JP2937455B2 - 画像データ圧縮装置および画像データ復元装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第５図〜第12図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例（第２図〜第４図） 発明の効果 〔概要〕 多値画像のデータ量を符号化して圧縮する画像データ
圧縮装置および圧縮データを多値画像を復元する画像デ
ータ復元装置に関し、 画像データを高速に圧縮することおよび圧縮データを
高速に復元することを目的とし、 請求項１記載の発明は、多値画像データをブロック毎
に二次元直交変換して得られた係数行列の量子化を行
い、その量子化係数から有効係数および無効係数連続長
の発生を並行して行って得られた有効係数および無効係
数連続長を一つの組合せデータとして順次に格納し、当
該ブロックの終了時にブロック終了信号を格納し、そし
て読み出した有効係数および無効係数連続長の組合せデ
ータとブロック終了信号を当該ブロックのデータとして
出力する。

請求項２記載の発明は、組合せデータの生成動作およ
び格納動作と符号化動作とを並行して行い、符号を出力
する。

請求項３記載の発明は、係数コードおよび連続長コー
ドに変換して符号化した符号入力の係数コードの有効係
数への変換と、連続長コードの無効係数連続長への変換
とを並行して行い、変換して得られた有効係数および無
効連続長を逆量子化して係数行列を得、その係数行列を
二次元逆直交変換して画像データを得る。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明での組合
せデータの生成動作および格納動作と逆量子化動作とを
並行して行って得られた係数行列の二次元逆直交変換を
して画像データを得る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、例えば中間階調画像やカラー画像などの多
値画像の圧縮に用いられる適応離散コサイン変換符号化
方式によって画像データを圧縮する画像データ圧縮装置
およびこの適応離散コサイン変換符号化方式による符号
に基づいて、画像データを復元する画像データ復元装置
に関するものである。

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 Transform,以下A
DCT方式と称する）が広く用いられている。

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）
を用いて量子化したものを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。

〔従来の技術〕

第５図に、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、第６図に、多値画像を分割し
て得られるブロックの例を示す。

DCT変換部611は、入力されるブロックに対して２次元
離散コサイン変換（以下、DCT変換と称する）処理を行
い、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 と称する）に変換する。第７図に、このDCT係数 の例を示す。

線型量子化部621は、このDCT係数 の各成分を量子化する処理を行う。

ここで、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、視覚適応閾値が予め決められて
おり、この視覚適応閾値からなる量子化マトリクス が線型量子化部621に与えられている。この線型量子化
部621は、この量子化マトリクス の各成分に所定のパラメータを乗じて得られる量子化閾
値 を用いて、上述したDCT係数 の量子化処理を行い、量子化係数 を算出する。

一般に、低い空間周波数に対する視覚の感度は高く、
高い空間周波数に対する視覚の感度は低いので、第８図
に示すように、低い空間周波数に対応する量子化マトリ
クス の成分の絶対値は小さく、逆に、高く空間周波数に対応
する成分の絶対値は大きい。このため、量子化係数 は、第９図に示すように、DC成分を示す行列の左上隅の
成分と低い空間周波数成分を示す極く少数のAC成分のみ
が、数値『０』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『０』である無効係数となる場合が多
い。

次に、第10図に示すようなジグザグスキャンと呼ばれ
る走査順序に従って上述した量子化係数 を走査することにより、２次元に配列された量子化係数 の各成分を１次元の配列に変換し、順次に符号化部631
に入力する。この場合は、DC成分に対応する量子化係数
を先頭として、低い空間周波数のAC成分に対応する量子
化係数から順次に符号化部631に入力される。

この符号化部631は、上述した順序で入力される量子
化係数 の各成分の中から零以外の値を有する有効係数を検出す
るとともに、検出した有効係数以前に連続して入力され
た無効係数の数を計数し、上述した一連の量子化係数 の成分をこの計数値（以下、ランと称する）と検出した
有効係数（以下、インデックスと称する）との組に変換
する。

通常は、符号化部631において、まず、JPEG（Joint P
hotographic Expert Group）による標準化仕様草案（JP
EG−８−R8）に従って、このインデックスをコード化す
る処理とランをコード化する処理とが行われる。このコ
ード化されたインデックス（以下、インデックスコード
と称する）およびコード化されたラン（以下、ランコー
ドと称する）の両方が得られた後に、符号表に基づい
て、インデックスコードとランコードとの組合せに対応
する符号が出力される。

ここで、上述したインデックスコードおよびランコー
ドの組合せのそれぞれに対応する符号は、各組合せの出
現頻度に基づいて決められており、出現頻度の高い組合
せには短い符号が割り当てられ、出現頻度の低い組合せ
には長い符号が割り当てられている。

このようにして、上述したランとインデックスとの組
合せを出現頻度に対応した符号長を有するハフマン符号
化することにより、画像データが圧縮される。

上述したDCT変換動作と量子化動作と符号化動作とを
１画面を構成する各ブロックについて繰り返すことによ
り、１画面の画像データの圧縮処理が行われ、この圧縮
データがディスク装置などに蓄積され、あるいは伝送路
などを介して伝送される。

上述したような符号からなる圧縮データは、第11図に
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、復号表に基づい
て、順次に入力される符号をインデックスコードおよび
ランコードの組合せに復号し、次に、上述した標準化仕
様草案に従って、元のインデックスとランとを順次に復
元する。

逆量子化部721は、このインデックスと量子化閾値 の対応する成分との乗算を行い、上述したランに基づい
て、この乗算結果を該当するDCT係数 の成分として出力する。これにより、第12図に示すよう
なDCT係数 が復元される。また、逆DCT変換部731は、各ブロックに
対応するDCT係数 に対して、２次元逆DCT変換処理を行うことにより、各
ブロックの画像データを復元する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来の画像データ圧縮装置におい
ては、線型量子化部621により、１ブロック分の が求められ、この量子化係数 から有効係数が検出されるたびに、該当するインデック
スおよびランが順次にコード化され、インデックスコー
ドとランコードとが揃ってから符号化を行っていた。こ
のように、量子化処理および符号化処理は、プロセッサ
などにより、一連の処理として実行されているため、こ
れらの処理に要する時間が長く、画像データを高速に圧
縮することができないという問題点があった。

同様に、従来の画像データ復元装置においては、復号
処理と逆量子化処理とは、プロセッサなどにより、一連
の処理として順次に実行されており、符号を復号して得
られたインデックスコードとランコードに基づいて、イ
ンデックスとランとが順次に求められた後に、逆量子化
処理が開始される。このため、復号処理および逆量子化
処理に要する時間が長く、圧縮データを高速に復元する
ことができないという問題点があった。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもの
であり、画像データを高速に圧縮する画像データ圧縮装
置および圧縮データを高速に復元する画像データ復元装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、請求項１乃至請求項４記載の発明の原理ブ
ロック図である。

請求項１記載の発明は、第１図（ａ）に示すように、
以下の各手段を備えて構成する。

直交変換手段111は、多値画像データをＮ×Ｎ画素か
らなるブロックごとに二次元直交変換して、交換係数か
らなるＮ行Ｎ列の係数行列を求める。

量子化手段121は、前記直交変換手段111で得られた係
数行列の各成分を対応する量子化閾値を用いて量子化
し、前記係数行列の各成分の量子化結果である量子化係
数を所定の順序で出力する。

選択手段は131は、前記量子化手段121から順次に入力
された量子化係数の中から零以外の値を有する有効係数
の各々を順次に選択して出力する。

計数手段132は、前記量子化手段121から順次に入力さ
れた量子化係数の中から前記選択手段131で選択された
有効係数の前方で連続している、値が零である無効係数
の数を前記選択手段131の動作と並行して計数し、その
計数結果を無効係数連続長として順次に出力する。

第１格納手段141は、前記選択手段131から出力される
有効係数と、前記計数手段132から入力され、当該有効
係数と符号化上一つの組とされる無効係数連続長との組
合せを一つの組合せデータとして当該組合せ毎に格納
し、当該ブロックの終了時に、当該ブロックの終了を示
すブロック終了信号を格納する。

符号化手段150は、前記第１格納手段141から読み出し
た有効係数と無効係数連続長との組合せデータとブロッ
ク終了信号を当該ブロックのデータとして出力する。

請求項２記載の発明は、第１図（ａ）に示すように、
請求項１に記載の画像データ圧縮装置において、前記第
１格納手段141を前記画像データの２ブロックに対応す
る組合せデータを格納する容量として構成した。

請求項３記載の発明は、第１（ｂ）に示すように、Ｎ
×Ｎ画素からなるブロックごとに画像データを二次元直
交変換した結果を量子化して得られる量子化係数の中か
ら前記有効係数と前記無効係数連続長とを求め、係数コ
ードと連続長コードとに交換した後に符号化して得られ
る入力符号に基づいて、画像データを復元する画像デー
タ復元装置に、以下の各手段を備えて構成する。

復元手段161は、前記入力符号を前記係数コードと前
記連続長コードとに同時に復号する。

係数コード逆変換手段162は、前記復号手段161によっ
て得られた係数コードを該当する有効係数に逆変換す
る。

連続長コード逆変換手段163は、前記復号手段161によ
って得られた連続長コードの該当する無効係数連続長へ
の逆変換を前記係数コード逆変換手段162の逆変換と並
行して行う。

第２格納手段142は、前記係数コード逆変換手段162に
よって得られた有効係数と前記連続長コード逆変換手段
163によって得られた無効係数連続長との組合せを一つ
の組合せデータとして当該組合せデータ毎に格納する。

逆量子化手段171は、前記第２格納手段142から読み出
した組合せデータで表される有効係数と無効係数連続長
とに基づいて、有効係数を逆量子化して該当する変換係
数を得るとともに、得られた変換係数をＮ行Ｎ列の係数
行列の該当する成分として出力する。

逆直交変換手段181は、前記量子化手段171によって得
られた係数行列に対して二次元逆直交変換を行い、変換
結果を画像データとして出力する。

請求項４記載の発明は、第１図（ｂ）に示すように、
請求項３記載の画像データ復元装置において、前記第２
格納手段142を前記画像データの２ブロックに対応する
組合せデータを格納する容量として構成した。

〔作用〕

請求項１記載の発明にあっては、直交変換手段111に
よって得られた係数行列の各成分に対応する量子化係数
が、量子化手段121によって、所定の順序で出力され、
選択手段131と計数手段132とに並列に入力される。この
一連の量子化係数は、選択手段131により有効係数へ変
換されるのと独立に並行して、係数手段132により無効
係数連続長へ変換される。

このように、選択手段131の動作と計数手段132の動作
とは、それぞれ独立に為されるから、有効係数の選択処
理と無効係数連続長の計数処理とが独立に行われる。従
って、これらの処理を順次に実行した場合に比べて、両
処理の高速化に役立つ。

そして、前記有効係数と前記無効係数連続長とは、組
合せデータとして扱われ、その組合せデータの各々は、
第１格納手段141に格納され、当該ブロックの終了時
に、当該ブロックの終了を示すブロック終了信号が第１
格納手段141に格納される。第１格納手段141から読み出
された組合せデータの各々と、ブロック終了信号を当該
ブロックのデータとして符号化手段150から出力され
る。従って、従来のように、有効係数と無効係数連続長
とが揃うまで符号化処理を待つ必要はなく、符号化処理
を高速化することができる。

また、請求項２記載の発明にあっては、選択手段131
および計数手段132は、２ブロック分の組合せデータに
相当する容量を有する第１格納手段141を介して、符号
化手段150に接続され、上述した組合せデータの生成動
作および格納動作と、符号化手段150による符号化動作
とは並行して行われるので、係数行列の量子化処理およ
び符号化処理を高速化することが可能になる。

請求項３記載の発明にあっては、入力符号は、復号手
段161によって、係数コードと連続長コードとに同時に
復号される。係数コード逆変換手段162による係数コー
ドの有効係数への変換と、連続長コード逆変換手段163
による連続長コードの無効係数連続長への変換とが同時
に行われる。このようにして変換された前記有効係数及
び前記無効係数連続長は、前記有効係数と前記無効係数
連続長との組合せを一つの組合せデータとして当該組合
せ毎に第２格納手段142に格納する。

上述した復号手段161と係数コード逆変換手段162およ
び連続長コード逆変換手段163とは、それぞれ独立に動
作可能であるから、復号処理と係数コードの逆変換処理
および連続長コードの逆変換処理とがそれぞれ独立に行
われる。従って、これらの処理を順次に実行した場合に
比べて、高速に処理することが可能になる。

また、上述した有効係数と無効係数連続長とは、これ
らを組み合せた組合せデータとして扱われ、第２格納手
段142を介して逆量子化手段171に渡される。従って、従
来のように、有効係数と無効係数連続長とが揃うまで逆
変換処理を待つ必要はなく、逆量子化処理を高速化する
ことが可能になる。

この逆量子化手段171によって求められた係数行列に
対して、逆直交変換手段181が二次元逆直交変換を行う
ことにより、画像データが復元される。

また、請求項４記載の発明にあっては、係数コード逆
変換手段162および連続長コード逆変換手段163が、２ブ
ロック分の組合せデータに相当する容量を有する第２格
納手段142を介して、逆量子化手段171に接続され、復号
処理と組合せデータの生成処理および格納処理とを並行
して行うことができるので、復号処理と逆量子化処理と
を高速化することができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて請求項１乃至請求項４記載の発
明の実施例について詳細に説明する。

第２図は、請求項１および請求項２記載の発明の画像
データ圧縮装置の実施例構成を示す。

第４図は、請求項３および請求項４記載の発明の画像
データ復元装置の実施例構成を示す。

ここで、第１図と実施例との対応関係について説明し
ておく。

直交変換手段111は、DCT変換部211に相当する。

量子化手段121は、アドレス生成回路221と読出回路22
2と除算器223と量子化マトリクス保持部224とに相当す
る。

選択手段131は、ラッチ226と零判定回路227とに相当
する。

計数手段132は、零判定回路227とカウンタ228とに相
当する。

第１格納手段141は、量子化係数メモリ231とタイミン
グ制御部250とに相当する。

係数変換手段151は、ルックアップテーブル（LUT）24
2に相当する。

連続長変換手段152は、LUT241に相当する。

符号生成手段153は、LUT243に相当する。

符号化手段150は、LUT241と242と243とに相当する。

復号手段161は、復号表411および検索回路412に相当
する。

係数コード逆変換手段162は、LUT413に相当する。

連続長コード逆変換手段163は、LUT414に相当する。

第２格納手段142は、量子化係数メモリ421とタイミン
グ制御部430とに相当する。

逆量子化手段171は、乗算器441と積算回路442と量子
化マトリクス保持部443とバッファ444とアドレス変換回
路445とに相当する。

逆直交変換手段181は、逆DCT変換部450に相当する。

以上のような対応関係があるものとして、以下実施例
の構成および動作について説明する。

第２図において、DCT変換部211は、イメージスキャナ
ーなどによって読み取られた画像データを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DCT変換
する。これにより、各ブロックに対応して、DCT係数か
らなる８行８列の行列（以下、DCT係数 と称する）が求められ、このDCT係数 が内部に設けられたバッファ212に一旦保持され、量子
化手段121に渡される。

量子化手段121において、アドレス生成回路221は、第
10図に示した走査順序に基づいて、上述したバッファ21
2のアドレスを順次に生成し、このアドレスに基づい
て、読出回路222は、上述したバッファ212から該当する
DCT係数 の成分を読み出して、除算器223に入力する。

また、量子化手段121の量子化マトリクス保持部224
は、第８図に示した量子化マトリクス を保持しており、上述したアドレス生成回路221によっ
て得られたアドレスに応じて、該当する量子化マトリク
ス の成分を除算器223に入力する構成となっている。

除算器223は、入力されるDCT係数 の成分を量子化マトリクス の対応する成分で除算することにより、DCT係数 の各成分の量子化を行う。

この除算器223の出力は、ラッチ226と零判定回路227
とに順次に入力されており、ラッチ226とカウンタ228と
は、この零判定回路227による判定結果に応じて動作す
る構成となっている。

以下、インデックスおよびランの生成動作とこれらの
書込動作を説明する。

まず、タイミング制御部250の制御回路251は、書込／
読出制御信号W/Rとして論理“0"を出力して量子化係数
メモリ231に入力し、量子化係数メモリ231を書込イネー
ブル状態とする。また、この制御回路251は、上述した
量子化手段121のアドレス生成回路221および読出回路22
2に対して読出動作の開始を指示し、これに応じて、上
述したDCT変換部211のバッファ212から、DCT係数 の各成分が順次に読み出され、零判定回路227に入力さ
れる。

上述した零判定回路227は、入力された量子化係数の
値が零であるか否かを判定し、値が零である無効係数が
入力された場合に、計数信号を出力して、カウンタ228
に対して計数値の加算を指示する。一方、零以外の値を
有する有効係数が入力された場合は、保持信号を出力し
て、ラッチ226に対して該当する量子化係数の保持を指
示するとともにカウンタ228に対して、計数値のクリア
を指示する。

これにより、ラッチ226により、有効係数の値（即ち
インデックス）が選択的に保持され、また、カウンタ22
8により、連続して入力された無効係数の数（即ちラ
ン）が計数される。

このようにして、インデックスとランとが同時に生成
され、量子化係数メモリ231に入力される。

上述したインデックスおよびランの生成動作と並行し
て、除算器223によって量子化係数が出力されるごと
に、タイミング制御部250のカウンタ252は計数値を
『１』ずつ加算し、この計数値を制御回路251に入力す
る。また、カウンタ253は、上述した保持信号の入力に
応じて動作し、ラッチ226にインデックスが保持される
ごとに、計数値を『１』ずつ加算して、この計数値をア
ドレスとして量子化係数メモリ231に入力する。

また、制御回路251は、上述した保持信号の入力に同
期したクロック信号を出力し、量子化係数メモリ231に
対して、入力データの格納動作を指示する。これによ
り、上述したラッチ226に保持されたインデックスとこ
のときのカウンタ228の計数値（即ちラン）とが、量子
化係数メモリ231の同一アドレスに１つの組合せデータ
として格納される。

第３図に、量子化係数メモリ231の構成例を示す。こ
のように、量子化係数メモリ231の各アドレスに対応す
る格納領域の上位Ｎビットにインデックスを格納し、下
位Ｍビットにランを格納すればよい。但し、第３図にお
いて、DC成分に対応するインデックスは記号『Ｄ』で示
し、他のインデックスは、記号『Ｉ』に出現順序を示す
添字を付けて示す。また、各インデックスに対応するラ
ンは、記号『Ｒ』に対応するインデックスを示す添字を
付けて示す。また、アドレスｎに対応して示した記号
『Reob』（特許請求の範囲に記載するブロック終了信号
に相当する。）は、ブロックの終了を示すランである。
また、DC成分に対応するインデックス『Ｄ』は、ブロッ
クの先頭であるので、これに対応するランはない。

また、上述した零判定回路227は、量子化係数メモリ2
31にランを格納した後に、カウンタ228の係数値をクリ
アすればよい。

例えば、第７図に示したDCT係数 の各成分は、『91』，『−17』，『−28』，…，『−
１』の順に除算器223に入力され、これにより、量子化
係数『５』，『−２』，『−３』，…，『０』が得られ
る。この場合は、まず、DC成分に対応する量子化係数の
値『５』がラッチ226に保持され、量子化係数メモリ231
のアドレス『１』にインデックスとして格納される。次
に、数値『−２』がラッチ226に保持され、このときの
カウンタ228の計数値『０』とともに、量子化係数メモ
リ231のアドレス『２』にインデックスおよびランの組
合わせデータとして格納される。同様にして、順次にイ
ンデックスおよびランが格納され、カウンタ252による
計数値が１ブロックの画素数（８×８画素の場合は64）
となったときに、タイミング制御部250の制御回路251
は、ブロックの終了を示すラン『Reob』を出力し、上述
したカウンタ228の出力の代わりに、量子化係数メモリ2
31に入力する。

ここで、上述した読出回路222,除算器223,ラッチ226,
零判定回路227,カウンタ228,量子化係数メモリ231のそ
れぞれは、独立動作可能である。従って、DCT係数 の各成分の読出動作と量子化動作とインデックスおよび
ランの生成動作とインデックスおよびランの格納動作と
は、それぞれ並行して実行することができ、上述した各
処理をパイプライン化して、高速に処理することによ
り、画像データ圧縮処理に要する時間を短縮することが
できる。

第１表に、上述したようにして、第７図に示したDCT
係数 を量子化した場合に得られる量子化係数メモリ231の内
容を示す。

このようにして、１ブロックの格納が終了したとき
に、タイミング制御部250の制御回路251は、書込／読出
制御信号W/Rとして論理“1"を出力して量子化係数メモ
リ231を読出イネーブル状態とするとともに、符号化手
段150に符号化動作の開始を指示する。また、このと
き、制御回路251は、カウンタ253の計数値をアドレスの
最大値A_maxとして保持するとともに、カウンタ252およ
びカウンタ253の計数値をクリアする。

また、制御回路251は、所定の時間間隔でカウンタ252
に計数値の加算を指示するとともにクロック信号を出力
して量子化係数メモリ231に入力し、量子化係数メモリ2
31に対して、該当するデータの出力を指示する。

これに応じて、量子化係数メモリ231から上述した組
合せデータが順次に出力され、符号化手段150に入力さ
れる。

符号化手段150において、ルックアップテーブル（以
下、LUTと略称する）241は、Ｍビットのアドレスのそれ
ぞれに、このアドレスで表されるランに対応する標準化
仕様草案（JPEG−８−R8）に適合するランコードを格納
している。また、LUT242は、Ｎビットのアドレスのそれ
ぞれに、このアドレスで表されるインデックスに対応す
る上述した標準化仕様草案に適合するインデックスコー
ドを格納している。

従って、上述した量子化係数メモリ231から読み出さ
れたデータの上位ＮビットをインデックスとしてLUT242
にアドレス入力し、下位ＭビットをランとしてLUT241に
アドレス入力することにより、インデックスコードおよ
びランコードが得られる。

また、符号化手段150のLUT243は、インデックスコー
ドおよびランコードの組合せのそれぞれに対応するアド
レスに、該当するハフマン符号を格納しており、上述し
たLUT241およびLUT242によって得られたインデックスコ
ードおよびランコードを可変長符号化する。

ここで、上述したLUT241,242,243のそれぞれは独立動
作可能であるので、ランのコード化動作およびインデッ
クスのコード化動作とコード化されたランおよびインデ
ックスの符号化動作とを並行して行うことができる。従
って、これらの処理をパイプライン化して高速に処理す
ることができ、符号化処理を高速化することにより、画
像データ圧縮処理に要する時間を短縮することができ
る。

例えば、タイミング制御部250の制御回路251は、上述
したLUT241,242,243からの読出動作に要する時間τごと
に、カウンタ253に対する加算指示を行えばよい。この
場合は、上述したカウンタ253の出力に応じて、量子化
係数メモリ231により、上述した時間τごとに新しいイ
ンデックスおよびランからなるデータが出力され、LUT2
41,242に入力される。また、この制御回路251は、カウ
ンタ253による計数値が、アドレスの最大値A_maxとして
保持した値に等しくなったときに、１ブロック分のイン
デックスおよびランの読出動作が終了したと判断すれば
よい。

このとき、制御回路251は、符号化手段150に対して、
１ブロック分の読出動作が終了した旨を通知して、符号
化動作の停止を指示する。また、制御回路251は、書込
／読出制御信号W/Rとして論理“0"を出力して、量子化
係数メモリ231を再び書込イネーブルとするとともに、
アドレス生成回路221および読出回路222に対して、次の
ブロックのDCT係数 の読出動作の開始を指示する。これに応じて、次のブロ
ックの量子化処理が開始される。

上述した動作を各ブロックについて繰り返すことによ
り、１画面分の画像データの符号化処理が行われる。

また、上述した量子化係数メモリ231として、２ブロ
ック分の量子化係数から求められる組合せデータに相当
する容量を有するメモリを用意して、上述した量子化手
段121による量子化動作および組合せデータの生成，格
納動作と並行して、符号化手段150は、量子化メモリ231
に格納されている組合せデータに対する符号化処理を行
う構成としてもよい。

これにより、１ブロックに対応するDCT係数 の量子化処理，組合せデータの生成処理および符号化処
理に要する時間を更に短縮することができる。

次に、本発明を適用した画像データ復元装置の構成お
よび動作について説明する。

第４図において、復号表411は、ハフマン符号のそれ
ぞれとインデックスコードとランコードとの組合せとの
対応関係を格納している。また、検索回路412は、入力
符号に基づいて、上述した復号表411から該当するイン
デックスコードおよびランコードの組を検索し、得られ
たインデックスコードをLUT413にアドレス入力し、ラン
コードをLUT414にアドレス入力する。

このLUT413は、インデックスコードのそれぞれに対応
するアドレスに、該当するインデックスを表すＮビット
のデータを格納しており、LUT414は、ランコードのそれ
ぞれに対応するアドレスに、該当するランを表すＭビッ
トのデータを格納している。

また、タイミング制御部430の制御回路431は、各ブロ
ックに対応する符号化データの復号動作を開始する際
に、書込／読出制御信号W/Rとして論理“0"を出力して
上述した量子化係数メモリ421に入力し、この量子化係
数メモリ421を書込イネーブルとする。次に、制御回路4
31は、上述した検索回路412に対して、検索動作の開始
を指示する。

これに応じて、検索回路412およびLUT413,414が動作
を開始し、復号表411から検索されたインデックスコー
ドとランコードとのそれぞれが、LUT413,414のそれぞれ
に入力される。これに応じて、LUT413,414のそれぞれに
より、該当するインデックスとランとがそれぞれ出力さ
れ、量子化係数メモリ421に入力される。

また、タイミング制御部430のカウンタ432は、上述し
た検索回路412が検索結果を出力するたびに計数値を
『１』ずつ加算し、この計数値を上述したインデックス
とランとの組合せデータを格納するアドレスとして、量
子化係数メモリ421に入力する。また、制御回路431は、
上述したLUT413,414の出力のタイミングに同期してクロ
ック信号を出力し、量子化係数メモリ421に対して、組
合せデータの格納を指示する。

量子化係数メモリ421は、上述したクロック信号に応
じて、例えば、上述した画像データ圧縮装置の量子化係
数メモリ231と同様に、指定されたアドレスに対応する
格納領域の上位Ｎビットとしてインデックスデータを格
納し、下位Ｍビットとしてランデータを格納すればよ
い。

このようにし、上述したLUT413,414によって出力され
たインデックスおよびランの組合せデータは、量子化係
数メモリ421のカウンタ432の計数値に対応するアドレス
に格納される。

ここで、上述した検索回路412とLUT413,414とのそれ
ぞれは、独立動作可能であるから、入力符号をインデッ
クスコードおよびランコードの組に復号する処理と、イ
ンデックスコードをインデックスに復元する処理および
ランコードをランに復元する処理とを並行して実行する
ことが可能である。

従って、これらの処理を順次に実行した場合に比べ
て、高速に処理することが可能となり、復号処理を高速
化して、画像データ復元処理に要する時間を短縮するこ
とができる。

上述した復号動作と並行して、タイミング制御部430
のブロック終了検出部433は、上述したLUT414によって
出力されるランを調べており、ブロックの終了を示すラ
ン『Reob』を検出したときに、ブロックの終了を検出し
た旨を制御回路431に通知する。

これに応じて、制御回路431は、上述した検索回路412
に対して検索動作の停止を指示し、復号動作を停止させ
る。

また、このとき、制御回路431は、カウンタ432による
計数値を最大アドレスA_maxとして保持し、その後、この
カウンタ432の計数値をクリアする。次に、書込／読出
制御信号W/Rとして論理“1"を出力し、量子化係数メモ
リ421を読出イネーブル状態とするとともに、逆量子化
手段171に対して、逆量子化動作の開始を指示する。ま
た、このとき、制御回路431は、逆量子化手段171に備え
られたバッファ444の内容をクリアする。

その後、制御回路431は、所定の時間間隔でカウンタ4
32に対して計数値の加算を指示するとともにクロック信
号を出力し、量子化係数メモリ421に対して、カウンタ4
32の計数値に対応するアドレスに格納されたデータの出
力を指示する。

これに応じて、量子化係数メモリ421により、上述し
た組合せデータが順次に出力され、この組合せデータの
上位Ｎビットがインデックスとして、逆量子化手段171
の乗算器441に入力され、下位Ｍビットがランとして、
逆量子化手段171の積算回路442に入力される。

この積算回路442は、入力されるランに数値『１』を
加えたものを順次に積算し、この積算結果を量子化マト
リクス保持部443に入力する。

この量子化マトリクス保持部443は、第10図に示した
走査順序を示す番号に対応して、上述した量子化マトリ
クス の各成分を格納しており、積算回路442によって得られ
た積算結果の入力に応じて、該当する量子化マトリクス の成分を出力して、乗算器441に入力する。

ここで、上述した積算回路442による積算結果は、上
述したランとともに入力されたインデックスに対応する
DCT係数 の成分が、第10図に示した走査順序によって走査された
順番を示しており、この成分の行列における位置を示し
ている。従って、上述した積算結果の入力に応じて、量
子化マトリクス保持部443により、上述したDCT係数 の成分に対応する量子化閾値が出力される。

このようにして、乗算器441に、インデックスとこれ
に対応する量子化マトリクス の成分とが入力され、この乗算器441によって乗算処理
が行われ、得られた乗算結果がバッファ444に入力され
る。

また、この乗算動作と並行して、アドレス変換回路44
5は、上述した積算回路442によって得られた走査順番を
２次元配列における該当する位置を表すバッファ444の
アドレスに変換し、この変換結果をアドレスとしてバッ
ファ444に入力する。これに応じて、バッファ444は、入
力される上述した乗算器441による乗算結果を該当する
アドレスに格納する。

このようにして、量子化係数メモリ421に格納された
組合せデータに基づいて、８行８列のDCT係数 が復元される。

ここで、上述した乗算器441とアドレス変換回路445と
は、独立動作可能であるから、インデックスデータと量
子化マトリクス の対応する成分との乗算処理と、この乗算結果の格納場
所を示すアドレスの生成動作とを並行して実行すること
が可能となる。従って、これらの処理を順次に実行した
場合に比べて、高速処理が可能となる。

上述した逆量子化処理と並行して、タイミング制御部
430の制御回路431は、カウンタ432による計数値と最大
アドレスA_maxとを比較しており、これらが一致したとき
に、１ブロック分のインデックスデータおよびランデー
タの読出動作が終了したと判定する。

このとき、制御回路431は、逆量子化手段171に対して
逆量子化動作の停止を指示し、逆DCT変換部450に対して
逆DCT変換動作の開始を指示する。

これに応じて、逆DCT変換部450は、バッファ444に格
納されたDCT係数 に対して２次元逆DCT変換処理を行って、１ブロック分
の画像データを復元する。

このようにして、１ブロック分の画像データの復元が
終了した後に、タイミング制御部430の制御回路431は、
復号部410に対して、復号動作の開始を指示し、これに
応じて、復号部410により、次のブロックに対応する符
号化データの復号動作が開始される。

上述した動作を各ブロックについて繰り返すことによ
り、１画面分の画像データが復元される。

また、上述した量子化係数メモリ421として、２ブロ
ック分の組合せデータに相当する容量を有するメモリを
用意し、検索回路412,LUT413,414による復号処理と並行
して、逆量子化手段171が、既に量子化係数メモリ421に
格納された組合せデータに基づいて、逆量子化処理を行
う構成としてもよい。

これにより、１ブロック分の復号処理および逆量子化
処理に要する時間を更に短縮することが可能となる。

〔発明の効果〕

上述したように、請求項１記載の発明によれば、有効
係数の選択処理と無効係数連続長の係数処理とを独立に
並行して行い、これらの処理に要する時間を短縮すると
ともに、有効係数と無効係数連続長とを１組の組合せデ
ータとして格納手段に順次に格納し、当該ブロックの終
了時に、ブロック終了信号を格納手段に格納する。そし
て、格納手段から読み出された各組合せデータとブロッ
ク終了信号を当該ブロックのデータとして出力すること
により、符号化処理における待ち時間をなくして符号化
処理を高速化し、画像データの圧縮処理に要する時間の
短縮を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、組合せデータの生成動
作および格納動作と、符号化処理とを並行して行い得る
ので、係数行列の量子化処理と符号化処理とを高速化す
ることができる。

請求項３記載の発明によれば、復号処理と、係数コー
ドおよび連続長コードの逆変換処理とをそれぞれ独立に
並行して行い得るので、これらの処理に要する時間を短
縮するとともに、有効係数と無効係数連続長とを１組の
組合せデータとして扱うので、逆量子化処理の高速化が
図れる。

請求項４記載の発明によれば、組合せデータの生成処
理および格納処理と逆量子化処理とを並行して行い得る
ので、復号処理と逆量子化処理との高速化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図の（ａ）は請求項１及び請求項２記載の発明の原
理ブロック図、 第１図の（ｂ）は請求項３および請求項４記載の発明の
原理ブロック図、 第２図は請求項１及び請求項２記載の発明の画像データ
圧縮装置の実施例構成図、 第３図は量子化係数メモリの説明図、 第４図は請求項３および請求項４記載の発明の画像デー
タ復元装置の実施例構成図、 第５図は従来の画像データ圧縮装置の構成図、 第６図はブロックの例を示す図、 第７図はDCT係数 を示す図、 第８図は量子化マトリクス を示す図、 第９図は量子化係数 の例を示す図、 第10図は走査順序の説明図、 第11図は従来の画像データ復元装置の構成図、 第12図は復元されたDCT係数 の例を示す図である。 図において、 111は直交変換手段、121は量子化手段、131は選択手
段、132は計数手段、141は第１格納手段、142は第２格
納手段、150は符号化手段、151は係数変換手段、152は
連続長変換手段、153は符号生成手段、161は復号手段、
162は係数コード逆変換手段、163は連続長コード逆変換
手段、171は逆量子化手段、181は逆直交変換手段、211,
611はDCT変換部、212,444はバッファ、221はアドレス生
成回路、222は読出回路、223は除算器、224,443は量子
化マトリクス保持部、226はラッチ、227は零判定回路、
228,252,253,432はカウンタ、231,421は量子化係数メモ
リ、241,242,243,413,414はルックアップテーブル（LU
T）、250,430はタイミング制御部、251,431は制御回
路、411は復号表、412は検索回路、433はブロック終了
検出部、441は乗算器、442は積算回路、445はアドレス
変換回路、450,731は逆DCT変換部、621は線型量子化
部、631は符号化部、711は復号部、721は逆量子化部で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−132530（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−292081（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−293865（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多値画像データをＮ×Ｎ画素からなるブロ
   ックごとに二次元直交変換して、変換係数からなるＮ行
   Ｎ列の係数行列を求める直交変換手段と、 該直交変換手段で得られた係数行列の各成分を対応する
   量子化閾値を用いて量子化し、前記係数行列の各成分の
   量子化結果である量子化係数を所定の順序で出力する量
   子化手段と、 該量子化手段から順次に入力された量子化係数の中から
   零以外の値を有する有効係数の各々を順次に選択して出
   力する選択手段と、 前記量子化手段から順次に入力された量子化係数の中か
   ら前記選択手段で選択された有効係数の前方で連続して
   いる、値が零である無効係数の数を計数し、その計数結
   果を無効係数連続長として順次に出力する計数手段と、 前記選択手段から出力される有効係数と、前記計数手段
   から入力され、当該有効計数と符号化上１つの組とされ
   る無効計数連続長との組合せを１つの組合せデータとし
   て当該組合せ毎に格納し、当該ブロックの終了時に、当
   該ブロックの終了を示すブロック終了信号を格納する第
   １格納手段と、 該第１格納手段から読み出した有効係数と無効係数連続
   長との組合せデータとブロック終了信号を当該ブロック
   のデータとして出力する符号化手段とを備えて構成した
   ことを特徴とする画像データ圧縮装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像データ圧縮装置におい
   て、前記第１格納手段は、前記画像データの２ブロック
   に対応する組合せデータを格納する容量を有することを
   特徴とする画像データ圧縮装置。
3. 【請求項３】Ｎ×Ｎ画素からなるブロックごとに画素デ
   ータを二次元直交変換した結果を量子化して得られる量
   子化係数の中から前記有効係数と前記無効係数連続長と
   を求め、係数コードと連続長コードとに変換した後に符
   号化して得られる入力符号に基づいて、画像データを復
   元する画像データ復元装置において、 前記入力符号を前記係数コードと前記連続長コードとに
   同時に複号する復号手段と、 該復号手段によって得られた係数コードを該当する有効
   係数に逆変換する係数コード逆変換手段と、 前記復号手段によって得られた連続長コードの該当する
   無効係数連続長への逆変換を前記係数コード逆変換手段
   の逆変換と並行して行う連続長コード逆変換手段と、 前記係数コード逆変換手段によって得られた有効係数と
   前記連続長コード逆変換手段によって得られた無効係数
   連続長との組合せを１つの組合せデータとして当該組合
   せ毎に格納する第２格納手段と、 前記第２格納手段から読み出した組合せデータで表され
   る有効係数と無効係数連続長とに基づいて、有効係数を
   逆量子化して該当する変換係数を得るとともに、得られ
   た変換係数をＮ行Ｎ列の係数行列の該当する成分として
   出力する逆量子化手段と、 該逆量子化手段によって得られた係数行列に対して二次
   元逆直交変換を行い、変換結果を画像データとして出力
   する逆直交変換手段と を備えて構成した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３記載の画像データ復元装置におい
   て、前記第２格納手段は、前記画像データの２ブロック
   に対応する組合せデータを格納する容量を有することを
   特徴とする画像データ復元装置。