JPH118852A - 画像圧縮伸張装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮率を上げた場合でも、視覚的な劣化を抑
えた画像を得、また短時間での処理を可能とする。 【構成】 ブロック歪が予測される部分だけ平滑化する
ような適応フィルタリングを施す。複雑な絵柄のぼやけ
を防ぎ、ブロック歪を減らす。復号データに対し適応的
にフィルタリング処理を行ない、近接ブロックのデータ
を重複させてＤＣＴ処理を行なう様に処理するデータが
増えることはないことから、短時間での処理が可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号の圧縮、およ
び圧縮されたデータの伸張を行う画像圧縮伸張装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】

｛従来のハフマンデコーダの例｝一般に、可変長符号
は、符号化されたデータ長が可変長であり、必ずデータ
をシーケンシャルにしか復号できない手法である。つま
り、復号するのに並列処理が困難なため、可変長符号の
デコーダは高速化の実現が大きな問題となっている。可
変長符号の手法で代表的なものとしてハフマン符号が挙
げられる。ハフマン符号はデータの出現頻度に応じて可
変長符号を割り当てるものである。特に画像データに対
して用いられる場合には、同じデータが連続する可能性
が高いため、その連続長（ランレングス）を符号化対象
として、複数のデータを一度に符号化することが多い。

【０００３】従来のランレングスを用いた高速化ハフマ
ンデコーダの構成例を図７に示す。図７中の１は可変長
データにおいて次に処理すべきデータを出力する入力デ
ータ制御ブロック、２はハフマン符号を復号するのに必
要なデータが書き込まれている復号データテーブル（ル
ックアップテーブル）、３は復号データテーブル２の内
容に基づいて復号データの量を算出し復号用のタイミン
グ信号を発生する復号データ量算出ブロック、４は同じ
データが連続する際の連続長（ランレングス）を検出す
るランレングスカウンタ、５および６は遅延回路（ディ
レイ）である。

【０００４】ここで、復号データテーブル２は、ハフマ
ンデータのデコードを高速化するために、連想メモリを
用いた構成または通常のメモリー構成で次のようなデー
タ構成になっている。すなわち、可変長のデータに冗長
のデータを持たせ、夫々に対応するアドレスには同じデ
ータが書き込んである。例えば、最長８ビットのハフマ
ンコードであれば、２ビットのハフマンコードに対して
残りの６ビットの取り得るアドレス全てに同じ復号デー
タが書き込んである。

【０００５】これらのテーブル構成により、一度のテー
ブルルックアップで復号を可能にしている。

【０００６】｛従来のＡＤＣＴの例｝一般に、非可逆符
号は、人間の感覚を利用して効率良くデータを量子化す
ることで、高い圧縮率を得る圧縮手法である。この圧縮
方法で良く使われる手法に直交変換がある。直交変換は
信号の電力が集中するように空間軸を変換するものであ
るが、画像データに対しては、変換効率およびハード量
の面で、空間−周波数空間変換の１手法である、２次元
離散コサイン変換（以下２Ｄ−ＤＣＴ）が用いられるこ
とが多い。

【０００７】２Ｄ−ＤＣＴを用いた画像の代表的な圧縮
方法としては適応型離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）があ
る。これは、ＪＰＥＧやＭＰＥＧと呼ばれる画像の圧縮
に関する世界標準に採用されている圧縮手法である。し
かしながら、本方式は圧縮率を上げて行くと、直交変換
特有のブロック状の歪み（以下、ブロック歪と称す）が
発生する。このブロック歪みは空や壁等の比較的ゆっく
りとした変化の画像部分に目立ちやすく、視覚的に大き
な画質劣化が感じられるものである。

【０００８】図８に従来のブロック歪み対策を施したＡ
ＤＣＴの圧縮伸張フローを示す。図８中の１１〜１５は
符号化動作における装置を示すもので、１１はラスタデ
ータを２Ｄ−ＤＣＴに入力するための８×８のブロック
データに変換するラスタ／ブロック変換装置、１２は空
間−周波数空間変換を行なう２次元離散コサイン変換装
置（２Ｄ−ＤＣＴ装置）、１３はＤＣＴの結果を低い周
波数から順番にジクザグ状にスキャンして１次元に並べ
直して出力するジグザグ変換装置、１４はスカラー量子
化を行なう量子化装置、１５はハフマン符号や算術符号
等のエントロピー符号化装置である。また、図８中の１
６〜２１は上記符号化動作に係る各装置に対応して逆変
換を行なうもので、１６はエントロピー復号化装置、１
７は逆量子化装置、１８は１次元データをジグザグ状に
並べ直して２次元配列するジグザグ逆変換装置、１９は
周波数空間−空間変換を行なう２次元離散逆コサイン変
換装置（２Ｄ−ＩＤＣＴ装置）、２０は８×８のブロッ
クデータをラスタデータに変換するブロック／ラスタ変
換装置、２１は復号画像のブロック歪みを軽減するため
に注入された画像ぼかし用の空間フィルタ装置である。

【０００９】次に、従来の画像圧縮伸張装置の動作を説
明する。符号化処理においては、まず、画像データはラ
スタ／ブロック変換装置１１によりラスタデータから８
×８のブロックデータに変換される。ブロックに変換さ
れたデータは２Ｄ−ＤＣＴ装置１２により、空間−周波
数空間に変換される。周波数空間に変換されたデータは
ジグザグ変換装置１３により低い周波数順に並べ替えら
れ出力される。量子化装置１４は人間の視覚特性を利用
し、低い周波数のデータは小さく量子化し、高い周波数
のデータ程大きく量子化する。この処理により画像品質
の劣化を抑えながらデータの電力集中を増すことがで
き、圧縮率を上げることができる。エントロピー符号化
装置１５は、ハフマン符号等のエントロピー符号を用い
てデータを圧縮する。

【００１０】一方、復号化処理は、以上説明した逆の処
理をすることで実現されるが、ブロック歪みを軽減する
ために、ラスタに変換された復号データに対して空間フ
ィルタ装置２１を通して出力する。

【００１１】かかる従来の画像圧縮伸張装置において、
ブロック歪み対策の手法としては、図８中の２Ｄ−ＤＣ
Ｔおよび２Ｄ−ＩＤＣＴの処理において連続するブロッ
クのデータを少しづつ重ね合わせて処理することによ
り、重ね合わせ部分において空間フィルタ周波数の非連
続性を軽減する手法があった。

【００１２】｛従来の圧縮伸張装置およびその周辺装置
の例｝一般に、画像を生成するための映像信号は、垂直
同期信号（以下、ＶＳＹＮＣと称す）および水平同期信
号（以下、ＨＳＹＮＣと称す）の２種類の同期信号を基
に構成されており、通常、垂直方向および水平方向のい
ずれにも無効データが存在する。例えば、ＮＴＳＣ信号
には５２５本のライン数の内、有効なデータは約４８０
本である。また、水平方向は約８０％が有効領域であ
る。画像信号を圧縮する場合、できるだけ処理するデー
タ量を少なくして処理速度を上げるために、この有効デ
ータだけを対象に圧縮処理をすることが一般的である。
従来の圧縮伸張装置における構成例を図９（第１の従来
例）に示す。図９中の３１はＨＳＹＮＣおよびＶＳＹＮ
Ｃを基にフレームバッファに有効画像データを入出力す
るタイミング信号を発生させるタイミング発生装置、３
２は有効画像データを一時バッファリングする６メガビ
ット程度のフレームバッファ、３３は画像データを圧縮
伸張する圧縮伸張装置、３４は圧縮データを保存する圧
縮データ保存装置である。また、図９中の３５，３６
ａ，３６ｂ，３６ｃは圧縮伸張装置３３の内部を構成す
る要素であって、３５はパイプライン処理の遅延装置
（ディレイ）、３６ａ，３６ｂ，３６ｃは各パイプライ
ンの信号処理装置である。

【００１３】次に処理手順を説明する。まず、圧縮モー
ド時では、本装置に入力されたデジタル映像信号は、タ
イミング発生装置３１およびフレームバッファ３２によ
り画像の有効部分のデータだけが取り込まれる。フレー
ムバッファ３２に取り込まれたデータのうち有効部分の
データだけを圧縮伸張装置３３により逐次圧縮する。圧
縮されたデータは圧縮データ保存装置３４により蓄積さ
れる。一方、伸張モード時では、圧縮されたデータは装
置３４から圧縮伸張装置３３に逐次取り込まれ伸張され
る。伸張されたデータはフレームバッファ３２に一時保
持され、ＨＳＹＮＣ，ＶＳＹＮＣを基にタイミング発生
装置３１で作られた有効データのタイミングに合わせて
出力される。

【００１４】図１０は別の方式による従来の圧縮伸張装
置の構成例（第２の従来例）を示す。図１０中４１，４
２は図９に示した圧縮伸張装置３３および圧縮データ保
存装置３４と夫々同様のものである。４３はデータを一
時的にバッファするＦＩＦＯメモリ、４４はＦＩＦＯメ
モリ４３からのデータを入出力するタイミングをＨＳＹ
ＮＣおよびＶＳＹＮＣに対応して作成する入出力制御装
置である。４５はＦＩＦＯメモリ４３を制御するＦＩＦ
Ｏ制御装置である。

【００１５】次に動作を説明する。圧縮時は入出力制御
装置４４により発生したタイミング信号に基づき、ＦＩ
ＦＯにデータを入力する。ＦＩＦＯ制御装置４５はＦＩ
ＦＯメモリ４３がＦＵＬＬまたはＮＵＬＬにならないよ
うに圧縮伸張装置４１のクロックを止める等の制御を行
ないながらデータを圧縮する。伸張時は、まず、ＦＩＦ
Ｏメモリ４３がある程度一杯になるまでデータを復号
し、圧縮伸張装置４１のクロックを止める等の処理によ
り、圧縮伸張装置４１の処理を中断させる。入出力制御
装置４４からの信号に基づき、ＦＩＦＯメモリ４３から
データを出力させるか、ＦＩＦＯメモリ４３のデータが
ある程度少なくなった時点で、また圧縮伸張装置４１を
動作させる。以上のように伸張時もＦＩＦＯメモリ４３
がＦＵＬＬ，ＮＵＬＬにならないようにＦＩＦＯ制御装
置４５にて制御を行ないながら処理を行なう。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】

｛従来のハフマンデコーダの課題｝通常、図７に示すよ
うな従来の高速のハフマンデコーダの構成では、テーブ
ルとしてＲＯＭ、ＲＡＭまたは連想メモリ等のメモリを
使用している。これはハードウエアデコーダで全てのテ
ーブルを作成すると、ハード量が大きくなり過ぎ、非現
実的なものになるためである。

【００１７】従来の構成では、このテーブルに使用して
いるメモリーの読みだし速度が、他のブロックの処理速
度に対して遅いため、復号データテーブル２の読みだし
速度が可変長符号復号装置の処理速度を決める大きな要
因になっている。

【００１８】｛従来のＡＤＣＴの課題｝図８に示した従
来のＡＤＣＴでは、前記した通り、空間フィルタ装置２
１を復号出力に挿入するまたは２Ｄ−ＤＣＴ装置１２お
よび２Ｄ−ＩＤＣＴ装置１９において隣り合うブロック
のデータを少しオーバーラップさせて処理することで、
ブロック歪みを軽減させている。

【００１９】しかしながら、空間フィルタ装置２１を用
いる方法では、全ての画像に対してフィルタリングを行
なうため、ブロック歪みがあまり目立たない細かい画像
の部分までぼけてしまい、全体的な画像の品質を上げる
ことはできない。そして、データを重ね合わせてＤＣＴ
処理を行なう方法では、処理するデータ量が多くなるた
め映像信号を実時間で処理することは非常に困難であ
る。

【００２０】｛従来の圧縮伸張装置の課題｝従来（第１
の従来例および第２の従来例）の映像信号を扱う圧縮伸
張装置は、映像信号の有効データ期間だけを扱うことが
できるように、図９に示したフレームバッファ３２また
は図１０に示したＦＩＦＯメモリ４３の入出力タイミン
グを制御することにより映像信号の入出力タイミングを
緩衝している。

【００２１】しかしながら、図９（第１の従来例）に示
したフレームバッファ３２は、メモリとして１枚の画像
を格納しようとすると大容量（６メガビット程度）を必
要とする。また、入力と出力を非同期で実行しなければ
ならないので、通常はデジタル映像信号の入出力をデュ
アルポートで行っている（例えばＶＲＡＭを使用）。こ
れらのことから、比較的高価なものとなってしまい、圧
縮伸張装置を構成する上でかなりのコスト比率を占める
ものである。

【００２２】また、図１０（第２の従来例）に示したＦ
ＩＦＯメモリ４３を制御してデータの入出力タイミング
を緩衝する場合、ＦＩＦＯメモリ４３が一杯（ＦＵＬ
Ｌ）になったか否かを検出し、一杯になったら圧縮伸張
装置４１の処理を停止させていた。また、ＦＩＦＯメモ
リ４３が空状態（ＮＵＬＬ）になったか否かを検出し、
空状態になったら圧縮伸張装置４１の処理を急かしてい
た。このように、ＦＩＦＯメモリ４３がＦＵＬＬまたは
ＮＵＬＬにならないようにＦＩＦＯ制御装置４５で制御
する必要があり、相当複雑な制御になってしまう。その
上、伸張するデータを途中で切り替えようとした場合、
ＦＩＦＯメモリ４３の状態によって圧縮データ保存装置
３４への保存のための切り替えタイミングを、前記した
ＦＩＦＯ制御装置４５の制御に対して同期をとらなけれ
ばならないため、圧縮伸張装置４１の処理について非常
に細かく複雑な制御が必要になって来る。

【００２３】｛本発明が解決しようとする課題｝本発明
は、上記課題のうち、特に、ＡＤＣＴにおいて圧縮率を
上げても視覚的に問題にならないレベルに復号画像を改
善でき、かつ短時間で処理可能な復号装置を得ることを
目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
課題解決手段は、映像信号を直交変換して非可逆に圧縮
する圧縮部と、前記圧縮部で圧縮されたデータの復号伸
張を行って出力する伸張部と、前記伸張部からの出力デ
ータの少なくとも一部について所定の平滑処理を行って
出力するフィルタ部と、前記伸張部からの出力データと
前記フィルタ部からの出力データとを所定のタイミング
信号に基づいて切り替える出力切替部と、前記出力切替
部を切り替え制御する切替制御部とを備える。

【００２５】そして、前記切替制御部は、前記伸張部内
の所定の周波数空間のデータ構成を基に定められたスレ
ッシュホールドにより前記伸張部からの出力データのブ
ロック歪を予測するブロック歪予測手段と、前記ブロッ
ク歪予測手段での予測結果に基づいてブロック歪が予測
されるときにのみ前記出力切替部を前記フィルタ部から
の出力データから前記伸張部からの出力データに切り替
えるための前記所定のタイミング信号を発生するタイミ
ング信号発生手段とを備える。

【００２６】本発明の請求項２に係る課題解決手段は、
前記切替制御部の前記ブロック歪予測手段は、所定の２
次元変換によって周波数空間に変換されたデータのう
ち、所定の低周波数域の成分以外が全て“０”か否かを
判断する判断手段を含む。

【００２７】

【作用】本発明請求項１に係る画像圧縮伸張装置では、
細かい画像の部分はフィルタリング処理を行わずにその
ままの画質を保持し、ブロック歪みが出る可能性の高い
画像部分だけに対してフィルタリング処理を行なうの
で、処理速度の大幅な向上を図ることができると同時
に、高い圧縮率の場合でも視覚的に高品質の復号画像を
得ることができる。

【００２８】本発明請求項２に係る画像圧縮伸張装置で
は、所定の２次元変換によって周波数空間に変換された
データのうち、所定の低周波数域の成分以外が全て
“０”か否かを判断するだけで、伸張部からの出力デー
タのブロック歪を予測することができる。したがって、
出力切替部の切り替え制御について多大な処理時間を必
要とせず、処理効率を向上できる。

【００２９】

【実施例】

｛第１の実施例｝ ＜原理＞一般に、画像データには同一のデータが連続す
ることが多く、したがって、互いに連続するデータの差
分は“０”になることが多い。特に、離散コサイン変換
（ＤＣＴ）処理の場合、データが特定の領域（例えば低
周波数領域）に集中することが多いため、前記した差分
が“０”になる割合は極めて高い。例えば、差分が、 “０００５” …（１） となる場合、“０”のランレングス（以下、０ランレン
グスと称す）が「３」で、その次に“５”（すなわち
“０”以外のデータ）が来るという具合にして２次元的
にハフマンコードを割り当てることになる。この場合、
０ランレングスである「３」というデータと、その次に
来る“５”というデータを合わせてデコードするため、
前記（１）で示した数列の場合、１回のデコードで４個
のデータを処理できることになる。

【００３０】“２１３４” …（２） 一方、前記（２）で示す数列のように、差分データとし
て“０”以外のデータが連続、すなわち０ランレングス
が「０」となる場合、デコードすべきデータは“２”、
“１”、“３”、“４”というように、１回のデコード
について１個ずつのデータしか処理できない。

【００３１】これらのことを考慮すると、０ランレング
スが「０」であるか否かによって処理速度が少なくとも
２倍以上差があることがわかる。すなわち、０ランレン
グスが「１」以上である場合は、２個以上のデータを一
度にデコードするため、メモリールックアップに２サイ
クル懸かっても、最終的なデータ出力のタイミングとし
て１データにつき１回デコードするタイミングに対して
時間的な遜色がないことになる。そして、前記したよう
に、“０”以外のデータが連続するのは例えば低周波数
領域等の特定の領域に限定されるため、０ランレングス
が「０」であるか否かによって処理を偏向することが処
理速度向上のためには望ましいと言える。このことを考
慮して、まず０ランレングスが「０」であるか「１」以
上であるかを検出し、０ランレングスが「０」である特
定の領域のみを高速なハードウェアのデコーダで処理
し、０ランレングスが「１」以上の場合と異なるパスの
処理を行うことで、メモリルックアップの処理速度に依
存していた従来例に比べて、デコーダを高速化すること
による処理速度の向上を実現しようとするものが、本実
施例の画像圧縮伸張装置である。

【００３２】＜構成＞図１は本発明の第１の実施例にお
ける０ランレングスデータを用いたハフマン符号の画像
圧縮伸張装置の復号処理部の構成を示したものである。
本実施例の画像圧縮伸張装置は、映像信号を圧縮する圧
縮部と、該圧縮部で圧縮された可変長符号のデータの復
号伸張を行う伸張部とを備える。図１は、前記伸張部を
図示したもので、図１中、５１は可変長データにおいて
次に復号するデータを決める入力データ制御ブロック
（入力データ制御手段）である。また、５２は０ランレ
ングスデータが“０”に対応するハフマンコードだけを
デコードするための高速処理が可能なハードウェアデコ
ーダ（小規模デコーダ：以下、ＨＷデコーダと称す）で
あり、該ＨＷデコーダ５２からの出力信号であるＨ／Ｕ
信号（判定信号）は該ＨＷデコーダ５２の内部データに
ヒットしたかあるいはしなかったかを示すための信号で
ある。具体的には、図２中の（Ｂ）の如く、内部データ
にヒットしたときはＨｉｇｈ信号を出力し、ヒットしな
かったときはＬｏｗ信号を出力する。このような処理を
行うため、ＨＷデコーダ５２の内部には、リファレンス
としての内部データを格納する内部データ格納手段（メ
モリ）５２ａと、該内部データ格納手段５２ａの内部デ
ータと入力データ制御ブロック５１からのハフマンデー
タとを照合する照合手段（コンパレータ：判定手段）５
２ｂとを備えている。

【００３３】さらに、５３は０ランレングスが１以上に
割り当てられたハフマンコードをデコーダするためのメ
モリー（テーブル：大規模デコーダ）、５４はＨＷデコ
ーダ５２からのＨ／Ｕ信号に基づいてＨＷデコーダ５２
からの復号データとメモリー５３からの復号データを選
択する第１のマルチプレクサ（第１の切り替え手段：以
下、第１のＭＵＸと称す）、５５はメモリー５３でデコ
ードされた０ランレングスのデータを基に０ランレング
スの数だけデータの出力タイミングをおくらせるために
０ランレングスをカウントするランレングスカウンタ、
５６はデコーダのＨ／Ｕ信号および０ランレングスカウ
ンタの出力より、次のデータの復号処理を行なうか否か
のフラグを生成するデータイネーブル発生回路である。

【００３４】さらにまた、５７は、入力データ制御ブロ
ック５１からのハフマンデータがＨＷデコーダ５２の内
部データにヒットしなかった場合、メモリー５３のアク
セススピードが遅いため出力データが不定になるタイミ
ングができる（図２中の（Ｆ）参照）ので、これを検出
してデータの出力タイミングをコントロールするための
フラグ（図２中の（Ｅ）参照）を発生する不定タイミン
グ検出回路（不定タイミング検出手段）である。

【００３５】また、５８は、第１のＭＵＸ５４より出力
された復号データから、これまで復号されたデータ量を
計算し、次に復号すべき圧縮データを出力させるための
補助データを作成する復号データ量算出回路、５９，６
０，６１，６２はデータ列をクロック信号ＣＫの１サイ
クル分だけ遅延させる遅延装置（ディレイ）、６３は前
記遅延装置６０（タイミング信号出力手段）からのタイ
ミング信号に基づいて遅延装置６１（遅延手段）からの
出力データから第１のＭＵＸ５４からの出力データに切
り替える第２のマルチプレクサ（第２の切り替え手段：
以下、第２のＭＵＸと称す）である。

【００３６】なお、前記不定タイミング検出回路５７お
よび前記遅延装置６０は、前記第２のＭＵＸ６３を切り
替えるための所定のタイミング信号を生成するタイミン
グ制御手段を構成する。

【００３７】＜動作＞上記構成の画像圧縮伸張装置の処
理手順を説明する。図２は本実施例の画像圧縮伸張装置
の動作を示すタイミングチャートである。図２中の
（Ａ）に示されたデータは入力データ制御ブロック５１
からの出力を示すもので、データａの０ランレングスが
「０」、データｂの０ランレングスが「１」、データｃ
の０ランレングスが「０」、データｄの０ランレングス
が「２」であるとする。

【００３８】まず、図２中の（Ａ）のデータａが入力デ
ータ制御ブロック５１から出力されると、図１の如く、
ＨＷデコーダ５２とメモリー５３に同時に入力される。
ここで、ＨＷデコーダ５２内の比較手段（コンパレー
タ）にて、受けたハフマンデータａがデコーダの内部デ
ータにヒットしたか否かを検出する。そして、データａ
がＨＷデコーダ５２の内部データにヒットした場合、ヒ
ットした旨を示すフラグとしてＨ／Ｕ信号（図２中の
（Ｂ））としてＨｉｇｈ信号を出力するとともに、デコ
ードした復号データ（図２中の（Ｃ）のデータＡ）を出
力する。一方、データａの０ランレングスが「１」以上
の場合は、データａがＨＷデコーダ５２の内部データに
ヒットしないため、Ｈ／Ｕ信号（図２中の（Ｂ））とし
てＬｏｗ信号を出力する。また、メモリー５３は、常に
データａのデコードを実行し復号データを出力する。

【００３９】第１のＭＵＸ５４は、ＨＷデコーダ５２に
ヒットした旨を伝達された場合、Ｈ／Ｕ信号としてＨｉ
ｇｈ信号が入力され、これにしたがってＨＷデコーダ５
２からの復号データを選択する。一方、ヒットしなかっ
た場合は、Ｈ／Ｕ信号としてＬｏｗ信号が入力され、こ
れにしたがってメモリー５３からの復号データを選択す
る。また、メモリー５３から出力された０ランレングス
データは、０ランレングスカウンタ５５に入力され、デ
ータイネーブル発生回路５６を通して次のデータをデコ
ードするタイミングを０ランレングスの数だけ待たせる
処理を行なう。

【００４０】一方、復号データ量算出回路５８は、第１
のＭＵＸ５４より出力された復号データから、これまで
復号されたデータ量を計算し、次に復号すべき圧縮デー
タを出力させるための補助データを作成する。第２のＭ
ＵＸ６３は、不定タイミング検出回路５７で検出された
タイミング（図２中の（Ｅ）のＨｉｇｈ信号）にしたが
って正しいデータを埋め込み、最終的な復号データを作
成する（図２中の（Ｈ）のデータＡ）。

【００４１】以上が図２中の（Ａ）のデータａについて
処理であるが、メモリー５３のルックアップが２サイク
ル懸かるため、該データａが出力されて、これに続くサ
イクルは、図２中の（Ｂ）においてデータＡとデータＢ
の間に示すように不定となる。すなわち、（Ａ）のデー
タｂがデコード（図２中の（Ｂ）のデータＢ）されるタ
イミングは、データＡの後２サイクル目になってしま
う。つまり、０ランレングスが「１」以上の場合、不定
の期間が１サイクル発生することになる。

【００４２】そこで、データ列の全体を遅延装置（ディ
レイ）６１で１サイクル分だけ遅延させ、遅延処理され
た前記不定の期間の部分（遅延装置６１からの出力：図
２中の（Ｆ））に遅延処理をかけないタイミングで前記
データＢ（第１のＭＵＸ５４からの出力：図２中の
（Ｃ））を埋め込めば、データＢに係るデータ列をＨＷ
デコーダ５２のサイクルと同速度で出力できることにな
る。

【００４３】また、図２中の（Ａ）のデータｄのように
０ランレングスが「２」以上の場合、図２中の（Ｅ）で
不定タイミング検出回路５７が、不定の期間（ＨＷデコ
ーダ５２でヒットしなかったとき）を検出した後の１サ
イクル後のデータは、図２中の（Ｆ）のように、遅延装
置６１からの出力は不定となる。また、図２中の（Ｆ）
の不定のデータに続くデータは、データＤ，データＤと
続く。そこで、不定のデータの部分に、データＢのとき
と同様の処理を行ってデータＤを埋め込めば、データＤ
に係るデータ列をＨＷデコーダ５２のサイクルと同速度
で出力できることになる。

【００４４】このように、本実施例の画像圧縮伸張装置
では、０ランレングスが「０」の場合のコードを復号す
るＨＷデコーダ５２は１クロック以内に復号データを出
力しなくてはならないが、０ランレングスが１以上を復
号するメモリー５３は２クロック以内にデータを出力す
れば良い。ここで用いているＨＷデコーダ５２は０ラン
レングスが「０」の場合だけのハフマンコードに対応す
る高速処理用のため、回路規模は小さくて済み、かつ処
理を非常に高速化することができる。

【００４５】｛第２の実施例｝ ＜構成＞図３は本発明の第２の実施例の画像圧縮伸張装
置を示す機能ブロック図である。図３中の７１〜７５は
圧縮部の構成要素、７６〜８４は伸張部の構成要素を夫
々示している。７１はラスタデータを２Ｄ−ＤＣＴに入
力するための８×８のブロックデータに変換するラスタ
／ブロック変換装置、７２は空間−周波数空間変換を行
なう２次元離散コサイン変換装置（２Ｄ−ＤＣＴ装
置）、７３はＤＣＴの結果を低い周波数から順番にジク
ザグ状にスキャンして１次元に並べ直して出力するジグ
ザグ変換装置、７４はスカラー量子化を行なう量子化装
置、７５はハフマン符号や算術符号等のエントロピー符
号化装置、７６はエントロピー復号化装置、７７は逆量
子化装置、７８は１次元データをジグザグ状に並べ直し
て２次元配列するジグザグ逆変換装置、７９は周波数空
間−空間変換を行なう２次元離散逆コサイン変換装置
（２Ｄ−ＩＤＣＴ装置）、８０は８×８のブロックデー
タをラスタデータに変換するブロック／ラスタ変換装置
であり、これらは従来方式の各装置と同じ機能を有す
る。

【００４６】また、８１は逆量子化された周波数空間の
データ構成よりブロック歪の出る可能性が高い部分を検
出するブロック歪予測装置（ブロック歪予測手段）であ
って、逆量子化装置７７からのデータのうち４番目以降
のデータが全て“０”か否かを判断するもの（判断手
段）である。ここで、図５はブロック歪予測装置８１の
内部構成を示す図である。図５中のＴＳ３は逆量子化装
置７７の１番目から６４番目までの出力データのタイミ
ング中最初から３番目までだけＨｉｇｈになりその後は
Ｌｏｗになる第１のタイミング信号、ＴＳ１は逆量子化
装置７７の１番目から６４番目までの出力データのタイ
ミング中最初の１番目だけＨｉｇｈになりその後はＬｏ
ｗになる第２のタイミング信号、ＣＫはクロック信号で
ある。図５の如く、ブロック歪予測装置８１は、逆量子
化装置７７からの１１ビットの出力信号の論理和（反
転）をとる第１のＮＯＲ回路９１と、前記第１のＮＯＲ
回路９１からの出力と前記第１のタイミング信号ＴＳ３
との論理和（反転）をとる第２のＮＯＲ回路９２と、入
力がＪ端子とＫ端子に２分割され該Ｊ端子およびＫ端子
の入力の組み合わせにて出力が決定されるＪ−Ｋ−フリ
ップフロップ９３と、前記第２のタイミング信号ＴＳ１
をセット入力信号（ＣＳ）とし、前記Ｊ−Ｋ−フリップ
フロップ９３からの出力信号を入力信号（Ｄ）とするＤ
−フリップフロップ９４とを備える。

【００４７】８２はブロック歪予測装置８１から出力さ
れたフラグとブロック／ラスタ変換装置８０からの最終
のラスタ出力とのタイミングを合わせるタイミング調整
装置（タイミング信号発生手段）、８３はラスタデータ
になって出力される画像データに対して平滑フィルタを
かける５×５の空間フィルタ装置（フィルタ部）、８４
はブロック歪の予測フラグに基づいてブロック／ラスタ
変換装置８０からの出力と空間フィルタ装置８３からの
出力とを選択する出力切替装置（マルチプレクサ：出力
切替部）である。

【００４８】なお、前記ブロック歪予測装置８１および
前記タイミング調整装置８２は前記出力切替装置８４を
切り替え制御する切替制御部を構成する。

【００４９】＜動作＞上記構成の画像圧縮伸張装置にお
いて、データ圧縮処理時には、まず、画像データはラス
タ／ブロック変換装置７１によりラスタデータから８×
８のブロックデータに変換される。ブロックに変換され
たデータは２Ｄ−ＤＣＴ装置７２により、空間−周波数
空間に変換される。周波数空間に変換されたデータはジ
グザグ変換装置７３により低い周波数順に並べ替えられ
出力される。量子化装置７４は人間の視覚特性を利用し
低い周波数のデータは小さく量子化し高い周波数のデー
タ程大きく量子化する。この処理により画像品質の劣化
を抑えながらデータの電力集中を増すことができ、圧縮
率を上げることができる。エントロピー符号化装置７５
は、ハフマン符号等のエントロピー符号を用いてデータ
を圧縮する。

【００５０】一方、復号化処理は、エントロピー復号化
装置７６にて圧縮データをハフマン符号等のエントロピ
ー符号を用いて復号し、逆量子化装置７７にて逆量子化
した後、該逆量子化装置７７から出力された信号は空間
周波数の低い成分より順に出力されてくる。

【００５１】ここで、６４個の周波数成分に分解された
ブロック内の成分に関して、図４の如く、低い周波数よ
り例えば４番目以降の周波数成分が全て“０”の場合は
フラグを立て、一つでも“０”以外のデータがある場合
はフラグを立てないようにする。ブロック歪が視覚的に
目立つ可能性が高い画像は、空や壁など、単純な絵柄の
部分である。これは、空間周波数に分解すると、低減だ
けにデータがあり、高域にはほとんどデータは存在しな
いものになる。つまり、前記したように４番目以降のデ
ータが全て“０”か“０”で無いかを判断することによ
り、ブロック歪が出る可能性が高い画像ブロックを判定
することができる。この場合、図５の如く、第１のタイ
ミング信号ＴＳ３に基づいて第２のＮＯＲ回路９２から
の４番目以降のデータが全て“０”か否かを判断する。

【００５２】次に、ブロック歪予測装置８１からのフラ
グをもとに、空間フィルタ装置８３からの出力信号とブ
ロック／ラスタ変換装置８０からのそのままの信号を出
力切替装置８４にて切り替え出力する。切り替えのタイ
ミングは、ブロック歪予測装置８１からの復号データが
出力されるタイミングにあわせて切り替えを行なう。以
上の処理により、ブロック歪が出る可能性がある部分だ
け、平滑フィルタリングを行い、その他の部分について
はフィルタリングをかけないデータを出力することがで
きる。このため、複雑な絵柄の画像ぼけを防止でき、ブ
ロック歪を軽減することができる。

【００５３】｛第３の実施例｝ ＜構成＞図６は本発明の第３の実施例の画像圧縮伸張装
置およびその周辺装置を示す図である。図６中の１０１
は圧縮部および伸張部を備える画像圧縮伸張装置、１０
２は圧縮されたデータを保存するデータ保存装置であ
る。また、１０３−１，１０３−２，１０３−３は画像
圧縮伸張装置１０１の内部の各種信号処理装置、１０４
は前段の前記信号処理装置１０３−１，１０３−２，１
０３−３で信号処理したデータを後続する各パイプライ
ンの出力に反映させるかどうかを、データイネーブル発
生回路１０６からのデータイネーブル信号に基づいて判
定する画像圧縮伸張装置１０１の内部判定装置（処理制
御手段）、１０５ａは内部判定装置１０４からの内部信
号を１クロック分遅延させる画像圧縮伸張装置１０１の
内部遅延装置（レジスタ）、１０５ｂはデータイネーブ
ル発生回路１０６からのデータイネーブル信号をパイプ
ラインの各段の信号処理装置１０３−１，１０３−２，
１０３−３の段数分に対応して１クロックずつ遅延させ
る画像圧縮伸張装置１０１の内部遅延装置（イネーブル
信号遅延手段：レジスタ）、１０６は外部からのＨＳＹ
ＮＣ信号およびＶＳＹＮＣ信号を基に有効データの期間
だけイネーブルとするためにデータイネーブル信号を発
生するデータイネーブル発生回路（イネーブル手段）で
ある。ここで、前記内部判定装置１０４は、前記データ
イネーブル発生回路１０６からの前記データイネーブル
信号を受けたときのみ前記パイプライン内の信号処理を
許可し、前記データイネーブル信号を受けないときに前
記パイプライン内の信号処理を停止させるもので、一般
的なマルチプレクサが用いられ、一対の入力端子のう
ち、一方は前段の前記信号処理装置１０３−１，１０３
−２，１０３−３の出力端子が接続され、他方は後続す
る内部遅延装置１０５ａの出力端子に帰還接続される。

【００５４】＜動作＞上記構成の画像圧縮伸張装置の処
理方法を説明する。まず、圧縮時においてデータイネー
ブル発生回路１０６はＨＳＹＮＣ信号およびＶＳＹＮＣ
信号に基づいて入力映像信号が有効な期間だけデータイ
ネーブル信号を発生する。圧縮装置内の各信号処理装置
１０３−１，１０３−２，１０３−３は入力された画像
データをパイプライン処理により逐次処理するが、各段
の内部判定装置１０４によって、次段に出力されるかあ
るいは前のデータを保持するかが決められる。つまり、
各段のデータがバリッドの時だけデータは処理され、そ
うでない時は、各段の内部遅延装置１０５ａは、次にバ
リッド信号がくるまでデータを保持していることとな
る。このような処理を行なうことで、有効な入力映像信
号だけを圧縮することができる。次に伸張時の処理につ
いてのべる。

【００５５】一方、伸張処理時においては、伸張処理を
開始してからパイプラインの段数分だけ映像信号が出力
されるタイミングが遅れる事になる。つまりＨＳＹＮＣ
信号およびＶＳＹＮＣ信号に合わせて伸張データを出力
しようとすると、データイネーブル発生回路１０６は有
効データを出すタイミングよりパイプラインの段数分だ
け先に処理を始めるようにデータイネーブル信号を出力
すれば良い。通常、映像信号はかなりの無効データを含
んでいるため、少々のパイプラインの段数があっても、
このような処理は問題なく可能である。

【００５６】｛変形例｝第１の実施例では、ランレング
スが“０”の場合と“１”以上の場合で、デコーダとメ
モリに分解したが、スピードと回路規模との兼合で、そ
れ以外の分割方法を適用できることは言うまでも無い。

【００５７】

【発明の効果】本発明請求項１によると、ブロック歪が
予測される部分だけ平滑化するような適応フィルタリン
グを施しているため、複雑な絵柄のぼやけを防止でき、
かつブロック歪を軽減させることができる。したがっ
て、圧縮率を上げた場合でも、視覚的な劣化を抑えた画
像を得ることが可能となる。また、復号データに対し適
応的にフィルタリング処理を行なうだけであり、近接ブ
ロックのデータを重複させてＤＣＴ処理を行なう様に処
理するデータが増えることはないため、従来に比べて短
時間での処理が可能となるという効果がある。

【００５８】本発明請求項２によると、所定の２次元変
換によって周波数空間に変換されたデータのうち、所定
の低周波数域の成分以外が全て“０”か否かを判断する
だけで、伸張部からの出力データのブロック歪を予測す
ることができる。したがって、出力切替部の切り替え制
御について多大な処理時間を必要とせず、処理効率を向
上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の画像圧縮伸張装置にお
けるハフマンデコーダの構成を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施例の画像圧縮伸張装置の動
作を示すタイミングチャートである。

【図３】本発明の第２の実施例のＡＤＣＴ方式の画像圧
縮伸張装置における圧縮伸張フローを示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例の画像圧縮伸張装置にお
けるブロック歪出現判定のデータ構成を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施例におけるブロック歪出現
判定回路の画像圧縮伸張装置を示す図である。

【図６】本発明の第３の実施例における画像圧縮伸張装
置を示す図である。

【図７】従来の高速ハフマンデコーダの回路構成例を示
す図である。

【図８】従来のＡＤＣＴ方式の画像圧縮伸張装置におけ
る圧縮伸張フローを示す図である。

【図９】第１の従来例の画像圧縮伸張装置を示す図であ
る。

【図１０】第２の従来例の画像圧縮伸張装置を示す図で
ある。

【符号の説明】

５１ 入力データ制御ブロック ５２ ＨＷデコーダ ５２ａ 内部データ格納手段 ５２ｂ 照合手段 ５３ メモリー ５４ 第１のマルチプレクサ ５５ ランレングスカウンタ ５６ データイネーブル発生回路 ５７ 不定タイミング検出回路 ５８ 復号データ量算出回路 ５９，６０，６１，６２ 遅延装置 ６３ 第２のマルチプレクサ ７１ ラスタ／ブロック変換装置 ７２ ２Ｄ−ＤＣＴ装置 ７３ ジグザグ変換装置 ７４ 量子化装置 ７５ エントロピー符号化装置 ７６ エントロピー復号化装置 ７７ 逆量子化装置 ７８ ジグザグ逆変換装置 ７９ ２Ｄ−ＩＤＣＴ装置 ８０ ブロック／ラスタ変換装置 ８１ ブロック歪予測装置 ９１ 第１のＮＯＲ回路 ９２ 第２のＮＯＲ回路 ９３ Ｊ−Ｋ−フリップフロップ ９４ Ｄ−フリップフロップ ８２ タイミング調整装置 ８３ 空間フィルタ装置 ８４ 出力切替装置 １０１ 画像圧縮伸張装置 １０３−１，１０３−２，１０３−３ 信号処理装置 １０４ 内部判定装置 １０５ａ，１０５ｂ 内部遅延装置 １０６ データイネーブル発生回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号を直交変換して非可逆に圧縮す
   る圧縮部と、 前記圧縮部で圧縮されたデータの復号伸張を行って出力
   する伸張部と、 前記伸張部からの出力データの少なくとも一部について
   所定の平滑処理を行って出力するフィルタ部と、 前記伸張部からの出力データと前記フィルタ部からの出
   力データとを所定のタイミング信号に基づいて切り替え
   る出力切替部と、 前記出力切替部を切り替え制御する切替制御部とを備
   え、 前記切替制御部は、 前記伸張部内の所定の周波数空間のデータ構成を基に定
   められたスレッシュホールドにより前記伸張部からの出
   力データのブロック歪を予測するブロック歪予測手段
   と、 前記ブロック歪予測手段での予測結果に基づいてブロッ
   ク歪が予測されるときにのみ前記出力切替部を前記フィ
   ルタ部からの出力データから前記伸張部からの出力デー
   タに切り替えるための前記所定のタイミング信号を発生
   するタイミング信号発生手段とを備える画像圧縮伸張装
   置。
2. 【請求項２】 前記切替制御部の前記ブロック歪予測手
   段は、所定の２次元変換によって周波数空間に変換され
   たデータのうち、所定の低周波数域の成分以外が全て
   “０”か否かを判断する判断手段を含む、請求項１記載
   の画像圧縮伸張装置。