JPH10243402A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
画像処理装置及び画像処理方法Info
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- JPH10243402A JPH10243402A JP4436097A JP4436097A JPH10243402A JP H10243402 A JPH10243402 A JP H10243402A JP 4436097 A JP4436097 A JP 4436097A JP 4436097 A JP4436097 A JP 4436097A JP H10243402 A JPH10243402 A JP H10243402A
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 画素間の差分値を求めてこれを量子化し固定
長圧縮する場合に、圧縮データが整数バイト分のビット
数にならないのでメモリに無駄な空きが生じ、使用メモ
リ容量が増大しまう。また、量子化テーブルの値は取り
得る差分値の範囲に対して量子化誤差が平均的に少なく
なるような固定値に決められるので、隣接画素間の差分
値が0近傍に多く集まる場合には量子化誤差が大きくな
る。 【解決手段】 所定画素数単位の画素データの特徴から
量子化誤差が最小となるような最適な量子化テーブルの
値を選択し、この量子化テーブルの値によりDPCM値
を量子化することで量子化誤差を減らすことができる。
また固定長単位の画像データを固定長圧縮する場合に発
生するメモリの空き領域を量子化テーブル情報に使用し
たことで、使用メモリ容量を増大させることなく復号画
像の画質向上を実現することができる。
長圧縮する場合に、圧縮データが整数バイト分のビット
数にならないのでメモリに無駄な空きが生じ、使用メモ
リ容量が増大しまう。また、量子化テーブルの値は取り
得る差分値の範囲に対して量子化誤差が平均的に少なく
なるような固定値に決められるので、隣接画素間の差分
値が0近傍に多く集まる場合には量子化誤差が大きくな
る。 【解決手段】 所定画素数単位の画素データの特徴から
量子化誤差が最小となるような最適な量子化テーブルの
値を選択し、この量子化テーブルの値によりDPCM値
を量子化することで量子化誤差を減らすことができる。
また固定長単位の画像データを固定長圧縮する場合に発
生するメモリの空き領域を量子化テーブル情報に使用し
たことで、使用メモリ容量を増大させることなく復号画
像の画質向上を実現することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置に係
り、特にMPEG圧縮符号化された画像データを復号化
するものにおいて好適な画像処理装置と画像処理方法に
関する。
り、特にMPEG圧縮符号化された画像データを復号化
するものにおいて好適な画像処理装置と画像処理方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】MPEGの復号化装置では、Bピクチャ
を復号化するために2フレーム分のフレームメモリを用
いるなど大容量のメモリを必要とする。そこで近年、必
要なフレームメモリ容量を減らすための技術として、例
えば「1996年テレビジョン学会年次大会,23−
4,MPEGデコーダのフレームメモリ圧縮に関する検
討」、「1996年電子情報通信学会総合大会,D−3
20,ループ内メモリの容量削減に関する一検討」で示
されているように、MPEG復号化装置のフレームメモ
リに圧縮した復号画像を書き込む方法が提案されてい
る。
を復号化するために2フレーム分のフレームメモリを用
いるなど大容量のメモリを必要とする。そこで近年、必
要なフレームメモリ容量を減らすための技術として、例
えば「1996年テレビジョン学会年次大会,23−
4,MPEGデコーダのフレームメモリ圧縮に関する検
討」、「1996年電子情報通信学会総合大会,D−3
20,ループ内メモリの容量削減に関する一検討」で示
されているように、MPEG復号化装置のフレームメモ
リに圧縮した復号画像を書き込む方法が提案されてい
る。
【0003】前述の「MPEGデコーダのフレームメモ
リ圧縮に関する検討」では、水平8画素単位で1次元D
PCMにより圧縮符号化を行う場合について報告してお
り、動き補償時のメモリからのデータ読み出しを簡単に
するために、4ビットの非線形量子化を用いて圧縮率を
固定にしている。つまり、8画素の最初の画素はそのま
ま8ビットで符号化し、以降の画素はDPCMを行って
前の画素との差分値を非線形量子化によってを行って4
ビットで符号化する。したがって、64ビットの8画素
データを8ビット×1画素+4ビット×7画素=36ビ
ットに符号化でき、メモリ容量を0.56倍にまで低減
できるとしている。
リ圧縮に関する検討」では、水平8画素単位で1次元D
PCMにより圧縮符号化を行う場合について報告してお
り、動き補償時のメモリからのデータ読み出しを簡単に
するために、4ビットの非線形量子化を用いて圧縮率を
固定にしている。つまり、8画素の最初の画素はそのま
ま8ビットで符号化し、以降の画素はDPCMを行って
前の画素との差分値を非線形量子化によってを行って4
ビットで符号化する。したがって、64ビットの8画素
データを8ビット×1画素+4ビット×7画素=36ビ
ットに符号化でき、メモリ容量を0.56倍にまで低減
できるとしている。
【0004】しかしながら、36ビットは8ビット×4
+4ビットであり、8ビットを1バイトとした場合の整
数バイト分のビット数とならない。このため、メモリア
クセスに特別な処理が必要になる。通常、メモリは整数
バイト単位でアクセスされるので、4ビットという半端
なデータの読み書きを行うためには、一旦メモリから既
に書き込まれている半端な4ビットのデータを読み出
し、この4ビットデータに次の書き込む4ビットデータ
を加えて8ビットにしてからデータをメモリに書き込む
作業が必要になる。また、このような手間を省くため
に、書き込みを4ビット空けて行うと、使用メモリ量が
増えてしまう。
+4ビットであり、8ビットを1バイトとした場合の整
数バイト分のビット数とならない。このため、メモリア
クセスに特別な処理が必要になる。通常、メモリは整数
バイト単位でアクセスされるので、4ビットという半端
なデータの読み書きを行うためには、一旦メモリから既
に書き込まれている半端な4ビットのデータを読み出
し、この4ビットデータに次の書き込む4ビットデータ
を加えて8ビットにしてからデータをメモリに書き込む
作業が必要になる。また、このような手間を省くため
に、書き込みを4ビット空けて行うと、使用メモリ量が
増えてしまう。
【0005】また、DPCMにより得られる差分値の範
囲は−255から+255までとなるが、画像を8画素
程度の小さい範囲で見た場合、差分値は0近傍にある場
合が多い。しかし、量子化テーブルの値は、取り得る差
分値の範囲に対して量子化誤差が平均的に少なくなるよ
うな固定値に決められるので、非常に小さい差分値に対
しては必要以上に大きな値で量子化が行われることにな
り、量子化誤差が大きくなる。
囲は−255から+255までとなるが、画像を8画素
程度の小さい範囲で見た場合、差分値は0近傍にある場
合が多い。しかし、量子化テーブルの値は、取り得る差
分値の範囲に対して量子化誤差が平均的に少なくなるよ
うな固定値に決められるので、非常に小さい差分値に対
しては必要以上に大きな値で量子化が行われることにな
り、量子化誤差が大きくなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の
画像復号化装置では、フレームメモリに出力される圧縮
データ量が整数バイト分のビット数になっていないの
で、そのまま圧縮データをメモリに書き込んだ場合にメ
モリ領域に空きが生じ、特別な処理を行わない限り使用
メモリ容量が増大してしまうという問題があった。ま
た、1つの量子化テーブルを用いた量子化では量子化誤
差が大きくなると言う問題もあった。
画像復号化装置では、フレームメモリに出力される圧縮
データ量が整数バイト分のビット数になっていないの
で、そのまま圧縮データをメモリに書き込んだ場合にメ
モリ領域に空きが生じ、特別な処理を行わない限り使用
メモリ容量が増大してしまうという問題があった。ま
た、1つの量子化テーブルを用いた量子化では量子化誤
差が大きくなると言う問題もあった。
【0007】本発明はかかる課題を解決すべくなされた
ものであって、画像の圧縮データが書き込まれるメモリ
領域に無駄な空きができることを防止しつつ、量子化誤
差を低減して復号画像の画質向上を図ることのできる画
像処理装置の提供を目的とする。
ものであって、画像の圧縮データが書き込まれるメモリ
領域に無駄な空きができることを防止しつつ、量子化誤
差を低減して復号画像の画質向上を図ることのできる画
像処理装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、上記した目的を達成するために、入力された画像デ
ータの所定画素数単位の特徴を抽出する特徴抽出手段
と、この特徴抽出手段によって抽出された特徴に応じて
量子化係数を選択する選択手段と、画像データの所定画
素数単位中の隣接する画素データ間の差分値を求める差
分算出手段と、この差分算出手段によって求められた差
分値を選択手段によって選択された量子化係数により量
子化して画像圧縮データを出力する量子化手段とを具備
することを特徴とするものである。
は、上記した目的を達成するために、入力された画像デ
ータの所定画素数単位の特徴を抽出する特徴抽出手段
と、この特徴抽出手段によって抽出された特徴に応じて
量子化係数を選択する選択手段と、画像データの所定画
素数単位中の隣接する画素データ間の差分値を求める差
分算出手段と、この差分算出手段によって求められた差
分値を選択手段によって選択された量子化係数により量
子化して画像圧縮データを出力する量子化手段とを具備
することを特徴とするものである。
【0009】本発明は、差分値を量子化するために用い
られる量子化係数を、入力された所定画素数単位の画像
データの特徴に対して最適なものに切り換えられるよう
にしたものである。例えば、所定画素数単位の画像デー
タの隣接する画素データ間の差分値の最大絶対値を画像
データの特徴として判断し、前記差分値の最大絶対値に
対して最適な量子化係数を選択して量子化を行う。より
具体的には、所定画素数単位の画像データの隣接する画
素データ間の差分値が0付近に集中している場合は、よ
り小さい値の量子化係数を用いて量子化を行う。これに
より、画像データの所定画素数単位毎に最適な量子化係
数を用いた量子化を行うことが可能となり、量子化誤差
を低減することができる。
られる量子化係数を、入力された所定画素数単位の画像
データの特徴に対して最適なものに切り換えられるよう
にしたものである。例えば、所定画素数単位の画像デー
タの隣接する画素データ間の差分値の最大絶対値を画像
データの特徴として判断し、前記差分値の最大絶対値に
対して最適な量子化係数を選択して量子化を行う。より
具体的には、所定画素数単位の画像データの隣接する画
素データ間の差分値が0付近に集中している場合は、よ
り小さい値の量子化係数を用いて量子化を行う。これに
より、画像データの所定画素数単位毎に最適な量子化係
数を用いた量子化を行うことが可能となり、量子化誤差
を低減することができる。
【0010】また、量子化手段の出力データに選択手段
によって選択された量子化係数の情報を付加して固定長
データ、例えばメモリアクセス単位であるビット数の整
数倍のビット数を有する固定長データを作成することに
より、メモリに無駄な空き領域ができなくなり、画像圧
縮データをメモリに書き込む際の特別な処理を行う必要
がなくなる。
によって選択された量子化係数の情報を付加して固定長
データ、例えばメモリアクセス単位であるビット数の整
数倍のビット数を有する固定長データを作成することに
より、メモリに無駄な空き領域ができなくなり、画像圧
縮データをメモリに書き込む際の特別な処理を行う必要
がなくなる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。
施の形態について詳細に説明する。
【0012】図1は本発明の画像処理装置の実施形態で
ある画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
ある画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
【0013】同図において、1はΜPEG圧縮データが
入力される入力部であり、入力されたΜPEG圧縮デー
タは一旦図示しない受信バッファに蓄えられ、ここで
I、Ρ、Bピクチャ間の符号化効率の違いつまりデータ
量の違いが吸収される。VLD(Variable Length Deco
ding)部2は受信バッファ内のデータを順次可変長復号
化して逆量子化部(IQ)3に出力する。逆量子化部
(IQ)3は可変長復号化データを逆量子化して、その
結果を逆DCT部4に出力する。逆DCT部4は逆量子
化された可変長復号化データを逆直交変換して加算器5
に送出する。ここで、逆DCT部4の出力データがフレ
ーム間予測符号化された画像データである場合には、そ
の画像データは動き補償部(MC)6を通して出力され
る予測画像データと加算器5で加算され、復号化された
画像データとなって圧縮部7に出力される。圧縮部7は
加算器5から出力された画像データを圧縮して表示用メ
モリ8かフレームメモリ9のいずれかに出力する。伸長
部10aはフレーム画像をインタレース変換して出力す
るように表示用メモリ8から圧縮された画像データを読
み出して伸長し、再生画像を出力する。また、フレーム
メモリ9にも蓄積された画像圧縮データは伸長部10b
により伸長され、動き補償部6を通して予測画像データ
として加算器5に入力される。
入力される入力部であり、入力されたΜPEG圧縮デー
タは一旦図示しない受信バッファに蓄えられ、ここで
I、Ρ、Bピクチャ間の符号化効率の違いつまりデータ
量の違いが吸収される。VLD(Variable Length Deco
ding)部2は受信バッファ内のデータを順次可変長復号
化して逆量子化部(IQ)3に出力する。逆量子化部
(IQ)3は可変長復号化データを逆量子化して、その
結果を逆DCT部4に出力する。逆DCT部4は逆量子
化された可変長復号化データを逆直交変換して加算器5
に送出する。ここで、逆DCT部4の出力データがフレ
ーム間予測符号化された画像データである場合には、そ
の画像データは動き補償部(MC)6を通して出力され
る予測画像データと加算器5で加算され、復号化された
画像データとなって圧縮部7に出力される。圧縮部7は
加算器5から出力された画像データを圧縮して表示用メ
モリ8かフレームメモリ9のいずれかに出力する。伸長
部10aはフレーム画像をインタレース変換して出力す
るように表示用メモリ8から圧縮された画像データを読
み出して伸長し、再生画像を出力する。また、フレーム
メモリ9にも蓄積された画像圧縮データは伸長部10b
により伸長され、動き補償部6を通して予測画像データ
として加算器5に入力される。
【0014】図2は図1に示した圧縮部7の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【0015】同図において、11は図1に示した加算器
5からの復号化画像データが入力される入力部である。
特徴抽出手段12は入力された復号化画像データの固定
長単位毎の特徴を抽出し、その特徴情報を量子化テーブ
ル選択手段13に出力する。また入力された画像データ
は特徴抽出手段12を通じてそのままDPCM・量子化
手段14にも入力される。
5からの復号化画像データが入力される入力部である。
特徴抽出手段12は入力された復号化画像データの固定
長単位毎の特徴を抽出し、その特徴情報を量子化テーブ
ル選択手段13に出力する。また入力された画像データ
は特徴抽出手段12を通じてそのままDPCM・量子化
手段14にも入力される。
【0016】量子化テーブル選択手段13は量子化係数
の異なる複数の量子化テーブルを有し、特徴抽出手段1
2より入力された画像データ特徴情報に応じて1つの量
子化テーブルを選択し、その選択した量子化テーブルの
情報を符号化してバイト化手段15に出力するととも
に、その量子化テーブルの値(量子化係数)をDPCM
・量子化手段14に出力する。
の異なる複数の量子化テーブルを有し、特徴抽出手段1
2より入力された画像データ特徴情報に応じて1つの量
子化テーブルを選択し、その選択した量子化テーブルの
情報を符号化してバイト化手段15に出力するととも
に、その量子化テーブルの値(量子化係数)をDPCM
・量子化手段14に出力する。
【0017】DPCM・量子化手段14は、特徴抽出手
段12を通過した固定長単位の画像データをDPCM
(Differential Pulsu Code Modulation、差分パルス符
号変調)処理し、これにより得たDPCM値を量子化テ
ーブル選択手段13から与えられた量子化テーブルの値
(量子化係数)により量子化し、これにより得た画像圧
縮データをバイト化手段15に出力する。
段12を通過した固定長単位の画像データをDPCM
(Differential Pulsu Code Modulation、差分パルス符
号変調)処理し、これにより得たDPCM値を量子化テ
ーブル選択手段13から与えられた量子化テーブルの値
(量子化係数)により量子化し、これにより得た画像圧
縮データをバイト化手段15に出力する。
【0018】バイト化手段15は、DPCM・量子化手
段14より入力された量子化されたDPCM値である画
像圧縮データと量子化テーブル選択手段13より入力さ
れた量子化テーブル情報とを合わせてバイト化、すなわ
ち整数バイト分のビット数からなる固定長データを作成
する。バイト化されたデータは図1の表示用メモリ8或
いはフレームメモリ9に書き込まれる。
段14より入力された量子化されたDPCM値である画
像圧縮データと量子化テーブル選択手段13より入力さ
れた量子化テーブル情報とを合わせてバイト化、すなわ
ち整数バイト分のビット数からなる固定長データを作成
する。バイト化されたデータは図1の表示用メモリ8或
いはフレームメモリ9に書き込まれる。
【0019】ところで、量子化は量子化係数による除算
によって行われることから、量子化結果を逆量子化(量
子化係数を乗算)した際には誤差が発生することがあ
る。よって、単純に隣接画素間の差分値を順番に量子化
する場合、復号時には誤差を含む逆量子化された差分値
が順次加算されるために量子化誤差が累積してしまう。
本実施形態では、このような量子化誤差の累積を防止す
るために次のようなDPCM・量子化手段14を採用し
ている。
によって行われることから、量子化結果を逆量子化(量
子化係数を乗算)した際には誤差が発生することがあ
る。よって、単純に隣接画素間の差分値を順番に量子化
する場合、復号時には誤差を含む逆量子化された差分値
が順次加算されるために量子化誤差が累積してしまう。
本実施形態では、このような量子化誤差の累積を防止す
るために次のようなDPCM・量子化手段14を採用し
ている。
【0020】図3にこのDPCM・量子化手段14の構
成を示す。21は復号化画素データが入力される入力部
である。減算器22は入力された画素データからメモリ
24に記憶されている前画素データの復号値を減算して
隣接画素間の差分値であるDPCM値を得る。このDP
CM値は量子化部23にて、量子化テーブル選択手段1
3より与えられた量子化テーブルの値(量子化係数)に
よって量子化された後、バイト化手段15に出力される
と共に逆量子化部(IQ)25に入力される。
成を示す。21は復号化画素データが入力される入力部
である。減算器22は入力された画素データからメモリ
24に記憶されている前画素データの復号値を減算して
隣接画素間の差分値であるDPCM値を得る。このDP
CM値は量子化部23にて、量子化テーブル選択手段1
3より与えられた量子化テーブルの値(量子化係数)に
よって量子化された後、バイト化手段15に出力される
と共に逆量子化部(IQ)25に入力される。
【0021】逆量子化部(IQ)25は、量子化された
DPCM値を量子化の際に用いた量子化テーブルの値を
用いて逆量子化する。加算器26では、逆量子化された
DPCM値とメモリ24に記憶されている前画素データ
の復号値とが加算されて画素データの復号値が求めら
れ、その画像データの復号値は次の入力画素データのD
PCM処理に供するべくメモリ24に上書きされる。
DPCM値を量子化の際に用いた量子化テーブルの値を
用いて逆量子化する。加算器26では、逆量子化された
DPCM値とメモリ24に記憶されている前画素データ
の復号値とが加算されて画素データの復号値が求めら
れ、その画像データの復号値は次の入力画素データのD
PCM処理に供するべくメモリ24に上書きされる。
【0022】なお、このDPCM・量子化手段14に入
力される固定長単位の画像データのうち先頭画素データ
の値は、メモリ24の値を“0”にセットし、かつ量子
化部23及び逆量子化部24で使用する量子化係数の値
を“1”にセットすることによってそのままバイト化手
段15に出力される。
力される固定長単位の画像データのうち先頭画素データ
の値は、メモリ24の値を“0”にセットし、かつ量子
化部23及び逆量子化部24で使用する量子化係数の値
を“1”にセットすることによってそのままバイト化手
段15に出力される。
【0023】なお、本実施形態では、このように量子化
誤差の累積を防止するために前画素の逆量子化・DPC
M復号値を次の画素データに対するDPCM処理に用い
るようにしたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、入力した前画素データをそのまま次の画素データに
対するDPCM処理に使用しても構わない。
誤差の累積を防止するために前画素の逆量子化・DPC
M復号値を次の画素データに対するDPCM処理に用い
るようにしたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、入力した前画素データをそのまま次の画素データに
対するDPCM処理に使用しても構わない。
【0024】次に本実施形態の画像復号化装置の伸長部
10a,10bについて説明する。図4にこの伸長部の
構成を示す。同図において、31はフレームメモリ9に
蓄えられた画像圧縮データが順次入力される入力部であ
る。量子化テーブル情報抽出部32は、入力された画像
圧縮データから量子化テーブル情報を抽出すると共に、
量子化テーブル情報を除く画像圧縮データ(量子化され
たDPCM値)を逆量子化部33に出力する。逆量子化
部33は、量子化テーブル情報抽出部31より抽出され
た量子化テーブル情報が示す量子化係数を用いて画像圧
縮データを逆量子化する。逆量子化されたDPCM値
は、メモリ35に記憶されている前画素データの復号値
と加算器34で加算されることによって復号化され、メ
モリ35を通して出力される。
10a,10bについて説明する。図4にこの伸長部の
構成を示す。同図において、31はフレームメモリ9に
蓄えられた画像圧縮データが順次入力される入力部であ
る。量子化テーブル情報抽出部32は、入力された画像
圧縮データから量子化テーブル情報を抽出すると共に、
量子化テーブル情報を除く画像圧縮データ(量子化され
たDPCM値)を逆量子化部33に出力する。逆量子化
部33は、量子化テーブル情報抽出部31より抽出され
た量子化テーブル情報が示す量子化係数を用いて画像圧
縮データを逆量子化する。逆量子化されたDPCM値
は、メモリ35に記憶されている前画素データの復号値
と加算器34で加算されることによって復号化され、メ
モリ35を通して出力される。
【0025】次に、バイト化手段15の動作を図5によ
り説明する。
り説明する。
【0026】ここでは、DCTブロックの1次元サイズ
である水平8画素を固定長単位として、これを6/8倍
に圧縮するものとする。また、固定長単位の画像圧縮デ
ータにおける先頭画素は8ビット、それ以外の7画素は
5ビットで圧縮符号化するものとする。
である水平8画素を固定長単位として、これを6/8倍
に圧縮するものとする。また、固定長単位の画像圧縮デ
ータにおける先頭画素は8ビット、それ以外の7画素は
5ビットで圧縮符号化するものとする。
【0027】図5の(1)は水平8画素中の先頭画素の
8ビットを示しており、(2)から(8)は水平8画素
中の先頭画素以外の画素の5ビットを示している。ここ
で、量子化テーブル情報を除いたビット数は8+5×7
=43ビットであり、メモリアクセスをバイト単位で行
う場合には5ビットの不足(空き領域)が生じる。そこ
で、この5ビット(qt)を量子化テーブル情報に使用
する。これにより、計6バイトのデータが得られる。
8ビットを示しており、(2)から(8)は水平8画素
中の先頭画素以外の画素の5ビットを示している。ここ
で、量子化テーブル情報を除いたビット数は8+5×7
=43ビットであり、メモリアクセスをバイト単位で行
う場合には5ビットの不足(空き領域)が生じる。そこ
で、この5ビット(qt)を量子化テーブル情報に使用
する。これにより、計6バイトのデータが得られる。
【0028】なお、先頭画像以外の画素のビット数は必
ずしも5ビットである必要はない。同様に、量子化テー
ブル情報のビット数も必ずしも5ビットである必要はな
い。量子化テーブル情報に5ビットを使用した場合、最
高32個の量子化テーブルつまり32種類の量子化係数
を用意することができる。このように多くの量子化テー
ブルを用意できることで、例えば最大DPCM値が小さ
い固定長単位の画像データに対しては細かい量子化テー
ブル(小さい量子化係数)を適用し、最大DPCM値が
大きい固定長単位の画像データに対しては粗い量子化テ
ーブル(大きい量子化係数)を適用するといったよう
に、個々の固定長単位の画像データに対して量子化誤差
が最小となるような最適な量子化テーブルをその都度選
択して使用することが可能となる。
ずしも5ビットである必要はない。同様に、量子化テー
ブル情報のビット数も必ずしも5ビットである必要はな
い。量子化テーブル情報に5ビットを使用した場合、最
高32個の量子化テーブルつまり32種類の量子化係数
を用意することができる。このように多くの量子化テー
ブルを用意できることで、例えば最大DPCM値が小さ
い固定長単位の画像データに対しては細かい量子化テー
ブル(小さい量子化係数)を適用し、最大DPCM値が
大きい固定長単位の画像データに対しては粗い量子化テ
ーブル(大きい量子化係数)を適用するといったよう
に、個々の固定長単位の画像データに対して量子化誤差
が最小となるような最適な量子化テーブルをその都度選
択して使用することが可能となる。
【0029】図2に示した特徴抽出手段12は、これら
32個の量子化テーブルのうち、固定長単位の画像デー
タの量子化に際してどの量子化テーブルを使用するかを
判断するための情報を得るためのものである。すなわ
ち、特徴抽出手段12は、固定長単位の画像データ中の
隣接する画素間の差分値を求め、この差分値の最大絶対
値を固定長単位の画像データの特徴として抽出する。ま
た、各差分値の平均値など、固定長単位の画像データ中
の隣接する画素間の差分値がどの値の近くに分布してい
るかを該画像データの特徴として判断するようにしても
よい。
32個の量子化テーブルのうち、固定長単位の画像デー
タの量子化に際してどの量子化テーブルを使用するかを
判断するための情報を得るためのものである。すなわ
ち、特徴抽出手段12は、固定長単位の画像データ中の
隣接する画素間の差分値を求め、この差分値の最大絶対
値を固定長単位の画像データの特徴として抽出する。ま
た、各差分値の平均値など、固定長単位の画像データ中
の隣接する画素間の差分値がどの値の近くに分布してい
るかを該画像データの特徴として判断するようにしても
よい。
【0030】図6はこの32個の量子化テーブルの例を
示す図である。この32個の量子化テーブルは線形量子
化を実現するものである。量子化テーブル選択手段13
は、特徴抽出手段12により抽出された固定長単位の画
像データの特徴例えば隣接する画素間の差分値の最大絶
対値から左列の条件を満す行を検出し、検出した行の量
子化テーブル情報の5ビットをバイト化手段15に出力
するとともにDPCM・量子化手段14に出力する。
示す図である。この32個の量子化テーブルは線形量子
化を実現するものである。量子化テーブル選択手段13
は、特徴抽出手段12により抽出された固定長単位の画
像データの特徴例えば隣接する画素間の差分値の最大絶
対値から左列の条件を満す行を検出し、検出した行の量
子化テーブル情報の5ビットをバイト化手段15に出力
するとともにDPCM・量子化手段14に出力する。
【0031】例えば、差分値の最大絶対値が16未満の
場合は“1”の量子化係数を用いて量子化を行う。この
場合、量子化と逆量子化を行うことによる誤差は発生し
ない。差分絶対値の最大値が16以上かつ32未満の場
合は“2”の量子化係数を用いて量子化を行う。この場
合の誤差は1以下となる。水平8画素単位でみれば、隣
接画素間の差分値の最大絶対値は非常に小さい場合が多
いので、量子化誤差が生じない“1”の量子化係数が多
く用いられることになり、量子化誤差を減らすことがで
きる。
場合は“1”の量子化係数を用いて量子化を行う。この
場合、量子化と逆量子化を行うことによる誤差は発生し
ない。差分絶対値の最大値が16以上かつ32未満の場
合は“2”の量子化係数を用いて量子化を行う。この場
合の誤差は1以下となる。水平8画素単位でみれば、隣
接画素間の差分値の最大絶対値は非常に小さい場合が多
いので、量子化誤差が生じない“1”の量子化係数が多
く用いられることになり、量子化誤差を減らすことがで
きる。
【0032】図7は本実施形態の画像復号化装置におい
て直交変換単位(8×8画素単位)の画像圧縮データが
フレームメモリ9に書き込まれるまでの処理の流れを示
している。
て直交変換単位(8×8画素単位)の画像圧縮データが
フレームメモリ9に書き込まれるまでの処理の流れを示
している。
【0033】ステップ1は直交変換単位であるブロック
(8×8画素単位)のデータ処理、例えばMPEG圧縮
データを復号化するステップである。圧縮部7は入力さ
れたブロック中の全ての固定長単位(水平8画素)の画
像データについて、順次、ステップ2にて特徴抽出を行
い、ステップ3にてその特徴に応じた最適な量子化テー
ブルの選択を行い、ステップ4にてDPCM処理とDP
CM処理により得た差分値の量子化処理を行い、これに
より得た画像圧縮データをステップ5にて表示用メモリ
8及びフレームメモリ9に書き込み、次の固定長単位の
画像データに対して同様の処理を繰り返す。本実施形態
では8回この処理が繰り返される。このようにして1つ
のブロックの全ての固定長単位の画像データについてデ
ータ圧縮が完了すると、次のブロックの復号化処理が行
われる。
(8×8画素単位)のデータ処理、例えばMPEG圧縮
データを復号化するステップである。圧縮部7は入力さ
れたブロック中の全ての固定長単位(水平8画素)の画
像データについて、順次、ステップ2にて特徴抽出を行
い、ステップ3にてその特徴に応じた最適な量子化テー
ブルの選択を行い、ステップ4にてDPCM処理とDP
CM処理により得た差分値の量子化処理を行い、これに
より得た画像圧縮データをステップ5にて表示用メモリ
8及びフレームメモリ9に書き込み、次の固定長単位の
画像データに対して同様の処理を繰り返す。本実施形態
では8回この処理が繰り返される。このようにして1つ
のブロックの全ての固定長単位の画像データについてデ
ータ圧縮が完了すると、次のブロックの復号化処理が行
われる。
【0034】このように本実施形態では、固定長単位の
画素データの特徴から量子化誤差が最小となるような最
適な量子化テーブルの値を選択し、この量子化テーブル
の値によりDPCM値を量子化することによって量子化
誤差を減らすことが可能となり、復号画像の画質の向上
を図ることができる。また、固定長単位の画像データを
固定長圧縮する場合に発生するメモリの空き領域を量子
化テーブル情報に使用したことで、使用メモリ容量を増
大させることなく復号画像の画質向上を実現することが
できる。
画素データの特徴から量子化誤差が最小となるような最
適な量子化テーブルの値を選択し、この量子化テーブル
の値によりDPCM値を量子化することによって量子化
誤差を減らすことが可能となり、復号画像の画質の向上
を図ることができる。また、固定長単位の画像データを
固定長圧縮する場合に発生するメモリの空き領域を量子
化テーブル情報に使用したことで、使用メモリ容量を増
大させることなく復号画像の画質向上を実現することが
できる。
【0035】なお、本実施形態では、6/8倍に復号化
画像データを圧縮する場合について説明してきたが、圧
縮率を5/8倍とした場合には空き領域は4ビットとな
り、16個の量子化テーブルを用意することができる。
このように、本発明は、様々な圧縮率において適用し得
るものである。
画像データを圧縮する場合について説明してきたが、圧
縮率を5/8倍とした場合には空き領域は4ビットとな
り、16個の量子化テーブルを用意することができる。
このように、本発明は、様々な圧縮率において適用し得
るものである。
【0036】また、本実施形態では、線形の量子化テー
ブルを用いた場合について説明したが、非線形の量子化
テーブルを用いる場合にも本発明は適用できることは勿
論である。
ブルを用いた場合について説明したが、非線形の量子化
テーブルを用いる場合にも本発明は適用できることは勿
論である。
【0037】さらに、本実施形態では、直交変換の1次
元サイズ(水平8画素)を単位として固定長圧縮する場
合について説明したが、本発明は固定長圧縮する画素デ
ータの単位に特に限定されるものではない。
元サイズ(水平8画素)を単位として固定長圧縮する場
合について説明したが、本発明は固定長圧縮する画素デ
ータの単位に特に限定されるものではない。
【0038】また、本実施形態では、メモリアクセス単
位を1バイトとして説明したが、このメモリアクセス単
位が例えば10ビットの場合は、10ビットの整数倍の
ビット数にすればよいことは言うまでもない。
位を1バイトとして説明したが、このメモリアクセス単
位が例えば10ビットの場合は、10ビットの整数倍の
ビット数にすればよいことは言うまでもない。
【0039】次に、図1の画像復号化装置における圧縮
部7の変形例について説明する。
部7の変形例について説明する。
【0040】図8はこの圧縮部の構成を示すブロック図
である。同図において、41は図1の加算器5からの復
号化画像データが入力される入力部である。減算器42
は入力された固定長単位の画素データ(ここでは水平8
画素とする。)とメモリ44に記憶されている前画素デ
ータとの差分値を求め、その差分値を符号分離手段43
に出力する。符号分離手段43は、減算器42の出力デ
ータのうち先頭画素データの8ビットと各差分値の符号
ビットを符号化出力手段45に出力すると共に、各差分
値の絶対値の8ビット×7をランレングス符号化部46
へ出力する。ランレングス符号化部46は8ビット×7
の差分絶対値データに対して上位ビットから“0”のラ
ンレングス符号化を行い、これにより得たランレングス
符号化データを可変長符号化部(VLC)47へ出力す
る。可変長符号化部47はランレングス符号化データを
順次可変長符号化して符号化出力手段45に出力する。
符号化出力手段45は先頭画素データ(8ビット)、差
分値の符号ビット(7ビット)、及び可変長符号化部4
7から順次入力される少なくとも途中までの可変長符号
化データを合わせてバイト化、すなわち整数バイト分の
ビット数からなる固定長データを作成し、これを図1の
表示用メモリ8及びフレームメモリ9に書き込む。 次
に、本実施形態の圧縮部の動作を図9により説明する。
である。同図において、41は図1の加算器5からの復
号化画像データが入力される入力部である。減算器42
は入力された固定長単位の画素データ(ここでは水平8
画素とする。)とメモリ44に記憶されている前画素デ
ータとの差分値を求め、その差分値を符号分離手段43
に出力する。符号分離手段43は、減算器42の出力デ
ータのうち先頭画素データの8ビットと各差分値の符号
ビットを符号化出力手段45に出力すると共に、各差分
値の絶対値の8ビット×7をランレングス符号化部46
へ出力する。ランレングス符号化部46は8ビット×7
の差分絶対値データに対して上位ビットから“0”のラ
ンレングス符号化を行い、これにより得たランレングス
符号化データを可変長符号化部(VLC)47へ出力す
る。可変長符号化部47はランレングス符号化データを
順次可変長符号化して符号化出力手段45に出力する。
符号化出力手段45は先頭画素データ(8ビット)、差
分値の符号ビット(7ビット)、及び可変長符号化部4
7から順次入力される少なくとも途中までの可変長符号
化データを合わせてバイト化、すなわち整数バイト分の
ビット数からなる固定長データを作成し、これを図1の
表示用メモリ8及びフレームメモリ9に書き込む。 次
に、本実施形態の圧縮部の動作を図9により説明する。
【0041】同図において、(1)から(8)は水平方
向の8画素を示し、縦方向のbit0からbit7は各
画素の差分値データの下位ビットから上位ビットを示し
ている。減算器42でのDPCM処理によって(2)か
ら(8)の画素の差分値データは9bitになってい
る。(2)から(8)の画素の最上位ビットは符号ビッ
トであり、それ以外の8bitは差分値の絶対値を示し
ている。(1)は画素データそのままの8bitであ
る。
向の8画素を示し、縦方向のbit0からbit7は各
画素の差分値データの下位ビットから上位ビットを示し
ている。減算器42でのDPCM処理によって(2)か
ら(8)の画素の差分値データは9bitになってい
る。(2)から(8)の画素の最上位ビットは符号ビッ
トであり、それ以外の8bitは差分値の絶対値を示し
ている。(1)は画素データそのままの8bitであ
る。
【0042】隣接する画素間の差分値は小さい値に多く
集中することから、差分絶対値の部分の上位ビットは
“0”であることが多い。したがって、図8において矢
印の順に各ビットを並べて行くと最初に“0”のデータ
が多く連続する。この“0”の連続数をランレングス符
号化部46にてランレングス符号化し、可変長符号化部
(VLC)47にて可変長符号化することによってデー
タを圧縮する。
集中することから、差分絶対値の部分の上位ビットは
“0”であることが多い。したがって、図8において矢
印の順に各ビットを並べて行くと最初に“0”のデータ
が多く連続する。この“0”の連続数をランレングス符
号化部46にてランレングス符号化し、可変長符号化部
(VLC)47にて可変長符号化することによってデー
タを圧縮する。
【0043】符号化出力手段45は、固定長の画像圧縮
データを出力するために、先頭画素データ(8ビット)
と差分値の符号ビット(7ビット)を優先出力し、可変
長符号化部(VLC)47より入力される可変長符号化
データのメモリへの出力を途中で打ち切る。このように
可変長符号化データのメモリへの出力を途中で打ち切っ
てもランレングス符号化部46によって重要度が高い上
位ビットが先に符号化されるので、復号画像の画質の劣
化は最小限に止められる。
データを出力するために、先頭画素データ(8ビット)
と差分値の符号ビット(7ビット)を優先出力し、可変
長符号化部(VLC)47より入力される可変長符号化
データのメモリへの出力を途中で打ち切る。このように
可変長符号化データのメモリへの出力を途中で打ち切っ
てもランレングス符号化部46によって重要度が高い上
位ビットが先に符号化されるので、復号画像の画質の劣
化は最小限に止められる。
【0044】以上、フレームメモリを用いた画像処理装
置としてMPEG復号化装置について説明してきたが、
本発明の適用はこれに限定されない。例えば、本発明
は、フレームメモリに画像圧縮データを書き込んでフレ
ーム間圧縮を行うMPEG符号化装置においても同様に
適用することができ、その他、画像データを圧縮/伸長
する工程を含む様々な画像処理装置に適用することが可
能である。
置としてMPEG復号化装置について説明してきたが、
本発明の適用はこれに限定されない。例えば、本発明
は、フレームメモリに画像圧縮データを書き込んでフレ
ーム間圧縮を行うMPEG符号化装置においても同様に
適用することができ、その他、画像データを圧縮/伸長
する工程を含む様々な画像処理装置に適用することが可
能である。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像データの所定画素数単位毎に最適な量子化係数を用い
た量子化を行うことが可能となり、量子化誤差を低減す
ることができる。また、量子化手段の出力データに、量
子化に使用した量子化係数の情報を付加して圧縮データ
を作成することによって、メモリに無駄な空き領域がで
きなくなり、画像圧縮データをメモリに書き込む際の特
別な処理を行う必要がなくなる。
像データの所定画素数単位毎に最適な量子化係数を用い
た量子化を行うことが可能となり、量子化誤差を低減す
ることができる。また、量子化手段の出力データに、量
子化に使用した量子化係数の情報を付加して圧縮データ
を作成することによって、メモリに無駄な空き領域がで
きなくなり、画像圧縮データをメモリに書き込む際の特
別な処理を行う必要がなくなる。
【図1】本発明の実施形態である画像復号化装置の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図2】図1の画像復号化装置における圧縮部の構成を
示すブロック図
示すブロック図
【図3】図2の圧縮部におけるDPCM・逆量子化部の
構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
【図4】図1の画像復号化装置における伸長部の構成を
示すブロック図
示すブロック図
【図5】図1の画像復号化装置におけるバイト化分の動
作を説明するための図
作を説明するための図
【図6】従来例と本発明の共通の説明図
【図7】図1の画像復号化装置においてブロック単位の
画像圧縮データがフレームメモリに書き込まれるまでの
処理の流れを示す図
画像圧縮データがフレームメモリに書き込まれるまでの
処理の流れを示す図
【図8】図1の画像復号化装置における圧縮部の変形例
を示すブロック図
を示すブロック図
【図9】図8の圧縮部の動作を説明するための図
7……圧縮部 9……フレームメモリ 10a、10b……伸長部 12……特徴抽出手段 13……量子化テーブル選択手段 14……DPCM・量子化手段 15……バイト化手段 22……減算器 23……量子化部 25……逆量子化部 26……加算器 32……量子化テーブル情報抽出部 33……逆量子化部 34……加算器 42……減算器 43……符号分離手段 45……符号化出力手段 46……ランレングス符号化部 47……可変長符号化部
Claims (10)
- 【請求項1】 入力された画像データの所定画素数単位
の特徴を抽出する特徴抽出手段と、 この特徴抽出手段によって抽出された特徴に応じて量子
化係数を選択する選択手段と、 前記画像データの所定画素数単位中の隣接する画素デー
タ間の差分値を求める差分算出手段と、 この差分算出手段によって求められた差分値を前記選択
手段によって選択された量子化係数により量子化して画
像圧縮データを出力する量子化手段とを具備することを
特徴とする画像処理装置。 - 【請求項2】 入力された画像データの所定画素数単位
の特徴を抽出する特徴抽出手段と、 この特徴抽出手段によって抽出された特徴に応じて量子
化係数を選択する選択手段と、 前記画像データの所定画素数単位中の隣接する画素デー
タ間の差分値を求める差分算出手段と、 この差分算出手段によって求められた差分値を前記選択
手段によって選択された量子化係数により量子化して画
像圧縮データを出力する量子化手段と、 この量子化手段の出力データに前記選択手段によって選
択された量子化係数の情報を付加して圧縮データを作成
する付加手段とを具備することを特徴とする画像処理装
置。 - 【請求項3】 入力された画像データの所定画素数単位
の特徴を抽出する特徴抽出手段と、 この特徴抽出手段によって抽出された特徴に応じて量子
化係数を選択する選択手段と、 前記画像データの所定画素数単位中の隣接する画素デー
タ間の差分値を求める差分算出手段と、 この差分算出手段によって求められた差分値を前記選択
手段によって選択された量子化係数により量子化して画
像圧縮データを出力する量子化手段と、 この量子化手段の出力データに前記選択手段によって選
択された量子化係数の情報を付加して圧縮データを作成
する付加手段と、 この付加手段より出力された固定長データを記憶する記
憶手段とを具備することを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3記載のいずれかの画像処
理装置において、 前記量子化手段は、所定画素数単位の入力画像データに
対して固定長の画像圧縮データを出力することを特徴と
する画像処理装置。 - 【請求項5】 請求項2又は3記載の画像処理装置にお
いて、 前記付加手段の出力する圧縮データのビット数が、メモ
リアクセス単位であるビット数の整数倍の値であること
を特徴とする画像処理装置。 - 【請求項6】 請求項1乃至3記載のいずれかの画像処
理装置において、 前記特徴抽出手段は、前記画像データの所定画素数単位
中の隣接する画素データ間の差分値の最大絶対値を該画
像データの所定画素数単位の特徴として抽出することを
特徴とする画像処理装置。 - 【請求項7】 請求項1乃至3記載のいずれかの画像処
理装置において、 前記差分算出手段が、 前記量子化手段の出力データを前記選択手段によって選
択された量子化係数により逆量子化し、逆量子化したデ
ータを前画素データの復号値と加算する復号化手段と、 前記入力した画像データの所定画素数単位中の画素デー
タから前記復号化手段によって復号化された画素データ
を減算する減算手段とを具備することを特徴とする画像
処理装置。 - 【請求項8】 入力された画像データの所定画素数単位
中の隣接する画素データ間の差分値を求める差分算出手
段と、 この差分算出手段によって求められた各差分値の絶対値
データを各々上位ビットからランレングス符号化するラ
ンレングス符号化手段と、 このランレングス符号化手段の出力データを可変長符号
化する可変長符号化手段と、 前記差分算出手段によって求められた各差分値の符号ビ
ット及び前記可変長符号化手段より順次出力された少な
くとも途中までの可変長符号化データを含む固定長デー
タを作成する固定長データ作成手段とを具備することを
特徴とする画像処理装置。 - 【請求項9】 入力された画像データの所定画素数単位
の特徴を抽出する工程と、 この抽出された画像データの特徴に応じて量子化係数を
選択する工程と、 前記画像データの所定画素数単位中の隣接する画素デー
タ間の差分値を求め、求めた差分値を前記選択された量
子化係数により量子化して画像圧縮データを出力する工
程とを有することを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項10】 入力された画像データの所定画素数単
位中の隣接する画素データ間の差分値を求める工程と、 求められた各差分値の絶対値データを各々上位ビットか
らランレングス符号化する工程と、 ランレングス符号化データを可変長符号化する工程と、 求められた各差分値の符号ビットと少なくとも途中まで
の可変長符号化データを含む固定長データを画像圧縮デ
ータとして出力する工程とを有することを特徴とする画
像処理方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4436097A JPH10243402A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
KR1019980005274A KR19980071541A (ko) | 1997-02-27 | 1998-02-20 | 화상 처리 장치와 화상 처리방법 |
EP98103310A EP0862138A2 (en) | 1997-02-27 | 1998-02-25 | Image processing method and apparatus |
CN98105342A CN1195806A (zh) | 1997-02-27 | 1998-02-26 | 图像处理装置和图像处理方法 |
US09/031,050 US6157741A (en) | 1997-02-27 | 1998-02-26 | Image processing apparatus and image processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4436097A JPH10243402A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10243402A true JPH10243402A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12689352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4436097A Withdrawn JPH10243402A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6157741A (ja) |
EP (1) | EP0862138A2 (ja) |
JP (1) | JPH10243402A (ja) |
KR (1) | KR19980071541A (ja) |
CN (1) | CN1195806A (ja) |
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JP3322233B2 (ja) * | 1999-03-19 | 2002-09-09 | 日本電気株式会社 | 動画像伸長方法及びそれを実行するプログラムを記録した記録媒体 |
EP1655969A2 (en) | 2000-09-19 | 2006-05-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image signal transmitter |
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CN100466740C (zh) * | 2005-11-11 | 2009-03-04 | 北京微视讯通数字技术有限公司 | 用于视频编码处理的差值量化方法及其装置 |
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