JPH06181522A - 画像処理方法および装置 - Google Patents
画像処理方法および装置Info
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- JPH06181522A JPH06181522A JP29807492A JP29807492A JPH06181522A JP H06181522 A JPH06181522 A JP H06181522A JP 29807492 A JP29807492 A JP 29807492A JP 29807492 A JP29807492 A JP 29807492A JP H06181522 A JPH06181522 A JP H06181522A
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- Japan
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- image
- quantization
- factor
- image data
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- Pending
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多くの量子化マトリックステーブルを用意す
ることなく、量子化レベルをきめこまかく調整して、画
質を向上させる。 【構成】 量子化手段を含む画像データ圧縮方法におい
て、使用する量子化マトリックステーブル（Ｑテーブ
ル）を、規定の演算規則に従ってＱテーブルの係数を増
減させるＱファクタにより指定する。また、このデータ
を使う画像処理装置は、Ｑファクタに基づいて逆量子化
に用いるＱテーブルを演算処理にて変更する手段を備え
る。
ることなく、量子化レベルをきめこまかく調整して、画
質を向上させる。 【構成】 量子化手段を含む画像データ圧縮方法におい
て、使用する量子化マトリックステーブル（Ｑテーブ
ル）を、規定の演算規則に従ってＱテーブルの係数を増
減させるＱファクタにより指定する。また、このデータ
を使う画像処理装置は、Ｑファクタに基づいて逆量子化
に用いるＱテーブルを演算処理にて変更する手段を備え
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は量子化手段を含む画像圧
縮方法および画像処理装置に関する。
縮方法および画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自然界の色はアナログである。これをビ
デオカメラやイメージスキャナで取り込んでコンピュー
タで処理するにはデジタル化しなければならない。この
処理を量子化という。また、時間方向にある時間幅をも
って抽出することをサンプリング（標本化）という。
デオカメラやイメージスキャナで取り込んでコンピュー
タで処理するにはデジタル化しなければならない。この
処理を量子化という。また、時間方向にある時間幅をも
って抽出することをサンプリング（標本化）という。
【０００３】デジタル信号を再び元のアナログ信号に戻
すことを逆量子化という。図１はサンプリングと量子化
を説明する図である。関数ｆ（ｔ）は原画像に対応する
アナログ信号である。図では、時間ｄｔ幅でサンプリン
グをしている。量子化は時間ｔに対するｆ（ｔ）の値で
あるが、数値化するときは四捨五入などの近似化をして
整数値にしなければならない。
すことを逆量子化という。図１はサンプリングと量子化
を説明する図である。関数ｆ（ｔ）は原画像に対応する
アナログ信号である。図では、時間ｄｔ幅でサンプリン
グをしている。量子化は時間ｔに対するｆ（ｔ）の値で
あるが、数値化するときは四捨五入などの近似化をして
整数値にしなければならない。
【０００４】元のアナログ画像をデジタル化し、再び元
の画像に復元するには、できるだけ多くのサンプリング
ときめ細かい量子化が必要となる。しかしコンピュータ
の記憶容量と処理時間には限界があり、有限個のサンプ
リングと限られた幅での量子化を行わざるを得ない。そ
こで必要となるのが画像処理である。この点を簡単に説
明しておこう。
の画像に復元するには、できるだけ多くのサンプリング
ときめ細かい量子化が必要となる。しかしコンピュータ
の記憶容量と処理時間には限界があり、有限個のサンプ
リングと限られた幅での量子化を行わざるを得ない。そ
こで必要となるのが画像処理である。この点を簡単に説
明しておこう。
【０００５】周期的に変動する関数ｆ（ｔ）があるとす
る。その周期はＴとすると、周波数は１／Ｔである。こ
れをｔ＝０からｔ＝（Ｎ−１）までの合計Ｎ点サンプリ
ングすると、Ｔ＝Ｎとなり、周波数は１／Ｎと表せる。
関数ｆ（ｔ）をフーリエ変換すると、 ｆ（ｎ） ＝ΣＦ（ｋ／Ｎ）ｅｘｐ（ｊ２πｎｋ／
Ｎ） Ｆ（ｋ／Ｎ）＝（１／Ｎ）Σｆ（ｎ）ｅｘｐ（−ｊ２π
ｎｋ／Ｎ） ここでｊは−１の平方根、Σはｋ＝０〜Ｎ−１の総和。
となる。この式は、様々な周波数をもつ波の振幅の合成
値として、ｎ点のｆが得られることを表している。
る。その周期はＴとすると、周波数は１／Ｔである。こ
れをｔ＝０からｔ＝（Ｎ−１）までの合計Ｎ点サンプリ
ングすると、Ｔ＝Ｎとなり、周波数は１／Ｎと表せる。
関数ｆ（ｔ）をフーリエ変換すると、 ｆ（ｎ） ＝ΣＦ（ｋ／Ｎ）ｅｘｐ（ｊ２πｎｋ／
Ｎ） Ｆ（ｋ／Ｎ）＝（１／Ｎ）Σｆ（ｎ）ｅｘｐ（−ｊ２π
ｎｋ／Ｎ） ここでｊは−１の平方根、Σはｋ＝０〜Ｎ−１の総和。
となる。この式は、様々な周波数をもつ波の振幅の合成
値として、ｎ点のｆが得られることを表している。
【０００６】ｅｘｐはオイラーの公式により、 ｅｘｐ（ｊｘ） ＝ｃｏｓ（ｘ）＋ｊｓｉｎ（ｘ） ｅｘｐ（−ｊｘ）＝ｃｏｓ（ｘ）−ｊｓｉｎ（ｘ） であるから、ｆ（ｎ）、Ｆ（ｋ／Ｎ）はｃｏｓとｓｉｎ
の成分で表せる。
の成分で表せる。
【０００７】Ｆ（ｋ／Ｎ）をｃｏｓ関数の成分で表した
場合、これをＤＣＴ変換（離散的コサイン変換）とい
う。その逆変換をＩＤＣＴ（逆離散的コサイン変換）と
いう。すなわち、ｆ（ｎ）をＤＣＴ変換することによっ
てＦ（ｋ／Ｎ）が得られ、ＩＤＣＴ変換することによっ
て元の画像信号ｆ（ｎ）が得られる。
場合、これをＤＣＴ変換（離散的コサイン変換）とい
う。その逆変換をＩＤＣＴ（逆離散的コサイン変換）と
いう。すなわち、ｆ（ｎ）をＤＣＴ変換することによっ
てＦ（ｋ／Ｎ）が得られ、ＩＤＣＴ変換することによっ
て元の画像信号ｆ（ｎ）が得られる。
【０００８】ｃｏｓ関数でＤＣＴ／ＩＤＣＴ変換式を書
き換えると、 ｆ（ｎ） ＝ΣＦ（ｋ／Ｎ）ｃｏｓ（２πｎｋ／Ｎ） Ｆ（ｋ／Ｎ）＝（１／Ｎ）Σｆ（ｎ）ｃｏｓ（−２πｎ
ｋ／Ｎ） となる。ＤＣＴ／ＩＤＣＴ変換はきわめて効率のよい画
像符号化が行えるということで、広く使用されている。
き換えると、 ｆ（ｎ） ＝ΣＦ（ｋ／Ｎ）ｃｏｓ（２πｎｋ／Ｎ） Ｆ（ｋ／Ｎ）＝（１／Ｎ）Σｆ（ｎ）ｃｏｓ（−２πｎ
ｋ／Ｎ） となる。ＤＣＴ／ＩＤＣＴ変換はきわめて効率のよい画
像符号化が行えるということで、広く使用されている。
【０００９】画像処理ではビデオ画面という２次元的な
空間を扱う。そのたに、ｆ、Ｆとも２次元表現にする必
要がある。これは数学的に簡単に拡張できる。上式を２
次元化すると以下のようになる。
空間を扱う。そのたに、ｆ、Ｆとも２次元表現にする必
要がある。これは数学的に簡単に拡張できる。上式を２
次元化すると以下のようになる。
【００１０】F(u,v)={2C(u)C(v)/N}ΣΣf(x,y)cos{πu
(2x+1)/2N}cos{πv(2y+1)/2N} f(x,y)=ΣΣC(u)C(v)F(u,v)cos{πu(2x+1)/2N}cos{πv
(2y+1)/2N} ここで、 C(N)=1/sqrt(N) for N＝０ （sqrt(N)はNの平方
根） C(N)=1 for N≠０ u,V,X,Y=0〜N-1
(2x+1)/2N}cos{πv(2y+1)/2N} f(x,y)=ΣΣC(u)C(v)F(u,v)cos{πu(2x+1)/2N}cos{πv
(2y+1)/2N} ここで、 C(N)=1/sqrt(N) for N＝０ （sqrt(N)はNの平方
根） C(N)=1 for N≠０ u,V,X,Y=0〜N-1
【００１１】ｇ（ｘ，ｙ）は画像の濃度情報（画像デー
タ）であり、ＤＣＴ変換することによって空間周波数
ｕ、ｖの関数であるＤＣＴ変換係数Ｆ（ｕ，ｖ）で展開
できたことになる。さらに
タ）であり、ＤＣＴ変換することによって空間周波数
ｕ、ｖの関数であるＤＣＴ変換係数Ｆ（ｕ，ｖ）で展開
できたことになる。さらに
【００１２】Ａ（ｉ，ｊ）＝（１／ｓ）Ｃ（ｉ）ｃｏｓ
｛πｉ（２ｊ＋１）／Ｎ｝ Ｃ（ｉ）＝１／ｓ ｆｏｒ ｉ＝０ Ｃ（ｉ）＝１ ｆｏｒ ｉ≠０ ここでｓ＝ｓｑｒｔ（Ｎ） （Ｎの平方根） とすると、Ｆ、ｆの各成分が以下の行列計算で求まる。
｛πｉ（２ｊ＋１）／Ｎ｝ Ｃ（ｉ）＝１／ｓ ｆｏｒ ｉ＝０ Ｃ（ｉ）＝１ ｆｏｒ ｉ≠０ ここでｓ＝ｓｑｒｔ（Ｎ） （Ｎの平方根） とすると、Ｆ、ｆの各成分が以下の行列計算で求まる。
【００１３】［Ｆ（ｕ，ｖ）］＝［Ａ（ｕ，ｘ）］［ｆ
（ｘ，ｙ）］［Ａt（ｙ，ｖ）］ ［ｆ（ｘ，ｙ）］＝［Ａt（ｘ，ｕ）］［Ｆ（ｕ，
ｖ）］［Ａ（ｖ，ｙ）］
（ｘ，ｙ）］［Ａt（ｙ，ｖ）］ ［ｆ（ｘ，ｙ）］＝［Ａt（ｘ，ｕ）］［Ｆ（ｕ，
ｖ）］［Ａ（ｖ，ｙ）］
【００１４】ここで ［Ａt］は［Ａ］の転置行列 ｕ，ｖ，ｘ，ｙ＝０〜Ｎ−１ と表現できる。ここでは、ＤＣＴ変換を行うＦをＤＣ係
数とよび、逆変換を行う際に使う係数ＡとＣをＡＣ係数
とよぶ。
数とよび、逆変換を行う際に使う係数ＡとＣをＡＣ係数
とよぶ。
【００１５】行列の計算時間は次元Ｎの２乗に比例して
増加する。このため、画面を分割し、ブロック化して計
算を行う。コンピュータゲーム装置のような画像処理装
置では、普通は、２５６×２４０ドットの画面を使用し
ているから、転送や演算速度の最適化を考えて１６×１
６ドットに分割して使用してきた（図２）。
増加する。このため、画面を分割し、ブロック化して計
算を行う。コンピュータゲーム装置のような画像処理装
置では、普通は、２５６×２４０ドットの画面を使用し
ているから、転送や演算速度の最適化を考えて１６×１
６ドットに分割して使用してきた（図２）。
【００１６】一方、色を表示する方式としてＲＧＢ方式
とＹＣｒＣｂ方式があるが、各成分を独立して扱えるこ
とから、ＹＣｒＣｂ方式を採用する。ＹＣｒＣｂ方式で
は色を、輝度Ｙと色差Ｕ、Ｖの３成分で表すことができ
る。
とＹＣｒＣｂ方式があるが、各成分を独立して扱えるこ
とから、ＹＣｒＣｂ方式を採用する。ＹＣｒＣｂ方式で
は色を、輝度Ｙと色差Ｕ、Ｖの３成分で表すことができ
る。
【００１７】自然画像においては色の変化が一般になだ
らであることから、画像のサンプリングを図３のように
行うことができる。すなわち、輝度は画素数だけサンプ
リングし、色差は１つ飛びに選んでゆく。
らであることから、画像のサンプリングを図３のように
行うことができる。すなわち、輝度は画素数だけサンプ
リングし、色差は１つ飛びに選んでゆく。
【００１８】隣合う画素の実際の色データが（Ｙ１，Ｕ
１，Ｖ１）、（Ｙ２，Ｕ２，Ｖ２）だったとすると、Ｕ
２、Ｖ２はサンプリングされていないから、再生すると
きは（Ｙ１，Ｕ１，Ｖ１）、（Ｙ２，Ｕ１，Ｖ１）とす
る。
１，Ｖ１）、（Ｙ２，Ｕ２，Ｖ２）だったとすると、Ｕ
２、Ｖ２はサンプリングされていないから、再生すると
きは（Ｙ１，Ｕ１，Ｖ１）、（Ｙ２，Ｕ１，Ｖ１）とす
る。
【００１９】さきにも述べたように、自然画像において
は色の変化が穏やかであるから、このような処理をして
も元の画像を損なうことはない。
は色の変化が穏やかであるから、このような処理をして
も元の画像を損なうことはない。
【００２０】さて、以上のようにブロック化した画像デ
ータを８×８画素単位に扱うとすればＮ＝８であるか
ら。ＤＣＴ／ＩＤＣＴ変換式は F(u,v)=(C(u)C(v)/4)ΣΣf(x,y)cos{πu(2x+1)/16}cos
{πv(2y+1)/16} f(x,y)=ΣΣ(C(u)C(v)/4)F(u,v)cos{πu(2x+1)/16}cos
{πv(2y+1)/16} ここで総和Σの範囲ｕ、ｖ、ｘ、ｙは０〜７と表せる。
ータを８×８画素単位に扱うとすればＮ＝８であるか
ら。ＤＣＴ／ＩＤＣＴ変換式は F(u,v)=(C(u)C(v)/4)ΣΣf(x,y)cos{πu(2x+1)/16}cos
{πv(2y+1)/16} f(x,y)=ΣΣ(C(u)C(v)/4)F(u,v)cos{πu(2x+1)/16}cos
{πv(2y+1)/16} ここで総和Σの範囲ｕ、ｖ、ｘ、ｙは０〜７と表せる。
【００２１】ＡＣ係数に関してはさきに記述した式と変
わらないが、ｕ、ｖ、ｘ、ｙの計算範囲が０〜７とな
る。これにより、計算時間が大幅に向上する。
わらないが、ｕ、ｖ、ｘ、ｙの計算範囲が０〜７とな
る。これにより、計算時間が大幅に向上する。
【００２２】ＤＣＴ変換された画像データは、符号化
時、Ｍｉｄ−ｔｒｅａｔ型量子器（奇数レベル量子器）
などによって線形量子化される。量子化はＹ成分とＣ
（Ｕ、Ｖ）成分を独立して行う。また６４個（＝８×
８）のＤＣＴ係数に対しても、個別の量子化ステップで
量子化（割り算）する。量子化後の係数は９ビットで表
現される。
時、Ｍｉｄ−ｔｒｅａｔ型量子器（奇数レベル量子器）
などによって線形量子化される。量子化はＹ成分とＣ
（Ｕ、Ｖ）成分を独立して行う。また６４個（＝８×
８）のＤＣＴ係数に対しても、個別の量子化ステップで
量子化（割り算）する。量子化後の係数は９ビットで表
現される。
【００２３】一方、復号時は逆に量子化ステップを乗算
してＤＣＴ係数を再生する。この量子化処理は復号画像
の画質と圧縮率の両方に対して影響を及ぼすものであ
り、もっとも重要な符号化パラメータといえる。それを
行うパラメータが量子化マトリックステーブルである。
これをＱテーブルと呼んでいる。
してＤＣＴ係数を再生する。この量子化処理は復号画像
の画質と圧縮率の両方に対して影響を及ぼすものであ
り、もっとも重要な符号化パラメータといえる。それを
行うパラメータが量子化マトリックステーブルである。
これをＱテーブルと呼んでいる。
【００２４】Ｑテーブルは画像の画質のきめ細かさを決
めるもので、画像の質によってＱテーブルも変わってく
る。このため、従来のやり方は、複数のＱテーブルを用
意しておき、量子化のレベルを変えたいときには、画像
データとともに複数のＱテーブルを復号装置に送り、逆
量子化を行っていた。
めるもので、画像の質によってＱテーブルも変わってく
る。このため、従来のやり方は、複数のＱテーブルを用
意しておき、量子化のレベルを変えたいときには、画像
データとともに複数のＱテーブルを復号装置に送り、逆
量子化を行っていた。
【００２５】その様子を示したのが図４である。復号装
置でどのＱテーブルを選ぶかはテーブル番号で判定す
る。このテーブル番号もＱテーブルとともに転送する。
このように、複数のＱテーブルを常にもち、しかも転送
しなければならないから、多くのメモリ容量をくい、し
かも転送時間が掛かっていた。
置でどのＱテーブルを選ぶかはテーブル番号で判定す
る。このテーブル番号もＱテーブルとともに転送する。
このように、複数のＱテーブルを常にもち、しかも転送
しなければならないから、多くのメモリ容量をくい、し
かも転送時間が掛かっていた。
【００２６】このため、きめ細かい画質を得ようとする
と、Ｑテーブルを納めるバッファ容量を大きく取る必要
があった。また従来の方法では、Ｑテーブルの大きさに
よる圧縮率の低下も目立っていた。
と、Ｑテーブルを納めるバッファ容量を大きく取る必要
があった。また従来の方法では、Ｑテーブルの大きさに
よる圧縮率の低下も目立っていた。
【００２７】なお図４中、「符号化」とは画像データ圧
縮するための処理で、２進数データ（コンピュータ内の
データはすべてこの形式）を個数に変換する処理であ
る。コンピュータ内ではすべてのデータがオン／オフの
２進数表現になっている。たとえば、
縮するための処理で、２進数データ（コンピュータ内の
データはすべてこの形式）を個数に変換する処理であ
る。コンピュータ内ではすべてのデータがオン／オフの
２進数表現になっている。たとえば、
【００２８】00000000001111111111110000011111111000
0000011100…… のようにである。０（オフ）から始まるか１（オン）で
始まるかは別として、必ず０がいくつか続いたあとには
１が来、１がいくつか続いたあとには０が来る。このこ
とからデータ転送時、データそのものを送らないで、個
数だけを送る。上記の例では、
0000011100…… のようにである。０（オフ）から始まるか１（オン）で
始まるかは別として、必ず０がいくつか続いたあとには
１が来、１がいくつか続いたあとには０が来る。このこ
とからデータ転送時、データそのものを送らないで、個
数だけを送る。上記の例では、
【００２９】１０ １１ ５ ８ ８ ３ ２ …… と送る。もっともこの個数もコンピュータ内では
【００３０】１０１０ １０１１ １０１ １０００
１０００ １１ １０ …… と表現されるから、句切りがわからない。そこであるル
ールに従って、以下のように区切り文字を入れる。
１０００ １１ １０ …… と表現されるから、句切りがわからない。そこであるル
ールに従って、以下のように区切り文字を入れる。
【００３１】１０１０＊１０１１＊１０１＊１０００＊
１０００＊１１＊１０ …… ＊部分に２進数表現で何を入れるかは、ルールによって
異なる。一般に広く使われているのがハフマン符号であ
る。ハフマン符号はもっとも多く出現する数値をもっと
も短い記号で当てはめ、出現頻度が低くなるほど区切り
記号も長くするというものである。
１０００＊１１＊１０ …… ＊部分に２進数表現で何を入れるかは、ルールによって
異なる。一般に広く使われているのがハフマン符号であ
る。ハフマン符号はもっとも多く出現する数値をもっと
も短い記号で当てはめ、出現頻度が低くなるほど区切り
記号も長くするというものである。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、２進数
にしたときに同じ数字が多く列べば列ぶほど、圧縮率は
高くなる。Ｑテーブルを画像データに掛けたり割ったり
するのも、この圧縮率を高めることが１つの目的でもあ
る。しかし従来技術ではＱテーブルが複数あり、Ｑテー
ブル自体が多くのメモリを要し、きめ細かな処理が施せ
なかった。
にしたときに同じ数字が多く列べば列ぶほど、圧縮率は
高くなる。Ｑテーブルを画像データに掛けたり割ったり
するのも、この圧縮率を高めることが１つの目的でもあ
る。しかし従来技術ではＱテーブルが複数あり、Ｑテー
ブル自体が多くのメモリを要し、きめ細かな処理が施せ
なかった。
【００３３】本発明は複数のＱテーブルをもたなくて
も、画像の質を変えられる方法を開発し、画像データの
圧縮を高めることを目的とする。
も、画像の質を変えられる方法を開発し、画像データの
圧縮を高めることを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】本発明では、Ｑテーブル
を複数用意するのではなく、ある演算規則に従ってＱテ
ーブルの係数を増減させるようにする。これをＱファク
タとよぶ。Ｑテーブルは画像データ転送の初期化時と、
Ｑテーブルの内容を任意に変更するときにＱテーブルを
転送し、前のＱテーブルと置き換える。したがって通常
はＱテーブルを固定させておき、ブロックの前にＱファ
クタをつけて転送し、ブロックごとに画質を変えられる
ようにする。
を複数用意するのではなく、ある演算規則に従ってＱテ
ーブルの係数を増減させるようにする。これをＱファク
タとよぶ。Ｑテーブルは画像データ転送の初期化時と、
Ｑテーブルの内容を任意に変更するときにＱテーブルを
転送し、前のＱテーブルと置き換える。したがって通常
はＱテーブルを固定させておき、ブロックの前にＱファ
クタをつけて転送し、ブロックごとに画質を変えられる
ようにする。
【００３５】復号時、転送されてきたデータがＱテーブ
ルの場合は、その時点で前のものと置き換え、Ｑファク
タと演算して使用する。転送されてきたものがＱファク
タの場合はすでに前に送られてきたＱテーブルと演算
し、演算結果を用いて逆量子化を行う。
ルの場合は、その時点で前のものと置き換え、Ｑファク
タと演算して使用する。転送されてきたものがＱファク
タの場合はすでに前に送られてきたＱテーブルと演算
し、演算結果を用いて逆量子化を行う。
【００３６】図５は、本発明におけ圧縮画像データの流
れである。基本的には従来と同じハードウェア構成であ
るが、Ｑテーブルは常に一時点１個である。量子化、逆
量子化はＱテーブルとＱファクタで行う。Ｑファクタは
ブロック単位に設定でき、画質をブロック単位に決定で
きるようにしている。Ｑファクタでは対処できない画像
に対しては、新たにその画質に合ったＱテーブルを用意
し、前のＱテーブルと置き換える。
れである。基本的には従来と同じハードウェア構成であ
るが、Ｑテーブルは常に一時点１個である。量子化、逆
量子化はＱテーブルとＱファクタで行う。Ｑファクタは
ブロック単位に設定でき、画質をブロック単位に決定で
きるようにしている。Ｑファクタでは対処できない画像
に対しては、新たにその画質に合ったＱテーブルを用意
し、前のＱテーブルと置き換える。
【００３７】
【実施例】本発明の一実施例の画像処理装置について説
明する。図６にブロック図を示す。ＣＤーＲＯＭ等のゲ
ームソフト記録媒体、３２ビットＣＰＵ、画像・音声デ
ータ転送制御と各装置のインターフェースを主とするコ
ントロールユニット、画像データ伸張変換ユニット、画
像データ出力ユニット、音声データ出力ユニット、ビデ
オエンコーダユニット、ＶＤＰユニットなどで構成され
ている。各ユニット専用にＫ−ＲＡＭ、Ｍ−ＲＡＭ、Ｒ
−ＲＡＭ、Ｖ−ＲＡＭといったメモリを保有している。
明する。図６にブロック図を示す。ＣＤーＲＯＭ等のゲ
ームソフト記録媒体、３２ビットＣＰＵ、画像・音声デ
ータ転送制御と各装置のインターフェースを主とするコ
ントロールユニット、画像データ伸張変換ユニット、画
像データ出力ユニット、音声データ出力ユニット、ビデ
オエンコーダユニット、ＶＤＰユニットなどで構成され
ている。各ユニット専用にＫ−ＲＡＭ、Ｍ−ＲＡＭ、Ｒ
−ＲＡＭ、Ｖ−ＲＡＭといったメモリを保有している。
【００３８】ＣＰＵはメモリサポートを通じて直接ＤＲ
ＡＭを制御できるメモリ制御機能と、Ｉ／Ｏポートを通
じて様々な周辺機器と通信できるＩ／Ｏ制御機能を持っ
ている。また、タイマとパラレル入出力ポートと割り込
み制御機構も備えている。
ＡＭを制御できるメモリ制御機能と、Ｉ／Ｏポートを通
じて様々な周辺機器と通信できるＩ／Ｏ制御機能を持っ
ている。また、タイマとパラレル入出力ポートと割り込
み制御機構も備えている。
【００３９】ＣＰＵがＶＲＡＭに書き込んだ表示データ
はＶＤＰユニットが読みだし、データをビデオエンコー
ダユニットへ送ることで画面に表示される。ＶＤＰユニ
ットには、従来通りの８×８ブロックの外部ブロックシ
ーケンシャル形式のバックグラウンドとスプライトの組
合せによる画面が最大２面得られる。
はＶＤＰユニットが読みだし、データをビデオエンコー
ダユニットへ送ることで画面に表示される。ＶＤＰユニ
ットには、従来通りの８×８ブロックの外部ブロックシ
ーケンシャル形式のバックグラウンドとスプライトの組
合せによる画面が最大２面得られる。
【００４０】コントローラユニットのブロック図を図７
に示す。コントローラユニットはＳＣＳＩコントローラ
を内蔵し、ＣＤ−ＲＯＭなどの外部記憶装置からＳＣＳ
Ｉインターフェースを介して画像や音声などのデータを
取り込む。取り込まれたデータはいったんＫ−ＲＡＭに
バッファリングされる。コントローラユニットにはＤＲ
ＡＭコントローラが内蔵され、この働きによりＫ−ＲＡ
Ｍに蓄えられたデータは決められたタイミングで読み出
される。
に示す。コントローラユニットはＳＣＳＩコントローラ
を内蔵し、ＣＤ−ＲＯＭなどの外部記憶装置からＳＣＳ
Ｉインターフェースを介して画像や音声などのデータを
取り込む。取り込まれたデータはいったんＫ−ＲＡＭに
バッファリングされる。コントローラユニットにはＤＲ
ＡＭコントローラが内蔵され、この働きによりＫ−ＲＡ
Ｍに蓄えられたデータは決められたタイミングで読み出
される。
【００４１】自然画バックグラウンド画像データは、コ
ントローラユニット内で１ドットデータ単位でプライオ
リティ判定を行ってビデオエンコーダユニットに送り出
す。
ントローラユニット内で１ドットデータ単位でプライオ
リティ判定を行ってビデオエンコーダユニットに送り出
す。
【００４２】データ圧縮された動画像（フルカラー、パ
レット）データは画像データ伸長ユニットに送る。図８
に画像データ伸長ユニットのブロック図を示す。画像デ
ータ伸長ユニットはデータの伸長を行った後ビデオエン
コーダユニットに送る。画像データ伸張ユニットでは、
自然画動画向けのＤＣＴ返変換およびハフマン符号化方
式圧縮データ、アニメーション動画向けのランレングス
符号化方式圧縮データを取り扱うことが出来る。逆ＤＣ
Ｔ変換手段、逆量子化手段、ハフマン符号化復号手段、
ランレングス符号化復号手段を備えている。
レット）データは画像データ伸長ユニットに送る。図８
に画像データ伸長ユニットのブロック図を示す。画像デ
ータ伸長ユニットはデータの伸長を行った後ビデオエン
コーダユニットに送る。画像データ伸張ユニットでは、
自然画動画向けのＤＣＴ返変換およびハフマン符号化方
式圧縮データ、アニメーション動画向けのランレングス
符号化方式圧縮データを取り扱うことが出来る。逆ＤＣ
Ｔ変換手段、逆量子化手段、ハフマン符号化復号手段、
ランレングス符号化復号手段を備えている。
【００４３】ビデオエンコーダユニットではＶＤＰユニ
ット、コントローラユニット、画像データ伸長ユニット
から送られてきたＶＤＰ画像、自然画バックグラウンド
画像、動画像（フルカラー、パレット）データの重ね合
わせ処理、カラーパレット再生、特殊効果処理、および
Ｄ／Ａ変換などの処理を施して出力し、さらに外部回路
によって、最終的にＹＣｒＣｂ信号にエンコードされた
画像信号が出力される。
ット、コントローラユニット、画像データ伸長ユニット
から送られてきたＶＤＰ画像、自然画バックグラウンド
画像、動画像（フルカラー、パレット）データの重ね合
わせ処理、カラーパレット再生、特殊効果処理、および
Ｄ／Ａ変換などの処理を施して出力し、さらに外部回路
によって、最終的にＹＣｒＣｂ信号にエンコードされた
画像信号が出力される。
【００４４】ＣＤ−ＲＯＭなどから読み込まれたＡＤＰ
ＣＭ音声データは、画像データと同様にＫＲＡＭでバッ
ファリングされた後に、コントローラユニットにより音
声データ出力ユニットへ送られ、再生される。
ＣＭ音声データは、画像データと同様にＫＲＡＭでバッ
ファリングされた後に、コントローラユニットにより音
声データ出力ユニットへ送られ、再生される。
【００４５】本実施例の装置では、図９に示すように、
１ブロックを１６×１６ドット（画素）で定義し、画像
データの転送は１６ラスタ単位で行っている。符号化し
圧縮データを転送するときの形式を図１０のように設定
する。図中、Ａは画像データの種類を表す。ＡがＦ３
Ｈ、Ｆ２Ｈ、Ｆ１Ｈ、Ｆ０Ｈはパレット付き画像データ
の場合で、アニメ画像などに利用する（ｘｘＨは１６進
数のｘｘ）。Ｂは圧縮データ領域のデータ長上位バイ
ト、Ｃは下位バイトを表し、Ｄは圧縮データを２バイト
バウンダリにするためのデータ領域を表す。
１ブロックを１６×１６ドット（画素）で定義し、画像
データの転送は１６ラスタ単位で行っている。符号化し
圧縮データを転送するときの形式を図１０のように設定
する。図中、Ａは画像データの種類を表す。ＡがＦ３
Ｈ、Ｆ２Ｈ、Ｆ１Ｈ、Ｆ０Ｈはパレット付き画像データ
の場合で、アニメ画像などに利用する（ｘｘＨは１６進
数のｘｘ）。Ｂは圧縮データ領域のデータ長上位バイ
ト、Ｃは下位バイトを表し、Ｄは圧縮データを２バイト
バウンダリにするためのデータ領域を表す。
【００４６】Ｑテーブルの初期化時またはＱテーブルを
書換え時には、図１１の形式でデータ転送する。すなわ
ち、ＩＤＣＴデータの前にＱテーブルをつけてデータ転
送する。それ以外のときは、Ｑテーブルの転送は不要で
ある。
書換え時には、図１１の形式でデータ転送する。すなわ
ち、ＩＤＣＴデータの前にＱテーブルをつけてデータ転
送する。それ以外のときは、Ｑテーブルの転送は不要で
ある。
【００４７】ＩＤＣＴデータの形式を図１２に示す。Ｑ
Ｃｘは逆量子化テーブルに対する係数値、ＮＲＬは次に
データがヌルブロックであることを示す。ＢＬＯＣＫ
ＳＥＴは図１３に示すようになっている。ＺＲＬは１６
個ゼロデータが続くことを示すコードである。ＥＯＢは
ブロック中の以降のデータがすべてゼロであることを示
すコードである。
Ｃｘは逆量子化テーブルに対する係数値、ＮＲＬは次に
データがヌルブロックであることを示す。ＢＬＯＣＫ
ＳＥＴは図１３に示すようになっている。ＺＲＬは１６
個ゼロデータが続くことを示すコードである。ＥＯＢは
ブロック中の以降のデータがすべてゼロであることを示
すコードである。
【００４８】そして、１ブロックは、図１４に示すよう
に、輝度Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、Ｕ１、Ｖ１からな
り、それぞれのブロックの前にＱファクタ（ＱＣｘ）が
つけられる。このＱファクタとＱテーブルをもとにＱ
ｙ’とＱｃ’が求まる。すなわち、
に、輝度Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、Ｕ１、Ｖ１からな
り、それぞれのブロックの前にＱファクタ（ＱＣｘ）が
つけられる。このＱファクタとＱテーブルをもとにＱ
ｙ’とＱｃ’が求まる。すなわち、
【００４９】 Ｑｙ’（ｉ，ｊ）＝ＱＣｘ＊Ｑｙ（ｉ，ｊ）／４ （ｉ，ｊ＝０〜７） Ｑｃ’（ｉ，ｊ）＝ＱＣｘ＊Ｑｃ（ｉ，ｊ）／４ （ｉ，ｊ＝０〜７ かつｉ＝ｊ≠０） ＝ Ｑｃ（ｉ，ｊ）／４ （ｉ＝ｊ＝０）
【００５０】ここで Ｑｙ’ ：量子化／逆量子化演算に使用するＹ用量子化
テーブル Ｑｃ’ ：量子化／逆量子化演算に使用するＣ用量子化
テーブル Ｑｙ ：ダウンロードされたＹ用量子化テーブル Ｑｃ ：ダウンロードされたＣ用量子化テーブル ＱＣｘ ： 一律定数値Ｑファクタ。ＱＣｘ＝ｘ （ｅ
ｘ．ＱＣ７＝７）
テーブル Ｑｃ’ ：量子化／逆量子化演算に使用するＣ用量子化
テーブル Ｑｙ ：ダウンロードされたＹ用量子化テーブル Ｑｃ ：ダウンロードされたＣ用量子化テーブル ＱＣｘ ： 一律定数値Ｑファクタ。ＱＣｘ＝ｘ （ｅ
ｘ．ＱＣ７＝７）
【００５１】と計算される。Ｑテーブルは本来、画面全
体の統計的性質に基づいて決定されるものであるが、１
フレームの画像中にも局所的な性質が変化している。そ
の変化に対応できるように導入したのが、すなわち本発
明のＱファクタである。
体の統計的性質に基づいて決定されるものであるが、１
フレームの画像中にも局所的な性質が変化している。そ
の変化に対応できるように導入したのが、すなわち本発
明のＱファクタである。
【００５２】なおダウンロードとは、外部記憶装置から
ＲＡＭに読み込むことである。画像の質が変わるとそれ
に合わせたＱテーブルが用意されている。ダウンロード
されるＱテーブルの例として、図１５に載せておく。
ＲＡＭに読み込むことである。画像の質が変わるとそれ
に合わせたＱテーブルが用意されている。ダウンロード
されるＱテーブルの例として、図１５に載せておく。
【００５３】
【発明の効果】本発明を用いることによって、画像の圧
縮率を維持したうえで、画像の画質をブロック単位に変
えられるようになった。しかも複数のＱテーブルを同時
にもつことがないから、メモリにゆとりができ、しかも
扱いやすくなっている。
縮率を維持したうえで、画像の画質をブロック単位に変
えられるようになった。しかも複数のＱテーブルを同時
にもつことがないから、メモリにゆとりができ、しかも
扱いやすくなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】量子化とサンプリング（標本化）の説明図であ
る。
る。
【図２】画面構成とブロックの説明図である。。
【図３】Ｙ信号、Ｃ信号のサンプリングと画素の関係を
表す説明図である。
表す説明図である。
【図４】従来の画像処理装置とＱテーブルの流れの説明
図である。。
図である。。
【図５】本発明の圧縮画像データの流れの説明図であ
る。。
る。。
【図６】本発明の実施例の装置のブロック図である。
【図７】本発明の実施例の装置のコントローラユニット
のブロック図である。
のブロック図である。
【図８】本発明の実施例の装置の画像データ伸長ユニッ
トのブロック図である。
トのブロック図である。
【図９】実施例の装置における画像データの表現方法の
説明図である。
説明図である。
【図１０】本発明の実施例における圧縮画像データフォ
ーマットである。
ーマットである。
【図１１】Ｑテーブルを転送する場合のＩＤＣＴデータ
フォーマットである。
フォーマットである。
【図１２】ＩＤＣＴデータの形式を示す図である。
【図１３】ＩＤＣＴデータの形式の例の説明図である。
【図１４】ＩＤＣＴデータの形式の例の説明図である。
【図１５】Ｑテーブルの例を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】図５は、本発明における圧縮画像データの
流れである。基本的には従来と同じハードウェア構成で
あるが、Ｑテーブルは常に一時点１個である。量子化、
逆量子化はＱテーブルとＱファクタで行う。Ｑファクタ
はブロック単位に設定でき、画質をブロック単位に決定
できるようにしている。Ｑファクタでは対処できない画
像に対しては、新たにその画質に合ったＱテーブルを用
意し、前のＱテーブルと置き換える。
流れである。基本的には従来と同じハードウェア構成で
あるが、Ｑテーブルは常に一時点１個である。量子化、
逆量子化はＱテーブルとＱファクタで行う。Ｑファクタ
はブロック単位に設定でき、画質をブロック単位に決定
できるようにしている。Ｑファクタでは対処できない画
像に対しては、新たにその画質に合ったＱテーブルを用
意し、前のＱテーブルと置き換える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４２】データ圧縮された動画像（フルカラー、パ
レット）データは画像データ伸長ユニットに送る。図８
に画像データ伸長ユニットのブロック図を示す。画像デ
ータ伸長ユニットはデータの伸長を行った後ビデオエン
コーダユニットに送る。画像データ伸張ユニットでは、
自然画動画向けのＤＣＴ変換およびハフマン符号化方式
圧縮データ、アニメーション動画向けのランレングス符
号化方式圧縮データを取り扱うことが出来る。逆ＤＣＴ
変換手段、逆量子化手段、ハフマン符号化復号手段、ラ
ンレングス符号化復号手段を備えている。
レット）データは画像データ伸長ユニットに送る。図８
に画像データ伸長ユニットのブロック図を示す。画像デ
ータ伸長ユニットはデータの伸長を行った後ビデオエン
コーダユニットに送る。画像データ伸張ユニットでは、
自然画動画向けのＤＣＴ変換およびハフマン符号化方式
圧縮データ、アニメーション動画向けのランレングス符
号化方式圧縮データを取り扱うことが出来る。逆ＤＣＴ
変換手段、逆量子化手段、ハフマン符号化復号手段、ラ
ンレングス符号化復号手段を備えている。
Claims (2)
- 【請求項１】 量子化手段を含む画像データ圧縮方法に
おいて、使用する量子化マトリックステーブルを規定の
演算規則に従って該マトリックステーブルの係数を増減
させるファクタにより指定する方法を含むことを特徴と
する画像処理方法。 - 【請求項２】 量子化手段を含む方法で作成された圧縮
画像データを用いる画像処理装置において、量子化マト
リックステーブルを規定の演算規則に従って係数を増減
させるファクタを用いて使用テーブルを指定する画像デ
ータに対して、前記ファクタに基づいて逆量子化に用い
るマトリックステーブルを演算処理にて変更する手段を
含むことを特徴とする画像処理装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29807492A JPH06181522A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 画像処理方法および装置 |
| EP19930306987 EP0593159A3 (en) | 1992-10-09 | 1993-09-03 | Image processing apparatus. |
| CA 2105840 CA2105840A1 (en) | 1992-10-09 | 1993-09-09 | Image processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29807492A JPH06181522A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 画像処理方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06181522A true JPH06181522A (ja) | 1994-06-28 |
Family
ID=17854815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29807492A Pending JPH06181522A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 画像処理方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06181522A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002514868A (ja) * | 1998-05-04 | 2002-05-21 | ジェネラル・インスツルメント・コーポレイション | Ｍｐｅｇ−４ビデオの逆量子化のための方法及び装置 |
| US6501858B1 (en) | 1995-05-18 | 2002-12-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image compression and expansion apparatus using a effectively modifiable quantization table |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0449778A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-19 | Ricoh Co Ltd | 画像符号化方法 |
| JPH0487467A (ja) * | 1990-07-31 | 1992-03-19 | Toshiba Corp | 符号化方式 |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP29807492A patent/JPH06181522A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0449778A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-19 | Ricoh Co Ltd | 画像符号化方法 |
| JPH0487467A (ja) * | 1990-07-31 | 1992-03-19 | Toshiba Corp | 符号化方式 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6501858B1 (en) | 1995-05-18 | 2002-12-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image compression and expansion apparatus using a effectively modifiable quantization table |
| JP2002514868A (ja) * | 1998-05-04 | 2002-05-21 | ジェネラル・インスツルメント・コーポレイション | Ｍｐｅｇ−４ビデオの逆量子化のための方法及び装置 |
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