KR19980071541A

KR19980071541A - 화상 처리 장치와 화상 처리방법

Info

Publication number: KR19980071541A
Application number: KR1019980005274A
Authority: KR
Inventors: 슈지 아베; 미치히로 후쿠시마
Original assignee: 니시무로 타이조; 가부시기가이샤 도시바
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1998-10-26
Also published as: CN1195806A; US6157741A; EP0862138A2; JPH10243402A

Abstract

본 발명의 화상 복호화 장치는 소정 화소수 단위의 화상 데이타의 인접하는 화소 데이타 사이의 차분치의 최대 절대치을 화상 데이타의 특징으로서 구하고, 상기 차분치의 최대 절대치에 대하여 최적의 양자화 계수를 선택하여 양자화를 행하는 것이다. 보다 구체적으로는, 소정 화소수 단위의 화상 데이타의 인접하는 화소 데이타 사이의 차분치가 0 부근에 집중하고 있는 경우에는, 보다 작은 값의 양자화 계수를 이용하여 양자화를 행한다. 이것에 의해, 화상 데이타의 소정 화소수 단위마다 최적의 양자화 계수를 이용한 양자화를 행하는 것이 가능해져, 양자화 오차를 감소시킬 수 있다.

Description

화상 처리 장치와 화상 처리 방법

본 발명은 MPEG 방식에 의해 압축 부호화된 화상 데이타의 복호화를 행하는 장치등에 적용가능한 화상 처리 장치와 화상 처리 방법에 관한 것이다.

MPEG 복호화 장치에서는 B 화상을 복호화하기 위해서 대용량의 메모리(2프레임분의 프레임 메모리 등)를 필요로 한다. 그래서 최근에, 필요한 프레임 메모리 용량을 감소시킬 수 있는 기술로서, 예컨대, 「1996년 텔레비전 학회 연차 대회, 23-4, MPEG 디코더의 프레임 메모리 압축에 관한 검토」, 「1996년 전자 정보 통신 학회 종합 대회, D-320, 루프내 메모리의 용량 삭감에 관한 일검토」에 개시되어 있는 바와 같이, MPEG 복호화 장치의 프레임 메모리에 압축한 복호 화상을 기록하는 방법이 제안되어 있다.

전술한 「MPEG 디코더의 프레임 메모리 압축에 관한 검토」에서는, 수평 8화소 단위로 1차원 DPCM에 의해 압축 부호화를 행하는 것에 대하여 보고하고 있고, 움직임 보상시에 메모리로부터 데이타를 간단히 독출할 수 있도록 하기 위해서, 4비트의 비선형 양자화 방식을 이용하여 압축율을 고정하는 방식을 채용하고 있다. 즉, 이 방식은 8화소중의 최초의 화소는 그대로 8비트로 부호화하고, 이후의 화소는 DPCM에 의해(앞의 화소와의 차분치를 비선형 양자화함으로써) 4비트로 부호화하는 것이다. 이 방식에 의해, 64비트의 8화소 데이타를 (8비트×1화소)+(4비트×7화소)=36비트로 부호화할 수 있고, 메모리 용량을 이전의 0.56배로 감소시킬 수 있다.

그러나, 이 방식으로는 정수 바이트분의 비트수의 부호화 데이타를 얻을 수 없다(1바이트=8비트로서, 36비트=8비트×4+4비트). 즉 4비트라는 불완전한 데이타가 발생한다. 이 때문에, 메모리 액세스시에 다음과 같은 특별한 처리가 필요하게 된다.

메모리에 대한 데이타의 기록과 독출은 정수 바이트 단위로 행하여진다. 따라서, 메모리상에 4비트의 갭을 발생시키는 일 없이 불완전한 데이타(4비트)의 판독/기록을 행하기 위해서는, 프레임 메모리에 이미 기록되어 있는 불완전한 4비트를 독출하고, 이 4비트에 이어서 기록하여야 되는 데이타의 선두 4비트를 추가하여 1바이트로 하여, 이것을 프레임 메모리에 기록한다고 하는 복잡한 작업이 필요하게 된다.

또한, DPCM(Differential Pulse Code Modulation)에 의해 얻어지는 차분치는 -255에서부터 +255까지의 범위를 가지지만, 화상을 8화소 정도의 작은 범위로 본 경우, 차분치의 대부분은 0 근방에 집중한다. 이것에 대하여, 양자화 테이블의 값은 상기 차분치의 범위에 대하여 양자화 오차가 평균적으로 적어지게 한 고정치로 설정된다. 이 때문에, 작은 차분치에 대해서는 필요 이상으로 큰 값으로 양자화가 행하여지게 되어 양자화 오차가 커진다.

본 발명의 목적은 양자화 오차를 감소시켜 복호 화상의 화질 향상을 도모할 수 있는 화상 처리 장치와 화상 처리 방법을 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 화상 압축 데이타가 기록되는 메모리 영역에 불필요한 갭이 생기는 것을 방지하고, 메모리 액세스를 용이화할 수 있는 화상 처리 장치와 화상 처리 방법을 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태인 화상 복호화 장치의 구성을 도시한 블록도.

도 2는 도 1의 화상 복호화 장치에 있어서의 압축부의 구성을 도시한 블록도.

도 3은 도 2에 도시한 압축부에 있어서의 DPCM·역양자화부의 구성을 도시한 블록도.

도 4는 도 1의 화상 복호화 장치에 있어서의 신장부의 구성을 도시한 블록도.

도 5는 도 1의 화상 복호화 장치에 있어서의 바이트화분의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 6은 종래예와 본 발명의 공통 설명도.

도 7은 도 1의 화상 복호화 장치에 있어서 블록 단위의 화상 압축 데이타를 프레임 메모리에 기록하는 처리의 흐름을 도시한 도면.

도 8은 도 1의 화상 복호화 장치에 있어서의 압축부의 변형예를 도시한 블록도.

도 9는 도 8의 압축부의 동작을 설명하기 위한 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

7 : 압축부

9 : 프레임 메모리

10a, 10b : 신장부

12 : 특징 추출 수단

13 : 양자화 테이블 선택 수단

14 : DPCM 양자화 수단

15 : 바이트화 수단

22, 42 : 감산기

23 : 양자화부

25, 33 : 역양자화부

26, 34 : 가산기

32 : 양자화 테이블 정보 추출부

43 : 부호 분리 수단

45 : 부호화 출력 수단

46 : 실행 길이 부호화부

47 : 가변 길이 부호화부

이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 화상 처리 장치는 차분치를 양자화하기 위해서 이용되는 양자화 계수를 입력된 화상 데이타의 소정 화소수 단위의 특징에 대하여 가장 적합한 것으로 전환되도록 한 것이다. 예컨대, 소정 화소수 단위의 화상 데이타의 인접하는 화소 데이타 사이의 차분치의 최대 절대치을 화상 데이타의 특징으로서 구하고, 상기 차분치의 최대 절대치에 대하여 최적의 양자화 계수를 선택하여 양자화를 행한다. 보다 구체적으로는, 소정 화소수 단위의 화상 데이타의 인접하는 화소 데이타 사이의 차분치가 0 부근에 집중하고 있는 경우에는, 보다 작은 값의 양자화 계수를 이용하여 양자화를 행한다. 이것에 의해, 화상 데이타의 소정 화소수 단위마다 최적의 양자화 계수를 이용한 양자화를 행하는 것이 가능해져, 양자화 오차를 감소시킬 수 있다.

또한, 양자화 수단의 출력 데이타에 선택 수단에 의해서 선택된 양자화 계수의 정보를 부가하여 고정 길이 데이타, 예컨대 메모리 액세스 단위인 비트수의 정수배의 비트수를 갖는 고정 길이 데이타를 작성함으로써, 메모리에 불필요한 갭 영역이 생기지 않게 되어, 화상 압축 데이타를 메모리에 기록할 때의 특별한 처리를 행할 필요가 없어진다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 화상 처리 장치의 실시 형태인 화상 복호화 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

입력부(1)로부터 입력된 MPEG 압축 데이타는 도시하지 않은 수신 버퍼에 축적된다. 수신 버퍼에 있어서, MPEG 압축 데이타는 I, P, B 화상간의 부호화 효율의 차이 예컨대, 데이타량의 차이가 흡수된다. VLD(Variable Length Decoding)부(2)는 수신 버퍼내의 데이타를 순차 가변 길이 복호화하고, 가변 길이 복호화한 데이타를 역양자화부(IQ)(3)에 출력한다. 역양자화부(IQ)(3)는 가변 길이 복호화 데이타를 역양자화하여, 역양자화한 데이타를 역DCT부(4)에 출력한다. 역DCT부(4)는 역양자화된 데이타를 역직교(逆直交) 변환하여, 역직교 변환한 데이타를 가산기(5)에 송출한다.

역DCT부(4)로부터 출력되는 데이타가 프레임간 예측 부호화된 화상 데이타인 경우, 그 화상 데이타는 가산기(5)에서 움직임 보상부(MC)(6)로부터 출력되는 예측 화상 데이타와 가산되고, 복호화된 화상 데이타로 되어 압축부(7)에 출력된다. 압축부(7)는 가산기(5)로부터 출력되는 화상 데이타를 압축하고, 압축한 화상 데이타를 표시용 메모리(8) 또는 프레임 메모리(9)중 어느 하나에 출력한다. 신장부(10a)는 프레임 화상을 인터레이스 변환하여 출력하도록 표시용 메모리(8) 또는 프레임 메모리(9)로부터 압축된 화상 데이타를 독출하여 신장하고, 신장한 화상을 재생 화상으로서 출력한다. 또한, 프레임 메모리(9)에 축적된 화상 압축 데이타는 신장부(10b)에 의해 신장되고, 신장된 화상 압축 데이타는 움직임 보상부(6)에 입력된다. 움직임 보상부(6)는 신장된 화상 압축 데이타에 움직임 보상을 위한 처리를 행하여, 예측 화상 데이타를 가산기(5)에 출력한다.

도 2는 도 1에 도시한 압축부(7)의 구성을 도시하는 블록도이다.

동 도면에 도시하는 바와 같이, 입력부(11)는 도 1에 도시한 가산기(5)로부터의 복호화 화상 데이타를 입력한다. 특징 추출 수단(12)은 입력된 복호화 화상 데이타의 고정 길이 단위마다의 특징을 추출하고, 그 특징 데이타를 양자화 테이블 선택 수단(13)에 출력한다. 또한, 입력된 화상 데이타는 특징 추출 수단(12)을 그대로 통과하여 DPCM·양자화 수단(14)에도 입력된다.

양자화 테이블 선택 수단(13)은 양자화 계수가 다른 복수의 양자화 테이블을 갖고 있다. 양자화 테이블 선택 수단(13)은 특징 추출 수단(12)으로부터 입력된 화상 데이타의 특징 데이타에 따라서, 상기 복수의 양자화 테이블중에서 1개의 가장 적합한 양자화 테이블을 선택하고, 그 선택된 양자화 테이블에 관한 정보(그 양자화 테이블이 가지는 양자화 계수를 나타내는 5비트의 데이타)를 부호화하여 바이트화 수단(15)에 출력함과 동시에, 그 선택된 양자화 테이블의 값(양자화 계수)을 DPCM·양자화 수단(14)에 출력한다.

DPCM·양자화 수단(14)은 특징 추출 수단(12)을 그대로 통과한 고정 길이 단위의 화상 데이타에 대하여 DPCM(Differential Pulse Code Modulation, 차분 펄스 부호 변조)처리를 행하고, 이 처리에서 얻어진 DPCM값을 양자화 테이블 선택 수단(13)으로부터 부여된 양자화 테이블의 값(양자화 계수)에 의해 양자화하여 화상 압축 데이타를 얻으며, 이 화상 압축 데이타를 바이트화 수단(15)에 출력한다.

바이트화 수단(15)은 DPCM·양자화 수단(14)으로부터 입력된 양자화된 DPCM값인 화상 압축 데이타와 양자화 테이블 선택 수단(13)으로부터 입력된 양자화 테이블의 정보를 합성하고, 합성된 데이타를 바이트화(정수 바이트분의 비트수로 이루어지는 고정 길이 데이타를 작성)한다. 이렇게 해서 바이트화된 데이타는 도 1의 표시용 메모리(8) 또는 프레임 메모리(9)에 기록된다.

그런데, 양자화는 데이타를 양자화 계수에 의해 제산(除算)함으로써 행하여지기 때문에, 양자화의 결과를 역양자화(양자화 계수를 승산)한 것에는 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 복호시에는, 오차를 포함하는 역양자화된 차분치가 순차 가산되어 감으로써, 양자화 오차의 누적이 생긴다.

본 실시 형태에서는, 이러한 양자화 오차의 누적을 방지하기 위해서, 다음과 같은 구성의 DPCM·양자화 수단(14)을 채용하고 있다.

도 3에 이 DPCM·양자화 수단(14)의 구성을 도시한다. 이 DPCM·양자화 수단(14)의 입력부(21)는 복호화 화소 데이타를 입력한다. 감산기(22)는 입력부(21)에 입력된 화소 데이타로부터 메모리(24)에 기억되어 있는 1개 앞의 화소 데이타의 복호치를 감산함으로써, 인접하는 화소간의 차분치인 DPCM값을 얻는다. 이 DPCM값은 양자화부(23)에서 양자화 테이블 선택 수단(13)으로부터 부여된 양자화 테이블의 값(양자화 계수)에 의해 양자화된다. 양자화된 DPCM값은 바이트화 수단(15)과 역양자화부(IQ)(25)에 입력된다.

역양자화부(IQ)(25)는 양자화된 DPCM값을 양자화할 때에 이용된 양자화 테이블의 값을 이용하여 역양자화한다. 가산기(26)는 역양자화된 DPCM값과 메모리(24)에 기억되어 있는 1개 앞의 화소 데이타의 복호치를 가산하여, 새로운 화소 데이타의 복호치를 구한다. 이렇게 해서 구해진 화상 데이타의 복호치는 다음 화소 데이타의 DPCM 처리에 제공하기 위해서 메모리(24)에 오버라이팅된다.

또, 이 DPCM·양자화 수단(14)에 입력되는 고정 길이 단위의 화상 데이타중 선두의 화소 데이타의 값은 그대로 바이트화 수단(15)에 출력된다. 이 때 메모리(24)의 값은 0, 양자화부(23) 및 역양자화부(24)에서 사용하는 양자화 계수의 값은 1로 각각 설정된다.

이 실시 형태의 화상 처리 장치에서는, 양자화 오차의 누적을 방지하기 위해서, 앞 화소의 역양자화·DPCM 복호치를 다음 화소 데이타에 대한 DPCM 처리에서 이용하도록 하였지만, 입력한 앞의 화소 데이타를 그대로 다음 화소 데이타에 대한 DPCM 처리에 이용하여도 상관없다.

다음에, 본 실시 형태의 화상 복호화 장치의 신장부(10a, 10b)의 구성을 설명한다.

도 4에 이 신장부의 구성을 도시한다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 프레임 메모리(9)에 축적된 화상 압축 데이타는 입력부(31)로부터 입력된다. 양자화 테이블 정보 추출부(32)는 입력된 화상 압축 데이타로부터 양자화 테이블 정보를 추출하여 역양자화부(33)에 부여한다. 역양자화부(33)는 입력된 화상 압축 데이타(양자화된 DPCM값)를 양자화 테이블 정보 추출부(31)에 의해 추출된 양자화 테이블 정보에 의해 표시되는 양자화 계수를 이용하여 역양자화한다. 역양자화된 DPCM값은 가산기(34)에서 메모리(35)에 기억되어 있는 앞의 화소 데이타의 복호치와 가산됨으로써 복호화되고, 복호화된 데이타는 메모리(35)를 통해서 출력된다.

다음에, 바이트화 수단(15)의 동작을 도 5에 의해 설명한다.

여기에서는, DCT 블록의 1차원 크기인 수평 8화소를 고정 길이 데이타의 단위로 하여, 이 데이타를 6/8배로 압축하는 것으로 한다. 또한, 고정 길이 단위의 화상 압축 데이타의 선두 화소는 8비트로 압축 부호화하고, 그 외의 7화소는 5비트로 압축 부호화하는 것으로 한다.

도 5의 (1)은 수평 8화소중의 선두 화소인 8비트이고, (2)에서부터 (8)은 수평 8화소중의 선두 화소 이외의 화소인 5비트이다. 양자화 테이블 정보를 제외한 비트수는 8+5×7=43비트이므로, 메모리 액세스를 바이트 단위로 하여 행하면 5비트의 부족(갭 영역)이 생긴다. 그래서, 이 5비트(qt)를 양자화 테이블 정보로 사용함으로서, 6바이트의 데이타를 얻을 수 있다.

단, 선두 화상 이외의 화소의 비트수는 반드시 5비트일 필요는 없다.

마찬가지로, 양자화 테이블 정보의 비트수도 반드시 5비트일 필요는 없다.

양자화 테이블 정보에 5비트를 사용한 경우, 최고 32개의 양자화 테이블, 즉, 32종류의 양자화 계수를 준비할 수 있다. 이와 같이 많은 종류의 양자화 테이블(양자화 계수)을 준비할 수 있으므로, 각 고정 길이 단위의 화상 데이타의 최대 DPCM값에 큰 차이가 있는 경우에, 최대 DPCM값이 작은 고정 길이 단위의 화상 데이타에 대해서는 미세한 양자화 테이블(작은 양자화 계수)을 선택하고, 최대 DPCM값이 큰 고정 길이 단위의 화상 데이타에 대해서는 거친 양자화 테이블(큰 양자화 계수)을 적용하는 것과 같이, 보다 최적의 양자화 테이블(양자화 계수)을 선택하는 것이 가능하게 된다.

도 2에 도시한 특징 추출 수단(12)은 이들 32개의 양자화 테이블중에서, 고정 길이 단위의 화상 데이타의 양자화에 이용해야 할 양자화 테이블을 판단하기 위한 정보를 얻는다. 즉, 특징 추출 수단(12)은 고정 길이 단위의 화상 데이타중 인접하는 화소 사이의 차분치의 최대 절대치를 그 고정 길이 단위의 화상 데이타의 특징으로서 추출한다. 단, 각 차분치의 평균값 등, 고정 길이 단위의 화상 데이타중 인접하는 화소 사이의 차분치가 어느 값 가까이에 분포하고 있는 가를 고정 길이 단위의 화상 데이타의 특징으로서 판단하도록 하여도 좋다.

도 6에 이들 32개의 양자화 테이블의 예를 도시한다. 이들 32개의 양자화 테이블은 선형 양자화를 실현한다. 도 2에 도시된 양자화 테이블 선택 수단(13)은 특징 추출 수단(12)에 의해 추출된 고정 길이 단위의 화상 데이타의 특징 예컨대 인접하는 화소 사이의 차분치의 최대 절대치에서 도 2의 왼쪽 열의 조건을 충족하는 행을 검출하고, 검출된 행의 양자화 테이블 정보(5비트)를 바이트화 수단(15)과 DPCM·양자화 수단(14)에 출력한다.

예컨대, 차분치의 최대 절대치가 16 미만인 경우에는 1의 양자화 계수가 선택된다. 이 경우, 양자화와 역양자화를 행하는 것에 의한 오차는 발생하지 않는다. 미분 절대치의 최대값이 16 이상 또는 32 미만인 경우에는 2의 양자화 계수가 선택된다. 이 경우의 상기 오차는 1 이하가 된다. 대개의 경우, 수평 8화소 단위의 인접 화소 사이의 차분치의 최대 절대치는 대단히 작아, 양자화 오차가 생기지 않는 1의 양자화 계수가 고빈도로 이용된다. 따라서, 양자화 오차를 감소시킬 수 있다.

도 7은 본 실시 형태의 화상 복호화 장치에 있어서, 직교 변환 단위(8×8 화소 단위)의 화상 압축 데이타를 프레임 메모리(9)에 기록하는 처리의 흐름을 도시하고 있다.

단계 1은 직교 변환 단위인 블록(8×8 화소 단위)의 데이타 처리로서, 예컨대, MPEG 압축 데이타를 복호화하는 단계이다.

압축부(7)는 단계 2에서 입력된 블록중의 모든 고정 길이 단위(수평 8화소)의 화상 데이타에 대하여 순차 특징 추출을 행하고, 단계 3에서 그 특징에 따르는 최적의 양자화 테이블의 선택을 행한다. 계속해서, 단계 4에서 DPCM 처리와 DPCM 처리에 의해 얻은 차분치의 양자화 처리를 행하고, 단계 5에서 이것에 의해 얻은 화상 압축 데이타를 표시용 메모리(8) 및 프레임 메모리(9)에 기록한다. 그리고, 압축부(7)는 다음 고정 길이 단위의 화상 데이타에 대하여도 같은 처리를 반복한다. 이 예에서는, 이 처리가 8회 반복된다. 이렇게 하여 1개의 블록의 모든 고정 길이 단위의 화상 데이타에 대하여 데이타 압축이 완료하면, 다음 블록의 복호화 처리가 행하여진다.

이와 같이 본 실시 형태의 화상 복호화 장치에 의하면, 고정 길이 단위의 화소 데이타의 특징으로부터 양자화 오차가 최소로 되게 하는 최적의 양자화 테이블의 값을 선택하고, 이 선택된 양자화 테이블의 값에 의해 DPCM값을 양자화함으로써 양자화 오차를 감소시킬 수 있고, 이 결과, 복호 화상의 화질의 향상을 꾀할 수 있다. 또한, 고정 길이 단위의 화상 데이타를 고정 길이 압축하는 경우에 발생하는 메모리의 갭 영역을 양자화 테이블 정보에 사용함으로써, 사용 메모리 용량을 증대시키는 일없이 복호 화상의 화질 향상을 실현할 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는, 6/8배로 복호화 화상 데이타를 압축하는 경우에 대하여 설명하였지만, 압축율을 5/8배로 한 경우에는 갭 영역은 4비트로 되어, 16개의 양자화 테이블을 준비할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 여러가지 압축율에 있어서 적용할 수 있는 것이다.

또한, 본 실시 형태에서는, 선형인 양자화 테이블을 이용한 경우에 대하여 설명하였지만, 비선형인 양자화 테이블을 이용한 경우에도 본 발명은 적용할 수 있음은 물론이다.

더욱이, 본 실시 형태에서는, 직교 변환의 1차원 크기(수평 8화소)를 단위로 하여 고정 길이 압축을 행하는 것에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 가변 길이 압축을 행하는 것에도 적용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 메모리 액세스 단위를 1바이트로 하였지만, 이 메모리 액세스 단위가 예컨대, 10비트인 경우에는, 10비트의 정수배의 비트수로 하면 되는 것은 말할 필요도 없다.

다음에, 이 화상 복호화 장치 있어서의 압축부(7)의 변형예에 대하여 설명한다.

도 8에, 이 변형예의 압축부의 구성을 도시한다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 도 1의 가산기(5)로부터 출력되는 복호화 화상 데이타는 입력부(41)로부터 입력된다. 감산기(42)는 입력된 고정 길이 단위의 화소 데이타(여기에서는 수평 8화소로 한다.)와 메모리(44)에 기억되어 있는 앞 화소 데이타와의 차분치를 구하고, 구해진 차분치를 부호 분리 수단(43)에 출력한다. 부호 분리 수단(43)은 감산기(42)로부터 출력되는 데이타중의 선두 화소 데이타인 8비트와 각 차분치의 부호 비트를 부호화 출력 수단(45)에 출력함과 동시에, 각 차분치의 절대치(8비트×7)를 실행 길이 부호화부(46)에 출력한다. 실행 길이 부호화부(46)는 8비트×7의 차분 절대치 데이타에 대하여, 상위 비트에서부터 0의 실행 길이 부호화를 행하고, 이것에 의해 얻은 실행 길이 부호화 데이타를 가변 길이 부호화부(VLC)(47)에 출력한다. 가변 길이 부호화부(47)는 실행 길이 부호화 데이타를 순차 가변 길이 부호화하고, 가변 길이 부호화된 데이타를 부호화 출력 수단(45)에 출력한다. 부호화 출력 수단(45)은 선두 화소 데이타(8비트), 차분치의 부호 비트(7비트), 및 가변 길이 부호화부(47)로부터 순차 입력되는 적어도 도중까지의 가변 길이 부호화 데이타를 합쳐서 바이트화(정수 바이트분의 비트수로 이루어지는 고정 길이 데이타를 작성)하고, 이것을 도 1의 표시용 메모리(8) 및 프레임 메모리(9)에 기록한다.

다음에, 본 실시 형태의 압축부의 동작을 도 9에 의해 설명한다.

동 도면에 있어서, (1)에서부터 (8)은 수평 방향의 8화소이고, 세로 방향의 비트 0에서부터 비트 7은 각 화소의 차분치 데이타의 하위 비트에서부터 상위 비트이다. 감산기(42)에서의 DPCM 처리에 의해서 (2)에서부터 (8)의 화소의 차분치 데이타는 9비트가 된다. (2)에서부터 (8)의 화소의 최상위 비트는 부호 비트이고, 그 이외의 8비트는 차분치의 절대치이다. (1)은 화소 데이타 그대로의 8비트이다.

인접하는 화소간의 차분치는 작은 값에 많이 집중함으로써, 차분 절대치 부분의 상위 비트는 0인 빈도가 지극히 높다. 따라서, 도 8에 있어서 화살표 순으로 각 비트를 배열해 가면, 최초에 많은 0 데이타가 연속한다. 이 0의 연속수를 실행 길이 부호화부(46)에서 실행 길이 부호화하고, 가변 길이 부호화부(VLC)(47)에서 가변 길이 부호화함으로써 데이타를 압축한다.

부호화 출력 수단(45)은 고정 길이의 화상 압축 데이타를 출력하기 위하여, 선두 화소 데이타(8비트)와 차분치의 부호 비트(7비트)를 우선하여 출력하고, 가변 길이 부호화부(VLC)(47)로부터 입력되는 가변 길이 부호화 데이타의 메모리로의 출력을 도중에 중단한다. 이와 같이 가변 길이 부호화 데이타의 메모리로의 출력을 도중에 중단하여도 실행 길이 부호화부(46)에 의해서 중요도가 높은 상위 비트가 먼저 부호화되기 때문에, 복호 화상의 화질의 열화는 최소한으로 억제할 수 있다.

이상, 프레임 메모리를 이용한 화상 처리 장치로서 MPEG 복호화 장치에 대하여 설명하여 왔지만, 본 발명의 적용은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 발명은 프레임 메모리에 화상 압축 데이타를 기록하여 프레임간 압축을 행하는 MPEG부호화 장치에 있어서도 마찬가지로 적용할 수 있으며, 기타, 화상 데이타를 압축/신장하는 공정을 포함하는 여러가지 화상 처리 장치에 적용하는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 화상 데이타의 소정 화소수 단위마다 최적의 양자화 계수를 이용한 양자화를 행하는 것이 가능해져, 양자화 오차를 저감할 수 있다. 또한, 양자화 수단의 출력 데이타에, 양자화에 사용한 양자화 계수의 정보를 부가하여 압축 데이타를 작성함으로써, 메모리에 불필요한 갭 영역이 발생하지 않아, 화상 압축 데이타를 메모리에 기록할 때의 특별한 처리를 행할 필요가 없어진다.

Claims

입력된 화상 데이타의 소정 화소수 단위의 특징을 추출하기 위한 특징 추출 수단과; 상기 추출된 특징에 따라서 양자화 계수를 선택하기 위한 선택 수단과; 상기 화상 데이타의 소정 화소수 단위중의 인접하는 화소 데이타 사이의 차분치를 구하기 위한 차분 산출 수단과; 상기 구해진 차분치를 상기 선택된 양자화 계수에 의해 양자화하여 화상 압축 데이타를 출력하기 위한 양자화 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 양자화된 화상 압축 데이타에 상기 선택된 양자화 계수의 정보를 부가하여 압축 데이타를 작성하기 위한 부가 수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 부가 수단에 의해 작성된 압축 데이타를 기억하기 위한 수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 양자화 수단은 입력된 소정 화소수 단위의 화상 데이타에 대하여 고정 길이의 화상 압축 데이타를 출력하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 부가 수단은 상기 양자화된 화상 압축 데이타에 상기 선택된 양자화 계수의 정보를 부가하여 고정 길이의 압축 데이타를 작성하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 부가 수단은 상기 양자화된 화상 압축 데이타에 상기 선택된 양자화 계수의 정보를 부가하여 메모리 액세스 단위의 비트수의 정수배의 비트수로 이루어지는 고정 길이의 압축 데이타를 작성하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 특징 추출 수단은 상기 입력된 화상 데이타의 소정 화소수 단위중의 인접하는 화소 데이타 사이의 차분치의 최대 절대치를 상기 화상 데이타의 소정 화소수 단위의 특징으로서 추출하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 차분 산출 수단은 상기 양자화 수단의 출력 데이타를 상기 선택 수단에 의해 선택된 양자화 계수에 의해 역양자화하고, 역양자화된 데이타를 앞 화소 데이타의 복호치와 가산하기 위한 복호화 수단과, 상기 입력한 화상 데이타의 소정 화소수 단위중의 화소 데이타로부터 상기 복호화 수단에 의해 복호화된 화소 데이타를 감산하는 감산 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
입력된 화상 데이타의 소정 화소수 단위의 특징을 추출하는 공정과; 상기 추출된 특징에 따라서 양자화 계수를 선택하는 공정과; 상기 화상 데이타의 소정 화소수 단위중의 인접하는 화소 데이타 사이의 차분치를 구하는 공정과; 상기 구해진 차분치를 상기 선택된 양자화 계수에 의해 양자화하여 화상 압축 데이타를 출력하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
입력된 화상 데이타의 소정 화소수 단위중의 인접하는 화소 데이타 사이의 차분치를 구하기 위한 차분 산출 수단과; 상기 구해진 각 차분치의 절대치 데이타를 각각 상위 비트에서부터 실행 길이 부호화하기 위한 수단과; 상기 실행 길이 부호화된 데이타를 가변 길이 부호화하기 위한 가변 길이 부호화 수단과; 상기 차분 산출 수단에 의해 구해진 각 차분치의 부호 비트와 상기 가변 길이 부호화 수단으로부터 출력되는 적어도 도중까지의 가변 길이 부호화 데이타를 결합하여 고정 길이 데이타를 작성하기 위한 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
입력된 화상 데이타의 소정 화소수 단위중의 인접하는 화소 데이타 사이의 차분치를 구하는 공정과; 상기 구해진 각 차분치의 절대치 데이타를 각각 상위 비트에서부터 실행 길이 부호화하는 공정과; 상기 실행 길이 부호화된 데이타를 가변 길이 부호화하는 공정과; 상기 구해진 각 차분치의 부호 비트와 적어도 도중까지의 가변 길이 부호화 데이타를 결합하여 고정 길이 데이타를 출력하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.