JP5242991B2 - 主観的な無損失のイメージデータ圧縮方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、イメージデータを圧縮して復元するシステムに係り、特にＬＣＤ ＤＣＣ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）装置に適した映像エンコーダ／デコーダシステムに関する。

図１は、従来のＬＣＤ ＤＣＣ装置の一部構成図である。図１に示すように、従来のＬＣＤ ＤＣＣ装置の一部は、メモリ１１及びＬＵＴ（Ｌｏｏｋｕｐ Ｔａｂｌｅ）モジュール１２で構成される。ＬＣＤ ＤＣＣ装置は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）−ＬＣＤパネルの応答時間を延長させるために、ＬＣＤパネルのピクセルの電圧をこのピクセルに要求される電圧より高くかかる装置をいう。例えば、ＬＣＤパネルのピクセルの現在電圧がＡであり、このピクセルの次の電圧がＢであれば、ＬＣＤ ＤＣＣ装置は、Ａ→Ｂの形態に電圧を駆動させるものではなく、Ａ→Ｃ→Ｂの形態に電圧を駆動させる。以下では、ＬＣＤ ＤＣＣ装置中でＴＦＴ−ＬＣＤパネルの応答時間を延長させるための電圧値を計算する部分までのみ説明し、従来技術の問題点を説明する。

メモリ１１は、現在のピクチャーを入力されれば、それを保存する。かかる過程を通じて、メモリ１１には、現在のピクチャーが入力される時点で以前のピクチャーが保存されている。

ＬＵＴモジュール１２は、ルックアップテーブルを参照してＴＦＴ−ＬＣＤパネルのターゲット応答時間に要求される電圧値を算出する。さらに詳細に説明すれば、ＬＵＴモジュール１２は、ルックアップテーブルから現在入力された現在のピクチャーのいずれか一つのピクセルの輝度値と、メモリ１１に保存された以前のピクチャーのピクセルの輝度値との差に対応する電圧値情報を発見し、これとＴＦＴ−ＬＣＤパネルのターゲット応答時間とを利用してＴＦＴ−ＬＣＤパネルのターゲット応答時間に要求される電圧値を算出する。

前記したように、ＴＦＴ−ＬＣＤパネルのターゲット応答時間に要求される電圧値を算出するためには、メモリ１１に以前のピクチャーが保存されねばならない。しかし、現在映像の品質が次第に高くなるにつれて、ピクチャーそれぞれのデータ量が非常に多くなった。これにより、メモリ１１にピクチャーを保存するとき、ＬＣＤ ＤＣＣ装置に入力されたピクチャーをそのまま保存せず、それを圧縮して保存しようとする試みが進められつつある。イメージの圧縮のための従来技術としては、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）、Ｈ．２６４（ｉｎｔｒａ ｃｏｄｉｎｇ）、ＪＰＥＧ−ＬＳなどがあるが、ＬＣＤ ＤＣＣに適用するには次のような問題点があった。

第１に、次のような画質側面での問題点があった。前記したイメージ圧縮方式によってイメージデータを１／２ないし１／３ほどに圧縮すれば、ＰＳＮＲ（Ｐｅａｋ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を利用して測定する客観的な画質においては大きい問題がないと現れる。しかし、変換符号化を基盤とするＪＰＥＧまたはＨ．２６４の場合には、主観的な画質の性能が低下する。特に、イメージ内のエッジ部分が押しつぶされたと観察されることによって、この部分で画質が低下する。ＬＣＤ ＤＣＣ装置は、人に直接見られるＴＦＴ−ＬＣＤチャンネルを駆動させるための回路であるため、ＬＣＤ ＤＣＣ用圧縮コデックでは、客観的な画質よりは主観的な画質がさらに重要である。すなわち、ＬＣＤ ＤＣＣ用圧縮コデックは、イメージの圧縮によるピクセル値の差が生じても、人が感じられない画質性能を提供せねばならない。

かかる変換符号化の他の問題点は、イメージをピクセル単位で移動した場合に発生する。原本イメージをピクセル単位で移動したため、この原本イメージと復元イメージとが互いに差がないと見られるが、いずれか一つのブロック内に入るピクセル値の小さい差がイメージを圧縮した後に復元した結果に大きい影響を及ぼす。これにより、イメージをピクセル単位で移動しつつＬＣＤ ＤＣＣ装置を通過させれば、ユーザーにピクセル値の小さい差が容易に認識される結果をもたらす。

第２に、次のような複雑度側面での問題点があった。前記したイメージ圧縮方式がいずれもエントロピー符号化方式を使用するため、イメージを復号化する場合に臨界経路が生じ、これによってデコーダの複雑度が非常に増加する。ここで、臨界経路とは、色々なステップの過程を経る作業でそれを完成しようとすれば、色々な過程の経路が同時に行われねばならないとするとき、そのうち最も長い経路、すなわち全体工程中で時間が最も長くかかる経路を意味する。特に、ブロック単位で変換符号化を行うＪＰＥＧ及びＨ．２６４の場合にその複雑度はさらに増加する。Ｈ．２６４は、イントラ予測を使用するため、メモリ使用量が増えるだけでなく、その複雑度もさらに増加する。

第３に、次のようなビット率制御側面での問題点があった。前記したイメージ圧縮方式がいずれも概略的なビット率制御が可能であるが、ピクチャー単位で正確なビット率を生成できなかった。例えば、前記したイメージ圧縮方式は、１／３圧縮でビット率を制御すれば、ＬＣＤ ＤＣＣ装置で使用するメモリの限界があるため、１／３以内に圧縮されねばならない。しかし、前記したイメージ圧縮方式によってビット率制御が良好である場合には、約１／３周辺値のデータ量が生成されるが、ビット率制御が良好でない場合には、１／３以上のデータ量が生成されることもあるため、固定容量のメモリを使用するＬＣＤ ＤＣＣ用イメージ圧縮には適していない。

本発明が解決しようとする課題は、ＬＣＤ ＤＣＣ用イメージ圧縮に適するように、イメージ復元過程での主観的な画質を向上させ、かつ映像エンコーダ／デコーダシステムの複雑度を画期的に低め、ＬＣＤ ＤＣＣ装置などで要求するピクチャー単位のＣＢＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）を正確に合わせる装置及び方法を提供するところにある。また、前記した方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供するところにある。

本発明が解決しようとする課題は、前記したような課題に限定されず、他の課題が存在しうる。これは、当業者ならば、下記の記載から明確に理解される。

前記課題を解決するための本発明によるデータ圧縮方法は、データを圧縮するための複数のモードそれぞれによって前記データを圧縮するステップと、前記複数のモードそれぞれによって圧縮されたデータのビット長に基づいて、前記圧縮されたデータが固定長のビットで表現可能なモードを選定するステップと、前記選定されたモードによって圧縮されたデータを出力するステップとを含む。

前記課題を解決するための本発明によるデータ圧縮装置は、データを圧縮するための複数のモードそれぞれによって前記データを圧縮する圧縮部と、前記複数のモードそれぞれによって圧縮されたデータのビット長に基づいて、前記圧縮されたデータが固定長のビットで表現可能なモードを選定する選定部と、前記選定されたモードによって圧縮されたデータを出力するビットパッキング部とを備える。

前記課題を解決するための本発明によるデータ復元方法は、データを圧縮するための複数のモードであって、前記データの圧縮データのビット長が他の複数のモードのうち前記データの圧縮データが固定長のビット率で表現可能ないずれか一つのモードを認識するテップと、前記認識されたモードによって前記データの圧縮データを参照データに加算するか、または前記データの圧縮データに所定の二進値を付加することによって、前記データを復元するステップと、を含む。

前記課題を解決するための本発明によるデータ復元装置は、データを圧縮するための複数のモードであって、前記データの圧縮データのビット長が他の複数のモードのうち前記データの圧縮データが固定長のビット率で表現可能ないずれか一つのモードを認識する認識部と、前記認識されたモードによって前記データの圧縮データを参照データに加算するか、または前記データの圧縮データに所定の二進値を付加することによって、前記データを復元する復号化部と、を備える。

本発明によれば、ＤＰＣＭ方式及びＰＣＭ方式のうちいずれか一つを選択的に使用してイメージデータを圧縮または復元することによって、映像エンコーダ／デコーダシステムの複雑度を画期的に低め、ＬＣＤ ＤＣＣ装置などで要求するピクチャー単位のＣＢＲを正確に合わせることができる。特に、本発明によれば、ＤＰＣＭ方式及びＰＣＭ方式を利用して４個のピクセルを一つにした２×２サイズのブロック単位でデータを圧縮または復元するため、原本イメージの主観的な画質劣化なしにデータを１／３に圧縮できる。

以下では、図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。

図２は、本発明の望ましい一実施形態によるＬＣＤ ＤＣＣ装置の一部構成図である。図２に示すように、本実施形態によるＬＣＤ ＤＣＣ装置の一部は、データ圧縮装置２１、メモリ２２、データ復元装置２３及びＬＵＴモジュール２４で構成される。

データ圧縮装置２１は、二つのデータ圧縮方式、すなわちＤＰＣＭ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式及びＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のうちいずれか一つを選択的に使用することによってデータを圧縮する。

メモリ２２は、データ圧縮装置２１から圧縮データを入力されれば、それを保存する。かかる過程を通じて、メモリ２２には、現在のピクチャーが入力される時点で以前のピクチャーに該当する圧縮データが保存されている。

データ復元装置２３は、二つのデータ圧縮方式、すなわちＤＰＣＭ方式及びＰＣＭ方式のうちいずれか一つを選択的に使用することによってデータを復元する。

ＬＵＴモジュール２４は、ルックアップテーブルを参照してＴＦＴ−ＬＣＤパネルのターゲット応答時間に要求される電圧値を算出する。さらに詳細に説明すれば、ＬＵＴモジュール２４は、ルックアップテーブルから現在入力された現在のピクチャーのいずれか一つのピクセルの輝度値と、データ復元装置２３により復元された以前のピクチャーのピクセルの輝度値との差に対応する電圧値情報を発見し、それとＴＦＴ−ＬＣＤパネルのターゲット応答時間とを利用してＴＦＴ−ＬＣＤパネルのターゲット応答時間に要求される電圧値を算出する。

図３は、図２に示したデータ圧縮装置２１の二つのデータ圧縮方式のうち一つであるＤＰＣＭ方式の適用例を示す図である。図３に示すように、データ圧縮装置２１は、ＤＰＣＭ方式を利用して現在のイメージデータと参照データとの差を算出することによって、現在のイメージデータを圧縮する。特に、図３に示した例では、原本ピクセル４個の３２ビットが１７ビットに圧縮された。

図４は、図２に示したデータ圧縮装置２１の二つのデータ圧縮方式のうち一つであるＰＣＭ方式の適用例を示す図である。図４に示すように、データ圧縮装置２１は、ＰＣＭ方式を利用して現在のイメージデータのうち一部を切断することによって、現在のイメージデータを圧縮する。特に、図４に示した例では、原本データ６３（００１１１１１１）で下位４ビットを切断し、データの復元時に下位４ビット、すなわち“１０００”を追加することによって５６（００１１１０００）が復元された。本実施形態におけるＰＣＭ方式という用語は、前記したＤＰＣＭ方式と相反する概念を表現するために使われ、アナログ信号をデジタル信号に変換する一般的なＰＣＭ方式の概念とは異なる。特に、ＰＣＭ方式は、切断圧縮方式のような他の用語で呼ばれることもあるということを当業者ならば理解できるであろう。

以上から、データ圧縮装置２１及びデータ復元装置２３で使われるＤＰＣＭ方式、ＰＣＭ方式は、従来のイメージ圧縮方式であるＪＰＥＧ，Ｈ．２６４，ＪＰＥＧ−ＬＳよりその複雑度が非常に低いということが分かる。特に、前記したＤＰＣＭ方式及びＰＣＭ方式を利用することによって、データを固定されたデータ量に容易に圧縮できるということが分かる。これにより、本実施形態は、ＬＣＤ ＤＣＣ装置で要求するビット率を正確に合わせることができる。

図５は、図２に示したデータ圧縮装置２１のデータ圧縮形態を示す図である。図５に示すように、データ圧縮装置２１は、４個のピクセルを一つのブロックにした２×２サイズのブロック（以下では、簡略に“２×２ブロック”で表記する）に該当する総９６ビットのイメージデータを１／３圧縮することによって、３２ビットの圧縮データを生成する。ここで、２×２ブロックは、Ｒ（Ｒｅｄ）成分に該当する８ビットの現在のイメージデータ、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）成分に該当する８ビットの現在のイメージデータ、及びＢ（Ｂｌｕｅ）成分に該当する８ビットの現在のイメージデータで構成される。したがって、一つのピクセルは、２４ビットとなり、２×２ブロックは、総９６ビットとなる。

データ圧縮装置２１は、この２×２ブロックを４ビットのモードデータ及び２８ビットの圧縮データに圧縮する。さらに詳細に説明すれば、４個のピクセルそれぞれのＲ成分に該当する８ビットに対しては、２ビットが割り当てられ、Ｇ成分に該当する８ビットに対しては、３ビットが割り当てられ、Ｂ成分に該当する８ビットに対しては、２ビットが割り当てられる。特に、９６ビットの正確な１／３圧縮率を達成するために、モードデータに４ビットが割り当てられる代わりに、４個のピクセルそれぞれのＧ成分にのみ３ビットが割り当てられ、残りの成分には２ビットが割り当てられるということが分かる。

前記したように、本実施形態は、２×２ブロック単位のＤＰＣＭ方式またはＰＣＭ方式を利用するため、１６×１６マクロブロックないし８×８ブロック単位でイメージを圧縮する従来のイメージ圧縮方式よりイメージ移動時の復元画質の低下を最小化できる。すなわち、本実施形態は、従来より非常に小さい単位でイメージ圧縮及び復元を行うため、いずれか一つのブロック内に入るピクセル値の小さい差がイメージを圧縮した後に復元した結果にほとんど影響を及ぼさない。これにより、本実施形態は、主観的な画質の性能を非常に向上させることができる。

以上のような特徴を有する本実施形態は、図２に示したＬＣＤ ＤＣＣ装置以外にも、低複雑度を要求し、主観的な無損失の画質を要求するイメージ圧縮分野に広く適用される。例えば、ＤＤＩ（Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｒｉｖｅｒ ＩＣ）のためのイメージ圧縮、映像エンコーダ／デコーダシステムの参照ピクチャーの圧縮などに適用される。

図６は、図２に示したデータ圧縮装置２１の詳細構成図である。図６に示すように、図２に示したデータ圧縮装置２１は、スプリッタ６１、イントラ予測部６２、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３、長さ確認部６４、モード選定部６５、復元部６６及びビットパッキング部６７で構成される。

スプリッタ６１は、いずれか一つのピクチャーを入力され、このピクチャーを図５に示した２×２ブロック単位で分割し、このように分割された２×２ブロックをイントラ予測部６２に出力する。

イントラ予測部６２は、スプリッタ６１により分割された２×２ブロックを構成する４個のピクセルそれぞれと、４個の予測方向それぞれに位置したこのピクセルそれぞれの隣接ピクセルとの差値を算出する。また、イントラ予測部６２は、このように算出された差値のうち最も小さい差値に該当する予測方向を決定する。

図７は、図６に示したイントラ予測部６２により使われる予測方向を示す図である。図７に示すように、イントラ予測部６２は、いずれか一つのピクセルと、このピクセルの垂直方向、水平方向、右−下方向、左−下方向のうちいずれか一つの方向に位置した隣接ピクセルとの差値を算出する。特に、図７に示したように、垂直方向を表す値を０とし、水平方向を表す値を１とし、右−下方向を表す値を２とし、左−下方向を表す値を３とすれば、イントラ予測部６２は、４個の予測方向を表す値を２ビットの二進データで表現できる。すなわち、イントラ予測部６２は、このように算出された差値のうち最も小さい差値に該当する予測方向を表す２ビットの二進データをＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３に出力する。

図８は、図７に示した予測方向が適用されるピクセルを示す図である。図８に示すように、イントラ予測部６２は、次のようにＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３それぞれとＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３それぞれの垂直方向に位置したＮ３，Ｎ４，Ｐ０，Ｐ１それぞれとの差値Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を算出する。

Ｄ０＝Ｐ０−Ｎ３
Ｄ１＝Ｐ１−Ｎ４
Ｄ２＝Ｐ２−Ｐ０
Ｄ３＝Ｐ３−Ｐ１
また、イントラ予測部６２は、次のようにＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３それぞれとＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３それぞれの水平方向に位置したＮ１，Ｐ０，Ｎ０，Ｐ２それぞれとの差値Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を算出する。

Ｄ０＝Ｐ０−Ｎ１
Ｄ１＝Ｐ１−Ｐ０
Ｄ２＝Ｐ２−Ｎ０
Ｄ３＝Ｐ３−Ｐ２
また、イントラ予測部６２は、次のようにＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３それぞれとＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３それぞれの左−上方向に位置したＮ２，Ｎ３，Ｎ１，Ｐ０それぞれとの差値Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を算出する。

Ｄ０＝Ｐ０−Ｎ２
Ｄ１＝Ｐ１−Ｎ３
Ｄ２＝Ｐ２−Ｎ１
Ｄ３＝Ｐ３−Ｐ０
また、イントラ予測部６２は、次のようにＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３それぞれとＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３それぞれの右−上方向に位置したＮ４，Ｎ５，Ｐ１，Ｎ６それぞれとの差値Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を算出する。

Ｄ０＝Ｐ０−Ｎ４
Ｄ１＝Ｐ１−Ｎ５
Ｄ２＝Ｐ２−Ｐ１
Ｄ３＝Ｐ３−Ｎ６
ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、スプリッタ６１から入力された２×２ブロックを構成する４個のピクセル別にいずれか一つのピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータを圧縮するための複数のモードそれぞれによって、ＤＰＣＭ方式及びＰＣＭ方式のうちいずれか一つを使用することによって、現在のイメージデータを圧縮する。すなわち、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、複数のモードのうち一部モードによっていずれか一つのピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの現在のイメージデータと、イントラ予測部６２により決定された予測方向に位置した隣接ピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する参照イメージデータとの差値を算出し、前記一部モードではない残りのモードによってＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの現在のイメージデータのうち一部を切断することによって、現在のイメージデータを圧縮する。ここで、参照イメージデータは、復元部６６により復元されたデータとなる。しかし、参照イメージデータは、元来のデータとなりうるということが当業者ならば分かるであろう。

特に、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、複数のモードそれぞれに対して並列的に現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値を算出し、現在のイメージデータの一部を切断することによって現在のイメージデータを圧縮する。これは、複数のモードそれぞれに対する演算を同時に行うことによって、現在のイメージデータの圧縮を高速で処理するためのものである。ただし、当業者ならば、複数のモードそれぞれに対する演算を順次に行うことによっても容易に具現できる。

図９は、図６に示したＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３により使われるモードを表すテーブルを示す図である。図９に示すように、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、１２個のモードのうち、モード０ないしモード１０に対してはＤＰＣＭ方式を使用し、モード１１に対してはＰＣＭ方式を使用する。前記したように、モードデータには４ビットが割り当てられるため、１２個のモード以外に４個のモードをさらに使用することもできる。

特に、ＤＰＣＭ方式を使用する場合、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、８ビットの現在のイメージデータと８ビットの参照イメージデータとをモード０ないしモード１０それぞれに対応する所定ビットほど右側にシフトし、このようにシフトされた現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値を算出する。本実施形態において、８ビットの現在のイメージデータと８ビットの参照イメージデータとを１ビット単位で右側にシフトするということは、かかるイメージデータを最下位ビット（Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ：ＬＳＢ）側にシフトするということを意味する。したがって、かかる１ビット単位のシフトは、８ビットの現在のイメージデータ値を２で割るものと同等であり、８ビットの参照イメージデータ値を２で割るものと同等である。以下では、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３がモード０ないしモード１０それぞれに対してどのように現在のデータを圧縮するかについて詳細に説明する。

図１０は、図６に示したデータ圧縮装置２１があらゆる色成分に対してビットシフトせず、データを圧縮するモード０を示す図である。図１０に示すように、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、スプリッタ６１から入力された２×２ブロックを構成する４個のピクセルのうちいずれか一つのピクセルのＧ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと、イントラ予測部６２により決定された予測方向に位置した隣接ピクセルのＧ成分に該当する８ビットの参照イメージデータとの差値を算出する。特に、前記したＧ成分は、その差値の範囲が−４〜３内にある場合にのみその差値が図１０に示した３ビットで表現され、元来データで無視されたビットがないため、元来データと復元データとの間に発生するエラー値はない。

また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、このピクセルのＲ成分、Ｂ成分に対しても前記したＧ成分の処理と同様に処理する。特に、前記したＲ成分、Ｂ成分は、その差値の範囲が−２〜１内にある場合にのみその差値が図１０に示した２ビットで表現され、元来データで無視されたビットがないため、元来データと復元データとの間に発生するエラー値はない。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、このピクセル以外の残りの３個のピクセルに対しても前記したピクセルの処理と同様に処理する。

図１１は、図６に示したデータ圧縮装置２１がＧ成分に対してはビットシフトせず、Ｒ成分及びＢ成分に対しては１ビットシフトし、データを圧縮するモード１を示す図である。図１１に示すように、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、スプリッタ６１から入力された２×２ブロックを構成する４個のピクセルのうちいずれか一つのピクセルのＧ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと、イントラ予測部６２により決定された予測方向に位置した隣接ピクセルのＲ成分に該当する８ビットの参照イメージデータとの差値を算出する。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、このピクセルのＲ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと、イントラ予測部６２により決定された予測方向に位置した隣接ピクセルのＲ成分に該当する８ビットの参照イメージデータとをそれぞれ１ビットシフトし、このように１ビットシフトされた現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値を算出する。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、このピクセルのＢ成分に対しても前記したＲ成分の処理と同様に処理する。

特に、前記したＲ成分、Ｂ成分は、１ビットシフトが行われたため、その差値の範囲が−４〜３内にある場合にのみその差値が図１０に示した２ビットで表現され、元来データで１ビットが無視されたため、このように無視された１ビットが“１”に復元されるならば、元来データと復元データとの間に発生する最大エラー値は１となる。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、このピクセル以外の残りの３個のピクセルに対しても前記したピクセルの処理と同様に処理する。

図１２は、図６に示したデータ圧縮装置２１があらゆる色成分に対して１ビットシフトし、データを圧縮するモード２を示す図である。図１２に示すように、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、スプリッタ６１から入力された２×２ブロックを構成する４個のピクセルのうちいずれか一つのピクセルのＧ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと、イントラ予測部６２により決定された予測方向に位置した隣接ピクセルのＧ成分に該当する８ビットの参照イメージデータとをそれぞれ１ビットシフトし、このように１ビットシフトされた現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値を算出する。

特に、前記したＧ成分は、１ビットシフトが行われたため、その差値の範囲が−８〜７内にある場合にのみその差値が図１０に示した３ビットで表現され、元来データで１ビットが無視されたため、このように無視された１ビットが“１”に復元されるならば、元来データと復元データとの間に発生する最大エラー値は１となる。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、このピクセルのＲ成分、Ｂ成分に対しても前記したＧ成分の処理と同様に処理する。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、このピクセル以外の残りの３個のピクセルに対しても前記したピクセルの処理と同様に処理する。

図１３は、図６に示したデータ圧縮装置２１がＧ成分に対しては１ビットシフトし、Ｒ成分及びＢ成分に対しては２ビットシフトし、データを圧縮するモード３を示す図である。

図１４は、図６に示したデータ圧縮装置２１があらゆる色成分に対して２ビットシフトし、データを圧縮するモード４を示す図である。

図１５は、図６に示したデータ圧縮装置２１がＧ成分に対しては２ビットシフトし、Ｒ成分及びＢ成分に対しては３ビットシフトし、データを圧縮するモード５を示す図である。

図１６は、図６に示したデータ圧縮装置２１があらゆる色成分に対して３ビットシフトし、データを圧縮するモード６を示す図である。

図１７は、図６に示したデータ圧縮装置２１がＧ成分に対しては３ビットシフトし、Ｒ成分及びＢ成分に対しては４ビットシフトし、データを圧縮するモード７を示す図である。

図１８は、図６に示したデータ圧縮装置２１があらゆる色成分に対して４ビットシフトし、データを圧縮するモード８を示す図である。

図１９は、図６に示したデータ圧縮装置２１がＧ成分に対しては４ビットシフトし、Ｒ成分及びＢ成分に対しては５ビットシフトし、データを圧縮するモード９を示す図である。

図２０は、図６に示したデータ圧縮装置２１があらゆる色成分に対して５ビットシフトし、データを圧縮するモード１０を示す図である。

図１３ないし図２０は、図１０ないし図１２に対してビットシフトの回数及びモードのみが変わっただけであり、その概念は前記したところと同じであるので、図１３ないし図２０についての詳細な説明は省略する。ただし、元来データと復元データとの間に発生する最大エラー値は、元来データで無視されたビットのＭＳＢが“１”に、残りのビットは“０”に復元されるという仮定下で計算されたものである。

また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、スプリッタ６１から入力された２×２ブロックを構成する４個のピクセルのうちいずれか一つのピクセルのＧ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータのうち５ビットを切断することによって、現在のイメージデータを圧縮する。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、このピクセルのＲ成分及びＢ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータのうち最大６ビットを切断することによって、現在のイメージデータを圧縮する。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３は、このピクセル以外の残りの３個のピクセルに対しても前記したピクセルの処理と同様に処理する。このようにデータを圧縮することは、モード１１に該当する。

長さ確認部６４は、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３により算出されたＤＰＣＭ方式の１１個のモードごとの差値が固定長のビットで表現可能であるか否かを確認する。すなわち、長さ確認部６４は、Ｇ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値が３ビットで表現可能であるか否かを確認し、Ｒ成分及びＢ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値が２ビットで表現可能であるか否かを確認する。

例えば、長さ確認部６４は、図１０に示したモード０による差値に対しては次のように処理する。すなわち、長さ確認部６４は、Ｇ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値が３ビットで表現可能な場合にのみ、すなわちその差値の範囲が−４〜３内にある場合にのみその差値が３ビットで表現可能なものと確認する。また、長さ確認部６４は、Ｒ成分及びＢ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値が２ビットで表現可能な場合にのみ、すなわちその差値の範囲が−２〜１内にある場合にのみその差値が２ビットで表現可能なものと確認する。

モード選定部６５は、長さ確認部６４により固定長のビットで表現可能なものと確認されたモードのうち、現在のイメージデータと現在のイメージデータの復元データとの間に発生する最大エラー値が最も小さいモードを選定する。特に、本実施形態では、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する最大エラー値が別途に存在するため、モード選定部６５は、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する最大エラー値の合算が最も小さいモードを選定する。

図２１は、図６に示したモード選定部６５の詳細構成図である。図２１に示すように、図６に示したモード選定部６５は、優先順位確認部２１１及びモードアップグレード部２１２で構成される。

優先順位確認部２１１は、長さ確認部６４により固定長のビットで表現可能なものと確認されたモードの優先順位を確認し、このように確認されたモードのうち最も優先順位が高いモードを選択する。ここで、優先順位は、モードそれぞれの最大エラー値が小さい順位、すなわちモードを表す番号が小さい順位となる。例えば、優先順位確認部２１１は、長さ確認部６４により固定長のビットで表現可能なものと確認されたモード５ないしモード１１の優先順位を確認し、それらのうち最も優先順位が高いモード５を選択する。

図２１に示すように、モードアップグレード部２１２は、再び第１エラー値算出部２１２１、ＤＰＣＭ修正部２１２２、第２エラー値算出部２１２３及び比較部２１２４で構成される。

第１エラー値算出部２１２１は、優先順位確認部２１１により選択されたモードによる最大エラー値を算出する。例えば、優先順位確認部２１１により選択されたモードがモード５であれば、第１差値算出部２１２１は、モード５によるＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれの最大エラー値１６，８，１６の合算５０を算出する。

ＤＰＣＭ修正部２１２２は、優先順位確認部２１１により選択されたモードより優先順位が一つさらに高いモードにアップグレードし、アップグレードされたモードによる差値のうち一部を修正する。当業者ならば、ＤＰＣＭ修正部２１２２が、優先順位が二つまたはそれ以上高いモードにアップグレードすることもできるということが分かる。例えば、優先順位確認部２１１により選択されたモードがモード５であり、２×２ブロックを構成する４個のピクセルそれぞれのＧ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値が（１０，１０，１０，１０）であり、Ｒ成分及びＢ成分それぞれに該当する８ビットの現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値が（７，７，８，７）であれば、ＤＰＣＭ修正部２１２２は、それをモード５より優先順位が一つさらに高いモード４にアップグレードし、モード４による差値（７，７，７，７）に修正する。この場合、Ｇ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値に対しては修正する必要がない。

第２エラー値算出部２１２３は、ＤＰＣＭ修正部２１２２により修正された差値による最大エラー値を算出する。例えば、第２エラー値算出部２１２３は、モード４によるＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれの最大エラー値８，８，８とＤＰＣＭ修正部２１２２の差値の修正によるエラー値１との合算２５を算出する。

比較部２１２４は、第１エラー値算出部２１２１により算出された最大エラー値と、第２エラー値算出部２１２３により算出された最大エラー値とを比較し、その比較された結果、さらに小さいエラー値を有するモードを選択する。例えば、第１エラー値算出部２１２１により算出された最大エラー値が５０であり、第２エラー値算出部２１２３により算出された最大エラー値が２５であれば、比較部２１２４は、第２エラー値算出部２１２３により算出された最大エラー値を有するモード４を選択する。

復元部６６は、モード選定部６５により選定されたモードによって、２×２ブロックを構成する４個のピクセル別にいずれか一つのピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する圧縮データを、イントラ予測部６２により決定された予測方向に位置した隣接ピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する参照イメージデータに加算するか、またはＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する圧縮データに所定の二進値を付加することによって、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する現在のイメージデータを復元する。復元部６６についての動作は、図２２に示したデータ復元装置２２のＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３の動作と同じである。ここでは、復元部６６についての詳細な説明は省略し、後述するＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３の動作説明を参照する。もし、参照イメージデータが元来のデータとなる場合であれば、かかる復元部６６は不要になる。

ビットパッキング部６７は、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３により１２個のモードそれぞれによって圧縮されたデータのうち、モード選定部６５により選定されたモードによって圧縮されたデータ（２８ビット）、モード選定部６５により選定されたモードを表すモードデータ（４ビット）で構成された総３２ビットのデータパケットを生成し、それをメモリ２２に出力する。または、ビットパッキング部６７は、２８ビットの圧縮データ、４ビットのモードデータ以外にイントラ予測部６２により決定された予測方向を表す２ビットのデータをさらに含む総３４ビットのデータパケットを生成することもできる。

図２２は、図２に示したデータ復元装置２３の詳細構成図である。図２２に示すように、図２に示したデータ復元装置２３は、ビットパーザー２２１、モード認識部２２２、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３及びマージャ２２４で構成される。

ビットパーザー２２１は、メモリ２２から３２ビットのデータパケットを読み取り、この３２ビットのデータパケットをパージングすることによって、この３２ビットのデータパケットから４ビットのモードデータ及び２８ビットの圧縮データを抽出する。また、ビットパーザー２２１は、このように抽出された４ビットのモードデータをモード認識部２２２に出力し、２８ビットの圧縮データをＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３に出力する。または、ビットパーザー２２１は、メモリ２２から３２ビットのデータがパケットでない３４ビットのデータパケットを読み取りこともでき、この３４ビットのデータパケットから４ビットのモードデータ、２８ビットの圧縮データ、２ビットの予測方向データを抽出する。また、ビットパーザー２２１は、このように抽出された４ビットのモードデータをモード認識部２２２に出力し、２８ビットの圧縮データ及び２ビットの予測方向データをＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３に出力する。

モード認識部２２２は、ビットパーザー２２１から入力された４ビットのモードデータから２×２ブロックに該当する現在のイメージデータを圧縮するための１２個のモードのうち、データ圧縮装置２１により選定されたいずれか一つのモードを認識する。

ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、モード認識部２２２により認識されたモードによって、ビットパーザー２２１から入力された２８ビットの圧縮データから９６ビットの２×２ブロックを復元する。さらに詳細に説明すれば、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、モード認識部２２２により認識されたモードがモード０ないしモード１０のうちいずれか一つであれば、すなわちＤＰＣＭ方式を利用するモードであれば、２×２ブロックを構成する４個のピクセル別にビットパーザー２２１から入力されたいずれか一つのピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する圧縮データをモード認識部２２２により認識されたモードに対応するビットほどシフトし、このようにビットシフトされた圧縮データにモード認識部２２２により認識されたモードに対応する二進値を付加することによって、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値を復元する。

特に、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、圧縮データを現在のイメージデータの圧縮過程でのビットシフト方向と逆方向である左側にシフトする。４ビットの圧縮データを１ビット単位で左側にシフトするのは、かかるイメージデータを最上位ビット（Ｍｏｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ：ＭＳＢ）側にシフトするというのを意味する。したがって、かかる１ビット単位のシフトは、８ビットの圧縮データ値を２でかけることと同等である。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、このように復元された差値をビットパーザー２２１から入力された２ビットの予測方向データが表す予測方向に位置した隣接ピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの参照データに加算することによって、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの現在のイメージデータを復元する。

また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、モード認識部２２２により認識されたモードがモード１１であれば、すなわちＰＣＭ方式を利用するモードであれば、２×２ブロックを構成する４個のピクセル別にビットパーザー２２１から入力された２８ビットの圧縮データのうち、Ｇ成分に該当する３ビットの圧縮データには５ビットの二進値を付加し、Ｒ成分、Ｂ成分に該当する２ビットの圧縮データには６ビットの二進値を付加することによって、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの現在のイメージデータを復元する。

図２３は、図２２に示したＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３による３ビット圧縮データの復元形態を示す図である。図２３の２３１に示すように、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、原則的にＧ成分に該当する３ビットの圧縮データには“１００００”を付加し、Ｒ成分、Ｂ成分に該当する２ビットの圧縮データには“１０００００”を付加する。しかし、イメージデータの特性により、Ｇ成分に該当する３ビットの圧縮データが“１１１”である場合には、元来のイメージデータがその最大値である“１１１１１１１”であるか、またはそれに近接した値である傾向があり、“０００”である場合には、元来のイメージデータがその最小値である“００００００００”であるか、またはそれに近接した値である傾向がある。これにより、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、３ビットの圧縮データが３ビットで表現される最大値である場合には、この圧縮データに付加される二進値を所定サイズほど増加させ、この圧縮データにこのように増加した二進値を付加する。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、圧縮データが、圧縮データを構成する３ビットで表現される最大値、すなわち“１１１”である場合には、この圧縮データに付加される二進値を所定サイズほど増加させ、この圧縮データにこのように増加した二進値を付加する。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、圧縮データが、圧縮データを構成する３ビットで表現される最小値、すなわち“０００”である場合には、この圧縮データに付加される二進値を所定サイズほど減少させ、この圧縮データにこのように減少した二進値を付加する。

図２３の２３２に示すように、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、圧縮データが最大値である場合には、この圧縮データに付加される二進値をモード認識部２２２により認識されたモードによるビットシフトまたは切断のサイズに対応するサイズほど増加させ、この圧縮データにこのように増加した二進値を付加する。また、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、圧縮データが最小値である場合には、この圧縮データに付加される二進値を、モード認識部２２２により認識されたモードによるビットシフトまたは切断のサイズに対応するサイズほど減少させ、この圧縮データにこのように減少した二進値を付加する。

例えば、モード認識部２２２により認識されたモードによるビットシフトまたは切断のサイズが５ビットであり、圧縮データが“１１１”であれば、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、圧縮データに付加される二進値“１００００”を４ほど増加させ、圧縮データ“１１１”にこのように増加した二進値“１０１００”を付加することによって、現在のイメージデータ“１１１ １０１００”を復元する。また、モード認識部２２２により認識されたモードによるビットシフトまたは切断のサイズが５ビットであり、圧縮データが“０００”であれば、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３は、圧縮データに付加される二進値“１００００”を４ほど減少させ、圧縮データ“０００”にこのように減少した二進値“０１１００”を付加することによって、現在のイメージデータ“０００ ０１１００”を復元する。

マージャ２２４は、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３により復元されたＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの現在のイメージデータであるピクセル４個で構成された総９６ビットの２×２ブロックを併合することによって、いずれか一つのピクチャーを復元する。

図２４は、図２に示したデータ圧縮装置２１の図６とは異なる形態の構成図である。図２４に示すように、図２に示したデータ圧縮装置２１は、スプリッタ２４１、イントラ予測部２４２、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部２４３、長さ確認部２４４、モード選定部２４５、復元部２４６、エントロピー符号化部２４７及びビットパッキング部２４８で構成される。図２４に示した構成は、図６に示した構成にエントロピー符号化部２４７をさらに含むだけであり、残りの構成は同じである。以下では、エントロピー符号化部２４７のみを説明し、スプリッタ２４１、イントラ予測部２４２、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部２４３、長さ確認部２４４、モード選定部２４５、復元部２４６及びビットパッキング部２４８についての説明は、図６に示した構成についての説明と同じである。ただし、ビットパッキング部２４８は、エントロピー符号化部２４７によりエントロピー符号化された結果を含むデータパケットを生成する。

エントロピー符号化部２４７は、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部６３により１２個のモードそれぞれによって圧縮されたデータのうち、モード選定部６５により選定されたモードによって圧縮されたデータ（２８ビット）、モード選定部６５により選定されたモードを表すモードデータ（４ビット）で構成された総３２ビットのデータに対するエントロピー符号化を行う。または、エントロピー符号化部２４７は、２８ビットの圧縮データ、４ビットのモードデータ以外にイントラ予測部６２により決定された予測方向を表す２ビットのデータをさらに含む総３４ビットのデータに対するエントロピー符号化を行う。ここで、エントロピー符号化とは、シンボルの確率と符号長さとがマッチするようにシンボルに符号を割り当てる符号化技法を意味する。代表的なエントロピー符号化技術としては、ハフマンコーディング、算術コーディングなどが挙げられる。

図２５は、図２に示したデータ復元装置２３の図２２とは異なる形態の構成図である。図２５に示すように、図６に示したデータ復元装置２３は、ビットパーザー２５１、エントロピー復号化部２５２、モード認識部２５３、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２５４及びマージャ２５５で構成される。図２５に示した構成は、図２２に示した構成にエントロピー復号化部２５２をさらに含むだけであり、残りの構成は同じである。以下では、エントロピー復号化部２５２のみを説明し、ビットパーザー２５１、モード認識部２５３、ＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２５４及びマージャ２５５についての説明は、図２２に示した構成についての説明と同じである。ただし、ビットパーザー２５１は、メモリ２２から読み取った３２ビットのデータパケットをパージングし、その結果をエントロピー復号化部２５２に出力する。

エントロピー復号化部２５２は、ビットパーザー２５１によりパージングされた結果を入力され、これに対するエントロピー復号化を行う。また、エントロピー復号化部２５２は、かかるエントロピー復号化の実行結果中で４ビットのモードデータをモード認識部２２２に出力し、２８ビットの圧縮データをＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３に出力する。または、エントロピー復号化部２５２は、かかるエントロピー復号化の実行結果中で４ビットのモードデータをモード認識部２２２に出力し、２８ビットの圧縮データ及び２ビットの予測方向データをＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部２２３に出力する。

以上のように、データ圧縮過程でエントロピー符号化過程が追加され、データ復元過程でエントロピー復号化過程が追加されれば、エントロピー符号化は、無損失の圧縮技法であるため、イメージ復元過程での主観的な画質の向上はそのまま維持されつつ、さらに高いデータ圧縮率が表れる。しかし、映像エンコーダ／デコーダシステムの複雑度は増加し、ＬＣＤ ＤＣＣ装置などで要求するピクチャー単位のＣＢＲを正確に合わせられなくなる。

図２６は、本発明の望ましい一実施形態によるデータ圧縮方法のフローチャートである。図２６に示すように、本実施形態によるデータ圧縮方法は、図６に示したデータ圧縮装置２１で時系列的に処理されるステップで構成される。したがって、以下に省略した内容であっても、図６に示したデータ圧縮装置２１に関して前述した内容は、本実施形態によるデータ圧縮方法にも適用される。特に、以下では記述されていないが、図２４に示したデータ圧縮装置２１に対応してエントロピー符号化を行うステップをさらに含む。

ステップ２６１で、データ圧縮装置２１は、いずれか一つのピクチャーを入力され、このピクチャーを図５に示した２×２ブロック単位で分割する。

ステップ２６２で、データ圧縮装置２１は、ステップ２６１で分割された２×２ブロックを構成する４個のピクセルそれぞれと、４個の予測方向それぞれに位置したこのピクセルそれぞれの隣接ピクセルとの差値を算出し、このように算出された差値のうち最も小さい差値に該当する予測方向を決定する。

ステップ２６３で、データ圧縮装置２１は、ステップ２６１で分割された２×２ブロックを構成する４個のピクセル別にモード０ないしモード１０それぞれによっていずれか一つのピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの現在のイメージデータと、ステップ２６２で決定された予測方向に位置した隣接ピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する参照イメージデータとの差値を算出し、モード１１によってＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの現在のイメージデータのうち一部を切断することによって、現在のイメージデータを圧縮する。

ステップ２６４で、データ圧縮装置２１は、ステップ２６３で算出されたＧ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値が３ビットで表現可能であるか否かを確認し、Ｒ成分、Ｂ成分に該当する８ビットの現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値が２ビットで表現可能であるか否かを確認する。

ステップ２６５で、データ圧縮装置２１は、ステップ２６４で固定長のビットで表現可能であるものと確認されたモードのうち、現在のイメージデータと現在のイメージデータの復元データとの間に発生する最大エラー値が最も小さいモードを選定する。

ステップ２６６で、データ圧縮装置２１は、ステップ２６５で選定されたモードによって２×２ブロックを構成する４個のピクセル別にいずれか一つのピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する圧縮データを、ステップ２６２で決定された予測方向に位置した隣接ピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する参照イメージデータに加算するか、またはＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する圧縮データに所定の二進値を付加することによって、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する現在のイメージデータを復元する。

ステップ２６７で、データ圧縮装置２１は、ステップ２６３で１２個のモードそれぞれによって圧縮されたデータのうち、ステップ２６５で選定されたモードによって圧縮されたデータ（２８ビット）、ステップ２６５で選定されたモードを表すモードデータ（４ビット）で構成された総３２ビットのデータパケットを生成し、それをメモリ２２に出力する。または、ステップ２６７で、データ圧縮装置２１は、２８ビットの圧縮データ、４ビットのモードデータ以外にイントラ予測部６２により決定された予測方向を表す２ビットのデータをさらに含む総３４ビットのデータパケットを生成することもできる。

ステップ２６８で、データ圧縮装置２１は、ピクチャーを構成するあらゆるピクセルに対するデータ圧縮が完了したか否かを確認し、その結果、完了しなければステップ２６２に戻り、完了すれば終了する。

図２７は、本発明の望ましい一実施形態によるデータ復元方法のフローチャートである。図２７に示すように、本実施形態によるデータ復元方法は、図２２に示したデータ復元装置２３で時系列的に処理されるステップで構成される。したがって、以下に省略した内容としても、図２２に示したデータ復元装置２３に関して前述した内容は、本実施形態によるデータ復元方法にも適用される。

ステップ２７１で、データ復元装置２３は、メモリ２２から３２ビットのデータパケットを読み取り、この３２ビットのデータパケットをパージングすることによって、この３２ビットのデータパケットから４ビットのモードデータ及び２８ビットの圧縮データを抽出する。または、ステップ２７１で、データ復元装置２３は、メモリ２２から３２ビットのデータではない３４ビットのデータを読み取り、この３４ビットのデータパケットから４ビットのモードデータ、２８ビットの圧縮データ、２ビットの予測方向データを抽出する。

ステップ２７２で、データ復元装置２３は、ステップ２７１で抽出された４ビットのモードデータから２×２ブロックに該当する現在のイメージデータを圧縮するための１２個のモードのうち、データ圧縮装置２１により選定されたいずれか一つのモードを認識し、認識されたモードがモード０ないしモード１０のうちいずれか一つであれば、ステップ２７３に進み、モード１１であれば、ステップ２７５に進む。

ステップ２７３で、データ復元装置２３は、２×２ブロックを構成する４個のピクセル別にステップ２７１で抽出されたいずれか一つのピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する圧縮データを、ステップ２７２で認識されたモードに対応するビットほどシフトし、このようにビットシフトされた圧縮データにステップ２７２で認識されたモードに対応する二進値を付加することによって、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する現在のイメージデータと参照イメージデータとの差値を復元する。

ステップ２７４で、データ復元装置２３は、ステップ２７３で復元された差値をステップ２７１で抽出された２ビットの予測方向データが表す予測方向に位置した隣接ピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの参照データに加算することによって、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの現在のイメージデータを復元する。

ステップ２７５で、データ復元装置２３は、２×２ブロックを構成する４個のピクセル別にステップ２７１で抽出された２８ビットの圧縮データのうち、Ｇ成分に該当する３ビットの圧縮データには５ビットの二進値を付加し、Ｒ成分及びＢ成分に該当する２ビットの圧縮データには６ビットの二進値を付加することによって、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの現在のイメージデータを復元する。

ステップ２７６で、データ復元装置２３は、ピクチャーを構成するあらゆるピクセルに対するデータ復元が完了したか否かを確認し、その結果、完了しなければステップ２７１に戻り、完了すれば終了する。

ステップ２７７で、データ復元装置２３は、ステップ２７４またはステップ２７５で復元されたＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれに該当する８ビットの現在のイメージデータであるピクセル４個で構成された総９６ビットの２×２ブロックを併合することによって、いずれか一つのピクチャーを復元する。

一方、前述した本発明の実施形態は、コンピュータで実行されるプログラムで作成可能であり、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を利用して前記プログラムを動作させる汎用のデジタルコンピュータで具現される。また、前述した本発明の実施形態で使われたデータの構造は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に色々な手段を通じて記録される。

前記コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、磁気記録媒体（例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的読み取り媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）及びキャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）のような記録媒体を含む。

これまで、本発明について、その望ましい実施形態を中心に述べた。当業者は、本発明が、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で変形された形態に具現可能であるということを理解できるであろう。したがって、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求の範囲に表れており、それと同等な範囲内にあるあらゆる相違点は、本発明に含まれていると解釈されねばならない。

本発明は、イメージデータを圧縮して復元するシステム関連の技術分野に適用可能である。

従来のＬＣＤ ＤＣＣ装置の一部構成図である。 本発明の望ましい一実施形態によるＬＣＤ ＤＣＣ装置の一部構成図である。 図２に示したデータ圧縮装置の二つのデータ圧縮方式のうち一つであるＤＰＣＭ方式の適用例を示す図である。 図２に示したデータ圧縮装置の二つのデータ圧縮方式のうち一つであるＰＣＭ方式の適用例を示す図である。 図２に示したデータ圧縮装置のデータ圧縮形態を示す図である。 図２に示したデータ圧縮装置の詳細構成図である。 図６に示したイントラ予測部により使われる予測方向を示す図である。 図７に示した予測方向が適用されるピクセルを示す図である。 図６に示したＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部により使われるモードを表すテーブルを示す図である。 図６に示したデータ圧縮装置があらゆる色成分に対してビットシフトせず、データを圧縮するモード０を示す図である。 図６に示したデータ圧縮装置がＧ成分に対してはビットシフトせず、Ｒ成分及びＢ成分に対しては１ビットシフトし、データを圧縮するモード１を示す図である。 図６に示したデータ圧縮装置があらゆる色成分に対して１ビットシフトし、データを圧縮するモード２を示す図である。 図６に示したデータ圧縮装置がＧ成分に対しては１ビットシフトし、Ｒ成分及びＢ成分に対しては２ビットシフトし、データを圧縮するモード３を示す図である。 図６に示したデータ圧縮装置があらゆる色成分に対して２ビットシフトし、データを圧縮するモード４を示す図である。 図６に示したデータ圧縮装置がＧ成分に対しては２ビットシフトし、Ｒ成分及びＢ成分に対しては３ビットシフトし、データを圧縮するモード５を示す図である。 図６に示したデータ圧縮装置があらゆる色成分に対して３ビットシフトし、データを圧縮するモード６を示す図である。 図６に示したデータ圧縮装置がＧ成分に対しては３ビットシフトし、Ｒ成分及びＢ成分に対しては４ビットシフトし、データを圧縮するモード７を示す図である。 図６に示したデータ圧縮装置があらゆる色成分に対して４ビットシフトし、データを圧縮するモード８を示す図である。 図６に示したデータ圧縮装置がＧ成分に対しては４ビットシフトし、Ｒ成分及びＢ成分に対しては５ビットシフトし、データを圧縮するモード９を示す図である。 図６に示したデータ圧縮装置があらゆる色成分に対して５ビットシフトし、データを圧縮するモード１０を示す図である。 図６に示したモード選定部の詳細構成図である。 図２に示したデータ復元装置の詳細構成図である。 図２２に示したＤＰＣＭ／ＰＣＭ復号化部による３ビット圧縮データの復元形態を示す図である。 図２に示したデータ圧縮装置の図６とは異なる形態の構成図である。 図２に示したデータ復元装置の図２２とは異なる形態の構成図である。 本発明の望ましい一実施形態によるデータ圧縮方法のフローチャートである。 本発明の望ましい一実施形態によるデータ復元方法のフローチャートである。

符号の説明

２１ データ圧縮装置
２２ メモリ
６１ スプリッタ
６２ イントラ予測部
６３ ＤＰＣＭ／ＰＣＭ符号化部
６４ 長さ確認部
６５ モード選定部
６６ 復元部
６７ ビットパッキング部

Claims (20)

1. データを圧縮するための複数のモードそれぞれによって前記データを圧縮するステップと、
   前記複数のモードそれぞれによって圧縮されたデータのビット長に基づいて、前記圧縮されたデータが固定長のビットで表現可能なモードを選定するステップと、
   前記選定されたモードによって圧縮されたデータを出力するステップと、を含むことを特徴とするデータ圧縮方法。
2. 前記圧縮するステップは、前記モードそれぞれに対して並列的に前記データを圧縮することを特徴とする請求項１に記載のデータ圧縮方法。
3. 前記圧縮するステップは、前記モードのうち一部モードによって前記データと参照データとの差値を算出し、前記一部モードではない残りのモードによってデータのうち一部を切断することによって、前記データを圧縮するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ圧縮方法。
4. 前記圧縮するステップは、前記データ及び前記参照データを前記モードのうちいずれか一つのモードに該当する所定ビットほどシフトし、前記シフトされたデータと前記シフトされた参照データとの差値を算出することを特徴とする請求項３に記載のデータ圧縮方法。
5. 前記圧縮するステップは、４個のピクセルを一つにした２×２サイズのブロック単位で前記データを圧縮することを特徴とする請求項１に記載のデータ圧縮方法。
6. 所定サイズのブロックを構成する複数のピクセルそれぞれと複数の予測方向それぞれに位置した前記ピクセルそれぞれの隣接ピクセルとの差値を算出し、前記算出された差値のうち最も小さい差値に該当する予測方向を決定するステップをさらに含み、
   前記圧縮するステップは、前記データと前記決定された予測方向に位置した隣接ピクセルに該当する参照データとの差値を算出することによって、前記データを圧縮することを特徴とする請求項１に記載のデータ圧縮方法。
7. 前記選定するステップは、前記固定長のビットで表現可能なものと確認されたモードのうち、前記現在のイメージデータと前記現在のイメージデータの復元データとの間に発生する最大エラー値が最も小さいモードを選定することを特徴とする請求項１に記載のデータ圧縮方法。
8. 前記選定するステップは、
   前記固定長のビットで表現可能なものと確認されたモードの優先順位を確認するステップと、
   前記確認されたモードのうち最も優先順位の高いモードによる最大エラー値を算出するステップと、
   前記最も優先順位の高いモードより優先順位がさらに高いモードによる差値を修正するステップと、
   前記修正された差値による最大エラー値を算出するステップと、
   前記算出された最大エラー値と前記算出された最大エラー値とを比較し、前記比較された結果、さらに小さいエラー値を有するモードを選定するステップと、を含むことを特徴とする請求項７に記載のデータ圧縮方法。
9. 前記圧縮するステップは、４個のピクセルを一つにした２×２サイズのブロック単位で前記データを圧縮することを特徴とする請求項１に記載のデータ圧縮方法。
10. 請求項１に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
11. データを圧縮するための複数のモードそれぞれによって前記データを圧縮する圧縮部と、
    前記複数のモードそれぞれによって圧縮されたデータのビット長に基づいて、前記圧縮されたデータが固定長のビットで表現可能なモードを選定する選定部と、
    前記選定されたモードによって圧縮されたデータを出力するビットパッキング部と、を備えることを特徴とするデータ圧縮システム。
12. データを圧縮するための複数のモードであって、前記データの圧縮データのビット長が他の複数のモードのうち前記データの圧縮データが固定長のビット率で表現可能ないずれか一つのモードを認識するステップと、
    前記認識されたモードによって前記データの圧縮データを参照データに加算するか、または前記データの圧縮データに所定の二進値を付加することによって、前記データを復元するステップと、を含むことを特徴とするデータ復元方法。
13. 前記圧縮データは、前記データと参照データとの差値または前記データの一部に該当する固定長のビットを含むことを特徴とする請求項１２に記載のデータ復元方法。
14. 前記復元するステップは、前記圧縮データを前記認識されたモードに対応する所定ビットほどシフトすることによって前記差値を復元し、前記復元された差値を前記参照データに加算することによって前記データを復元することを特徴とする請求項１２に記載のデータ復元方法。
15. 前記復元するステップは、前記圧縮データが前記圧縮データを構成するビットで表現可能な最大値である場合であれば、前記所定の二進値を増加させ、前記増加した二進値を付加することを特徴とする請求項１２に記載のデータ復元方法。
16. 前記復元するステップは、前記圧縮データが前記圧縮データを構成するビットで表現可能な最小値である場合であれば、前記所定の二進値を減少させ、前記減少した二進値を付加することを特徴とする請求項１２に記載のデータ復元方法。
17. 前記復元するステップは、前記データを圧縮した装置から受信された予測方向データが表す予測方向に位置した隣接ピクセルの参照データに加算することによって、前記現在のイメージデータを復元することを特徴とする請求項１２に記載のデータ復元方法。
18. 前記復元するステップは、４個のピクセルを一つのブロックにした２×２サイズのブロック単位で前記データを復元することを特徴とする請求項１２に記載のデータ復元方法。
19. 請求項１２に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
20. データを圧縮するための複数のモードであって、前記データの圧縮データのビット長が他の複数のモードのうち前記データの圧縮データが固定長のビット率で表現可能ないずれか一つのモードを認識する認識部と、
    前記認識されたモードによって前記データの圧縮データを参照データに加算するか、または前記データの圧縮データに所定の二進値を付加することによって、前記データを復元する復号化部と、を備えることを特徴とするデータ復元システム。

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