JPH0898173A - 解像度変換装置およびそれを用いた解像度変換システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ある解像度の圧縮画像データから、異なる解像
度の画像データへ、高速にかつ画質の劣化がなく変換す
る装置およびシステムを提供する。 【構成】記憶装置３４から圧縮画像データを受けて、解
像度変換装置３２内の直交変換スケーリング部５８は、
キーボード３８等から入力された解像度変換率に応じ
て、ｍ個の直交変換係数ブロック部をｎ個の直交変換係
数ブロックに変換する。直交変換スケーリング部５８
は、圧縮画像データを画像データにまで復号化して解像
度変換するのではなく、直交変換係数ブロックの段階で
解像度を変換する。また、直交変換係数ブロックのサイ
ズを変えないで変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像データを処理する装
置、特に、異なる解像度のデータに変換する装置に関す
るものである

【０００２】

【従来の技術】連続階調の画像データの蓄積または転送
を行うとき、その画像データの量は膨大であるため、一
般に画像データの圧縮を行う。静止画像データの圧縮を
高能率で行うための符号化方式については、国際標準と
して、ＩＳＯ(International Standards Organization:
国際標準化機構)とＣＣＩＴＴ(Comite Consultatif Int
ernationale Telegraphique et Telephonique:国際電
信電話諮問委員会)とのジョイントグループであるＪＰ
ＥＧ(Joint Photographic Expert Group)が勧告した複
数のアルゴリズムがある。このアルゴリズムの中に、Ｄ
ＣＴ(Discrete Cosine Transform:離散的コサイン変換)
を用いた静止画符号化方式がある。このＤＣＴは、ＣＣ
ＩＴＴのテレビ電話・テレビ会議用動画符号化方式であ
るＨ．２６１や、ＩＳＯのＭＰＥＧ(Moving Picture Ex
perts Group)による蓄積系動画符号化方式でも採用が決
定している。

【０００３】このＤＣＴは、直交変換の１つである。Ｄ
ＣＴ以外の直交変換としてアダマール変換、Ｋ−Ｌ変換
等がある。ＤＣＴのような直交変換を用いた符号化方式
は、最も一般的な符号化技術の一つである。

【０００４】これらの直交変換を用いたカラー静止画の
符号化・復号化の処理手順の一般的な例を、図２に示
す。図２は、記憶している原画像データを圧縮するため
に、原画像データを直交変換し、次に、このデータを量
子化し、最後に、エントロピー符号化を行う。そして、
得られた圧縮データを蓄積部で保持するとともに、外部
の機器に通信により送る場合は、伝送路で外部の機器に
送る。この圧縮データを原画像データに戻す場合は、圧
縮の場合と逆の順序で処理を行う。すなわち、圧縮デー
タのエントロピー復号化、逆量子化、逆直交変換の順で
処理を行う。以下、これについて説明する。

【０００５】図２において、１は、符号化・復号化の対
象となる画像データを記憶している画像データメモリ
部、１０はこのデータの圧縮を行う静止画符号化部、５
は、外部に伝送する場合の伝送路、又は内部に記憶する
場合の蓄積部、１１は圧縮されたデータを原画像データ
に戻す静止画像復号化部、９は戻された原画像データを
記憶する画像データメモリ部である。静止画符号化部１
０は、直交変換を行う直交変換部２、量子化部３、エン
トロピー符号化部４からなる。静止画復号化部１１は、
エントロピー復号化部６、逆量子化部７、逆直交変換部
８、からなる。

【０００６】画像データメモリ部１は、例えば、１画面
が６４０×４８０画素からなる場合に、これらの画素
を、１ブロックがＭ×Ｎ画素、例えば８×８画素（Ｍ＝
Ｎ＝８）からなるブロックに等分割し、直交変換部２に
供給する。この時に生成されるブロックの総数は、１画
面当たり、横８０ブロック、縦６０ブロック、計４８０
０ブロックである。

【０００７】直交変換部２は、空間領域にある画像デー
タを直交変換して、空間周波数領域のデータに変換す
る。このように変換を行うのは、後につづく量子化部３
において、低周波数領域を細かく量子化し、高周波数領
域を荒く量子化するためである。空間周波数に応じて量
子化の精度を変えることにより、データ量を減らす（す
なわち、データを圧縮する）こととしたのは、画像デー
タは低周波数領域に多く分布するという事実から、この
ようにしても画質の劣化が少ないからである。具体的に
は、直交変換部２は、各ブロック毎に、直交行列を用い
て、２次元直交変換（例えば、上記のＤＣＴ）を行い、
Ｍ×Ｎ個の直交変換係数からなる直交変換係数ブロック
に変換する。

【０００８】これを式で表すと、画像データを表す行列
をＸ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１からＭ，ｊ＝１からＮ）、直交
行列をＣ（ｋ，ｌ）（ｋ＝１からＭ，ｌ＝１からＭ）、
Ｄ（ｍ，ｎ）（ｍ＝１からＮ，ｎ＝１からＮ）とする
と、Ｘを直交変換した直交変換係数ブロックを表す行列
（Ａとする）は、Ａ＝Ｃ×Ｘ×Ｄ’である。ここで、
Ｄ’は、Ｄの転置行列である。

【０００９】得られた直交変換係数ブロックは、量子化
部３に供給される。

【００１０】量子化部３は、直交変換係数ブロックの量
子化を行う。量子化は、Ｍ×Ｎの行列Ａの各要素ごとの
量子化ステップの大きさを示す量子化テーブルを用い
て、Ａの各要素を量子化ステップにより除算をすること
によって行われる。量子化ステップは、低周波数成分を
表す要素については、小さく、高周波数成分を表す要素
については、大きい。そして、量子化後のＭ×Ｎ個の係
数からなるブロックを、エントロピー符号化部４に供給
する。

【００１１】エントロピー符号化部４は、エントロピー
符号化により、すなわち、Ｍ×Ｎ個の係数の確率分布に
基づき符号化を行うことにより、データの圧縮を行う。
そして、係数ブロックを符号化した符号を、圧縮画像デ
ータとして、伝送路又は蓄積部５に供給する。ここで用
いるエントロピー符号化方式としては、ハフマン符号
化、算術符号化等がある。

【００１２】圧縮画像データは伝送路５を介して圧縮画
像データ復号化部１１に供給される。もしくは、一度蓄
積部５に蓄積して、それを圧縮画像データ復号化部１１
が読みだす。圧縮画像データ復号化部１１では、静止画
符号化部１０と全く逆の処理手順によってこの圧縮画像
データを復号化する。

【００１３】すなわち、エントロピー復号化部６は、エ
ントロピー符号化の逆に相当する処理を行って、圧縮画
像データを復号化して、Ｍ×Ｎ個の係数からなるブロッ
クを得る。逆量子化部７は、量子化部３で用いられた量
子化テーブルと同じ量子化テーブルを有しており、復号
化された係数を、Ｍ×Ｎ個の係数からなるブロックの個
々の値に乗算して、Ｍ×Ｎ個の直交変換係数からなる直
交変換係数ブロックにする。逆直交変換部８は、直交変
換係数ブロックに２次元逆直交変換を行って、Ｍ×Ｎ個
の再生画像データを得る。そして、元の解像度を有する
Ｍ×Ｎ個の再生画像データを、画像データメモリ部９に
供給する。上記のような処理によって、画像データメモ
リ部９は、再生画像データを得ることができる。

【００１４】前述の処理は、画素が単一色である場合を
示した。しかし、フルカラーの画像データは、例えばＲ
ＧＢのように複数の色成分を持つ。よって、原画像デー
タと再生画像データの色成分は、複数あってもかまわな
い。各色成分ごとに、同様の符号化・復号化の処理をお
こなえばよい。これはＣＭＹ（Ｃｙａｎ，Ｍａｇｅｎｔ
ａ，Ｙｅｌｌｏｗ）、ＹＵＶ等の他の色座標系を用いて
も同様である。ＹＵＶは、輝度（Ｙ＝０．３Ｒ（赤）＋
０．６Ｇ（緑）＋０．１Ｂ（青）。）と、色差（Ｕ＝Ｒ
−Ｙ，Ｖ＝Ｂ−Ｙ）で表現される色座標系である。

【００１５】このように図２の静止画符号化・復号化を
用いれば、再生画像データは、原画像データをほぼ忠実
に再現することができる。上記の技術は、例えば”マル
チメディア符号化の国際標準”（安田 浩 編著、丸善
株式会社）に詳述されている。

【００１６】図２において、圧縮画像データを復号化し
た再生画像データの解像度は、原画像データと同じであ
る。つまり、圧縮画像データは、原画像データと同じ解
像度を持ち、符号化・復号化によって解像度は変わらな
い。再生画像データを表示する装置、もしくは、表示以
外のデータ処理をする装置等が要求する解像度が、上記
の再生画像データが有する解像度と異なるときは、解像
度を変換する必要がある。

【００１７】解像度を変換する１つの方法は、圧縮デー
タを、上記の復号化処理により、復号化して、再生画像
データを生成し、この再生画像データの解像度を変換す
るものである。しかし、再生画像データの解像度を変換
する方法のうち、最も優れている方法の１つとされる３
次補間法は、多くの画素から補間するため、処理時間が
長くなるという問題がある。他の補間方法である線形補
間法等は、簡易であるが、画質が落ちるという問題があ
る。そこで直交変換係数を処理することにより、解像度
を変換する方法が提案されている。

【００１８】直交変換係数の解像度を変換する解像度変
換装置としては、特開平４−２２９３８２号公報に記載
されているものがある。解像度を変換する前の解像度が
５１２×５１２画素で、変換後の解像度が２５６×２５
６画素の場合（解像度を小さくする場合）と、変換後の
解像度が１０２４×１０２４画素の場合（解像度を大き
くする場合）について、この解像度変換装置の処理方法
を述べる。解像度を変換する前の直交変換係数ブロック
Ａ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１から８，ｊ＝１から８）は、Ｍ×
Ｎ（例えば、８×８）個の原画像データからなるブロッ
クについて直交変換を行って得られたものとする。

【００１９】解像度を小さくする場合、この装置では、
解像度を変換すると、画像データの１ブロックは、４×
４個の画像データからなる。従って、解像度を変換後の
直交変換係数ブロックのサイズも４×４となる。そし
て、変換後の直交変換係数ブロックをＡ’（ｉ，ｊ）
（ｉ＝１から４，ｊ＝１から４）とすると、Ａ’（ｉ，
ｊ）＝Ａ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１から４，ｊ＝１から４）に
より、Ａ’（ｉ，ｊ）を生成する。すなわち、Ａ（ｉ，
ｊ）の要素の１部（ｉ＝５から８，ｊ＝５から８である
Ａ（ｉ，ｊ））を削除してＡ’（ｉ，ｊ）を生成する。

【００２０】解像度を大きくする場合、この装置では、
解像度を変換すると、画像データの１ブロックは、１６
×１６個の画像データからなる。従って、解像度を変換
後の直交変換係数ブロックのサイズも１６×１６とな
る。そして、変換後の直交変換係数ブロックをＡ’
（ｉ，ｊ）（ｉ＝１から１６，ｊ＝１から１６）とする
と、Ａ’（ｉ，ｊ）＝Ａ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１から８，ｊ
＝１から８）、Ａ’（ｉ，ｊ）＝０（ｉ＝９から１６，
ｊ＝９から１６）により、Ａ’（ｉ，ｊ）を生成する。
すなわち、「０」の要素を追加する。

【００２１】こうして、１つのブロックに含まれる要素
の数を変えることにより、解像度の変換を行う。このよ
うに要素を追加もしくは削除することにより得られた直
交変換係数ブロックの要素の数が、Ｌ×Ｈ個ならば、Ｌ
×Ｈのサイズの行列に対して、逆直交変換を行うことに
より、原画像データと異なる解像度の再生画像データを
得る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】直交変換は演算量が多
いため、直交変換のアルゴリズムを最適化した直交変換
回路を用いることにより、高速に直交変換を行うのが一
般的である。しかも、通常の直交変換回路は、回路が処
理できる１ブロックのサイズ、すなわち、１ブロックを
構成する画像データの個数が固定されている。たとえば
８×８の画像データからなるブロックの直交変換しかで
きない構成になっている。これは逆直交変換においても
同様のことがいえる。

【００２３】上記従来技術の解像度変換装置を用いて、
８×８個の画像データからなるブロックに対してＤＣＴ
を行って得られた圧縮画像データを、水平方向１／２、
垂直方向１／２の解像度変換率で解像度の変換を行うと
仮定する。ここで解像度変換率とは、以下のようなもの
である。例えば、解像度を変換する前の水平方向、垂直
方向の解像度がいずれも、５１２画素であり、変換後の
水平方向、垂直方向の解像度がいずれも、２５６画素で
あるときに、水平方向、垂直方向の解像度変換率は、い
ずれも、２５６／５１２＝１／２である。

【００２４】上記解像度変換装置を用いて、原画像デー
タを異なる解像度の画像データに変換して出力するため
には、４×４の逆直交変換回路を備える必要がある。こ
のように、解像度変換を行うには、その解像度変換率に
対応した逆直交変換回路が必要となる。ゆえに、サポー
トする解像度変換率の種類に比例してコストが掛かる。
それを回避するには、この逆直交変換回路のかわりにソ
フトウェアで処理を行う事が考えられるが、処理量が多
いため時間が掛かるという問題がある。

【００２５】本発明の第１の目的は、圧縮画像データか
らその圧縮画像データが有する解像度とは異なる解像度
を有する再生画像データへ、画質を維持しながら高速で
伸張する、低コストな解像度変換装置を提供することに
ある。

【００２６】さて、ここで、解像度変換装置を使用する
システムの例を示して、上記従来技術の有する問題点を
さらに説明する。システムの例として、図３のようなク
ライアントサーバシステムを考える。このシステムにお
いて、圧縮画像データをクライアントに転送するよう
に、クライアントが静止画サーバに要求したとする。

【００２７】図３において、２４はクライアント、２２
は静止画サーバ、２３は通信網であり、静止画サーバ２
２は、記憶装置２０と、通信制御部２１とを有し、クラ
イアント２４は、通信制御部２８と、静止画復号化部２
５と、表示制御部２６と、ＣＲＴ２７とを有する。

【００２８】記憶装置２０には、すでに静止画を圧縮し
た圧縮画像データが蓄積されているとする。クライアン
ト２４が、記憶装置２０内の圧縮画像データをサーバ２
２に要求したとしたとき、次のように処理が行われる。

【００２９】まず、静止画サーバ２２は、記憶装置２０
から圧縮画像データを読みだし、通信制御部２１へ転送
する。通信制御部２１は、その圧縮画像データを通信網
２３を介してクライアント２４の通信制御部２８へ転送
する。通信制御部２８は、受け取った圧縮画像データを
静止画復号化部２５へ転送する。静止画復号化部２５
は、この圧縮画像データを再生画像データに伸張して表
示制御部２７へ転送する。表示制御部２７では、その再
生画像データをＣＲＴ２７に表示をする。

【００３０】このようにすることにより、クライアント
２４では、サーバ２２から圧縮画像データを読み出して
ＣＲＴ２７に表示することができる。しかし、このシス
テムが解像度変換装置を有しないとすると、圧縮画像デ
ータの解像度のままＣＲＴ２７に表示をしなければなら
ない。例えば、記憶装置２０に格納していた圧縮画像デ
ータが1024×960の解像度で、ＣＲＴ２７の解像度が640
×480であるということは、許されない。サーバ２２が
有する圧縮画像データの解像度と異なる解像度のＣＲＴ
２７にも表示できるようにするためには、クライアント
２４が上記従来技術に係る解像度変換装置を備えると、
任意の解像度のＣＲＴで表示することができる。

【００３１】しかし、前述したように従来技術に係る解
像度変換装置をクライアント２４が備えた場合、サポー
トする解像度変換率の種類に比例してクライアント２４
のコストが掛かる。また、このクライアント２４の他に
クライアントがある場合は、そのクライアントも、従来
技術に係る解像度変換装置を備える必要があるため、シ
ステム全体として、多大なコストが掛かるという問題が
ある。

【００３２】これを回避するために、サーバ２２が従来
技術に係る解像度変換装置を備えて、解像度変換をサー
バ２２で行い、通信制御部２１から転送するのは、解像
度変換後の再生画像データにすることが考えられる。し
かし、再生画像データはデータ量が多くなるため、通信
網２３で転送を行うときに時間が掛かるという問題があ
る。

【００３３】そこで、図３のように、サーバが解像度を
変換した圧縮画像データをクライアントに提供したい場
合、サーバは、記憶している圧縮画像データの解像度を
変換後、圧縮画像データの形で、通信制御部２１から転
送する静止画サーバがあればよい。

【００３４】本発明の第２の目的は、圧縮画像データ
を、その圧縮画像データと解像度の異なる圧縮画像デー
タに、画質を維持しながら変換できるシステムを提供す
ることである。

【００３５】

【発明を解決するための手段】上記第１の目的を解決す
るために、本発明では、解像度変換装置において、第１
の解像度を有する画像を構成する画素を表す第１のデー
タのｉ個（ｉ≧４）を直交変換して得られるｉ個の第１
の変換係数からなる第１の組をｍ（ｍ≧１）組分入力さ
れて、上記第１の組に含まれる第１の変換係数を変換し
て、ｉ個の第２の変換係数からなる第２の組を求める直
交変換スケーリング手段と、上記第２の組に含まれる第
２の変換係数を逆直交変換して、上記第１の解像度とは
異なる第２の解像度を有する画像を構成する画素を表す
第２のデータのｉ個を求める逆直交変換手段とを有し、
上記直交変換スケーリング手段は、ｍ組の上記第１の組
に含まれる第１の変換係数から、ｎ（ｎ≧１，ｎ≠ｍ）
組の第２の組に含まれる第２の変換係数を求めることと
したものである。

【００３６】また、第２の目的を達成するために、解像
度変換装置を有するシステムにおいて、解像度変換装置
は、上記圧縮係数を復号する復号化手段と、上記復号化
された圧縮係数の逆量子化を行って、上記第１の変換係
数を求める逆量子化手段と、上記第１の組に含まれる第
１の変換係数を変換して、ｉ個の第２の変換係数からな
る第２の組を求める直交変換スケーリング手段と、上記
第２の変換係数の量子化を行う量子化手段と、量子化さ
れた上記第２の変換係数を符号化する符号化手段とを有
することとした。上記直交変換スケーリング手段は、第
１の解像度を有する画像を構成する画素を表すデータの
ｉ個（ｉ≧４）を直交変換して得られるｉ個の第１の変
換係数からなる第１の組をｍ（ｍ≧１）組分入力され
て、上記第１の組に含まれる第１の変換係数を変換し
て、ｉ個の第２の変換係数からなる第２の組をｎ（ｎ≧
１，ｎ≠ｍ）組分求め、上記第２の組は、逆直交変換を
されると、第１の解像度とは異なる第２の解像度を有す
る画像を構成する画素を表すデータのｉ個が得られるも
のである。上記システムは、この解像度変換装置と、上
記解像度変換装置の解像度変換の対象となる上記圧縮係
数を蓄積する蓄積装置と、上記解像度変換装置により解
像度が変換されたデータを入力されて、外部に出力する
通信手段とを有することとしたものである。

【００３７】

【作用】本発明は、上記のように構成されているため、
直交変換スケーリング手段は、ｍ組の上記第１の組に含
まれる第１の変換係数から、ｎ（ｎ≧１，ｎ≠ｍ）組の
第２の組に含まれる第２の変換係数を求めることができ
る。

【００３８】このように、１つの組（ブロック）に含ま
れる直交変換係数の数は、解像度変換の前後を通じて、
変わらないため、従来技術のように、解像度変換率に応
じて、異なるサイズの逆直交変換回路が不要であり、コ
ストが安い。

【００３９】また、上記の従来技術の様に、解像度を小
さくする場合に、直交変換係数の内、高周波数成分を削
除することはしないため、高周波数成分が残される。そ
のため、画質を維持することができる。

【００４０】また、直交変換スケーリング手段が求めた
第２の組を構成する上記第２の変換係数の量子化を行う
量子化手段と、量子化された上記第２の変換係数を符号
化する符号化手段とを有するため、圧縮画像データから
その圧縮画像データと解像度の異なる圧縮画像データ
に、画質を維持しながら変換し、出力するシステムを提
供できる。

【００４１】

【実施例】以下、図面によって本発明の実施例を説明す
る。

【００４２】以下の実施例の説明において、圧縮画像デ
ータは、水平方向に８画素、垂直方向に８画素、計６４
個の画素データからなるブロックごとに符号化（圧縮）
しているとする。従って、逆直交変換部と直交変換部
も、８×８サイズのブロックに対して変換を行う。な
お、この圧縮画像データのブロックのサイズは、上記と
異なる数値であってもよい。

【００４３】図１は、本発明の第１の実施例に係る解像
度変換システムである。本システムでは、記憶装置に格
納されているある解像度の画像データの解像度を解像度
変換装置で変換した後、変換後の画像データをＣＲＴに
表示する。

【００４４】図１において、３０はＣＰＵ、３１は入力
Ｉ／Ｆ、３８はキーボード、３２は直交変換スケーリン
グ部を備えた解像度変換装置、３３はバス、３４は記憶
装置、３５は通信制御部、３６は表示制御部、３７はＣ
ＲＴである。入力Ｉ／Ｆ３１、解像度変換装置３２、通
信制御部３５、表示制御部３６、ＣＰＵ３０は、ＣＭＯ
Ｓ等の半導体素子で構成されている。記憶装置３４は、
ハードディスク、ＲＯＭ、主記憶メモリ（ＲＡＭ）で構
成されており、解像度変換の対象となる圧縮された画像
データは、ディスクまたはＲＯＭに格納されている。デ
ィスク、ＲＯＭは、また、ＣＰＵ３０が実行するプログ
ラムを格納する。

【００４５】このシステムにおいて、記憶装置３４に格
納されている、ある解像度の圧縮画像データを、別の解
像度でＣＲＴ３７に表示したいという要求は、キーボー
ド３８から入力Ｉ／Ｆ２１を介して、または通信制御部
３２を介して外部から入力される。また、表示制御部３
６がこのような要求をする場合もある。なお、記憶装置
３４に格納されている圧縮画像データのうち、どれを対
象に解像度を変換するかの指示もキーボード３８等から
指示される。

【００４６】以下の説明において、入力Ｉ／Ｆ３１、解
像度変換装置３２、記憶装置３４、通信制御部３５、表
示制御部３６、バス３３を介してのデータ転送は、すべ
てＣＰＵ３０が制御している。

【００４７】まず、ＣＰＵ３０は、ＣＲＴ３７に表示を
行いたい解像度をキーボード３８や表示制御部３６等か
ら取得する。また、解像度を変換する前の圧縮画像デー
タの解像度を記憶装置３４から取得する。そして、この
２つの解像度から圧縮画像データの解像度変換率を算出
する。なお、キーボード３８等から直接に解像度変換率
を入力することとしてもよい。そのときは、解像度変換
率を算出する処理を省略してよい。ＣＰＵ３０は、この
解像度変換率を解像度変換装置３２に伝達する。

【００４８】記憶装置３４は、キーボード３８等から指
定されて解像度変換装置３２へ転送される圧縮画像デー
タを記憶する。

【００４９】解像度変換装置３２は、記憶装置３４から
入力された圧縮画像データを、解像度変換率に応じた解
像度の再生画像データに変換する。この解像度変換装置
についての詳細は、後述する第２の実施例と共通である
ため、第２の実施例の構成を述べた後に詳述する。この
変換後、再生画像データを表示制御部３６に転送する。

【００５０】表示制御部３６では、この色データである
再生画像データを受け取り、映像信号に変換して、ＣＲ
Ｔ３７へ出力する。このような一連の処理によって、Ｃ
ＲＴ３７は複数の解像度で記憶装置３４内の圧縮画像デ
ータを表示することができる。

【００５１】上記の処理では、表示を行うため解像度変
換装置３２から表示制御部３６へ再生画像データを転送
しているが、要求に応じて転送先を変更することができ
る。例えば、解像度を変換した後の再生画像データを再
び蓄積するには、変換後の再生画像データを記憶装置３
４に転送して、蓄積を行う。また、外部の他のマシンへ
転送したいときは、通信制御部３５へ転送して、この通
信制御部３５から他のマシンへ転送する。

【００５２】また、上記解像度変換装置３２は、圧縮画
像データを他の解像度を有する再生画像データに変換
し、得られた再生画像データを出力する場合であるが、
この解像度変換装置３２が、ある解像度の圧縮画像デー
タを、別の解像度を有する圧縮画像データに変換し、得
られた圧縮画像データを出力してもよい。この場合も、
上記の処理と同様に、得られた圧縮画像データを記憶装
置３４や通信制御部３５へ転送することができる。

【００５３】次に、本発明をクライアント／サーバシス
テムに適用した第２の実施例を図４により説明する。図
４において、４０はサーバ、４１は通信網、４９はクラ
イアントであり、クライアント４９の構成は、図１と同
様である。クライアント４９は、ＣＰＵ４２と、入力Ｉ
／Ｆ４３と、キーボード４３１と、通信制御部４４と、
バス４５と、静止画復号部４６と、表示制御部４７と、
ＣＲＴ４８とを有する。ＣＰＵ４２と、キーボード４３
１と、入力Ｉ／Ｆ４３と、通信制御部４４と、バス４５
と、静止画復号部４６と、表示制御部４７と、ＣＲＴ４
８は、それぞれ、図１のＣＰＵ３０と、キーボード３８
と、入力Ｉ／Ｆ３１と、通信制御部３５と、バス３３
と、表示制御部３６と、ＣＲＴ３７と同一の構成、機能
を有する。静止画復号部４６は、サーバ４０から送られ
てきた圧縮画像データに対してエントロピー復号化、逆
量子化、逆直交変換を行い、再生画像データを生成する
ものである。

【００５４】サーバ４０は、ＣＰＵ３０と記憶装置３４
と、解像度変換装置３２と、通信制御部３５とを有す
る。サーバ４０を構成する要素のうち、図１と同符号の
ものについては、図１と同じ構成、機能を有する。

【００５５】以下にクライアント４９がサーバ４０に対
して、サーバ４０の記憶装置３４に蓄積されている圧縮
画像データをクライアント４９が指定した解像度に変換
すること、および変換後、クライアント４９にそのデー
タを転送することを要求し、変換後の圧縮画像データを
入手したクライアント４９がＣＲＴ４８に表示を行うま
での処理の流れを示す。以下の説明において、解像度変
換装置３２、記憶装置３４、通信制御部３５、バス３３
を介してのデータ転送は、すべてＣＰＵ３０が制御して
おり、入力Ｉ／Ｆ４３、通信制御部４４、静止画復号化
部４６、表示制御部４７、バス４５を介したデータ転送
はＣＰＵ４２がすべて制御している。

【００５６】最初に、クライアント４９において、キー
ボード４３１等から画像データ表示の要求が発生する。
この要求に応じてＣＰＵ４２は、バス４５、通信制御部
４４、通信網４１、通信制御部３５、バス３３を介して
ＣＰＵ３０に圧縮画像データの要求を出力する。このと
き、同時に、クライアント４９が要求する圧縮画像デー
タの解像度もＣＰＵ３０に出力する。ここで、要求する
圧縮画像データの解像度とは、クライアント４９がＣＲ
Ｔ４８に表示を行いたい画像データの解像度のことであ
る。もし、サーバ４０が蓄積している圧縮画像データの
解像度が、クライアント４９側で判明しているのなら
ば、要求する圧縮画像データの解像度のかわりに、圧縮
画像データの解像度変換率をＣＰＵ３０へ出力してもよ
い。

【００５７】ＣＰＵ３０は、圧縮画像データの要求と、
要求する圧縮画像データの解像度を受けたならば、まず
記憶装置３４に蓄積している圧縮画像データの解像度を
得る。そして、ＣＰＵ３０は、この圧縮画像データの解
像度と要求する圧縮画像データの解像度を基に、要求す
る圧縮画像データの解像度変換率を算出する。もし、ク
ライアント４９から解像度変換率を得ていたならば、こ
の処理は省略してもよい。

【００５８】このときに、解像度変換率が水平方向・垂
直方向ともに、１であるときは、解像度変換が必要な
い。そのときは、記憶装置３４の圧縮画像データを解像
度変換することなくクライアント４９に転送する。それ
以外の場合は、解像度変換処理が必要である。

【００５９】そして、記憶装置３４は、解像度変換装置
３２へ圧縮画像データを転送する。また、ＣＰＵ３０
は、解像度変換率を解像度変換装置３２へ転送する。

【００６０】解像度変換装置３２は、圧縮画像データと
解像度変換率情報を受けて、記憶装置３４から入力する
圧縮画像データを解像度変換率に応じた解像度の圧縮画
像データに変換する。この解像度変換装置についての詳
細は、後述をする。この変換後、解像度変換装置は３２
は、圧縮画像データを、通信制御部３５へ転送する。

【００６１】通信制御部３５は、通信網４１を介して通
信制御部４４へ転送する。圧縮画像データを受け取った
通信制御部４４は、圧縮画像データを静止画復号化部４
６に転送する。そして、静止画復号化部４６において、
圧縮画像データを再生画像データに伸張する。このとき
伸張された再生画像データは、クライアント４９が要求
した解像度を有する。この再生画像データを表示制御部
４７へ転送する。

【００６２】表示制御部４７では、色データである再生
画像データから映像信号を生成し、ＣＲＴ４８に出力す
る。ＣＲＴ４８は、映像信号を受けて、表示を行う。こ
のような処理の流れによって、ＣＲＴ４８では任意の解
像度で記憶装置３４内の圧縮画像データを表示すること
ができる。

【００６３】上記の処理では、解像度変換装置３２があ
る解像度の圧縮画像データを別の解像度の圧縮画像デー
タに変換して出力する場合であるが、この解像度変換装
置３２が、ある解像度の圧縮画像データを別の解像度の
再生画像データに変換して出力してもよい。この場合
も、上記の処理と同様に、得られた再生画像データを、
通信制御部３５、通信網４１を介して通信制御部４４へ
転送する。通信制御部４４は、この再生画像データを表
示制御部４７へ転送する。そして、上記と同様に表示を
行うことができる。この場合は、上記の静止画復号化部
４６は不要である。

【００６４】図５は、第１、第２の実施例で使われる解
像度変換装置の例であり、特に、ある解像度の圧縮画像
データを異なる解像度の再生画像データにする解像度変
換装置の構成例である。第１、第２の実施例で使われる
解像度変換装置のうち、ある解像度の圧縮画像データを
異なる解像度の圧縮画像データにする解像度変換装置に
ついては、後述の図６において説明する。

【００６５】図５、図６の装置は、解像度を小さくする
場合および大きくする場合に、スケーリング係数を用い
て、２つの直交変換係数ブロックから１つの直交変換係
数ブロックを生成するという処理を基本とする。詳細に
ついては、後述する。

【００６６】図５、６の説明をする前に、これらで用い
られる直交変換、量子化、エントロピー符号化の原理に
ついて述べる。

【００６７】図１７の破線内に、直交変換の１つである
ＤＣＴを用いた符号器、復号器の基本ブロック図を示
す。入力画像は符号器１７１においてＤＣＴ変換、量子
化、エントロピー符号化が、順次行われ、圧縮データが
出力される。復号器１７２では圧縮データに対してエン
トロピー復号化、逆量子化、逆直交変換が行われ、復号
画像が出力される。入力画像のビット精度は、たとえ
ば、８ビット／画素／色成分である。

【００６８】ＤＣＴ変換および量子化についてまず説明
する。符号器１７１では入力画像を８×８画素のブロッ
クに分割し、各ブロックが数２に示した計算式にしたが
って２次元ＤＣＴ変換される。

【００６９】

【数２】

【００７０】ここで、ｓｙｘは、入力画像の１つのブロ
ックを構成する１つの要素（ｙ行、ｘ列の要素）を示
し、Ｓｖｕは、ＤＣＴ変換によりえられた１つの直交変
換係数ブロックを構成する１つの要素（ｖ行、ｕ列の要
素）を示す。Ｎは、ブロックのサイズを表し、今の場
合、Ｎ＝８である。また、ＩＤＣＴは、逆ＤＣＴのため
の式である。

【００７１】ＤＣＴ変換により８×８（６４個）の画素
データは８×８（６４個）のＤＣＴ係数に変換される。
直交変換係数ブロックの例を、図９に示す。図９では、
直交変換の１つである２次元ＤＣＴで用いられる直交変
換係数ブロックを示す。この直交変換係数ブロックを、
ＤＣＴ係数ブロックと呼ぶ。図９のなかのu=0、v=0の位
置にある係数は、一般的にＤＣ成分と呼ばれている。こ
のＤＣ成分は、このブロックの直流成分を表す。このＤ
Ｃ係数以外の係数は、一般的にＡＣ成分と呼ばれてい
る。ＡＣ成分は交流成分を表す。この成分については、
ｕ＝０に近いものは、水平方向の低周波成分を示し、ｕ
＝０から離れているものは、水平方向の高周波成分を示
す。また、水平方向と同様に、ｖ＝０に近いものは、垂
直方向の低周波成分を示し、ｖ＝０から離れているもの
は、垂直方向の高周波成分を示す。

【００７２】これ以降の説明では、ＤＣＴ係数ブロック
の特定の係数を示すとき、便宜的に図９のuとvの引き数
を使用する。例えばＤＣＴ係数ブロックをＺとすると、
一番左下のv=7、u=0のＡＣ係数は、Ｚ70と表す。

【００７３】６４個のＤＣＴ係数は、各係数ごとの量子
化ステップサイズを定めた量子化テーブルを用いて、係
数位置ごとに異なるステップサイズで量子化される。図
１８に、量子化テーブルの例を示す。量子化テーブルと
しては、アプリケーションごとに画像特性、出力装置を
考慮して、最適化させて、選ぶことができる。量子化テ
ーブルは、また色成分ごとに切りかえることができる。

【００７４】次に、エントロピー符号化について説明す
る。量子化されたＤＣＴ係数は、エントロピー符号化さ
れ、符号データが出力される。エントロピー符号化の方
式としてはハフマン符号化と算術符号化等があるが、以
下では、ハフマン符号化について述べる。なお、これら
の符号化においては、それぞれＤＣ係数とＡＣ係数とで
処理手順が異なる。

【００７５】（ｉ）ＤＣ係数の符号化 ＤＣ係数のエントロピー符号化のブロック図をハフマン
符号化の場合について図１９に示す。ＤＣ係数は１つ前
に符号化した同一色成分のブロックのＤＣ係数との差分
が求められ、図２０にしたがってＤＣ差分がグループ化
される。このグループ化によりＤＣ差分はグループ番号
（Ｇ：４ビット）とグループ内でのＤＣ差分の値を示す
付加ビット（ビット数はＧで示された値と同じ）に分け
られる。Ｇは１次元のハフマン符号テーブルを用いて符
号化され、各ハフマン符号のあとに付加ビットがつけら
れる。

【００７６】（ii）ＡＣ係数の符号化 ＡＣ係数のエントロピー符号化のブロック図をハフマン
符号化の場合について図２１に示す。ＡＣ係数は図２２
に示したようにジグザグスキャンによってサーチされ
て、１次元に並びなおされる。次に各係数が０であるか
どうかが順次判定され、連続する０の係数（無効係数）
はその長さがレングスＬ（４ビット）としてカウントさ
れ、０以外の係数（有効係数）は図２３にしたがってグ
ループ化される。このグループ化によりＡＣ係数はグル
ープ番号（Ｇ）とグループ内でのＡＣ係数の値を示す付
加ビット（ビット数はＧで示された値と同じ）に分けら
れる。最後に、無効係数のレングスＬと、それにつづく
有効係数のグループ番号（Ｇ）とが、２次元ハフマン符
号化される。１つの有効係数ごとに、このハフマン符号
と付加ビットが出力される。

【００７７】図２４に２次元ハフマン符号化の構成を示
す。ブロック内の最後のＡＣ係数が０のときには、最終
有効係数に対する符号の次にＥＯＢ（End Of Block) を
つけ、これで当ブロックの符号化を終了させる。ブロッ
ク内の最後のＡＣ係数が０以外のときにはＥＯＢはつけ
ない。また無効係数のレングスが１５を越える場合に
は、１６の無効係数のレングスをあらわすＺＲＬを残り
のレングスが１５以下になるまで続けて出力したあと
に、残りのレングスをＬとして２次元符号化する。この
２次元符号が、ハフマン符号テーブルにより、符号化さ
れてＡＣ符号として出力される。

【００７８】なお、ハフマン符号テーブルとしては色成
分ごとに切りかえて用いることもできる。また、ハフマ
ン符号テーブルの転送はテーブルそのものを送るのでは
なく、このテーブルを生成するための情報を送ることと
してもよい。

【００７９】上記のＤＣ符号およびＡＣ符号からなる圧
縮データ１７５が、図１７に示すように、識別情報等を
含むヘッダ情報１７３、テーブル（量子化テーブル、お
よびハフマン符号化テーブル）１７４とともに転送され
る。

【００８０】復号器１７２では、符号器１７１と逆の手
順で処理を行うことにより、圧縮データを通常の画像デ
ータに戻す。

【００８１】図５の説明に戻る。図５において、５０は
入力バッファ部、５１は識別子処理部、５２はエントロ
ピー復号化部、５３は逆量子化部、５４は符号化テーブ
ル部、５５は量子化テーブル部、５６は変換率入力部、
５７はスケーリング係数テーブル部、５８は直交変換ス
ケーリング部、５９は逆直交変換部、６０は出力バッフ
ァ部である。

【００８２】識別子処理部５１、エントロピー復号化部
５２、逆量子化部５３、直交変換スケーリング部５８、
逆直交変換部５９は、ＣＭＯＳ等の電子デバイスにより
実現される。入力バッファ部５０、符号化テーブル部５
４、量子化テーブル部５５、変換率入力部５６、スケー
リング係数テーブル部５７、出力バッファ部６０は、Ｒ
ＯＭもしくはＲＡＭで実現される。

【００８３】以下に圧縮画像データを異なる解像度の再
生画像データに、変換するときの各部の動作を示す。こ
の解像度変換装置３２を構成する各部は、図１における
ＣＰＵ３０等により、解像度変換装置３２の外部から以
下のように制御されている。なお、ＣＰＵ３０等のかわ
りに、専用の制御回路部を解像度変換装置内に組み込ん
で、それにより制御を行ってもよい。

【００８４】まず、入力バッファ部５０は、バス３３を
介して送られてきた圧縮画像データ等を一時的に蓄え
る。ここに読み込まれるデータには、圧縮画像データ
（エントロピー符号化されているため、以下では、エン
トロピー符号とも呼ぶ）のほか、圧縮画像データの符号
化テーブルデータ（エントロピー復号化部５２が用い
る）、量子化テーブルデータ（逆量子化部５３が用い
る）がある。これらのデータの先頭には、データの種類
ごとに、データの種類を一意的に認識させることができ
る識別子が付加されている。

【００８５】識別子処理部５１は、入力バッファ部５０
から圧縮画像データ等を読みだして、データの識別子に
基づいて、適切な部にデータを供給する。具体的には、
符号化テーブルデータを符号化テーブル部５４に、量子
化テーブルデータを量子化テーブル部５５に、エントロ
ピー符号をエントロピー復号化部５２に転送する。

【００８６】符号化テーブル部５４は、識別子処理部５
１から入力した符号化テーブルデータを蓄える。この符
号化テーブルデータは、圧縮画像データが複数のファイ
ルにわかれている場合にファイルごとに異なっていても
よい。すなわち、テーブルデータは、複数あってもよ
い。複数用いる場合は、ファイルごとに、どのテーブル
を用いたかの情報が記憶装置３４から入力バッファ部５
０を介してエントロピー復号化部に送られる。エントロ
ピー復号化部５２が、この情報により、適切な符号化テ
ーブルデータにアクセスを行う。

【００８７】エントロピー復号化部５２では、符号化テ
ーブル部５４の適切な符号化テーブルデータを用いて、
エントロピー符号化の逆の処理を行うことにより、識別
子処理部５１から入力するエントロピー符号を復号化し
て、８×８の係数ブロックにする。この８×８の係数ブ
ロックを逆量子化部５３に転送する。

【００８８】量子化テーブル部５５は、識別子処理部５
１から入力した量子化テーブルデータを蓄える。この量
子化テーブルデータは、圧縮画像データの直交変換のサ
イズと同じ８×８のブロックである。この量子化テーブ
ルデータは、圧縮画像データが複数のファイルにわかれ
ている場合にファイルごとに異なっていてもよい。すな
わち、テーブルデータは、複数あってもよい。複数用い
る場合は、ファイルごとに、どのテーブルを用いたかの
情報が記憶装置３４から入力バッファ部５０を介して逆
量子化部５３に送られる。逆量子化部５３が、適切な量
子化テーブルデータにアクセスを行う。

【００８９】逆量子化部５３は、量子化テーブル部５５
の適切な量子化テーブルデータを用いて、エントロピー
復号化部５２から入力する８×８の係数ブロックを逆量
子化によって８×８の直交変換係数ブロックにする。そ
して、直交変換係数ブロックを直交変換スケーリング部
５８に供給する。

【００９０】変換率入力部５６は、ＣＰＵ３０から、圧
縮画像データの解像度変換率を入力される。この解像度
変換率は、バス３３を介して入力される。例えば６４０
×４８０画素の解像度を有する画面を、３２０×２４０
画素の解像度を有する画面として出力するときは、解像
度変換率は、垂直方向１／２、水平方向１／２である。
この垂直方向と水平方向の解像度変換率は、異なっても
よい。この解像度変換率を直交変換スケーリング部５８
に供給する。

【００９１】スケーリング係数テーブル部５７は、ＲＯ
ＭやＲＡＭ等の記憶媒体であり、ここに解像度変換率に
応じたスケーリング係数が格納されている。スケーリン
グ係数については、後述する。なお、このスケーリング
係数テーブル部５７の代わりに、図１における記憶装置
３４にスケーリング係数を格納してもよい。また、解像
度変換率に応じたスケーリング係数をスケーリング係数
テーブル部５７に必要になるまで格納せずに、図１にお
けるＣＰＵ３０がそのつど、後述の方法により、スケー
リング係数の算出をして、スケーリング係数テーブル部
５７に格納しておくこともできる。

【００９２】直交変換スケーリング部５８では、変換率
入力部５６から解像度変換率を得る。そして、逆量子化
部５３から入力する８×８の直交変換係数ブロックを、
その解像度変換率をもとに変換して、変換後の解像度に
対応した８×８の直交変換係数ブロックにして、逆直交
変換部５９に出力する。このとき、直交変換係数ブロッ
クの個々のサイズは変わらないが、１画面に含まれるブ
ロックの総数がかわる。例えば、圧縮画像データが６４
０×４８０の解像度であったとき、直交変換スケーリン
グ部５８に入力される直交変換係数ブロックの総数は、
８０×６０ブロックである。ここで変換率入力部５６か
ら得る解像度変換率が、垂直方向１／２、水平方向１／
２、であったとする。このとき、直交変換スケーリング
部５８が逆直交変換部５９に転送する直交変換係数ブロ
ックの総数は、４０×３０ブロックである。この４０×
３０ブロックから作り出される画像データの解像度は、
３２０×２４０である。よって、すでにこの時点で解像
度が、垂直方向１／２、水平方向１／２になっている。
また、直交変換スケーリング部５８では、前述の変換を
行うために変換用の係数が必要となる。直交変換スケー
リング部５８は、解像度変換率に応じたスケーリング係
数を、スケーリング係数テーブル部５７にアクセスして
得る。この直交変換スケーリング部５８の詳細について
は、後述する。

【００９３】逆直交変換部５９では、直交変換スケーリ
ング部５８から得る直交変換係数ブロックごとに、８×
８の２次元逆直交変換をして、８×８画素の画像ブロッ
クに変換する。この画像ブロックを、出力バッファ部６
０へ供給する。

【００９４】出力バッファ部６０では、ブロック単位で
受付けたデータを記憶して、１つの画面を構成し、画面
走査の順で出力する。直交変換スケーリング部５８によ
って、このときにはすでに要求する解像度になってい
る。この再生画像データは、バスを介してこの解像度変
換装置の外部に転送する。

【００９５】上記のように処理することによって、高速
に、かつ画質をそこなわずに、圧縮画像データを解像度
変換して任意の解像度の再生画像データにすることがで
きる。

【００９６】図６は、ある解像度の圧縮画像データを異
なる解像度の圧縮画像データにする解像度変換装置の構
成例である。図６において、６１は量子化部、６２はエ
ントロピー符号化部、６３は識別子付加部であり、他の
部分は図５の同一符号のものと同じである。量子化部６
１、エントロピー符号化部６２は、それぞれ、前述の量
子化、エントロピー符号化を行う。符号５０から６０は
次に述べる動作以外、図５と同様に動作する。

【００９７】以下、図６の装置により、ある解像度の圧
縮画像データを、これとは異なる解像度の圧縮画像デー
タに変換するときの処理の流れを示す。図６における入
力バッファ部５０から直交変換スケーリング部５８まで
の処理は、前述の図５における入力バッファ部５０から
直交変換スケーリング部５８までの処理と同様である。
よって、以下は直交変換スケーリング部５８以降の処理
の流れを示す。

【００９８】直交変換スケーリング部５８は、解像度変
換率に応じて変換した、８×８の直交変換係数ブロック
を量子化部６１へ出力する。

【００９９】量子化部６１では、８×８の直交変換係数
ブロックを、量子化テーブルによって量子化する。この
量子化テーブルは、量子化テーブル部５５にアクセスし
て得ることができる。この量子化テーブルは、識別子処
理部５１から量子化テーブル部５５に転送したテーブル
でも、予め量子化テーブル部５５が用意していたテーブ
ルでも、どちらでもよい。いずれのテーブルを用いるか
は、記憶装置３４から画像データとともに受付けること
としてもよいし、キーボード３８からユーザが指定でき
ることとしてもよい。そして、量子化後の８×８の係数
ブロックを、エントロピー符号化部５４に出力する。

【０１００】エントロピー符号化部４は、８×８の係数
ブロックを符号化テーブルに基づいて符号化する。この
符号化テーブルは、符号化テーブル部５４にアクセスし
て得ることができる。この符号化テーブルは、識別子処
理部５１から符号化テーブル部５４に転送したテーブル
でも、予め符号化テーブル部５４が用意していたテーブ
ルでも、または符号化される係数ブロックの複数個の確
率分布を実測して作ったテーブルでもよい。そして、係
数ブロックを符号化した符号を、識別子付加部６３にエ
ントロピー符号として出力する。

【０１０１】識別子付加部６３では、量子化テーブル部
５５から量子化部６１が使用した量子化テーブルデー
タ、符号化テーブル部５４からエントロピー符号化部６
２が使用した符号化テーブルデータ、エントロピー符号
化部６３からエントロピー符号をそれぞれ得る。そし
て、それらに識別子を付加して再び圧縮画像データとし
て出力バッファ部６０へ出力する。

【０１０２】出力バッファ部６０では、この圧縮画像デ
ータを、バスを介してこの解像度変換装置の外部に転送
する。

【０１０３】上記のように処理することによって、高速
に、かつ、画質をそこなわずに、圧縮画像データを解像
度変換して任意の解像度の圧縮画像データにすることが
できる。

【０１０４】次に、図５および図６で用いられる直交変
換スケーリング部５８の第１の構成例を図７により詳細
に示す。図７の直交変換スケーリング部５８は、入力さ
れた直交変換係数ブロックについて、水平方向の解像度
変換と垂直方向の解像度変換を１度で行うことができ
る。そのためのスケーリング係数をスケーリング係数テ
ーブル部５７から入力される。後述する図８の直交変換
スケーリング部５８は、入力された直交変換係数ブロッ
クについて、水平方向の解像度変換を行った後に、垂直
方向の解像度変換を行う。すなわち、２段階で解像度変
換を行う。そのためのスケーリング係数をスケーリング
係数テーブル部５７から入力される。なお、水平方向と
垂直方向のいずれを先に変換するかについては、何れも
可能である。

【０１０５】図７において、７０はスケーリング制御
部、７１はスケーリング係数制御部、７２はバッファ
部、７３はスケーリング部、７７はバッファ部、100か
ら103は外部との入出力を行う経路である。スケーリン
グ部７３は、乗算器７４と、加算器７５と、遅延回路７
６とを有する。

【０１０６】図７の直交変換スケーリング部５８が処理
する内容について、水平方向と垂直方向の解像度変換率
が１／２の場合を例に述べる。１画面中のブロック数
は、変換前は、図１５（ａ）に示すように８０×６０、
変換後は、図１５（ｂ）に示すように４０×３０とす
る。直交変換スケーリング部５８は、以下の数１６を１
画面分のブロックについて計算する。

【０１０７】

【数１６】

【０１０８】この式は、図１３，１５に示すように、水
平方向に隣合う２つのＤＣＴ係数ブロック（Ａ，Ｂ）、
垂直方向に隣合う２つのＤＣＴ係数ブロック（Ｆ，
Ｇ）、計４つのＤＣＴ係数ブロックＡ，Ｂ，Ｆ，Ｇか
ら、１つのブロックＨを求めることにより、解像度変換
を行うためのものである。この式の導き方については後
述する。なお、この式はＤＣＴに限らず、水平方向およ
び垂直方向の解像度がともに１／２の場合、直交変換の
全てについて成立する。直交変換により、係数ｆｖｕｉ
ｊ，ｇｖｕｉｊ，ｈｖｕｉｊ，ｋｖｕｉｊの値が異な
る。この式において、Ｈｖｕは、ブロックＨを構成する
６４個の要素のうちの１つ（ｖ行、ｕ列の要素）を示
し、Ａｉｊ，Ｂｉｊ，Ｆｉｊ，Ｇｉｊは、各ブロックを
構成する６４個の要素のうちの１つ（ｉ行、ｊ列の要
素）を示す。ｆｖｕｉｊ，ｇｖｕｉｊ，ｈｖｕｉｊ，ｋ
ｖｕｉｊは、スケーリング係数である。数１６の計算の
順序は、図１５において、Ａに該当するブロックが、水
平方向に左から右にブロック（１，１），（１，３），
……（１，７９），の位置を動き、次にブロック（３，
１），（３，３）……と行を変えて、最後にブロック
（５９，７９）の位置に来る順序で行われる。Ｂ，Ｆ，
Ｇに該当するブロックもＡとともに、Ａに対して図１３
に示す位置関係を保ちながら、動く。そして、各位置
で、数１６の計算を行う。

【０１０９】以下に、解像度変換率に従って、直交変換
係数ブロックをスケーリングする際の各部の動作につい
て数１６に従って説明する。

【０１１０】スケーリング制御部７０は、変換率入力部
５６から経路100を介して、解像度変換率を得る。この
解像度変換率には、水平方向と垂直方向の解像度変換率
が含まれる。数１６の場合、１／２である。水平方向と
垂直方向の解像度変換率が同じである場合は、１つの解
像度変換率と、水平方向と垂直方向の解像度変換率が同
じであるというデータをもらうとしてもよい。スケーリ
ング制御部７０は、この解像度変換率を基にして、バッ
ファ部７２、７７、スケーリング係数制御部７１、スケ
ーリング部７３を以下の各部の動作の説明で述べるよう
に制御する。この制御は、たとえば、解像度変換率が水
平方向、垂直方向に１／２である図１３の場合、数１６
の計算をスケーリング部７３に行わせるものである。

【０１１１】スケーリング係数制御部７１は、経路100
から解像度変換率の情報を得る。次に、この解像度変換
率に応じてスケーリング部７３で使用するスケーリング
係数を、経路101を介してスケーリング係数テーブル部
５７から得る。そして、スケーリング係数をスケーリン
グ部７３に出力する。例えば、図１３の場合は、数１６
に示すスケーリング係数ｆｖｕｉｊ，ｇｖｕｉｊ，ｈｖ
ｕｉｊ，ｋｖｕｉｊを出力する。出力の順序は、（ｖ，
ｕ，ｉ，ｊ）＝（０，０，０，０）の要素からはじま
り、下位の指数から順に、すなわち、ｊ，ｉ，ｕ，ｖの
順で、０から７まで変えて、（ｖ，ｕ，ｉ，ｊ）＝
（７，７，７，７）まで出力する。これで、図１５
（ｂ）に示す１つのブロックＨが求まるので、これをブ
ロックＨの数分（４０×３０回）繰り返して、１画面分
のブロックＨを求める。出力のタイミングは、スケーリ
ング制御部７０の指示による。

【０１１２】バッファ部７２は、経路102を介して逆量
子化部５３から８×８の直交変換係数ブロックを、受付
けて一時的に１画面分蓄積する。逆量子化部５３から
は、図１５（ａ）に示すブロックが、水平方向に左から
右にブロック（１，１），（１，２），……（１，８
０）の順に送られ、次にブロック（２，１），（２，
２）……と行を変えて、最後にブロック（６０，８０）
が送られてくる。スケーリング制御部７０に制御される
バッファ部７２は、スケーリング部７３で計算ができる
ところまで送られて上記ブロックが送られてくると、す
なわち、図１５（ａ）の（２，２）のブロックまで受付
けたところで、スケーリング部７３に図１５（ａ）の
（１，１）、（１，２）、（２，１）、（２，２）の位
置にある４つのブロックの要素Ａｊｉ，Ｂｊｉ，Ｆｊ
ｉ，Ｇｊｉをまとめて送る。これらの要素は、（ｉ，
ｊ）＝（０，０）の要素から（７，７）の要素まで順次
送る。これで、ブロックＨの１つの要素が求まるので、
送る操作を、６４回繰り返して、１つのブロックＨが求
まる。次に、図１５（ａ）の（１，３）、（１，４）、
（２，３）、（２，４）の位置にある４つのブロックの
要素を同様にスケーリング部７３に送る。以下、ブロッ
クの位置を変えながら、順次送る。出力のタイミング
は、スケーリング制御部７０の指示による。

【０１１３】スケーリング部７３は、スケーリング制御
部７０の制御を受ける。内部は乗算器７４と加算器７５
と遅延回路７６から構成される。乗算器７４ではスケー
リング係数制御部７１から入力するスケーリング係数ｆ
ｖｕｉｊ，ｇｖｕｉｊ，ｈｖｕｉｊ，ｋｖｕｉｊとバッ
ファ部７２から入力する直交変換係数Ａｊｉ，Ｂｊｉ，
Ｆｊｉ，Ｇｊｉから、数１６の乗算部分ｆｖｕｉｊ×Ａ
ｊｉ、ｇｖｕｉｊ×Ｂｊｉ、ｈｖｕｉｊ×Ｆｊｉ、ｋｖ
ｕｉｊ×Ｇｊｉを行い、これらを加算器７５へ出力す
る。加算器７５では、遅延回路７６からの出力（乗算器
７４で（ｉ，ｊ）の位置での計算結果が出力されたとす
ると、（ｉ，ｊ）以前までの和）と、乗算器７４からの
出力（ｆｖｕｉｊ×Ａｊｉ、ｇｖｕｉｊ×Ｂｊｉ、ｈｖ
ｕｉｊ×Ｆｊｉ、ｋｖｕｉｊ×Ｇｊｉ）とを加算する。
加算結果は、ブロックＨの１つの要素が求まったとき
は、バッファ部７７に出力し、求まるまでは、遅延回路
７６に出力する。この出力先の選択はスケーリング制御
部７０からの制御に基づく。遅延回路７６に出力を行っ
たときは、その出力の伝達を遅延して、再び加算器７５
に出力する。出力のタイミングは、スケーリング制御部
７０の指示による。バッファ部７７に出力するときは、
スケーリング部７３の出力として、新しい直交変換係数
を出力する。

【０１１４】バッファ部７７では、１つのブロックＨの
要素が全て求まったときに、経路１０３から出力する。
こうして、経路１０２から入力された直交変換係数を再
び８×８の直交変換係数ブロックにして、経路103に出
力する。

【０１１５】このように処理することにより、直交変換
係数ブロックのサイズを変えることなく、直交変換係数
の総数を変えることができる。

【０１１６】なお、上記では、水平方向と垂直方向の変
換を１度に行う場合について述べたが、図７の直交変換
スケーリング部５８は、水平方向の変換のみの場合や、
垂直方向の変換のみの場合ももちろん可能である。スケ
ーリング制御部７０は、各場合に応じて制御を行うこと
ができる。

【０１１７】図７の構成例においては、水平方向と垂直
方向の解像度変換を一度におこなっている。しかし、こ
の水平方向と垂直方向のスケーリングを１度に行うと、
スケーリング係数が、数１６のように、多く必要にな
り、スケーリング係数制御部７１等の処理が繁雑にな
る。よって、図８のように、水平方向と垂直方向のスケ
ーリングの処理を分けて行う構成が考えられる。

【０１１８】次に、本発明の直交変換スケーリング部５
８の第２の構成例を図８により、詳細に示す。図８にお
いて、８１はスケーリング制御部、７２はスケーリング
係数制御部、７２，７９，７７はバッファ部、７８，８
０はスケーリング部、100から103は外部との入出力を行
う経路である。スケーリング部７８，８０は、乗算器７
４と、加算器７５と、遅延回路７６とを有し、図７のス
ケーリング部７３と同様の動作をする。

【０１１９】図８における、スケーリング部７８とスケ
ーリング部８０は、垂直方向と水平方向の解像度変換率
を別々に行う。例えば、スケーリング部７８が水平方向
に、スケーリング部８０が垂直方向に、おのおのの解像
度変換率に基づいた処理を行う。なお、スケーリング部
７８が垂直方向、スケーリング８０が水平方向の解像度
変換を行うこととしてもよい。以下の直交変換スケーリ
ング部８２の動作の説明では、水平方向の変換を行うス
ケーリング部７８を中心に述べるが、垂直方向の変換を
行うスケーリング部８０についても同様の動作をする。

【０１２０】図８のスケーリング部７８が処理する内容
について、水平方向の解像度変換率が１／２の場合を例
に述べる。１画面のブロック数は、変換前は、図１６
（ａ）に示すように８０×６０、変換後は、図１６
（ｂ）に示すように４０×６０とする。スケーリング部
７８は、以下の数１を１画面分のブロックについて計算
する。

【０１２１】

【数１】

【０１２２】この式は、図１０，１６に示すように、水
平方向に隣合う２つ（Ａ，Ｂ）のＤＣＴ係数ブロック
Ａ，Ｂから、１つのブロックＤを求めることにより、解
像度変換を行うためのものである。この式の導き方につ
いては後述する。なお、この式はＤＣＴに限らず、水平
方向の解像度変換率が１／２の場合、直交変換の全てに
ついて成立する。直交変換により、係数ａｉｕ，ｂｉｕ
の値が異なる。この式において、Ｄｖｕ，Ａｖｉ，Ｂｖ
ｉは、各ブロックの１つの要素を示し、ａｉｕ，ｂｉｕ
は、スケーリング係数である。数１の計算は、図１６に
おいて、Ａに該当するブロックの位置が、水平方向に左
から右にブロック（１，１），（１，３），……（１，
７９）と動き、次にブロック（２，１），（２，３）…
…と行を変えて、最後にブロック（６０，７９）の位置
にきて、各位値にて行われる。Ｂに該当するブロックも
Ａとともに、Ａに対して図１０に示す位置関係を保ちな
がら動く。そして、各位置で、数１の計算を行う。

【０１２３】以下に、解像度変換率に従って、直交変換
係数ブロックをスケーリングする際の各部の動作につい
て数１に従って説明する。

【０１２４】スケーリング制御部７０は、変換率入力部
５６から経路100を介して、水平方向及び垂直方向の解
像度変換率を得て、水平方向の解像度変換率に基づいて
スケーリング部７８を、垂直方向の解像度変換率に基づ
いてスケーリング部８０を、それぞれ制御する。数１の
場合、水平方向の解像度変換率は、１／２である。スケ
ーリング制御部８１は、この解像度変換率を基にして、
バッファ部７２、７９、７７、スケーリング係数制御部
８２、スケーリング部７８，８０を以下の各部の動作の
説明で述べるように制御する。この制御は、たとえば、
解像度変換率が水平方向に１／２である図１０の場合、
数１の計算をスケーリング部７８に行わせるものであ
る。

【０１２５】スケーリング係数制御部７１も、経路100
を介して変換率入力部５６から水平方向及び垂直方向の
解像度変換率を得て、この解像度変換率に対応した、水
平方向と垂直方向に対するスケーリング係数を経路101
を介して、スケーリング係数テーブル部５７からそれぞ
れ得る。もし、解像度変換率が水平方向と垂直方向と同
じであるときは、このスケーリング係数は同じであって
もよい。そして、スケーリング部７８およびスケーリン
グ部８０の処理に応じて、適切なスケーリング係数をそ
れぞれに出力する。例えば、図１０の場合は、数１に示
すスケーリング係数ａｉｕ，ｂｉｕをまとめて出力す
る。出力の順序は、（ｕ，ｉ）＝（０，０）からはじま
り、下位の指数から順に、すなわち、ｉ，ｕの順で、０
から７まで変える。これで、図１６（ｂ）に示す１つの
ブロックＤが求まるので、これをブロックＨの数分（４
０×６０回）繰り返して、１画面分のブロックＤを求め
る。出力のタイミングは、スケーリング制御部８１の指
示による。

【０１２６】バッファ部７２は、経路102を介して逆量
子化部５３から８×８の直交変換係数ブロックを、受付
けて一時的に蓄積する。逆量子化部５３からは、図１６
（ａ）に示すブロックが、水平方向に左から右にブロッ
ク（１，１），（１，２），……（１，８０）の順に送
られ、次にブロック（２，１），（２，２）……と行を
変えて、最後にブロック（６０，８０）が送られてく
る。バッファ部７２は、スケーリング部７８で計算がで
きるところまで送られてくると、すなわち、図１６
（ａ）の（１，２）のブロックまで来たところで、スケ
ーリング部７３に図１６（ａ）の（１，１）、（１，
２）の位置にある２つのブロックの要素Ａｖｉ，Ｂｖｉ
をまとめて送る。出力の順序は、（ｖ，ｉ）＝（０，
０）からはじまり、下位の指数から順に、すなわち、
ｉ，ｖの順で、０から７まで変える。これで、１つのブ
ロックＤが求まる。次に、図１６（ａ）の（１，３）、
（１，４）の位置にある２つのブロックの要素を同様に
スケーリング部７８に送る。出力のタイミングは、スケ
ーリング制御部８１の指示による。

【０１２７】スケーリング部７８は、バッファ部７２か
ら入力する直交変換係数から、新たな直交変換係数を算
出してバッファ部７９へ出力する。バッファ部７９で
は、入力する直交変換係数を再び８×８の直交変換係数
ブロックにして、蓄積を行う。このスケーリング部８１
は、水平方向にしかスケーリングを行わない。たとえ
ば、バッファ部７２に、８０×６０個の直交変換係数ブ
ロックを、水平方向の解像度変換率１／２で変換したと
きは、バッファ部７９に４０×６０個の直交変換係数ブ
ロックを蓄積することになる。バッファ部７９は、一度
蓄積した直交変換係数をスケーリング部８０へ出力す
る。

【０１２８】スケーリング部８０は、バッファ部７９か
ら入力する直交変換係数から、新たな直交変換係数を算
出して、バッファ部７７へ出力する。スケーリング部８
０は、垂直方向のスケーリングを行うため、バッファ部
７７は図７と同様の結果を得ることができる。

【０１２９】スケーリング部７８の動作の詳細について
述べる。スケーリング部７８は、スケーリング制御部８
１の制御を受ける。内部は図７と同様に、乗算器７４と
加算器７５と遅延回路７６から構成される。乗算器７４
ではスケーリング係数制御部８２から入力するスケーリ
ング係数ａｉｕ，ｂｉｕとバッファ部７２から入力する
直交変換係数Ａｖｉ，Ｂｖｉから、数１の乗算部分ａｉ
ｕ×Ａｖｉ、ｂｉｕ×Ｂｖｉを行い、これらを加算器７
５へ出力する。加算器７５では、遅延回路７６からの出
力（乗算器７４でｉを計算した結果が出力されたとする
と、ｉ−１までの和）と、乗算器７４からの出力（ａｉ
ｕ×Ａｖｉ、ｂｉｕ×Ｂｖｉ）とを加算する。加算結果
は、ブロックＤの１つの要素が求まったときは、バッフ
ァ部７９に出力し、求まるまでは、遅延回路７６に出力
する。この出力先の選択はスケーリング制御部８１から
の制御に基づく。遅延回路７６に出力を行ったときは、
その出力の伝達を遅延して、再び加算器７５に出力す
る。出力のタイミングは、スケーリング制御部８１の指
示による。バッファ部７９に出力するときは、スケーリ
ング部７８の出力として、新しい直交変換係数を出力す
る。

【０１３０】バッファ部７９では、１画面分のブロック
Ｄを蓄積する。そして、スケーリング部８０に順次出力
する。

【０１３１】スケーリング部８０が行う計算は、例え
ば、数１４に示される。

【０１３２】

【数１４】

【０１３３】この式は、垂直方向の解像度変換率が１／
２の場合の式であり、垂直方向に隣接している２つの直
交変換係数ブロックＩ，Ｊから１つのブロックＨを求め
るものである。数１４から明らかなように、スケーリン
グ部７８、８０とは同様な動作をする。

【０１３４】バッファ部７７では、１つのブロックＨの
要素が全て求まったときに、経路１０３から出力する。
こうして、経路１０２から入力された直交変換係数を再
び８×８の直交変換係数ブロックにして、経路103に出
力する。

【０１３５】以上のように処理することにより、直交変
換係数ブロックのサイズを変えることなく、直交変換係
数ブロックの総数を変えることができる。

【０１３６】図８のように水平方向と垂直方向の解像度
変換率に分けて処理を行うと、スケーリング係数が単純
化できる。また、水平方向と垂直方向の解像度変換率が
異なる時、柔軟な解像度変換が行える。次に、図７、８
で用いられるスケーリング係数の算出法について述べ
る。

【０１３７】最初に、図８で使用するスケーリング係数
について述べる。

【０１３８】これ以降の説明では、ＤＣＴ係数ブロック
の特定の係数を示すとき、図９のuとvの引き数を使用す
る。例えばＤＣＴ係数ブロックをＺとすると、一番左下
のv=7、u=0のＡＣ係数は、Ｚ70と表す。

【０１３９】図１０は、スケーリング部７８において、
解像度変換率が水平方向に１／２の解像度変換を行う場
合の例であり、図８における、解像度変換率が１／２の
ときのスケーリング部７８の変換の入力（ＤＣＴ係数ブ
ロックＡ９０とＤＣＴ係数ブロックＢ９１）と出力（Ｄ
ＣＴ係数ブロックＤ９２）を示す。ここでは、となりあ
うＤＣＴ係数ブロックＡ９０とＤＣＴ係数ブロックＢ９
１を、ＤＣＴ係数ブロックＤ９２に変換する。

【０１４０】この場合の変換式は、前述の数１で表され
る。数１は、スケーリング係数制御部７１とスケーリン
グ制御部７０が、スケーリング部７８を制御しておこな
う処理を、式で表わしたものである。数１の変換式によ
って、となりあった２つのＤＣＴ係数ブロックから、１
つのＤＣＴ係数ブロックを導きだすことができる。すな
わち、スケーリング後のＤＣＴ係数ブロック１つは、ス
ケーリング前のＤＣＴ係数ブロック２つから算出して求
めることが出来るようになっている。数１のような変換
式は、解像度変換率によって異なる。

【０１４１】ここで用いる定数は、０であったり、同じ
定数が出現することが多いため、実際には数１より単純
な変換式になることが多い。また、解像度変換率が１以
下の場合、高周波成分をある程度無視してもよい場合が
ある。よって、処理量の軽減を行いたいときは、Ａｖ
ｉ，Ｂｖｉのうち、ｖが小さいもの、例えば、ｖ＝０か
ら３だけ使用をして、あとの項は無視してもよい。

【０１４２】この数１で用いている定数は、ＤＣＴの原
理に基づいて求める。次に、変換式の定数の求めかたを
説明する。

【０１４３】Ｎ×Ｎの２次元ＤＣＴと２次元ＩＤＣＴの
一般的な定義式は、前述の数２である。数２の中におい
て、ＳｖｕはＤＣＴ係数であり、ｓｙｘは画像データを
表わす。この数２の定義式は、次の数３のＤＣＴに関す
る式と、ＩＤＣＴに関する式になる。

【０１４４】

【数３】

【０１４５】この数３の式と式は、それぞれ水平方
向の１次元ＤＣＴと１次元ＩＤＣＴを示す。式は、式
の逆変換である。よって式のｓ′ｖｘと式のＳ′
ｖｘは同値となる。ゆえに、ＤＣＴ係数を式で変換
後、式で変換を行えば、またもとのＤＣＴ係数に戻る
ことができる。

【０１４６】この式において、例えばＮ＝８とすれ
ば、図１０のＤＣＴ係数ブロックＡ９０からＡ’ｖｘの
式を、ＤＣＴ係数ブロックＢ９１からＢ′ｖｘの式を数
４のように求めることができる。

【０１４７】

【数４】

【０１４８】そして、さらに下記の数５を用いれば、Ｄ
ＣＴ係数ブロックＤ９２を求めることができる。

【０１４９】

【数５】

【０１５０】数５において、項Ｉと項IIは、式の１次
元ＤＣＴでＮ＝１６としたときに相当する。つまり、項
Ｉと項IIによって１６点を用いてＤＣＴ変換を行う。ま
た、項Ｉと項IIでサンプリングが連続するようにするた
め、項IIでは同期を行っている。式全体に１／２の平方
根をかけているのは、１６×１６でＤＣＴした係数を８
×８の係数とするための補正である。この補正には、解
像度変換率の平方根を用いる。この数５にＡ′ｖｘの式
と、Ｂ′ｖｘの式を代入して、ＡｖｕとＢｖｕでくく
る。このＡｖｕとＢｖｕにかかる定数をすべて算出する
ことにより、数１の定数ａｉｕ，ｂｉｕを算出すること
ができる。以下の数１２に結果を示す。

【０１５１】

【数１２】

【０１５２】この例では、数４のＩＤＣＴのときはＮ＝
８とし、数５のＤＣＴのときはＮ＝１６とした。しか
し、このＮは正の整数から任意に選ぶこともできる。た
だし、ＩＤＣＴのときのＮの値をｎ、ＤＣＴのときのＮ
の値をｄとしたときｎ／ｄは解像度変換率と一致しなけ
ればいけない。このことは他の解像度変換率についても
同様の事がいえる。

【０１５３】１／２以外の解像度変換率の場合も、この
例と同様に変換式を求めることができる。以下に、解像
度変換率が２／３の場合について説明する。図１１は、
スケーリング部７８が解像度変換率が水平方向に２／３
のスケーリングを行う場合の例であり、図８における、
解像度変換率が２／３のときのスケーリング部７８での
変換の入力（ＤＣＴ係数ブロックＡ９３とＤＣＴ係数ブ
ロックＢ９４とＤＣＴ係数ブロックＣ９５）と出力（Ｄ
ＣＴ係数ブロックＤ９６とＤＣＴ係数ブロックＥ９７）
を示す。ここでは、となりあうＤＣＴ係数ブロックＡ９
３とＤＣＴ係数ブロックＢ９４からＤＣＴ係数ブロック
Ｄ９６を、ＤＣＴ係数ブロックＢ９４とＤＣＴ係数ブロ
ックＣ９５からＤＣＴ係数ブロックＥ９７を変換によっ
て導きだす。

【０１５４】この場合の変換式は、次の数６で表わすこ
とができる。

【０１５５】

【数６】

【０１５６】この変換式を導くには、例えば数２の式
においてＮ＝８として、図１１のＤＣＴ係数ブロックＡ
９３からＡ′ｖｘの式を、ＤＣＴ係数ブロックＢ９４か
らＢ′ｖｘの式を、ＤＣＴ係数ブロックＢ９５からＣ′
ｖｘの式を数７のようにあらわす。

【０１５７】

【数７】

【０１５８】そして、さらに下記の数８を用いれば、Ｄ
ＣＴ係数ブロックＤ９６とＤＣＴ係数ブロックＥ９７を
求めることができる。

【０１５９】

【数８】

【０１６０】この数８に、前述と同様に、Ａ′ｖｘの式
と、Ｂ′ｖｘの式を代入して、ＡｖｕとＢｖｕとＣｖｕ
にかかる定数をすべて算出することにより、数６の定数
を算出することができる。

【０１６１】これまで、縮小する場合の変換式の算出方
法について述べたが、拡大の変換式もまた同様に求める
ことができる。以下に解像度変換率３／２の場合につい
て説明する。図１２は、スケーリング部７８において、
解像度変換率が水平方向に３／２のスケーリングを行う
場合の例であり、図８における、解像度変換率が３／２
のときのスケーリング部７８での変換の入力（ＤＣＴ係
数ブロックＡ９８とＤＣＴ係数ブロックＢ９９）と出力
（ＤＣＴ係数ブロックＣ２００とＤＣＴ係数ブロックＤ
２０１とＤＣＴ係数ブロックＥ２０２）を示す。ここで
は、ＤＣＴ係数ブロックＡ９８からＤＣＴ係数ブロック
Ｃ２００を、ＤＣＴ係数ブロックＡ９８とＤＣＴ係数ブ
ロックＢ９９からＤＣＴ係数ブロックＤ２０１をＤＣＴ
係数ブロックＢ９９からＤＣＴ係数ブロックＥ２０２を
変換によって導きだす。

【０１６２】この場合の変換式は、次の数９で表わすこ
とができる。

【０１６３】

【数９】

【０１６４】この変換式を導くには、例えば数２の式
においてＮ＝８として、図１２のＤＣＴ係数ブロックＡ
９８からＡ′ｖｘの式を、ＤＣＴ係数ブロックＢ９９か
らＢ′ｖｘの式を数１０のようにあらわす。

【０１６５】

【数１０】

【０１６６】そして、さらに下記の数１１を用いれば、
ＤＣＴ係数ブロックＣ２００とＤＣＴ係数ブロックＤ２
０１とＤＣＴ係数ブロックＥ２０２を求めることができ
る。

【０１６７】

【数１１】

【０１６８】この数１１に、前述と同様に、Ａ′ｖｘの
式と、Ｂ′ｖｘの式とを代入して、ＡｖｕとＢｖｕにか
かる定数をすべて算出することにより、数９の定数を算
出することができる。

【０１６９】このように、解像度を縮小する場合は、２
つのブロックから１つのブロックを求め、拡大する場合
は、１つのブロックから２つのブロックを求めるという
ことを基本的手法として、任意の解像度変換率に対して
算出式を導きだすことができる。

【０１７０】また、前述の算出では、すべて水平方向に
関する算出式に関して説明したが、垂直方向に関しても
水平方向と同様の式が成り立つ。この一例は、前述の数
１４である。

【０１７１】そして、水平方向と垂直方向の解像度変換
率が同じである場合は、水平方向と垂直方向の係数は同
じになり、共用することも可能である。

【０１７２】水平方向と垂直方向の解像度変換を同時に
行う図７の場合の変換式を次に示す。この場合は、図１
３に示すように水平、垂直方向に隣接する４つのブロッ
クＡ，Ｂ，Ｆ，Ｇから１つのブロックＨを求める。算出
方法としては、図１４に示すように、数１により、ブロ
ックＡ，ＢからブロックＩ、ブロックＦ，Ｇからブロッ
クＪを求める。これを数１３に示す。

【０１７３】

【数１３】

【０１７４】次に、数１４により、ブロックＩ，Ｊから
ブロックＨを求める。

【０１７５】

【数１４】

【０１７６】数１４に数１３を代入すると、数１５のよ
うになり、最終的に、前述の数１６が求まる。

【０１７７】

【数１５】

【０１７８】以上の説明で、直交変換としてＤＣＴを用
いて説明した。しかし、この解像度変換方式は、ＤＣＴ
だけでなく、他の直交変換を用いた圧縮画像データにも
同様に適用することができる。これを以下説明する。一
般に直交変換は、数１７のように表すことができる。

【０１７９】

【数１７】

【０１８０】ここで、Ｄｖｕは、画像データｓｘｙを一
般の直交行列ＣおよびＣの転置行列Ｃ’で直交変換した
直交変換係数ブロックの１つの要素を示す。Ｃｖｙ，
Ｃ’ｘｕは、それぞれ、直交行列ＣおよびＣの転置行列
Ｃ’の１つの要素を示す。数１７の「順」は、画像デー
タを直交係数に変換することを意味し、「逆］は、直交
係数を画像データに変換することを意味する。この式
は、行列を用いて書くと、数１８のようになる。

【０１８１】

【数１８】

【０１８２】数１７は、ＤＣＴの場合の数１に相当す
る。ＤＣＴの場合のＣｖｙ，Ｃ’ｘｕは、数１９のよう
になる。

【０１８３】

【数１９】

【０１８４】数１７より、一般の直交変換の場合の数３
に当たる式は、数２０のようになる。

【０１８５】

【数２０】

【０１８６】この式においても、数３の場合と同様に、
は、の逆変換式になっている。従って、ＤＣＴの場
合の数４以下の式に相当する、一般の直交変換の場合の
式も、数４以下を導いた場合と同様に導くことができ
る。

【０１８７】以上のように、ブロックの要素の数を変え
ずに、ｍ個の直交変換係数ブロックをｎ個の直交変換係
数ブロックに変換すると、高速に画質を損なうことなく
変換できる。そして、この変換を水平方向と垂直方向に
分けて変換を行なうと、柔軟な解像度変換が容易に出来
る。

【０１８８】なお、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧやH.261等の国
際標準では、おもに８×８のＤＣＴを使用している。本
発明に係る解像度変換では、直交変換係数ブロックのサ
イズを変更することなく変換するため、直交変換に８×
８のＤＣＴを用いれば、標準からはずれることなく解像
度変換を行なうことが出来る。その上８×８のＤＣＴ
は、国際標準のため、一般的に普及しており、８×８の
ＤＣＴのみでシステムを構成すると、コストの低減を図
ることができる。

【０１８９】なお、解像度変換率が１／２よりかなり小
さい場合、例えば、１／３場合は、直交変換係数ブロッ
クを一つおきに間引き、残りのブロックについて、２つ
のブロックから１つのブロックを数１により求めること
としてもよい。これにより、画質の劣化を少なくして、
かつ高速で解像度変換を行うことができる。

【０１９０】以上、直交変換を用いた静止画像圧縮デー
タの解像度変換について述べた。しかし、この技術は、
直交変換を用いた動画像の圧縮画像データにも同様に適
用することができる。動画の圧縮画像データに適用した
ときは、高速に画像の解像度変換を行うため、解像度変
換を行った動画像をスムーズに再生することができる。

【０１９１】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る解像
度変換装置を用いることにより、既存の装置を大きく変
更することなく、すなわち、複数サイズの直交変換回路
を有することなく、圧縮画像データの解像度変換を、高
速にかつ画質を損なうことなく行うことができる。

【０１９２】また、異なる解像度変換率を入力する手段
を備えて、幅広い範囲の解像度変換処理に対応すること
もできる。

【０１９３】さらに、クライアントサーバシステムにお
いて、サーバで、処理量が多い解像度変換を行うため、
クライアントの処理を軽くすることができる。また、縮
小する解像度変換であった場合は、縮小する前の圧縮デ
ータを転送する場合に比べて、データ転送時間の短縮が
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る、解像度変換装置を備えた
解像度変換システムのブロック図。

【図２】直交変換を用いた静止画符号化・復号化の処理
手順の説明図。

【図３】従来技術に係るクライアントサーバシステムの
ブロック図。

【図４】第２の実施例に係る、解像度変換装置を備えた
クライアントサーバシステムのブロック図。

【図５】解像度変換装置の第１のブロック図。

【図６】解像度変換装置の第２のブロック図。

【図７】直交変換スケーリング部の第１のブロック図

【図８】直交変換スケーリング部の第２のブロック図

【図９】８×８のＤＣＴ係数ブロックの説明図。

【図１０】ＤＣＴ係数ブロックを解像度１／２にスケー
リングする場合の説明図。

【図１１】ＤＣＴ係数ブロックを解像度２／３にスケー
リングする場合の説明図。

【図１２】ＤＣＴ係数ブロックを解像度３／２にスケー
リングする場合の説明図。

【図１３】ＤＣＴ係数ブロックを水平方向および垂直方
向に解像度１／２にスケーリングする場合の説明図。

【図１４】ＤＣＴ係数ブロックを水平方向および垂直方
向に解像度１／２にスケーリングする場合の説明図。

【図１５】ＤＣＴ係数ブロックを水平方向および垂直方
向に解像度１／２にスケーリングする場合の説明図。

【図１６】ＤＣＴ係数ブロックを水平方向に解像度１／
２にスケーリングする場合の説明図。

【図１７】ＤＣＴ方式の基本ブロック図。

【図１８】量子化テーブルの説明図。

【図１９】ＤＣ係数の符号化の説明図。

【図２０】ＤＣ係数の差分値のグループ化の説明図。

【図２１】ＡＣ係数の符号化の説明図。

【図２２】直交変換係数のスキャン方向の説明図。

【図２３】ＡＣ係数のグループ化の説明図。

【図２４】２次元ハフマン符号の説明図。

【符号の説明】

１．．画像データメモリ部、２．．直交変換部、３．．
量子化部、４．．エントロピー符号化部、５．．伝送路
又は蓄積部、６．．エントロピー復号化部、７．．逆量
子化部、８．．逆直交変換部、９．．画像データメモリ
部、１０．．静止画符号化部、１１．．静止画復号化
部、２０．．記憶装置、２１、２８．．通信制御部、２
２．．サーバ、２３．．通信網、２４．．クライアン
ト、２５．．静止画復号化部、２６．．表示制御部、２
７．．ＣＲＴ、３０．．ＣＰＵ、３１．．入力Ｉ／Ｆ、
３２．．解像度変換装置、３３．．バス、３４．．記憶
装置、３５．．通信制御部、３６．．表示制御部、３
７．．ＣＲＴ、４０．．サーバ、４１．．通信網、４
２．．ＣＰＵ、４３．．入力Ｉ／Ｆ、４４．．通信制御
部、４５．．バス、４６．．静止画復号部、４７．．表
示制御部、４８．．ＣＲＴ、４９．．クライアント、５
０．．入力バッファ部、５１．．識別子処理部、５
２．．エントロピー復号化部、５３．．逆量子化部、５
４．．符号化テーブル部、５５．．量子化テーブル部、
５６．．変換率入力部、５７．．スケーリング係数テー
ブル部、５８．．直交変換スケーリング部、５９．．逆
直交変換部、６０．．出力バッファ部、６１．．量子化
部、６２．．エントロピー符号化部、６３．．識別子付
加部、７０．．スケーリング制御部、７１．．スケーリ
ング係数制御部、７２、７７、７９．．バッファ部、７
３、７８、８０．．スケーリング部、７４．．乗算器、
７５．．加算器、７６．．遅延回路、９０．．ＤＣＴ係
数ブロックＡ、９１．．ＤＣＴ係数ブロックＢ、９
２．．ＤＣＴ係数ブロックＤ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 剛裕 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099 株式会 社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 佐藤 秀夫 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地 株 式会社日立製作所ソフトウェア開発本部内 (72)発明者 鈴木 友峰 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地 株 式会社日立製作所ソフトウェア開発本部内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の解像度を有する画像を構成する画素
   を表す第１のデータのｉ個（ｉ≧４）を直交変換して得
   られるｉ個の第１の変換係数からなる第１の組をｍ（ｍ
   ≧１）組分入力されて、上記第１の組に含まれる第１の
   変換係数を変換して、ｉ個の第２の変換係数からなる第
   ２の組を求める直交変換スケーリング手段と、 上記第２の組に含まれる第２の変換係数を逆直交変換し
   て、上記第１の解像度とは異なる第２の解像度を有する
   画像を構成する画素を表す第２のデータのｉ個を求める
   逆直交変換手段とを有し、 上記直交変換スケーリング手段は、ｍ組の上記第１の組
   に含まれる第１の変換係数から、ｎ（ｎ≧１，ｎ≠ｍ）
   組の第２の組に含まれる第２の変換係数を求めることを
   特徴とする解像度変換装置。
2. 【請求項２】第１の解像度を有する画像を構成する画素
   を表す第１のデータのｉ個（ｉ≧４）を直交変換して得
   られるｉ個の第１の変換係数からなる第１の組をｍ（ｍ
   ≧１）組分入力されて、上記第１の組に含まれる第１の
   変換係数を変換して、ｉ個の第２の変換係数からなる第
   ２の組をｎ（ｎ≧１，ｎ≠ｍ）組分求め、求める際に、
   ｍとｎとにより決まる変換式に従って変換を行う直交変
   換スケーリング手段と、 上記変換式で用いられる係数を上記直交変換スケーリン
   グ手段に与える手段と、 上記第２の組に含まれる第２の変換係数を逆直交変換し
   て、上記第１の解像度とは異なる第２の解像度を有する
   画像を構成する画素を表す第２のデータのｉ個を求める
   逆直交変換手段とを有することを特徴とする解像度変換
   装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の解像度変換装置に
   おいて、 上記第１の組に含まれる第１の変換係数を量子化および
   符号化した圧縮係数を受付け、上記圧縮係数を復号する
   復号化手段と、 上記復号化された圧縮係数の逆量子化を行って、上記第
   １の変換係数を求める逆量子化手段とを有し、 上記直交変換スケーリング手段は、上記逆量子化手段に
   より得られた第１の変換計を第２の変換係数に変換する
   ことを特徴とする圧縮画像データ復号化解像度変換装
   置。
4. 【請求項４】第１の解像度を有する画像を構成する画素
   を表すデータのｉ個（ｉ≧４）を直交変換して得られる
   ｉ個の第１の変換係数からなる第１の組をｍ（ｍ≧１）
   組分入力されて、上記第１の組に含まれる第１の変換係
   数を変換して、ｉ個の第２の変換係数からなる第２の組
   を求める直交変換スケーリング手段を有し、 上記第２の組は、逆直交変換をされると、第１の解像度
   とは異なる第２の解像度を有する画像を構成する画素を
   表すデータのｉ個が得られるものであり、 上記直交変換スケーリング手段は、ｍ組の上記第１の組
   に含まれる第１の変換係数から、ｎ（ｎ≧１，ｎ≠ｍ）
   組の第２の組に含まれる第２の変換係数を求めることを
   特徴とする解像度変換装置。
5. 【請求項５】第１の解像度を有する画像を構成する画素
   を表すデータのｉ個（ｉ≧４）を直交変換して得られる
   ｉ個の第１の変換係数からなる第１の組をｍ（ｍ≧１）
   組分入力されて、上記第１の組に含まれる第１の変換係
   数を変換して、ｉ個の第２の変換係数からなる第２の組
   をｎ（ｎ≧１，ｎ≠ｍ）組分求め、求める際に、ｍとｎ
   とにより決まる変換式に従って変換を行う直交変換スケ
   ーリング手段と、 上記変換式で用いられる係数を上記直交変換スケーリン
   グ手段に与える手段とを有し、 上記第２の組は、逆直交変換をされると、第１の解像度
   とは異なる第２の解像度を有する画像を構成する画素を
   表すデータのｉ個が得られるものであることを特徴とす
   る解像度変換装置。
6. 【請求項６】請求項４または５記載の解像度変換装置に
   おいて、 上記第１の組に含まれる第１の変換係数を量子化および
   符号化した圧縮係数を受付け、上記圧縮係数を復号する
   復号化手段と、 上記復号化された圧縮係数の逆量子化を行って、上記第
   １の変換係数を求める逆量子化手段と、 上記第２の変換係数の量子化を行う量子化手段と、量子
   化された上記第２の変換係数を符号化する符号化手段と
   を有し、 上記直交変換スケーリング手段は、上記逆量子化手段に
   より得られた第１の変換計を第２の変換係数に変換する
   ことを特徴とする圧縮画像データ解像度変換装置。
7. 【請求項７】請求項１から６までのいずれかに記載の解
   像度変換装置において、 上記ｍとｎとは互いに素であることを特徴とする圧縮画
   像データ復号化解像度変換装置。
8. 【請求項８】請求項１から７までのいずれかに記載の解
   像度変換装置において、 上記ｍ組に含まれる第１の組の各々は、上記ｍ組に含ま
   れる少なくとも１つの他の第１の組と、画面上におい
   て、水平方向および垂直方向のうち少なくとも１つの方
   向について連続した位置にあり、 上記ｎ組に含まれる第１の組の各々は、上記ｎ組に含ま
   れる少なくとも１つの他の第１の組と、画面上におい
   て、水平方向および垂直方向のうち少なくとも１つの方
   向について連続した位置にあることを特徴とする圧縮画
   像データ復号化解像度変換装置。
9. 【請求項９】請求項１から８までのいずれかに記載の解
   像度変換装置において、 第２の解像度と第１の解像度との比である解像度変換率
   を複数受付けることが可能な変換率入力手段と、 上記解像度変換率に応じて、上記スケーリング手段が第
   １の変換係数を第２の変換係数に変換する際に用いる変
   換式を複数記憶する記憶手段とを有することを特徴とす
   る直交変換スケーリング手段。
10. 【請求項１０】請求項１から９までのいずれかに記載の
    解像度変換装置において、 上記直交変換スケーリング手段は、画面上の水平方向お
    よび垂直方向の両方の方向について解像度変換を行う際
    に、水平方向および垂直方向のいずれか一方の方向につ
    いて解像度変換を行い、得られた変換後の係数につい
    て、水平方向および垂直方向のうち残りの方向について
    解像度変換を行うことを特徴とする解像度変換装置。
11. 【請求項１１】請求項１から１０までのいずれかに記載
    の解像度変換装置において、 上記第１および第２の組を構成するデータは、画面上に
    おいて、水平方向に８画素、垂直方向に８画素、計６４
    画素を表すデータであり、 上記直交変換スケーリング手段は、離散的コサイン変換
    により直交変換を行うことを特徴とする解像度変換装
    置。
12. 【請求項１２】請求項３、７、８、９、１０、１１のい
    ずれかに記載の解像度変換装置と、上記解像度変換装置
    の解像度変換の対象となる上記圧縮係数を蓄積する蓄積
    装置と、上記解像度変換装置により解像度が変換された
    データを入力されて、映像信号を生成する表示制御部
    と、上記映像信号を受けて表示を行う表示手段とを有す
    ることを特徴とする解像度変換システム。
13. 【請求項１３】請求項６、７、８、９、１０、１１のい
    ずれかに記載の解像度変換装置と、上記解像度変換装置
    の解像度変換の対象となる上記圧縮係数を蓄積する蓄積
    装置と、上記解像度変換装置により解像度が変換された
    データを入力されて、外部に出力する通信手段とを有す
    ることを特徴とする解像度変換システム。
14. 【請求項１４】第１の解像度を有する画像を構成する画
    素を表す第１のデータのｉ個（ｉ≧４）を直交変換して
    得られるｉ個の第１の変換係数からなる第１の組のｍ
    （ｍ≧１）組分について、上記第１の組に含まれる第１
    の変換係数を変換して、ｉ個の第２の変換係数からなる
    第２の組をｎ（ｎ≧１，ｎ≠ｍ）組分求め、 上記第２の組に含まれる第２の変換係数を逆直交変換し
    て、上記第１の解像度とは異なる第２の解像度を有する
    画像を構成する画素を表す第２のデータのｉ個を求める
    ことを特徴とする解像度変換方法。
15. 【請求項１５】第１の解像度を有する画像を構成する画
    素を表す第１のデータのｉ個（ｉ≧４）を直交変換して
    得られるｉ個の第１の変換係数からなる第１の組をｍ
    （ｍ≧１）組分入力されて、上記第１の組に含まれる第
    １の変換係数を変換して、ｉ個の第２の変換係数からな
    る第２の組をｎ（ｎ≧１，ｎ≠ｍ）組分求め、求める際
    に、ｍとｎとにより決まる変換式に従って変換を行い、 上記第２の組に含まれる第２の変換係数を逆直交変換し
    て、上記第１の解像度とは異なる第２の解像度を有する
    画像を構成する画素を表す第２のデータのｉ個を求める
    ことを特徴とする解像度変換方法。
16. 【請求項１６】第１の解像度を有する画像を構成する画
    素を表すデータのｉ個（ｉ≧４）を直交変換して得られ
    るｉ個の第１の変換係数からなる第１の組をｍ（ｍ≧
    １）組分について、上記第１の組に含まれる第１の変換
    係数を変換して、ｉ個の第２の変換係数からなる第２の
    組をｎ（ｎ≧１，ｎ≠ｍ）組分求め、 上記第２の組は、逆直交変換をされると、第１の解像度
    とは異なる第２の解像度を有する画像を構成する画素を
    表すデータのｉ個が得られるものであることを特徴とす
    る解像度変換方法。
17. 【請求項１７】第１の解像度を有する画像を構成する画
    素を表すデータのｉ個（ｉ≧４）を直交変換して得られ
    るｉ個の第１の変換係数からなる第１の組をｍ（ｍ≧
    １）組分入力されて、上記第１の組に含まれる第１の変
    換係数を変換して、ｉ個の第２の変換係数からなる第２
    の組をｎ（ｎ≧１，ｎ≠ｍ）組分求め、求める際に、ｍ
    とｎとにより決まる変換式に従って変換を行い、 上記第２の組は、逆直交変換をされると、第１の解像度
    とは異なる第２の解像度を有する画像を構成する画素を
    表すデータのｉ個が得られるものであることを特徴とす
    る解像度変換方法。