JP3233249B2 - 復号装置及び方法 - Google Patents

復号装置及び方法

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JP3233249B2 JP13001094A JP13001094A JP3233249B2 JP 3233249 B2 JP3233249 B2 JP 3233249B2 JP 13001094 A JP13001094 A JP 13001094A JP 13001094 A JP13001094 A JP 13001094A JP 3233249 B2 JP3233249 B2 JP 3233249B2
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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、画像符号化及び音響符
号化等で使用される直交変換符号化等の符号化データを
復号する復号装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、画像情報や音声情報の符号化に
は、フーリエ変換、コサイン変換、スラント変換及びア
ダマール変換等の様々な直交変換が用いられている。こ
の中で、離散コサイン変換(DCT)を用いた符号化
は、JPEG方式やITU−T(旧CCITT)勧告
H.261などで標準化方式として採用されており、画
像の分野で特に広く用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来用いられている直
交変換は、その逆変換の過程において、乗算を多く含む
上に、演算の回数が極めて多く、復号器に大きな負担を
掛けており、これが復号器のコスト高にもつながってい
た。また、符号器と同じ直交変換基底に因る逆変換手段
を持たない復号器では当然の如く、全く復号ができなか
った。
【0004】また、ソフトウエアによって復号する場
合、復号のためのステップ数が大きくなったり、前述の
通り、場合によっては全く復号ができなくなるおそれが
あった。
【0005】本発明は、上記問題点を解決するために成
されたものであり、複雑な直交変換を行って符号化され
た画像データを、それに対する逆直交変換を単純に用い
ることなく、簡単な演算で復号することができる構成を
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る復号装置
は、画像データを複数画素単位に離散コサイン変換し、
符号化して得られた符号化データを入力する入力手段
と、前記符号化データを復号化し、離散コサイン変換係
数を得る復号化手段と、前記離散コサイン変換係数をア
ダマール変換係数に変換する係数変換手段と、前記アダ
マール変換係数を逆変換することにより復号画像データ
を得る逆変換手段とからなることを特徴とする。
【0007】本発明に係る復号方法は、画像データを複
数画素単位に離散コサイン変換し、符号化して得られた
符号化データを入力する入力ステップと、前記符号化デ
ータを復号化し、離散コサイン変換係数を得る復号化ス
テップと、前記離散コサイン変換係数をアダマール変換
係数に変換する係数変換ステップと、前記アダマール変
換係数を逆変換することにより復号画像データを得る逆
変換ステップとからなることを特徴とする。
【0008】
【0009】離散コサイン変換の8×8変換係数を4×
4アダマール変換の4×4変換係数にしてから逆アダマ
ール変換することにより、簡易再生できる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0011】図1は、本発明の第1実施例を説明する概
略構成ブロック図を示す。第1実施例では、送信側で4
画素×1画素を基本単位とするDCT変換を使用し、復
号化側では4画素×1画素の逆アダマール変換を使用す
る。
【0012】図1において、送信側10では、4×1D
CT回路12が、送信すべき入力データviを4画素×
1画素を単位として離散コサイン変換し、変換係数Vd
を出力する。変換係数符号化器14は、DCT回路12
の出力Vdを符号化し、符号データSoを伝送路16に
出力する。
【0013】符号データSoは伝送路16を伝搬して、
符号データSiとして受信側18に入力する。なお、理
解を容易にするため、ここでは伝送路16での伝送誤り
は無視できるものとする。従って、SiはSoに等し
い。
【0014】受信側18では、変換係数復号器20が伝
送路16からの符号データSiを復号化し、DCT変換
係数Vdを出力する。復号器20は、送信側10の符号
化器14に対応するものである。係数変換器22は、復
号器20の出力であるDCT変換係数Vdを、4×1を
単位とするアダマール変換の変換係数Vaに変換する。
4×1逆アダマール変換器24は係数変換器22の出力
Vaを逆アダマール変換し、データ列voを出力する。
出力データ列voは、送信すべきデータ列viに対応
し、変換誤差などの誤差を無視すれば、viに等しい。
【0015】本来、受信側では、復号器20により復号
化された変換係数Vdを、逆離散コサイン変換器により
逆離散コサイン変換するが、本実施例では、その逆離散
コサイン変換器を、係数変換器22と逆アダマール変換
器24で代替している。
【0016】数式により、図1の動作を説明する。送信
すべきデータ列viを
【0017】
【数1】
【0018】と表記すると、DCT回路12は、離散コ
サイン変換の変換行列Dによりデータ列viを下記式の
ように変換する。即ち、
【0019】
【数2】
【0020】但し
【0021】
【数3】
【0022】アダマール変換の変換行列をH、入力を
y、変換係数をYとすると、アダマール変換式は、
【0023】
【数4】
【0024】逆変換式は、
【0025】
【数5】
【0026】と表記される。
【0027】DCT変換係数Vdは、本来、逆離散コサ
イン変換により元に戻すべきものであり、その逆変換式
は、
【0028】
【数6】
【0029】と表記される。図1に示す実施例では、
【数6】に示す逆変換の代りに、係数変換器22がDC
T変換係数Vdをアダマール変換係数Vaに変換し、こ
れにより得られるアダマール変換係数を逆アダマール変
換回路24が逆変換する。係数変換器22は、下記式の
演算を実行する。即ち、
【0030】
【数7】
【0031】上式は、一定係数の乗算と2個の積和で済
むので、非常に簡単な演算となる。即ち、ソフトウエア
及びハードウエアのどちらでも、小さく済み、また、短
い演算時間で実行できる。
【0032】図2は、本発明の第2実施例を説明する概
略構成ブロック図を示す。第2実施例では、4×4のD
CT変換係数を4×4のアダマール変換係数に変換し
て、逆アダマール変換する。
【0033】図2において、送信側30では、4×4D
CT回路32が、送信すべき入力データgiを4画素×
4画素を単位として離散コサイン変換し、変換係数Gd
を出力する。変換係数符号化器34は、DCT回路32
の出力Gdを符号化し、符号データSoを伝送路36に
出力する。
【0034】符号データSoは伝送路36を伝搬して、
符号データSiとして受信側38に入力する。なお、理
解を容易にするため、第1実施例の場合と同じく、伝送
路36での伝送誤りは無視できるものとする。従って、
SiはSoに等しい。
【0035】受信側38では、変換係数復号器40が伝
送路36からの符号データSiを復号化し、4×4のD
CT変換係数Gdを出力する。復号器40は、送信側3
0の符号化器34に対応するものである。係数変換器4
2は、復号器40の出力であるDCT変換係数Gdを、
4×4を単位とするアダマール変換の変換係数Gaに変
換する。4×4逆アダマール変換器44は係数変換器4
2の出力Gaを逆アダマール変換し、データ列goを出
力する。第1実施例の場合と同じく、出力データ列go
は、送信すべきデータ列giに対応し、変換誤差などの
誤差を無視すれば、giに等しい。
【0036】本来、受信側38では、復号器40により
復号化された変換係数Gdを、逆離散コサイン変換器に
より逆離散コサイン変換するが、図2に示す実施例で
は、その逆離散コサイン変換器を、係数変換器42と逆
アダマール変換器44で代替している。第1実施例と
は、直交変換の単位が4×4になっている点が異なる。
【0037】数式により、図2の動作を説明する。送信
すべきデータ列giを
【0038】
【数8】
【0039】と表記すると、4×4DCT回路32は、
データ列giを下記式のように変換する。即ち、
【0040】
【数9】
【0041】アダマール変換の変換行列をH、入力を
y、変換係数をYとすると、4×4のアダマール変換式
は、
【0042】
【数10】
【0043】逆変換式は、
【0044】
【数11】
【0045】と表記される。
【0046】DCT変換係数Gdは、本来、逆離散コサ
イン変換により元に戻すべきものであり、その逆変換式
は、
【0047】
【数12】
【0048】と表記される。図2に示す実施例では、
【数12】に示す逆変換の代りに、係数変換器42がD
CT変換係数Gdをアダマール変換係数Gaに変換し、
これにより得られるアダマール変換係数Gaを逆アダマ
ール変換回路44が逆変換する。係数変換器42は、下
記式の演算を実行する。即ち、
【0049】
【数13】
【0050】上式は、非常に簡単な行列演算であり、ソ
フトウエア及びハードウエアのどちらでも小さく済み、
また、短い演算時間で実行できる。
【0051】図3は、本発明の第3実施例を説明する概
略構成ブロック図を示す。第3実施例では、送信側での
DCT変換の単位を8×8とし、復号化側では4画素×
4画素の逆アダマール変換を使用する。変換単位を8×
8から4×4に変更する回路を受信側に設ける。
【0052】図3に示すシステムを説明する。送信側5
0では、8×8DCT回路52が、送信すべき入力デー
タviを8画素×8画素を単位として離散コサイン変換
し、変換係数Pdを出力する。変換係数符号化器54
は、DCT回路52の出力Pdを符号化し、符号データ
Soを伝送路56に出力する。
【0053】符号データSoは伝送路56を伝搬して、
符号データSiとして受信側90に入力する。なお、図
1及び図2で説明したのと同様に、伝送路56での伝送
誤りは無視できるものとする。従って、SiはSoに等
しい。
【0054】受信側58では、変換係数復号器60が伝
送路56からの符号データSiを復号化し、DCT変換
係数Pdを出力する。復号器60は、送信側50の符号
化器54に対応するものである。復号器60から出力さ
れるDCT変換係数Pdは、8×8の行列になってお
り、ブロック切り出し回路62がその8×8のDCT変
換係数Pdから、低周波側の4×4の行列部分を切り出
し、係数変換器64に出力する。係数変換器64は、ブ
ロック切り出し回路60からの4×4のDCT変換係数
Pdを、4×4を単位とするアダマール変換係数Paに
変換する。4×4逆アダマール変換器66は係数変換器
64の出力Paを逆アダマール変換し、データ列poを
出力する。出力データ列poは、送信すべきデータ列p
iに対応し、変換誤差などの誤差を無視すれば、piに
等しい。
【0055】本来、受信側では、復号器60により復号
化された変換係数Pdを、逆離散コサイン変換器により
逆離散コサイン変換するが、図3に示す実施例では、ブ
ロック切り出し回路62、係数変換器64及び逆アダマ
ール変換器66で代替している。
【0056】図3では、送信側50での行列の大きさ
と、ブロック切り出し回路62が8×8の行列を4×4
の行列に変換している点を除いて、図2と同様に動作す
る。8×8の行列から低周波の4×4の行列を抜き出し
ているので、図3に示す実施例では、解像度が半分にな
る。
【0057】図3で説明した実施例によれば、例えば、
国際標準であるJPEG方式の符号化画像データを、演
算の楽なアダマール変換を用いた復号器で復号化でき
る。解像度が落ちているので、いわば、簡易再生にな
る。8×8の逆アダマール変換器を用いれば、本来の解
像度で復号化又は再生できることはいうまでもない。
【0058】上記各実施例では、DCT変換係数をアダ
マール変換係数に変換しているが、その逆であってもよ
く、これら以外の直交変換の変換係数であってもよい。
勿論、DCTとアダマール変換のように、基底の形が類
似している直交変換同士では、係数変換の演算量が少な
くなり、小さなソフトウエア又はハードウエアで実現で
き、演算時間も短くて済む。
【0059】本実施例では、DCT変換係数をアダマー
ル変換係数に変換したが、これに限らず、K−L変換係
数をアダマール変換係数に変換するようにしてもよい。
更には、フーリエ変換係数をアダマール変換係数に変換
してもよい。また、アダマール変換以外の他の変換を使
ってもよい。要は、復号の際の演算が簡単になればよ
い。
【0060】また、本実施例では、ハードウエアにより
復号を行なったが、これに限らず、コンピュータ上でソ
フトウエアにより復号を行なってもよい。
【0061】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、離
散コサイン変換で符号化された画像データを復号側で復
号する際に、逆離散コサイン変換を直接行うことによる
複雑な演算を回避しつつ、効率良く復号画像を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例を使用する伝送システム
の概略構成ブロック図である。
【図2】 本発明の第2実施例を使用する伝送システム
の概略構成ブロック図である。
【図3】 本発明の第3実施例を使用する伝送システム
の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
10:送信側 12:4×1DCT回路 14:変換係数符号化器 16:伝送路 18:受信側 20:変換係数復号器 22:係数変換器 24:4×1逆アダマール変換器 30:送信側 32:4×4DCT回路 34:変換係数符号化器 36:伝送路 38:受信側 40:変換係数復号器 42:係数変換器 44:4×4逆アダマール変換器 50:送信側 52:8×8DCT回路 54:変換係数符号化器 56:伝送路 90:受信側 60:変換係数復号器 62:ブロック切り出し回路 64:係数変換器 66:4×4逆アダマール変換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−60108(JP,A) 特開 昭63−292726(JP,A) 特開 昭62−168426(JP,A) 特開 昭61−68775(JP,A) 特開 平1−141482(JP,A) 「アダマール行列とその応用」」p 183、昭和57年8月、喜安善市著、(社) 電子通信学会発行 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/30 H04N 7/30

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データを複数画素単位に離散コサイ
    ン変換し、符号化して得られた符号化データを入力する
    入力手段と、 前記符号化データを復号化し、離散コサイン変換係数を
    得る復号化手段と、 前記離散コサイン変換係数をアダマール変換係数に変換
    する係数変換手段と、 前記アダマール変換係数を逆変換することにより復号画
    像データを得る逆変換手段 とからなることを特徴とする
    復号装置。
  2. 【請求項2】 更に、前記係数変換手段の出力の一部を
    抽出して前記逆変換手段に印加する切り出し手段を具備
    する請求項1に記載の復号装置。
  3. 【請求項3】 前記離散コサイン変換が8×8離散コサ
    イン変換であり、前記アダマール変換が4×4アダマー
    ル変換であって、前記切り出し手段が、8×8の離散コ
    サイン変換係数から、4×4の低周波成分を切り出す請
    求項2に記載の復号装置。
  4. 【請求項4】 画像データを複数画素単位に離散コサイ
    ン変換し、符号化して得られた符号化データを入力する
    入力ステップと、 前記符号化データを復号化し、離散コサイン変換係数を
    得る復号化ステップと、 前記離散コサイン変換係数をアダマール変換係数に変換
    する係数変換ステップと、 前記アダマール変換係数を逆変換することにより復号画
    像データを得る逆変換ステップ とからなることを特徴と
    する復号方法。
  5. 【請求項5】 更に、前記係数変換ステップの出力の一
    部を抽出して前記逆変換ステップに渡す切り出しステッ
    プを具備する請求項に記載の復号方法。
  6. 【請求項6】 前記離散コサイン変換が8×8離散コサ
    イン変換であり、前記アダマール変換が4×4アダマー
    ル変換であって、前記切り出しステップが、8×8の離
    散コサイン変換係数から、4×4の低周波成分を切り出
    す請求項に記載の復号方法。
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「アダマール行列とその応用」」p183、昭和57年8月、喜安善市著、(社)電子通信学会発行

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