JPH03166824A - 復号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，直交変換を利用した画像の高能率符号化復号
化における、逆直交変換の方式に関する．〔従来の技術
〕 従来，テレビ信号の高能率符号化復号化装置では、その
情報圧縮伸張方式として，アイ・イー・イー・イー　ト
ランザクション　オン　コンピューターズ，１９７４年
第９０頁から９３頁（ＩＥＥＥτＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ
　ＯＮ　ＣＯＭＰυＴＥＲＳ，　　１　９　７　４　，
　　ｐ　ｐ　９　０一ｐｐ９ａ）に論じられているＯＣ
Ｔ　（離散コサイン変換）に代表される直交変換がある
。一般に、テレビ信号の圧縮伸張に直交変換を利用する
場合には，１画面をＮ画素×Ｎ画素のブロックで分割し
、２次元の直交変換を行う。ここで、Ｎ画素×Ｎ画素の
１ブロックを［Ｄｉｊｌとし、２次元のＤＣＴを例に簡
単に述べる。

ＯＣＴの変換行列を［Ｔｉｊ］とすると、２次元のＤＣ
Ｔは次式の行列演算により実行され、変換係数［Ｃｉｊ
ｌが得られる。

［Ｃｉｊコ＝［Ｔｉｊコ［Ｄｉｊコ［Ｔｉｊｌ’　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）Ｔｉ
ｊ　　（２／Ｎ）・Ｋｉ−ｃｏｓ（（２ｊ＋１）ｉπ）
／２Ｎ）　　−（２）ただし　ｉ＝ｏのときＫｉ＝１／
κ ｉ＃ｏのときＫｉ＝１ （１＊　　ｊ＝Ｏｐ　　１−ｙ　　・・・Ｎ−１）ＤＣ
Ｔは、信号を相関の無い周波数軸上へ変換する、一種の
周波数変換であり，画像信号に適用すると低い周波数成
分に有効な変換係数が集中することから，画像信号の圧
縮方式として利用されている。

さらに、一般的にこの変換係数を伝送する場合には、変
換係数を低い周波数或分からＣＯＯ，　ＣＯＩ，Ｃ２０
，　Ｃｌｌ，　ＣＯ２，・・・（１：Ｎ−ＩＮ−１とジ
グザグにスキャンして、有効な変換係数が現れる周波数
成分まで伝送し、それ以上の成分については伝送を省略
することにより伝送ビット数を削減している．例えば、
Ｃ２０まで有効な変換係数があったとすると、伝送はＣ
ＯＯ，　ＣＯＩ，　ＣＩＯ，　Ｃ２０．まで行なった後
，ブロックの変換係数の終了を示すＥ　Ｏ　Ｂ　（［Ｅ
ｎｄ　ｏｆＢＬｏｃｋ）を伝送するような方式が採られ
ている、また、受信側では，変換係数１”ｃｉｊコを次
式により逆ＤＯＴすることにより画像データ［Ｄｉｊ］
を得る。

［Ｄｉｊｌ＝［Ｔｉｊｌ″″”［Ｃｉｊコ（［Ｔｉｊ］
−”）’　　　　・・・（３）ただし［Ｔｉｊｌは正規
直交行列（［　Ｔ　ｉｊ］−”　＝［Ｔｉｊｌｔ）のた
め ［）ｉｊ］＝［Ｔｆｊ］’［Ｃｉｊコ［Ｔｉｊコ　　　
　　　　　　　・・・（４）となる。

すなわち受信側では、ジグザグスキャンされて送られて
きた変換係数を，行列［Ｃｉｊｌに適した配置に並び変
え，（４）の逆ＯＣＴの行列演算を行い画像データを得
ている。

また，２次元のＤＣＴは、容易に１次元の縮退されるこ
とが知られている。即ち式（４）の２次元の逆ＤＣＴは
　ＨＺ×Ｎ２の変換行列を使用して次式のように１次元
に縮退される。

［　Ｇ　ｘコ＝　　２　／　Ｎ　　・　［Ｈｘｙ］［Ｋ
ｙｌ　　　　　　　　　　　　−　（５）ただし Ｈｘｙ＝＝ΣΣＰｕＰｖｃｏｓ（（（２　ｉ　＋　１　
）ｕ　π）／　２　Ｎ）ｕ　ｖ ｃｏｓ（（（２ｊ＋１）ｖπ）／２Ｎ）Ｋｘ＝＝Ｃｉｊ ｙ＝８ｕ＋ｖ（ｖ，ｖ＝ｏ−Ｎ−１　：　ｙ＝ｏ・＝Ｎ
”−１）ｘ＝＝８ｉ＋ｊ（ｉ，ｊ＝Ｑ・−・Ｎ−１　：
　ｘ＝＝ｏ−Ｎ”−１）Ｐｕ，　Ｐｖ＝　１　／　ＡＩ
″２（ｕ＝Ｏ，ｖ＝ｏ），Ｐｕ，Ｐｖ＝１／（ｕ＃ｏ，
ｖ＃ｏ） ここで［Ｋｘ］は変換係数の列ベクトルである。

［Ｇｘ］は画像データの列ベクトルである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、ジグザグスキャンされて伝送された
変換係数を、行列［Ｃｉｊｌに適した配置に並び変える
必要があった．また、変換係数が高次の周波数では零と
なる直交変換（ＤＣＴ）の性質を利用しておらず、無駄
な演算時間があった．本発明の目的は、受信側でのジグ
ザグスキャンの並び変えをなくし、また高次の周波数或
分で変換係数が零となる性質を利用し、逆直交変換を高
速に行うことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達或するために、本発明においては，逆直
交変換行列の列ベクトルの順番を、ジグザグスキャンさ
れて伝送されてくる変換係数の順番に並び換える。さら
に伝送されてきた変換係数の数により，逆直交変換の行
列演算の同数を制御する。

〔作用〕

本発明の構或によれば、逆直交変換において、逆変換行
列の列ベクトルを伝送されてくる変換係数の順番に並び
換えた行列を使用するため、変換係数を並び変える必要
が無い。また、伝送されてきた有効な変換係数の数によ
り，行列演算を制御するために無駄な演算時間を無くな
り、伝送符号量に応じた逆直交変換の処理が可能となる
。

〔実施例〕

以下図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の復号器の一実施例であり、点線で囲っ
たブロックが本実施例に係る部分である．本発明の詳細
について説明する前に、従来の一般的なＤＣＴ符号化復
号化について、第２図を用いて簡単に説明する。

ボート１に入力されたテレビ信号は．Ａ／Ｄ変換器２に
よりデイジタル信号とされフレームメモリ３に取り込ま
れる。このフレームメモリから、８画素×８画素のブロ
ックとして画素データを読みだし２ＤＤＣＴ４により２
次元のＯＣＴを行う。

８Ｘ８の画素のブロックに２次元のＤＣＴを行うと、第
３図に示すような２次元の周波数成分に分解される。符
号器５は、この２次元の周波数或分を第３図に示すよう
に、低い周波数成分からジグザグスキャンして読みだし
符号化を行う。また符号器５は、第３図に示すように、
ある周波数或分以上に有効な変換係数が存在しない場合
、その周波数或分で符号化を打ち切り、ブロックの処理
の終わりを示す符号（ＥＯＢ）を送出する。符号器５で
生成された符号は、伝送器６を介して伝送路８に流され
る。

次に受信側について説明する．伝送路８からの符号は、
受信器１０を介して復号器１１に読み込まれる。復号器
により復号された変換係数は、２ＤＩＤＣＴ１２により
逆ＤＣＴされ，元の画像信号に復元されフレームメモリ
１３に書き込まれる。フレームメモリの画像信号は、Ｄ
／Ａ変換器１４を通してアナログ信号とし、出力ポート
１５に出力される。

本発明はこの中で，受信側の逆直交変換（逆ＯＣＴ）に
関わる．そこで比較のために、第４図に従来の逆直交変
換器の１例を示し，その問題点の説明をする。変換係数
は、前述したようにジグザグスキャンされた順番に符号
化され伝送されてくる。復号器ｌ１は，この符号を解読
し変換係数とする。この変換係数は逆ジグザグスキャン
１２ｇにより第５図に示すように並び換えられる。

並び換えられた変換係数は，順次読み出され式（４）あ
るいは式（５）に基づいた変換行列１２ｂと行列演算（
積和演算）が行われ逆変換される。たとえば、第６図に
式（５）を使用し、伝送されてきた変換係数が４係数の
場合の例を示す。この図から以下の２点の問題点が指摘
される。

（１〉伝送されてきた変換係数の順番を、入れ換える必
要がある．このため、逆ジグザグスキャン１２ｇが必要
である。

（２）第５図中の点線の部分は、零であるにもかかわら
ず行列演算を行うため、演算速度が遅くなる． 次に本発明の詳細について説明する。本発明は，従来の
問題点（１）　，　（２）を第ｌ図のような構或をとる
ことにより解決するものである。それぞれの解決法につ
いて図を参照しながら説明する。

（Ｌ）変換係数を逆ジグザグスキャンする代わりに、ア
ドレス発生器１２ｄの後に、アドレス変換器１２ｃを設
け、逆変換行列の列ベクトルを第７図に示すように入れ
換える。これにより、逆直交変換の演算を、伝送されて
くる変換係数の順番に行うことが可能となる。

（２）伝送されてきた変換係数の数を計測する、有効係
数カウンタ１２ｇを設け、その数により行列演算の積和
の回数を制御する。たとえば第７図に示すように、変換
係数が４つまでしか有効な係数がない場合には、 Ｇｘ＝Σ　ＨｘｚＫｚ　（ｚ＝ｏ，１．８．１６）のよ
うに４同の積和で打ち切る。

以上実施例として，８画素×８画素を１ブロックとする
２次元のＤＣＴで、変換係数をジグザグスキャンして伝
送する場合を説明した。しかし，これは１例であり本発
明は，（１）このブロックサイズが異なっても、（２）
また変換係数の伝送順番がジグザグスキャン以外でも，
実行できることば明白である。さらに、（３）本実施例
の第ｌ図の機能は，ハードウエアによる実行も可能であ
るし，Ｄ　Ｓ　Ｐ　（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　
ｐｒｏｓｅｓｓｏｒ）　，マイコン等を用いて，ソフト
ウエアによる実現も可能であることは明白である。また
、（４）上記実施例では２次元ＤＣＴの例を説明したが
，アダマール変換やディスクリートルジャンドル変換等
任意の直交変換に対して本発明は適応できる。また、逆
量子化行列［Ｑｘｙ］やブロック内のフィルタ［Ｆｘｙ
ｌを提案の逆行列に演算し，その結果を逆変換行列［Ｈ
ｘｙ］として利用することによ゛り、逆量子化やフィル
タの機能も逆変換の処理の中でできることは明白である
。

〔発明の効果〕

（１）逆直交変換行列として、伝送されてくる変換係数
の順番に列ベクトルを並び換えた行列を利用することに
より、変換係数の拉び換えが必要ない。これにより回路
規模の削減、ないしはソフトウエア処理の高速化が図れ
る。

（２）伝送されてくる変換係数の数により，行列演算の
打ち切り制御の行うことにより、無駄な演算時間が減少
し，伝送されてくる変換係数の数に応じた演算時間を実
現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の一実施例の復号化装置の構或を示すブ
ロック図，第２図は従来例の一般的な符号化復号化装置
の構成を示すブロック図、第３図は２次元のＤＣＴの説
明図、第４図は従来の逆直交変換装置のブロック図、第
５図，第６図は従来の逆ＤＣＴの説明図，第７図は本発
明の一実施例の演算方式の説明図である。 １・・・入力ポート、２・・・アナログ／デイジタル変
換器，３・・・フレームメモリ，４・・・２次元のＤＣ
Ｔ演算器、５・・・符号器，６・・・伝送器、７・・・
伝送ポート、８・・・伝送路、９・・・受信ポート、１
０・・・受信器、１１・・・復号器、１２・・・２次元
の逆ＤＣＴ演算器、１３・・・フレームメモリ，１４・
・・デイジタル／アナログ変換器、ｌ５・・・出力ボー
ト，１２ａ・・・有効係数カウンタ、１２ｂ・・・変換
行列、１２ｃ・・・アドレス変換器，１２ｄ・・・アド
レス発生器、１２ｅ・・・乗算器、 １２ｆ・・・加算器、 １２ｇ・・・逆ジグザグスキ 猶 Ｚ 図 第 ３ 目 ｔｓｓａ／　イａｘ＋・ｌｓｉ 葉 φ ■ 妬 ５ 図 ／ 時関 変｝要４千表 拓 ２ （２） Ｌ−コ墳薯呻１用１ろ竹テ［季春

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直交変換を用いた画像の高能率符号化復号化におい
   て、伝送されてくる係数の順番に列ベクトルを入れ換え
   た逆変換行列を用いて、逆直交変換することを特徴とす
   る復号化方式。 ２、請求項１記載の逆直交変換演算を、伝送されてくる
   変換係数の数に応じて行列演算の同数の制御をして行う
   ことを特徴とする復号化方式。