JP2003209842A

JP2003209842A - ２次元直交変換と量子化方法及びその装置並びにプログラム

Info

Publication number: JP2003209842A
Application number: JP2002003152A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hatao; 敦史幡生
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-07-25
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: US7203374B2; DE10300057A1; JP4336789B2; US20030128887A1; DE10300057B4

Abstract

(57)【要約】【課題】静止画像または動画像の圧縮符号化において
用いられる２次元直交変換と量子化処理を、少ない演算
量で実現する。【解決手段】２次元直交変換を水平方向と垂直方向の
１次元直交変換に分解して処理する中で、水平方向直交
変換部101で直交変換を行った後、垂直方向直交変換部1
04で直交変換を行う前のブロックメモリ102中の各信号
列に対し、電力算出部106は信号列の電力を算出し、判
定閾値算出部107は量子化係数信号が０以外の値を取る
ための判定閾値を求め、大小比較部108は両者を比較す
る。電力算出部106で算出された電力が判定閾値を下回
っている場合は、該当する信号列に対する垂直方向の直
交変換と量子化処理を省略し、単純に０からなる量子化
係数信号列を零係数列生成部109で生成し、演算結果と
して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル静止画像
信号またはデジタル動画像信号の圧縮符号化に関し、特
に２次元直交変換と量子化を処理する方法及び装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル静止画像信号およびデジ
タル動画像信号を高能率圧縮符号化する方法として、変
換符号化と量子化の２つの技術を組み合わせた符号化方
式が広く使われており、その重要な一部分となる２次元
直交変換と量子化を、高速に、かつ低い消費電力で実現
する方法が強く求められている。

【０００３】変換符号化と量子化を利用する静止画像圧
縮符号化方式の例としては、ＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＳｔａ
ｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ）とＣＣＩＴＴ（Ｃｏｎｓｕ
ｌｔｉｎｇＣｏｍｍｉｔｔｅｅｏｆＩｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌＴｅｌｅｇｒａｐｈａｎｄＴｅｌｅｐ
ｈｏｎｅ）（現在はＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＵｎｉｏ
ｎ−ＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｔａｎｄ
ａｒｄｉｚａｔｉｏｎＳｅｃｔｏｒ））のＪＰＥＧ
（ＪｏｉｎｔＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃＥｘｐｅｒｔ
Ｇｒｏｕｐ）が勧告するＪＰＥＧ方式がある。これら
の方式では、入力画像を一定サイズの矩形領域に分割
し、分割された各画素ブロックに対し、２次元の直交変
換と量子化を施し、得られる係数ブロックをビット列に
符号化する。直交変換には、周波数成分に分解する性質
を持つ変換が利用され、特に離散コサイン変換の利用が
多い。一般に、自然画像と呼ばれる画像では、隣接する
画素同士が相関性を持っているため、離散コサイン変換
などの直交変換を行うことで、信号の電力を低い周波数
成分に集中させて、信号情報の冗長度を削減することが
可能となる。さらに、低周波成分の変化には敏感である
が高周波成分の変化には比較的鈍感であるといった、人
間の視覚特性を利用した量子化を組み合わせることで、
圧縮に伴う画質劣化をなるべく抑えた効率的な圧縮符号
化が可能になる。

【０００４】図２に、このような符号化方式による静止
画像圧縮符号化装置の構成を示す。図２において、２０
１は入力画像を所定の大きさの矩形ブロック単位に分割
するブロック化部、２０２はブロック化部２０１より入
力された画素ブロックに対し２次元直交変換を施す２次
元直交変換部、２０３は２次元直交変換部２０２から出
力された変換係数に対し量子化処理を行う量子化部、２
０４は量子化部２０３より出力された係数ブロックをビ
ット列に符号化する可変長符号化部である。破線で囲ま
れた部分は、２次元直交変換と量子化の処理部を示して
いる。

【０００５】変換符号化と量子化を利用する動画像圧縮
符号化の代表例としては、ＩＳＯのＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉ
ｎｇＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔＧｒｏｕｐ）が勧
告するＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４方式
がある。これらの方式では、時間的に前後のフレームか
ら符号化画像を予測するフレーム間予測と、予測誤差信
号の変換符号化を組み合わせた符号化を行う。図３に、
このような方式による動画像圧縮符号化装置の構成を示
す。図３において、３０１は入力フレームを適当な順番
に並び替えるフレーム走査部、３０２はフレーム走査部
３０１より入力されたフレームを所定の大きさの矩形ブ
ロック単位に分割するブロック化部、３０３は符号化さ
れたフレームの復号画像を予測のための参照フレームと
して記憶するフレームメモリ、３０４は入力画像ブロッ
ク信号とフレームメモリ３０３中の復号画像よりフレー
ム間予測を行って予測画像を生成するフレーム間予測
部、３０５は入力画像ブロックと予測画像から予測誤差
を算出する予測誤差算出部、３０６は予測誤差に対し２
次元直交変換を施す２次元直交変換部、３０７は直交変
換係数に対し量子化を行う量子化部、３０８は量子化係
数とフレーム間予測パラメータをビット列に符号化する
可変長符号化部、３０９は量子化係数を逆量子化する逆
量子化部、３１０は逆量子化係数に対し２次元直交変換
の逆変換を施す逆２次元直交変換部、３１１は逆変換信
号と予測画像の和から復号画像を算出し、復号画像をフ
レームメモリ３０３に格納する復号画像算出部である。
破線で囲まれた部分は、２次元直交変換と量子化の処理
部を示している。

【０００６】以上で示したように、静止画像圧縮符号化
と動画像圧縮符号化のいずれにおいても、２次元画像信
号の直交変換と量子化が大きな役割を果たしている。し
かし、一般に、直交変換と量子化処理は多数の乗除演算
を要するため、それに伴う処理時間や消費電力の増大が
大きな問題となっている。このため、２次元直交変換と
量子化処理に要する演算量を削減する演算手法が強く求
められている。

【０００７】２次元直交変換と量子化の演算量を削減
し、高速に処理するための従来の技術として、特に、２
次元離散コサイン変換と量子化に関する演算量削減技術
を紹介する。

【０００８】２次元直交変換を高速に演算する手法に関
しては、古くから数多くの研究がなされてきた。これら
の多くは、大別すると以下の２つに分類される。第１
は、行列分解性により２次元の直交変換を１次元直交変
換の繰り返しに帰着させて、１次元直交変換の高速手法
を取り入れる方法である。第２は、特願平８−３３５８
８５号公報に記載の２次元離散コサイン高速演算手法の
ように、行列分解を行わずに、乗算と加算の回数を削減
する方法である。

【０００９】量子化を高速に演算する手法に関しても、
数多くの研究がなされてきた。近年では、特開平０３−
０８５８７１号公報に記載されるように、自然画像を圧
縮符号化する際に高周波成分の量子化信号が０に集中す
る性質を利用して、高負荷な乗除算の回数を削減すると
いった方法が多い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２次元
直交変換と量子化処理の高速化と低電力化への要求は、
強まる一方である。本発明の目的は、従来の技術よりも
一層演算量の少ない２次元直交変換と量子化の処理方法
を提供し、その結果、従来の技術よりも一層の高速化と
低電力化を実現することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、水平方向およ
び垂直方向の何れか一方を第１方向、他方を第２方向と
して２次元直交変換を第１方向と第２方向の１次元直交
変換に分解して処理する過程で、第１方向の直交変換を
行った後、第２方向の直交変換を行う前の各信号列に対
し、信号列の電力を算出して得られる電力値が、量子化
係数信号が０以外の値を取るための判定閾値を下回って
いる場合は、該当する信号列に対する第２方向の直交変
換と量子化処理を省略し、単純に０からなる量子化係数
信号列を演算結果として出力することを基本とする。

【００１２】より具体的には、本発明の第１の２次元直
交変換と量子化方法は、入力画素ブロックに対して２次
元直交変換と量子化を行う方法であって、水平方向およ
び垂直方向の何れか一方を第１方向、他方を第２方向と
し、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの少なく
とも一部の第２方向の部分信号列について、その部分信
号列の電力を算出すると共に所定の量子化特性に従った
量子化により０以外の値に量子化される２次元直交変換
係数が取り得る最小の電力を算出して両者を比較し、前
者の電力が後者の電力を下回っているときには当該部分
信号列に対して全ての量子化係数が０である量子化係数
列を生成し、それ以外のときには当該部分信号列に対し
て第２方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号
列を前記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を
生成するステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を含んでいる。

【００１３】ここで、好ましい実施例においては、前記
２次元直交変換が２次元離散コサイン変換、前記第１方
向の１次元直交変換が第１方向の１次元離散コサイン変
換、前記第２方向の１次元直交変換が第２方向の１次元
離散コサイン変換であり、ステップｂで処理の対象とす
る部分信号列は、前記第１方向の１次元離散コサイン変
換の最高次変換係数に対応する部分信号列から次数の大
きい順に選択された１個または複数個の部分信号列であ
る。

【００１４】また、本発明の第２の２次元直交変換と量
子化方法は、入力画素ブロックに対して２次元直交変換
と量子化を行う方法であって、水平方向および垂直方向
の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、当該部分信号列の電力を
算出すると共に所定の量子化特性に従った量子化により
０以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取り得
る最小の電力を算出して両者を比較し、前者の電力が後
者の電力を下回っているときには当該部分信号列に対し
て全ての量子化係数が０である量子化係数列を生成し、
それ以外のときには当該部分信号列に対して第２方向の
１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前記量子
化特性に従って量子化して量子化係数列を生成する処理
を、予め定められた数の部分信号列を処理し終えるまで
繰り返すステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を含んでいる。

【００１５】また、本発明の第３の２次元直交変換と量
子化方法は、入力画素ブロックに対して２次元直交変換
と量子化を行う方法であって、水平方向および垂直方向
の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、当該部分信号列の電力を
算出すると共に所定の量子化特性に従った量子化により
０以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取り得
る最小の電力を算出して両者を比較し、前者の電力が後
者の電力を下回っているときには当該部分信号列に対し
て全ての量子化係数が０である量子化係数列を生成し、
それ以外のときには当該部分信号列に対して第２方向の
１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前記量子
化特性に従って量子化して量子化係数列を生成する処理
を、所定の量子化特性に従った量子化により０以外の値
に量子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電
力を下回らない電力を有する最初の部分信号列まで繰り
返すステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を含んでいる。

【００１６】また、本発明の第４の２次元直交変換と量
子化方法は、入力画素ブロックに対して２次元直交変換
と量子化を行う方法であって、水平方向および垂直方向
の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、当該部分信号列の電力を
算出すると共に所定の量子化特性に従った量子化により
０以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取り得
る最小の電力を算出して両者を比較し、前者の電力が後
者の電力を下回っているときには当該部分信号列に対し
て全ての量子化係数が０である量子化係数列を生成し、
それ以外のときには当該部分信号列に対して第２方向の
１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前記量子
化特性に従って量子化して量子化係数列を生成する処理
を、予め定められた数の部分信号列を処理し終えるか、
処理し終えなくても所定の量子化特性に従った量子化に
より０以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取
り得る最小の電力を下回らない電力を有する最初の部分
信号列を処理し終えるまで繰り返すステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を含んでいる。

【００１７】ここで、第２乃至第４の２次元直交変換と
量子化方法の好ましい実施例においては、前記２次元直
交変換が２次元離散コサイン変換、前記第１方向の１次
元直交変換が第１方向の１次元離散コサイン変換、前記
第２方向の１次元直交変換が第２方向の１次元離散コサ
イン変換であり、ステップｂでは、量子化係数が全て０
になる確率が高い部分信号列の順として、前記第１方向
の１次元離散コサイン変換の次数の大きい順を用いる。

【００１８】また、本発明の第１の２次元直交変換と量
子化装置は、入力画素ブロックに対して２次元直交変換
と量子化を行う装置であって、水平方向および垂直方向
の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、入力画
素ブロックに対して第１方向の１次元直交変換を行う第
１方向直交変換手段と、前記第１方向直交変換手段が出
力する係数信号ブロックを格納するメモリと、前記メモ
リから第２方向の部分信号列を取り出す信号列送出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列に対
し第２方向の１次元直交変換を行う第２方向直交変換手
段と、前記第２方向直交変換手段の出力である係数信号
列を所定の量子化特性に従って量子化する量子化手段
と、前記量子化特性に従った量子化により０以外の値に
量子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電力
を第２方向の信号列単位で算出する判定閾値算出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列の電
力を算出する電力算出手段と、前記電力算出手段の算出
電力が前記判定閾値算出手段の算出閾値を下回っている
かどうかを判定する大小比較手段と、全ての量子化係数
が０である第２方向の信号列を生成する零係数列生成手
段と、前記量子化手段と前記零係数列生成手段の出力の
何れかを第２方向の信号列毎に選択して量子化後の出力
係数信号とする量子化係数選択出力手段と、下記ａおよ
びｂの制御を行う制御手段とを備えている。ａ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの少なく
とも一部の第２方向の部分信号列について、その部分信
号列を前記信号列送出手段によって取り出して前記電力
算出手段にその電力を算出させると共に前記判定閾値算
出手段に当該部分信号列に対応する判定閾値電力を算出
させて前記大小比較手段に両者を比較させ、算出電力が
判定閾値電力を下回っているときには当該部分信号列に
対して全ての量子化係数が０である量子化係数列を前記
零係数列生成手段に生成させて前記量子化係数選択出力
手段に選択させ、算出電力が判定閾値電力を下回ってい
ないときには当該部分信号列に対して第２方向の１次元
直交変換を前記第２方向直交変換手段に行わせて得られ
た係数信号列を前記量子化特性に従って前記量子化手段
で量子化させて量子化係数列を生成させ、前記量子化係
数選択出力手段に選択させる。ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうち前記ａで処理の対象としなかった
部分信号列について、その部分信号列を前記信号列送出
手段によって取り出して前記第２方向直交変換手段に第
２方向の１次元直交変換を行わせ、得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段に量子化させ
て前記量子化係数選択出力手段に選択させる。

【００１９】ここで、好ましい実施例においては、前記
２次元直交変換が２次元離散コサイン変換、前記第１方
向の１次元直交変換が第１方向の１次元離散コサイン変
換、前記第２方向の１次元直交変換が第２方向の１次元
離散コサイン変換であり、前記メモリに格納された係数
信号ブロックの少なくとも一部の第２方向の部分信号列
は、前記第１方向の１次元離散コサイン変換の最高次変
換係数に対応する部分信号列から次数の大きい順に選択
された１個または複数個の部分信号列である。

【００２０】また、本発明の第２の２次元直交変換と量
子化装置は、入力画素ブロックに対して２次元直交変換
と量子化を行う装置であって、水平方向および垂直方向
の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、入力画
素ブロックに対して第１方向の１次元直交変換を行う第
１方向直交変換手段と、前記第１方向直交変換手段が出
力する係数信号ブロックを格納するメモリと、前記メモ
リから第２方向の部分信号列を取り出す信号列送出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列に対
し第２方向の１次元直交変換を行う第２方向直交変換手
段と、前記第２方向直交変換手段の出力である係数信号
列を所定の量子化特性に従って量子化する量子化手段
と、前記量子化特性に従った量子化により０以外の値に
量子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電力
を第２方向の信号列単位で算出する判定閾値算出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列の電
力を算出する電力算出手段と、前記電力算出手段の算出
電力が前記判定閾値算出手段の算出閾値を下回っている
かどうかを判定する大小比較手段と、全ての量子化係数
が０である第２方向の信号列を生成する零係数列生成手
段と、前記量子化手段と前記零係数列生成手段の出力の
何れかを第２方向の信号列毎に選択して量子化後の出力
係数信号とする量子化係数選択出力手段と、下記ａおよ
びｂの制御を行う制御手段とを備えている。ａ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、その部分信号列を前記信
号列送出手段によって取り出して前記電力算出手段にそ
の電力を算出させると共に前記判定閾値算出手段に当該
部分信号列に対応する判定閾値電力を算出させて前記大
小比較手段に両者を比較させ、算出電力が判定閾値電力
を下回っているときには当該部分信号列に対して全ての
量子化係数が０である量子化係数列を前記零係数列生成
手段に生成させて前記量子化係数選択出力手段に選択さ
せ、算出電力が判定閾値電力を下回っていないときには
当該部分信号列に対して第２方向の１次元直交変換を前
記第２方向直交変換手段に行わせて得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段で量子化させ
て量子化係数列を生成させ、前記量子化係数選択出力手
段に選択させる処理を、予め定められた数の部分信号列
を処理し終えるまで繰り返す。ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうち前記ａで処理の対象としなかった
部分信号列について、その部分信号列を前記信号列送出
手段によって取り出して前記第２方向直交変換手段に第
２方向の１次元直交変換を行わせ、得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段に量子化させ
て前記量子化係数選択出力手段に選択させる。

【００２１】また、本発明の第３の２次元直交変換と量
子化装置は、入力画素ブロックに対して２次元直交変換
と量子化を行う装置であって、水平方向および垂直方向
の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、入力画
素ブロックに対して第１方向の１次元直交変換を行う第
１方向直交変換手段と、前記第１方向直交変換手段が出
力する係数信号ブロックを格納するメモリと、前記メモ
リから第２方向の部分信号列を取り出す信号列送出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列に対
し第２方向の１次元直交変換を行う第２方向直交変換手
段と、前記第２方向直交変換手段の出力である係数信号
列を所定の量子化特性に従って量子化する量子化手段
と、前記量子化特性に従った量子化により０以外の値に
量子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電力
を第２方向の信号列単位で算出する判定閾値算出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列の電
力を算出する電力算出手段と、前記電力算出手段の算出
電力が前記判定閾値算出手段の算出閾値を下回っている
かどうかを判定する大小比較手段と、全ての量子化係数
が０である第２方向の信号列を生成する零係数列生成手
段と、前記量子化手段と前記零係数列生成手段の出力の
何れかを第２方向の信号列毎に選択して量子化後の出力
係数信号とする量子化係数選択出力手段と、下記ａおよ
びｂの制御を行う制御手段とを備えている。ａ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、その部分信号列を前記信
号列送出手段によって取り出して前記電力算出手段にそ
の電力を算出させると共に前記判定閾値算出手段に当該
部分信号列に対応する判定閾値電力を算出させて前記大
小比較手段に両者を比較させ、算出電力が判定閾値電力
を下回っているときには当該部分信号列に対して全ての
量子化係数が０である量子化係数列を前記零係数列生成
手段に生成させて前記量子化係数選択出力手段に選択さ
せ、算出電力が判定閾値電力を下回っていないときには
当該部分信号列に対して第２方向の１次元直交変換を前
記第２方向直交変換手段に行わせて得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段で量子化させ
て量子化係数列を生成させ、前記量子化係数選択出力手
段に選択させる処理を、所定の量子化特性に従った量子
化により０以外の値に量子化される２次元直交変換係数
が取り得る最小の電力を下回らない電力を有する最初の
部分信号列まで繰り返す。ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうち前記ａで処理の対象としなかった
部分信号列について、その部分信号列を前記信号列送出
手段によって取り出して前記第２方向直交変換手段に第
２方向の１次元直交変換を行わせ、得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段に量子化させ
て前記量子化係数選択出力手段に選択させる。

【００２２】また、本発明の第４の２次元直交変換と量
子化装置は、入力画素ブロックに対して２次元直交変換
と量子化を行う装置であって、水平方向および垂直方向
の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、入力画
素ブロックに対して第１方向の１次元直交変換を行う第
１方向直交変換手段と、前記第１方向直交変換手段が出
力する係数信号ブロックを格納するメモリと、前記メモ
リから第２方向の部分信号列を取り出す信号列送出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列に対
し第２方向の１次元直交変換を行う第２方向直交変換手
段と、前記第２方向直交変換手段の出力である係数信号
列を所定の量子化特性に従って量子化する量子化手段
と、前記量子化特性に従った量子化により０以外の値に
量子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電力
を第２方向の信号列単位で算出する判定閾値算出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列の電
力を算出する電力算出手段と、前記電力算出手段の算出
電力が前記判定閾値算出手段の算出閾値を下回っている
かどうかを判定する大小比較手段と、全ての量子化係数
が０である第２方向の信号列を生成する零係数列生成手
段と、前記量子化手段と前記零係数列生成手段の出力の
何れかを第２方向の信号列毎に選択して量子化後の出力
係数信号とする量子化係数選択出力手段と、下記ａおよ
びｂの制御を行う制御手段とを備えている。ａ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、その部分信号列を前記信
号列送出手段によって取り出して前記電力算出手段にそ
の電力を算出させると共に前記判定閾値算出手段に当該
部分信号列に対応する判定閾値電力を算出させて前記大
小比較手段に両者を比較させ、算出電力が判定閾値電力
を下回っているときには当該部分信号列に対して全ての
量子化係数が０である量子化係数列を前記零係数列生成
手段に生成させて前記量子化係数選択出力手段に選択さ
せ、算出電力が判定閾値電力を下回っていないときには
当該部分信号列に対して第２方向の１次元直交変換を前
記第２方向直交変換手段に行わせて得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段で量子化させ
て量子化係数列を生成させ、前記量子化係数選択出力手
段に選択させる処理を、予め定められた数の部分信号列
を処理し終えるか、処理し終えなくても所定の量子化特
性に従った量子化により０以外の値に量子化される２次
元直交変換係数が取り得る最小の電力を下回らない電力
を有する最初の部分信号列を処理し終えるまで繰り返
す。ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうち前記ａで処理の対象としなかった
部分信号列について、その部分信号列を前記信号列送出
手段によって取り出して前記第２方向直交変換手段に第
２方向の１次元直交変換を行わせ、得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段に量子化させ
て前記量子化係数選択出力手段に選択させる。

【００２３】ここで、第２乃至第４の２次元直交変換と
量子化装置の好ましい実施例においては、前記２次元直
交変換が２次元離散コサイン変換、前記第１方向の１次
元直交変換が第１方向の１次元離散コサイン変換、前記
第２方向の１次元直交変換が第２方向の１次元離散コサ
イン変換であり、量子化係数が全て０になる確率が高い
部分信号列の順として、前記第１方向の１次元離散コサ
イン変換の次数の大きい順を用いる。

【００２４】

【作用】本発明の原理を、数式を用いて説明する。

【００２５】まず準備として、以下のように定式化す
る。本発明が適用される２次元直交変換と量子化の処理
部が入力する画素ブロックの大きさをＭ×Ｎ（Ｎ行Ｍ
列）（Ｍ，Ｎは正整数）とする。入力画素ブロックの信
号値をｆ（ｘ，ｙ）（０≦ｘ＜Ｍ，０≦ｙ＜Ｎ）（ｘ，
ｙは整数）とし、ｆ（ｘ，ｙ）に２次元直交変換Ｔを施
した後の係数をＦ（ｕ，ｖ）（０≦ｕ＜Ｍ，０≦ｖ＜
Ｎ）（ｕ，ｖは整数）とする。さらに、Ｆ（ｕ，ｖ）に
対し量子化を施した後の量子化係数をＱＦ（ｕ，ｖ）
（０≦ｕ＜Ｍ，０≦ｖ＜Ｎ）（ｕ，ｖは整数）で表す。

【００２６】次に本発明が前提とする条件を示す。

【００２７】第１の条件として、本発明により実現され
る２次元直交変換Ｔは、２次元離散コサイン変換のよう
に、行方向の１次元直交変換Ｔ１と列方向の１次元直交
変換Ｔ２の繰り返しに分解される性質（行列分解性）を
持った２次元直交変換とする。すなわち、入力画素ブロ
ックｆ（ｘ，ｙ）の各行に対し水平方向の直交変換Ｔ１
を施した後の中間信号をｇ（ｕ，ｙ）（０≦ｕ＜Ｍ，０
≦ｙ＜Ｎ）（ｕ，ｙは整数）で表すと、Ｆ（ｕ，ｖ）は
ｇ（ｕ，ｙ）の各列に垂直方向の直交変換Ｔ２を施した
結果に一致する必要がある。

【００２８】例えば、数式１で表される２次元離散コサ
イン変換は、数式２と数式３で示すように、水平方向の
Ｍ点１次元離散コサイン変換と垂直方向のＮ点１次元離
散コサイン変換の繰り返しに分解される。

【数式１】

【数式２】

【数式３】

【００２９】第２の条件として、本発明により実現され
る量子化は、０付近の一定範囲の値を持つ直交変換係数
を０に量子化する特性を持った量子化とする。線形や非
線形といった性質についてはどちらでも構わない。

【００３０】これらの条件のもと、任意の整数の組
（ｕ，ｖ）（０≦ｕ＜Ｍ，０≦ｖ＜Ｎ）に対しＺ（ｕ，
ｖ）を、量子化係数の（ｕ，ｖ）成分ＱＦ（ｕ，ｖ）が
０以外の値を取るために、量子化前の信号Ｆ（ｕ，ｖ）
が下回ってはならない電力の最小値、すなわち数式４の
関係を成り立たせる最大のＺ（ｕ，ｖ）として定義す
る。数式中の記号「⇒」は、「⇒」の左側の条件式が
「⇒」の右側の条件式を成立させるための十分条件であ
ることを表す。さらに、任意の整数ｕ（０≦ｕ＜Ｍ）に
対しＺ（ｕ）を、Ｚ（ｕ，ｖ）のｖに関する最小値とし
て定義する（数式５）。

【数式４】

【数式５】

【００３１】例として、数式６および図４に示される量
子化を考える。数式６において、ｒｏｕｎｄ関数は最も
近い値の整数への整数化を表し、Ｑ（ｕ，ｖ）は量子化
マトリックスの（ｕ，ｖ）成分である。図４のグラフの
横軸は量子化前の信号Ｆ（ｕ，ｖ）を、縦軸は、量子化
後の信号ＱＦ（ｕ，ｖ）に対し逆量子化を行って得られ
る信号値を示す。図４から分かるように、Ｑ（ｕ，ｖ）
とＺ（ｕ，ｖ）の間に数式７の関係が成り立つ。さらに
数式５より、Ｑ（ｕ，ｖ）とＺ（ｕ）の間に数式８の関
係が成り立つ。

【数式６】

【数式７】

【数式８】

【００３２】別の例として、数式９および図５に示され
る量子化を考える。数式９において、ｆｌｏｏｒ関数は
元の数値を上回らない最大の整数を、Ｑは量子化パラメ
ータを表す。Ｑの値は（ｕ，ｖ）に依存せず、全ての成
分に対し一様な量子化が行われるものとする。図から分
かるように、Ｑ（ｕ，ｖ）とＺ（ｕ，ｖ）およびとＺ
（ｕ）の間に数式１０の関係が成り立つ。

【数式９】

【数式１０】

【００３３】さて、Ｚ（ｕ）の定義より、Ｆ（ｕ，ｖ）
の電力が閾値Ｚ（ｕ）を下回る場合は常にＦ（ｕ，ｖ）
の電力が閾値Ｚ（ｕ，ｖ）を下回ることになるから、数
式４より数式１１の関係が成り立つ。

【数式１１】

【００３４】電力は非負の値をとるため、一信号値Ｆ
（ｕ，ｖ）の電力がＦ（ｕ，ｖ）を含む信号列全体の電
力を上回ることは起こり得ない。すなわち、任意の
（ｕ，ｖ）に対して数式１２が成立する。この関係から
数式１３の関係が成立する。数式１３の関係が任意のｖ
に対し成立することと、数式１１の関係から、数式１４
の関係が導かれる。

【数式１２】

【数式１３】

【数式１４】

【００３５】直交変換の特徴の一つは、信号の電力が保
存される、すなわち、入力信号の電力と出力信号の電力
が一致することである。この性質を数式２で示される垂
直方向の直交変換で考えると、水平方向の直交変換後の
信号ｇ（ｕ，ｙ）における第ｕ列の部分信号列と、ｇ
（ｕ，ｙ）に対しさらに垂直方向の直交変換を施した後
の変換係数Ｆ（ｕ，ｖ）における第ｕ列の部分信号列の
電力が一致する。すなわち、数式１５の関係が成立す
る。

【数式１５】

【００３６】数式１５を数式１４の関係に適用すると、
任意のｕに対し、数式１６の関係が成り立つことが導か
れる。この関係は、水平方向の直交変換後の信号ｇ
（ｕ，ｙ）における第ｕ信号列の電力Ｐ（ｕ）が電力閾
値Ｚ（ｕ）を下回っている場合、量子化後の係数ＱＦ
（ｕ，ｖ）の第ｕ列は全て０になることを示している。

【数式１６】

【００３７】数式１６の結果を利用すれば、入力画素ブ
ロックｆ（ｘ，ｙ）に対し水平方向の直交変換を施すこ
とで得られたｇ（ｕ，ｙ）と、ある整数ｕ（０≦ｕ＜
Ｍ）に対し、ｇ（ｕ，ｙ）の第ｕ信号列の電力Ｐ（ｕ）
を算出し、Ｐ（ｕ）が電力閾値Ｚ（ｕ）を下回っている
場合は、量子化係数ブロックＱＦ（ｕ，ｖ）の第ｕ係数
列を計算するための垂直方向直交変換と量子化処理を省
略し、代わりに全ての係数が０からなる零係数列を生成
し、量子化係数ＱＦ（ｕ，ｖ）の第ｕ列の計算結果とし
て出力することが可能である。Ｐ（ｕ）が電力閾値Ｚ
（ｕ）を超えるか等しい場合は、ｇ（ｕ，ｙ）の第ｕ信
号列に対し、通常の垂直方向直交変換と量子化処理を行
う。以下の説明では、このような垂直方向直交変換と量
子化の方法を、零列検出法と呼ぶことにする。

【００３８】一般に、直交変換と量子化処理に要する演
算量は大きい。それに対し、全ての係数が０である量子
化係数列を出力する処理に要する演算量は小さい。ま
た、部分信号列の電力計算に要する演算量も小さい。こ
のため、第ｕ信号列の電力Ｐ（ｕ）が電力閾値Ｚ（ｕ）
を下回っている確率が高い性質を持った信号列に対し、
零列検出法を適用することで、画像全体で垂直方向直交
変換と量子化処理に要する演算量を削減することができ
る。その結果、高速かつ低い消費電力での２次元直交変
換と量子化処理を実現できる。

【００３９】静止画像圧縮符号化方式および動画像圧縮
符号化方式の多くは、入力画素ブロックの信号電量分布
を直交変換により一部の変換係数に集中させることで、
高能率の圧縮符号化を実現している。このような圧縮符
号化では、信号電力が０付近の小さい値に分布する変換
係数が多数存在する。このため、０付近に分布する性質
を持った変換係数からなる信号列の量子化値の計算に対
しては、前記の零列検出法を適用することで、画像全体
で垂直方向直交変換と量子化に要する演算量を大きく削
減できる。

【００４０】本発明の第１ないし第２の２次元直交変換
と量子化方法および装置によれば、水平方向の直交変換
後のＭ×Ｎ信号ブロックに含まれるＭ個の信号列の中か
ら、一部または全部の信号列に対しては零列検出法によ
る垂直方向直交変換と量子化処理を行い、残りの信号列
に対しては通常の垂直方向直交変換と量子化を行う。こ
のため、量子化後の出力結果が０になる確率の高い性質
を持つ、一部または全部の信号列に対し零列検出法を適
用することで、画像全体で垂直方向の直交変換と量子化
処理に要する演算量を効果的に削減できる。また、残り
の信号列に対しては、零列検出法を適用しないことで、
不要な演算量の増加を防ぐことが可能である。

【００４１】また、本発明の第３ないし第４の２次元直
交変換と量子化方法および装置によれば、水平方向の直
交変換後のＭ×Ｎ信号ブロックに含まれるＭ個の信号列
から、順位付けされた一部または全部の信号列に対して
は、前記の順位付けに従った順番で零列検出法を適用
し、零列検出法により演算量が削減されなかった信号列
よりも順位の低い信号列と、前記の一部または全部の信
号列に含まれない信号列に対しては、通常の垂直方向直
交変換と量子化を行う。このため、量子化後の出力結果
が０になる確率が高い信号列から順に零列検出法を適用
することで、画像全体で垂直方向直交変換と量子化処理
に要する演算量を効果的に削減可能である。また、演算
量の削減が期待されない信号列に対しては零列検出法を
適用しないことで、不要な演算量の増加を防ぐことが可
能である。

【００４２】

【発明の第１の実施の形態】本発明の第１の実施の形態
では、水平方向あるいは垂直方向のいずれかを第１方向
とし、水平方向あるいは垂直方向のいずれかの方向で第
１方向と相異なる方向を第２方向とし、入力画素ブロッ
クに対し第１方向の１次元直交変換を行う第１方向直交
変換手段と、第１方向直交変換手段が出力する係数信号
を格納するブロックメモリと、前記ブロックメモリに格
納された係数信号を走査して第２方向の部分信号列単位
で取り出す信号列送出手段と、前記信号列送出手段より
送出される信号列に対し第２方向の１次元直交変換を行
う第２方向直交変換手段と、第２方向直交変換手段の出
力係数信号を所定の量子化特性に従って量子化を行う量
子化手段と、前記の量子化特性に従った量子化により０
以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取り得る
最小の電力を第２方向の信号列単位で算出する判定閾値
算出手段と、前記信号列送出手段より送出される部分信
号列の電力を算出する電力算出手段と、前記電力算出手
段の算出電力が前記判定閾値算出手段の算出閾値を下回
っているかを判定し結果を真偽で出力する大小比較手段
と、全ての量子化係数が０である第２方向の信号列を生
成する零係数列生成手段と、前記量子化手段と前記零係
数列生成手段の出力からいずれかを第２方向の信号列毎
に選択して量子化後の出力係数信号とする量子化係数選
択出力手段と、前記の信号列送出手段と判定閾値算出手
段と零係数生成手段と量子化係数選択出力手段の動作を
制御する制御部を備えている。

【００４３】そして、前記制御部は、前記ブロックメモ
リに格納された第２方向信号列の中から、一部または全
部の信号列に対しては、前記の信号列送出手段と電力算
出手段と判定閾値算出手段と大小比較手段を動作させ
て、該当する信号列の電力と算出された閾値の大小判定
を行い、前記大小比較の判定結果が真である場合は、前
記の零係数生成手段を動作させて得られる信号列を量子
化信号として出力するように、前記の零係数生成手段と
量子化係数選択出力手段を動作させ、前記大小比較の判
定結果が偽である場合は、該当する信号列に対し前記の
第２方向直交変換手段と量子化手段を動作させて得られ
る信号列を出力量子化信号として出力するように、前記
の信号列送出手段と第２方向直交変換手段と量子化手段
と量子化係数選択出力手段を動作させ、前記の一部また
は全部の信号列に含まれない信号列に対しては、該当す
る信号列に対し前記の第２方向直交変換手段と量子化手
段を動作させて得られる信号列を量子化信号として出力
するように、前記の信号列送出手段と第２方向直交変換
手段と量子化手段と量子化係数選択出力手段を動作させ
るように制御する。

【００４４】

【第１の実施例】次に本実施の形態の実施例を、本発明
の第１の実施例として図面を参照しながら説明する。

【００４５】図１は本発明の第１の実施例を示してお
り、デジタル静止画像圧縮符号化装置またはデジタル動
画像圧縮符号化装置における、２次元直交変換と量子化
の処理部の構成を示している。図１に示される２次元直
交変換と量子化の処理部は、Ｍ×Ｎ（Ｎ行Ｍ列）の画素
ブロックと量子化特性を指定するパラメータを入力し、
同じくＭ×Ｎ（Ｎ行Ｍ列）の量子化係数ブロックを出力
する。

【００４６】図１において、１０１は入力画素ブロック
に対し水平方向のＭ点直交変換を行う水平方向直交変換
部、１０２は水平方向直交変換部１０１の出力信号を記
憶するブロックメモリ、１０３はブロックメモリ１０２
から垂直方向の列単位で信号を取り出す信号列送出部、
１０４は信号列送出部１０３が送出する信号列にＮ点直
交変換を行う垂直方向直交変換部、１０５は垂直方向直
交変換部１０４の出力信号を量子化する量子化部、１０
６は信号列送出部１０３が送出する信号列の電力を算出
する電力算出部、１０７は所定の量子化特性に従って判
定閾値を算出する判定閾値算出部、１０８は電力算出部
１０６が算出した電力値と判定閾値算出部１０７が算出
した閾値の大小を比較する大小比較部、１０９は全てが
０の量子化係数列を生成する零係数列生成部、１１０は
量子化部１０５と零係数列生成部１０９の出力から片方
を選択して出力する選択出力部、１１１は以上の処理部
の動作を制御する動作制御部である。

【００４７】本発明の第１の実施例の動作を、図６に示
されるフローチャートをもとに説明する。

【００４８】説明において、ブロックメモリ１０２に格
納された信号ブロックの部分信号列と、出力される量子
化係数ブロックの部分信号列を、第ｕ信号列（０≦ｕ＜
Ｍ）（ｕは整数）と表記する。第１の実施例において、
列番号ｕと実際の信号間の対応はいかなる対応でも構わ
ないが、２次元直交変換と量子化の演算量をなるべく削
減するためには、水平方向直交変換の出力係数の電力分
布特性に従い、電力が大きく分布すると予期される変換
係数からなる信号列に対し、小さい列番号ｕを対応させ
ておくのが望ましい。例えば、直交変換として離散コサ
イン変換を用いる場合は、列番号ｕ＝０に対しては直流
成分からなる信号列を、ｕ＞０に対してはｕ次の交流成
分からなる信号列を割り当てるのが良い。

【００４９】そして、零列検出法の適用範囲を規定する
後述するｋの値は、直交変換後の信号の電力分布特性と
量子化特性（換言すれば零列の検出確率）と、垂直方向
直交変換と量子化処理を０からなる信号列の零列検出処
理に置き換えた場合に削減される演算量と零列検出処理
に要する演算量の比とを考慮して事前に決定される。即
ち、ｋの値は、零列検出にかかる費用を上回る効果が期
待される列に対してのみ零列検出が適用されるような値
が好ましい。圧縮対象となるデジタル静止画像やデジタ
ル動画像の種別（自然画、人物画など）によって好まし
いｋの値がほぼ一意に決まる場合、画像の種別毎に好ま
しいｋの値を事前に決定してテーブルに記憶しておき、
圧縮する画像の種別に応じた値のｋをテーブルから読み
込んで設定するのも一つの方法である。

【００５０】図６のステップＳ１０１からの一連の手順
は、２次元直交変換と量子化の処理部にＭ×Ｎ（Ｎ行Ｍ
列）の画素ブロックが入力された時点で開始される。

【００５１】はじめに、ステップＳ１０１では、入力画
素ブロック内の全ての行に対し水平方向の１次元Ｍ点直
交変換を水平方向直交変換部１０１が施して、変換結果
をブロックメモリ１０２に格納する。

【００５２】次に、ステップＳ１０２で、動作制御部１
１１内に設けられた列番号カウンタｕを、列数Ｍから１
を引いた値に初期化する。

【００５３】ステップＳ１０３で、信号列送出部１０３
は列番号カウンタｕの値に従い、ブロックメモリ１０２
中の第ｕ信号列を取り出して、電力算出部１０６は取り
出された信号列の電力Ｐ（ｕ）を、信号列を構成するＮ
個の信号値の平方和によって算出する。

【００５４】ステップＳ１０４で、判定閾値算出部１０
７は量子化制御パラメータと列番号カウンタｕを参照し
ながら判定閾値Ｚ（ｕ）を算出する。判定閾値Ｚ（ｕ）
は、以下のように定義される。２次元直交変換後の係数
の（ｕ，ｖ）成分を、量子化制御パラメータで定まる量
子化特性に従って量子化した結果、０以外に量子化され
る信号電力の最小値をＺ（ｕ，ｖ）として、整数ｖを０
からＮ−１まで変化させた中でのＺ（ｕ，ｖ）の最小値
をＺ（ｕ）とする。

【００５５】ステップＳ１０５で、大小比較部１０８は
電力Ｐ（ｕ）と判定閾値Ｚ（ｕ）の大小を比較し、電力
Ｐ（ｕ）が閾値Ｚ（ｕ）を下回っているならばステップ
Ｓ１０６に進み、電力Ｐ（ｕ）が閾値Ｚ（ｕ）以上であ
るならばステップＳ１０７に進む。

【００５６】ステップＳ１０６に進んだ場合、零係数列
生成部１０９で、全ての係数が０である量子化係数列を
生成し、生成された零係数列を選択出力部１１０が選択
し、量子化係数ブロックの第ｕ列の計算結果として出力
する。その後、ステップＳ１０８に進む。

【００５７】一方、ステップＳ１０７に進んだ場合は、
ブロックメモリ１０２中の第ｕ信号列を、信号列送出部
１０３により取り出して、取り出した信号列に対し垂直
方向直交変換部１０４で垂直方向の１次元Ｎ点直交変換
を施す。次に、得られた変換係数を量子化パラメータで
指定される所定の量子化特性に基づき量子化部１０５で
量子化し、その出力を選択出力部１１０が選択して、量
子化係数の第ｕ列の計算結果として出力する。その後、
ステップＳ１０８に進む。

【００５８】ステップＳ１０８では、列番号カウンタｕ
の値を１減少させ、ステップＳ１０９に進む。ステップ
Ｓ１０９では、列番号カウンタｕの値が所定の整数ｋ
（０≦ｋ＜Ｍ）を下回っていないか判定し、列番号ｕが
ｋを下回っているならば、ステップＳ１１０に進む。列
番号ｕがｋ以上であるならば、ステップＳ１０３に戻り
次の信号列に対する量子化係数出力処理を繰り返す。

【００５９】ステップＳ１１０では、列番号カウンタｕ
の値が０以上であるか判定する。列番号ｕが０以上であ
るならば、ステップＳ１１１に進む。列番号ｕが負の値
であるならば、全ての２次元直交変換と量子化の処理が
完了しているので、一連の処理を終了し、次の画素ブロ
ック入力を待機する。

【００６０】ステップＳ１１１に進んだ場合、ステップ
Ｓ１０７と同様に、ブロックメモリ１０２中の第ｕ信号
列に対する２次元直交変換と量子化の処理を施し、得ら
れる係数を第ｕ列の計算結果として出力する。

【００６１】ステップＳ１１２では、列番号カウンタｕ
の値を１減少させ、ステップＳ１１０からの処理を再び
繰り返す。

【００６２】以上が、本発明の第１の実施例の動作であ
る。

【００６３】なお、本発明の第１の実施例における水平
方向直交変換部１０１の具体的実現方法については、Ｍ
×Ｎ入力画素ブロックに含まれるＮ個の信号行に対し、
所定のＭ点１次元直交変換を施す方法であれば、いかな
る方法でも構わない。

【００６４】また、垂直方向直交変換部１０４の具体的
実現方法については、信号列送出部１０３から送出され
る信号列に対し、所定のＮ点１次元直交変換を施す方法
であれば、いかなる方法でも構わない。

【００６５】量子化部１０５の具体的実現方法について
は、垂直方向直交変換部１０４から出力される直交変換
係数列を所定の量子化特性に従って量子化する方法であ
れば、いかなる方法でも構わない。

【００６６】判定閾値算出部１０７の具体的実現方法に
ついては、定義された閾値Ｚ（ｕ）を算出する方法であ
れば、いかなる方法でも構わない。例えば、異なる量子
化パラメータ毎にＺ（ｕ）を算出した値を、予めテーブ
ルメモリに格納しておき、判定閾値算出部１０７が必要
時に前記テーブルメモリに格納された値を取り出しても
良い。あるいは、量子化パラメータと列番号ｕから閾値
Ｚ（ｕ）を算出する関係式に従って、判定閾値算出部１
０７が必要時に計算して求めても良い。

【００６７】以上で説明した第１の実施例によれば、入
力画素ブロックに対して水平方向の直交変換を施した変
換係数中のＭ個の信号列の中から、第ｋ列から第（Ｍ−
１）列までの（Ｍ−ｋ）個の信号列に対しては、各量子
化後の係数値が全て０になる十分条件が成立するかどう
かを信号列の電力値を元に判定して、前記条件が成立す
る信号列に対しては、垂直方向直交変換と量子化処理を
省略し、単純に０の量子化係数を出力することで、画像
全体で垂直方向直交変換と量子化処理に要する演算量を
削減できる。また、第０列から第（ｋ−１）列までのｋ
個の信号列に対しては、前記の判定処理を行うことな
く、垂直方向直交変換と量子化処理を実行することで、
不要な演算量の増大を防ぐことが可能である。これらの
結果、本発明の第１の実施例を用いることで、２次元直
交変換と量子化処理を高速化し、消費電力を小さく抑え
ることが可能である。

【００６８】

【発明の第２の実施の形態】本実施の形態では、水平方
向あるいは垂直方向のいずれかを第１方向とし、水平方
向あるいは垂直方向のいずれかの方向で第１方向と相異
なる方向を第２方向とし、入力画素ブロックに対し第１
方向の１次元直交変換を行う第１方向直交変換手段と、
第１方向直交変換手段が出力する係数信号を格納するブ
ロックメモリと、前記ブロックメモリに格納された係数
信号を走査して第２方向の部分信号列単位で取り出す信
号列送出手段と、前記信号列送出手段より送出される信
号列に対し第２方向の１次元直交変換を行う第２方向直
交変換手段と、第２方向直交変換手段の出力係数信号を
所定の量子化特性に従って量子化を行う量子化手段と、
前記の量子化特性に従った量子化により０以外の値に量
子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電力を
第２方向の信号列単位で算出する判定閾値算出手段と、
前記信号列送出手段より送出される部分信号列の電力を
算出する電力算出手段と、前記電力算出手段の算出電力
が前記判定閾値算出手段の算出閾値を下回っているかを
判定し結果を真偽で出力する大小比較手段と、全ての量
子化係数が０である第２方向の信号列を生成する零係数
列生成手段と、前記量子化手段と前記零係数列生成手段
の出力からいずれかを第２方向の信号列毎に選択して量
子化後の出力係数信号とする量子化係数選択出力手段
と、前記の信号列送出手段と判定閾値算出手段と零係数
生成手段と量子化係数選択出力手段の動作を制御する制
御部を備える。

【００６９】そして、前記制御部は、前記ブロックメモ
リに格納された第２方向信号列の中から、順位付けされ
た一部または全部の信号列に対しては、前記の信号列送
出手段と電力算出手段と判定閾値算出手段と大小比較手
段を動作させて、該当する信号列の電力と算出された閾
値の大小判定を行う処理を、前記の大小判定結果が偽と
なるまで、前記の順位付けに従って先頭から順に繰り返
し、前記繰り返し処理において前記の大小判定結果が真
であった信号列に対しては、前記の零係数生成手段を動
作させて得られる信号列を量子化信号として出力するよ
うに、前記の零係数生成手段と量子化係数選択出力手段
を動作させ、前記の繰り返し処理において前記の大小判
定結果が偽であったため繰り返し処理が中断された信号
列と、前記の繰り返し処理が中断された信号列よりも低
い順位付けがされている信号列に対しては、該当する信
号列に対し前記の第２方向直交変換手段と量子化手段を
動作させて得られる信号列を出力量子化信号として出力
するように、前記の信号列送出手段と第２方向直交変換
手段と量子化手段と量子化係数選択出力手段を動作さ
せ、前記の一部または全部の信号列に含まれない信号列
に対しては、該当する信号列に対し前記の第２方向直交
変換手段と量子化手段を動作させて得られる信号列を量
子化信号として出力するように、前記の信号列送出手段
と第２方向直交変換手段と量子化手段と量子化係数選択
出力手段を動作させる。

【００７０】

【第２の実施例】次に本発明の第２の実施の形態にかか
る実施例を第２の実施例として説明する。第２の実施例
も第１の実施例と基本的な構成は図１で示される構成と
同じであり、動作制御部１１１の制御動作を主に相違す
る。以下、第２の実施例における動作手順を、第１の実
施例との相違点を中心に、図７に示されるフローチャー
トをもとに説明する。

【００７１】図７のステップＳ２０１からの一連の手順
は、２次元直交変換と量子化の処理部にＭ×Ｎ（Ｎ行Ｍ
列）の画素ブロックが入力された時点で開始される。

【００７２】はじめに、ステップＳ２０１では、入力画
素ブロック内の全ての行に対し水平方向の１次元Ｍ点直
交変換を水平方向直交変換部１０１が施して、変換結果
をブロックメモリ１０２に格納する。

【００７３】次に、ステップＳ２０２で、動作制御部１
１１内に設けられた列番号カウンタｕを、列数Ｍから１
を引いた値に初期化する。

【００７４】ステップＳ２０３で、信号列送出部１０３
は列番号カウンタｕの値に従い、ブロックメモリ１０２
中の第ｕ信号列を取り出して、電力算出部１０６は取り
出された信号列の電力Ｐ（ｕ）を、信号列を構成するＮ
個の信号値の平方和によって算出する。

【００７５】ステップＳ２０４で、判定閾値算出部１０
７は量子化制御パラメータと列番号カウンタｕを参照し
ながら判定閾値Ｚ（ｕ）を算出する。判定閾値Ｚ（ｕ）
の定義は、第１の実施例と同様であるとする。

【００７６】ステップＳ２０５で、大小比較部１０８は
電力Ｐ（ｕ）と判定閾値Ｚ（ｕ）の大小を比較し、電力
Ｐ（ｕ）が閾値Ｚ（ｕ）を下回っているならばステップ
Ｓ２０６に進み、電力Ｐ（ｕ）が閾値Ｚ（ｕ）以上であ
るならばステップＳ２１０に進む。

【００７７】ステップＳ２０６に進んだ場合、零係数列
生成部１０９で、全ての係数が０である量子化係数列を
生成し、生成された零係数列を選択出力部１１０が選択
し、量子化係数ブロックの第ｕ列の計算結果として出力
する。その後、ステップＳ２０７に進む。

【００７８】ステップＳ２０７では、列番号カウンタｕ
の値を１減少させ、ステップＳ２０８に進む。ステップ
Ｓ２０８では、列番号カウンタｕの値が所定の整数ｋ
（０≦ｋ＜Ｍ）を下回っていないか判定し、列番号ｕが
ｋを下回っているならば、ステップＳ２０９に進む。列
番号ｕがｋ以上であるならば、ステップＳ２０３に戻り
次の信号列に対する量子化係数出力処理を繰り返す。

【００７９】ステップＳ２０９では、列番号カウンタｕ
の値が０以上であるか判定する。列番号ｕが０以上であ
るならば、ステップＳ２１０に進む。列番号ｕが負の値
であるならば、全ての２次元直交変換と量子化の処理が
完了しているので、一連の処理を終了し、次の画素ブロ
ック入力を待機する。

【００８０】ステップＳ２１０では、ブロックメモリ１
０２中の第ｕ信号列を、信号列送出部１０３により取り
出して、取り出した信号列に対し垂直方向直交変換部１
０４で垂直方向の１次元Ｎ点直交変換を施す。次に、得
られた変換係数を量子化パラメータで指定される所定の
量子化特性に基づき量子化部１０５で量子化し、その出
力を選択出力部１１０が選択して、量子化係数の第ｕ列
の計算結果として出力する。その後、ステップＳ２１１
に進む。

【００８１】ステップＳ２１１では、列番号カウンタｕ
の値を１減少させた後、ステップＳ２０９からの処理を
繰り返す。以上が、本発明の第２の実施例の動作であ
る。

【００８２】第２の実施例によれば、入力画素ブロック
に対して水平方向の直交変換を施した変換係数中のＭ個
の信号列の中から、第ｋ列から第（Ｍ−１）列までの
（Ｍ−ｋ）個の信号列に対しては、列番号の大きい信号
列から順番に、量子化後の係数値が全て０になる十分条
件が成立するか判定し、前記の十分条件が成立する信号
列に対しては、垂直方向直交変換と量子化処理を省略
し、単純に０の量子化係数を出力することで、画像全体
で垂直方向直交変換と量子化処理に要する演算量を削減
できる。また、前記の判定の結果、十分条件が成立しな
かった信号列より小さい番号に対応する信号列と、第０
列から第（ｋ−１）列までの信号列に対しては、前記の
判定処理を行うことなく、所定の垂直方向直交変換と量
子化処理を実行することで、不要な電力計算に伴う演算
量の増大を防ぐことが可能である。これらの結果、本発
明の第２の実施例を用いることで、２次元直交変換と量
子化処理を高速化し、消費電力を小さく抑えることが可
能である。

【００８３】以上本発明の実施の形態および実施例につ
いて説明したが、本発明は以上の例に限定されず、その
他各種の付加変更が可能である。例えば、図６のフロー
チャートのステップＳ１０９、Ｓ１１１、Ｓ１１２を省
略し、ステップＳ１０８の次にステップＳ１１０を実行
し、ステップＳ１１０でＹｅｓと判定されたときにステ
ップＳ１０３に制御を戻し、Ｎｏと判定されたときに終
了するようにしても良い。即ち、ブロックメモリ１０２
中の全ての列の信号に対して零列検出法を常に適用する
ようにしても良い。また、図７のフローチャートのステ
ップＳ２０８の代わりに、ｕが０以上かどうかを判定
し、０以上であればステップＳ２０３に制御を戻し、０
以上でなければ終了するステップを設けるようにしても
良い。即ち、予め定められた数の部分信号列を零列検出
法で処理し終えたかどうかに関係なく、ステップＳ２０
５でＮｏと判定されない限り零列検出法を適用し続ける
ようにしても良い。

【００８４】また、図６または図７に例示したような処
理をパーソナルコンピュータやワークステーション等の
コンピュータで実行するようにしても良い。その場合、
磁気ディスクや半導体メモリ等のコンピュータ可読記録
媒体に２次元直交変換・量子化用プログラムが記憶さ
れ、このプログラムがコンピュータに読み取られ、コン
ピュータの動作を制御することにより、そのコンピュー
タ上に図１に示した各機能手段を実現し、またそのコン
ピュータに図６または図７に例示した処理を行わせる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いれ
ば、静止画像圧縮符号化および動画像圧縮符号化におけ
る２次元直交変換と量子化の処理を、従来の技術よりも
一層高速化し、かつ消費電力を低く抑えることが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示す図である。

【図２】変換符号化と量子化の技術を組み合わせた静止
画像圧縮符号化装置の例を示す図である。

【図３】変換符号化と量子化の技術を組み合わせた動画
像圧縮符号化装置の例を示す図である。

【図４】本発明を適用できる量子化の量子化特性の例そ
の１を示す図である。

【図５】本発明を適用できる量子化の量子化特性の例そ
の２を示す図である。

【図６】本発明の第１の実施例の動作手順を示す図であ
る。

【図７】本発明の第２の実施例の動作手順を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０１水平方向直交変換部１０２ブロックメモリ１０３信号列送出部１０４垂直方向直交変換部１０５量子化部１０６電力算出部１０７判定閾値算出部１０８大小比較部１０９零係数列生成部１１０量子化係数選択出力部１１１動作制御部２０１画像ブロック化部２０２２次元直交変換部２０３量子化部２０４可変長符号化部３０１フレーム走査部３０２画像ブロック化部３０３フレームメモリ３０４フレーム間予測部３０５予測誤差算出部３０６２次元直交変換部３０７量子化部３０８可変長符号化部３０９逆量子化部３１０逆２次元直交変換部３１１復号画像算出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画素ブロックに対して２次元直交変
換と量子化を行う方法であって、２次元直交変換を水平
方向および垂直方向の何れか一方を第１方向、他方を第
２方向として第１方向と第２方向の１次元直交変換に分
解して処理する過程で、第１方向の直交変換を行った
後、第２方向の直交変換を行う前の各信号列に対し、信
号列の電力を算出して得られる電力値が、量子化係数信
号が０以外の値を取るための判定閾値を下回っている場
合は、該当する信号列に対する第２方向の直交変換と量
子化処理を省略し、単純に０からなる量子化係数信号列
を演算結果として出力する２次元直交変換と量子化方
法。
【請求項２】入力画素ブロックに対して２次元直交変
換と量子化を行う方法であって、水平方向および垂直方
向の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの少なく
とも一部の第２方向の部分信号列について、その部分信
号列の電力を算出すると共に所定の量子化特性に従った
量子化により０以外の値に量子化される２次元直交変換
係数が取り得る最小の電力を算出して両者を比較し、前
者の電力が後者の電力を下回っているときには当該部分
信号列に対して全ての量子化係数が０である量子化係数
列を生成し、それ以外のときには当該部分信号列に対し
て第２方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号
列を前記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を
生成するステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を含む２次元直交変換と量子化方法。
【請求項３】前記２次元直交変換が２次元離散コサイ
ン変換、前記第１方向の１次元直交変換が第１方向の１
次元離散コサイン変換、前記第２方向の１次元直交変換
が第２方向の１次元離散コサイン変換であり、ステップ
ｂで処理の対象とする部分信号列は、前記第１方向の１
次元離散コサイン変換の最高次変換係数に対応する部分
信号列から次数の大きい順に選択された１個または複数
個の部分信号列である請求項２に記載の２次元直交変換
と量子化方法。
【請求項４】入力画素ブロックに対して２次元直交変
換と量子化を行う方法であって、水平方向および垂直方
向の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、当該部分信号列の電力を
算出すると共に所定の量子化特性に従った量子化により
０以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取り得
る最小の電力を算出して両者を比較し、前者の電力が後
者の電力を下回っているときには当該部分信号列に対し
て全ての量子化係数が０である量子化係数列を生成し、
それ以外のときには当該部分信号列に対して第２方向の
１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前記量子
化特性に従って量子化して量子化係数列を生成する処理
を、予め定められた数の部分信号列を処理し終えるまで
繰り返すステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を含む２次元直交変換と量子化方法。
【請求項５】入力画素ブロックに対して２次元直交変
換と量子化を行う方法であって、水平方向および垂直方
向の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、当該部分信号列の電力を
算出すると共に所定の量子化特性に従った量子化により
０以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取り得
る最小の電力を算出して両者を比較し、前者の電力が後
者の電力を下回っているときには当該部分信号列に対し
て全ての量子化係数が０である量子化係数列を生成し、
それ以外のときには当該部分信号列に対して第２方向の
１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前記量子
化特性に従って量子化して量子化係数列を生成する処理
を、所定の量子化特性に従った量子化により０以外の値
に量子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電
力を下回らない電力を有する最初の部分信号列まで繰り
返すステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を含む２次元直交変換と量子化方法。
【請求項６】入力画素ブロックに対して２次元直交変
換と量子化を行う方法であって、水平方向および垂直方
向の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、当該部分信号列の電力を
算出すると共に所定の量子化特性に従った量子化により
０以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取り得
る最小の電力を算出して両者を比較し、前者の電力が後
者の電力を下回っているときには当該部分信号列に対し
て全ての量子化係数が０である量子化係数列を生成し、
それ以外のときには当該部分信号列に対して第２方向の
１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前記量子
化特性に従って量子化して量子化係数列を生成する処理
を、予め定められた数の部分信号列を処理し終えるか、
処理し終えなくても所定の量子化特性に従った量子化に
より０以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取
り得る最小の電力を下回らない電力を有する最初の部分
信号列を処理し終えるまで繰り返すステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を含む２次元直交変換と量子化方法。
【請求項７】前記２次元直交変換が２次元離散コサイ
ン変換、前記第１方向の１次元直交変換が第１方向の１
次元離散コサイン変換、前記第２方向の１次元直交変換
が第２方向の１次元離散コサイン変換であり、ステップ
ｂでは、量子化係数が全て０になる確率が高い部分信号
列の順として、前記第１方向の１次元離散コサイン変換
の次数の大きい順を用いる請求項４、５または６に記載
の２次元直交変換と量子化方法。
【請求項８】入力画素ブロックに対して２次元直交変
換と量子化を行う装置であって、水平方向および垂直方
向の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、入力
画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変換を行う
第１方向直交変換手段と、前記第１方向直交変換手段が
出力する係数信号ブロックを格納するメモリと、前記メ
モリから第２方向の部分信号列を取り出す信号列送出手
段と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列に
対し第２方向の１次元直交変換を行う第２方向直交変換
手段と、前記第２方向直交変換手段の出力である係数信
号列を所定の量子化特性に従って量子化する量子化手段
と、前記量子化特性に従った量子化により０以外の値に
量子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電力
を第２方向の信号列単位で算出する判定閾値算出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列の電
力を算出する電力算出手段と、前記電力算出手段の算出
電力が前記判定閾値算出手段の算出閾値を下回っている
かどうかを判定する大小比較手段と、全ての量子化係数
が０である第２方向の信号列を生成する零係数列生成手
段と、前記量子化手段と前記零係数列生成手段の出力の
何れかを第２方向の信号列毎に選択して量子化後の出力
係数信号とする量子化係数選択出力手段と、下記ａおよ
びｂの制御を行う制御手段とを備えた２次元直交変換と
量子化装置。ａ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの少なく
とも一部の第２方向の部分信号列について、その部分信
号列を前記信号列送出手段によって取り出して前記電力
算出手段にその電力を算出させると共に前記判定閾値算
出手段に当該部分信号列に対応する判定閾値電力を算出
させて前記大小比較手段に両者を比較させ、算出電力が
判定閾値電力を下回っているときには当該部分信号列に
対して全ての量子化係数が０である量子化係数列を前記
零係数列生成手段に生成させて前記量子化係数選択出力
手段に選択させ、算出電力が判定閾値電力を下回ってい
ないときには当該部分信号列に対して第２方向の１次元
直交変換を前記第２方向直交変換手段に行わせて得られ
た係数信号列を前記量子化特性に従って前記量子化手段
で量子化させて量子化係数列を生成させ、前記量子化係
数選択出力手段に選択させる。ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうち前記ａで処理の対象としなかった
部分信号列について、その部分信号列を前記信号列送出
手段によって取り出して前記第２方向直交変換手段に第
２方向の１次元直交変換を行わせ、得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段に量子化させ
て前記量子化係数選択出力手段に選択させる。
【請求項９】前記２次元直交変換が２次元離散コサイ
ン変換、前記第１方向の１次元直交変換が第１方向の１
次元離散コサイン変換、前記第２方向の１次元直交変換
が第２方向の１次元離散コサイン変換であり、前記メモ
リに格納された係数信号ブロックの少なくとも一部の第
２方向の部分信号列は、前記第１方向の１次元離散コサ
イン変換の最高次変換係数に対応する部分信号列から次
数の大きい順に選択された１個または複数個の部分信号
列である請求項８に記載の２次元直交変換と量子化装
置。
【請求項１０】入力画素ブロックに対して２次元直交
変換と量子化を行う装置であって、水平方向および垂直
方向の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、入
力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変換を行
う第１方向直交変換手段と、前記第１方向直交変換手段
が出力する係数信号ブロックを格納するメモリと、前記
メモリから第２方向の部分信号列を取り出す信号列送出
手段と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列
に対し第２方向の１次元直交変換を行う第２方向直交変
換手段と、前記第２方向直交変換手段の出力である係数
信号列を所定の量子化特性に従って量子化する量子化手
段と、前記量子化特性に従った量子化により０以外の値
に量子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電
力を第２方向の信号列単位で算出する判定閾値算出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列の電
力を算出する電力算出手段と、前記電力算出手段の算出
電力が前記判定閾値算出手段の算出閾値を下回っている
かどうかを判定する大小比較手段と、全ての量子化係数
が０である第２方向の信号列を生成する零係数列生成手
段と、前記量子化手段と前記零係数列生成手段の出力の
何れかを第２方向の信号列毎に選択して量子化後の出力
係数信号とする量子化係数選択出力手段と、下記ａおよ
びｂの制御を行う制御手段とを備えた２次元直交変換と
量子化装置。ａ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、その部分信号列を前記信
号列送出手段によって取り出して前記電力算出手段にそ
の電力を算出させると共に前記判定閾値算出手段に当該
部分信号列に対応する判定閾値電力を算出させて前記大
小比較手段に両者を比較させ、算出電力が判定閾値電力
を下回っているときには当該部分信号列に対して全ての
量子化係数が０である量子化係数列を前記零係数列生成
手段に生成させて前記量子化係数選択出力手段に選択さ
せ、算出電力が判定閾値電力を下回っていないときには
当該部分信号列に対して第２方向の１次元直交変換を前
記第２方向直交変換手段に行わせて得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段で量子化させ
て量子化係数列を生成させ、前記量子化係数選択出力手
段に選択させる処理を、予め定められた数の部分信号列
を処理し終えるまで繰り返す。ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうち前記ａで処理の対象としなかった
部分信号列について、その部分信号列を前記信号列送出
手段によって取り出して前記第２方向直交変換手段に第
２方向の１次元直交変換を行わせ、得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段に量子化させ
て前記量子化係数選択出力手段に選択させる。
【請求項１１】入力画素ブロックに対して２次元直交
変換と量子化を行う装置であって、水平方向および垂直
方向の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、入
力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変換を行
う第１方向直交変換手段と、前記第１方向直交変換手段
が出力する係数信号ブロックを格納するメモリと、前記
メモリから第２方向の部分信号列を取り出す信号列送出
手段と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列
に対し第２方向の１次元直交変換を行う第２方向直交変
換手段と、前記第２方向直交変換手段の出力である係数
信号列を所定の量子化特性に従って量子化する量子化手
段と、前記量子化特性に従った量子化により０以外の値
に量子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電
力を第２方向の信号列単位で算出する判定閾値算出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列の電
力を算出する電力算出手段と、前記電力算出手段の算出
電力が前記判定閾値算出手段の算出閾値を下回っている
かどうかを判定する大小比較手段と、全ての量子化係数
が０である第２方向の信号列を生成する零係数列生成手
段と、前記量子化手段と前記零係数列生成手段の出力の
何れかを第２方向の信号列毎に選択して量子化後の出力
係数信号とする量子化係数選択出力手段と、下記ａおよ
びｂの制御を行う制御手段とを備えた２次元直交変換と
量子化装置。ａ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、その部分信号列を前記信
号列送出手段によって取り出して前記電力算出手段にそ
の電力を算出させると共に前記判定閾値算出手段に当該
部分信号列に対応する判定閾値電力を算出させて前記大
小比較手段に両者を比較させ、算出電力が判定閾値電力
を下回っているときには当該部分信号列に対して全ての
量子化係数が０である量子化係数列を前記零係数列生成
手段に生成させて前記量子化係数選択出力手段に選択さ
せ、算出電力が判定閾値電力を下回っていないときには
当該部分信号列に対して第２方向の１次元直交変換を前
記第２方向直交変換手段に行わせて得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段で量子化させ
て量子化係数列を生成させ、前記量子化係数選択出力手
段に選択させる処理を、所定の量子化特性に従った量子
化により０以外の値に量子化される２次元直交変換係数
が取り得る最小の電力を下回らない電力を有する最初の
部分信号列まで繰り返す。ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうち前記ａで処理の対象としなかった
部分信号列について、その部分信号列を前記信号列送出
手段によって取り出して前記第２方向直交変換手段に第
２方向の１次元直交変換を行わせ、得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段に量子化させ
て前記量子化係数選択出力手段に選択させる。
【請求項１２】入力画素ブロックに対して２次元直交
変換と量子化を行う装置であって、水平方向および垂直
方向の何れか一方を第１方向、他方を第２方向とし、入
力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変換を行
う第１方向直交変換手段と、前記第１方向直交変換手段
が出力する係数信号ブロックを格納するメモリと、前記
メモリから第２方向の部分信号列を取り出す信号列送出
手段と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列
に対し第２方向の１次元直交変換を行う第２方向直交変
換手段と、前記第２方向直交変換手段の出力である係数
信号列を所定の量子化特性に従って量子化する量子化手
段と、前記量子化特性に従った量子化により０以外の値
に量子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電
力を第２方向の信号列単位で算出する判定閾値算出手段
と、前記信号列送出手段より送出される部分信号列の電
力を算出する電力算出手段と、前記電力算出手段の算出
電力が前記判定閾値算出手段の算出閾値を下回っている
かどうかを判定する大小比較手段と、全ての量子化係数
が０である第２方向の信号列を生成する零係数列生成手
段と、前記量子化手段と前記零係数列生成手段の出力の
何れかを第２方向の信号列毎に選択して量子化後の出力
係数信号とする量子化係数選択出力手段と、下記ａおよ
びｂの制御を行う制御手段とを備えた２次元直交変換と
量子化装置。ａ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、その部分信号列を前記信
号列送出手段によって取り出して前記電力算出手段にそ
の電力を算出させると共に前記判定閾値算出手段に当該
部分信号列に対応する判定閾値電力を算出させて前記大
小比較手段に両者を比較させ、算出電力が判定閾値電力
を下回っているときには当該部分信号列に対して全ての
量子化係数が０である量子化係数列を前記零係数列生成
手段に生成させて前記量子化係数選択出力手段に選択さ
せ、算出電力が判定閾値電力を下回っていないときには
当該部分信号列に対して第２方向の１次元直交変換を前
記第２方向直交変換手段に行わせて得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段で量子化させ
て量子化係数列を生成させ、前記量子化係数選択出力手
段に選択させる処理を、予め定められた数の部分信号列
を処理し終えるか、処理し終えなくても所定の量子化特
性に従った量子化により０以外の値に量子化される２次
元直交変換係数が取り得る最小の電力を下回らない電力
を有する最初の部分信号列を処理し終えるまで繰り返
す。ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうち前記ａで処理の対象としなかった
部分信号列について、その部分信号列を前記信号列送出
手段によって取り出して前記第２方向直交変換手段に第
２方向の１次元直交変換を行わせ、得られた係数信号列
を前記量子化特性に従って前記量子化手段に量子化させ
て前記量子化係数選択出力手段に選択させる。
【請求項１３】前記２次元直交変換が２次元離散コサ
イン変換、前記第１方向の１次元直交変換が第１方向の
１次元離散コサイン変換、前記第２方向の１次元直交変
換が第２方向の１次元離散コサイン変換であり、量子化
係数が全て０になる確率が高い部分信号列の順として、
前記第１方向の１次元離散コサイン変換の次数の大きい
順を用いる請求項１０、１１または１２に記載の２次元
直交変換と量子化装置。
【請求項１４】入力画素ブロックに対して２次元直交
変換と量子化を行うコンピュータに実行させるプログラ
ムであって、水平方向および垂直方向の何れか一方を第
１方向、他方を第２方向とするとき、前記コンピュータ
に、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの少なく
とも一部の第２方向の部分信号列について、その部分信
号列の電力を算出すると共に所定の量子化特性に従った
量子化により０以外の値に量子化される２次元直交変換
係数が取り得る最小の電力を算出して両者を比較し、前
者の電力が後者の電力を下回っているときには当該部分
信号列に対して全ての量子化係数が０である量子化係数
列を生成し、それ以外のときには当該部分信号列に対し
て第２方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号
列を前記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を
生成するステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を実行させるプログラム。
【請求項１５】前記２次元直交変換が２次元離散コサ
イン変換、前記第１方向の１次元直交変換が第１方向の
１次元離散コサイン変換、前記第２方向の１次元直交変
換が第２方向の１次元離散コサイン変換であり、ステッ
プｂで処理の対象とする部分信号列は、前記第１方向の
１次元離散コサイン変換の最高次変換係数に対応する部
分信号列から次数の大きい順に選択された１個または複
数個の部分信号列である請求項１４に記載のプログラ
ム。
【請求項１６】入力画素ブロックに対して２次元直交
変換と量子化をコンピュータに実行させるプログラムで
あって、水平方向および垂直方向の何れか一方を第１方
向、他方を第２方向とするとき、前記コンピュータに、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、当該部分信号列の電力を
算出する共に所定の量子化特性に従った量子化により０
以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取り得る
最小の電力を算出して両者を比較し、前者の電力が後者
の電力を下回っているときには当該部分信号列に対して
全ての量子化係数が０である量子化係数列を生成し、そ
れ以外のときには当該部分信号列に対して第２方向の１
次元直交変換を行って得られた係数信号列を前記量子化
特性に従って量子化して量子化係数列を生成する処理
を、予め定められた数の部分信号列を処理し終えるまで
繰り返すステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を実行させるプログラム。
【請求項１７】入力画素ブロックに対して２次元直交
変換と量子化をコンピュータに行わせるプログラムであ
って、水平方向および垂直方向の何れか一方を第１方
向、他方を第２方向とするとき、前記コンピュータに、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、当該部分信号列の電力を
算出すると共に所定の量子化特性に従った量子化により
０以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取り得
る最小の電力を算出して両者を比較し、前者の電力が後
者の電力を下回っているときには当該部分信号列に対し
て全ての量子化係数が０である量子化係数列を生成し、
それ以外のときには当該部分信号列に対して第２方向の
１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前記量子
化特性に従って量子化して量子化係数列を生成する処理
を、所定の量子化特性に従った量子化により０以外の値
に量子化される２次元直交変換係数が取り得る最小の電
力を下回らない電力を有する最初の部分信号列まで繰り
返すステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を実行させるプログラム。
【請求項１８】入力画素ブロックに対して２次元直交
変換と量子化をコンピュータに実行させるプログラムで
あって、水平方向および垂直方向の何れか一方を第１方
向、他方を第２方向とするとき、前記コンピュータに、ａ）入力画素ブロックに対して第１方向の１次元直交変
換を行い、得られた係数信号ブロックをメモリに格納す
るステップ、ｂ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列について、量子化係数が全て０になる確
率が高い部分信号列から順に、当該部分信号列の電力を
算出する共に所定の量子化特性に従った量子化により０
以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取り得る
最小の電力を算出して両者を比較し、前者の電力が後者
の電力を下回っているときには当該部分信号列に対して
全ての量子化係数が０である量子化係数列を生成し、そ
れ以外のときには当該部分信号列に対して第２方向の１
次元直交変換を行って得られた係数信号列を前記量子化
特性に従って量子化して量子化係数列を生成する処理
を、予め定められた数の部分信号列を処理し終えるか、
処理し終えなくても所定の量子化特性に従った量子化に
より０以外の値に量子化される２次元直交変換係数が取
り得る最小の電力を下回らない電力を有する最初の部分
信号列を処理し終えるまで繰り返すステップ、ｃ）前記メモリに格納された係数信号ブロックの第２方
向の部分信号列のうちステップｂで処理の対象としなか
った部分信号列について、当該部分信号列に対して第２
方向の１次元直交変換を行って得られた係数信号列を前
記量子化特性に従って量子化して量子化係数列を生成す
るステップ、を実行させるプログラム。
【請求項１９】前記２次元直交変換が２次元離散コサ
イン変換、前記第１方向の１次元直交変換が第１方向の
１次元離散コサイン変換、前記第２方向の１次元直交変
換が第２方向の１次元離散コサイン変換であり、ステッ
プｂでは、量子化係数が全て０になる確率が高い部分信
号列の順として、前記第１方向の１次元離散コサイン変
換の次数の大きい順を用いる請求項１６、１７または１
８に記載のプログラム。