JP2839392B2 - 画像データ復元方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多値画像を直交変換符
号化方式で符号化して得られる符号データから画像を復
元する画像データ復元方法および画像データ復元装置に
関するものである。

【０００２】中間調画像やカラー画像などの多値画像を
その特徴を損なうことなくデータ量を圧縮する符号化方
式として、２次元直交変換を利用した適応離散コサイン
変換符号化方式（Adaptive Discrete CosineTransfor
m，以下ＡＤＣＴ方式と称する）が広く用いられてい
る。

【０００３】このＡＤＣＴ方式は、多値画像をそれぞれ
所定数の画素（例えば８×８画素）からなるブロックに
分割し、このブロックごとに画像を直交変換して変換係
数（以下、ＤＣＴ係数と称する）からなる行列を求め、
この行列の各成分をそれぞれ対応する視覚適応閾値（後
述する）を用いて量子化してから可変長符号化すること
により、データ量を圧縮するものである。

【０００４】

【従来の技術】図１２に、従来のＡＤＣＴ方式を適用し
た画像データ圧縮装置の構成を示す。また、図１３に、
多値画像を分割して得られるブロックの例を示す。

【０００５】画像読取装置などによって読み取られた多
値画像は、上述したブロックごとに順次にＤＣＴ変換部
６１１に入力され、このＤＣＴ変換部６１１による２次
元離散コサイン変換（以下、ＤＣＴ変換と称する）処理
により、空間周波数成分に対応するＤＣＴ係数からなる
８行８列の行列（以下、ＤＣＴ係数Ｄと称する）に変換
される。図１４に、ＤＣＴ係数Ｄの例を示す。

【０００６】このＤＣＴ係数Ｄの各成分は、線型量子化
部６２０により、それぞれ量子化閾値Ｑ_THの対応する成
分を用いて量子化される。上述した量子化閾値Ｑ_THは、
各空間周波数に対応する視覚適応閾値と量子化制御パラ
メータSFとから得られるものである。この視覚適応閾値
は、各空間周波数成分に対する視覚の感度に関する実験
結果に基づいて予め定められており、量子化マトリクス
Ｖ_TH（図１５参照）として与えられている。また、量子
化制御パラメータSFは、画像の量子化精度を決定する係
数であり、復元画像に対して要求される画質に応じて、
操作者が１画面分の画像データの符号化処理に先立って
設定するものである。

【０００７】ここで、上述した量子化マトリクスＶ_THの
各成分の値は、人間の視覚感度の空間周波数特性に応じ
て、図１５に示すように、低い空間周波数に対応する成
分の絶対値は小さく、逆に、高い空間周波数に対応する
成分の絶対値は大きく設定されている。このため、線型
量子化部６２０によってＤＣＴ係数Ｄを量子化して得ら
れる量子化係数Ｄ_QUは、図１６に示すように、直流成分
を示す行列の左上隅の成分（以下、ＤＣ成分と称する）
とこのＤＣ成分の周囲にある低い空間周波数成分を示す
極く少数のＡＣ成分のみが零以外の値を有する有効係数
となり、大部分のＡＣ成分は値が零である無効係数とな
る場合が多い。

【０００８】このようにして得られた量子化係数Ｄ_QUを
図１７に示すジグザスキャンと呼ばれる走査順序を用い
て走査すると、一連の有効係数に続いて、無効係数が連
続している１次元配列が得られる。この１次元配列を符
号化部６３１によって有効係数（インデックス）とこの
インデックスの前に連続している無効係数の連続長（ラ
ン）との組合せに変換し、符号表６３２に基づいて、各
組合せをその出現頻度に対応する符号にそれぞれ置き換
えて可変長符号化することにより、画像データを圧縮し
ている。

【０００９】また、このようにして得られた符号化デー
タは、図１８に示す画像データ復元装置によって画像デ
ータに復元される。画像データ復元装置の復号部７１１
は、上述した符号表６３２とは逆に、符号に対応するラ
ンとインデックスとの組合せを示す復号表７１２を備え
ており、順次に入力される符号を復号してインデックス
とランとの組合せを求めて、逆量子化部７２０に入力す
る。

【００１０】この逆量子化部７２０は、入力されるイン
デックスとランとの組合せから各ブロックの量子化係数
Ｄ_QUを復元し、この量子化係数Ｄ_QUの各成分に上述した
量子化閾値Ｑ_THの対応する成分を乗じて逆量子化し、各
ブロックのＤＣＴ係数Ｄを復元する。このようにして得
られたＤＣＴ係数Ｄに対して、逆ＤＣＴ変換部７３１
が、逆ＤＣＴ変換処理を施すことによって、該当するブ
ロックの画像データが復元され、上述した処理を各ブロ
ックについて繰り返すことにより、１画面分の画像デー
タが復元される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】逆ＤＣＴ変換処理は、
８行８列の行列の乗算処理を含んでいるため、非常に演
算量の多い処理であるため、上述したようにして、全て
のブロックに対応するＤＣＴ係数Ｄを逆ＤＣＴ変換して
画像データを復元した場合は、画像データの復元処理に
長い時間を要していた。

【００１２】ところで、ＤＣＴ係数Ｄの直流成分のみが
有効係数である場合は、該当するブロックは有効な交流
成分を持たない直流ブロックであり、この場合は、ＤＣ
Ｔ係数Ｄの直流成分の値をＤＣＴ係数Ｄの列の数（例え
ば『８』）で割った値と逆ＤＣＴ変換処理で得られる画
像データの値とが等しい。従って、この場合には、ＤＣ
Ｔ係数Ｄに対する逆ＤＣＴ変換処理を行うことなく、１
ブロック分の画像データを復元することができる。

【００１３】上述した性質を利用して、画像データの復
元処理を高速化する技法として、本出願人は、特願平１
−２９０３０４号『画像データ復元方式』を既に出願し
ている。

【００１４】この技法は、量子化係数Ｄ_QUが含んでいる
有効係数の数が『１』であった場合に、該当するブロッ
クは有効な交流成分を持たない直流ブロックであると判
断し、該当するブロックについては、逆ＤＣＴ変換処理
を行う代わりに、ＤＣＴ係数Ｄの直流成分の値をｎビッ
トだけ右へシフトして得られた画像データをブロックの
画素数だけ反復して出力することにより、１ブロック分
の画像データを復元するものである。但し、各ブロック
は２ⁿ ×２ⁿ 画素からなっており、ＤＣＴ係数Ｄは２ⁿ
行２ⁿ 列の行列である。

【００１５】直流ブロックは、風景写真の空の部分やク
ローズアップした人物の肌の部分のように、階調変化が
比較的緩やかな部分に多く含まれているから、上述した
技法を適用することにより、このような画像の復元処理
に要する時間を大幅に短縮することができる。

【００１６】しかしながら、この技法においては、シフ
ト処理によって得られた画像データを１ブロック分の画
像データに展開しながら、表示用のフレームバッファな
どの後段の装置に転送しているので、直流ブロックの復
元処理に要する時間は、１ブロックの画素数分の画像デ
ータを転送するために要する時間によって制限されてい
た。ここで、図１８に示した画像データ復元装置とフレ
ームバッファとは、通常は別々の回路素子であるから、
画像データの転送処理は、画像データ復元装置とフレー
ムバッファとの間のハンドシェークを確認しながら行わ
れている。このため、例えば、１ブロックが８×８画素
からなっている場合は、少なくとも６４サイクルの時間
を要していた。

【００１７】一方、逆ＤＣＴ変換処理における行列の乗
算処理をパイプライン化することにより、８×８画素の
ブロックを復元するために要する時間は１２８サイクル
程度に短縮することができる。すなわち、上述した技法
によっては、直流ブロックの復元処理に要する時間は、
通常のブロックの復元処理に要する時間の半分程度に短
縮されるにすぎなかった。

【００１８】このため、全てのブロックが直流ブロック
であるにもかかわらず、階層復元の第１階層の復元処理
に要する時間を充分に短縮することができず、操作者の
待ち時間が長かった。

【００１９】また、画像データベースの検索用画像（ピ
クチャーディレクトリ）として、各ブロックをそれぞれ
１画素に縮小した縮小画像を用いる場合には、フレーム
バッファ側で、画像データ復元装置で復元されたフルサ
イズの画像の各ブロックからそれぞれ１画素を抽出して
縮小画像を作成していた。このように、一旦、直流ブロ
ックを展開した後に画素の間引き処理を行うのでは、直
流ブロックの展開処理は無駄な処理となってしまう。

【００２０】ここで、直流ブロックの展開処理は、画像
データを出力するまでに行えばよい処理であるから、必
ずしも復元装置側において行う必要はない。むしろ、こ
のような処理を切り離して、できるだけ早く次のブロッ
クについての復元処理を開始した方が、画像全体の復元
処理および出力処理を高速化する上で有利である。

【００２１】本発明は、画像の復元処理の処理負担を軽
減する画像データ復元方法および装置を提供することを
目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の画像デ
ータ復元方法の原理を示す図である。請求項１の発明
は、原画像を複数の画素からなるブロックごとに直交変
換し、得られた変換係数を符号化する変換符号化方式の
符号データから原画像を復元する画像データ復元方法に
おいて、各ブロックに対応する変換係数に基づいて、各
ブロックが有効な交流成分を持たない直流ブロックであ
るか否かを判定し、直流ブロック以外のブロックに対応
する変換係数をそれぞれ逆直交変換して、該当するブロ
ックの画像を復元し、直流ブロックに対応する変換係数
の直流成分の値から、直流ブロックの任意の１画素を復
元し、任意の１画素の復元結果と直流ブロックである旨
の判定結果とで、直流ブロックの復元画像を表すことを
特徴とする。

【００２３】図２は、請求項２の画像データ復元装置の
構成を示す図である。請求項２の発明は、原画像を複数
の画素からなるブロックごとに直交変換し、得られた変
換係数を符号化する変換符号化方式の符号データを復号
して、各ブロックの変換係数を求める復号手段１０１
と、各ブロックの変換係数を逆直交変換して、各ブロッ
クの画像データを復元する逆直交変換手段１０２と、各
ブロックの変換係数に含まれる直流成分の値を所定の定
数で除算する直流変換手段１０３と、各ブロックの変換
係数に基づいて、各ブロックが有効な交流成分を持たな
い直流ブロックであるか否かを判定し、判定結果を判定
情報として送出するブロック判定手段１０４と、交流ブ
ロックである旨の判定情報に応じて、逆直交変換手段１
０２で復元された１ブロック分の画像データを選択して
出力し、直流ブロックである旨の判定情報に応じて、直
流変換手段１０３の出力を選択して直流ブロックの任意
の１画素の画像データとして出力する選択手段１０５と
を備えたこと特徴とする。

【００２４】図３は、請求項３の画像データ復元装置の
構成を示す図である。請求項３の発明は、請求項２に記
載の画像データ復元装置において、入力される画像デー
タを画素に対応して格納する画像データ格納手段１１１
と、直流ブロックでない旨の判定情報に応じて、１ブロ
ック分の画像データをそのまま画像データ格納手段１１
１に入力し、直流ブロックである旨の判定情報に応じ
て、直流ブロックの任意の１画素の画像データを１ブロ
ックの画素数だけ繰り返して画像データ格納手段１１１
に入力する入力制御手段１１２とを備えたことを特徴と
する。

【００２５】図４は、請求項４の画像データ復元装置の
構成を示す図である。請求項４の発明は、請求項３に記
載の画像データ復元装置において、１ブロック分の画像
データに相当する容量を有する複数の記憶領域１２１を
有し、各ブロックに対応する画像データを複数の記憶領
域１２１に交互に保持し、保持した各ブロックの画像デ
ータを順次に送出するブロック保持手段１２２と、複数
の記憶領域１２１に保持されたブロックに対応する判定
情報をそれぞれ保持する複数の判定情報保持手段１２３
とを備え、入力制御手段１１２が、各判定情報保持手段
１２３に保持された判定情報に応じて、ブロック保持手
段１２２から画像データ格納手段１１１への画像データ
の入力動作を制御する構成であることを特徴とする。

【００２６】図５は、請求項５の画像データ復元装置の
構成を示す図である。請求項５の発明は、請求項２に記
載の画像データ復元装置において、１ブロック分の画像
データに相当する容量を有する複数の記憶領域１２１を
有し、各ブロックに対応する画像データを複数の記憶領
域１２１に交互に保持し、保持した各ブロックの画像デ
ータを順次に送出するブロック保持手段１２２と、直流
ブロックでない旨の判定情報に応じて、選択手段１０５
からの１ブロック分の画像データをそのままブロック保
持手段１２２に送出し、直流ブロックである旨の判定情
報に応じて、選択手段１０５からの１画素分の画像デー
タを１ブロックの画素数だけ繰り返して送出する転送制
御手段１３１と、入力される画像データを画素に対応し
て格納する画像データ格納手段１１１とを備え、ブロッ
ク保持手段１２２が送出した画像データを画像データ格
納手段１１１に入力する構成であることを特徴とする。

【００２７】図６は、請求項６の画像データ復元装置の
構成を示す図である。請求項６の発明は、請求項２に記
載の画像データ復元装置において、階層復元の第１階層
である旨の情報の入力に応じて、選択手段１０５で選択
される１画素分の画像データを各ブロックの原画像にお
ける位置に応じて配列して、各ブロックの画像を１画素
に縮小した縮小画像を作成する縮小画像作成手段１４１
を備えたこと特徴とする。

【００２８】

【作用】請求項１の発明は、直流ブロックでないブロッ
クについては、対応する係数行列を逆直交変換して１ブ
ロック分の画像を復元し、直流ブロックについては、任
意の１画素の復元結果と直流ブロックである旨の判定結
果とで復元画像を表すことにより、直流ブロックの展開
処理を後段の装置に割り当てて、変換係数から画像デー
タを復元する処理の負担を軽減することができる。

【００２９】請求項２の発明は、復号手段１０１で得ら
れる各ブロックの変換係数に基づいて、ブロック判定手
段１０４により、各ブロックが直流ブロックであるか否
かが判定され、この判定結果に応じて選択手段１０５が
動作することにより、直流変換手段１０３で得られた１
画素分の画像データと直流ブロックである旨の判定情報
とで、直流ブロックの復元画像を表して送出することが
できる。これにより、直流ブロックの展開処理を画像デ
ータ復元装置による復元処理から分離して、後段の装置
に割り当てることができ、復元処理の処理負担を軽減す
ることが可能となる。一方、直流ブロックでないとされ
たブロックについては、従来と同様に、逆直交変換手段
１０２で得られた１ブロック分の画像データが出力され
る。

【００３０】請求項３の発明は、直流ブロックである旨
の判定情報に応じて、入力制御手段１１２が動作するこ
とにより、１画素分の画像データから直流ブロックを展
開することができ、画像データ格納手段１１１上に復元
画像を得ることができる。ここで、入力制御手段１１２
による直流ブロックの展開処理は、上述した選択手段１
０５による画像データの出力のサイクルとは独立のサイ
クルで処理可能であるから、直流ブロックを展開しなが
ら転送する場合に比べて、復元画像の出力までに要する
時間を短縮することができる。

【００３１】更に、複数の記憶領域１２１を有するブロ
ック保持手段１２２と複数の判定情報保持手段１２３と
に、それぞれ各ブロックに対応する画像データと判定情
報とを保持しておくことにより、ブロック保持手段１２
２から画像データ格納手段１１１への転送動作と次のブ
ロックについての復元処理とを並行して行うことが可能
となり、復元画像の出力までに要する時間をより短縮す
ることができる。

【００３２】また、請求項５の発明は、直流ブロックで
ある旨の判定情報に応じて、転送制御手段１３１が、画
像データの展開処理を行うことにより、ブロック保持手
段１２２の各記憶領域１２１に各ブロックの画像データ
が保持される。従って、これらの記憶領域１２１に保持
された画像データを従来と同様に順次に送出すれば、画
像データ格納手段１１１上に復元画像を得ることができ
る。

【００３３】階層復元の第１階層においては、全てのブ
ロックが直流ブロックであるから、請求項６の発明は、
階層復元の第１階層である旨の情報の入力に応じて、縮
小画像作成手段１４１が、各ブロックに対応する１画素
分の画像データを順次に配列することにより、縮小画像
を高速に作成して操作者に提供することができる。

【００３４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図７は、本発明の画像データ復元装
置の実施例構成を示す。

【００３５】図７において、復号部７１１と復号表７１
２と逆量子化部２１０とは、復号手段１０１を形成して
おり、復号部７１１が、入力される各符号に基づいて復
号表７１２を検索し、該当するインデックスとランとの
組合せを復号データとして逆量子化部２１０に送出する
構成となっいる。

【００３６】この逆量子化部２１０は、デマルチプレク
サ（ＤＭＰＸ）２０１とアドレス算出部２０２と量子化
閾値保持部２０３と乗算器２０４とバッファ２０５とか
ら形成されており、上述したデマルチプレクサ２０１
が、入力される復号データをインデックスとランとに分
離し、それぞれ乗算器２０４とアドレス算出部２０２と
に送出する構成となっている。

【００３７】上述したアドレス算出部２０２は、入力さ
れるランの値に基づいて、対応するインデックスのジグ
ザグスキャンによる走査順序を求めて、該当する有効係
数が８行８列の量子化係数Ｄ_QUにおいて占める位置を表
すアドレスとして出力する構成となっている。また、量
子化閾値保持部２０３は、量子化閾値Ｑ_THの各成分を上
述したジグザグスキャンによる走査順序に従って格納し
ており、上述したアドレスの入力に応じて、該当する量
子化閾値を出力する構成となっている。

【００３８】このようにして、乗算器２０４にインデッ
クスとともに対応する量子化閾値を入力し、この乗算器
２０４による乗算結果をバッファ２０５の上述したアド
レスに応じて格納することにより、８行８列のＤＣＴ係
数Ｄを復元する構成となっている。

【００３９】また、図７において、ブロック判定手段１
０４は、終了検出部２１１とカウンタ２１２と判定回路
２１３とから形成されており、終了検出部２１１とカウ
ンタ２１２とに、デマルチプレクサ２０１によって分離
されたランが入力される構成となっている。

【００４０】この終了検出部２１１は、１ブロックの終
了を示すラン『Ｒ_EOB 』が入力されたときに、１ブロッ
ク分の復号データの入力が終了した旨を判定回路２１３
に通知する構成となっている。また、カウンタ２１２
は、ランの入力に応じて計数動作を行うことにより、各
ブロックに対応する量子化係数Ｄ_QUに含まれている有効
係数の数を計数する構成となっている。

【００４１】ここで、逐次復元方式の場合は、各ブロッ
クの量子化係数Ｄ_QUには直流成分が必ず含まれているか
ら、１ブロック分の符号データに含まれるランの数が
『１』であった場合は、このブロックは、直流成分以外
に有効な成分を持たない直流ブロックである。

【００４２】従って、上述したカウンタ２１２の計数値
を判定回路２１３に入力し、判定回路２１３が、終了検
出部２１１からの通知に応じて、カウンタ２１２で得ら
れた有効係数の数が『１』であるか否かを判定し、有効
係数の数が『１』であるときに、直流ブロックである旨
の判定情報を出力し、他の場合に直流ブロックでない旨
の判定情報を出力すればよい。

【００４３】また、上述した終了検出部２１１からの通
知に応じて、タイミング制御部２０６は、逆ＤＣＴ変換
部７３１およびシフト回路２２１に対して、バッファ２
０５に格納されたＤＣＴ係数Ｄに対する処理の開始を指
示する構成となっている。

【００４４】逆ＤＣＴ変換部７３１は、逆直交変換手段
１０２に相当するものであり、この逆ＤＣＴ変換部７３
１により、従来と同様にＤＣＴ係数Ｄと定数行列Ａとの
行列演算が行われ、１ブロックの各画素の画像データが
それぞれ復元される。

【００４５】一方、シフト回路２２１は、直流変換手段
１０３に相当するものであり、バッファ２０５からＤＣ
Ｔ係数Ｄの直流成分を表す数値データ（例えば１１ビッ
ト）が入力され、この数値データを右へ３ビットだけシ
フトして、上述した直流成分を数値『８』で割って得ら
れる商の整数部を得る構成となっている。

【００４６】このようにして、直流ブロックの任意の１
画素の画像データが復元され、上述した逆ＤＣＴ変換部
７３１の出力とともに、マルチプレクサ２３１にそれぞ
れ入力されている。

【００４７】このマルチプレクサ２３１は、選択手段１
０５に相当するものであり、上述したブロック判定手段
１０４からの判定情報に応じて、逆ＤＣＴ変換部７３１
とシフト回路２２１との出力のいずれか一方を選択して
復元画像データとして後段の装置（例えばフレームバッ
ファ）に送出する構成となっている。このマルチプレク
サ２３１は、直流ブロックである旨の判定情報に応じて
シフト回路２２１の出力を選択し、直流ブロックでない
旨の判定情報に応じて逆ＤＣＴ変換部７３１の出力を選
択する構成とすればよい。

【００４８】すなわち、直流ブロックである旨の判定情
報に応じて、シフト回路２２１の出力を選択することに
より、直流ブロックに対応するＤＣＴ係数Ｄに対する逆
ＤＣＴ変換処理をスキップし、直流ブロックの任意の１
画素の画像データを出力する構成となっている。

【００４９】また、ブロック判定手段１０４からの判定
情報は、マルチプレクサ２３１の出力とともに後段の装
置に送出されており、直流ブロックである旨の判定情報
と直流ブロックの任意の１画素の画像データとによっ
て、直流ブロックの復元画像が表されている。

【００５０】このように、直流ブロックの任意の１画素
の画像データと直流ブロックである旨の判定情報とで直
流ブロックを表して後段の装置に通知することにより、
直流ブロックについての画像データの展開処理を逆直交
変換処理から分離して、後段の装置に割り当てることが
できる。

【００５１】これにより、逆直交変換手段１０２の処理
負担を軽減して、逆直交変換処理の高速化を図ることが
可能となり、画像データの復元処理全体に要する時間を
短縮することができる。

【００５２】例えば、後段の装置からの展開処理が終了
した旨の通知に応じて、タイミング制御部２０６は直流
ブロックについての復元処理が終了したと判断し、復号
手段１０１に対して次のブロックの復号処理の開始を指
示すればよい。

【００５３】この場合は、直流ブロックの復元処理に要
する時間は、ＤＣＴ係数Ｄの直流成分の復号処理とこの
直流成分を３ビットシフトする処理と後段の装置による
展開処理とに要する時間となる。

【００５４】ここで、後段の装置の内部において直流ブ
ロックを展開する場合は、画像データを単純に複写すれ
ばよいので、６４画素分の画像データをハンドシェーク
を確認しながら後段の装置に転送しながら展開する場合
に比べて、短時間で処理可能である。

【００５５】図８に、請求項３の画像データ復元装置の
実施例構成を示す。図８において、フレームバッファ２
４１は、画像データ格納手段１１１に相当するものであ
り、指定される書込アドレスに応じて、マルチプレクサ
２３１から出力される画像データを格納する構成となっ
ている。

【００５６】また、入力制御手段１１２は、アドレス算
出部２４３とレジスタ２４４とセレクタ２４５とから形
成されており、このアドレス算出部２４３とレジスタ２
４４とセレクタ２４５とは、それぞれ判定情報に応じて
動作し、フレームバッファ２４１への書込動作を制御す
る構成となっている。

【００５７】アドレス算出部２４３は、直流ブロックで
ない旨の判定情報に応じて、画像データの転送動作に同
期して各画素に対応するアドレスを順次に生成し、フレ
ームバッファ２４１に書込アドレスとして指定する構成
となっている。このとき、アドレス算出部２４３は、従
来と同様に、各ブロックが原画像において占める位置に
基づいて、書込アドレスの先頭アドレスを決定し、この
先頭アドレスから該当するブロックの各画素に対応する
書込アドレスを算出すればよい。

【００５８】また、セレクタ２４５は、直流ブロックで
ない旨の判定情報に応じて、マルチプレクサ２３１の出
力を選択する構成となっている。すなわち、直流ブロッ
クでない場合は、逆ＤＣＴ変換部７３１で得られた１ブ
ロック分の画像データが、マルチプレクサ２３１および
セレクタ２４５を介してフレームバッファ２４１に入力
され、それぞれ対応する書込アドレスに格納される。

【００５９】一方、直流ブロックである旨の判定情報に
応じて、アドレス算出部２４３は、内部クロックに同期
して各画素に対応するアドレスを順次に生成する。ま
た、直流ブロックである旨の通知の入力に応じて、レジ
スタ２４４により、マルチプレクサ２３１の出力を保持
し、このレジスタ２４４に保持された直流ブロックの１
画素の画像データがセレクタ２４４を介してフレームバ
ッファ２４１に入力される。

【００６０】すなわち、直流ブロックである旨の判定情
報と１画素分の画像データとの入力に応じて、この画像
データが１ブロック分の各画素のアドレスに順次に書き
込むことにより、直流ブロックの展開処理が行われてい
る。

【００６１】この場合は、高速の内部クロックに同期し
て、画像データの書込処理を行うことができるので、直
流ブロックの展開処理を極く短時間で完了させることが
できる。

【００６２】また、上述したように、直流ブロックであ
る旨の判定情報に応じて、レジスタ２４４に直流ブロッ
クの任意の１画素の画像データが保持されるので、直流
変換手段１０３側で上述した画像データを保持しておく
必要はない。従って、直流ブロックの場合は、上述した
画像データをマルチプレクサ２３１を介して送出した後
は、すぐに次のブロックの復号処理を開始することがで
きる。

【００６３】ここで、風景や人物のクローズアップなど
の自然画像は、背景の部分や人物の肌の部分のように階
調変化が緩やかな部分が多く、直流ブロックを多数含ん
でいるので、上述したようにして、直流ブロックの展開
処理をフレームバッファ２４１側で行うことにより、画
像データの復元処理に要する時間の大幅な短縮が期待さ
れる。

【００６４】更に、上述した直流変換処理および逆ＤＣ
Ｔ変換処理と直流ブロックの展開処理および画像データ
の転送処理とをパイプライン化して処理すれば、より一
層の高速化を図ることができる。

【００６５】図９に、請求項４の画像データ復元装置の
実施例構成図を示す。図９において、画像データ復元装
置は、図８に示した画像データ復元装置に、２つのブロ
ックバッファ２５１ａ，２５１ｂと切換処理部２５２と
からなるブロック保持手段１２２と、２つのレジスタ２
５３ａ，２５３ｂと、パイプライン制御部２５４とを備
えた構成となっている。

【００６６】上述した２つのブロックバッファ２５１
ａ，２５１ｂは、記憶領域１２１に相当するものであ
り、それぞれ１ブロック分の画像データに相当する容量
を有している。また、レジスタ２５３ａ，２５３ｂは、
判定情報保持手段１２３に相当するものであり、上述し
たブロックバッファ２５１ａ，２５１ｂにそれぞれ対応
している。また、上述したブロックバッファ２５１ａ，
２５１ｂには、マルチプレクサ２３１の出力がそれぞれ
入力されており、レジスタ２５３ａ，２５３ｂには、上
述したブロック判定手段１０４からの判定情報がそれぞ
れ入力されている。以下、ブロックバッファ２５１ａ，
２５１ｂおよびレジスタ２５３ａ，２５３ｂを総称する
際は、それぞれブロックバッファ２５１およびレジスタ
２５３と称する。

【００６７】また、切換処理部２５２は、パイプライン
制御部２５４からの指示に応じて、ブロックバッファ２
５１ａ，２５１ｂおよびレジスタ２５３ａ，２５３ｂを
交互に書込有効状態とし、他方をそれぞれ読出有効状態
として、読出有効状態としたブロックバッファ２５１お
よびレジスタ２５３に対して画像データおよび判定情報
の送出を指示する構成となっている。このとき、切換処
理部２５２は、該当するレジスタ２５３の内容を参照
し、直流ブロックである場合は、ブロックバッファ２５
１から１画素分の画像データが送出されたときに画像デ
ータの送出動作の停止を指示するとともに１ブロック分
の転送動作の終了をパイプライン制御部２５４に通知
し、他の場合は、全画素分の画像データが送出されてか
ら転送動作の終了を通知する。

【００６８】パイプライン制御部２５４は、逆ＤＣＴ変
換部７３１あるいはシフト回路２２１による復元処理が
終了した旨の通知に応じて、切換処理部２５２にブロッ
クバッファ２５１およびレジスタ２５３の切り換えを指
示し、読出有効状態とされたブロックバッファ２５１お
よびレジスタ２５３の書換えを禁止する。また、上述し
た転送動作の終了通知に応じて、パイプライン制御部２
５４は、読出有効状態とされたブロックバッファ２５１
およびレジスタ２５３を解放し、切換処理部２５２に書
込有効状態とすることを許可すればよい。

【００６９】この場合は、上述した実施例と同様に、直
流ブロックの展開処理と次のブロックの復元処理とを並
行して処理可能であり、更に、有効な交流成分を有する
ブロックの画像データの転送処理と次のブロックの復元
処理とを並行して処理することができる。

【００７０】ここで、図７に示した画像データ復元装置
に、上述したブロック保持手段１２２および判定情報保
持手段１２３を加えて１つの回路基板上に配置してハー
ドウェア化すれば、マルチプレクサ２３１と２つのブロ
ックバッファ２５１ａ，２５１ｂとの間の転送処理は、
逆ＤＣＴ変換部７３１における処理サイクルに同期して
行うことができる。つまり、この場合は、逆ＤＣＴ変換
部７３１側では、画像データの転送先とのハンドシェー
クなどを意識する必要がないので、逆ＤＣＴ変換処理の
処理負担をより軽減することができる。

【００７１】また、上述したような複数のブロックバッ
ファ２５１上に直流ブロックを展開してからフレームバ
ッファ２４１に転送するようにしてもよい。図１０に、
請求項５の画像データ復元装置の実施例構成図を示す。

【００７２】図１０において、転送制御手段１３１は、
レジスタ２６１とセレクタ２６２と書込制御部２６３と
から形成されており、ブロック判定手段１０４からの判
定情報に応じてそれぞれ動作し、ブロック保持手段１２
２への画像データの転送動作を制御する構成となってい
る。

【００７３】上述したレジスタ２６１は、直流ブロック
である旨の判定情報の入力に応じて、マルチプレクサ２
３１の出力を保持する構成となっており、セレクタ２６
２は、直流ブロックでない旨の判定情報に応じて、マル
チプレクサ２３１の出力を選択し、直流ブロックである
旨の判定情報に応じて、上述したレジスタ２６１の出力
を選択して、ブロックバッファ２５１に送出する構成と
なっている。

【００７４】また、書込制御部２６３は、直流ブロック
でない旨の判定情報に応じて、逆ＤＣＴ変換部７３１に
おける逆ＤＣＴ変換処理のサイクルに同期した書込同期
信号を生成し、直流ブロックである旨の判定情報に応じ
て、高速の内部クロックに同期した書込同期信号を生成
して、ブロックバッファ２５１に送出する構成となって
いる。

【００７５】すなわち、交流成分を有するブロックにつ
いては、逆ＤＣＴ変換処理のサイクルに同期して、得ら
れた各画素の画像データが順次にブロックバッファ２５
１に格納され、直流ブロックについては、レジスタ２６
１に保持された１画素分の画像データが、内部クロック
に同期して１ブロックの各画素に対応するブロックバッ
ファ２５１のアドレスに複写される。

【００７６】このように、直流ブロックである旨の判定
情報に応じて、ブロックバッファ２５１への書込同期信
号を高速の内部クロックに切り換え、この内部クロック
に同期して直流ブロックの任意の１画素の画像データを
複写することにより、判定情報と１画素分の画像データ
とで表された直流ブロックをブロックバッファ２５１側
で高速に展開することができる。

【００７７】これにより、直流ブロックであるか否かに
かかわらず、２つのブロックバッファ２５１には１ブロ
ック分の画像データが保持されるので、２つのブロック
バッファ２５１から交互に１ブロック分の画像データを
フレームバッファ２４１に転送することにより、フレー
ムバッファ２４１においてフルサイズの復元画像を得る
ことができる。

【００７８】また、逆ＤＣＴ変換部７３１と転送処理手
段１３１の書込制御部２６３とブロック保持手段１３２
の切換処理部２５２とは、それぞれ１ブロック分の処理
の終了をパイプライン制御部２５４に通知する構成とな
っており、パイプライン制御部２５４は、これらの通知
に応じて、各部の処理の開始タイミングを制御する構成
となっている。

【００７９】この場合においても、図９に示した実施例
と同様に、直流ブロックの展開処理および各ブロックの
画像データの転送処理と並行して、次のブロックの復元
処理を行うことができるので、画像データ全体を復元す
る処理に要する時間を短縮することができる。

【００８０】また、この場合は、全てのブロックについ
て６４画素分の画像データがフレームバッファ２４１に
転送されるので、フレームバッファ２４１側のハードウ
ェアやソフトウェアを変更する必要はない。

【００８１】なお、本発明の画像データ復元方法は、逐
次復元方式の符号データに限らず、階層復元方式の符号
データに適用してもよい。階層復元の第１階層において
は、全てのブロックが直流ブロックであるから、上述し
たようにして、直流ブロックの展開処理を復元処理から
分離することにより、大幅な高速化を図ることができ、
操作者に第１階層の大まかな画像を速やかに提供するこ
とができる。

【００８２】次に、画像データベースの検索用画像（ピ
クチャーディレクトリ）として、第１階層の復元画像の
各ブロックを１画素に縮小して得られる縮小画像を高速
に作成する方法について説明する。

【００８３】図１１に、請求項６の画像データ復元装置
の実施例構成図を示す。図１１において、画像データ復
元装置は、フレームバッファ制御回路２４６からの書込
アドレスに応じて、フレームバッファ２４１が、図７に
示した画像データ復元装置のマルチプレクサ２３１を介
して出力される画像データを格納して画像を復元し、表
示処理などに供する構成となっている。

【００８４】上述したフレームバッファ制御回路２４６
は、２つのアドレス算出部２４７，２４８でそれぞれ得
られたアドレスをアドレスセレクタ２４９が選択して、
フレームバッファ２４１に送出する構成となっている。
上述したアドレス算出部２４７は、マルチプレクサ２３
１からの画像データの転送動作に同期したクロック信号
に同期して、各ブロックの各画素が原画像において占め
る位置に対応するアドレスを順次に算出する構成となっ
ている。また、アドレス算出部２４８は、上述したクロ
ック信号に同期して、各ブロックが原画像において占め
る位置に対応するアドレスを順次に算出する構成となっ
ている。

【００８５】ここで、第１階層の復元処理においては、
マルチプレクサ２３１を介して、各ブロックについて１
画素分の画像データがフレームバッファ２４１に入力さ
れるから、この画像データを各ブロックの原画像におけ
る位置に対応して格納することにより、原画像を６４分
の１に縮小した縮小画像を得ることができる。

【００８６】また、階層復元を行う場合は、符号データ
に階層復元の段階を示す階層情報が付されているから、
復号手段１０１において、この階層情報を抽出し、アド
レスセレクタ２４９に入力して、このアドレスセレクタ
２４９による選択動作を制御する構成とすればよい。

【００８７】すなわち、第１階層である旨の階層情報に
応じて、アドレスセレクタ２４９により、上述したアド
レス算出部２４８で得られるアドレスを選択し、フレー
ムバッファ２４１が、この書込アドレスに応じて、マル
チプレクサ２３１の出力を順次に格納することにより、
縮小画像作成手段１４１の機能が実現されている。

【００８８】この場合は、第１階層の各ブロックは展開
されていないので、各ブロックの画素を間引く処理を行
う必要はなく、各ブロックに対応する１画素の画像デー
タを単純に配列することによって縮小画像が作成され
る。従って、直流ブロックを展開する処理と展開された
画像データから画素を間引く処理とを削減して、縮小画
像の作成に要する時間を大幅に短縮することができ、操
作者に検索用画像を迅速に提供することができる。

【００８９】一方、第１階層以外の復元処理において
は、アドレスセレクタ２４９により、アドレス算出部２
４７で得られたアドレスが選択され、各ブロックの各画
素に対応する画像データが、各画素が原画像において占
める位置に対応してフレームバッファ２４１に格納さ
れ、通常のフルサイズの画像が復元される。

【００９０】なお、第１階層の復元処理において、各ブ
ロックを展開してフルサイズの画像を得るか展開処理を
行わずに縮小画像を得るかを選択できるようにしてもよ
い。この場合は、上述したアドレス算出部２４７に代え
て、図８に示したアドレス算出部２４３を備え、アドレ
スセレクタ２４９が、縮小画像を作成する旨の指示に応
じてアドレス算出部２４８の出力を選択し、他の場合は
アドレス算出部２４３の出力を選択する構成とすればよ
い。

【００９１】また、図８に示したように、レジスタ２４
４に直流ブロックの１画素分の画像データを保持してお
き、直流ブロックを展開する旨の指示に応じて、セレク
タ２４５を切り換えて、レジスタ２４４に保持された画
像データをフレームバッファ２４１に１ブロックの画素
数分だけ複写する構成とすればよい。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、直流ブロ
ックである旨の判定情報と１画素分の画像データとで直
流ブロックの復元結果を表すことにより、符号データか
ら画像データを復元する処理から直流ブロックの展開処
理を分離して、復元処理の処理負担を軽減し、復元処理
の高速化を図ることができる。

【００９３】上述したように、直流ブロックの復元結果
を判定情報と１画素分の画像データとで表すことによ
り、画像データ格納手段に各ブロックの画像データを書
き込む際に、復元処理動作とは独立な高速の内部クロッ
クに同期して、直流ブロックを高速に展開することがで
きる。

【００９４】更に、ブロック保持手段と判定情報保持手
段とを用いて、各ブロックの復元処理と直流ブロックの
展開処理および各ブロックの画像データの転送処理とを
パイプライン化することにより、復元画像の出力までに
要する時間をより短縮することができる。

【００９５】また、ブロック保持手段に画像データを書
き込む際に、直流ブロックの展開処理を行うことによ
り、画像データ格納手段側のハードウェアおよびソフト
ウェアを変更することなく、復元画像の出力までに要す
る時間の短縮を図ることができる。

【００９６】また、階層復元の第１階層において、直流
ブロックの復元結果に含まれる１画素分の画像データを
順次に配列することにより、縮小画像を高速に作成する
ことが可能となり、操作者に検索用画像を迅速に提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像データ復元方法の原理を示す図で
ある。

【図２】請求項２の画像データ復元装置の構成を示す図
である。

【図３】請求項３の画像データ復元装置の構成を示す図
である。

【図４】請求項４の画像データ復元装置の構成を示す図
である。

【図５】請求項５の画像データ復元装置の構成を示す図
である。

【図６】請求項６の画像データ復元装置の構成を示す図
である。

【図７】請求項２の画像データ復元装置の実施例構成図
である。

【図８】請求項３の画像データ復元装置の実施例構成図
である。

【図９】請求項４の画像データ復元装置の実施例構成図
である。

【図１０】請求項５の画像データ復元装置の実施例構成
図である。

【図１１】請求項６の画像データ復元装置の実施例構成
図である。

【図１２】従来の画像データ圧縮装置の構成図である。

【図１３】ブロックの例を示す図である。

【図１４】ＤＣＴ係数Ｄの例を示す図である。

【図１５】量子化マトリクスＶ_THを示す図である。

【図１６】量子化係数Ｄ_QUの例を示す図である。

【図１７】ジグザグスキャンの説明図である。

【図１８】画像データ復元装置の構成図である。

【符号の説明】

１０１ 復号手段 １０２ 逆直交変換手段 １０３ 直流変換手段 １０４ ブロック判定手段 １０５ 選択手段 １１１ 画像データ格納手段 １１２ 入力制御手段 １２１ 記憶領域 １２２ ブロック保持手段 １２３ 判定情報保持手段 １３１ 転送制御手段 １４１ 縮小画像作成手段 ２０１ デマルチプレクサ（ＤＭＰＸ） ２０２ アドレス算出部 ２０３ 量子化閾値保持部 ２０４ 乗算器 ２０５ バッファ ２０６ タイミング制御部 ２１１ 終了検出部 ２１２ カウンタ ２１３ 判定回路 ２２１ シフト回路 ２３１ マルチプレクサ ２４１ フレームバッファ ２４３，２４７，２４８ アドレス算出部 ２４４，２５３，２６１ レジスタ ２４５，２６２ セレクタ ２５１ ブロックバッファ ２５２ 切換処理部 ２５４ パイプライン制御部 ２６３ 書込制御部 ２４９ アドレスセレクタ ６１１ ＤＣＴ変換部 ６２０ 線型量子化部 ６３１ 符号化部 ６３２ 符号表 ７１１ 復号部 ７１２ 復号表 ７２０ 逆量子化部 ７３１ 逆ＤＣＴ変換部

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原画像を複数の画素からなるブロックご
   とに直交変換し、得られた変換係数を符号化する変換符
   号化方式の符号データから原画像を復元する画像データ
   復元方法において、 各ブロックに対応する変換係数に基づいて、各ブロック
   が有効な交流成分を持たない直流ブロックであるか否か
   を判定し、 直流ブロック以外のブロックに対応する変換係数をそれ
   ぞれ逆直交変換して、該当するブロックの画像を復元
   し、 直流ブロックに対応する変換係数の直流成分の値から、
   前記直流ブロックの任意の１画素を復元し、 前記任意の１画素の復元結果と直流ブロックである旨の
   判定結果とで、前記直流ブロックの復元画像を表すこと
   を特徴とする画像データ復元方法。
2. 【請求項２】 原画像を複数の画素からなるブロックご
   とに直交変換し、得られた変換係数を符号化する変換符
   号化方式の符号データを復号して、各ブロックの変換係
   数を求める復号手段（１０１）と、 前記各ブロックの変換係数を逆直交変換して、各ブロッ
   クの画像データを復元する逆直交変換手段（１０２）
   と、 前記各ブロックの変換係数に含まれる直流成分の値を所
   定の定数で除算する直流変換手段（１０３）と、 前記各ブロックの変換係数に基づいて、各ブロックが有
   効な交流成分を持たない直流ブロックであるか否かを判
   定し、判定結果を判定情報として送出するブロック判定
   手段（１０４）と、 交流ブロックである旨の判定情報に応じて、前記逆直交
   変換手段（１０２）で復元された１ブロック分の画像デ
   ータを選択して出力し、直流ブロックである旨の判定情
   報に応じて、前記直流変換手段（１０３）の出力を選択
   して前記直流ブロックの任意の１画素の画像データとし
   て出力する選択手段（１０５）とを備えたこと特徴とす
   る画像データ復元装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の画像データ復元装置に
   おいて、 入力される画像データを画素に対応して格納する画像デ
   ータ格納手段（１１１）と、 直流ブロックでない旨の判定情報に応じて、１ブロック
   分の画像データをそのまま前記画像データ格納手段（１
   １１）に入力し、直流ブロックである旨の判定情報に応
   じて、直流ブロックの任意の１画素の画像データを１ブ
   ロックの画素数だけ繰り返して前記画像データ格納手段
   （１１１）に入力する入力制御手段（１１２）とを備え
   たことを特徴とする画像データ復元装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の画像データ復元装置に
   おいて、 １ブロック分の画像データに相当する容量を有する複数
   の記憶領域（１２１）を有し、各ブロックに対応する画
   像データを前記複数の記憶領域（１２１）に交互に保持
   し、保持した各ブロックの画像データを順次に送出する
   ブロック保持手段（１２２）と、 前記複数の記憶領域（１２１）に保持されたブロックに
   対応する判定情報をそれぞれ保持する複数の判定情報保
   持手段（１２３）とを備え、 入力制御手段（１１２）が、各判定情報保持手段（１２
   ３）に保持された判定情報に応じて、前記ブロック保持
   手段（１２２）から画像データ格納手段（１１１）への
   画像データの入力動作を制御する構成であることを特徴
   とする画像データ復元装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の画像データ復元装置に
   おいて、 １ブロック分の画像データに相当する容量を有する複数
   の記憶領域（１２１）を有し、各ブロックに対応する画
   像データを前記複数の記憶領域（１２１）に交互に保持
   し、保持した各ブロックの画像データを順次に送出する
   ブロック保持手段（１２２）と、 直流ブロックでない旨の判定情報に応じて、選択手段
   （１０５）からの１ブロック分の画像データをそのまま
   前記ブロック保持手段（１２２）に送出し、直流ブロッ
   クである旨の判定情報に応じて、選択手段（１０５）か
   らの１画素分の画像データを１ブロックの画素数だけ繰
   り返して送出する転送制御手段（１３１）と、 入力される画像データを画素に対応して格納する画像デ
   ータ格納手段（１１１）とを備え、 前記ブロック保持手段（１２２）が送出した画像データ
   を画像データ格納手段（１１１）に入力する構成である
   ことを特徴とする画像データ復元装置。
6. 【請求項６】 請求項２に記載の画像データ復元装置に
   おいて、 階層復元の第１階層である旨の情報の入力に応じて、選
   択手段（１０５）で選択される１画素分の画像データを
   各ブロックの原画像における位置に応じて配列して、各
   ブロックの画像を１画素に縮小した縮小画像を作成する
   縮小画像作成手段（１４１）を備えたこと特徴とする画
   像データ復元装置。