JP3036934B2 - 画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化装置

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JP3036934B2
JP3036934B2 JP33392791A JP33392791A JP3036934B2 JP 3036934 B2 JP3036934 B2 JP 3036934B2 JP 33392791 A JP33392791 A JP 33392791A JP 33392791 A JP33392791 A JP 33392791A JP 3036934 B2 JP3036934 B2 JP 3036934B2
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dct
coefficient
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orthogonal transform
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哲二 澤井
英幸 山本
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Sanyo Electric Co Ltd
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  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、中間調及びカラー画像
などの多値データの符号化を行う装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】中間調およびカラー画像の符号化方式と
して、CCITT及びISOの共同によるJPEG(Jo
int Photographic Experts Group)のADCT(Adapti
ve Discrete Cosign Transform)が知られている。
【0003】このJPEGの処理機能ブロックは、図4
に示す如く、離散コサイン変換(Discrete Cosign Tran
sform )(以下、DCTと略記する)部11、スカラー
量子化(以下、SQと略記する)部12、ハフマン符号
化などの可変長符号化部13の3つのブロックから構成
されている。そして、SQ部12には、SQ計算を行う
ためのSQ係数が記憶されたSQ係数テーブル14が、
可変長符号化部13には、ハフマンコードが記憶された
テーブル15が夫々設けられている。
【0004】ところで、DCTなどの直交変換符号化方
式は、対象となる画像信号をブロック単位に分割後、そ
の各ブロックの画像信号が有する周波数成分を求め、そ
の主要周波数成分のみを符号化することによりデータ圧
縮するものである。DCT処理の計算は下記の数式1に
示す計算式によりなされる。
【0005】
【数1】
【0006】このDCT処理を高速に処理するために
は、複数の乗算器が必要であり、またSQ部においても
乗算器及び除算器が必要であった。
【0007】使用する乗算器の数を減らす手法として、
数式1に示すように、DCT高速演算のためのバタフラ
イ手法(Forward DCT) がある。
【0008】図5に、一般的なDCT処理及びSQ処理
を別々の乗算器で行う回路ブロック図を示す。
【0009】SQ係数はゲート21に与えられ、このS
Q係数はゲート21に供給されるSQ係数設定モード制
御信号に応じてSQ係数テーブル22に書き込まれる。
【0010】このSQ係数テーブル22に書き込まれた
SQ係数は、除算用ROM23とセレクタ24に与えら
れる。また、セレクタ24には、除算用ROM23から
の出力が与えられる。
【0011】一方、8画素×8画素で構成されるブロッ
ク単位で、図示しない画像読み出し部より読み出された
ブロック画像がDCT部20に与えられ、このDCT部
20において与えられたDCT係数にてブロック画像が
内蔵の乗算器を用いてDCT処理される。そして、DC
T処理の演算結果がDCT演算結果トグルバッファメモ
リ25に書き込まれる。そして、1ブロック分の処理が
終わると、DCT演算結果トグルバッファメモリ25か
らDCT演算結果がSQ処理部26に与えられる。SQ
処理部26にはSQ係数値が与えられ、SQ処理部26
にて8画素×8画素ブロックの中で対応するSQ係数値
との演算が行なわれSQ処理結果が出力される。
【0012】この回路における符号化処理について説明
する、まず、SQ係数をロードする時は、SQ係数をゲ
ート21に入力し、SQ係数テーブル22に書き込む。
データ符号化処理時は、8画素×8画素で構成されるブ
ロック単位で、画像読み出し部より読み出されたブロッ
ク画像をDCT係数に基づきDCT部20内蔵の乗算器
を使用してDCT処理を行い、その結果をDCT演算結
果トグルバッファメモリ25に書き込む。1ブロック分
の処理が終わると、SQ処理部26にてDCT演算結果
トグルバッファメモリ25からのDCT演算結果と8画
素×8画素ブロックの中で対応するSQ係数との演算を
行いSQ処理結果を得る。
【0013】この時の乗算器の個数と処理タイムチャー
トの関係について、乗算器1個でDCT処理及びSQ処
理を行った場合のタイムチャートを図2(b)に、ま
た、別々の乗算器を用いた場合のタイムチャートを図2
(c)に示す。これにより明らかなように一つの乗算器
でDCT処理とSQ処理を交互に行うことは、処理効率
が悪い。従って、DCT処理及びSQ処理のスループッ
トをあげるためには、各処理用の乗算器を個別に設ける
必要がある。
【0014】また、数式1に示すDCT高速演算のため
のバタフライ手法を用いた場合、DCT処理部における
乗算器を減らすことが可能であるが、そのアルゴリズム
によりDCT処理結果が特殊なシーケンスで出力される
ことになる。これに対応するためには、SQ処理部に同
じシーケンスのアドレスジェネレータ回路を持つか、ま
たは図5に示す如く中間データバッファとして8画素×
8画素のRAMをトグル構成にて持つ必要がある。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、高ス
ループットの画像符号化装置を実現するために、多くの
乗算器、バッファRAM及びバタフライ演算の出力に対
応するためのアドレスジェネレータ等の回路が必要とな
り、回路構成が複雑になるという欠点があった。
【0016】この発明は、上述した欠点を解決するため
になされたもので、回路構成が簡素で且つ処理効率の高
い画像符号化装置を提供することを目的にする。
【0017】
【課題を解決するための手段】この発明は、白黒中間及
びカラー画像の符号化を行う装置において、複数の画素
からなる画像信号をブロック単位で読み出す手段と、1
つの乗算器を含み、読み出されたブロック単位の画像信
号に対して直交変換及び量子化を行う直交変換及び量子
化手段と、前記ブロック単位に対応する直交変換係数と
量子化係数との演算結果を記憶する記憶手段とを備え、
この記憶手段に記憶された演算結果を前記直交変換及び
量子化手段の乗算器に供給することにより、乗算器にて
直交変換及び量子化を行う。
【0018】
【作用】本発明においては、処理対象となる画像信号の
ブロックに対応するDCT係数とSQ係数とを予め演算
し、その結果を1つの乗算器に供給することにより、直
交変換と量子化処理を同時に行うことができる。
【0019】
【実施例】以下、この発明の一実施例につき図面を参照
して説明する。図1は本発明の一実施例を示すブロック
図である。
【0020】図1に示すように、この発明において、D
CT及びSQ係数テーブル6には、直交変換及び量子化
処理部(DCT+SQ部)3で演算されたDCT係数及
びSQ係数の演算結果がゲート7を介して書き込まれ
る。このゲート7は、SQ係数設定モード信号により制
御される。すなわち、SQ係数設定モード信号がイネー
ブル状態の時に各係数がDCT及びSQ係数テーブル6
に書き込まれ、SQ係数設定モード信号をディスイネー
ブル状態にすると書き込みが禁止される。このSQ係数
設定モード信号は、セレクタ1及びセレクタ2にも与え
られる。
【0021】SQ係数設定モード信号はイネーブル状態
とディスイネーブル状態とを有し、イネーブル状態のと
きにセレクタ1がDCT係数を選択する状態に、セレク
タ2をSQ係数を設定する状態に、ゲート7を信号通過
状態(即ち、DCT及びSQ係数テーブル6へ直交変換
及び量子化部3における演算結果を書き込み可能な状
態)に設定する。一方、SQ係数設定モード信号がディ
スイネーブル状態のときには、セレクタ1をブロック単
位の画像信号を選択する状態に、セレクタ2をセレクタ
4からの信号を選択する状態に、ゲート7を信号遮断状
態(即ち、DCT及びSQ係数テーブル6へ直交変換及
び量子化部3における演算結果を書き込めない状態)に
設定する。
【0022】直交変換及び量子化処理部(DCT+SQ
部)3は、セレクタ1、2にて選択された信号を演算処
理するもので、セレクタ1、2からDCT係数とSQ係
数が与えられると内部の乗算器を使用し、本発明の符号
化に有効なDCT係数とSQ係数を算出し、前述したよ
うに、その演算結果をDCT及びSQ係数テーブル6に
書き込む。
【0023】また、セレクタ4には、DCT及びSQ係
数テーブル6からの信号と除算用ROM5からの信号が
与えられ、Forword/Inverseの指示信号
にて制御される。
【0024】次に、動作について説明する。まず、SQ
係数設定モード信号をイネーブル状態に設定し、セレク
タ1をDCT係数選択状態に、セレクタ2をSQ係数選
択状態に、またゲート7を信号通過状態に設定する。従
って、書き込むべきSQ係数値がセレクタ2を介して直
交変換及び量子化部3に入力され、同時に対応するDC
T係数がセレクタ1を介して直交変換及び量子化部3に
入力される。前述したように、直交変換及び量子化部3
では、この2つの入力データに基づき内部乗算器を使用
して、本発明における符号化の際に有効なDCT及びS
Q係数を算出する。具体的には、図3のステップ(St
ep)とF(u)の間のDCT係数(C1,C2,C
3,C4,C5,C7)とSQ係数の乗算または除算を
行う。
【0025】このようにして算出されたデータは、ゲー
ト7を通じて記憶部(DCT&SQ係数テーブル)6に
書き込まれる。この処理は、リアルタイムにロードされ
るSQ係数毎に行い、全てのSQ係数に対する処理を終
えると、SQ係数設定モード信号がディスイネーブル状
態にされる。
【0026】次に符号化の動作について説明するが、符
号化時にはSQ係数設定モード信号がディスイネーブル
状態にあるため、セレクタ1はブロック単位の画像信号
を選択する状態にあり、セレクタ2はセレクタ4からの
信号を選択する状態に、ゲート7は信号遮断状態にあ
る。
【0027】符号化において、数1で示した計算式に基
づくバタフライ演算アルゴリズムに従い直交変換及び量
子化部3でDCT処理シーケンスを実行するだけでDC
TとSQの処理を同時に行うことができる。
【0028】即ち、画像ブロックに対応するDCT係数
値とSQ係数値とを予め演算して記憶手段としてのDC
T及びSQ係数テーブル6に記憶しておき、符号化時に
DCT及びSQ係数テーブル6から演算結果を読み出し
て直交変換及び量子化部を構成する乗算器に供給するこ
とにより、乗算器ではDCT係数とSQ係数に基づく処
理を同じサイクルで行うことになる。
【0029】図2は直交変換と量子化処理のタイムチャ
ートを示す図であり、同図(a)は本発明におけるタイ
ムチャート、同図(b)は1つの乗算器を用いた従来例
におけるタイムチャート、同図(c)は専用の乗算器を
用いた従来例におけるタイムチャートを示している。タ
イミング(S)で画像ブロックの入力を開始し、3つの
画像ブロックを直交変換及び量子化処理した出力タイミ
ングを比較すると、本発明ではタイミング(A)で処理
を完了したのに対し、従来例の場合にはタイミング
(B)、(C)となる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
白黒中間及びカラー画像の符号化を行う装置において、
複数の画素からなる画像信号をブロック単位で読み出す
手段と、1つの乗算器を含み、読み出されたブロック単
位の画像信号に対して直交変換及び量子化を行う直交変
換及び量子化手段と、前記ブロック単位に対応する直交
変換係数と量子化係数との演算結果を記憶する記憶手段
とを備え、この記憶手段に記憶された演算結果を前記直
交変換及び量子化手段の乗算器に供給することにより、
乗算器にて直交変換及び量子化を同時に行うようにした
ので、回路構成の簡素化を図ることができると共に、処
理効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すブロックである。
【図2】この発明における回路構成を使用した場合、共
通の乗算器を使用した場合及び々の乗算器を使用した場
合のタイムチャートである。
【図3】DCT処理のバタフライ演算手法を説明する説
明図である。
【図4】ADCT符号化方式の一般的なブロック構成図
である。
【図5】従来のADCT符号化方式の一般的なブロック
構成図である。
【符号の説明】
3 直交変換及び量子化部 6 DCT&SQ係数テーブル 7 ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/41 H04N 1/415 H04N 7/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 白黒中間及びカラー画像の符号化を行う
    装置において、複数の画素からなる画像信号をブロック
    単位で読み出す手段と、1つの乗算器を含み、読み出さ
    れたブロック単位の画像信号に対して直交変換及び量子
    化を行う直交変換及び量子化手段と、前記ブロック単位
    に対応する直交変換係数と量子化係数との演算結果を記
    憶する記憶手段とを備え、この記憶手段に記憶された演
    算結果を前記直交変換及び量子化手段の乗算器に供給す
    ることにより、乗算器にて直交変換及び量子化を行うこ
    とを特徴とする画像符号化装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015529857A (ja) * 2012-09-18 2015-10-08 シンガポール ファースト エイド トレーニング センター ピーティーイー リミテッド 心肺蘇生を実施するためのマネキン

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015529857A (ja) * 2012-09-18 2015-10-08 シンガポール ファースト エイド トレーニング センター ピーティーイー リミテッド 心肺蘇生を実施するためのマネキン
KR102000549B1 (ko) * 2012-09-18 2019-07-16 싱가포르 퍼스트 에이드 트레이닝 센터 피티이 엘티디 심폐소생술 연습용 마네킹

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