JPH09307901A - 映像信号処理装置 - Google Patents

映像信号処理装置

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JPH09307901A
JPH09307901A JP11736896A JP11736896A JPH09307901A JP H09307901 A JPH09307901 A JP H09307901A JP 11736896 A JP11736896 A JP 11736896A JP 11736896 A JP11736896 A JP 11736896A JP H09307901 A JPH09307901 A JP H09307901A
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JP
Japan
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coefficient
quantization
block data
data
comparison
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Application number
JP11736896A
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English (en)
Inventor
Shinji Yamadadera
真司 山田寺
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速に量子化演算することにより圧縮処理全
体の高速化を図る。 【解決手段】 係数抽出比較手段103は、周波数変換
手段101からのDCT係数の絶対値と第一の記憶手段
102からの本来の量子化マトリックス・テーブルの第
一の係数の0.5倍の第二の係数の絶対値を比較する。
DCT係数が第二の係数より小さい時スイッチ105に
よりDCT係数が第一の演算手段106に送られ、DC
T係数の代わりに0が代入される。DCT係数が第二の
係数より大きい時スイッチ105によりDCT係数が第
二の演算手段107に供給され、第二の記憶手段108
からの第一の係数で除算されたのち四捨五入される。第
一と第二の演算手段106、107の出力は、順次量子
化係数作成手段109に送られ、量子化後のブロックが
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮処理技術を利
用した映像信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の映像圧縮処理装置(例え
ば、JPEGやMPEGを利用した圧縮装置など)の一
部を示すブロック図である。図4において映像が入力さ
れると、入力画像は8×8画素のブロックに分割され、
DCT(Discrete Cosine Trans
form、離散コサイン変換)などを行う周波数変換手
段201に入力される。周波数変換手段201におい
て、画素は周波数成分別に並び換えられる。
【0003】並び換えられたブロック(DCT係数)
は、係数抽出手段202において、記憶手段203に記
憶されている量子化マトリクス・テーブルという8×8
係数テーブルを参照して、対応する画素毎に1画素づつ
取り出される。取り出された画素は、除算/四捨五入手
段204において、入力画素を対応する量子化マトリク
ス・テーブルの係数で除算された後、四捨五入される。
この操作を入力ブロック内の全ての画素に対して行い、
量子化係数作成手段205において量子化後の出力ブロ
ックが形成される。
【0004】出力ブロックは、周波数変換手段201に
入力される原画像のブロックに比べてデータ量が小さく
なっており圧縮処理が施されたことになる。以上の操作
を入力画像全てに対して行う。
【0005】図5に、上記動作をブロックデータをもと
に説明する。図5の左に示されているブロックは、8×
8画素のブロックを周波数変換手段201により周波数
変換した後のブロックデータ(DCT係数)である。D
CT係数は低周波成分から高周波成分に並び換えられて
いる。
【0006】係数抽出手段202では、ブロックの各D
CT係数と記憶手段203に記憶されている量子化マト
リクス・テーブルという8×8画素の係数テーブルの対
応する係数をそれぞれ取り出す。除算/四捨五入手段2
04では、この抽出されたDCT係数を対応する量子化
マトリクス・テーブルの係数で除算後、四捨五入する。
これらの操作を8×8画素すべてについて行う。
【0007】量子化係数作成手段205では各データを
8×8画素の量子化後のブロックを作成する。この結果
できたブロックが図5の右に示されるブロックである。
量子化後のブロックは、一般に低周波成分側に非零の係
数が表れ、高周波成分側に零の係数が表れるという特徴
がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】一般にマイクロプロセ
ッサによって除算を行う場合、演算量が他の演算(加減
乗算や比較演算など)に比べて多くかかる傾向にある。
例えば、1回の除算命令を実行するには30クロックで
処理されるのに対して、除算以外の命令は1クロックで
処理可能というようになっている。上記従来例のように
画素単位の除算及び四捨五入を全ての入力画素に対して
行うと莫大な演算量となり、高速処理をすることが困難
となる、という問題点があった。
【0009】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、高速に量子化演算することにより圧縮処理
全体の高速化が可能となる映像信号処理装置を提供する
事を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】ブロック化した映像を周
波数変換する周波数変換手段と、量子化のための各第一
の係数(mi)を第一の量子化マトリックス・テーブル
として記憶する第一の量子化テーブル記憶手段と、前記
第一の係数(mi)を実数倍した各第二の係数(Mi)
を第二の量子化マトリックス・テーブルとして記憶する
第二の量子化テーブル記憶手段と、前記周波数変換手段
から出力されたブロックデータ(Di)と前記第二の量
子化テーブル記憶手段から前記ブロックデータ(Di)
に対応した前記第二の係数(Mi)を抽出し両者の絶対
値を比較し、前記ブロックデータ(Di)を出力する係
数抽出比較手段と、前記係数抽出比較手段からの前記ブ
ロックデータ(Di)の代わりに零を代入して出力する
第一の演算手段と、前記係数抽出比較手段からの前記ブ
ロックデータ(Di)を前記第一の量子化テーブル記憶
手段からの前記ブロックデータ(Di)に対応した前記
第一の係数(mi)で除算し四捨五入した値を出力する
第二の演算手段と、前記係数抽出比較手段の比較の結
果、前記ブロックデータ(Di)の絶対値が対応する前
記第二の係数(Mi)の絶対値未満のとき(|Di|<
|Mi|)、前記係数抽出比較手段と前記第一の演算手
段を接続し、前記ブロックデータ(Di)の絶対値が対
応する前記第二の係数(Mi)の絶対値以上のとき(|
Di|≧|Mi|)、前記係数抽出比較手段と前記第二
の演算手段を接続するスイッチ手段と、前記スイッチ手
段により接続された前記第一の演算手段又は前記第二の
演算手段の出力で得られた量子化後の係数をブロックと
して並び替える量子化係数作成手段と、を具備したこと
を特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】図1、は本発明に係る映像信号処
理装置の実施の形態を示すブロック図である。図2は、
動作を示すフローチャートである。図1及び図2を用い
て、本発明の実施の形態を説明する。、例えば、1画面
分(720×480画素)の原画像を8×8画素のブロ
ックに分割したものが周波数変換手段101に入力され
る(ST201)と、ブロックに対してDCT(Dis
crete Cosine Transform、離散
コサイン変換)演算処理などの周波数変換が行われる
(ST202)。周波数変換処理により、8×8画素の
ブロックデータは低周波成分から高周波成分へと並び換
えられ出力される。
【0012】周波数変換されたブロックデータ(以下、
DCT係数と呼ぶ)は係数抽出比較手段103へと送ら
れる(ST203)。係数抽出比較手段103は、更に
本来量子化を行う際に利用されていた量子化マトリクス
・テーブルの係数を実数倍したものを記憶している第一
の記憶手段102からそれぞれ対応する係数を抽出し
(ST204)、両者の大小関係を比較する(ST20
5)。
【0013】一般に量子化を行う場合、その量子化後の
出力が0となるのは、DCT係数を量子化マトリクステ
ーブルの各対応する係数で除算し、四捨五入した結果、
その絶対値が0.5より小さくなる場合である。即ちD
CT係数をDi(ここで、i=1乃至64)とし、対応
する本来の量子化マトリクステーブルの係数mi(ここ
で、i=1乃至64)とすると、 |Di|/|mi|<0.5・・・・・・(1) の場合、量子化出力が零になる。
【0014】式(1)を式変形すると、 |Di|<|mi|×0.5・・・・・・(2) の場合、量子化出力が零となる。
【0015】従って、従来の量子化マトリクステーブル
の各係数を0.5倍したものを新たな量子化マトリクス
テーブルの係数Mi(ここで、i=1乃至64とする)
として、第一の記憶手段102に記憶させておく。
【0016】DCT係数成分Diの絶対値と新たな量子
化マトリクス係数Miの絶対値とを比較することによ
り、量子化後の出力が零になるのか、非零になるのかが
判明する。
【0017】即ち、 |Di|<|Mi|の時、量子化出力=0・・・・(3) |Di|≧|Mi|の時、量子化出力≠0・・・・(4) となる。
【0018】この比較を係数抽出比較手段103で行
い、式(3)となる場合は、スイッチ切り替え手段10
4によりスイッチ105を第一の演算手段106の側に
し、式(4)となる場合は、スイッチ105を第二の演
算手段107の側にする。
【0019】第一の演算手段106 においては、DCT係
数Diに対して、一切の四則演算(加減乗除)を行わず
に量子化出力として零を代入し出力する(ST20
6)。第二の演算手段107においては、第二の記憶手
段108に記憶させている本来の量子化マトリクステー
ブルの係数miを参照して、DCT係数Diを量子化マ
トリクステーブルの係数miで除算した後、四捨五入を
行う事により量子化後の係数を得る(ST207)。
【0020】第一の演算手段106と第二の演算手段1
07で得られた量子化後の係数を量子化係数作成手段1
09に順次送り、8×8画素のブロックに並べ替え、量
子化後のデータが得られる(ST209)。
【0021】以上の操作をプログラミング言語風に記述
すると、 If(|Di|<|Mi|) then 量子化出力=0、
else 量子化出力=通常の量子化演算 となる。係数比較後、先に零の代入命令を実行し、零代
入を行わない場合、除算後四捨五入を行うような通常の
量子化演算を行った方が演算効率が良い。即ち、量子化
後の係数が零となる確立が高い側のDCT係数を抽出
し、比較を順次行うというスキャン方法が演算効率が良
い。一般的な、量子化後の係数ブロックを図3に示す。
【0022】このブロックより零の係数は、一般にDC
T係数ブロックの高周波成分側に出現する可能性が高
い。従って、係数抽出比較手段103は、高周波成分側
のDCT係数から低周波成分側のDCT係数へと、デー
タを抽出する。
【0023】更に、DCT係数ブロックの高周波側から
低周波側へスキャンしていき非零が出るようになった場
合、比較を行った後で除算後四捨五入を行うような通常
の量子化演算を行うと、比較命令と量子化演算の2つを
行うことになり演算効率が下がる。
【0024】比較命令と量子化後のデータが図2に示す
ようになっていると仮定すると、スキャン方法によって
は、 b11→0→b10→b9→b8→b7→b6→b5→
b4→b3→b2→b1 となることがある。即ち、スキャン方法によっては、非
零の係数が一度出たあとでも零となる係数が出る場合も
ありうる。
【0025】従って、演算効率を上げるためには上記操
作方法において、非零の出現回数をカウントしていき、
出現回数が設定した回数に達するまで係数抽出比較手段
103で上記比較演算を行う。そして、設定回数に達し
た後は通常の量子化演算を行うように係数抽出比較手段
103において比較演算を行わず、スイッチ105を第
二の演算手段107側に倒すように係数抽出比較手段1
03からスイッチ切り替え手段104に指示を与えるよ
うにする。
【0026】例えば、設定回数を3回とすると、スキャ
ンしていって量子化後の係数が b11→0→b10→b9 となるまでは、 If((|Di|<|Mi|) then 量子化出力=
0、else 量子化出力=通常の量子化演算 を行う(ST206、ST207)。これ以降のデー
タ、即ち、 b8→b7→b6→b5→b4→b3→b2→b1 に対して、係数抽出比較手段103は比較を行わず、第
二の演算手段107で除算後四捨五入を行うような通常
の量子化演算のみを行って演算効率を上げる(ST20
8乃至ST213)。
【0027】
【発明の効果】JPEGやMPEGなどの映像圧縮信号
処理において使用されている量子化処理において、DC
T係数と本来使用している量子化マトリクステーブルの
係数を実数倍したものとを成分毎に比較することによっ
て、全てのDCT係数に対して、除算,四捨五入等の通
常の量子化演算を行わないことで、処理の高速化が図れ
る。
【0028】これらの処理をDCT係数の高周波数側か
ら低周波数側へと向かってスキャンしていくことで更に
高速化が図れる。また、非零の係数が設定した数以上出
た場合、残りのDCT係数に対して比較演算を行わずに
通常の量子化演算のみを行うことで、量子化演算の効率
化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る映像信号処理装置の実施の形態の
構成を示すブロック図である。
【図2】本発明に係る映像信号処理装置の実施の形態の
動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】本発明に係る映像信号処理装置の実施の形態の
動作を説明するための図である。
【図4】従来の映像信号処理装置の構成を示すブロック
図である。
【図5】従来の映像信号処理装置の動作を示すブロック
図である。
【符号の説明】
101・・・周波数変換手段、102・・・第一の記憶
手段、103・・・係数抽出比較手段、104・・・ス
イッチ切り替え手段,105・・・スイッチ、106・
・・第一の演算手段、107・・・第二の演算手段、1
08・・・第二の記憶手段、109・・・量子化係数作
成手段。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブロック化した映像を周波数変換する周
    波数変換手段と、 量子化のための各第一の係数(mi)を第一の量子化マ
    トリックス・テーブルとして記憶する第一の量子化テー
    ブル記憶手段と、 前記第一の係数(mi)を実数倍した各第二の係数(M
    i)を第二の量子化マトリックス・テーブルとして記憶
    する第二の量子化テーブル記憶手段と、 前記周波数変換手段から出力されたブロックデータ(D
    i)と前記第二の量子化テーブル記憶手段から前記ブロ
    ックデータ(Di)に対応した前記第二の係数(Mi)
    を抽出し両者の絶対値を比較し、前記ブロックデータ
    (Di)を出力する係数抽出比較手段と、 前記係数抽出比較手段からの前記ブロックデータ(D
    i)の代わりに零を代入して出力する第一の演算手段
    と、 前記係数抽出比較手段からの前記ブロックデータ(D
    i)を前記第一の量子化テーブル記憶手段からの前記ブ
    ロックデータ(Di)に対応した前記第一の係数(m
    i)で除算し四捨五入した値を出力する第二の演算手段
    と、 前記係数抽出比較手段の比較の結果、前記ブロックデー
    タ(Di)の絶対値が対応する前記第二の係数(Mi)
    の絶対値未満のとき(|Di|<|Mi|)、前記係数
    抽出比較手段と前記第一の演算手段を接続し、前記ブロ
    ックデータ(Di)の絶対値が対応する前記第二の係数
    (Mi)の絶対値以上のとき(|Di|≧|Mi|)、
    前記係数抽出比較手段と前記第二の演算手段を接続する
    スイッチ手段と、 前記スイッチ手段により接続された前記第一の演算手段
    又は前記第二の演算手段の出力で得られた量子化後の係
    数をブロックとして並び替える量子化係数作成手段と、 を具備したことを特徴とする映像信号処理装置。
  2. 【請求項2】 前記係数抽出比較手段は、前記周波数変
    換手段の出力ブロックの高周波データ側から低周波デー
    タ側に向かって順次スキャンしていき、前記各データ
    (Di)の絶対値と前記各第二の係数(Mi)の絶対値
    の比較処理を行う事を特徴とする請求項1に記載の映像
    信号処理装置。
  3. 【請求項3】 前記係数抽出比較手段は、非零を出力す
    るデータが所定数こえた後は前記比較処理を行なわず、
    前記スイッチ手段は、前記係数抽出比較手段からの前記
    ブロックデータを前記第二の演算手段に供給させる事を
    特徴とする請求項1又は2に記載の映像信号処理装置。
JP11736896A 1996-05-13 1996-05-13 映像信号処理装置 Pending JPH09307901A (ja)

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