有効係数が保持された
アドレスを選択的に初期化することにより、無効係数と
量子化閾値との無駄な乗算処理および無効係数に対応す
るアドレスに対する無駄な初期化処理を削減することを
可能とするので、逆量子化処理に要する時間を短縮する
ことができ、画像データの復元処理の高速化を図ること
ができる。

【００７８】更に、逆量子化処理および初期化処理と逆
ＤＣＴ変換処理とを並行して行うことにより、１ブロッ
ク当たりの処理時間を短縮して、より高速に復元処理を
行うことができる。

【００７９】また、直流ブロックおよび無効ブロックを
検出し、逆直交変換手段においてこれらのブロックに適
応する処理を行うことにより、各ブロックの逆量子化処
理に要する時間を短縮するとともに、画像全体の復元処
理に要する時間を大幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の逆量子化方法の原理を示す図である。

【図２】請求項２および請求項３の画像データ復元装置
の構成を示す図である。

【図３】請求項４および請求項５の画像データ復元装置
の構成を示す図である。

【図４】請求項２の画像データ復元装置の実施例構成を
示す図である。

【図５】有効係数アドレスの説明図である。

【図６】請求項３の画像データ復元装置の逆量子化部の
実施例の要部構成を示す図である。

【図７】請求項４の画像データ復元装置の逆量子化部の
実施例の要部構成を示す図である。

【図８】本発明の逆量子化方法を適用した階層復元方式
の画像データ復元装置の実施例構成図である。

【図９】請求項５の画像データ復元装置の実施例の要部
構成を示す図である。

【図１０】従来の画像データ圧縮装置の構成図である。

【図１１】ブロックの例を示す図である。

【図１２】ＤＣＴ係数Ｄの例を示す図である。

【図１３】量子化マトリクスを示す図である。

【図１４】量子化係数Ｄ_QUを示す図である。

【図１５】ジグザグスキャンの説明図である。

【図１６】従来の画像データ復元装置の構成図である。

【図１７】従来の逆量子化処理部の概略構成図である。

【符号の説明】

１０１ 復号手段 １０２ 逆直交変換手段 １１１ アドレス算出手段 １１２ 逆量子化手段 １１３ 変換係数格納手段 １１４ アドレス保持手段 １１５ 書込手段 １２１，１３１ ブロック検出手段 ２０１ デマルチプレクサ（ＤＭＰＸ） ２１１ 積算回路 ２１２ ブロック検出部 ２２１，７２２ 乗算器 ２２２，７２３ 量子化閾値保持部 ２３１，２６３ マルチプレクサ（ＭＰＸ） ２３２，２３３ バッファ ２３４ 切換制御部 ２３５ パイプライン制御部 ２４１ メモリ ２４２ カウンタ ２５１ 零発生器 ２５２ タイミング制御部 ２５３ 読出回路 ２６１，２７１ 比較器 ２６２ シフト回路 ２７０ 階層復元処理部 ６１１ ＤＣＴ変換部 ６２０ 線型量子化部 ６３１ 符号化部 ６３２ 符号表 ７１１ 復号部 ７１２ 復号表 ７２０ 逆量子化部 ７２１ 配列復元部 ７２４ アドレス算出部 ７２５ ＤＣＴ係数保持部 ７３１ 逆ＤＣＴ変換部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−177163（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−151763（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−70060（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−293865（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/41 - 1/419 H04N 7/24 - 7/68

Claims (5)

(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
   複数のブロックごとに直交変換して変換係数からなる係
   数行列を求め、この係数行列の各成分を対応する量子化
   閾値で量子化して得られる量子化係数行列を符号化した
   符号データから前記原画像を復元する際に、前記符号デ
   ータを復号して得られる量子化係数から係数行列を得る
   逆量子化方法において、 各ブロックに対応する量子化係数行列から零以外の値を
   有する有効係数を抽出し、 前記有効係数それぞれに対応する量子化閾値を乗じ、 得られた乗算結果を前記有効係数が前記量子化係数行列
   において占める位置を示す有効係数アドレスに応じてそ
   れぞれ保持して係数行列を復元し、 次のブロックに対応する量子化係数の逆量子化処理の前
   に、前記有効係数アドレスに対して、選択的に初期化処
   理を行うことを特徴とする逆量子化方法。
2. 【請求項２】 原画像をそれぞれが複数の画素からなる
   複数のブロックごとに直交変換して変換係数からなる係
   数行列を求め、この係数行列の各成分を対応する量子化
   閾値で量子化して得られる量子化係数行列を符号化した
   符号データが入力され、この符号データを復号して、前
   記量子化係数行列を表す復号データを出力する復号手段
   （１０１）と、 前記復号データに基づいて、各ブロックの量子化係数行
   列に含まれる零以外の値を有する有効係数が前記量子化
   係数行列において占める位置を示す有効係数アドレスを
   それぞれ求めるアドレス算出手段（１１１）と、 前記有効係数と該当する有効係数アドレスで示される量
   子化閾値とを乗算し、変換係数として出力する逆量子化
   手段（１１２）と、 前記変換係数を前記有効係数アドレスに対応して格納す
   る変換係数格納手段（１１３）と、 前記有効係数アドレスを順次に保持するアドレス保持手
   段（１１４）と、 前記変換係数格納手段（１１３）に格納された変換係数
   からなる係数行列を逆直交変換して、画像データを復元
   する逆直交変換手段（１０２）と、 前記逆直交変換手段（１０２）による逆直交変換処理の
   終了に応じて、前記アドレス保持手段（１１４）に保持
   された有効係数アドレスで示される前記変換係数格納手
   段（１１３）の格納場所に、所定の初期値を書き込む書
   込手段（１１５）とを備えたことを特徴とする画像デー
   タ復元装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の画像データ復元装置に
   おいて、 変換係数格納手段（１１３）が、１ブロック分の係数行
   列に相当する容量を有する複数の領域を切り換えて、連
   続するブロックに対応する係数行列を格納する構成であ
   り、 アドレス保持手段（１１４）が、前記変換係数格納手段
   （１１３）の各領域に格納される係数行列に対応して有
   効係数アドレスを保持する構成であり、 書込手段（１１５）が、前記アドレス保持手段（１１
   ４）に保持された各領域の係数行列に対応する有効係数
   アドレスに応じて、初期値の書込処理を行う構成である
   ことを特徴とする画像データ復元装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の画像データ復元装置に
   おいて、 各ブロックに対応する量子化係数行列に含まれる有効係
   数の数に基づいて、直流成分のみで表される直流ブロッ
   クを検出し、この検出結果を逆直交変換手段（１０２）
   による逆直交変換処理に供するブロック検出手段（１２
   １）を備えたことを特徴とする画像データ復元装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の画像データ復元装置に
   おいて、 各ブロックに対応する量子化係数行列に含まれる有効係
   数の数に基づいて、有効係数を含まない無効ブロックを
   検出し、この検出結果を逆直交変換手段（１０２）によ
   る逆直交変換処理に供するブロック検出手段（１３１）
   を備えたことを特徴とする画像データ復元装置。