JP3434904B2 - 画像データ符号化装置 - Google Patents

画像データ符号化装置

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JP3434904B2 JP21874194A JP21874194A JP3434904B2 JP 3434904 B2 JP3434904 B2 JP 3434904B2 JP 21874194 A JP21874194 A JP 21874194A JP 21874194 A JP21874194 A JP 21874194A JP 3434904 B2 JP3434904 B2 JP 3434904B2
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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、画像データ、特にDC
T(Discrete Cosine Transfe
r)処理を施された後のDCT係数と呼ばれる数値デー
タの符号化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、「インターフェース」、1991年12月号、
P.183〜203、「Cで実現するJPEG準拠画像
データ圧縮/伸張システム」 稲村 浩 に記載される
ものがあった。
【0003】図7はJPEGと呼ばれる、CCITTと
ISO両グループによるカラー静止画像の符号化方式の
アルゴリズムをハードイメージで示した図、図8はその
エントロピー符号化のDC係数処理のアルゴリズムをハ
ードイメージで示した図、図9はそのエントロピー符号
化のAC係数処理のアルゴリズムをハードイメージで示
した図である。
【0004】このように、従来は、図7に示すような画
像データ圧縮処理を行っている。すなわち、入力画像1
は符号器2に入力され、この符号器2からヘッダ情報、
テーブル及び圧縮データを有する情報3が送信されて転
送部(伝送路)4に伝送される。その情報3は復合器5
で受信され、復合画像6が得られる。ここで、符号器2
では、DCT、量子化、エントロピー符号化処理が行わ
れ、復合器5では、エントロピー復合化、逆量子化、I
DCT化処理が行われる。
【0005】また、上記したエントロピー符号化の処理
は、図8、図9に示すフローで成り立っている。つま
り、DC係数の処理では、図8に示すように、DC係数
が遅延した信号とDC係数が減算され、そのDC差分が
グループ化され、1次元ハフマン符号化され、DC符号
が得られ、付加ビットとともに送信される。
【0006】一方、AC係数の処理では、図9に示すよ
うに、ジグザグスキャンが行われ、0である場合には、
ランレングスカウントを行う。一方、0でない場合に
は、グループ化を図り、2次元ハフマン符号化を行いA
C符号が得られ、付加ビットとともに送信される。
【0007】このような画像データ圧縮処理は、一般的
に市販されているプロセッサ等を用い、また、一般的に
公開されているような処理制御言語によって実現してい
た。例えば、一般的によく知られているC言語を用い
て、DCT係数をハフマン符号に変換する処理を実現し
ようとすると、上記文献に示すような方法になる。この
処理フロー記述は、そのシステム個々の持つ、コンパイ
ラ、アセンブラによって、プロセッサが解読可能なコー
ド(マシン語)に変換され、処理が実行される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の処理方法では、プロセッサは汎用な命令のみを
備えているので、上記処理には時間がかかるという問題
点があった。
【0009】本発明は、以上述べた、問題点を除去する
ために、DCT係数をハフマン符号に変換する専用回路
を設け、エントロピー符号化のための処理時間を大幅に
短縮することができる画像データ符号化装置を提供する
ことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、〔1〕 画像データを圧縮処理する画像データ符号化装置
において、DCT係数を記憶する手段(103)と、
記DCT係数を選定するための情報を記憶し、アドレス
を順次入力することで、前記記憶する手段(103)
らの前記DCT係数選出を、該アドレスの入力順とは
異なる順に選定する情報を出力する処理順序記憶手段
(104)と、前記処理順序記憶手段(104)の出力
に従って、前記DCT係数を順次選出する手段(10
2)と、前記選出手段(102)によって、選出された
DCT係数に従ってハフマン符号化情報(206/20
8)を生成し、出力するものであり、前記処理順序記憶
手段(104)から出力される情報によって処理すべき
DCT係数(205)がDC成分かAC成分かを判定す
る判定回路(305)を有して、この判定結果に基づい
て動作制御されるハフマン符号化手段(101)と、前
記DCT係数(205)のDC成分に対するDCハフマ
ン符号を記憶し、前記ハフマン符号化情報(206/2
08)をアドレスとして、該アドレスにて指定されるD
Cハフマン符号を出力する第1の符号記憶手段(10
5)と、前記DCT係数(205)のAC成分に対する
ACハフマン符号を記憶し、前記ハフマン符号化情報
(206/208)をアドレスとして、該アドレスにて
指定されるACハフマン符号を出力する第2の符号記憶
手段(106)と、前記判定回路(305)の判定結果
(213)に従って、前記第1の符号記憶手段(10
5)からの出力と、前記第2の符号記憶手段(106)
からの出力とのいずれか一方を選択的に出力する選択手
段(107)と、を有するようにしたものである。
【0011】〔2〕上記〔1〕記載の画像データ符号化
装置において、前記ハフマン符号化手段(101)は、
前記処理すべきDCT係数(205)がゼロデータか否
かを検出する検出回路(306)と、前記判定回路(3
05)の判定結果の結果(213)に応じて、動作制御
され、前記検出回路(306)により出力される指示信
号(401)がゼロデータが検出されたことを指示する
ことに応じてカウント を更新するカウント回路(30
3)と、を有するようにしたものである。
【0012】〔3〕上記〔2〕記載の画像データ符号化
装置において、前記カウント回路(303)は、前記指
示信号(401)がゼロデータ以外のデータが検出され
たことを指示することに応じてカウント値がリセットさ
れるようにしたものである。
【0013】〔4〕上記〔1〕、〔2〕又は〔3〕記載
の画像データ符号化装置において、前記ハフマン符号化
手段(101)は、前記判定回路(305)の判定結果
(213)がDC成分の場合に、前記DCT係数に対す
先に入力された以前のDCT係数との減算処理(30
2)を実行した結果(403)を出力し、前記判定結果
がAC成分の場合に、該DCT係数を出力する選択回路
(307)を有するようにしたものである。
【0014】〔5〕上記〔4〕記載の画像データ符号化
装置において、前記ハフマン符号化手段(101)は、
前記選択回路(307)から選択的に出力された情報
対して、前記ハフマン符号化情報(206/208)を
生成するための、前記選択回路から出力された情報を所
定長のビットデータとして出力するグループ分け処理を
行うグループ分け回路(304)と、前記選択回路から
出力された情報の符号をビット長で示す付加ビット(2
14)を生成する数値変換回路(308)とを有するよ
うにしたものである。
【0015】
【作用】本発明によれば、特に、DCT係数をハフマン
符号に変換する処理において、ハフマン符号テーブルを
専用に記憶するハフマン符号テーブル記憶装置(10
5,106)を設け、入力された数値をハフマン符号テ
ーブルを参照して、ハフマン符号に変換するハフマン符
号化装置(101)と、計64個のDCT係数を、どの
ような順序で処理するかを記憶する処理順序記憶装置
(104)と、この処理順序記憶装置(104)の示す
順序に従って、64個のDCT係数を前記ハフマン符号
化装置(101)に送り出すDCT係数転送装置(10
2)を設けるようにしたので、エントロピー符号化のた
めの処理時間の短縮化を図ることができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら順次説明する。
【0017】図1は本発明の実施例を示す画像データ符
号化装置におけるハフマン符号専用装置のブロック図で
あり、以下、その動作を説明する。
【0018】この図において、DCT係数記憶装置10
3には、事前にDCT(離散コサイン変換)された後の
DCT係数が64個のデータとなって記憶されている。
これは8×8のマトリックス状の数値列を一次元的に並
べたものであり、その対応を図2に示す。例えば、5行
6列目のデータは、上記DCT係数記憶装置103の第
46番地に記憶されている。
【0019】このDCT係数は、図3に示されるような
順序で処理される。
【0020】DCT係数転送装置102は、処理順序記
憶装置104のアドレス202を、0〜63まで順序よ
くカウントし、与えると同時に、そのアドレスに対応し
た処理順序記憶装置104のデータ204を順次受け取
り、そのまま、その数値をDCT係数記憶装置103の
アドレス201として出力する。
【0021】DCT係数記憶装置103から出力された
データ203は、そのまま、ハフマン符号化装置101
に出力205される。また、その出力205が何番目の
処理かを示す係数番号212を経由して出力する。ここ
までで、DCT係数記憶装置103上のデータが、処理
順序記憶装置104の示す順序に従って、順次、ハフマ
ン符号化装置101に送られる。
【0022】図4はハフマン符号化装置の詳細を示す図
である。
【0023】係数番号212の値によって、処理内容が
異なるので解説する。
【0024】64個のDCT係数のうち、第0番目のデ
ータをDC成分、残りの1〜63番目のデータをAC成
分という。
【0025】(1)係数番号212の値が0である時、
即ち、DC成分についての処理である場合、 DCT係数205と、DCレジスタ301に記憶されて
いた1つ前のDC成分の値402を、減算器302によ
って減算を施し、その差分であるデータ403を選択器
(MUX)307に入力する。このMUX307は制御
信号213によって、データ403を選択し、データ4
04を出力する。ここで、制御信号213は、係数番号
212をオール“0”検出回路305によって、第0番
か、第1〜63番かを表す信号である。
【0026】一方、MUX307から出力されたデータ
404は、グループ分け回路304によって、図5に示
すようなグループ分け処理を施され、そのグループ番号
(4ビット)406を出力する。また、この時、ランレ
ングスカウンタ303は、0番目のデータであることを
示す制御信号213により、リセットされており、ラン
レングスカウンタ303の出力405は、オール“0”
になっている。
【0027】マージ回路309は、ランレングスカウン
タ303の出力405を上位4ビット、グループ分け回
路304の出力406を下位4ビットとなるような8ビ
ットのデータ206を出力するためのものであり、この
出力206は、そのまま、DCハフマン符号テーブル記
憶装置105のアドレスになり、DCハフマン符号テー
ブル記憶装置105は出力206の示すアドレスに対応
したコードデータ207を出力する。
【0028】この時、もう一つのテーブルであるACハ
フマン符号テーブル記憶装置106の出力209と選択
器(MUX)107で選択されるが、0番目であること
を示す制御信号213によって、出力(データ)207
が選択され、コード210が出力される。データ404
は、また、数値変換回路308によって、図6に示すよ
うな規則に従って変換され、付加値214として出力す
る。また、この時、入力されたDCT係数205は、一
つ後のDC成分との減算処理の準備として、DCレジス
タ301に記憶する。
【0029】(2)係数番号212の値が1〜63であ
る、即ち、AC成分についての処理である時 係数番号212は、オール“0”検出回路305によ
って、第0番目のデータでないことを制御信号213と
して出力する。
【0030】DCT係数205が、オール“0”であ
り、ランレングスカウンタ303の値が15でない時、
オール“0”検出回路306により、信号線401に出
力することで、それを示し、ランレングスカウンタ30
3をカウントアップする。
【0031】DCT係数205が0でないか、ランレ
ングスカウンタ303の値が15である時には、その値
はMUX307を介して、出力(データ)404を経由
し、グループ分け回路304によって、グループ番号が
図5に示す規則に従って、出力406される。また、そ
れまで、何回0が続いたかを示すランレングスカウンタ
303の出力405と、マージ回路309によって、8
ビットデータにマージされ、出力208される。この出
力208はACハフマン符号テーブル記憶装置106の
アドレスであり、その時のコード209が、ACハフマ
ン符号テーブル記憶装置106から出力され、コード2
10となって出力される。また、出力(データ)404
は前記同様、数値変換回路308によって変換され、付
加値214として出力する。
【0032】上記したように構成することにより、図7
に示すような画像データ圧縮処理の「エントロピー符号
化」の部分をハードウェアで特化することができ、エン
トロピー符号化を高速に処理することが可能である。
【0033】また、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能
であり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0034】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【0035】(1)請求項1記載の発明によれば、DC
T係数を順次ハフマン符号化する専用回路を設けること
により、エントロピー符号化のための処理時間を大幅に
短縮することができる。
【0036】(2)請求項1記載の発明によれば、上記
(1)の効果に加え、エントロピー符号化のための処理
を迅速、かつ的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す画像データ符号化装置に
おけるハフマン符号専用装置のブロック図である。
【図2】本発明の実施例を示す画像データ符号化装置に
おけるDCT係数記憶装置内のDCT係数の配列を示す
図である。
【図3】本発明の実施例を示す画像データ符号化装置に
おける処理順序記憶装置の処理順序を示す図である。
【図4】本発明の実施例を示す画像データ符号化装置に
おけるハフマン符号化装置のブロック図である。
【図5】本発明の実施例を示す画像データ符号化装置に
おけるハフマン符号化装置内のクループ分け回路の論理
を示す図である。
【図6】本発明の実施例を示す画像データ符号化装置に
おけるハフマン符号化装置内の数値変換回路の論理を示
す図である。
【図7】従来のカラー静止画像の符号化方式のアルゴリ
ズムをハードイメージで示した図である。
【図8】従来のカラー静止画像の符号化方式のエントロ
ピー符号化のDC係数処理のアルゴリズムをハードイメ
ージで示した図である。
【図9】従来のカラー静止画像の符号化方式のエントロ
ピー符号化のAC係数処理のアルゴリズムをハードイメ
ージで示した図である。
【符号の説明】
101 ハフマン符号化装置 102 DCT係数転送装置 103 DCT係数記憶装置 104 処理順序記憶装置 105 DCハフマン符号テーブル記憶装置 106 ACハフマン符号テーブル記憶装置 107,307 選択器(MUX) 301 DCレジスタ 302 減算器 303 ランレングスカウンタ 304 グループ分け回路 305,306 オール“0”検出回路 308 数値変換回路 309 マージ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データを圧縮処理する画像データ符
    号化装置において、 (a)DCT係数を記憶する手段と、 (b)前記DCT係数を選定するための情報を記憶し、
    アドレスを順次入力することで、前記記憶する手段から
    前記DCT係数選出を、該アドレスの入力順とは異
    なる順に選定する情報を出力する処理順序記憶手段と、 (c)前記処理順序記憶手段の出力に従って、前記DC
    T係数を順次選出する手段と、 (d)前記選出手段によって、選出されたDCT係数に
    従ってハフマン符号化情報を生成し、出力するものであ
    り、前記処理順序記憶手段から出力される情報によって
    処理すべきDCT係数がDC成分かAC成分かを判定す
    る判定回路を有して、この判定結果に基づいて動作制御
    されるハフマン符号化手段と、 (e)前記DCT係数のDC成分に対するDCハフマン
    符号を記憶し、前記ハフマン符号化情報をアドレスとし
    て、該アドレスにて指定されるDCハフマン符号を出力
    する第1の符号記憶手段と、 (f)前記DCT係数のAC成分に対するACハフマン
    符号を記憶し、前記ハフマン符号化情報をアドレスとし
    て、該アドレスにて指定されるACハフマン符号を出力
    する第2の符号記憶手段と、 (g)前記判定回路の判定結果に従って、前記第1の符
    号記憶手段からの出力と、前記第2の符号記憶手段から
    の出力とのいずれか一方を選択的に出力する選択手段
    と、 を有することを特徴とする画像データ符号化装置。
  2. 【請求項2】 前記ハフマン符号化手段は、前記処理す
    べきDCT係数がゼロデータか否かを検出する検出回路
    と、前記判定回路の判定結果の結果に応じて、動作制御
    され、前記検出回路により出力される指示信号がゼロデ
    ータが検出されたことを指示することに応じてカウント
    を更新するカウント回路と、を有することを特徴とする
    請求項1記載の画像データ符号化装置。
  3. 【請求項3】 前記カウント回路は、前記指示信号がゼ
    ロデータ以外のデータが検出されたことを指示すること
    に応じてカウント値がリセットされることを特徴とする
    請求項2記載の画像データ符号化装置。
  4. 【請求項4】 前記ハフマン符号化手段は、前記判定回
    路の判定結果がDC成分の場合に、前記DCT係数に対
    する先に入力された以前のDCT係数との減算処理を実
    行した結果を出力し、前記判定結果がAC成分の場合
    に、該DCT係数を出力する選択回路を有することを特
    徴とする請求項1、2又は3記載の画像データ符号化装
    置。
  5. 【請求項5】 前記ハフマン符号化手段は、前記選択回
    路から選択的に出力された情報に対して、前記ハフマン
    符号化情報を生成するための、前記選択回路から出力さ
    れた情報を所定長のビットデータとして出力するグルー
    プ分け処理を行うグループ分け回路と、前記選択回路か
    ら出力された情報の符号をビット長で示す付加ビットを
    生成する数値変換回路とを有することを特徴とする請求
    項4記載の画像データ符号化装置。
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