JP4109404B2 - 符号化装置および符号化方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、符号化装置および符号化方法に関し、さらに詳しくは、既に圧縮処理が施された圧縮画像データの符号量を変更する符号化装置および符号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静止画像に対する高能率な画像圧縮伸長方式の一つとして、国際標準規格であるＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）がある。近年、このＪＰＥＧ規格に準拠したフォーマットの圧縮画像ファイル（以下、「ＪＰＥＧファイル」という。）がインターネット上でもかなり使用されており、インターネット利用者は、ＪＰＥＧファイルを簡単にダウンロードすることができるようになっている。インターネット利用者は、これらのＪＰＥＧファイルをダウンロードし、ハードディスクやメモリなどの記憶メディアに保存することができる。
【０００３】
しかし、記憶メディアの記憶容量との関係から、ダウンロードしたＪＰＥＧファイルのサイズ（符号量）をさらに小さくしたい場合がある。ところが、ＪＰＥＧファイルをインターネットなどの他のメディアから入手した場合、画像圧縮される前の原画像ファイルは存在しない。したがって、この場合、まず、▲１▼ダウンロードしたＪＰＥＧファイルに対して画像伸張処理を行って復元画像データを生成し、次いで、▲２▼圧縮率を高めて復元画像データの圧縮処理を行う必要がある。
【０００４】
このような処理は、図４３に示すような画像圧縮伸長装置によって、図４４に示すような手順で行われる。
【０００５】
まず、符号メモリ７に格納された圧縮画像データＪＰＧＤＩが読み出される（ＳＴ２０１）。
【０００６】
読み出された圧縮画像データＪＰＧＤＩは、分離回路８によって、量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）、符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）、および可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）に分離される（ＳＴ２０２）。
【０００７】
量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）、符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）は、それぞれ、量子化テーブル１２、符号テーブル１３に設定される（ＳＴ２０３）。
【０００８】
可変長復号化部９ｃによって、符号テーブル１３に設定された符号テーブル情報に基づいて、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）からラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／サイズＳＳＳＳ（Ｄ）が生成され、同時に付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）が抽出される（ＳＴ２０４）。
【０００９】
係数発生部９ｂによって、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）を用いて有効係数Ｓｑ（Ｄ）が抽出される（ＳＴ２０５）。
【００１０】
ランレングス復号化部９ａによって、ラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／有効係数Ｓｑ（Ｄ）の組み合わせからＤＣＴ係数ＺＺ（Ｄ）が生成される（ＳＴ２０６）。
【００１１】
逆量子化部１０によって、ＤＣＴ係数ＺＺ（Ｄ）が、量子化テーブル１２に設定された量子化ステップ値に従って逆量子化され（ＳＴ２０７）、さらに、逆ＤＣＴ変換部１１によって２次元の逆ＤＣＴ変換が行われる（ＳＴ２０８）。逆ＤＣＴ変換の結果は、復元画像データＰＸＬＤＯとして画像メモリ１に順次書き込まれる（ＳＴ２０９）。
【００１２】
以上のように圧縮画像データに対して画像伸張処理を施して復元画像データＰＸＬＤＯを生成した後、圧縮率を高めて再び圧縮する。圧縮率の高い画像データを生成するために、量子化テーブル１２に設定された量子化ステップ値を外部読出端子２１より一度読み出し（ＳＴ２１１）、大きな値に変更して量子化テーブル１３に再び設定する（ＳＴ２１２）。
【００１３】
そして、画像メモリ２から復元画像データＰＸＬＤＩが読み出され、ＤＣＴ変換部３に入力される（ＳＴ２１４）。
【００１４】
ＤＣＴ変換部３において２次元ＤＣＴ変換が行われ、ＤＣＴ係数が得られる（ＳＴ２１５）。
【００１５】
量子化部４は、ステップＳＴ２１２において量子化テーブル１２に設定された量子化ステップに従ってＤＣＴ係数を量子化する（ＳＴ２１６）。
【００１６】
量子化後のＤＣＴ係数ＺＺ（Ｅ）は、ジグザグスキャン順に順次ランレングス符号化部５ａに供給され、ランレングス符号化が行われる。これにより、ラン長ＲＲＲＲ（Ｅ）／有効係数Ｓｑ（Ｅ）が得られる（ＳＴ２１７）。
【００１７】
サイズ付加ビット発生部５ｂによって、有効係数Ｓｑ（Ｅ）に対してサイズＳＳＳＳ（Ｅ）および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｅ）が割り当てられる（ＳＴ２１８）。
【００１８】
可変長符号化部５ｃによって、符号テーブル１３に設定された情報に基づいて、ラン長ＲＲＲＲＲ（Ｅ）／サイズＳＳＳＳ（Ｅ）の組み合わせに対して可変長符号が割り当てられる。この可変長符号の直後に、サイズ付加ビット発生部５ｂによって割り当てられた付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）が連結されて可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）が生成される（ＳＴ２１９）。
【００１９】
このようにして、ラン長ＲＲＲＲＲ（Ｅ）／サイズＳＳＳＳ（Ｅ）に対して可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）が割り当てられる。
【００２０】
多重回路６によって、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）、量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｅ）、符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｅ）が多重化されて新しい圧縮画像データＪＰＧＤＯが生成される（ＳＴ２２０）。
【００２１】
そして、得られた圧縮画像データＪＰＧＤＯの符号量が所望のサイズでないときには、量子化ステップ値を変更して上記画像圧縮処理を繰り返し行う（ＳＴ２２１−ＳＴ２１２−ＳＴ２２１）。これにより、所望の符号量を持つ圧縮画像データＪＰＧＤＯが得られる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の画像圧縮伸張装置では、圧縮画像データの符号量を変更する場合、一度、可変長復号化、ランレングス復号化、逆量子化および逆ＤＣＴ変換といった画像伸張処理全てを行って復元画像を生成した後、量子化ステップ値を変更して、再度、ＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化および可変長符号化といった画像圧縮処理全てを行う必要がある。
【００２３】
この発明の目的は、圧縮画像データの符号量（圧縮率）を効率よく変更することができる符号化装置を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
この発明の１つの局面に従うと、符号化装置は、原画像データに対してＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化、および可変長符号化を施して生成された圧縮画像データの符号量を変更する符号化装置であって、分離手段と、復号化手段と、サイズ変換テーブルと、サイズ変換手段と、可変長符号化手段と、多重化手段とを備える。
【００２５】
分離手段は、圧縮画像データを、可変長符号と、量子化ステップ値と、符号テーブル情報とに分離する。符号テーブル情報は、ラン長およびサイズの組み合わせと符号語との対応を示す情報である。復号化手段は、分離手段からの可変長符号を、符号テーブル情報に基づいて、ラン長、サイズ、および付加ビットに復号する。サイズ変換テーブルは、周波数領域およびサイズ変換量を設定する。サイズ変換手段は、復号化手段によって得られたラン長、サイズ、および付加ビットを、サイズ変換テーブルに設定された周波数領域およびサイズ変換量に基づいて変換する。可変長符号化手段は、サイズ変換手段によって変換されたラン長、サイズ、および付加ビットに対して符号テーブル情報に基づいて可変長符号化を行う。多重化手段は、可変長符号化手段によって得られた可変長符号、量子化ステップ値、および符号テーブル情報を多重化する。
【００２６】
上記符号化装置においては、サイズ変換手段は、復号化手段により得られたサイズのうちサイズ変換テーブルに設定された周波数領域に属するサイズの値を、当該周波数領域に対応して設定されたサイズ変換量分だけ変える。さらに、このサイズの変更に応じて付加ビット、ラン長も変える。したがって、可変長符号化手段によって得られる可変長符号の符号量は、分離手段からの可変長符号の符号量と異なる。これにより、多重化手段によって多重化された結果である圧縮画像データの符号量は、分離手段によって分離される前の圧縮画像データの符号量と異なる。
【００２７】
以上のように、上記符号化装置では、サイズ変換テーブルと、サイズ変換手段とを設けたため、逆量子化、逆ＤＣＴ変換といった画像復元に必要な処理、および、量子化テーブルの書き換え、ＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化といった画像圧縮における処理を行う必要がなく、効率的に圧縮画像データの符号量を変更することができる。
【００２８】
好ましくは、上記符号化装置はさらに、指定手段を備える。指定手段は、変換すべきラン長およびサイズの組み合わせを指定する。また、上記サイズ変換手段は、復号化手段によって得られたラン長およびサイズが、指定手段によって指定された組み合わせであるときに変換を行う。
【００２９】
サイズ変換手段によって特定の周波数領域におけるサイズを変えても、その前後において、ラン長およびサイズの組み合わせに対応する符号語の符号長が変わらない場合が存在する。このような場合には、符号量変更の大きな効果は得られない。一方、量子化ステップ値は変更されないまま、可変長符号化手段によって得られた可変長符号、符号テーブル情報とともに多重化手段によって多重化される。このため、多重化手段によって得られた圧縮画像データの復元処理を行った場合に画質の劣化が生じる。すなわち、符号量変更の効果が少ないにもかかわらず、画質の劣化が顕著に現れてしまう場合がある。
【００３０】
上記符号化装置においては、指定手段は、符号量変更の効果が得られるラン長およびサイズの組み合わせを変換すべき組み合わせとして指定する。また、サイズ変換手段は、復号化手段によって得られたラン長およびサイズが、指定手段によって指定された組み合わせであるときに変換を行う。したがって、圧縮画像データの復元処理を行った場合に生じる画質の劣化を抑制することができる。
【００３１】
好ましくは、上記符号化装置はさらに、変更手段を備える。変更手段は、サイズ変換テーブルに設定された周波数領域およびサイズ変換量に基づいて量子化ステップ値を変更する。また、上記多重化手段は、変更手段によって変更された量子化ステップ値、可変長符号化手段によって得られた可変長符号、および符号テーブル情報を多重化する。
【００３２】
上述のように、量子化ステップ値が変更されないまま多重化手段によって多重化されると、得られた圧縮画像データの復元処理を行った場合に画質の劣化が生じる。
【００３３】
上記符号化装置においては、変更手段を設けたため、サイズ変換テーブルに設定された周波数領域およびサイズ変換量に基づいて量子化ステップ値が変更される。そして、変更後の量子化ステップ値が多重化手段によって多重化される。これにより、得られた圧縮画像データの復元処理を行った場合に生じる画質の劣化を抑制することができる。
【００３４】
好ましくは、上記サイズ変換テーブルは、輝度成分用変換テーブルと、色差成分用変換テーブルとを含む。輝度成分用変換テーブルは、第１の周波数領域および第１のサイズ変換量を設定する。色差成分用変換テーブルは、第２の周波数領域および第２のサイズ変換量を設定する。また、上記サイズ変換手段は、復号化手段によって得られたラン長、サイズ、および付加ビットのうち、輝度成分についてのラン長、サイズ、および付加ビットを第１の周波数領域および第１のサイズ変換量に基づいて変換する一方、色差成分についてのラン長、サイズ、および付加ビットを第２の周波数領域および第２のサイズ変換量に基づいて変換する。
【００３５】
一般に、人間の目は、輝度成分の変化に関しては非常に敏感であるが、色差成分の変化に関しては比較的鈍感であるという性質をもつ。
【００３６】
上記符号化装置においては、サイズ変換テーブルは、輝度成分用変換テーブルと、色差成分用変換テーブルとを含む。したがって、輝度成分用変換テーブルに対しては、変換する周波数領域（第１の周波数領域）を狭く、かつサイズ変換量（第１のサイズ変換量）も小さな値を設定し、色差成分用変換テーブルに対しては、変換する周波数領域（第２の周波数領域）を広く、かつ、サイズ変換量（第２のサイズ変換量）も大きな値を設定することによって、変換による画質の劣化が人間の目に識別しずらくなるように符号量を削減することができる。
【００３７】
好ましくは、上記符号化装置はさらに、サイズメモリを備える。サイズメモリは、復号化手段によって得られたラン長、サイズ、および付加ビットを記憶する。また、上記サイズ変換手段は、サイズメモリから読み出されたラン長、サイズ、および付加ビットを、サイズ変換テーブルに設定された周波数領域およびサイズ変換量に基づいて変換する。
【００３８】
復号化手段からのラン長、サイズ、および付加ビットは不規則なレートで発生する。しかし、上記符号化装置においては、サイズメモリを設けたため、復号化手段によって得られたラン長、サイズ、および付加ビットを一定レートで連続してサイズ変換手段に供給することができる。これにより、サイズ変換手段による変換を連続的に行うことができる。
【００３９】
好ましくは、上記符号化装置はさらに、符号メモリと、メモリ制御手段とを備える。符号メモリは、圧縮画像データを記憶する。メモリ制御手段は、サイズメモリおよび符号メモリに対する書き込み／読み出しを制御する。具体的には、メモリ制御手段は、サイズメモリから読み出すべきラン長、サイズ、および付加ビットが不足すると、符号メモリを読み出しモード、サイズメモリを書き込みモードにする一方、サイズメモリ中にラン長、サイズ、および付加ビットを書き込むための容量が不足すると、サイズメモリを読み出しモード、符号メモリを書き込みモードにする。
【００４０】
上記符号化装置においては、まず、メモリ制御手段は、符号メモリを読み出しモードに、サイズメモリを書き込みモードに制御する。これにより、符号メモリから圧縮画像データが読み出され、分離手段による処理、復号化手段による処理が行われる。そして、復号化手段によって得られたラン長、サイズ、付加ビットがサイズメモリに書き込まれる。
【００４１】
次いで、サイズメモリ中にラン長、サイズ、および付加ビットを書き込むための容量が不足すると、メモリ制御手段は、サイズメモリを読み出しモード、符号メモリを書き込みモードに制御する。これにより、符号メモリからの圧縮画像データの読み出しが中断される。また、それまでにサイズメモリに書き込まれたラン長、サイズ、および付加ビットが読み出され、サイズ変換手段による処理、可変長符号化手段による処理、多重化手段による処理が行われる。多重化処理の結果は符号メモリに書き込まれる。
【００４２】
次いで、サイズメモリから読み出すべきラン長、サイズ、および付加ビットが不足すると、メモリ制御手段は、符号メモリを読み出しモード、サイズメモリを書き込みモードに制御する。これにより、符号メモリからの圧縮画像データの読み出しが再開される。
【００４３】
このように、符号メモリからの圧縮画像データの読み出し、分離手段による処理、復号化手段による処理からなる一連の復号化処理と、サイズ変換手段による処理、可変長符号化手段による処理、多重化手段による処理からなる一連の符号化処理とを交互に時分割で行うことができる。したがって、１つの圧縮画像データについてのラン長、サイズ、および付加ビットをサイズメモリにすべて記憶する必要がない。この結果、サイズメモリの容量を小さくすることができる。
【００４４】
この発明のもう１つの局面に従うと、符号化装置は、原画像データに対してＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化、および可変長符号化を施して生成された圧縮画像データの符号量を変更する符号化装置であって、分離手段と、復号化手段と、係数発生手段と、係数変換テーブルと、係数変換手段と、サイズ付加ビット発生手段と、可変長符号化手段と、多重化手段とを備える。
【００４５】
分離手段は、圧縮画像データを、可変長符号と、量子化ステップ値と、符号テーブル情報とに分離する。符号テーブル情報は、ラン長およびサイズの組み合わせと符号語との対応を示す情報である。復号化手段は、分離手段からの可変長符号を、符号テーブル情報に基づいて、ラン長、サイズ、および付加ビットに復号する。係数発生手段は、復号化手段によって得られたサイズおよび付加ビットに基づいて有効係数を特定する。係数変換テーブルは、周波数領域および係数変換量を設定する。係数変換手段は、復号化手段によって得られたラン長および係数発生手段によって特定された有効係数を、係数変換テーブルに設定された周波数領域および係数変換量に基づいて変換する。サイズ付加ビット発生手段は、係数変換手段によって変換された有効係数に対してサイズおよび付加ビットを割り当てる。可変長符号化手段は、係数変換手段によって変換されたラン長、サイズ付加ビット発生手段によって割り当てられたサイズおよび付加ビットに対して、符号テーブル情報に基づいて可変長符号化を行う。多重化手段は、可変長符号化手段によって得られた可変長符号と、量子化ステップ値と、符号テーブル情報とを多重化する。
【００４６】
上記符号化装置においては、係数変換手段は、係数発生手段により得られた有効係数のうち係数変換テーブルに設定された周波数領域に属する有効係数の値を、当該周波数領域に対応して設定された係数変換量分だけ変える。さらに、この有効係数の変更に応じてラン長も変える。したがって、サイズ付加ビット発生手段によって割り当てられるサイズおよび付加ビットは、復号化手段によって得られたサイズおよび付加ビットと異なる。さらに、可変長符号化手段によって得られる可変長符号の符号量も、分離手段からの可変長符号の符号量と異なる。この結果、多重化手段によって多重化された結果である圧縮画像データの符号量は、分離手段によって分離される前の圧縮画像データの符号量と異なる。
【００４７】
以上のように、上記符号化装置では、係数変換テーブルと、係数変換手段とを設けたため、逆量子化、逆ＤＣＴ変換といった画像復元に必要な処理、および、量子化テーブルの書き換え、ＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化といった画像圧縮における処理を行う必要がなく、効率的に圧縮画像データの符号量を変更することができる。
【００４８】
好ましくは、上記符号化装置はさらに、指定手段を備える。指定手段は、変換すべきラン長および有効係数の組み合わせを指定する。また、上記係数変換手段は、復号化手段によって得られたラン長および係数発生手段によって特定された有効係数が、指定手段によって指定された組み合わせであるときに変換を行う。
【００４９】
係数変換手段によって特定の周波数領域における有効係数の値を変えても、その前後において、ラン長およびサイズの組み合わせに対応する符号語の符号長が変わらない場合が存在する。このような場合には、符号量変更の大きな効果は得られない。一方、量子化ステップ値は変更されないまま、可変長符号化手段によって得られた可変長符号、符号テーブル情報とともに多重化手段によって多重化される。このため、多重化手段による多重化の結果得られた圧縮画像データの復元処理を行った場合に画質の劣化が生じる。すなわち、符号量変更の効果が少ないにもかかわらず、画質の劣化が顕著に現れてしまう場合がある。
【００５０】
上記符号化装置においては、指定手段は、符号量変更の効果が得られるラン長および有効係数の組み合わせを変換すべき組み合わせとして指定する。また、係数変換手段は、復号化手段によって得られたラン長および係数発生手段によって特定された有効係数が、指定手段によって指定された組み合わせであるときに変換を行う。したがって、圧縮画像データの復元処理を行った場合に生じる画質の劣化を抑制することができる。
【００５１】
好ましくは、上記符号化装置はさらに、変更手段を備える。変更手段は、係数変換テーブルに設定された周波数領域および係数変換量に基づいて量子化ステップ値を変更する。また、上記多重化手段は、変更手段によって変更された量子化ステップ値、可変長符号化手段によって得られた可変長符号、および符号テーブル情報を多重化する。
【００５２】
上述のように、量子化ステップ値が変更されないまま多重化手段によって多重化された場合には、得られた圧縮画像データの復元処理を行った場合に画質の劣化が生じる。
【００５３】
上記符号化装置においては、変更手段を設けたため、係数変換テーブルに設定された周波数領域および係数変換量に基づいて量子化ステップ値が変更される。そして、変更後の量子化ステップ値が多重化手段によって多重化される。これにより、得られた圧縮画像データの復元処理を行った場合に生じる画質の劣化を抑制することができる。
【００５４】
好ましくは、上記係数変換テーブルは、輝度成分用変換テーブルと、色差成分用変換テーブルとを含む。輝度成分用変換テーブルは、第１の周波数領域および第１の係数変換量を設定する。色差成分用変換テーブルは、第２の周波数領域および第２の係数変換量を設定する。また、上記係数変換手段は、復号化手段によって得られたラン長および係数発生手段によって特定された有効係数のうち、輝度成分についてのラン長および有効係数を第１の周波数領域および第１の係数変換量に基づいて変換する一方、色差成分についてのラン長および有効係数を第２の周波数領域および第２の係数変換量に基づいて変換する。
【００５５】
一般に、人間の目は、輝度成分の変化に関しては非常に敏感であるが、色差成分の変化に関しては比較的鈍感であるという性質をもつ。
【００５６】
上記符号化装置においては、サイズ変換テーブルは、輝度成分用変換テーブルと、色差成分用変換テーブルとを含む。したがって、輝度成分用変換テーブルに対しては、変換する周波数領域（第１の周波数領域）を狭く、かつ係数変換量（第１の係数変換量）も小さな値を設定し、色差成分用変換テーブルに対しては、変換する周波数領域（第２の周波数領域）を広く、かつ、係数変換量（第２の係数変換量）も大きな値を設定することによって、変換による画質の劣化が人間の目に識別しずらくなるように符号量を削減することができる。
【００５７】
好ましくは、上記符号化装置はさらに、係数メモリを備える。係数メモリは、復号化手段によって得られたラン長および係数発生手段によって特定された有効係数を記憶する。また、上記係数変換手段は、係数メモリから読み出されたラン長および有効係数を、係数変換テーブルに設定された周波数領域および係数変換量に基づいて変換する。
【００５８】
復号化手段からのラン長および係数発生手段からの有効係数は不規則なレートで発生する。しかし、上記符号化装置においては、係数メモリを設けたため、復号化手段によって得られたラン長および係数発生手段からの有効係数を一定レートで連続して係数変換手段に供給することができる。これにより、係数変換手段による変換を連続的に行うことができる。
【００５９】
好ましくは、上記符号化装置はさらに、符号メモリと、メモリ制御手段とを備える。符号メモリは、圧縮画像データを記憶する。メモリ制御手段は、係数メモリおよび符号メモリに対する書き込み／読み出しを制御する。具体的には、メモリ制御手段は、係数メモリから読み出すべきラン長および有効係数が不足すると、符号メモリを読み出しモード、係数メモリを書き込みモードにする一方、係数メモリ中にラン長および有効係数を書き込むための容量が不足すると、係数メモリを読み出しモード、符号メモリを書き込みモードにする。
【００６０】
上記符号化装置においては、まず、メモリ制御手段は、符号メモリを読み出しモードに、係数メモリを書き込みモードに制御する。これにより、符号メモリから圧縮画像データが読み出され、分離手段による処理、復号化手段による処理、係数発生手段による処理が行われる。そして、復号化手段によって得られたラン長および係数発生手段により得られた有効係数が係数メモリに書き込まれる。
【００６１】
次いで、係数メモリ中にラン長および有効係数を書き込むための容量が不足すると、メモリ制御手段は、係数メモリを読み出しモード、符号メモリを書き込みモードに制御する。これにより、符号メモリからの圧縮画像データの読み出しが中断される。また、それまでに係数メモリに書き込まれたラン長および有効係数が読み出され、係数変換手段による処理、サイズ付加ビット発生手段による処理、可変長符号化手段による処理、多重化手段による処理が行われる。多重化手段による処理の結果は符号メモリに書き込まれる。
【００６２】
次いで、係数メモリから読み出すべきラン長および有効係数が不足すると、メモリ制御手段は、符号メモリを読み出しモード、係数メモリを書き込みモードに制御する。これにより、符号メモリからの圧縮画像データの読み出しが再開される。
【００６３】
このように、符号メモリからの圧縮画像データの読み出し、分離手段による処理、復号化手段による処理、係数発生手段による処理からなる一連の復号化処理と、係数変換手段による処理、サイズ付加ビット発生手段による処理、可変長符号化手段による処理、多重化手段による処理からなる一連の符号化処理とを交互に時分割で行うことができる。したがって、１つの圧縮画像データについてのラン長および有効係数を係数メモリにすべて記憶する必要がない。この結果、係数メモリの容量を小さくすることができる。
【００６４】
この発明のさらにもう１つの局面に従うと、符号化方法は、原画像データに対してＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化、および可変長符号化を施して生成された圧縮画像データの符号量を変更する符号化方法であって、分離ステップと、復号ステップと、設定ステップと、変換ステップと、可変長符号化ステップと、多重化ステップとを備える。
【００６５】
分離ステップでは、圧縮画像データを、可変長符号と、量子化ステップ値と、符号テーブル情報とに分離する。符号テーブル情報は、ラン長およびサイズの組み合わせと符号語との対応を示す情報である。復号ステップでは、可変長符号を、符号テーブル情報に基づいて、ラン長、サイズ、および付加ビットに復号する。設定ステップでは、周波数領域およびサイズ変換量を設定する。変換ステップでは、復号ステップによって得られたラン長、サイズ、および付加ビットを、設定された周波数領域およびサイズ変換量に基づいて変換する。可変長符号化ステップでは、変換ステップによって変換されたラン長、サイズ、および付加ビットに対して符号テーブル情報に基づいて可変長符号化を行う。多重化ステップでは、可変長符号化ステップによって得られた可変長符号、量子化ステップ値、および符号テーブル情報を多重化する。
【００６６】
そして、この符号化方法ではさらに、多重化ステップによって得られた圧縮画像データの符号量が所望の値でないときには、設定ステップにおいて設定した周波数領域および／またはサイズ変換量を変更し、再度、変換ステップ、可変長符号化ステップ、および多重化ステップを行う。
【００６７】
上記符号化方法においては、変換ステップによって、復号化ステップにおいて得られたサイズのうち設定された周波数領域に属するサイズの値が、当該周波数領域に対応して設定されたサイズ変換量分だけ変わる。さらに、このサイズの変更に応じて付加ビット、ラン長も変わる。したがって、可変長符号化ステップによって得られる可変長符号の符号量は、分離ステップによって得られた可変長符号の符号量と異なる。これにより、多重化ステップによって多重化された結果である圧縮画像データの符号量は、分離ステップによって分離される前の圧縮画像データの符号量と異なる。
【００６８】
そして、多重化ステップによって得られた圧縮画像データの符号量が所望の値でないときには、設定ステップにおいて設定した周波数領域および／またはサイズ変換量を変更する。
【００６９】
例えば、生成された圧縮画像データの符号量が所望の値よりも大きくなった場合には、周波数領域をさらに拡大するように変更し、また、小さくなった場合には、周波数領域を縮小するように変更する。また、サイズ変換量に関しても同様に、所望の符号量よりも大きくなった場合には、サイズ変換量をさらに大きな値に変更し、小さくなった場合には、サイズ変換量を小さな値に変更する。設定変更に関しては、周波数領域の拡大／縮小による変更、およびサイズ変換量の増加／減少による変更のどちらでもよく、また、２つの設定変更を併用してもよい。
【００７０】
設定変更した後、再び、変換ステップ、可変長符号化ステップ、および多重化ステップを行う。
【００７１】
以上のように、上記符号化方法では、生成された圧縮画像データの符号量が所望の値になるまで、周波数領域および／またはサイズ変換量を変更して変換ステップ、可変長符号化ステップ、および多重化ステップにおける処理を繰り返し行うため、所望の符号量の圧縮画像データを得ることができる。
【００７２】
この発明のさらにもう１つの局面に従うと、符号化方法は、原画像データに対してＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化、および可変長符号化を施して生成された圧縮画像データの符号量を変更する符号化方法であって、分離ステップと、復号ステップと、特定ステップと、設定ステップと、変換ステップと、割り当てステップと、可変長符号化ステップと、多重化ステップとを備える。
【００７３】
分離ステップでは、圧縮画像データを、可変長符号と、量子化ステップ値と、符号テーブル情報とに分離する。符号テーブル情報は、ラン長およびサイズの組み合わせと符号語との対応を示す情報である。復号ステップでは、可変長符号を、符号テーブル情報に基づいて、ラン長、サイズ、および付加ビットに復号する。特定ステップでは、復号ステップによって得られたサイズおよび付加ビットに基づいて有効係数を特定する。設定ステップでは、周波数領域および係数変換量を設定する。変換ステップでは、復号ステップによって得られたラン長および特定ステップによって特定された有効係数を、設定された周波数領域および係数変換量に基づいて変換する。割り当てステップでは、変換ステップによって変換された有効係数に対してサイズおよび付加ビットを割り当てる。可変長符号化ステップでは、変換ステップによって変換されたラン長、割り当てステップによって割り当てられたサイズおよび付加ビットに対して符号テーブル情報に基づいて可変長符号化を行う。多重化ステップでは、可変長符号化ステップによって得られた可変長符号、量子化ステップ値、および符号テーブル情報を多重化する。
【００７４】
そして、この符号化方法ではさらに、多重化ステップによって得られた圧縮画像データの符号量が所望の値でないときには、設定ステップにおいて設定した周波数領域および／または係数変換量を変更し、再度、変換ステップ、割り当てステップ、可変長符号化ステップ、および多重化ステップを行う。
【００７５】
上記符号化方法においては、変換ステップによって、特定ステップにおいて得られた有効係数のうち設定された周波数領域に属する有効係数の値が、当該周波数領域に対応して設定された係数変換量分だけ変わる。さらに、この有効係数の変更に応じてラン長も変わる。したがって、割り当てステップにおいて割り当てられるサイズおよび付加ビットは、復号ステップにおいて得られたサイズおよび付加ビットと異なる。さらに、可変長符号化ステップによって得られる可変長符号の符号量も、分離ステップにおいて得られた可変長符号の符号量と異なる。この結果、多重化ステップによって多重化された結果である圧縮画像データの符号量は、分離ステップにおいて分離される前の圧縮画像データの符号量と異なる。
【００７６】
そして、多重化ステップによって得られた圧縮画像データの符号量が所望の値でないときには、設定ステップにおいて設定した周波数領域および／または係数変換量を変更する。
【００７７】
例えば、新しく生成された圧縮画像データの符号量が所望の値よりも大きくなった場合には、周波数領域をさらに拡大するように変更し、また、小さくなった場合には、周波数領域を縮小するように変更する。また、係数変換量に関しても同様に、所望の符号量よりも大きくなった場合には、係数変換量をさらに大きな値に変更し、小さくなった場合には、係数変換量を小さな値に変更する。設定変更に関しては、周波数領域の拡大／縮小による変更、および係数変換量の増加／減少による変更のどちらでもよく、また、２つの設定変更を併用してもよい。
【００７８】
設定変更した後、再び、変換ステップ、割り当てステップ、可変長符号化ステップ、および多重化ステップを行う。
【００７９】
以上のように、上記符号化方法では、生成された圧縮画像データの符号量が所望の値になるまで、周波数領域および／または係数変換量を変更して変換ステップ、割り当てステップ、可変長符号化ステップ、および多重化ステップにおける処理を繰り返し行うため、所望の符号量の圧縮画像データを得ることができる。
【００８０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００８１】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の第１の実施形態による画像圧縮伸長装置の全体構成を示すブロック図である。
【００８２】
図１を参照して、この画像圧縮伸長装置１は、画像メモリ２と、ＤＣＴ変換部３と、量子化部４と、符号化部５と、多重回路６と、符号メモリ７と、分離回路８と、復号化部９と、逆量子化部１０と、逆ＤＣＴ変換部１１と、量子化テーブル１２と、符号テーブル１３と、サイズメモリ１４と、サイズメモリ制御部１５と、メモリ制御部１９と、書込端子２０と、読出端子２１と、切替端子２２と、設定端子２３とを備える。
【００８３】
この画像圧縮伸長装置１は、画像メモリ２に記憶された画像データを圧縮して圧縮画像データを生成する処理と、符号メモリ７に記憶された圧縮画像データを伸長して復元画像データを生成する処理と、符号メモリ７に記憶された圧縮画像データの符号量を変更する処理とを行う。
【００８４】
画像メモリ２は、画像データを記憶する。符号メモリ７は、圧縮画像データを記憶する。メモリ制御部１９は、画像メモリ２および符号メモリ７へのデータの書き込み／読み出しを制御する。
【００８５】
ＤＣＴ変換部３は、画像メモリ２より読み出された画像データＰＸＬＤＩに対して２次元ＤＣＴ変換を行う。画像データＰＸＬＤＩは、８×８画素で構成されるブロック単位で読み出される。量子化テーブル１２には、各ＤＣＴ係数に対する量子化ステップ値が格納される。量子化部４は、量子化テーブル１２に格納された量子化ステップ値に基づいて、ＤＣＴ変換部３によって得られたＤＣＴ係数に対して線形量子化を行う。符号テーブル１３には、ラン長およびサイズと符号語との対応を示す符号テーブル情報が格納される。符号化部５は、量子化部４によって得られたＤＣＴ係数ＺＺ（Ｅ）、または、サイズメモリからのラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）、サイズＳＳＳＳ（Ｍ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｍ）、に対して可変長符号化を行うことによって可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）を生成する。多重回路６は、量子化テーブル１２に格納された量子化ステップの値ＤＱＴ（Ｅ）、符号テーブル１３に格納された符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｅ）、および符号化部５によって得られた可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）を多重化して圧縮画像データＪＰＧＤＯを生成する。
【００８６】
分離回路８は、符号メモリ７から読み出された圧縮画像データＪＰＧＤＩを、量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）、ラン長およびサイズと符号語との対応を示す符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）、および可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）に分離する。量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）は、量子化テーブル１２に設定される。符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）は、符号テーブル１３に設定される。復号化部９は、符号テーブル１３に設定された情報に基づいて、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）に対して可変長復号化を行い、ラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／サイズＳＳＳＳ（Ｄ）および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）を得る。さらに、得られたラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／サイズＳＳＳＳ（Ｄ）および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）に対してランレングス復号化を行ってＤＣＴ係数ＺＺ（Ｄ）を得る。サイズメモリ１４は、復号化部９からのラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）、および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）を一時的に記憶する。サイズメモリ制御部１５は、サイズメモリ１４への書き込み／読み出しを制御する。逆量子化部１０は、量子化テーブル１２に設定された量子化ステップ値に基づいて、ＤＣＴ係数ＺＺ（Ｄ）に対して線形逆量子化を行う。逆ＤＣＴ変換部１１は、逆量子化部１０からのＤＣＴ係数に対して２次元逆ＤＣＴ変換を行う。
【００８７】
書込端子２０は、量子化テーブル１２および符号テーブル１３に対して設定を行うための端子である。読出端子２１は、量子化テーブル１２に設定された量子化ステップ値を読み出すための端子である。切替端子２２は、符号化部５に含まれるサイズ選択器（図示せず）の切り替えを行うための端子である。設定端子２３は、符号化部５に含まれるサイズ変換テーブル（図示せず）に対して、周波数領域およびサイズ変換量を設定するための端子である。
【００８８】
図２は、図１に示した符号化部５の内部構成を示すブロック図である。図２を参照して、符号化部５は、ランレングス符号化部５ａと、サイズ付加ビット発生部５ｂと、可変長符号化部５ｃと、サイズ選択器５ｄと、サイズ変換テーブル５ｅと、サイズ変換部５ｆとを含む。
【００８９】
ランレングス符号化部５ａは、量子化部１０（図１）からのＤＣＴ係数ＺＺ（Ｅ）を受けて、連続するゼロの個数の長さを示すラン長ＲＲＲＲ（Ｅ）と、その後に続くゼロではない有効係数Ｓｑ（Ｅ）との組み合わせを生成する。サイズ付加ビット発生部５ｂは、有効係数Ｓｑ（Ｅ）に対してサイズＳＳＳＳ（Ｅ）および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｅ）を割り当てる。サイズ変換テーブル５ｅには、設定端子２３を介して、周波数領域およびサイズ変換量が設定される。サイズ変換部５ｆは、サイズ変換テーブル５ｅに設定された周波数領域およびサイズ変換量ＳＩＺＥ（ｋ）に基づいて、サイズメモリ１４（図１）から読み出されたラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）、サイズＳＳＳＳ（Ｍ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｍ）の変換を行う。サイズ選択器５ｄは、ランレングス符号化部５ａおよびサイズ／付加ビット発生部５ｂからのラン長ＲＲＲＲ（Ｅ）、サイズＳＳＳＳ（Ｅ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｅ）と、サイズ変換部５ｆからのラン長ＲＲＲＲ（Ｃ）、サイズＳＳＳＳ（Ｃ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｃ）とを選択的に出力する。可変長符号化部５ｃは、符号テーブル１３（図１）に設定された符号テーブル情報に基づいてサイズ選択器５ｄからのラン長ＲＲＲＲ／サイズＳＳＳＳの組み合わせに対して符号語を割り当て、割り当てた符号語の直後にサイズ選択器５ｄからの付加ビットＡＤＢＩＴを付加して可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）を生成する。
【００９０】
図３は、図１に示した復号化部９の内部構成を示すブロック図である。図３を参照して、復号化部９は、ランレングス復号化部９ａと、係数発生部９ｂと、可変長復号化部９ｃとを含む。
【００９１】
可変長復号部９ｃは、分離回路８（図１）からの可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）を、符号テーブル１３（図１）に設定された符号テーブル情報に基づいて、ラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）に復号する。係数発生部９ｂは、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）から有効係数Ｓｑ（Ｄ）を生成する。ランレングス復号化部９ａは、可変長復号化部９ｃからのラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）および係数発生部９ｂからの有効係数Ｓｑ（Ｄ）に基づいてＤＣＴ係数ＺＺ（Ｄ）を生成する。
【００９２】
次に、以上のように構成された画像圧縮伸長装置の動作について説明する。
［画像圧縮処理］
まず、量子化テーブル１２（図１）に、図４に示すような量子化ステップ値が設定され、符号テーブル１３（図１）に、図５に示すようなラン長／サイズと符号語との対応を示す符号テーブル情報が設定される。また、画像サイズやサンプリングファクタなどの一般的な圧縮時に必要な各種設定が行われる。
【００９３】
圧縮時の各種設定が完了した後、図６に示すような８×８画素のブロック単位の画像データＰＸＬＤＩが画像メモリ２（図１）から読み出される。
【００９４】
画像データＰＸＬＤＩはＤＣＴ変換部３（図１）に入力され、ＤＣＴ変換部３によって２次元ＤＣＴ変換が行われる。その結果、図７に示すようなＤＣＴ係数が得られる。図７に示すＤＣＴ係数のうち左上隅の係数は、８×８画素のブロックにおける平均値であるＤＣ係数と呼ばれる係数である。その他の係数は、ＡＣ係数と呼ばれる係数であり、ＡＣ１〜ＡＣ６３までの６３個存在する。
【００９５】
ＤＣＴ係数は、量子化部４（図１）によって、図４に示した量子化ステップ値に従って線形量子化される。量子化された後のＤＣＴ係数ＺＺ（Ｅ）は、図８に示すとおりである。
【００９６】
量子化後のＤＣＴ係数は、図９に示すようなジグザグスキャン順に、順次、ランレングス符号化部５ａ（図２）に供給される。そして、ランレングス符号化部５ａによって、連続するゼロの係数の長さを示すラン長ＲＲＲＲ（Ｅ）と、その後に続くゼロでない係数を示す有効係数Ｓｑ（Ｅ）とに符号化される。
【００９７】
図８に示すＤＣＴ係数ＺＺ（Ｅ）の場合、量子化後のＤＣＴ係数は、−２、０、０、０、１１、０、０、０、…のようにランレングス符号化部５ａに供給される。この結果、図１０に示すようなラン長ＲＲＲＲ（Ｅ）／有効係数Ｓｑ（Ｅ）が得られる。なお、図１０においては、記号／の左側の数値がラン長ＲＲＲＲ（Ｅ）を示し、右側の数値が有効係数Ｓｑ（Ｅ）を示す。
【００９８】
有効係数Ｓｑ（Ｅ）は、サイズ付加ビット発生部５ｂ（図２）に入力され、サイズＳＳＳＳ（Ｅ）および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｅ）が割り当てられる。図１１に、有効係数Ｓｑ、サイズＳＳＳＳ、付加ビット数の関係を示す。有効係数Ｓｑの値は、図１１に示すようにグループ化される。サイズＳＳＳＳは、有効係数Ｓｑの値が属するグループを示す。また、あるサイズに属する有効係数のうちどの値をとるかを指定するために、サイズに等しいビット数の付加ビットが割り当てられる。
【００９９】
例えば、図８に示した量子化後のＤＣＴ係数のうち、２４番目のＡＣ係数（ＡＣ２４）の有効係数の値は＋８である。そして、図１１に示すように、＋８の有効係数はサイズＳＳＳＳが４のグループに属している。したがって、サイズＳＳＳＳ（Ｅ）＝４が割り当てられる。また、サイズＳＳＳＳが４のグループには有効係数が１６個存在するため、同一サイズ内における有効係数の特定を行うために付加ビットが４ビット必要となる。付加ビット値は、図１１に示す同一サイズ内の有効係数の小さい方から順に‘００００’、‘０００１’、……と割り当てられる。＋８の有効係数は、サイズＳＳＳＳが４のグループのうち小さい方から９番目の係数である。したがって、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｅ）＝‘１０００’が割当てられる。
【０１００】
このようにして、図１０に示した有効係数に対して順次サイズおよび付加ビットが割り当てられる。この結果、図１２に示すようなラン長ＲＲＲＲ（Ｅ）／サイズＳＳＳＳ（Ｅ）が得られる。なお、図１２中の（）内の数字は、付加ビットのビット数を示す。そして、ラン長ＲＲＲＲ（Ｅ）、サイズＳＳＳＳ（Ｅ）、および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｅ）が、サイズ選択器５ｄ（図２）に入力される。
【０１０１】
切替端子２２（図２）からの制御信号を受けて、サイズ選択器５ｄは、ランレングス符号部５ａ（図２）からのラン長ＲＲＲＲ（Ｅ）、サイズ付加ビット発生部５ｂからのサイズＳＳＳＳ（Ｅ）およびＡＤＢＩＴ（Ｅ）を、可変長符号化部５ｃ（図２）に出力する。
【０１０２】
可変長符号化部５ｃは、符号テーブル１３（図１）に設定された符号テーブル情報に基づいて、サイズ選択器５ｄからのラン長ＲＲＲＲ／サイズＳＳＳＳの組み合わせに対して符号語を順次割り当てる。そして、割り当てた符号語の直後に、サイズ付加ビット発生部５ｂによって割り当てられた付加ビットＡＤＢＩＴを連結して可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）を生成する。
【０１０３】
例えば、上述したように、図８に示した量子化後のＤＣＴ係数のうち２４番目のＡＣ係数（ＡＣ２４）の有効係数の値は＋８である。そして、ラン長ＲＲＲＲ（Ｅ）＝１、サイズＳＳＳＳ（Ｅ）＝４、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｅ）＝‘１０００’が割り当てられる。この場合、ラン長／サイズの組み合わせが１／４であるので、図５に示すように、９ビットの可変長符号‘１１１１１０１１０’が割当てられる。この９ビットの可変長符号の直後に、サイズ／付加ビット発生部より割り当てられた付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）＝‘１０００’が連結されて、１３ビットの可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）＝‘１１１１１０１１０１０００’が生成される。すなわち、図８における量子化後のＤＣＴ係数ＡＣ２３＝０、ＡＣ２４＝＋８の２個のＤＣＴ係数に対して、１３ビットの可変長符号が割り当てられることになる。このようにして、図１２に示すラン長／サイズの組み合わせの各々に対して可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）が順次割り当てられる。
【０１０４】
図８に示す量子化後のＤＣＴ係数においては、有効係数が１７個存在するため、割り当てられる符号語の数は１７個となる。また、１つのラン長／サイズの組み合わせに対して割り当てられる符号語の長さは、符号テーブル１３に設定される符号テーブル情報によって決定される。一般的に、発生頻度が高いラン長／サイズの組み合わせに対して短い符号長の符号語が割り当てられるように設定される。例えば、図５に示した符号テーブル情報の場合、ラン長／サイズが１／４の組み合わせに対しては、９ビットの符号長を持つ符号語が割り当てられているが、１／３の組み合わせに対しては、より短い７ビットの符号長を持つ符号語が割り当てられている。これにより、短い符号長を有する１／３の組み合わせの方が、１／４の組み合わせよりもその発生頻度が高い設定となっていることが分かる。このように、発生頻度が高いラン／サイズの組み合わせに対しては短い符号長を持つ符号語を割当てることにより圧縮効率が向上する。
【０１０５】
以上のように生成された可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）と、量子化テーブル１２（図１）に設定された量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｅ）、符号テーブル１３（図１）設定された符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｅ）などの圧縮時の各種情報とが、多重回路６（図１）において多重化されて圧縮画像データＪＰＧＤＯが生成される。圧縮画像データＪＰＧＤＯは、符号メモリ７（図１）に書き込まれる。
［符号量変更処理］
次に、符号メモリ７（図１）に記憶された圧縮画像データの符号量を変更する処理（符号量変更処理）について、図１３を参照しつつ説明する。
【０１０６】
符号メモリ７に記録されている圧縮画像データは、図１に示す画像圧縮伸長装置によって圧縮処理が施されたデータ、図１に示す画像圧縮伸長装置以外の装置によって上述の圧縮処理と同様の処理が施されたデータ（例えば、インターネットを介してダウンロードしたデータ）等である。
【０１０７】
まず、ステップＳＴ１において、切替端子２２（図２）に制御信号が与えられ、サイズ選択器５ｄ（図２）の出力が切替られる。これにより、サイズ変換部５ｆ（図２）からのラン長ＲＲＲＲ（Ｃ）、サイズＳＳＳＳ（Ｃ）、および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｃ）が選択されて可変長符号化部５ｃ（図２）に出力されるようになる。
【０１０８】
次いで、ステップＳＴ２において、設定端子２３（図２）を介して周波数領域および変換量がサイズ変換テーブル５ｅ（図２）に設定される。サイズ変換テーブル５ｅは、図１４に示すような８×８のテーブル構成をしている。サイズ変換テーブル５ｅの各マスは、図８に示した量子化後のＤＣＴ係数の各マスに対応する。したがって各マスは、図中左から右へ、上から下へ向かうにつれて高い周波数に対応している。サイズの変換をしようとする周波数領域Ｌ１に対応したマスに対しては変換量（ここでは、−１または−２）を設定する。なお、後述のように、サイズ変換部５ｆによって、変換量−１が設定されたマスに対応する有効係数のサイズは１減少し、変換量−２が設定されたマスに対応する有効係数のサイズは２減少することになる。また、サイズを変換しない周波数領域に対応したマスに対しては０を設定する。このようにして、周波数領域Ｌ１および変換量が設定される。
【０１０９】
次いで、ステップＳＴ３において、符号メモリ７（図１）から圧縮画像データＪＰＧＤＩが読み出される。
【０１１０】
次いで、ステップＳＴ４において、読み出された圧縮画像データＪＰＧＤＩが、分離回路８（図１）によって、量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）、ラン長／サイズと符号語との対応を示す符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）、および可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）に分離される。そして、ステップＳＴ５において、量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）が量子化テーブル１２（図１）に、符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）が符号テーブル１３（図１）に、それぞれ設定される。量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）、符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）は、それぞれ、図４，図５に示したものと同様である。
【０１１１】
次いで、ステップＳＴ６において、可変長復号化部９ｃ（図３）は、符号テーブル１３に設定された符号テーブル情報に基づいて、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）をラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）に復号する。
【０１１２】
例えば、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）＝‘１１１１１０１１０１０００’を復号する場合、図５に示した符号テーブル情報に基づいて、先頭から９ビットの‘１１１１１０１１０’のビット列からラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／サイズＳＳＳＳ（Ｄ）＝１／４の組み合わせが抽出される。また、抽出されたサイズＳＳＳＳ（Ｄ）は４であるため、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）は４ビットとなる。したがって、可変長符号の先頭から９ビットのビット列の直後の４ビット‘１０００’が、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）として抽出される。
【０１１３】
次いで、ステップＳＴ７において、サイズメモリ制御部１５（図１）はサイズメモリ１４を書込みモードに制御し、これにより可変長復号化部９ａ（図３）によって復号されたラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）がサイズメモリ１４（図１）に書き込まれる。符号メモリ７（図１）に記憶された圧縮画像データ中のすべての可変長符号に対して可変長復号化までの処理（ＳＴ３−ＳＴ７）が行われ、その結果がサイズメモリ１４に一時的に書き込まれる。
【０１１４】
次いで、ステップＳＴ８において、サイズメモリ制御部１５はサイズメモリ１４を読み出しモードに制御し、これによりラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）／サイズＳＳＳＳ（Ｍ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｍ）が順次読み出される。読み出されたラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）／サイズＳＳＳＳ（Ｍ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｍ）は、サイズ変換部５ｆ（図２）に入力される。
【０１１５】
次いで、ステップＳＴ９において、サイズ変換部５ｆに入力されたラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）、サイズＳＳＳＳ（Ｍ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｍ）が、サイズ変換テーブル５ｅに設定された周波数領域およびサイズ変換量に基づいて順次変換される。
【０１１６】
ここでは、図１２に示したラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）／サイズＳＳＳＳ（Ｍ）の組み合わせがサイズ変換部５ｆに入力され、これを図１４に示した設定値に基づいて変換する場合を例に説明する。
【０１１７】
図１２に示したラン長／サイズの組み合わせのうち、図１４に示した周波数領域Ｌ１に含まれる組み合わせは、６／５，１／４，１／５，４／５，１／５，２／５である。これらの組み合わせに対応する変換量は、図１４を参照して、それぞれ、−１，−１，−１，−２，−２，−２である。したがって、サイズ変換後のラン長／サイズの組み合わせは、図１５に示すように、６／４，１／３，１／４，４／３，１／３，２／３となる。これら以外の組み合わせについてのサイズは変換されずそのままである。
【０１１８】
また、サイズ変換テーブル５ｅを図１６に示すように設定した場合には、サイズ変換後のラン長ＲＲＲＲ（Ｃ）／サイズＳＳＳＳ（Ｃ）の組み合わせは、図１７に示すようになる。ここでは、図１２に示した組み合わせのうち、図１６に示した周波数領域Ｌ２に含まれる組み合わせである１／４の組み合わせについては、サイズ変換によってサイズが０になる。したがって、図１２に示した当該１／４の組み合わせの次の組み合わせである１／５の組み合わせにおけるラン長を１から３に変更している。すなわち、サイズ変換により変換後のサイズが０またはマイナス値になった場合は、次のラン長／サイズの組み合わせにおけるラン長を変更する。
【０１１９】
付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｍ）の変換は、サイズ変換量に従ってシフト動作を行うことにより実現される。例えば、サイズ変化量が“−２”と設定されている場合には、入力された付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｍ）（例えば、１００１１）の下位２ビット（１１）を無効とし、残りの上位ビット列（１００）が変換後の付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｃ）とされる。したがって、変換後の付加ビット数は、図１５中の（）内に示すようになる。
【０１２０】
なお、付加ビットの変換に関しては上述のような変換方法に限らず、例えば、入力された付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｍ）の最上位ビットが’０‘であれば、その後の有効ビットをすべて’０‘にし、最上位ビットが’１‘であればその後の有効ビットをすべて’１‘にするような変換を行ってもよい。すなわち、ＡＤＢＩＴ（Ｍ）＝‘１００１１の場合であれば、ＡＤＢＩＴ（Ｃ）＝’１１１‘といった具合である。
【０１２１】
以上のようにして得られたラン長ＲＲＲＲ（Ｃ）、サイズＳＳＳＳ（Ｃ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｃ）が、サイズ選択器５ｄ（図２）において選択されて可変長符号化部５ｃ（図２）に入力される。
【０１２２】
次いで、ステップＳＴ１０において、可変長符号化部５ｃによって、図５に示した符号テーブル情報に基づいて、ラン長ＲＲＲＲ（Ｃ）／サイズＳＳＳＳ（Ｃ）の組み合わせに対して可変長符号が割り当てられる。さらに、割り当てられた可変長符号の直後に付加ビットが付加されて、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）が生成される。
【０１２３】
ここで、図１２に示したラン長／サイズの組み合わせのうち、高周波数領域側の４／５，１／５，２／５の組み合わせについて、サイズ変換前後の符号量を考えてみる。図１８に示すように、ラン長／サイズを変換する前は、可変長符号が５８ビット割り当てられていたのに対して、変換後は、４２ビットの可変長符号が割り当てられることになる。
【０１２４】
このように、可変長復号化部９ｃ（図３）により得られたラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／サイズＳＳＳＳ（Ｄ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）のうち、所定の周波数領域のサイズを変化させて、順次可変長符号化を行うことにより、その符号量を変更することが可能となる。
【０１２５】
次いで、ステップＳＴ１１において、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）と、量子化テーブル１２（図１）に設定された量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｅ）、符号テーブル１３（図１）に設定された符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｅ）などの圧縮時の各種情報とが、多重回路６（図１）によって多重化されて圧縮画像データＪＰＧＤＯが生成される。圧縮画像データＪＰＧＤＯは、符号メモリ７に書き込まれる。
【０１２６】
次いで、ステップＳＴ１２において、得られた圧縮画像データの符号量が所望の値であるか否かの判断がなされる。所望の値であるときには、処理を終了する。所望の値でないときには、ステップＳＴ１３に進む。
【０１２７】
そして、ステップＳＴ１３において、サイズ変換テーブル５ｅ（図２）に設定されている周波数領域およびサイズ変換量が変更される。
【０１２８】
例えば、生成された圧縮画像データの符号量が所望の値よりも大きくなった場合には、周波数領域をさらに拡大するように変更し、また、小さくなった場合には、周波数領域を縮小するように変更する。
【０１２９】
また、サイズ変換量に関しても同様に、所望の符号量よりも大きくなった場合には、サイズ変換量をさらに大きな値に変更し、小さくなった場合には、サイズ変換量を小さな値に変更する。
【０１３０】
設定変更に関しては、周波数領域の拡大／縮小による変更、およびサイズ変換量の増加／減少による変更のどちらでもよく、また、２つの設定変更を併用してもよい。
【０１３１】
設定変更した後、再びステップＳＴ８−ＳＴ１２の処理が行われる。
【０１３２】
このように、生成された圧縮画像データの符号量が所望の値になるまで、サイズ変換テーブル５ｅにおける周波数領域およびサイズ変換量を変更してステップＳＴ８−ＳＴ１２処理が繰り返し行われるため、所望の符号量の圧縮画像データを得ることができる。
【０１３３】
以上のように、第１の実施形態による画像圧縮伸張装置では、サイズ変換テーブル５ｅと、サイズ変換部５ｆとを設けたため、ランレングス復号化、逆量子化、逆ＤＣＴ変換といった画像復元に必要な処理、および、ＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化といった画像圧縮における処理を行う必要がなく、効率的に圧縮画像データの符号量を変更することができる。
【０１３４】
なお、第１の実施形態による画像圧縮伸張装置では、量子化テーブル１２（図１）に設定される量子化ステップ値は変更されない。したがって、ラン長、サイズ、および付加ビットが変換されているにも関らず、量子化ステップ値はそのままで多重化される。このため、新しく生成された圧縮画像データに対して画像伸張処理を行った場合、復元画像の劣化が生じる。よって、サイズ変換テーブル５ｅに設定する周波数領域は出来るだけ高周波数領域にすることが望ましい。このようにすれば、その画質劣化の度合いを人間の目では識別できないレベルに保つことができる。
【０１３５】
なお、符号メモリ７（図１）に格納された圧縮画像データから復元画像を得るには、以下の画像伸長処理を行う。
［画像伸長処理］
まず、符号メモリ７（図１）に格納された圧縮画像データＪＰＧＤＩが読み出される。
【０１３６】
読み出された圧縮画像データＪＰＧＤＩは、分離回路８（図１）によって、量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）、ラン長／サイズと符号語との対応を示す符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）に分離される。量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）、符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）は、それぞれ量子化テーブル１２、符号テーブル１３に設定される。
【０１３７】
可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）は、可変長復号化部９ａ（図３）に入力される。可変長復号化部９ａは、符号テーブル１３に設定された符号テーブル情報に基づいて、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）をラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）に復号する。
【０１３８】
例えば、可変長符号‘１１１１１０１１０１０００’の復号化を図５に示した符号テーブル情報に基づいて行う場合には、先頭から９ビットの‘１１１１１０１１０’のビット列から、ラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／サイズＳＳＳＳ（Ｄ）＝１／４の組み合わせが抽出される。また、抽出されたサイズＳＳＳＳ（Ｄ）は４であるため、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）は４ビットとなる。したがって、可変長符号の先頭から９ビットのビット列の直後の４ビット‘１０００’が付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）として抽出される。
【０１３９】
サイズＳＳＳＳ（Ｄ）および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）は、係数発生部９ｂ（図３）に入力される。有効係数、サイズ、付加ビットの関係は図１０に示したとおりである。
【０１４０】
図１０に示したように、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）が４の場合、有効係数の取りうる値は、−１５、−１４、…、−８、＋８、…、＋１４、＋１５の１６個存在する。しかし、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）が‘１０００’であるため、小さい方から（図中左端から）９番目の値＋８がＤＣＴ係数Ｓｑ（Ｄ）として特定される。このように、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）を用いて有効係数Ｓｑ（Ｄ）が特定される。
【０１４１】
ラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）および有効係数Ｓｑ（Ｄ）は、ランレングス復号化部９ａ（図３）に入力される。
【０１４２】
ランレングス復号化部９ａによって、ラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／有効係数Ｓｑ（Ｄ）の組み合わせからＤＣＴ係数が生成される。例えば、ラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／有効係数Ｓｑ（Ｄ）の組み合わせが１／＋８の場合には、ＤＣＴ係数０、＋８が生成される。生成されたＤＣＴ係数は、図９に示したジグザグスキャン順に出力される。
【０１４３】
ＤＣＴ係数は、逆量子化部１０（図１）によって、量子化テーブル１２に設定された量子化ステップに基づいて逆量子化される。
【０１４４】
逆量子化されたＤＴＣ係数はさらに、逆ＤＣＴ変換部１１（図１）によって、２次元逆ＤＣＴ変換される。逆ＤＣＴ変換の結果が復元画像データＰＸＬＤＯとして画像メモリ２（図１）に順次書き込まれる。
【０１４５】
以上のようにして圧縮画像データの伸張処理が行われる。
【０１４６】
（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態による画像圧縮伸長装置は、図１および図２に示した符号化部５に代えて、図１９に示す符号化部を備える。その他の構成は、図１に示した画像圧縮伸長装置と同じである。
【０１４７】
図１９を参照して、この符号化部２０５は、図２に示した符号化部５の構成に加えてさらに、ランサイズモニタ部５ｇを備える。
【０１４８】
ランサイズモニタ部５ｇは、サイズメモリ１４（図１）から読み出されるラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）／サイズＳＳＳＳ（Ｍ）が所定の組み合わせである場合には活性のイネーブル信号ＥＮＢをサイズ変換部５ｆへ出力し、所定の組み合わせでない場合には不活性のイネーブル信号ＥＮＢをサイズ変換部５ｆへ出力する。サイズ変換部５ｆは、活性のイネーブル信号ＥＮＢを受けたときは変換を行う一方、不活性のイネーブル信号ＥＮＢを受けたときは変換を行わない。
【０１４９】
ここで、図１に示した符号テーブル１３に、図５に示したような符号テーブル情報が設定されている場合を考える。この符号語の符号長に注目すると、第１の実施形態で説明したのと同様にして特定の周波数領域におけるサイズを変化させても、その前後におけるラン長／サイズに対して割り当てられる符号長が変わらない場合が存在する。例えば、ラン長／サイズの組み合わせが２／７である組み合わせのサイズを“−２”だけ変化させて２／５の組み合わせに対して可変長符号を割当てた場合、符号長はともに１６で変わらない。変わるのは、サイズ変化に伴う付加ビット数の変化のみであり、符号量削減の大きな効果は得られない。
【０１５０】
一方、ラン長／サイズの組み合わせに対して変換を行っても、量子化テーブル１２（図１）に設定する量子化ステップ値は変更されないため、上述のように、画像の復元処理を行った場合に画質の劣化が生じる。すなわち、符号量削減の効果が少ないにもかかわらず、画質の劣化が顕著に現れてしまう場合がある。第２の実施形態では、この問題を解決することを目的とする。
【０１５１】
以下、この発明の第２の実施形態による画像圧縮伸長装置における符号量変更処理について、図２０を参照しつつ説明する。なお、ここでは、図１３に示した第１の実施形態における処理とは異なるステップＳＴ２１−ＳＴ２３における処理についてのみ説明する。
【０１５２】
ステップＳＴ２１において、図２１に示すようなラン長／サイズの組み合わせがランサイズモニタ部５ｇ（図１９）に設定される。
【０１５３】
ステップＳＴ２２において、ランサイズモニタ部５ｇ（図１９）は、サイズメモリ１４（図１）から読み出されたサイズＳＳＳＳ（Ｍ）が、サイズメモリ１４から読み出されたラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）と同じラン長に対して設定されたサイズ以上であるときには活性のイネーブル信号ＥＮＢを出力し、ステップＳＴ９に進む。そしてサイズ変換部５ｆ（図１９）によって変換が行われる。一方、当該設定されたサイズよりも小さいときには、ランサイズモニタ部５ｇ（図１９）は不活性のイネーブル信号ＥＮＢを出力し、サイズ変換部５ｆ（図１９）によるラン長／サイズの変換処理は行わずにステップＳＴ１０に進む。このようにして、ランサイズモニタ部５ｇは、サイズメモリ１４から読み出されるラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）／サイズＳＳＳＳ（Ｍ）の組み合わせのうち、変換すべき組み合わせを指定する。
【０１５４】
生成された圧縮画像データの符号量が所望の値でない場合は、ステップＳＴ２３において、ランサイズモニタ部５ｇ（図１９）に設定されているラン長／サイズの組み合わせを変更する。
【０１５５】
以上のように、第２の実施形態では、ランサイズモニタ部５ｇを設けたため、符号量削減の効果が得られるラン／サイズの組み合わせに対してのみ変換を行うことができる。したがって、圧縮画像の復元処理を行った場合に生じる画質の劣化を抑制することができる。
【０１５６】
（第３の実施形態）
第１の実施形態における画像圧縮伸長装置では、復号化部により得られたラン長／サイズの組み合わせに対して変換処理を行い、変換後のラン長／サイズの組み合わせに対して可変長符号化を行う。これに対し、第３の実施形態による画像圧縮伸長装置では、復号化部により得られたラン長／有効係数の組み合わせに対して変換処理を行い、変換後のラン長／有効係数の組み合わせに対して可変長符号化を行うことを特徴とする。
【０１５７】
図２２は、この発明の第３の実施形態による画像圧縮伸長装置の全体構成を示すブロック図である。図２２を参照して、この画像圧縮伸長装置３０１は、図１に示した符号化部５、復号化部９、サイズメモリ１４、およびサイズメモリ制御部１５に代えて、符号化部３０５、復号化部３０９、係数メモリ１６、および係数メモリ制御部１７を備える。その他の構成は、図１に示した画像圧縮伸長装置と同様である。
【０１５８】
係数メモリ１６は、復号化部３０９からのラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）、有効係数Ｓｑ（Ｄ）を一時的に記憶する。係数メモリ制御部１７は、係数メモリ１６への書き込み／読み出しを制御する。
【０１５９】
図２３は、図２２に示した符号化部３０５の内部構成を示すブロック図である。図２３を参照して、符号化部３０５は、ランレングス符号化部５ａと、サイズ付加ビット発生部５ｂと、可変長符号化部５ｃと、係数選択器５ｈと、係数変換テーブル５ｉと、係数変換部５ｊとを含む。
【０１６０】
係数変換テーブル５ｉには、設定端子２３を介して、周波数領域および係数変換量が設定される。係数変換部５ｊは、係数メモリ１６（図２２）から読み出されたラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）、有効係数Ｓｑ（Ｍ）を、係数変換テーブル５ｉに設定された周波数領域および係数変換量ＳＦＴ（ｋ）に基づいて変換する。係数選択部５ｈは、ランレングス符号化部５ａからのラン長ＲＲＲＲ（Ｅ）／有効係数Ｓｑ（Ｅ）と係数変換部５ｊからのラン長ＲＲＲＲ（Ｃ）／有効係数Ｓｑ（Ｃ）とを選択的に出力する。サイズ付加ビット発生部５ｂは、係数選択器５ｈからの有効係数Ｓｑに対してサイズＳＳＳＳおよび付加ビットＡＤＢＩＴを割り当てる。
【０１６１】
図２４は、図２２に示した復号化部３０９の内部構成を示すブロック図である。図２４を参照して、復号化部３０９は、ランレングス復号化部９ａと、係数発生部９ｂと、可変長復号化部９ｃとを含む。ランレングス復号化部９ａ、係数発生部９ｂ、可変長復号化部９ｃは、図３に示したものと同様である。この復号化部３０９は、可変長復号化部９ｃからのラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）と係数発生部９ｂからの有効係数Ｓｑ（Ｄ）とを係数メモリ１６（図２２）に出力する点で図３に示した復号化部と異なる。
【０１６２】
以下、図２２に示した画像圧縮伸長装置における符号量変更処理について、図２５を参照しつつ説明する。
【０１６３】
まず、ステップＳＴ３１において、切替端子２２（図２３）に制御信号（図示せず）が与えられ、係数選択器５ｈ（図２３）の出力が切り替えられる。これにより、係数変換部５ｊ（図２３）からのラン長ＲＲＲＲ（Ｃ）および有効係数Ｓｑ（Ｃ）が選択されて、それぞれ、可変長符号化部５ｃ（図２３）およびサイズ付加ビット発生部５ｂ（図２３）に出力される。
【０１６４】
次いで、ステップＳＴ３２において、設定端子２３（図２３）を介して周波数領域および係数変換量が係数変換テーブル５ｉ（図２３）に設定される。係数変換テーブル５ｉは、図２６に示すような８×８のテーブル構成をしている。係数変換テーブル５ｉの各マスは、図８に示した量子化後のＤＣＴ係数の各マスに対応する。したがって、各マスは、図中、左から右へ、上から下へ向かうにつれて高い周波数に対応している。有効係数の値を変換しようとする周波数領域Ｌ３に対応したマスに対しては係数変換量（ここでは、−１，−２）を設定する。なお、後述するように、係数変換部５ｊによって、係数変換量−１が設定されたマスに対応する有効係数は右に１ビットシフトさせて下位１ビットが切り捨てられ、係数変換量−２が設定されたマスに対応する有効係数は右に２ビットシフトさせて下位２ビットが切り捨てられることになる。また、有効係数の値を変換しない周波数領域に対応したマスに対しては０を設定する。このようにして、周波数領域Ｌ３および係数変換量が設定される。
【０１６５】
次いで、ステップＳＴ３３において、符号メモリ７（図２２）から圧縮画像データＪＰＧＤＩが読み出される。
【０１６６】
次いで、ステップＳＴ３４において、読み出された圧縮画像データＪＰＧＤＩが、分離回路８（図２２）によって、量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）、ラン長／サイズと符号語との対応を示す符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）、および可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）に分離される。そして、ステップＳＴ３５において、量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）が量子化テーブル１２（図２２）に、符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）が符号テーブル１３（図２２）に、それぞれ設定される。量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｄ）、符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｄ）は、例えば、図４、図５に示したものと同様である。
【０１６７】
次いで、ステップＳＴ３６において、可変長復号化部９ｃ（図２４）は、符号テーブル１３（図２２）に設定された符号テーブル情報に基づいて、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｄ）をラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）に復号する。
【０１６８】
図５を参照して、例えば、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）＝‘１１１１１０１１０１０００’を復号する場合には、先頭から９ビットの‘１１１１１０１１０’のビット列から、ラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／サイズＳＳＳＳ（Ｄ）＝１／４の組み合わせが抽出される。また、抽出されたサイズＳＳＳＳ（Ｄ）は４であるため、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）は４ビットとなる。したがって、可変長符号の先頭から９ビットのビット列の直後の４ビット‘１０００’が付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）として抽出される。
【０１６９】
次いで、ステップＳＴ３７において、係数発生部９ｂ（図２４）は、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）および付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）から有効係数Ｓｑ（Ｄ）を生成する。
【０１７０】
例えば、サイズＳＳＳＳ（Ｄ）が４の場合、図１０に示したように、有効係数の取りうる値は、−１５、−１４、…、−８、＋８、…、＋１４、＋１５の１６個存在する。しかし、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）＝‘１０００’であるため、小さい方から（図中左端から）９番目の値＋８が有効係数Ｓｑ（Ｄ）として特定される。
【０１７１】
次いで、ステップＳＴ３８において、係数メモリ制御部１７（図２２）は係数メモリ１６（図２２）を書き込みモードに制御し、これにより可変長復号化部９ｃ（図２４）からのラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）および係数発生部９ｂ（図２４）からの有効係数Ｓｑ（Ｄ）が係数メモリ１６（図２２）に書き込まれる。すなわち、画像圧縮データ中のすべての可変長符号に対して可変長復号化までの処理を行い、その結果が係数メモリ１６に一時的に書き込まれる。
【０１７２】
次いで、ステップＳＴ３９において、係数メモリ制御部１７（図２２）は係数メモリ１６（図２２）を読み出しモードに制御し、これによりラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）／有効係数Ｓｑ（Ｍ）が順次読み出される。読み出されたラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）／有効係数Ｓｑ（Ｍ）は、係数変換部５ｊ（図２３）に入力される。
【０１７３】
次いで、ステップＳＴ４０において、係数変換部５ｊに入力されたラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）／有効係数Ｓｑ（Ｍ）が、係数変換テーブル５ｉ（図２３）に設定された周波数領域および係数変換量に基づいて順次変換される。
【０１７４】
ここでは、図１０に示したようなラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）／有効係数Ｓｑ（Ｍ）の組み合わせが係数変換部５ｊ（図２３）に入力され、これを図２６に示した設定値に基づいて変換する場合を例に説明する。
【０１７５】
図１０に示したラン長／有効係数の組み合わせのうち、図２６に示した周波数領域Ｌ３に含まれる組み合わせは、９／２１，１／９，１／９，１／２１，６／２０，１／１０，１／２０，４／３０，１／３０，２／２８である。これらの組み合わせに対する係数変換量は、図２６を参照して、−１，−１，−１，−１，−１，−１，−１，−２，−２，−２である。係数変換部５ｊは、係数変換量−１に対応する有効係数を右に１ビットシフトさせて下位１ビットを切り捨て、係数変換量−２に対応する有効係数を右に２ビットシフトさせて下位２ビットを切り捨てる。したがって、係数変換後のラン長／有効係数の組み合わせは、図２７に示すように、９／１０，１／４，１／４，１／１０，６／１０，１／５，１／１０，４／８，１／８，２／７となる。これら以外の組み合わせについての有効係数は変換されずそのままである。
【０１７６】
以上のようにして得られたラン長ＲＲＲＲ（Ｃ）／有効係数Ｓｑ（Ｃ）が、それぞれ、可変長符号化部５ｃ（図２３）、サイズ付加ビット発生部５ｂ（図２３）に入力される。
【０１７７】
次いで、ステップＳＴ４１において、サイズ付加ビット発生部５ｂ（図２３）によって、係数変換部５ｊ（図２３）からの有効係数Ｓｑ（Ｃ）に対してサイズおよび付加ビットが割り当てられる。有効係数とサイズおよび付加ビットとの関係は、図１０に示したようになっている。したがって、有効係数がビットシフトされることによって、割り当てられるサイズが変化する。すなわち、ラン長／有効係数の組み合わせを変換することによって、ラン長／サイズの組み合わせを変更することができる。
【０１７８】
次いで、ステップＳＴ４２において、可変長符号化部５ｃ（図２３）によって、係数変換部５ｊからのラン長ＲＲＲＲおよびサイズ付加ビット発生部５ｂによって割り当てられたサイズの組み合わせに対して、符号テーブル１３（図２２）に設定された符号テーブル情報に基づいて可変長符号が割り当てられる。さらに、割り当てられた可変長符号の直後に付加ビットが付加されて可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）が生成される。
【０１７９】
このように、復号化部３０９（図２２）により得られたラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／有効係数Ｓｑ（Ｄ）のうち、所定の周波数領域の有効係数の値を変化させて順次可変長符号化を行うことによって、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）の符号量を変更する。
【０１８０】
次いで、ステップＳＴ４３において、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）、量子化テーブル１２（図２２）に設定された量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｅ）、符号テーブル１３（図２２）に設定された符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｅ）などの圧縮時の各種情報とが、多重回路６（図２２）において多重化され圧縮画像データＪＰＧＤＯが生成される。圧縮画像データＪＰＧＤＯは、符号メモリ７に書き込まれる。
【０１８１】
次いで、ステップＳＴ４４において、得られた圧縮画像データの符号量が所望の値であるか否かの判断がなされる。所望の値であるときには、処理を終了する。所望の値でないときには、ステップＳＴ４５に進む。
【０１８２】
そして、ステップＳＴ４５において、係数変換テーブル５ｉ（図２３）に設定されている周波数領域および係数変換量を変更する。
【０１８３】
例えば、新しく生成された圧縮画像データの符号量が所望の値よりも大きくなった場合には、周波数領域をさらに拡大するように変更し、また、小さくなった場合には、周波数領域を縮小するように変更する。
【０１８４】
また、係数変換量に関しても同様に、所望の符号量よりも大きくなった場合には、係数変換量をさらに大きな値に変更し、小さくなった場合には、係数変換量を小さな値に変更する。
【０１８５】
設定変更に関しては、周波数領域の拡大／縮小による変更、および係数変換量の増加／減少による変更のどちらでもよく、また、２つの設定変更を併用してもよい。
【０１８６】
設定変更した後、再びステップＳＴ３９−ＳＴ４４の処理を行う。
【０１８７】
このように、生成された圧縮画像データの符号量が所望の値になるまで、係数変換テーブル５ｉにおける周波数領域および係数変換量を変更してステップＳＴ３９−ＳＴ４４における処理を繰り返し行うことにより、所望の符号量の圧縮画像データを得ることができる。
【０１８８】
以上のように、第３の実施形態による画像圧縮伸張装置では、係数変換テーブル５ｉと、係数変換部５ｊとを設けたため、ランレングス復号化、逆量子化、逆ＤＣＴ変換といった画像復元に必要な処理、および、ＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化といった画像圧縮における処理を行う必要がなく、効率的に圧縮画像データの符号量を変更することができる。
【０１８９】
なお、ここでは、量子化テーブル１２に設定される量子化ステップ値は変更されない。したがって、ラン長、サイズ、および付加ビットが変換されているにも関らず、量子化ステップ値はそのままで多重化される。このため、新しく生成された圧縮画像データに対して画像伸張処理を行った場合、復元画像の劣化が生じる。よって、係数変換テーブル５ｉに設定する周波数領域は出来るだけ高周波数領域にすることが望ましい。このようにすれば、その画質劣化の度合いを人間の目では識別できないレベルに保つことができる。
【０１９０】
（第４の実施形態）
この発明の第４の実施形態による画像圧縮伸長装置は、図２２に示した符号化部３０５に代えて、図２８に示す符号化部４０５を備える。その他の構成は、図２２に示した画像圧縮伸長装置と同様である。
【０１９１】
図２８を参照して、この符号化部４０５は、図２３に示した符号化部３０５の構成に加えてさらに、ラン係数モニタ部５ｋを備える。
【０１９２】
ラン係数モニタ部５ｋは、係数メモリ１６（図２２）から読み出されるラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）／有効係数Ｓｑ（Ｍ）が所定の組み合わせである場合には活性のイネーブル信号ＥＮＢを係数変換部５ｊへ出力し、所定の組み合わせでない場合には不活性のイネーブル信号ＥＮＢを係数変換部５ｊへ出力する。係数変換部５ｊは、活性のイネーブル信号ＥＮＢを受けたときはラン長／有効係数の変換を行う一方、不活性のイネーブル信号ＥＮＢを受けたときは変換を行わない。
【０１９３】
第４の実施形態では、第２の実施形態におけるのと同様の問題を解決すること（圧縮画像の復元処理を行った場合に生じる画質の劣化を抑制すること）を目的とする。
【０１９４】
以下、この発明の第４の実施形態による画像圧縮伸長装置における符号量変更処理について、図２９を参照しつつ説明する。なお、ここでは、図２５に示した第３の実施形態における処理と異なるステップＳＴ５１−ＳＴ５３における処理についてのみ説明する。
【０１９５】
ステップＳＴ５１において、図３０に示すようなラン長／有効係数の組み合わせがラン係数モニタ部５ｋ（図２８）に設定される。
【０１９６】
ステップＳＴ５２において、ラン係数モニタ部５ｋ（図２８）は、係数メモリ１６（図２２）から読み出された有効係数Ｓｑ（Ｍ）が、係数メモリ１６（図２２）から読み出されたラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）と同じラン長に対して設定された有効係数以上であるときには活性のイネーブル信号ＥＮＢを出力し、ステップＳＴ４０に進む。そして係数変換部５ｊ（図２８）によって、ラン長／有効係数の変換が行われる。一方、当該設定された有効係数よりも小さいときには不活性のイネーブル信号ＥＮＢを出力し、係数変換部５ｊ（図２８）によるラン長／有効係数の変換処理は行われずにステップＳＴ４１に進む。このようにして、ラン係数モニタ部５ｋ（図２８）は、係数メモリ１６（図２２）から読み出されるラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）／有効係数Ｓｑ（Ｍ）の組み合わせのうち、変換すべき組み合わせを指定する。
【０１９７】
生成された圧縮画像データの符号量が所望の値でない場合は、ステップＳＴ５３において、ラン係数モニタ部５ｋに設定されているラン長／有効係数の組み合わせを変更する。
【０１９８】
以上のように、第４の実施形態では、ラン係数モニタ部５ｋを設けたため、符号量削減の効果が得られるラン／有効係数の組み合わせに対してのみ変換を行うことができる。したがって、圧縮画像の復元処理を行った場合に生じる画質の劣化を抑制することができる。
【０１９９】
（第５の実施形態）
第１の実施形態による画像圧縮伸長装置では、ラン長、サイズ、および付加ビットが変換されているにも関らず、量子化ステップ値はそのままで多重化される。このため、新しく生成された圧縮画像データに対して画像伸張処理を行った場合、復元画像の劣化が生じる。第５の実施形態による画像圧縮伸長装置はこの問題を解決することを目的とする。
【０２００】
図３１は、この発明の第５の実施形態による画像圧縮伸長装置の全体構成を示すブロック図である。図３１を参照して、この画像圧縮伸長装置５０１は、図１に示した画像圧縮伸長装置１の構成に加えてさらに、テーブル変換部１８を備える。また、図１に示した符号化部５に代えて、図３２に示す符号化部５０５を備える。図３２に示す符号化部５０５は、図１に示した符号化部５と内部構成を同じくするが、サイズ変換テーブル５ｅに設定された周波数領域およびサイズ変換量ＳＩＺＥ（ｋ）をテーブル変換部１８へ供給する点が異なる。
【０２０１】
テーブル変換部１８は、サイズ変換テーブル５ｅに設定された周波数領域およびサイズ変換量ＳＩＺＥ（ｋ）に基づいて、量子化テーブル１２に設定された量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｆ）を変換して多重回路６に出力する。
【０２０２】
ここでは、図４に示したような量子化ステップ値が量子化テーブル１２（図３１）に設定されており、図１４に示すような周波数領域及び変換量がサイズ変換テーブル５ｅ（図３２）に設定されている場合を例に説明する。
【０２０３】
図１４においてサイズ変換量−２が設定されている周波数領域に対応するサイズＳＳＳＳ（Ｍ）が４である場合、サイズ変換部５ｆ（図３２）における変換によりサイズＳＳＳＳ（Ｃ）は２になる。図１１を参照して、このサイズ変換に伴って、有効係数Ｓｑの範囲は、変換前の有効係数を４で除算した値の範囲となる。すなわち、変換前は−１５〜−８、８〜１５であったのが、変換後は、−３（−１５／４）、−２（−８／４）、２（８／４）、３（１５／４）となる。したがって、図４に示した量子化ステップ値のうち、図１４においてサイズ変換量−２が設定されている周波数領域に対応する量子化ステップ値に対しては、量子化ステップ値を左に２ビットシフトさせる。すなわち、サイズ変換により有効係数Ｓｑの値が１／４倍されたことになるため、対応する量子化ステップ値を４倍に変換して出力するのである。同様に、図１４においてサイズ変換量−１が設定されている周波数領域に対応する量子化ステップ値に対しては、量子化ステップ値を左に１ビットシフトさせる。すなわち、対応する量子化ステップ値を２倍に変換して出力する。
【０２０４】
このようにしてテーブル変換部１８において変換が行われ、図３３に示すような変換後の量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｃ）が得られる。
【０２０５】
次に、第５の実施形態による画像圧縮伸張装置における符号量変更処理について、図３４を参照しつつ説明する。なお、ここでは、図１３に示した第１の実施形態における処理と異なるステップＳＴ６１における処理についてのみ説明する。
【０２０６】
ステップＳＴ６１において、テーブル変換部１８（図３１）は、サイズ変換テーブル５ｅ（図３２）に設定された周波数領域およびサイズ変換量ＳＩＺＥ（ｋ）に基づいて、量子化テーブル１２（図３１）に設定された量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｆ）を変換する。ステップＳＴ１２において、変換後の量子化ステップ値ＤＱＴ（Ｃ）、可変長符号ＣＯＤＥ（Ｅ）、符号テーブル１３（図３１）に設定された符号テーブル情報ＤＨＴ（Ｅ）などの圧縮時の各種情報が多重化されて圧縮画像データＪＰＧＤＯが生成される。
【０２０７】
また、ステップＳＴ１３においてサイズ変換テーブルの設定値が変更されたときには再びステップＳＴ６１における処理が行われる。
【０２０８】
以上のように、第５の実施形態による画像圧縮伸張装置では、テーブル変換部１８を設けたため、サイズ変換テーブル５ｅの設定値に応じて量子化ステップ値が変更される。このため、生成された圧縮画像データに対して画像伸張処理を行った場合に生じる復元画像の劣化を抑制することができる。また、サイズを変換する周波数領域を出来るだけ高周波数領域に制限して設定する必要がない。
【０２０９】
なお、テーブル変換部１８は、第２−第４の実施形態による画像圧縮伸張装置においても同様に適用することができる。
【０２１０】
（第６の実施形態）
第１−第５の実施形態における画像圧縮伸長装置では、復号化部によって得られたラン長／サイズ／付加ビットまたはラン長／有効係数を、サイズメモリまたは係数メモリに１画面分すべて書き込んだ後に、それらのデータを順次読み出してサイズや有効係数の変換を連続して行っている。しかし、このような処理を行うためには、非常に大容量のサイズメモリまたは係数メモリが必要となる。第６の実施形態では、この問題を解決することを目的とする。
【０２１１】
図３５は、この発明の第６の実施形態による画像圧縮伸長装置の主要部の構成を示すブロック図である。図３５を参照して、この画像圧縮伸長装置は、図１に示したサイズメモリ１４、サイズメモリ制御部１５、メモリ制御部１９に代えて、中間メモリ３０、中間メモリ制御部４０、メモリ制御部６１９を備えることを特徴とする。
【０２１２】
中間メモリ３０は、Ｍビット×Ｎワードの限られた小容量のメモリである。Ｍビット×Ｎワードの容量は、復号化部９によって得られたラン長ＲＲＲＲ（Ｄ）／サイズＳＳＳＳ（Ｄ）／付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｄ）を１画面分合計した容量よりも小さい。中間メモリ制御部４０は、中間メモリ３０に対する書き込み／読み出しを制御する。メモリ制御部６１９は、符号メモリ７に対する書き込み／読み出しを制御する。中間メモリ制御部４０とメモリ制御部６１９との間では、互いに信号ＷＢＵＳＹ，ＲＢＵＳＹ，ＴＭＯＤＥのやりとりが行われる。
【０２１３】
次に、以上のように構成された画像圧縮伸長装置の動作について、図３５および図３６を参照しつつ説明する。
【０２１４】
まず、メモリ制御部６１９は、符号メモリ７に対して第１のレベルのモード指定信号ＪＭＯＤＥを与える。第１のレベルのモード指定信号ＪＭＯＤＥに応答して符号メモリ７は読み出しモードとなり、符号メモリ７から符号データが読み出される。これと同時に、メモリ制御部６１９は、中間メモリ制御部４０に対して第１のレベルのモード指定信号ＴＭＯＤＥ与える。第１のレベルのモード指定信号ＴＭＯＤＥに応答して、中間メモリ制御部４０は中間メモリ３０を書き込みモードにする。これにより、符号メモリ７から復号化部９に順次可変長符号が入力され、復号化が行われる。復号化部９によって得られたラン長／サイズ／付加ビットは、順次中間メモリ３０に書き込まれる。
【０２１５】
中間メモリ３０の容量が一杯になり書き込みができなくなると、中間メモリ制御部４０は、メモリ制御部６１９に対して書き込みビジー信号ＷＢＵＳＹを与える。書き込みビジー信号ＷＢＵＳＹに応答して、メモリ制御部６１９は、符号メモリ７に対して第２のレベルのモード指定信号ＪＭＯＤＥを与える。第２のレベルのモード指定信号ＪＭＯＤＥに応答して、符号メモリ７は書き込みモードとなる。また、これと同時に、メモリ制御部６１９は中間メモリ制御部４０に対して第２のレベルのモード指定信号ＴＭＯＤＥを与える。第２のレベルのモード指定信号ＴＭＯＤＥに応答して、中間メモリ制御部４０は中間メモリ３０を読み出しモードにする。これにより、中間メモリ４０に記憶されたラン長／サイズ／付加ビットが順次読み出され、符号化部５によってサイズ変換、可変長符号化が行われる。生成された可変長符号は符号メモリ７に書き込まれる。
【０２１６】
中間メモリ３０において読み出しデータが不足すると、中間メモリ制御部４０は、メモリ制御部６１９に対して読み出しビジー信号ＲＢＵＳＹを与える。これに応答して、メモリ制御部６１９は、符号メモリ７に対して第１のレベルのモード指定信号ＪＭＯＤＥを与える。第１のレベルのモード指定信号ＪＭＯＤＥに応答して符号メモリ７は読み出しモードとなり、符号メモリ７から符号データが読み出される。これと同時に、メモリ制御部６１９は、中間メモリ制御部４０に対して第１のレベルのモード指定信号ＴＭＯＤＥ与える。第１のレベルのモード指定信号ＴＭＯＤＥに応答して、中間メモリ制御部４０は中間メモリ３０を書き込みモードにする。これにより、符号メモリ７から復号化部９に順次可変長符号が入力され、復号化が行われる。復号化部９によって得られたラン長／サイズ／付加ビットは、順次中間メモリ３０に書き込まれる。
【０２１７】
以下、同様の処理が繰り返される。
【０２１８】
以上のように、第６の実施形態によれば、符号化処理と復号化処理とを交互に時分割で行うことができる。これにより、復号化により得られたラン／サイズ、付加ビットあるいはラン／有効係数を一時的に記憶させておくための記憶装置（サイズメモリ）の容量を小さくすることできる。
【０２１９】
なお、ここでは、図１に示した画像圧縮伸長装置に適用した例を示したが、第２−第５の実施形態による画像圧縮伸張装置においても同様に適用することができる。
【０２２０】
（第７の実施形態）
この発明の第７の実施形態による画像圧縮伸長装置は、図２に示すサイズ変換テーブル５ｅに代えて、図３７に示すサイズ変換テーブル５０ｅを備えることを特徴とする。
【０２２１】
図３７を参照して、サイズ変換テーブル５０ｅは、Ｙ成分用サイズ変換テーブル５１ｅと、Ｕ成分用サイズ変換テーブル５２ｅと、Ｖ成分用サイズ変換テーブル５３ｅとを含む。
【０２２２】
Ｙ成分用サイズ変換テーブル５１ｅは、輝度成分Ｙに対するサイズ変換テーブルである。Ｕ成分用サイズ変換テーブル５２ｅは、色差成分のうちＵ成分に対するサイズ変換テーブルである。Ｖ成分用サイズ変換テーブル５３ｅは、色差成分のうちＶ成分に対するサイズ変換テーブルである。それぞれのテーブル５１ｅ−５３ｅにおける設定例を、それぞれ図３８（ａ）−（ｃ）に示す。
【０２２３】
人間の目は、輝度成分（Ｙ成分）の変化に関しては非常に敏感であるが、色差成分（Ｕ成分、Ｖ成分）の変化に関しては比較的鈍感であるという性質をもつ。したがって、図３８に示すように、Ｙ成分用サイズ変換テーブルに対しては、変換する周波数領域Ｌ５を狭く、かつサイズ変換量も小さな値を設定し、Ｕ成分およびＶ成分用サイズ変換テーブルに対しては、変換する周波数領域Ｌ６，Ｌ７を広く、かつ、サイズ変換量も大きな値を設定することによって、変換による画質の劣化が人間の目に識別しずらくなるように符号量を削減することができる。
【０２２４】
次に、第７の実施形態による画像圧縮伸張装置における符号量変更処理の流れについて、図３９を参照しつつ説明する。なお、ここでは、図１３に示した第１の実施形態における処理と異なるステップＳＴ７１−ＳＴ７６における処理を中心に説明する。
【０２２５】
まず、ステップＳＴ７１において、Ｙ成分用サイズ変換テーブル５１ｅに対して周波数領域およびサイズ変換量を設定する。例えば、図３８（ａ）に示すように周波数領域Ｌ５およびサイズ変換量を設定する。
【０２２６】
次いで、ステップＳＴ７２において、Ｕ成分用サイズ変換テーブル５２ｅおよびＶ成分用サイズ変換テーブル５３ｅに対して周波数領域およびサイズ変換量を設定する。例えば、図３８（ｂ），（ｃ）に示すように周波数領域Ｌ６，Ｌ７およびサイズ変換量を設定する。
【０２２７】
次いで、ステップＳＴ３−ＳＴ８において、第１の実施の形態における処理と同様の処理がなされる。
【０２２８】
次いで、ステップＳＴ９において、サイズ変換部５ｆ（図２）は、Ｙ成分のラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）、サイズＳＳＳＳ（Ｍ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｍ）を、Ｙ成分用サイズ変換テーブル５１ｅに設定された周波数領域およびサイズ変換量に基づいて順次変換する。また、Ｕ成分のラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）、サイズＳＳＳＳ（Ｍ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｍ）を、Ｕ成分用サイズ変換テーブル５２ｅに設定された周波数領域およびサイズ変換量に基づいて順次変換する。また、Ｖ成分のラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）、サイズＳＳＳＳ（Ｍ）、付加ビットＡＤＢＩＴ（Ｍ）を、Ｖ成分用サイズ変換テーブル５３ｅに設定された周波数領域およびサイズ変換量に基づいて順次変換する。
【０２２９】
次いで、ステップＳＴ１０，ＳＴ１１において、第１の実施の形態における処理と同様の処理がなされる。
【０２３０】
次いで、ステップＳＴ７３において、得られた圧縮画像データの画質劣化が許容範囲内であるかどうかが判断される。許容範囲内であると判断されたときはステップＳＴ１２に進む。許容範囲内ではないと判断されたときはステップＳＴ７４に進む。
【０２３１】
そして、ステップＳＴ７４において、Ｙ成分用サイズ変換テーブル５１ｅに設定されている周波数領域およびサイズ変換量を変更する。また、ステップＳＴ７５において、Ｕ成分用サイズ変換テーブル５２ｅおよびＶ成分用サイズ変換テーブル５３ｅに設定されている周波数領域およびサイズ変換量を変更する。この後、ステップＳＴ８−ＳＴ７３の処理を再度行う。このような処理によって、画質劣化を許容範囲内に納めることができる。
【０２３２】
次いで、ステップＳＴ１２において、得られた圧縮画像データの符号量が所望の値であるか否かの判断がなされる。所望の値であるときには、処理を終了する。所望の値でないときには、ステップＳＴ７６に進む。
【０２３３】
そして、ステップＳＴ７６において、Ｕ成分用サイズ変換テーブル５２ｅおよびＶ成分用サイズ変換テーブル５３ｅに設定されている周波数領域およびサイズ変換量を変更する。そして、再びステップＳＴ８−ＳＴ１２の処理を行う。このように、生成された圧縮画像データの符号量が所望の値になるまで、Ｕ成分用サイズ変換テーブル５２ｅおよびＶ成分用サイズ変換テーブル５３ｅにおける周波数領域およびサイズ変換量を変更してステップＳＴ８−ＳＴ１２における処理を繰り返し行うことにより、所望の符号量の圧縮画像データを得ることができる。
【０２３４】
以上のように、第７の実施形態による画像圧縮伸張装置では、所望の符号量の圧縮画像データを得ることができるとともに、画質の劣化の度合いを制御することができる。
【０２３５】
なお、上述の第２，第５，第６の実施形態による画像圧縮伸張装置におけるサイズ変換テーブルに関しても同様に色成分ごとにサイズ変換テーブルを用いて構成することができる。そして、符号量を変更する手順に関しても同様の手順を用いることによって、本実施形態におけるのと同等の効果を得ることができる。
【０２３６】
（第８の実施形態）
この発明の第８の実施形態による画像圧縮伸長装置は、図２３に示す係数変換テーブル５ｉに代えて、図４０に示す係数変換テーブル５０ｉを備えることを特徴とする。
【０２３７】
図４０を参照して、係数変換テーブル５０ｉは、Ｙ成分用係数変換テーブル５１ｉと、Ｕ成分用係数変換テーブル５２ｉと、Ｖ成分用係数変換テーブル５３ｉとを含む。
【０２３８】
Ｙ成分用係数変換テーブル５１ｉは、輝度成分Ｙに対する変換テーブルである。Ｕ成分用係数変換テーブル５２ｉは、色差成分のうちＵ成分に対する変換テーブルである。Ｖ成分用係数変換テーブル５３ｉは、色差成分のうちＶ成分に対する変換テーブルである。それぞれのテーブル５１ｉ−５３ｉにおける設定例を、それぞれ図４１（ａ）−（ｃ）に示す。
【０２３９】
人間の目は、輝度成分（Ｙ成分）の変化に関しては非常に敏感であるが、色差成分（Ｕ成分、Ｖ成分）の変化に関しては比較的鈍感であるという性質をもつ。したがって、図４１に示すように、Ｙ成分用係数変換テーブルに対しては、変換する周波数領域Ｌ８を狭く、かつ係数変換量も小さな値を設定し、Ｕ成分およびＶ成分用係数変換テーブルに対しては、変換する周波数領域Ｌ９，Ｌ１０を広く、かつ、係数変換量も大きな値を設定することによって、変換による画質の劣化が人間の目に識別しずらくなるように符号量を削減することができる。
【０２４０】
次に、第８の実施形態による画像圧縮伸張装置における符号量変更処理の流れについて、図４２を参照しつつ説明する。なお、ここでは、図２５に示した第３の実施形態における処理と異なるステップＳＴ８１−ＳＴ８６における処理を中心に説明する。
【０２４１】
まず、ステップＳＴ８１において、Ｙ成分用係数変換テーブル５１ｉに対して周波数領域および係数変換量を設定する。例えば、図４１（ａ）に示すように周波数領域Ｌ８および係数変換量を設定する。
【０２４２】
次いで、ステップＳＴ８２において、Ｕ成分用係数変換テーブル５２ｉおよびＶ成分用係数変換テーブル５３ｉに対して周波数領域および係数変換量を設定する。例えば、図４１（ｂ），（ｃ）に示すように周波数領域Ｌ９，Ｌ１０および係数変換量を設定する。
【０２４３】
次いで、ステップＳＴ３３−ＳＴ３９において、第３の実施の形態における処理と同様の処理がなされる。
【０２４４】
次いで、ステップＳＴ４０において、係数変換部５ｊ（図２３）は、Ｙ成分のラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）および有効係数Ｓｑ（Ｍ）を、Ｙ成分用係数変換テーブル５１ｉに設定された周波数領域および係数変換量に基づいて順次変換する。また、Ｕ成分のラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）および有効係数Ｓｑ（Ｍ）を、Ｕ成分用係数変換テーブル５２ｉに設定された周波数領域および係数変換量に基づいて順次変換する。また、Ｖ成分のラン長ＲＲＲＲ（Ｍ）および有効係数Ｓｑ（Ｍ）を、Ｖ成分用係数変換テーブル５３ｉに設定された周波数領域および係数変換量に基づいて順次変換する。
【０２４５】
次いで、ステップＳＴ４１−ＳＴ４３において、第３の実施の形態における処理と同様の処理がなされる。
【０２４６】
次いで、ステップＳＴ８３において、得られた圧縮画像データの画質劣化が許容範囲内であるかどうかが判断される。許容範囲内であると判断されたときはステップＳＴ４４に進む。許容範囲内ではないと判断されたときはステップＳＴ８４に進む。
【０２４７】
そして、ステップＳＴ８４において、Ｙ成分用係数テーブル５１ｉに設定されている周波数領域および係数変換量を変更する。また、ステップＳＴ８５において、Ｕ成分用係数変換テーブル５２ｉおよびＶ成分用係数変換テーブル５３ｉに設定されている周波数領域および係数変換量を変更する。この後、ステップＳＴ３９−ＳＴ８３の処理を再度行う。このような処理によって、画質劣化を許容範囲内に納めることができる。
【０２４８】
次いで、ステップＳＴ４４において、得られた圧縮画像データの符号量が所望の値であるか否かの判断がなされる。所望の値であるときには、処理を終了する。所望の値でないときには、ステップＳＴ８６に進む。
【０２４９】
そして、ステップＳＴ８６において、Ｕ成分用係数変換テーブル５２ｉおよびＶ成分用係数変換テーブル５３ｉに設定されている周波数領域および係数変換量を変更する。そして、再びステップＳＴ３９−ＳＴ４４の処理を行う。このように、生成された圧縮画像データの符号量が所望の値になるまで、Ｕ成分用係数変換テーブル５２ｉおよびＶ成分用係数変換テーブル５３ｉにおける周波数領域および係数変換量を変更してステップＳＴ３９−ＳＴ４４における処理を繰り返し行うことにより、所望の符号量の圧縮画像データを得ることができる。
【０２５０】
以上のように、第８の実施形態による画像圧縮伸張装置では、所望の符号量の圧縮画像データを得ることができるとともに、画質の劣化の度合いを制御することができる。
【０２５１】
なお、上述の第４，第６の実施形態による画像圧縮伸張装置における係数変換テーブルに関しても同様に色成分ごとの複数の係数変換テーブルを用いて構成することができる。そして、符号量を変更する手順に関しても同様の手順を用いることによって、本実施形態におけるのと同等の効果を得ることができる。
【０２５２】
【発明の効果】
この発明の１つの局面に従った符号化装置では、サイズ変換テーブルと、サイズ変換手段とを設けたため、逆量子化、逆ＤＣＴ変換といった画像復元に必要な処理、および、量子化テーブルの書き換え、ＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化といった画像圧縮における処理を行う必要がなく、効率的に圧縮画像データの符号量を変更することができる。
【０２５３】
また、指定手段を設けたため、符号量変更の効果が得られるラン長およびサイズの組み合わせに対してのみ変換を行うことができる。したがって、圧縮画像データの復元処理を行った場合に生じる画質の劣化を抑制することができる。
【０２５４】
また、変更手段を設けたため、サイズ変換テーブルに設定された周波数領域およびサイズ変換量に基づいて量子化ステップ値が変更され、この量子化ステップ値が多重化される。これにより、得られた圧縮画像データの復元処理を行った場合に生じる画質の劣化を抑制することができる。
【０２５５】
また、サイズ変換テーブルは、輝度成分用変換テーブルと、色差成分用変換テーブルとを含むため、変換による画質の劣化が人間の目に識別しずらくなるように符号量を削減することができる。
【０２５６】
また、サイズメモリを設けたため、サイズ変換手段による変換を連続的に行うことができる。
【０２５７】
また、符号メモリと、メモリ制御手段とを設けたため、一連の復号化処理と、一連の符号化処理とを交互に時分割で行うことができる。この結果、サイズメモリの容量を小さくすることができる。
【０２５８】
この発明のもう１つの局面に従った符号化装置は、係数変換テーブルと、係数変換手段とを設けたため、逆量子化、逆ＤＣＴ変換といった画像復元に必要な処理、および、量子化テーブルの書き換え、ＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化といった画像圧縮における処理を行う必要がなく、効率的に圧縮画像データの符号量を変更することができる。
【０２５９】
また、指定手段を設けたため、符号量変更の効果が得られるラン長および有効係数の組み合わせに対してのみ変換を行うことができる。したがって、圧縮画像データの復元処理を行った場合に生じる画質の劣化を抑制することができる。
【０２６０】
また、変更手段を設けたため、係数変換テーブルに設定された周波数領域および係数変換量に基づいて量子化ステップ値が変更され、この量子化ステップ値が多重化される。これにより、得られた圧縮画像データの復元処理を行った場合に生じる画質の劣化を抑制することができる。
【０２６１】
また、係数変換テーブルは、輝度成分用変換テーブルと、色差成分用変換テーブルとを含むため、変換による画質の劣化が人間の目に識別しずらくなるように符号量を削減することができる。
【０２６２】
また、係数メモリを設けたため、係数変換手段による変換を連続的に行うことができる。
【０２６３】
また、符号メモリと、メモリ制御手段とを設けたため、一連の復号化処理と、一連の符号化処理とを交互に時分割で行うことができる。この結果、係数メモリの容量を小さくすることができる。
【０２６４】
この発明のさらにもう１つの局面に従った符号化方法では、生成された圧縮画像データの符号量が所望の値になるまで、周波数領域および／またはサイズ変換量を変更して変換ステップ、可変長符号化ステップ、および多重化ステップにおける処理を繰り返し行うため、所望の符号量の圧縮画像データを得ることができる。
【０２６５】
この発明のさらにもう１つの局面に従った符号化方法では、生成された圧縮画像データの符号量が所望の値になるまで、周波数領域および／または係数変換量を変更して変換ステップ、割り当てステップ、可変長符号化ステップ、および多重化ステップにおける処理が繰り返し行われるため、所望の符号量の圧縮画像データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による画像圧縮伸長装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した符号化部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した復号化部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した量子化テーブルに設定される量子化ステップ値の一例を示す図である。
【図５】図１に示した符号テーブルに設定されるラン長／サイズと符号語との対応を対応を示す情報の一例を示す図である。
【図６】図１に示した画像メモリから読み出される８×８画素のブロック単位の画像データの一例を示す図である。
【図７】図１に示したＤＣＴ変換部による２次元ＤＣＴ変換の結果得られるＤＣＴ係数の一例を示す図である。
【図８】図１に示した量子化部によって量子化された後のＤＣＴ係数の一例を示す図である。
【図９】ジグザグスキャンの順序を示す図である。
【図１０】ジグザグスキャンの結果得られたラン長／有効係数の一例を示す図である。
【図１１】有効係数、サイズ、付加ビットの関係を示す図である。
【図１２】有効係数に対してサイズおよび付加ビットが割り当てられた結果の一例を示す図である。
【図１３】図１に示した画像圧縮伸長装置による符号量変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】図２に示したサイズ変換テーブルの構成および設定の一例を示す図である。
【図１５】サイズ変換後のラン長／サイズの組み合わせを示す図である。
【図１６】図２に示したサイズ変換テーブルの構成および設定の一例を示す図である。
【図１７】サイズ変換後のラン長／サイズの組み合わせを示す図である。
【図１８】サイズ変換前後の符号量の変化を示す図である。
【図１９】この発明の第２の実施形態による画像圧縮伸長装置における符号化部の内部構成を示すブロック図である。
【図２０】この発明の第２の実施形態による画像圧縮伸長装置における符号量変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図２１】ランサイズモニタ部に設定されるラン長、サイズの一例を示す図である。
【図２２】この発明の第３の実施形態による画像圧縮伸長装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２３】図２２に示した符号化部の内部構成を示すブロック図である。
【図２４】図２２に示した復号化部の内部構成を示すブロック図である。
【図２５】図２２に示した画像圧縮伸長装置による符号量変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図２６】図２３に示した係数変換テーブルの構成および設定の一例を示す図である。
【図２７】係数変換後のラン長／有効係数の組み合わせを示す図である。
【図２８】この発明の第４の実施形態による画像圧縮伸長装置における符号化部の内部構成を示すブロック図である。
【図２９】この発明の第４の実施形態による画像圧縮伸長装置における符号量変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図３０】ラン係数モニタ部に設定されるラン長、有効係数の一例を示す図である。
【図３１】この発明の第５の実施形態による画像圧縮伸長装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３２】図３１に示した符号化部の内部構成を示すブロック図である。
【図３３】図３１に示したテーブル変換部による変換後の量子化ステップ値を示す図である。
【図３４】図３１に示した画像圧縮伸長装置による符号量変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図３５】この発明の第６の実施形態による画像圧縮伸長装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図３６】この発明の第６の実施形態による画像圧縮伸長装置の動作を説明するための図である。
【図３７】この発明の第７の実施形態による画像圧縮伸長装置におけるサイズ変換テーブルの構成を示すブロック図である。
【図３８】図３７に示したサイズ変換テーブルの設定例を示す図であり、（ａ）はＹ成分用サイズ変換テーブルの設定例、（ｂ）はＵ成分用サイズ変換テーブルの設定例、（ｃ）はＶ成分用サイズ変換テーブルの設定例を示す。
【図３９】この発明の第７の実施形態による画像圧縮伸長装置における符号量変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図４０】この発明の第８の実施形態による画像圧縮伸長装置における係数変換テーブルの構成を示すブロック図である。
【図４１】図４０に示した係数変換テーブルの設定例を示す図であり、（ａ）はＹ成分用係数変換テーブルの設定例、（ｂ）はＵ成分用係数変換テーブルの設定例、（ｃ）はＶ成分用係数変換テーブルの設定例を示す。
【図４２】この発明の第８の実施形態による画像圧縮伸長装置における符号量変更処理の手順を示すフローチャートである。
【図４３】従来の画像圧縮伸長装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４４】図４３に示す画像圧縮伸長装置による符号量変更処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
５，３０５，５０５ 符号化部
６ 多重回路
７ 符号メモリ
８ 分離回路
９，３０９ 復号化部
１４ サイズメモリ
１６ 係数メモリ
５ｃ 可変長符号化部
５ｅ，５０ｅ サイズ変換テーブル
５１ｅ Ｙ成分用サイズ変換テーブル
５２ｅ Ｕ成分用サイズ変換テーブル
５３ｅ Ｖ成分用サイズ変換テーブル
５ｆ サイズ変換部
５ｇ ランサイズモニタ部
５ｉ，５０ｉ 係数変換テーブル
５１ｉ Ｙ成分用係数変換テーブル
５２ｉ Ｕ成分用係数変換テーブル
５３ｉ Ｖ成分用係数変換テーブル
５ｊ 係数変換部
５ｋ ラン係数モニタ部
９ｂ 係数発生部
９ｃ 可変長復号化部
１８ テーブル変換部
３０ 中間メモリ
４０ 中間メモリ制御部
６１９ メモリ制御部
ＲＲＲＲ，ＲＲＲＲ（Ｄ），ＲＲＲＲ（Ｍ），ＲＲＲＲ（Ｃ），ＲＲＲＲ（Ｅ）
ラン長
ＳＳＳＳ，ＳＳＳＳ（Ｄ），ＳＳＳＳ（Ｍ），ＳＳＳＳ（Ｃ），ＳＳＳＳ（Ｅ）
サイズ
ＡＤＢＩＴ，ＡＤＢＩＴ（Ｄ），ＡＤＢＩＴ（Ｍ），ＡＤＢＩＴ（Ｃ），ＡＤＢＩＴ（Ｅ） 付加ビット
Ｓｑ，Ｓｑ（Ｄ），Ｓｑ（Ｍ），Ｓｑ（Ｃ），Ｓｑ（Ｅ） 有効係数

Claims (4)

1. 原画像データに対してＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化、および可変長符号化を施して生成された圧縮画像データの符号量を変更する符号化装置であって、
   圧縮画像データを、可変長符号と、量子化ステップ値と、ラン長およびサイズの組み合わせと符号語との対応を示す符号テーブル情報とに分離する分離手段と、
   前記分離手段からの可変長符号を、前記符号テーブル情報に基づいて、ラン長、サイズ、および付加ビットに復号する復号化手段と、
   周波数領域毎のサイズ変換量を減算量として個別に設定するサイズ変換テーブルと、
   前記復号化手段によって得られたラン長、サイズ、および付加ビットを、逆量子化、逆ＤＣＴ変換、ＤＣＴ変換および量子化を行うことなく、前記サイズ変換テーブルに設定された周波数領域毎のサイズ変換量を該サイズから減算することにより、周波数領域毎に変換するサイズ変換手段と、
   前記サイズ変換手段によって変換されたラン長、サイズ、および付加ビットに対して前記符号テーブル情報に基づいて可変長符号化を行う可変長符号化手段と、
   前記可変長符号化手段によって得られた可変長符号、前記量子化ステップ値、および前記符号テーブル情報を多重化する多重化手段とを備え、
   前記サイズ変換テーブルは、周波数領域が高くなるほどサイズ変換量が大きくなるように設定される
   ことを特徴とする符号化装置。
2. 原画像データに対してＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化、および可変長符号化を施して生成された圧縮画像データの符号量を変更する符号化装置であって、
   圧縮画像データを、可変長符号と、量子化ステップ値と、ラン長およびサイズの組み合わせと符号語との対応を示す符号テーブル情報とに分離する分離手段と、
   前記分離手段からの可変長符号を、前記符号テーブル情報に基づいて、ラン長、サイズ、および付加ビットに復号する復号化手段と、
   前記復号化手段によって得られたサイズおよび付加ビットに基づいて有効係数を特定する係数発生手段と、
   周波数領域毎の係数変換量をシフト量として個別に設定する係数変換テーブルと、
   前記復号化手段によって得られたラン長および前記係数発生手段によって特定された有効係数を、逆量子化、逆ＤＣＴ変換、ＤＣＴ変換および量子化を行うことなく、前記係数変換テーブルに設定された周波数領域毎の係数変換量だけシフトすることにより周波数領域毎に変換する係数変換手段と、
   前記係数変換手段によって変換された有効係数に対してサイズおよび付加ビットを割り当てるサイズ付加ビット発生手段と、
   前記係数変換手段によって変換されたラン長、前記サイズ付加ビット発生手段によって割り当てられたサイズおよび付加ビットに対して、前記符号テーブル情報に基づいて可変長符号化を行う可変長符号化手段と、
   前記可変長符号化手段によって得られた可変長符号と、前記量子化ステップ値と、前記符号テーブル情報とを多重化する多重化手段とを備え、
   前記係数変換テーブルは、周波数領域が高くなるほど係数変換量が大きくなるように設定される
   ことを特徴とする符号化装置。
3. 原画像データに対してＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化、および可変長符号化を施して生成された圧縮画像データの符号量を変更する符号化方法であって、
   圧縮画像データを、可変長符号と、量子化ステップ値と、ラン長およびサイズの組み合わせと符号語との対応を示す符号テーブル情報とに分離するステップと、
   前記可変長符号を、前記符号テーブル情報に基づいて、ラン長、サイズ、および付加ビットに復号するステップと、
   周波数領域毎のサイズ変換量を減算量として個別にサイズ変換テーブルへと設定するステップと、
   前記復号ステップによって得られたラン長、サイズ、および付加ビットを、逆量子化、逆ＤＣＴ変換、ＤＣＴ変換および量子化を行うことなく、前記サイズ変換テーブルにおいて周波数領域毎に設定されたサイズ変換量を該サイズから減算することにより周波数領域毎に変換するステップと、
   前記変換ステップによって変換されたラン長、サイズ、および付加ビットに対して前記符号テーブル情報に基づいて可変長符号化を行うステップと、
   前記可変長符号化ステップによって得られた可変長符号、前記量子化ステップ値、および前記符号テーブル情報を多重化するステップとを備え、
   前記多重化ステップによって得られた圧縮画像データの符号量が所望の値でないときには、前記設定ステップにおいて設定した周波数領域毎のサイズ変換量を周波数領域毎に変更し、再度、変換ステップ、可変長符号化ステップ、および多重化ステップを行い、
   前記サイズ変換テーブルには、周波数領域が高くなるほどサイズ変換量が大きくなるように設定される
   ことを特徴とする符号化方法。
4. 原画像データに対してＤＣＴ変換、量子化、ランレングス符号化、および可変長符号化を施して生成された圧縮画像データの符号量を変更する符号化方法であって、
   圧縮画像データを、可変長符号と、量子化ステップ値と、ラン長およびサイズの組み合わせと符号語との対応を示す符号テーブル情報とに分離するステップと、
   前記可変長符号を、前記符号テーブル情報に基づいて、ラン長、サイズ、および付加ビットに復号するステップと、
   前記復号ステップによって得られたサイズおよび付加ビットに基づいて有効係数を特定するステップと、
   周波数領域毎の係数変換量をシフト量として個別に係数変換テーブルへと設定するステップと、
   前記復号ステップによって得られたラン長および前記特定ステップによって特定された有効係数を、逆量子化、逆ＤＣＴ変換、ＤＣＴ変換および量子化を行うことなく、前記係数変換テーブルにおいて周波数領域毎に設定された係数変換量だけシフトすることにより周波数領域毎に変換するステップと、
   前記変換ステップによって変換された有効係数に対してサイズおよび付加ビットを割り当てるステップと、
   前記変換ステップによって変換されたラン長、前記割り当てステップによって割り当てられたサイズおよび付加ビットに対して前記符号テーブル情報に基づいて可変長符号化を行うステップと、
   前記可変長符号化ステップによって得られた可変長符号、前記量子化ステップ値、および前記符号テーブル情報を多重化するステップとを備え、
   前記多重化ステップによって得られた圧縮画像データの符号量が所望の値でないときには、前記設定ステップにおいて設定した周波数領域毎の係数変換量を周波数領域毎に変更し、再度、変換ステップ、割り当てステップ、可変長符号化ステップ、および多重化ステップを行い、
   前記係数変換テーブルには、周波数領域が高くなるほど係数変換量が大きくなるように設定される
   ことを特徴とする符号化方法。

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