JP2918360B2 - 逆量子化方法および画像データ復元装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、符号データから原画像
を復元する画像データ復元装置において、符号データを
復号して得られる量子化係数を逆量子化する逆量子化方
法およびこの逆量子化方法を適用した画像データ復元装
置に関するものである。

【０００２】中間階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 Cosine Transfo
rm，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データを直交変換して
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１１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１２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１３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１４参照）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１４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１５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１６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１７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において、配列復元
部７２１により、入力されるインデックスとランとから
上述した１次元配列が復元され、この１次元配列の各成
分が順次に乗算器７２２に入力される。また、量子化閾
値保持部７２３には、量子化閾値Ｑ_THが保持されてお
り、乗算器７２２への量子化係数の入力に同期して、対
応する量子化閾値が乗算器７２２に送出されている。こ
のようにして、乗算器７２３により、量子化係数Ｄ_QUの
各成分が対応する量子化閾値を用いて逆量子化され、Ｄ
ＣＴ係数Ｄが復元される。

【００１１】次に、このＤＣＴ係数Ｄを逆ＤＣＴ変換部
７３１に入力し、この逆ＤＣＴ変換部７３１による逆Ｄ
ＣＴ変換処理を行うことによって、該当するブロックの
画像データが復元される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来方式においては、全ての量子化係数に量子化閾値を乗
じて、逆量子化処理を行っている。しかしながら、値が
零である無効係数と量子化閾値との乗算処理は、乗算結
果が予め分かっている無駄な処理である。つまり、従来
は、無駄な処理であるか否かにかかわらず、１ブロック
の量子化係数Ｄ_QUの逆量子化処理のために、６４回の乗
算処理を行っており、このため、逆量子化処理に要する
時間が長かった。

【００１３】このような無駄な処理を省いて、逆量子化
処理を高速化するための技法として、本出願人は、特願
平１−３１６７０８号『画像データ復元方式』を既に出
願している。図１８に、この技法による逆量子化処理部
の概略構成を示す。

【００１４】この技法は、アドレス算出部７２４が、入
力されるランの値から対応する有効係数のアドレスを求
め、量子化閾値保持部７２３が、このアドレスに対応す
る量子化閾値を乗算器７２２に送出し、この量子化閾値
とインデックスとを乗算器７２２で乗算することによ
り、有効係数のみを選択的に逆量子化するものである。
この場合は、上述したアドレスに対応して、乗算器７２
２による乗算結果をＤＣＴ係数保持部７２５に保持する
ことにより、８行８列のＤＣＴ係数Ｄが復元されてい
る。

【００１５】この技法においては、各ブロックの逆量子
化処理では、ＤＣＴ係数保持部７２５の有効係数に対応
するアドレスにのみ逆量子化結果が書き込まれるので、
次のブロックの逆量子化処理を行う前に、前のブロック
の逆量子化処理で得られたＤＣＴ係数をクリアする初期
化処理を行う必要がある。例えば、ＤＣＴ係数保持部７
２５の６４個のアドレス全てに初期値『０』を書き込め
ばよい。

【００１６】しかし、前のブロックの無効係数に対応し
ていたアドレスの内容は零であるから、初期化処理によ
って改めて零を書き込むことは無駄な処理である。ま
た、次のブロックの量子化係数Ｄ_QUの有効係数に対応す
るアドレスは、次のブロックの逆量子化処理の際に該当
する有効係数を書き込むことによって更新されるので、
これらのアドレスを予め初期化しておく必要はない。

【００１７】つまり、連続する２つのブロックに対応す
る量子化係数Ｄ_QUにおける有効係数の分布の一致あるい
は不一致にかかわらず、６４個のアドレス全てに対する
初期化処理を行ったのでは、上述したような不要な初期
化処理に要する時間のために、無駄な乗算処理を削減し
たことによる逆量子化処理の時間短縮効果が失われてし
まう。

【００１８】本発明は、無駄な乗算処理を削減するとと
もに、連続する２つのブロックそれぞれの量子化係数行
列における有効係数の分布を考慮して無駄な初期化処理
の削減を可能とする逆量子化方法および画像データ復元
装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】図１に、本発明の逆量子
化方法の原理を示す。請求項１の発明は、原画像をそれ
ぞれが複数の画素からなるブロックごとに直交変換し、
変換係数からなる係数行列の各成分を対応する量子化閾
値で量子化して得られる量子化係数行列を符号化する直
交変換符号化方式による符号データから原画像を復元す
る際に、符号データを復号して得られる量子化係数から
係数行列を得る逆量子化方法において、各ブロックとそ
の前のブロックとにそれぞれ対応する量子化係数行列に
おいて、零以外の値を有する有効係数の分布の違いを判
別し、各ブロックに対応する量子化係数行列に含まれる
有効係数にそれぞれに対応する量子化閾値を乗じて選択
的に逆量子化し、有効係数の量子化係数行列における位
置を示す有効係数アドレスに応じて、得られた逆量子化
結果をそれぞれ保持するとともに、各ブロックにおいて
無効係数に対応し、かつ、その前のブロックにおいて有
効係数に対応する現ブロック無効アドレスに対する初期
化処理を行って、各ブロックに対応する係数行列を復元
することを特徴とする。

【００２０】図２に、請求項２および請求項３の画像デ
ータ復元装置の構成を示す。請求項２の発明は、原画像
をそれぞれが複数の画素からなるブロックごとに直交変
換し、変換係数からなる係数行列の各成分を対応する量
子化閾値で量子化して得られる量子化係数行列を符号化
する直交変換符号化方式による符号データが連続して入
力され、この符号データを復号して、各ブロックに対応
する量子化係数行列を表す復号データを順次に出力する
復号手段１０１と、復号データに基づいて、各ブロック
の量子化係数行列に含まれる零以外の値を有する有効係
数が量子化係数行列において占める位置を示す有効係数
アドレスをそれぞれ求めて、現ブロックアドレスとして
出力するアドレス算出手段１１１と、有効係数と該当す
る現ブロックアドレスで示される量子化閾値とを乗算し
て逆量子化する逆量子化手段１１２と、逆量子化手段１
１２による逆量子化結果を現ブロックアドレスに変換係
数として格納する変換係数格納手段１１３と、現ブロッ
クアドレスを順次に保持するとともに、前のブロックの
処理の際に保持した有効係数アドレスを前ブロックアド
レスとして出力するアドレス保持手段１１４と、前ブロ
ックアドレスと現ブロックアドレスとに基づいて、各ブ
ロックにおいて無効係数に対応し、かつ、その前のブロ
ックにおいて有効係数に対応する現ブロック無効アドレ
スを判別する判別手段１１５と、現ブロック無効アドレ
スで示される変換係数格納手段１１３の格納場所に初期
値を書き込んで初期化する初期化手段１１６と、変換係
数格納手段１１３に格納された変換係数からなる係数行
列を逆直交変換して、画像データを復元する逆直交変換
手段１０２とを備えたことを特徴とする。

【００２１】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、変換係数格納手段１１３が、
１ブロック分の係数行列に相当する容量を有する複数の
領域を切り換えて、連続するブロックに対応する係数行
列を格納する構成であることを特徴とする。

【００２２】図３に、請求項４および請求項５の画像デ
ータ復元装置の構成を示す。請求項４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、各ブロックに
対応する量子化係数行列に含まれる有効係数の数に基づ
いて、直流成分のみで表される直流ブロックを検出し、
この検出結果を逆直交変換手段１０２による逆直交変換
処理に供するブロック検出手段１２１を備えたことを特
徴とする。

【００２３】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、各ブロックに対応する量子化
係数行列に含まれる有効係数の数に基づいて、有効係数
を含まない無効ブロックを検出し、この検出結果を逆直
交変換手段１０２による逆直交変換処理に供するブロッ
ク検出手段１３１を備えたことを特徴とする。

【００２４】

【作用】請求項１の発明は、各ブロックに対応する量子
化係数行列の有効係数のみを選択的に逆量子化して、そ
れぞれ対応する有効係数アドレスに保持し、連続する２
つのブロックの量子化係数行列における有効係数の分布
を考慮しながら初期化処理を行うことができる。これに
より、前のブロックと有効係数アドレスが一致している
場合や、前のブロックにおいて無効係数に対応するアド
レスに対する無駄な初期化処理を削減することが可能と
なる。

【００２５】請求項２の発明は、復号手段１０１によっ
て得られる復号データに基づいて、アドレス算出手段１
１１と逆量子化手段１１２とによって、各ブロックの量
子化係数行列に含まれる有効係数を選択的に逆量子化
し、変換係数格納手段１１３にそれぞれ有効係数アドレ
スに応じて格納する。また、アドレス保持手段１１４と
判別手段１１５とによって、現ブロック無効アドレスを
判別し、変換係数格納手段１１３の現ブロック無効アド
レスで示される格納場所に、初期化手段１１６が初期値
を書き込むことにより、各ブロックに対応する係数行列
を復元し、逆直交変換手段１０２による逆直交変換処理
に供することができる。

【００２６】これにより、連続する２つのブロックそれ
ぞれの量子化係数行列における有効係数の分布を考慮し
て、無駄な初期化処理を省略することが可能となる。請
求項３の発明は、変換係数格納手段１１３の複数の領域
のいずれかに変換係数を格納する処理と、他の領域に格
納された係数行列に対する逆直交変換処理とを並行して
行うことができる。

【００２７】請求項４の発明は、ブロック検出手段１２
１により、直流ブロックが検出されるので、逆直交変換
手段１０２は、このブロック検出手段１２１による検出
結果に応じて、直流ブロックに適応した処理を行うこと
ができる。

【００２８】請求項５の発明は、ブロック検出手段１３
１により、無効ブロックが検出されるので、逆直交変換
手段１０２は、このブロック検出手段１３１による検出
結果に応じて、無効ブロックに適応した処理を行うこと
ができる。

【００２９】

【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４は、請求項２の画像データ復元
装置の実施例構成を示す。

【００３０】図４において、復号部７１１と復号表７１
２とは、復号手段１０１に相当するものであり、従来と
同様に、各符号の入力に応じて、復号部７１１が復号表
７１２から対応するインデックスとランとの組合せを検
索し、得られた検索結果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ている。

【００３１】この逆量子化部２１０において、上述した
復号データは、デマルチプレクサ２０１により、ランと
インデックスとに分離され、それぞれアドレス算出手段
１１１と逆量子化手段１１２とに送出されている。

【００３２】このアドレス算出手段１１１は、積算回路
２１１とブロック検出部２１２とから構成されており、
積算回路２１１が、ランの値に数値『１』を加算したも
のを順次に積算する構成となっている。また、ブロック
検出部２１２には、ランが入力されており、ブロックの
最後を示すラン『Ｒ_EOB 』の入力に応じて、ブロックの
終わりを検出した旨の検出信号を出力して、積算回路２
１１の積算値を初期値『０』にリセットする構成となっ
ている。

【００３３】このようにして、各インデックスに対応す
る積算結果として、ジグザグスキャン（図１６参照）に
よる走査順序が得られる。この走査順序は、８行８列の
量子化係数Ｄ_QUにおいて、各インデックスに対応する有
効係数が占める位置を示しているから、この積算回路２
１１によって得られた走査順序を現ブロックアドレスと
して送出すればよい。

【００３４】図４において、逆量子化手段１１２は、乗
算器２２１と量子化閾値保持部２２２とから構成されて
おり、この量子化閾値保持部２２２には、ジグザグスキ
ャンによる走査順序に対応して、各ＤＣＴ係数に対応す
る量子化閾値が保持されている。従って、上述したアド
レス算出手段１１１によって得られた現ブロックアドレ
スの入力に応じて、量子化閾値保持部２２２が、対応す
る量子化閾値を乗算器２２１に送出し、乗算器２２１
が、入力されるインデックスとこの量子化閾値との乗算
を行うことにより、インデックスで示される有効係数を
逆量子化してＤＣＴ係数を得ることができる。

【００３５】なお、ここでは、デマルチプレクサ２０１
により、予めランとインデックスとを分離して、それぞ
れアドレス算出手段１１１と逆量子化手段１１２とに入
力する構成としたが、アドレス算出手段１１１および逆
量子化手段１１２が、復号データからそれぞれランおよ
びインデックスを抽出する手段を備えて構成してもよ
い。

【００３６】また、図４において、上述した逆量子化手
段１１２によって得られたＤＣＴ係数は、マルチプレク
サ２３１の入力ポートの一方に入力されており、このマ
ルチプレクサ２３１の他方の入力ポートには、数値
『０』が入力されている。つまり、このマルチプレクサ
２３１が後述する切換指示に応じて、上述した乗算器２
２１の出力と数値『０』とのいずれかを選択して、バッ
ファ２３２に送出する構成となっている。

【００３７】このバッファ２３２は、変換係数格納手段
１１３に相当するものであり、マルチプレクサ２３１を
介して入力されるデータを指定されたアドレスに格納す
る構成となっている。

【００３８】また、図４において、メモリ２４１とカウ
ンタ２４２とは、アドレス保持手段１１４を形成してお
り、カウンタ２４２は、メモリ２４１に有効係数アドレ
スが入力されるたびに計数値を『１』ずつ加算する構成
となっている。また、メモリ２４１は、このカウンタ２
４２の計数値で示されるアドレスに、上述した有効係数
アドレスを保持する構成となっている。

【００３９】例えば、図５(a) に斜線を付して示した有
効係数に対応するアドレスが、図５(b) に示すように、
それぞれ入力順に対応するメモリ２４１のアドレスに保
持される。

【００４０】このようにしてメモリ２４１に保持された
有効係数アドレスは、上述したブロック検出部２１２に
よる検出信号に応じて、図４に示すメモリ２５１に転送
され、このメモリ２５１により、前ブロックアドレスと
して保持される構成となっている。また、このとき、カ
ウンタ２４２の計数値が、図４に示すレジスタ２５４に
転送され、このレジスタ２５４によって保持される。

【００４１】上述したメモリ２５１と比較器２５２と判
別処理部２５３とレジスタ２５４とは、判別手段１１５
を形成しており、比較器２５２が、メモリ２５１に保持
された前ブロックアドレスとアドレス算出手段１１１か
らの現ブロックアドレスとを比較し、この比較結果に基
づいて、判別処理部２５３が、後述する分布判別処理を
行う構成となっている。

【００４２】この判別手段１１５による判別結果は、マ
ルチプレクサ２３１に入力されており、このマルチプレ
クサ２３１による入力ポートの選択処理に供されてい
る。また、上述したメモリ２５１から出力された前ブロ
ックアドレスは、アドレス算出手段１１１からの現ブロ
ックアドレスとともに、セレクタ２５５に入力されてお
り、このセレクタ２５５は、上述した判別手段１１５に
よる判別結果に応じて、前ブロックアドレスと現ブロッ
クアドレスとのいずれか一方を選択して、バッファ２３
２に書込アドレスとして指定する構成となっている。

【００４３】すなわち、判別手段１１５による判別結果
に応じて、マルチプレクサ２３１とセレクタ２５５とが
動作して、判別結果で示されるアドレスに数値『０』を
初期値として書き込む構成となっており、このマルチプ
レクサ２３１とセレクタ２５５とによって、初期化手段
１１６の機能を実現する構成となっている。

【００４４】次に、図４に示した逆量子化部２１０によ
る逆量子化動作について、図５(a),(c) に示す量子化係
数Ｄ_QUを表す復号データが連続して入力された場合を例
として詳細に説明する。

【００４５】この場合は、上述したメモリ２５１には、
既に、図５(a) に示した量子化係数Ｄ_QUにおける有効係
数アドレスが前ブロックアドレスとして保持されてい
る。また、図５(c) に示す量子化係数Ｄ_QUを表す復号デ
ータのインデックスおよびランの組合せの入力に応じ
て、アドレス算出手段１１１により、上述したようにし
て有効係数アドレスが算出され、現ブロックアドレスと
して、順次にメモリ２４１および比較器２５２に入力さ
れている。

【００４６】図６に、逆量子化動作を表す流れ図を示
す。現ブロックアドレスの入力（ステップ３０１）に応
じて、判別処理部２５３は、メモリ２５１のアドレスを
指定して、前ブロックアドレスの出力を指示する。例え
ば、判別処理部２５３が、メモリ２５１のアドレスを指
定するポインタを制御する構成とすればよい。このポイ
ンタは、各ブロックの逆量子化処理を開始する際に、メ
モリ２５１の先頭アドレスにセットし、順次にポインタ
を進める構成とすればよい。

【００４７】次に、比較器２５２により、現ブロックア
ドレス（現ＡＤ）と前ブロックアドレス（前ＡＤ）とを
比較し、この比較結果に基づいて、まず、現ブロックと
前ブロックとで同じ位置に有効係数が分布しているか否
かを判定する（ステップ３０２）。

【００４８】例えば、最初に入力される現ブロックアド
レスと前ブロックアドレスとは、両方ともＤＣ成分に対
応するアドレス『０』であるから、比較器２５２によ
り、現ブロックアドレスと前ブロックアドレスとが一致
する旨の比較結果が得られる。この場合は、現ブロック
と前ブロックとの両方において、該当するアドレスに対
応して有効係数が分布していると判断し、ステップ３０
２における肯定判定とすればよい。

【００４９】この場合に、判別処理部２５３は、マルチ
プレクサ２３１に乗算器２２１の出力の選択を指示する
とともに、セレクタ２５５に現ブロックアドレスの選択
を指示する。これにより、バッファ２３２の現ブロック
アドレス（例えば、ＤＣ成分に対応するアドレス）に乗
算器２２１によって得られたＤＣＴ係数が格納される
（ステップ３０３）。また、このとき、判別処理部２５
３は、メモリ２５１のアドレスを指定するポインタを更
新し（ステップ３０４）、メモリ２５１に次の有効係数
アドレスの出力を指示した後に、次の復号データの処理
を行えばよい。

【００５０】ここで、ステップ３０４において、更新前
のポインタの値がレジスタ２５４の内容と一致した場合
は、ステップ３０１で入力された現ブロックアドレス以
降に、前ブロックにおける有効係数が存在しないことを
示している。従って、以後は、現ブロックアドレスの入
力に応じて、該当するアドレスに乗算器２２１の出力を
格納する処理を行えばよい。

【００５１】一方、ステップ３０２における否定判定の
場合は、現ブロックと前ブロックとで有効係数の分布に
相違があると判断し、現ブロックアドレスが前ブロック
アドレスよりも小さいか否かを判定する（ステップ３０
５）。

【００５２】ここで、現ブロックアドレスが前ブロック
アドレスよりも小さい場合は、この現ブロックアドレス
が、前ブロックにおいて無効係数に対応していることを
示している。従って、このステップ３０５における肯定
判定の場合に、判別処理部２５３は、上述したステップ
３０３と同様に、マルチプレクサ２３１とセレクタ２５
５とを制御して、バッファ２３２の現ブロックアドレス
にＤＣＴ係数を格納し（ステップ３０６）、次の復号デ
ータの処理を行えばよい。

【００５３】一方、現ブロックアドレスが前ブロックア
ドレスよりも大きい場合は、この前ブロックアドレス
が、現ブロックにおいて無効係数に対応していることを
示している。つまり、この前ブロックアドレスは、現ブ
ロック無効アドレスである。

【００５４】例えば、２番目に入力される現ブロックア
ドレス『３』は、２番目の前ブロックアドレス『２』よ
りも大きいと判定され、ステップ３０５における否定判
定となる。この場合に、判別処理部２５３は、現ブロッ
ク無効アドレスを検出したと判断し、マルチプレクサ２
３１に数値『０』の選択を指示するとともに、セレクタ
２５５に前ブロックアドレスの選択を指示する。これに
より、バッファ２３２の該当するアドレス（例えば、前
ブロックアドレス『２』）に数値『０』が格納され、前
ブロックの逆量子化処理の際に書き込まれた有効係数が
クリアされる（ステップ３０７）。

【００５５】ところで、上述したステップ３０５におけ
る否定判定の場合は、上述した前ブロックアドレスで示
される無効係数の他にも、現ブロックレス無効アドレス
が存在する可能性がある。

【００５６】従って、判別処理部２５３は、上述したス
テップ３０７の終了後にポインタを更新し（ステップ３
０８）、メモリ２５２に次の前ブロックアドレスの出力
を指示した後に、再び、ステップ３０２に戻って、現ブ
ロックと前ブロックとの有効係数の分布の相違を検出す
る処理を行えばよい。これにより、現ブロック無効アド
レスをもれなく検出することができる。

【００５７】また、上述したステップ３０８において、
更新前のポインタがレジスタ２５４に設定された最終ア
ドレスと一致している場合は、ポインタの更新処理に代
えて、ステップ３０３と同様にして、現ブロックアドレ
スにＤＣＴ係数を格納する処理を行い、以後は、現ブロ
ックアドレスの入力に応じて、該当するアドレスに乗算
器２２１の出力を格納する処理を行えばよい。

【００５８】上述したステップ３０１〜ステップ３０８
を繰り返すことにより、現ブロックの量子化係数Ｄ_QUに
含まれる有効係数に対応する有効係数アドレスよりも前
の部分のＤＣＴ係数Ｄが順次に復元される。

【００５９】また、ブロック検出部２１２からの検出信
号に応じて、最後の前ブロックアドレスと最後の現ブロ
ックアドレスとを比較し、判別処理部２５３が、この比
較結果に応じて以下の処理を行うことにより、最後の現
ブロックアドレス以降のＤＣＴ係数Ｄの部分が復元され
る。

【００６０】最後の前ブロックアドレスが最後の現ブロ
ックアドレスよりも大きいとされた場合は、最後の現ブ
ロックアドレス以降に、前ブロックにおける有効係数ア
ドレスが存在している。この場合は、判別処理部２５３
が、レジスタ２５４の内容とポインタとが一致するまで
メモリ２５１の内容を順次に読み出し、上述したステッ
プ３０７と同様にして、バッファ２３２のこれらの各ア
ドレスに対する初期化処理を行えばよい。他の場合は、
上述したステップ３０４あるいはステップ３０８におい
て処理されているので、そのまま終了すればよい。

【００６１】このようにして、逆量子化結果をバッファ
２３２の現ブロックアドレスに格納するとともに、バッ
ファ２３２の現ブロック無効アドレスを選択的に初期化
することにより、８行８列のＤＣＴ係数Ｄを復元するこ
とができる。

【００６２】これにより、無効係数と量子化閾値との無
駄な乗算処理を削減するとともに、前ブロックにおいて
無効係数に対応していたアドレスおよび現ブロックにお
ける有効係数アドレスに対する無駄な初期化処理とを削
減することが可能となる。

【００６３】ここで、図５(a),(c) に示したように、連
続する２つのブロックに対応する量子化係数Ｄ_QUにおい
ては、有効係数の分布は類似している場合が多いので、
上述したステップ３０５において、現ブロック無効アド
レスとして検出されるものは極くわずかである。例え
ば、図５(c) に示した量子化係数Ｄ_QUにおいては、斜線
を付して示した３つのアドレスのみが、初期化処理を要
する現ブロック無効アドレスとして検出される。従っ
て、この量子化係数Ｄ_QUの逆量子化処理に要する時間
は、７個の有効係数についての乗算処理に要する時間と
上述した３つのアドレスへの初期値『０』の書込処理に
要する時間の和となり、１ブロック分の量子化係数Ｄ_QU
の逆量子化処理に要する時間を大幅に短縮することがで
きる。

【００６４】また、上述したように、乗算器２２１によ
って得られるＤＣＴ係数をバッファ２３２に書き込む過
程で、ステップ３０６で検出されたアドレスに対して初
期値『０』を書き込む処理を行うので、１ブロック分の
逆量子化処理が終了した後に改めて初期化処理を行う必
要がない。

【００６５】従って、ブロック検出部２１２からの検出
信号に応じて、判別処理部２５３が上述した処理を行っ
た後に、ＤＣＴ係数Ｄの復元処理が終了した旨を逆ＤＣ
Ｔ変換部７３１に通知し、逆ＤＣＴ変換処理の開始を指
示する構成とすればよい。

【００６６】この開始指示に応じて、逆ＤＣＴ変換部７
３１が、従来と同様にバッファ２３２に格納されたＤＣ
Ｔ係数に対して逆ＤＣＴ変換処理を行うことにより、１
ブロック分の画像データが復元される。また、上述した
逆量子化処理および逆ＤＣＴ変換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。

【００６７】なお、現ブロックの全ての有効係数をバッ
ファ２３２の現ブロックアドレスに格納した後に、バッ
ファ２３２の現ブロック無効アドレスに対する初期化処
理を行ってもよい。例えば、６４個のアドレスを有する
メモリ２４１，２５１を設けて、現ブロックおよび前ブ
ロックそれぞれの量子化係数Ｄ_QUについて、各アドレス
が有効係数であるか否かを示す情報を格納して、それぞ
れ有効係数の分布を表すマップを作り、このマップの比
較結果から現ブロック無効アドレスを求めて初期処理を
行えばよい。

【００６８】また、各ブロックの逆量子化処理と各ブロ
ックの逆ＤＣＴ変換処理とは、独立に処理可能であるか
ら、逆量子化処理と逆ＤＣＴ変換処理とを並行して処理
する構成としてもよい。

【００６９】図７に、請求項３の画像データ復元装置の
逆量子化部の実施例構成を示す。図７において、変換係
数格納手段１１３は、２つのバッファ２３３ａ，２３３
ｂとセレクタ２３４とマルチプレクサ（ＭＰＸ）２３５
とパイプライン制御部２３６とから形成されており、上
述したマルチプレクサ（ＭＰＸ）２３１の出力は、バッ
ファ２３３ａ，２３３ｂにそれぞれ入力される構成とな
っている。また、この変換係数格納手段１１３におい
て、パイプライン制御部２３６は、これらのバッファ２
３３ａ，２３３ｂとセレクタ２３４とマルチプレクサ２
３５とを制御して、バッファ２３３ａ，２３３ｂに対す
る書込動作および読出動作を制御する構成となってい
る。以下、バッファ２３３ａ，２３３ｂを総称する際
は、単にバッファ２３３と称する。

【００７０】この場合は、上述した判別処理部２５３
が、ＤＣＴ係数Ｄを復元する処理が終了した旨の通知を
パイプライン制御部２３６に送出する構成とし、パイプ
ライン制御部２３６が、この通知に応じて、ＤＣＴ係数
Ｄの書き込みが終了したバッファ２３３を読出有効状態
とするとともに、他方のバッファ２３３を書込有効状態
とし、セレクタ２３４に対して出力ポートの切り換えを
指示すればよい。これに応じて、このセレクタ２３４に
より、新たに書込有効状態とされたバッファ２３３にセ
レクタ２５５からのアドレスが入力され、ＤＣＴ係数の
書込処理が行われる。

【００７１】また、このとき、パイプライン制御部２３
６は、マルチプレクサ２３５に対して、読出有効状態と
したバッファ２３３に対応する入力ポートの選択を指示
するとともに、逆ＤＣＴ変換部７３１に逆ＤＣＴ変換処
理の開始を指示し、逆ＤＣＴ変換部７３１からの終了通
知に応じて、復号部７１１に次のブロックの復号処理の
開始を指示すればよい。

【００７２】このようにして、逆ＤＣＴ変換処理と並行
して、次のブロックの逆量子化処理を行うことが可能と
なるので、画像データ全体としての復元処理をより高速
化することができる。

【００７３】ところで、本出願人は、画像全体の復元処
理に要する時間を短縮するための技法として、特願平１
−２９０３０４号『画像データ復元方式』を既に出願し
ており、この技法と本発明の逆量子化方法とを併せて実
施することにより、画像データの復元処理をより高速化
することができる。

【００７４】特願平１−２９０３０４号『画像データ復
元方式』は、量子化係数Ｄ_QUあるいはＤＣＴ係数Ｄに含
まれる有効係数がＤＣ成分のみであった場合に、そのブ
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、逆ＤＣＴ変換処理を実行する代わりに、ＤＣ
成分を定数倍して該当するブロックの画像データを求め
ることにより、画像全体の復元処理の高速化を図るもの
である。

【００７５】図８に、請求項４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、画像データ復元装置
は、図４に示した逆量子化部２１０に、ブロック検出手
段１２１に相当する比較器２６１を付加した構成となっ
ている。また、図８において、逆ＤＣＴ変換部７３１と
シフト回路２６２とマルチプレクサ２６３とは、逆直交
変換手段１０２を形成している。

【００７６】上述した比較器２６１は、ブロック検出部
２１２からの検出信号の入力に応じて、アドレス保持手
段１１４のカウンタ２４２の計数値と閾値『１』とを比
較する構成となっており、マルチプレクサ２６３は、こ
の比較結果に応じて動作する構成となっている。

【００７７】ここで、比較器２６１により、量子化係数
Ｄ_QUに含まれる有効係数が１個であったとされた場合
は、この有効係数はＤＣＴ係数ＤのＤＣ成分に対応する
ものである。すなわち、この量子化係数Ｄ_QUに対応する
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、このブロックの画像データは、全て上述したＤＣ
成分を定数『８』で除算した値であるから、上述したシ
フト回路２６２により、バッファ２３２に格納されたＤ
Ｃ成分を３ビットだけ右にシフトすることによって、こ
のブロックの画像データを求めることができる。

【００７８】つまり、比較器２６１の出力に応じて、マ
ルチプレクサ２６３が、逆ＤＣＴ変換部７３１の出力と
シフト回路２６２の出力とを切り換えることにより、逆
直交変換手段１０２において、逆ＤＣＴ変換部７３１に
よる逆ＤＣＴ変換処理をシフト回路２６２によるシフト
処理に置き換えることができる。

【００７９】このように、逆量子化部２１０に、ブロッ
ク検出手段１２１を設けて直流ブロックを検出する構成
とすることにより、逆直交変換手段１０２において、有
効な交流成分を持たない直流ブロックに適応した処理を
行うことが可能となり、画像データの復元処理に要する
時間を全体として短縮することができる。

【００８０】また、この場合は、ＤＣＴ係数ＤのＤＣ成
分のみが画像データの復元処理に用いられるので、前の
ブロックの交流成分に対応するアドレスを初期化して８
行８列のＤＣＴ係数Ｄを復元する必要はない。従って、
直流ブロックが検出されたときは、この直流ブロックの
前のブロックの交流成分に対応するアドレスについての
初期化処理をスキップし、次に、交流成分を含んだブロ
ックの逆量子化処理を行う際に、該当する交流成分のア
ドレスを前ブロックアドレスとして、上述したようにし
て逆量子化処理を行えばよい。

【００８１】例えば、直流ブロックを検出した旨の検出
結果に応じて、メモリ２４１からメモリ２５１への転送
動作およびカウンタ２４２の計数値のレジスタ２５４へ
の転送動作を中止し、直流ブロックの前のブロックにお
ける有効係数アドレスおよびその数をメモリ２５１およ
びレジスタ２５４にそれぞれ保持しておけばよい。この
場合は、有効な交流成分を有するブロックの量子化係数
Ｄ_QUの逆量子化処理の際に、このレジスタ２５４の内容
で示されるメモリ２５１のアドレスまでに保持された有
効係数アドレスが、前ブロックアドレスとして用いら
れ、上述したようにして、該当するブロックに対応する
ＤＣＴ係数Ｄが復元される。

【００８２】これにより、初期化処理を実行する回数を
最少限度に抑えることが可能となるので、逆量子化処理
に要する時間をより短縮することができる。また、本発
明の逆量子化方法を階層復元方式の画像データ復元装置
に適用してもよい。

【００８３】図９に、本発明の逆量子化方法を適用した
階層復元型の画像データ復元装置の実施例構成を示す。
図９において、画像データ復元装置は、図４に示した画
像データ復元装置に、階層復元処理部２７０を付加して
構成されており、上述した復号部７１１と逆量子化部２
１０と逆ＤＣＴ変換部７３１とによって、入力される符
号データから各階層における画像を復元し、得られた画
像と前の階層の画像とに基づいて、階層復元処理部２７
０が、現階層までの全ての情報を含んだ画像を復元する
構成となっている。この階層復元処理部２７０は、例え
ば、前の階層の画像データを保持しておき、この画像デ
ータと逆ＤＣＴ変換部７３１で得られた画像データとを
加算して、現階層までの全ての情報を含んだ画像データ
を得る構成とすればよい。

【００８４】階層復元を行う場合には、各階層の１ブロ
ック分の符号として、８行８列の量子化係数Ｄ_QUの一部
の成分のみを選択的に符号化したものが入力される。例
えば、スペクトラルセレクション方式においては、ま
ず、各ブロックのＤＣ成分のみを選択的に符号化して送
出し、次に、ジグザグスキャンによって２番目および３
番目に走査される成分を選択するというように、順次に
高い空間周波数に対応する成分が選択的に符号化されて
送出される。このため、各階層において、各ブロックの
量子化係数Ｄ_QUにおける有効係数の分布はほとんど重な
り合っているので、前のブロックにおける有効係数アド
レスであって現ブロックにおいて無効係数に対応してい
る現ブロック無効アドレスは極く少数である。

【００８５】従って、階層復元方式の画像データ復元装
置に本発明の逆量子化方法を適用した場合は、各ブロッ
クに対応する量子化係数Ｄ_QUの逆量子化処理に要する時
間を短縮する効果が特に大きい。

【００８６】また、階層復元の際に、画像データ全体の
復元処理に要する時間を短縮する技法として、本出願人
は、既に、特願平２−１８０４７３号を出願している。
この技法は、量子化係数Ｄ_QUが有効係数を含んでいない
無効ブロックを検出し、この無効ブロックについての逆
ＤＣＴ変換処理および画像データの更新処理を省略し
て、画像データ全体の復元処理の高速化を図るものであ
る。

【００８７】図１０に、請求項５の画像データ復元装置
の実施例構成を示す。図１０において、画像データ復元
装置は、図９に示した画像データ復元装置に、ブロック
検出手段１３１に相当する比較器２７１を付加した構成
となっており、逆ＤＣＴ変換部７３１と階層復元処理部
２７０とから逆直交変換手段１０２が構成されている。

【００８８】また、上述した比較器２７１は、ブロック
検出部２１２からの検出信号の入力に応じて、アドレス
保持手段１１４のカウンタ２４２の計数値と閾値『０』
とを比較し、一致した場合に、該当するブロックの量子
化係数Ｄ_QUに有効係数が含まれていない旨を示す無効ブ
ロック信号を出力する構成となっている。

【００８９】例えば、スペクトラルセレクション方式に
おいては、上述したように順次に高い空間周波数に対応
する成分が送出されるので、高い次数の階層では、選択
される成分が全て無効係数である場合がある。

【００９０】このような場合には、１ブロック分の符号
として、１ブロック分の符号が終了したことを示す『Ｅ
ＯＢ』符号のみが入力され、これに応じて、上述した比
較器２７１により無効ブロック信号が出力される。

【００９１】この場合は、該当するブロックに対応する
量子化係数Ｄ_QUの成分は全て無効係数であり、従って、
対応するＤＣＴ係数Ｄの成分も全て無効係数であるか
ら、このブロックについての逆量子化処理および逆ＤＣ
Ｔ変換処理は、無駄な演算処理である。また、この場合
は、現階層の画像に関する新しい情報が入力されないの
だから、上述した階層復元処理部２７０により、前の階
層までの情報を含んだ画像を更新する必要はない。

【００９２】例えば、上述した無効ブロック信号に応じ
て、判別処理部２５３が、ＤＣＴ係数Ｄの復元処理が終
了した旨の通知に代えて、該当するブロックが無効ブロ
ックである旨を逆ＤＣＴ変換部７３１に通知すればよ
い。また、このとき、上述した直流ブロックの処理と同
様に、メモリ２４１およびカウンタ２４２からメモリ２
５１およびレジスタ２５４への転送処理を中止し、メモ
リ２５１およびレジスタ２５４の内容を保持して、次の
ブロックの逆量子化処理に用いる構成とすればよい。

【００９３】また、逆ＤＣＴ変換部７３１は、無効ブロ
ックである旨の通知に応じて、逆ＤＣＴ変換処理をスキ
ップするとともに、この通知を階層復元処理部２７０に
中継し、これに応じて、階層復元処理部２７０が、上述
した階層復元処理をスキップして、前の階層の画像デー
タをそのまま出力する構成とすればよい。

【００９４】このように、逆量子化部２１０に、ブロッ
ク検出手段１３１を設けて無効ブロックを検出する構成
とすることにより、逆直交変換手段１０２において、有
効な情報を含んでいない無効ブロックに適応した処理を
行うことが可能となり、画像データの復元処理に要する
時間を全体として短縮することができる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、有効係数
を選択的に逆量子化して係数行列を復元する際に、連続
する２つのブロックに対応する量子化係数行列における
有効係数の分布を考慮しながら初期化処理を行うことに
より、前のブロックの無効係数に対応するアドレスや現
ブロックで有効係数に対応するアドレスに対する無駄な
初期化処理を削減することが可能となるので、逆量子化
処理に要する時間を短縮することができ、画像データの
復元処理の高速化を図ることができる。

【００９６】更に、逆量子化処理および初期化処理と逆
ＤＣＴ変換処理とを並行して行うことにより、１ブロッ
ク当たりの処理時間を短縮して、より高速に復元処理を
行うことができる。

【００９７】また、直流ブロックおよび無効ブロックを
検出し、逆直交変換手段においてこれらのブロックに適
応する処理を行うことにより、各ブロックの逆量子化処
理に要する時間を短縮するとともに、画像全体の復元処
理に要する時間を大幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の逆量子化方法の原理を示す図である。

【図２】請求項２および請求項３の画像データ復元装置
の構成を示す図である。

【図３】請求項４および請求項５の画像データ復元装置
の構成を示す図である。

【図４】請求項２の画像データ復元装置の実施例構成を
示す図である。

【図５】有効係数アドレスの説明図である。

【図６】逆量子化処理を表す流れ図である。

【図７】請求項３の画像データ復元装置の逆量子化部の
実施例の要部構成を示す図である。

【図８】請求項４の画像データ復元装置の逆量子化部の
実施例の要部構成を示す図である。

【図９】本発明の逆量子化方法を適用した階層復元方式
の画像データ復元装置の実施例の要部構成を示す図であ
る。

【図１０】請求項５の画像データ復元装置の逆量子化部
の実施例の要部構成を示す図である。

【図１１】従来の画像データ圧縮装置の構成図である。

【図１２】ブロックの例を示す図である。

【図１３】ＤＣＴ係数Ｄの例を示す図である。

【図１４】量子化マトリクスを示す図である。

【図１５】量子化係数Ｄ_QUを示す図である。

【図１６】ジグザグスキャンの説明図である。

【図１７】従来の画像データ復元装置の構成図である。

【図１８】従来の逆量子化処理部の概略構成図である。

【符号の説明】

１０１ 復号手段 １０２ 逆直交変換手段 １１１ アドレス算出手段 １１２ 逆量子化手段 １１３ 変換係数格納手段 １１４ アドレス保持手段 １１５ 判別手段 １１６ 初期化手段 １２１，１３１ ブロック検出手段 ２０１ デマルチプレクサ（ＤＭＰＸ） ２１１ 積算回路 ２１２ ブロック検出部 ２２１，７２２ 乗算器 ２２２，７２３ 量子化閾値保持部 ２３１，２３５，２６３ マルチプレクサ（ＭＰＸ） ２３２，２３３ バッファ ２３４，２５５ セレクタ ２３６ パイプライン制御部 ２４１，２５１ メモリ ２４２ カウンタ ２５２，２６１，２７１ 比較器 ２５３ 判別処理部 ２５４ レジスタ ２６２ シフト回路 ２７０ 階層復元処理部 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 ７２１ 配列復元部 ７２４ アドレス算出部 ７２５ ＤＣＴ係数保持部 ７３１ 逆ＤＣＴ変換部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−177163（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−151763（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−70060（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−293865（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/41 - 1/419 H04N 7/24 - 7/68

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原画像をそれぞれが複数の画素からなる
   ブロックごとに直交変換し、変換係数からなる係数行列
   の各成分を対応する量子化閾値で量子化して得られる量
   子化係数行列を符号化する直交変換符号化方式による符
   号データから前記原画像を復元する際に、前記符号デー
   タを復号して得られる量子化係数から係数行列を得る逆
   量子化方法において、 各ブロックとその前のブロックとにそれぞれ対応する量
   子化係数行列において、零以外の値を有する有効係数の
   分布の違いを判別し、 各ブロックに対応する量子化係数行列に含まれる有効係
   数にそれぞれに対応する量子化閾値を乗じて選択的に逆
   量子化し、 前記有効係数の前記量子化係数行列における位置を示す
   有効係数アドレスに応じて、得られた逆量子化結果をそ
   れぞれ保持するとともに、各ブロックにおいて無効係数
   に対応し、かつ、その前のブロックにおいて有効係数に
   対応する現ブロック無効アドレスに対する初期化処理を
   行って、各ブロックに対応する係数行列を復元すること
   を特徴とする逆量子化方法。
2. 【請求項２】 原画像をそれぞれが複数の画素からなる
   ブロックごとに直交変換し、変換係数からなる係数行列
   の各成分を対応する量子化閾値で量子化して得られる量
   子化係数行列を符号化する直交変換符号化方式による符
   号データが連続して入力され、この符号データを復号し
   て、各ブロックに対応する量子化係数行列を表す復号デ
   ータを順次に出力する復号手段（１０１）と、 前記復号データに基づいて、各ブロックの量子化係数行
   列に含まれる零以外の値を有する有効係数が前記量子化
   係数行列において占める位置を示す有効係数アドレスを
   それぞれ求めて、現ブロックアドレスとして出力するア
   ドレス算出手段（１１１）と、 前記有効係数と該当する現ブロックアドレスで示される
   量子化閾値とを乗算して逆量子化する逆量子化手段（１
   １２）と、 前記逆量子化手段（１１２）による逆量子化結果を前記
   現ブロックアドレスに変換係数として格納する変換係数
   格納手段（１１３）と、 前記現ブロックアドレスを順次に保持するとともに、前
   のブロックの処理の際に保持した有効係数アドレスを前
   ブロックアドレスとして出力するアドレス保持手段（１
   １４）と、 前記前ブロックアドレスと前記現ブロックアドレスとに
   基づいて、各ブロックにおいて無効係数に対応し、か
   つ、その前のブロックにおいて有効係数に対応する現ブ
   ロック無効アドレスを判別する判別手段（１１５）と、 前記現ブロック無効アドレスで示される前記変換係数格
   納手段（１１３）の格納場所に初期値を書き込んで初期
   化する初期化手段（１１６）と、 前記変換係数格納手段（１１３）に格納された変換係数
   からなる係数行列を逆直交変換して、画像データを復元
   する逆直交変換手段（１０２）とを備えたことを特徴と
   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、 変換係数格納手段（１１３）が、１ブロック分の係数行
   列に相当する容量を有する複数の領域を切り換えて、連
   続するブロックに対応する係数行列を格納する構成であ
   る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２に記載の画像データ復元装置に
   おいて、 各ブロックに対応する量子化係数行列に含まれる有効係
   数の数に基づいて、直流成分のみで表される直流ブロッ
   クを検出し、この検出結果を逆直交変換手段（１０２）
   による逆直交変換処理に供するブロック検出手段（１２
   １）を備えた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、 各ブロックに対応する量子化係数行列に含まれる有効係
   数の数に基づいて、有効係数を含まない無効ブロックを
   検出し、この検出結果を逆直交変換手段（１０２）によ
   る逆直交変換処理に供するブロック検出手段（１３１）
   を備えたことを特徴とする画像データ復元装置。