JPH07336681A

JPH07336681A - 画像変換装置

Info

Publication number: JPH07336681A
Application number: JP15169394A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Takahashi; 俊也高橋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】圧縮画像データを入力し、空間解像度、時間
解像度、画質を変換した圧縮画像データを出力する簡易
な構成の画像変換装置を提供すること。【構成】入力ライン１０から、フレーム単位の映像信
号を圧縮符号化して入力する。画像復号化部１では入力
された圧縮画像データAnを実時間画像データRnに戻す。
第２の画像符号化部では、実時間画像データRnの空間解
像度又は時間解像度と異なり、画素数の削減された圧縮
画像データに変換する。又第１の画像符号化部では、第
２の画像符号化部で得られた画像の動き情報に基づい
て、画像数の多い圧縮画像データに変換する。こうする
と第１の画像符号化部のハードウェアは簡略化され、第
２の画像符号化部の画質は劣化せず、複数の画素を有す
るデジタル画像が同時に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮画像の伝送又はデ
ータベース等に用い、圧縮画像データの空間解像度、時
間解像度又は画質を、異なる空間解像度、時間解像度又
は画質の圧縮画像データに変換する画像変換装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】デジタル画像信号は膨大な情報量を有
し、伝送又は記録のためには高能率符号化が不可欠であ
る。近年、様々な画像圧縮符号化技術が提案され、一部
はスケーラビリティの機能を有する符号化方法も開発さ
れている。スケーラビリティとは、利用者が所望の空間
解像度、時間解像度、又は画質で画像を利用できる機能
であり、例えば１つの伝送路からＨＤＴＶと標準ＴＶを
利用者の要求に応じて受信できることを示す。

【０００３】次に図面を参考にしながら、上述したスケ
ーラビリティ機能を有する従来の画像符号化方法の一例
であるＭＰＥＧ方式を用いた画像符号化装置（画像変換
装置を含む）について説明する。図１７及び図１８は従
来のＭＰＥＧ方式の画像符号化装置の構成を示すブロッ
ク図である。画像符号化装置は図１７に示す第１の画像
符号化部７と、図１８に示す第２の画像符号化部８とで
構成される。画像符号化部７と画像符号化部８とでは、
処理できる画像のサイズ又は画素数が異なっている。
尚、図１７及び図１８において、実線で示す信号ライン
は映像信号のラインを表し、破線で示す信号ラインは映
像信号以外の信号（後述するサイド情報等）を表すもの
とする。

【０００４】映像（画像）信号は、インターレース走査
されており、フレーム単位に区切って入力するものとす
る。又図１７の入力端子７０に入力された映像信号は圧
縮化されていないデジタル映像信号とする。入力画像は
まず図１８の第１の解像度変換回路９１に入力され、水
平及び垂直とも１／２の解像度（画素数）の画像に変換
される。符号化の最初のフレームは、差分を取ることな
くフレーム内符号化をする。まず、入力画像データは、
差分器を介してＤＣＴモード判定回路８２とＤＣＴ回路
８３に与えられる。ＤＣＴモード判定回路８２は２次元
ブロック単位でライン間の差分をとるなどして、画像の
動きの大小を検出し、フレーム単位又はフィールド単位
でＤＣＴを行うかの判定をし、その結果をＤＣＴモード
情報としてＤＣＴ回路８３に出力する。

【０００５】ＤＣＴ回路８３はＤＣＴモード情報を入力
し、フレーム単位又はフィールド単位でＤＣＴを行い、
画像データを変換係数に変換する。量子化回路８４はＤ
ＣＴ回路８３から与えられた変換係数を量子化し、可変
長符号化回路８５と逆量子化回路８６に出力する。可変
長符号化回路８５は量子化信号を可変長符号化し、図１
７のマルチプレクサ９３を介して伝送路に送出する。ま
た量子化後の変換係数は逆量子化回路８６で逆量子化さ
れ、逆ＤＣＴ回路８７に入力される。逆ＤＣＴ回路８７
は入力データを実時間の画像データに戻し、フレームバ
ッファ８８に蓄える。

【０００６】画像は一般的に相関が高いため、ＤＣＴを
行なうと低い周波数成分に対応する変換係数にエネルギ
ーが集中する。従って、視覚的に目立たない高い周波数
成分を粗く、重要な成分である低い周波数成分を細かく
量子化を行なうことで、画質劣化を最小限にとどめ、か
つデータ量を減らすことができる。また、インターレー
ス走査した画像は、動きが小さいときはフレーム内の相
関が強く、動きが大きいときはフレーム間の相関は小さ
く、逆にフィールド内の相関が高い。このようなインタ
ーレース走査の特性を利用し、フレーム単位又はフィー
ルド単位でＤＣＴを切り換えることにより、インターレ
ース画像も効率良く符号化することが可能となる。

【０００７】一方、フレーム内符号化されたフレーム以
降の画像は、フレームごとに予測値を計算し、前記予測
値との差分、すなわち予測誤差を符号化する。符号化装
置としては、まず予測に用いる画像を第１の解像度変換
回路９１より取り出し、動き検出回路８１に与える。動
き検出回路８１は画像の動きベクトルを、例えば良く知
られた全探索方法を用いて２次元ブロック単位に求め
る。

【０００８】次に、フレームバッファ８８及び動き補償
回路８９は、動き検出回路８１で検出した動きベクトル
を用いて、次のフレームの動き補償した予測値を２次元
ブロック単位で生成する。生成した予測値と入力画像デ
ータの差分を計算して予測誤差を得て、予測誤差をフレ
ーム内符号化と同様の方法で符号化する。ここで動き補
償に用いた動きベクトル、ブロック単位の動き補償の状
態を表す動き補償情報、ＤＣＴモード情報などはサイド
情報として可変長符号化回路８５に与えられ、符号化さ
れた係数と共にマルチプレクサ９３を介して図示しない
復号器に伝送される。

【０００９】以上の画像符号化装置によれば、予測誤差
を最適に符号化することになるので、フレーム内符号化
のように、画像データを直接符号化する場合に比べ、エ
ネルギーが減少し、さらに高効率な符号化が可能とな
る。

【００１０】これに対して図１７の画像符号化部７は、
解像度を変換しない画像の圧縮符号化回路である。画像
符号化部７には、図１８の画像符号化部７と同様に、動
き検出回路７１、ＤＣＴモード判定回路７２、ＤＣＴ回
路７３，量子化回路７４、可変長符号化回路７５、逆量
子化回路７６、逆ＤＣＴ回路７７、加算器、フレームバ
ッファ７８、動き補償回路７９が設けられている。画像
符号化部７は基本的には、画像符号化部８と同様にデジ
タル画像信号を圧縮符号化するが、予測値生成に解像度
の低い画像を使うことができる点が画像符号化部８と異
なる。予測値生成は動き補償回路７９で行うが、その際
にフレームバッファ８８に記憶した解像度の低い前フレ
ームの画像を図１８の解像度変換回路９２に入力し、解
像度を水平及び垂直とも２倍に拡大する。そして動き補
償回路７９は、第２の解像度変換回路９２で得られた原
画像と同一サイズの画像を予測値の候補の一つとして用
いる。図１７の動き補償回路７９は、フレームバッファ
７８から読み出した予測値と、第２の解像度変換回路９
２の出力の内、原画と差分を計算して小さい方を選択し
てＤＣＴ回路７３に与える。

【００１１】以上の方法で画像符号化部７が高解像度の
画像を符号化することにより、低解像度と類似の部分は
符号化の必要がなくなり、符号化効率を上げることがで
きる。上述した低解像度及び高解像度の符号化画像デー
タは、マルチプレクサ９３で多重化され、伝送路に送出
される。

【００１２】一方、図示しない復号器では、１種類の符
号化画像データから、低解像度の符号化画像データを取
り出して復号することで低解像度の画像が得られる。ま
た、低解像度と高解像度の両方の符号化画像データを取
り出して復号することで、高解像度の画像を得ることが
できる。従って、利用者は状況に応じて低解像度と高解
像度の画像を切り換えて受信可能となる。（例えば、IS
O/IEC JTC1/SC29 N659, "ISO/IEC CD 13818-2: Informa
tion technology - Generic coding of movingpictures
and associated audio information - Part 2: Vide
o", 1993.12を参照）

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
画像符号化方法によるスケーラビリティ機能の実現には
以下の問題がある。

【００１４】第１に、高解像度の画像の画質が低下す
る。低解像度の圧縮画像データの転送レートをｂとし、
高解像度の圧縮画像データの転送レートｃとすると、従
来の符号化方法で圧縮した画像の転送レートの合計ａ
は、ａ＝ｂ＋ｃとなる。高解像度の圧縮画像の画質は、
転送レートａを全て使って符号化した場合と、転送レー
トｂ、ｃを夫々用いて、２つの解像度の異なる圧縮画像
データに分けて符号化した場合では、全て利用した方が
優れていることが実験的に明らかになっている。

【００１５】第２に、受信側の復号化装置が複雑にな
る。高解像度の圧縮画像データを復号化する場合、従来
の符号化方法では低解像度の復号化装置と、高解像度の
復号化装置の両方がないと復号できないという問題点が
あった。

【００１６】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、スケーラビリティ機能を有し、
画質劣化がなく簡易な構成で復号化装置が構成できるよ
うにした画像変換装置を提供することを目的としてい
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、フレーム単位の映像信号が圧縮符号化された１つ以
上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を入力し、圧縮
画像データAnを復号し、実時間画像データRnに戻す画像
復号化部と、画像復号化部から実時間画像データRnが入
力され、互いに異なる空間解像度を有する１種類以上の
圧縮画像データBnに変換して出力する画像符号化部と、
を具備することを特徴とするものである。

【００１８】本願の請求項２の発明は、フレーム単位の
映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像データ
An (ｎは正の整数）を入力し、圧縮画像データAnを復号
し、実時間画像データRnに戻す画像復号化部と、画像復
号化部から実時間画像データRnが入力され、互いに異な
る時間解像度を有する１種類以上の圧縮画像データBnに
変換して出力する画像符号化部と、を具備することを特
徴とするものである。

【００１９】本願の請求項３の発明は、フレーム単位の
映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像データ
An (ｎは正の整数）を入力し、圧縮画像データAnを復号
し、実時間画像データRnに戻す画像復号化部と、画像復
号化部から実時間画像データRnが入力され、互いに異な
る量子化レベルを有する１種類以上の圧縮画像データBn
に変換して出力する画像符号化部と、を具備することを
特徴とするものである。

【００２０】本願の請求項４の発明は、実時間画像デー
タRnを圧縮画像データBnに変換して圧縮符号化する際、
圧縮画像データAnを復号して得た画像データ以外のサイ
ド情報を利用して圧縮符号化することを特徴とするもの
である。

【００２１】本願の請求項５の発明は、フレーム単位の
映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像データ
An (ｎは正の整数）を保持する記憶部と、記憶部より圧
縮画像データAnが入力され、互いに異なる空間解像度を
有する１種類以上の圧縮画像データBnに変換して出力す
る画像符号化部と、を具備することを特徴とするもので
ある。

【００２２】本願の請求項６の発明は、フレーム単位の
映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像データ
An (ｎは正の整数）を保持する記憶部と、記憶部より圧
縮画像データAnが入力され、互いに異なる時間解像度を
有する１種類以上の圧縮画像データBnに変換して出力す
る画像符号化部と、を具備することを特徴とするもので
ある。

【００２３】本願の請求項７の発明は、フレーム単位の
映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像データ
An (ｎは正の整数）を保持する記憶部と、記憶部より圧
縮画像データAnが入力され、直交変換係数において互い
に異なる量子化レベルを有する１種類以上の圧縮画像デ
ータBnに変換して出力する画像符号化部と、を具備する
ことを特徴とするものである。

【００２４】本願の請求項８の発明は、フレーム単位の
映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像データ
An (ｎは正の整数）を入力し、圧縮画像データAnを復号
し、実時間画像データRnに戻す画像復号化部と、画像復
号化部から実時間画像データRnが入力され、異なる空間
解像度を有する圧縮画像データBn１・・Bnk に変換して
出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、画像復号化
部、第１・・第ｋの画像符号化部の画像データを択一的
に選択するセレクタと、を具備することを特徴とするも
のである。

【００２５】本願の請求項９の発明は、フレーム単位の
映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像データ
An (ｎは正の整数）を入力し、圧縮画像データAnを復号
し、実時間画像データRnに戻す画像復号化部と、画像復
号化部から実時間画像データRnが入力され、異なる時間
解像度を有する圧縮画像データBn１・・Bnk に変換して
出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、画像復号化
部、第１・・第ｋの画像符号化部の画像データを択一的
に選択するセレクタと、を具備することを特徴とするも
のである。

【００２６】本願の請求項１０の発明は、フレーム単位
の映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像デー
タAn (ｎは正の整数）を入力し、圧縮画像データAnを復
号し、実時間画像データRnに戻す画像復号化部と、画像
復号化部から実時間画像データRnが入力され、異なる量
子化レベルを有する圧縮画像データBn１・・Bnk に変換
して出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、画像復号
化部、第１・・第ｋの画像符号化部の画像データを択一
的に選択するセレクタと、を具備することを特徴とする
ものである。

【００２７】本願の請求項１１の発明は、フレーム単位
の映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像デー
タAn (ｎは正の整数）を入力し、圧縮画像データAnを復
号し、実時間画像データRnに戻す画像復号化部と、画像
復号化部から実時間画像データRnが入力され、異なる時
間解像度を有する圧縮画像データBn１・・Bnk に変換し
て出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、第１・・第
ｋの画像符号化部の解像度を特定値に指示する制御信号
を入力する要求入力端子と、を具備することを特徴とす
るものである。

【００２８】本願の請求項１２の発明は、フレーム単位
の映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像デー
タAn (ｎは正の整数）を入力し、圧縮画像データAnを復
号し、実時間画像データRnに戻す画像復号化部と、画像
復号化部から実時間画像データRnが入力され、異なる空
間解像度を有する圧縮画像データBn１・・Bnk に変換し
て出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、第１・・第
ｋの画像符号化部の解像度を特定値に指示する制御信号
を入力する要求入力端子と、を具備することを特徴とす
るものである。

【００２９】本願の請求項１３の発明は、フレーム単位
の映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像デー
タAn (ｎは正の整数）を入力し、圧縮画像データAnを復
号し、実時間画像データRnに戻す画像復号化部と、画像
復号化部から実時間画像データRnが入力され、異なる量
子化レベルを有する圧縮画像データBn１・・Bnk に変換
して出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、第１・・
第ｋの画像符号化部の量子化レベルを特定値に指示する
制御信号を入力する要求入力端子と、を具備することを
特徴とするものである。

【００３０】本願の請求項１４の発明は、フレーム単位
の映像信号が圧縮符号化された１つ以上の圧縮画像デー
タAn (ｎは正の整数）を入力し、可変長復号化して変換
係数を再生する可変長復号回路と、可変長復号回路の出
力する変換係数の内、解像度が夫々異なる変換係数を選
択する複数の係数選択回路と、複数の係数選択回路のデ
ータを夫々可変長符号化する複数の可変長符号化回路
と、を具備することを特徴とするものである。

【００３１】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１〜４の
発明によれば、画像復号化部はフレーム単位の映像信号
における圧縮画像データAnを入力し、これを復号して実
時間画像データRnに戻す。つぎに画像符号化部は、画像
復号化部から実時間画像データRnが入力されると、互い
に異なる空間解像度、時間解像度又は量子化レベルを有
する１種類以上の圧縮画像データBnに変換して出力す
る。

【００３２】また本願の請求項５〜７の発明によれば、
画像復号化部はフレーム単位の映像信号における圧縮画
像データAnを記憶部から読み出し、これを復号して実時
間画像データRnに戻す。つぎに画像符号化部は、画像復
号化部から実時間画像データRnが入力されると、互いに
異なる空間解像度、時間解像度又は量子化レベルを有す
る１種類以上の圧縮画像データBnに変換して出力する。
こうすると記憶部に高解像度の圧縮画像データを１種類
記録しておくだけで、解像度の変換された複数の画像を
取り出せることとなる。

【００３３】また本願の請求項８〜１０の発明によれ
ば、画像復号化部はフレーム単位の映像信号における圧
縮画像データAnを入力し、これを復号して実時間画像デ
ータRnに戻す。つぎに画像符号化部は、画像復号化部か
ら実時間画像データRnが入力されると、互いに異なる空
間解像度又は時間解像度を有する１種類以上の圧縮画像
データBnに変換して出力する。受信側で圧縮画像データ
を復号するとき、セレクタを切換え、特定の解像度の画
像を再生する。こうすると伝送レートを高くしないで画
像データが伝送できる。

【００３４】また本願の請求項１１〜１３の発明によれ
ば、画像復号化部はフレーム単位の映像信号における圧
縮画像データAnを入力し、これを復号して実時間画像デ
ータRnに戻す。つぎに画像符号化部は、画像復号化部か
ら実時間画像データRnが入力されると、要求入力端子か
ら入力された解像度で１種類以上の圧縮画像データBnに
変換して出力する。こうすると解像度を任意に指定でき
る。

【００３５】また本願の請求項１４の発明によれば、可
変長復号化回路で復号された変換係数を、再生すべき画
像の解像度に合わせて選択できるようにしている。

【００３６】以上のように、高解像度の圧縮画像データ
は転送レートの許容限度まで利用して伝送されるため、
再生側の画質が低下することはない。また、所定の解像
度の圧縮画像データを切り替えて出力することが可能な
ため、復号化装置も簡単になる。通常、高解像度の画像
が復号できる復号装置は、低解像度の画像も復号可能な
ため、本発明の画像変換装置を用いて符号化した圧縮画
像データは１つの高解像度用復号装置での復号が可能と
なる。

【００３７】

【実施例】本発明の第１実施例における画像変換装置に
ついて、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は第
１実施例における画像変換装置のうち、画像復号化部１
の構成を示すブロック図、図２は第１の画像符号化部２
の構成を示すブロック図、図３は第２の画像符号化部３
の構成を示すブロック図である。なお、従来例を示す図
１７及び図１８と同一部分は同一の符号を付け、説明を
省略する。

【００３８】図１において信号ライン１０は圧縮された
高解像度の画像データAn（ｎは正の整数）が送出される
信号ラインとする。画像復号化部１は、信号ライン１０
に送出された圧縮画像データを復号し、元の実時間のデ
ジタル画像信号Rnに変換する回路である。画像復号化部
１は、一般の復号化器と同様に、可変長復号化回路１
１、逆量子化回路１２、逆ＤＣＴ回路１３、加算器、フ
レームバッファ１４、簡易動き補償回路１５により構成
される。

【００３９】次に図２に示す画像符号化部２は、画像復
号化部１で復号された高解像度のデジタル画像信号を入
力し、第１の解像度に変換された圧縮画像データBn１を
生成する回路であり、一般の画像符号化回路よりハード
ウェアを簡単にしたものである。画像符号化部２は、Ｄ
ＣＴ回路２１、量子化回路２２、可変長符号化回路２
３、逆量子化回路２４、逆ＤＣＴ回路２５、加算器、フ
レームバッファ２６、簡易動き補償回路２７、第１の解
像度変換回路２８、スケーリング回路２９により構成さ
れる。

【００４０】また図３に示す画像符号化部３は、画像復
号化部１で復号された高解像度のデジタル画像信号を第
１の解像度変換回路２８を介して入力し、第２の解像度
に変換された圧縮画像データBn２に生成する回路であ
る。画像符号化部３は画像符号化部２より画像サイズ
（垂直及び水平方向の画像数）の小さい圧縮画像データ
を出力する。なお、画像符号化部３には、画像符号化部
２より画質を重視するため、ＤＣＴ回路３３、量子化回
路３４、可変長符号化回路３５、逆量子化回路３６、逆
ＤＣＴ回路３７、加算器、フレームバッファ３８、第２
の解像度変換回路４０に加えて、動き検出回路３１、Ｄ
ＣＴモード判定回路３２、動き補償回路３９が設けられ
ている。

【００４１】このように構成された第１実施例の画像変
換装置の動作について説明する。今図１の信号ライン１
０から高解像度の圧縮画像データが画像変換装置に入力
されたとする。入力された圧縮画像データはそのまま信
号ライン１０に出力されると同時に、画像復号部１に入
力され、実時間データに戻される。即ち可変長復号化回
路１１で圧縮画像データを可変長復号化すると共に、サ
イド情報を復号する。復号化された画像データは逆量子
化回路１２で逆量子化する。そして逆ＤＣＴ回路１３
は、サイド情報に含まれるＤＣＴモード情報に応じてフ
レーム又はフィールド単位に逆ＤＣＴを行い、変換係数
を再生する。こうすると画像データは実時間の画像デー
タに戻される。

【００４２】一方、これらのデータは差分符号化されて
いるため、サイド情報に含まれる動きベクトル、及び動
き補償モード情報を用いて、フレームバッファ１４、簡
易動き補償回路１５で予測画像を生成し、加算器で逆Ｄ
ＣＴ回路１３の出力データと加算して復号画像データを
作成する。簡易動き補償回路１５は、従来例の画像符号
化装置の動き補償回路７９、８９と比較して簡素化され
ている。何故なら送信側の符号化装置で動き補償モード
が既に決定しているため、画像復号部１では動き補償モ
ードを選択するための回路、即ち２乗誤差計算回路など
を持つ必要がなく、圧縮画像データから復号した動き補
償モード情報に応じて予測画像を出力するだけで良い。

【００４３】復号した画像データは図２の第１の解像度
変換回路２８に入力され、解像度が水平及び垂直とも１
／２に低下される。解像度を下げた画像は、従来例と同
様の動作で圧縮符号化するが、その際に復号して得たＤ
ＣＴモード情報、動き補償情報、動きベクトルなどのサ
イド情報をスケーリング回路２９に与え、スケーリング
して符号化に用いる。サイド情報はブロックなどの一定
単位に存在するので、解像度を例えば１／４にすると、
低解像度の画像ブロック１つに対し、高解像度の画像ブ
ロックの４つの情報が対応する。

【００４４】スケーリングには、例えば該当するブロッ
ク（この例では４つのブロック）の平均値、最頻値、中
央値、周囲のブロックから補間して得られる代表値をと
るなどの方法がある。このように復号して抽出したサイ
ド情報を、符号化に利用することで動き検出回路が不要
になり、また簡易動き補償回路が使えるなどハードウェ
アが簡略化できる。

【００４５】次に、第１の解像度変換回路２８の出力は
図３の第２の解像度変換回路４０にも入力し、解像度を
水平及び垂直とも更に１／２に落とす。第２の解像度変
換回路４０の出力は、従来例と同様の動作で圧縮画像デ
ータの作成に使用される。画像符号化部３が画像符号化
部２と異なるのは、サイド情報を再計算する点である。
画像符号化部２では、復号して抽出したサイド情報をス
ケーリングして符号化に利用したが、厳密には低解像度
の画像を使って求めたサイド情報ではないため誤差が生
じ、特に圧縮率が高い場合に画質劣化の原因となる。従
って画像符号化部３のようにサイド情報を計算し直すこ
とで、画質劣化を防ぐことができる。このように画像符
号化部２はハードウェアを簡単にし、画像符号化部３は
画質を重要視するという互いに異なった利点があり、実
際は必要に応じて使い分ける。

【００４６】以上の実施例によれば、高解像度の画像
は、与えられた転送レートａを全て使って符号化できる
ため、効率よく符号化することができる。また入力した
高解像度の圧縮画像データはそのまま出力されると共
に、低解像度の複数の圧縮画像データに変換されて出力
されるので、高解像度の復号装置を１つのみで高解像
度、低解像度両方の画像が復号可能になる。

【００４７】次に本発明の第２実施例における画像変換
装置について、図４〜図６を参照しながら説明する。な
お、第１実施例と同一部分は同一の符号を付け、それら
の説明は省略する。図４は第２実施例の画像変換装置の
うち、画像復号化部１の構成を示すブロック図、図５は
量子化制御回路４と、第１の画像符号化部２の構成を示
すブロック図、図６は第２の画像符号化部３の構成を示
すブロック図である。

【００４８】第１実施例と異なるのは、解像度変換回路
２８，４０に代えて、量子化制御回路４を設けたことで
ある。第１実施例の画像変換装置では、高解像度の圧縮
画像データを低解像度の画像圧縮データに変換した。本
実施例では解像度を一定にした状態で、量子化レベルを
第１，第２の画像符号化部２Ａ，３Ａによって変更し、
画質を制御することで転送レートを変換する。量子化レ
ベルを粗くすることで画質は劣化するが、同時に転送レ
ートも下がるので、通信コストを安くする場合に利用で
きる。この実施例によれば、第１実施例の効果を保ちつ
つ、転送レートを制御できるという効果がある。

【００４９】次に本発明の第３実施例における画像変換
装置について、図７を参照しながら説明する。図７は第
３実施例における画像変換装置の構成を示すブロック図
である。図７に示すように、画像変換装置は第１の画像
符号化部２Ｂと第２の画像符号化部３Ｂで構成される。
画像符号化部２Ｂは、信号ライン１０から圧縮されたデ
ジタル画像データを入力し、ＤＣＴされた変換係数の
内、第１の係数（例えば周波数成分の低い係数）を選択
し、圧縮符号化した画像データを生成する回路である。
また画像符号化部３Ｂは、画像符号化部２Ｂから画像デ
ータを入力し、第２の係数（例えば画像数が削減された
変換係数）を選択し、圧縮符号化した画像データを生成
する回路である。

【００５０】画像符号化部２Ｂは、簡易可変長復号化回
路２０１、第１の係数選択回路２０２及び第１の簡易可
変長符号化回路２０３により構成される。また画像符号
化回路３Ｂは、第２の係数選択回路３０１及び第２の簡
易可変長符号化回路３０２により構成される。

【００５１】このように構成された画像変換装置の動作
について説明する。本実施例では第２実施例と同様に画
質の異なった画像圧縮データを出力するが、高解像度の
圧縮画像データのＤＣＴ係数を選択することにより画質
を制御する。ＤＣＴは周波数分解の一種として考えるこ
とができる、従ってＤＣＴ係数の水平及び垂直とも、低
い周波数に対応する係数ほど人間の視覚にとって重要
で、画質を大きく左右する。

【００５２】信号ライン１０から入力した画像圧縮デー
タを簡易可変長復号回路２０１に入力し、ＤＣＴ係数部
分のみを復号する。第１の係数選択回路２０２では低い
周波数に対応する一部の係数のみを残し、後は切り捨て
る。例えば水平８、垂直８の計64個の係数があった場
合、低い周波数成分から水平５、垂直５の計25個の係数
のみを選択してあとは切り捨てる。第１の簡易可変長符
号化回路２０３では、25個の係数を、再び可変長符号化
して転送レートを下げた圧縮画像データに変換して出力
する。また画像符号化部３は例えば水平４、垂直４の計
16個の係数があった場合、低い周波数成分から水平２、
垂直２の計４個の係数のみを選択してあとは切り捨て
る。この実施例によれば、第２実施例に比べ、より簡易
な構成で同様の効果を得ることができる。

【００５３】本発明の第４実施例における画像変換装置
について、図８〜図１０を参照しながら説明する。図８
は第４実施例における画像変換装置のうち、記憶部５と
画像復号化部１の構成を示すブロック図、図９は第１の
画像符号化部２の構成を示すブロック図、図１０は第２
の画像符号化部３の構成を示すブロック図である。な
お、第１実施例と同一部分は同一の符号を付け、説明を
省略する。

【００５４】図８に示す記憶部５は圧縮画像データを記
憶するデータベースであり、例えば大容量のデジタル信
号記録再生装置や光ディスク装置で構成される。画像復
号化部１は、記憶部５から再生された圧縮画像データを
復号し、元の実時間のデジタル画像信号に変換する回路
である。画像復号化部１は、第１実施例と同様に可変長
復号化回路１１、逆量子化回路１２、逆ＤＣＴ回路１
３、加算器、フレームバッファ１４、簡易動き補償回路
１５により構成される。

【００５５】次に図９に示す画像符号化部２は、画像復
号化部１で復号された高解像度のデジタル画像信号を入
力し、第１の解像度に変換された圧縮画像データに変換
する回路である。画像復号化部２は、ＤＣＴ回路２１、
量子化回路２２、可変長符号化回路２３、逆量子化回路
２４、逆ＤＣＴ回路２５、加算器、フレームバッファ２
６、簡易動き補償回路２７、第１の解像度変換回路２
８、スケーリング回路２９により構成される。

【００５６】また図１０に示す画像符号化部３は、画像
復号化部１で復号された高解像度のデジタル画像信号を
入力し、第２の解像度に変換された圧縮画像データに変
換する回路である。画像符号化部３は、動き検出回路３
１、ＤＣＴモード判定回路３２、ＤＣＴ回路３３、量子
化回路３４、可変長符号化回路３５、逆量子化回路３
６、逆ＤＣＴ回路３７、加算器、フレームバッファ３
８、動き補償回路３９、第２の解像度変換回路４０によ
り構成される。

【００５７】第１実施例では高解像度の圧縮画像データ
は伝送路（信号ライン１０）などから入力するとした
が、本実施例では記憶部５に高解像度の圧縮画像データ
を記憶しておく。記憶した圧縮画像データを必要に応じ
て読み出し、所望の解像度に変換して出力することで、
様々な解像度出力を有する画像データを取り出すことが
できる。様々な解像度の圧縮画像データを記憶するデー
タベースを考えた場合、記憶部は膨大な記憶容量が必要
となる。しかしながら本実施例では、簡単な構成で、高
画質な低解像度の圧縮画像データを高解像度の圧縮画像
データから変換して出力するので、高解像度の画像圧縮
データのみを記憶部５に記憶しておくだけで良い。

【００５８】次に本発明の第５実施例における画像変換
装置について、図１１〜図１３を参照しながら説明す
る。図１１は第５実施例における画像変換装置のうち、
画像復号画像部１の構成を示すブロック図、図１２は第
１の画像符号化部２の構成を示すブロック図、図１３は
第２の画像符号化部３の構成を示すブロック図である。
なお、第１実施例と同一部分は同一の符号を付け、説明
を省略する。

【００５９】図１１に示す画像復号化部１は、第１実施
例と同様に可変長復号回路１１、逆量子化回路１２、逆
ＤＣＴ回路１３、加算器、フレームバッファ１４、簡易
動き補償回路１５により構成される。

【００６０】次に図１２，図１３に示す画像符号化部２
には、要求入力端子６１が設けられている。画像符号化
部２は、ＤＣＴ回路２１、量子化回路２２、可変長符号
化回路２３、逆量子化回路２４、逆ＤＣＴ回路２５、加
算器、フレームバッファ２６、簡易動き補償回路２７、
第１の解像度変換回路２８、スケーリング回路２９によ
り構成される。

【００６１】また図１３に示す画像符号化部３は、画像
復号化部１で復号された高解像度のデジタル画像信号を
入力し、第２の解像度に変換された圧縮画像データに変
換する回路である。画像符号化部３は、動き検出回路３
１、ＤＣＴモード判定回路３２、ＤＣＴ回路３３、量子
化回路３４、可変長符号化回路３５、逆量子化回路３
６、逆ＤＣＴ回路３７、加算器、フレームバッファ３
８、動き補償回路３９、第２の解像度変換回路４０によ
り構成される。

【００６２】図１２に示す要求入力端子６１は、変換画
像の解像度を指示する制御信号の入力端子であり、その
制御信号は第１の解像度変換回路２８及び図１３に示す
第２の解像度変換回路４０に与えられる。第１実施例で
は、第１及び第２の解像度変換回路２８、４０で夫々１
／２、１／４の解像度に変換するようにしたが、本実施
例では画像変換装置の利用者の要求に応じて、解像度を
変えるようにしている。こうすれば利用者が所望の解像
度の圧縮画像データを得ることが可能となる。

【００６３】次に本発明の第６実施例における画像変換
装置について、図１４〜図１６を参照しながら説明す
る。図１４は第６実施例における画像変換装置のうち、
画像復号化部１の構成を示すブロック図、図１５は第１
の画像符号化部２の構成を示すブロック図、図１６は第
２の画像符号化部３の構成を示すブロック図である。な
お、第１実施例と同一部分は同一の符号を付け、説明を
省略する。

【００６４】図１４に示す画像復号化部１は、第１実施
例と同様に可変長復号化回路１１、逆量子化回路１２、
逆ＤＣＴ回路１３、加算器、フレームバッファ１４、簡
易動き補償回路１５により構成される。

【００６５】次に図１５に示す画像符号化部２は、ＤＣ
Ｔ回路２１、量子化回路２２、可変長符号化回路２３、
逆量子化回路２４、逆ＤＣＴ回路２５、加算器、フレー
ムバッファ２６、簡易動き補償回路２７、第１の解像度
変換回路２８、スケーリング回路２９により構成され
る。

【００６６】また図１６に示す画像符号化部３は、画像
復号化部１で復号された高解像度のデジタル画像信号を
入力し、第２の解像度に変換された圧縮画像データに変
換する回路である。画像符号化部３は、動き検出回路３
１、ＤＣＴモード判定回路３２、ＤＣＴ回路３３、量子
化回路３４、可変長符号化回路３５、逆量子化回路３
６、逆ＤＣＴ回路３７、加算器、フレームバッファ３
８、動き補償回路３９、第２の解像度変換回路４０によ
り構成される。

【００６７】さて図１４に示すように、画像変換装置の
出力部にセレクタ６２が設けられている。セレクタ６２
は、信号ライン１０、画像符号化部２、画像符号化部３
の出力を択一的に選択する回路で、要求入力端子６１の
制御信号によって切換られる。第１実施例では、第１及
び第２の画像符号化部２、３の出力をそのまま伝送路に
送出するようにしたが、本実施例では画像変換装置の利
用者からの要求に応じて、要求入力端子６１に指示を与
え、セレクタ６２で出力を切り換えて圧縮画像データを
出力する。こうすると画像を見る場所までの伝送路の容
量が制限されている場合でも、利用者が所望の解像度の
圧縮画像データを得ることが可能となる。

【００６８】以上の各実施例では、画像符号化部、画像
復号化部をＤＣＴを用いた方式について説明したが、こ
れに限るものではなく、その他の方式である直交変換、
ベクトル量子化、サブバンド符号化、DPCMなど符号化方
式であれば、何でも利用可能である。

【００６９】また、第１、第４、第５、第６実施例で
は、簡単のため解像度変換として、空間解像度変換につ
いてのみ説明したが、これに限るものではなく、フレー
ムの枚数を変えるなど時間解像度変換に置き換えても、
同様の効果を得ることができる。さらに以上の実施例で
は、解像度変換として空間解像度及び画質の変換の例に
ついてわけて説明したが、これに限るものではなく空
間、時間、画質の夫々の変換を組み合わせて用いること
もできる。また以上の各実施例では、高解像度の圧縮画
像データを入力するようにしたが、低解像度の圧縮画像
データを入力し、解像度を高めた圧縮画像データを出力
するように構成することも可能である。さらに、第４、
第５、第６実施例では、第１実施例で説明した画像変換
装置と組み合わせて説明したが、これに限るものではな
く、第２、第３実施例の画像変換装置と組み合わせても
用いることができる。更に時間解像度，空間解像度，量
子化レベルの夫々について、２種類の画像符号化部を設
けるものとして説明したが、第１，第２・・・第ｋの画
像符号化部というように多数の画像符号化部を設け、特
定のものを択一的に選択するようにしてもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上のように本願の請求項１〜４の発明
によれば、高解像度の画像は与えられた転送レートを全
て使って符号化できるため、効率よく符号化することが
できる。また入力した高解像度の圧縮画像データはその
まま出力されると共に、低解像度の複数の圧縮画像デー
タに変換されて出力されるので、高解像度の復号装置を
１つのみで高解像度、低解像度両方の画像が復号でき
る。

【００７１】また本願の請求項５〜７の発明によれば、
記憶部に記録された圧縮画像データを必要に応じて読み
出し、所望の解像度に変換して出力することで、様々な
解像度出力を有する画像データを取り出すことができ
る。このため記憶部は膨大な記憶容量を必要としなくな
る。

【００７２】また本願の請求項８〜１０の発明によれ
ば、画像変換装置の利用者からの要求に応じて、入力端
子に指示を与えると、セレクタは出力を切り換えて圧縮
画像データを出力することができる。こうすると画像を
見る場所までの伝送路の容量が制限されている場合で
も、利用者は所望の解像度の圧縮画像データを得ること
ができる。

【００７３】また本願の請求項１１〜１３の発明によれ
ば、画像変換装置の利用者の要求に応じて、解像度を変
えるようにしている。こうすれば利用者は所望の解像度
の圧縮画像データを得ることができる。

【００７４】更に本願の請求項１４の発明によれば、変
換係数を選択することにより、画像の解像度を変換する
ので、画像変換装置のハードウェアはより簡単化され
る。

【００７５】以上のいずれの発明によっても、高解像度
の画像は与えられた転送レート全てを使って符号化でき
るため、画質が劣化することがない。高解像度の復号装
置１つのみで異なる解像度の画像が復号可能になり、復
号装置の負担を軽くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における画像変換装置の構
成を示すブロック図（その１）である。

【図２】第１実施例における画像変換装置の構成を示す
ブロック図（その２）である。

【図３】第１実施例における画像変換装置の構成を示す
ブロック図（その３）である。

【図４】本発明の第２実施例における画像変換装置の構
成を示すブロック図（その１）である。

【図５】第２実施例における画像変換装置の構成を示す
ブロック図（その２）である。

【図６】第２実施例における画像変換装置の構成を示す
ブロック図（その３）である。

【図７】本発明の第３実施例における画像変換装置の構
成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第４実施例における画像変換装置の構
成を示すブロック図（その１）である。

【図９】第４実施例における画像変換装置の構成を示す
ブロック図（その２）である。

【図１０】第４実施例における画像変換装置の構成を示
すブロック図（その３）である。

【図１１】本発明の第５実施例における画像変換装置の
構成を示すブロック図（その１）である。

【図１２】第５実施例における画像変換装置の構成を示
すブロック図（その２）である。

【図１３】第５実施例における画像変換装置の構成を示
すブロック図（その３）である。

【図１４】本発明の第６実施例における画像変換装置の
構成を示すブロック図（その１）である。

【図１５】第６実施例における画像変換装置の構成を示
すブロック図（その２）である。

【図１６】第６実施例における画像変換装置の構成を示
すブロック図（その３）である。

【図１７】従来の画像変換装置の構成例を示すブロック
図（その１）である。

【図１８】従来の画像変換装置の構成例を示すブロック
図（その２）である。

【符号の説明】

１画像復号化部２，２Ａ，２Ｂ第１の画像符号化部３，３Ａ，３Ｂ第２の画像符号化部４量子化制御回路５記憶部１０信号ライン１１可変長復号回路１２逆量子化回路１３，２５，３７逆ＤＣＴ回路１４，２６，３８フレームバッファ１５，２７簡易動き補償回路２１，３３ＤＣＴ回路２２，３４量子化回路２３，３５可変長符号化回路２４，３６逆量子化回路２８第１の解像度変換回路２９スケーリング回路３１動き検出回路３２ＤＣＴモード判定回路３９動き補償回路４０第２の解像度変換回路６１要求入力端子６２セレクタ２０１簡易可変長復号回路２０２第１の係数選択回路２０３第１の簡易可変長符号化回路３０１第２の係数選択回路３０２第２の簡易可変長符号化回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化さ
れた１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を入
力し、前記圧縮画像データAnを復号し、実時間画像デー
タRnに戻す画像復号化部と、前記画像復号化部から実時間画像データRnが入力され、
互いに異なる空間解像度を有する１種類以上の圧縮画像
データBnに変換して出力する画像符号化部と、を具備す
ることを特徴とする画像変換装置。
【請求項２】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化さ
れた１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を入
力し、前記圧縮画像データAnを復号し、実時間画像デー
タRnに戻す画像復号化部と、前記画像復号化部から実時間画像データRnが入力され、
互いに異なる時間解像度を有する１種類以上の圧縮画像
データBnに変換して出力する画像符号化部と、を具備す
ることを特徴とする画像変換装置。
【請求項３】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化さ
れた１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を入
力し、前記圧縮画像データAnを復号し、実時間画像デー
タRnに戻す画像復号化部と、前記画像復号化部から実時間画像データRnが入力され、
互いに異なる量子化レベルを有する１種類以上の圧縮画
像データBnに変換して出力する画像符号化部と、を具備
することを特徴とする画像変換装置。
【請求項４】前記実時間画像データRnを前記圧縮画像
データBnに変換して圧縮符号化する際、前記圧縮画像デ
ータAnを復号して得た画像データ以外のサイド情報を利
用して圧縮符号化することを特徴とする請求項１〜３の
何れか１項記載の画像変換装置。
【請求項５】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化さ
れた１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を保
持する記憶部と、前記記憶部より圧縮画像データAnが入力され、互いに異
なる空間解像度を有する１種類以上の圧縮画像データBn
に変換して出力する画像符号化部と、を具備することを
特徴とする画像変換装置。
【請求項６】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化さ
れた１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を保
持する記憶部と、前記記憶部より圧縮画像データAnが入力され、互いに異
なる時間解像度を有する１種類以上の圧縮画像データBn
に変換して出力する画像符号化部と、を具備することを
特徴とする画像変換装置。
【請求項７】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化さ
れた１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を保
持する記憶部と、前記記憶部より圧縮画像データAnが入力され、直交変換
係数において互いに異なる量子化レベルを有する１種類
以上の圧縮画像データBnに変換して出力する画像符号化
部と、を具備することを特徴とする画像変換装置。
【請求項８】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化さ
れた１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を入
力し、前記圧縮画像データAnを復号し、実時間画像デー
タRnに戻す画像復号化部と、前記画像復号化部から実時間画像データRnが入力され、
異なる空間解像度を有する圧縮画像データBn１・・Bnk
に変換して出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、前記画像復号化部、前記第１・・第ｋの画像符号化部の
画像データを択一的に選択するセレクタと、を具備する
ことを特徴とする画像変換装置。
【請求項９】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化さ
れた１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を入
力し、前記圧縮画像データAnを復号し、実時間画像デー
タRnに戻す画像復号化部と、前記画像復号化部から実時間画像データRnが入力され、
異なる時間解像度を有する圧縮画像データBn１・・Bnk
に変換して出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、前記画像復号化部、前記第１・・第ｋの画像符号化部の
画像データを択一的に選択するセレクタと、を具備する
ことを特徴とする画像変換装置。
【請求項１０】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化
された１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を
入力し、前記圧縮画像データAnを復号し、実時間画像デ
ータRnに戻す画像復号化部と、前記画像復号化部から実時間画像データRnが入力され、
異なる量子化レベルを有する圧縮画像データBn１・・Bn
k に変換して出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、前記画像復号化部、前記第１・・第ｋの画像符号化部の
画像データを択一的に選択するセレクタと、を具備する
ことを特徴とする画像変換装置。
【請求項１１】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化
された１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を
入力し、前記圧縮画像データAnを復号し、実時間画像デ
ータRnに戻す画像復号化部と、前記画像復号化部から実時間画像データRnが入力され、
異なる時間解像度を有する圧縮画像データBn１・・Bnk
に変換して出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、前記第１・・第ｋの画像符号化部の解像度を特定値に指
示する制御信号を入力する要求入力端子と、を具備する
ことを特徴とする画像変換装置。
【請求項１２】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化
された１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を
入力し、前記圧縮画像データAnを復号し、実時間画像デ
ータRnに戻す画像復号化部と、前記画像復号化部から実時間画像データRnが入力され、
異なる空間解像度を有する圧縮画像データBn１・・Bnk
に変換して出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、前記第１・・第ｋの画像符号化部の解像度を特定値に指
示する制御信号を入力する要求入力端子と、を具備する
ことを特徴とする画像変換装置。
【請求項１３】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化
された１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を
入力し、前記圧縮画像データAnを復号し、実時間画像デ
ータRnに戻す画像復号化部と、前記画像復号化部から実時間画像データRnが入力され、
異なる量子化レベルを有する圧縮画像データBn１・・Bn
k に変換して出力する第１・・第ｋの画像符号化部と、前記第１・・第ｋの画像符号化部の量子化レベルを特定
値に指示する制御信号を入力する要求入力端子と、を具
備することを特徴とする画像変換装置。
【請求項１４】フレーム単位の映像信号が圧縮符号化
された１つ以上の圧縮画像データAn (ｎは正の整数）を
入力し、可変長復号化して変換係数を再生する可変長復
号回路と、前記可変長復号回路の出力する変換係数の内、解像度が
夫々異なる変換係数を選択する複数の係数選択回路と、前記複数の係数選択回路のデータを夫々可変長符号化す
る複数の可変長符号化回路と、を具備することを特徴と
する画像変換装置。