JPH0563992A

JPH0563992A - 画像データ符号化装置及び画像データ復元装置

Info

Publication number: JPH0563992A
Application number: JP3225769A
Authority: JP
Inventors: Kimitaka Murashita; 君孝村下; Tsuguo Noda; 嗣男野田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-09-05
Filing date: 1991-09-05
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は画像データ符号化装置及び画像デー
タ復元装置に関し、画像データの符号化及び符号データ
から画像データへの復元を、従来よりも小規模な回路で
かつ従来よりも高速に行えるようにすることを目的とす
る。【構成】比較部１０４は、第１のカテゴリ算出部１０
３から入力する２次元ＤＣＴ係数のカテゴリＳＳＳＳ′
とＮ発信機１１１から入力する対応する量子化閾値２^N
の指数部の値Ｎとの大小比較を行い、ＳＳＳＳ′＞Ｎで
あるか否かを判別する。そして、ＳＳＳＳ′＞Ｎであれ
ば、カテゴリ算出部１１２が量子化係数のカテゴリＳＳ
ＳＳ（＝ＳＳＳＳ′−Ｎ）を算出し、位置情報算出部１
１３が上記２次元ＤＣＴ係数のカテゴリ内位置情報（２
進値）の下位Ｎビットをシフト（除去）することで、量
子化係数のカテゴリ内位置情報（２進値）を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多値画像データを高能
率に符号化する画像データ符号装置及びその画像データ
符号装置により生成された符号データから画像データを
復元する画像データ復元装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビ会議／テレビ電話、カラー静止
画、カラー動画等の分野においては、数値データに比べ
て情報量が桁違いに大きい画像データ、特に中間調画像
やカラー画像のデータを蓄積し、さらには、それらの画
像データを高速、高品質で伝送する必要があるため、画
素毎の階調値を高能率に符号化する処理が必要不可欠で
ある。

【０００３】そして、このような画像データの高能率な
圧縮方式として、例えば適応離散コサイン変換符号化方
式が知られている。この適応離散コサイン変換符号化方
式(Adaptive Discrete Cosine Transform以下、略して
ＡＤＣＴと称する）は、画像を例えば８×８画素からな
る複数のブロックに分割し、その各ブロックの画信号を
２次元離散コサイン変換（以下、２次元ＤＣＴと称す
る）により空間周波数分布の係数（２次元ＤＣＴ係数）
に変換し、次にその変換により得られた各ブロック内の
２次元ＤＣＴ係数を視覚に適応した閾値で量子化し、さ
らにその量子化により求められた量子化係数を統計的に
求めたハフマン・テーブルにより符号化するものであ
る。

【０００４】次に、このＡＤＣＴの符号化動作を図１０
の基本ブロック図を参照しながらより詳細に説明する。
まず、画像を図１１に示すような８×８画素からなる複
数のブロックに分割し、各ブロックの画信号を順次、Ｄ
ＣＴ変換部２４に入力する。ＤＣＴ変換部２４では、入
力される１ブロックの画信号を２次元ＤＣＴにより直交
変換して、図１２に示す空間周波数分布の８×８個の２
次元ＤＣＴ係数に変換し、線形量子化部２５に出力す
る。

【０００５】上記２次元ＤＣＴ変換部のブロック構成の
一例を図１３に示す。図１３に示す構成の２次元ＤＣＴ
変換部においては、入力される１ブロック（８×８画
素）の画信号を１次元ＤＣＴ変換部３０で１次元ＤＣＴ
変換し、次に転置部３１でブロック内の上記１次元ＤＣ
Ｔ変換により得られた係数の行と列を入れ換えた後（転
置）、１次元ＤＣＴ変換部３２に出力する。次に、１次
元ＤＣＴ変換部３２では、前記１次元ＤＣＴ変換部３０
と同様な１次元ＤＣＴ変換を行い、転置部３３に出力す
る。そして、さらに転置部３３で前記転置部３１と同様
な転置処理を行い、その転置処理により得られた１ブロ
ックの２次元ＤＣＴ係数を図１４に示す線形量子化部に
出力する。そして、このような処理を画像データの全ブ
ロックについて施すことで、全ブロックの画信号は、２
次元ＤＣＴ係数に変換される。

【０００６】線形量子化部２５は、上述のようにして入
力される各ブロック毎の２次元ＤＣＴ係数を視覚実験に
より決められた、例えば図１５に示すような閾値で構成
する量子化マトリクス２８により線形量子化する。この
線形量子化により得られる結果を図１５に示す。同図に
示すように、閾値より小さい値の２次元ＤＣＴ係数は０
となり、ＤＣ成分（＝５）とわずかのＡＣ成分のみが値
を持つ量子化係数が生成される。

【０００７】次に、図１５に示すように２次元的に配列
された量子化係数は、図１６に示す番号の順序で量子化
係数の走査を行うジグザグスキャンと呼ばれる走査によ
り１次元の数値列に変換され、可変長符号化部２６に入
力される。可変長符号化部２６は、各ブロック先頭のＤ
Ｃ成分と前ブロックのＤＣ成分との差分を可変長符号化
する。また、ＡＣ成分については有効係数（値が０でな
い係数）の値（以下、インデックスと称する）とそこま
での無効係数（値が０の係数）のランの長さ（以下、零
ラン長と称する）とを組み合わせて、ブロック毎に可変
長符号化する。この可変長符号化においては、ＤＣ，Ａ
Ｃの各成分は、画像ごとの統計量を基に作成するハフマ
ン・テーブルで構成する符号表２７を用いて符号化さ
れ、その符号化により得られた符号データは、順次、外
部に出力される。

【０００８】一方、上述のようにして符号化された符号
データは、図１７に示すＡＤＣＴ復元回路により画像に
復元される。次に、上記復元回路により行われる画像の
復元方法を説明する。

【０００９】ブロック単位で入力される符号データは、
まず可変長復号部４１に入力される。可変長復号部４１
では、前記符号表２７のハフマン・テーブルと逆のテー
ブルで構成する復号表４２を用いて、入力された符号デ
ータを前記インデックスと前記零ラン長から成る固定長
データに復号し、逆量子化部４３に出力する。逆量子化
部４３は、その入力される固定長データの各量子化係数
に量子化マトリクス４６の対応する閾値を乗算すること
により、入力された量子化係数を逆量子化して２次元Ｄ
ＣＴ係数に復号し、その復号した２次元ＤＣＴ係数を２
次元逆ＤＣＴ変換部４４に出力する。２次元逆ＤＣＴ変
換部４４は、入力される２次元ＤＣＴ係数を用いて逆２
次元ＤＣＴ変換を行い、画信号を復元する。

【００１０】図１８に、上記２次元逆ＤＣＴ変換部の一
構成例を示す。この２次元逆ＤＣＴ変換部において、入
力される２次元ＤＣＴ係数は１次元逆ＤＣＴ変換部５１
で１次元逆ＤＣＴ変換され、転置部５２に出力される。
転置部５２は、１ブロック内の係数の行と列を入れ換え
て１次元逆ＤＣＴ変換部５３に出力する。１次元逆ＤＣ
Ｔ変換部５３は、入力された転置後の係数を再び１次元
逆ＤＣＴ変換し、転置部５４に出力する。転置部５４
は、転置部５２と同様に再度１ブロック内の係数の行と
列を入れ換えることにより得られる信号を出力し、その
ことにより、画信号が復元する。

【００１１】上述したように、従来のＡＤＣＴ方式にお
いては、画信号を符号化する際の量子化係数は、２次元
ＤＣＴ係数を量子化閾値で量子化することにより求ま
る。図１９に従来の線形量子化回路の一構成例を示す。

【００１２】同図において、端子６０より入力される２
次元ＤＣＴ係数は、いったんＤＣＴ係数入力部６３に保
持される。ＤＣＴ係数入力部６３は、タイミング制御部
６１からのデータ読出し信号（ＲＥＤ）に従って、入力
されるＤＣＴ係数を１画素毎に順次、除算部６９に出力
する。また、量子化閾値保持部６２も上記タイミング制
御部６１からのデータ読出し信号（ＲＥＤ）にしたがっ
て、ＤＣＴ係数入力部に保持されている画素に対応した
量子閾値を順次除算部６９に出力する。

【００１３】除算部６９は、入力される各画素のＤＣＴ
係数を、入力される量子化閾値で除算することにより量
子化し、その除算結果を量子化係数（ＱＵＤ）としてラ
ッチ部６４に出力する。タイミング制御部６１は、除算
部６９のアクセス時間を計算してラッチ部６４にデータ
ラッチ用のラッチ信号（ＬＡＴ）を発生する。このラッ
チ信号（ＬＡＴ）によりラッチ部６４に量子化係数がラ
ッチされ、その量子化係数が端子７０から図１０に示す
可変長符号化部２６に出力される。タイミング制御部６
１は、１画素分の２次元ＤＣＴ係数の量子化が終了する
と、ＤＣＴ係数入力部６３及び量子化閾値保持部６２に
対し、次の画素の２次元ＤＣＴ係数及び量子化閾値の読
み出しを指示し、次の画素の２次元ＤＣＴ係数の量子化
を行わせる。

【００１４】このように、ＤＣＴ係数入力部６３に保持
されている２次元ＤＣＴ係数を１画素単位で読み出し、
その読み出した２次元ＤＣＴ係数を量子化閾値保持部６
２に保持されている量子化閾値で除算して、その除算結
果を対象画素の量子化係数として出力する処理を、１画
素毎、ブロック単位に１画面分繰り返すことにより、１
画面分の２次元ＤＣＴ係数が量子化される。

【００１５】そして、得られた量子化係数はジグザグス
キャン（図１６参照）によって連続する“０”の個数
（零ラン長：ＮＮＮＮ）と０でない係数（有効係数）の
組み合わせに変換される。さらに有効係数に対しては、
２次元グルーピングという処理が行い、カテゴリ（ＳＳ
ＳＳ）とカテゴリ内位置情報の２つの情報に変換する。
尚、カテゴリはその有効係数が属するグループ（クラ
ス）を意味し、カテゴリ内位置情報はそのグループ（ク
ラス）内での有効係数の位置を示す（図３，４参照）。

【００１６】すなわち、ＡＤＣＴでは、上記零ラン長Ｎ
ＮＮＮとカテゴリＳＳＳＳの組み合わせで可変長符号化
がなされ、その可変長符号化により得られた可変長符号
データにカテゴリ内位置情報が付属する符号データが生
成される。

【００１７】一方、上記可変長符号データは以下の方法
で画像に復元される。図２０は、上記可変長符号データ
から２次元ＤＣＴ係数を復号する従来の線形逆量子化回
路のブロック図である。

【００１８】同図において、端子７０より入力される符
号データは、可変長復号部７１で可変長符号データ（Ｎ
ＮＮＮ／ＳＳＳＳ）とカテゴリ内位置情報に分けられ、
次に上記２つの情報に基づいて零ラン長（ＮＮＮＮ）と
有効係数とが復号された後、さらに各空間周波数におけ
る量子化係数が再生されて、量子化係数入力部７７に入
力される。量子化係数入力部７７は、タイミング制御部
７２から加わるデータ読み出し信号（ＲＥＤ）に従っ
て、入力される量子化係数を１個づつ、順次乗算部７８
に出力する。また、量子化閾値保持部７４は、タイミン
グ制御部７２からデータ読み出し信号（ＲＥＤ）が加わ
ると、保持している、現在乗算部７８に出力されている
量子化係数に対応した量子化閾値を順次乗算部７８に出
力する。乗算部７８は、入力される量子化係数と量子化
閾値を乗算することにより、逆量子化を行い、その乗算
結果を各２次元ＤＣＴ係数として出力する。タイミング
制御部７２は、量子化部のアクセス時間を計算して、ラ
ッチ部７６に加えるデータのラッチ用のラッチ信号（Ｌ
ＡＴ）を発生する。そして、このラッチ信号（ＬＡＴ）
により、ラッチ部７６に乗算部７８により生成された２
次元ＤＣＴ係数がラッチされ、その２次元ＤＣＴ係数が
端子７３から図１７に示す２次元逆ＤＣＴ変換部４４に
出力される。上述のようにして１個の量子化係数の逆量
子化が終了すると、タイミング制御部７２は、量子化係
数入力部７７と量子化閾値保持部７４に次の量子化係数
と量子化閾値の読み出しを指示し、乗算部７８により次
の量子化係数の逆量子化が行われる。このように量子化
係数入力部７７に保持されている量子化係数を１個単位
で読み出し、量子化閾値保持部７４に保持されている量
子化閾値で逆量子化し出力する処理を、ブロック単位に
１画面分繰り返すことにより、１画面分の２次元ＤＣＴ
係数が逆量子化により生成される。そして、その逆量子
化により生成された２次元ＤＣＴ係数を用いて、２次元
逆ＤＣＴ変換を行うことにより、一画面の画像データが
復元される。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従
来、画像データを直交変換（ＤＣＴ変換等）を用いて高
能率符号化する場合、直交変換により得られた直交変換
係数（２次元ＤＣＴ係数等）を量子化し、次にその量子
化により得られた量子化係数を可変長符号化している。
また、上記可変長符号データを画像データに復元する場
合、可変長符号データから量子化係数を復号した後、そ
の復号した個々の量子化係数毎に逆量子化を行って、直
交変換係数（２次元ＤＣＴ係数等）を得、その直交変換
係数を用いて上記可変長符号化とは逆の逆直交変換（２
次元ＤＣＴ変換等）を行って、画像データを復元してい
る。

【００２０】このように、上記従来の直交変換を用いた
高能率符号化においては、量子化は各直交変換係数を予
め定めておいた量子化閾値で除算することにより得てお
り、また画像データの復元を行う際の逆量子化において
は、各量子化係数に上記予め定めておいた量子化閾値を
乗算することにより直交変換係数を得るようにしてい
た。しかしながら、上記量子化における除算処理は、除
算器を用いて行っており、その除算器は回路規模が大き
いために装置の小型化に適さず、またその除算処理に要
する時間も長く、高速化が難しいという問題が生じてい
た。一方、上記逆量子化における乗算処理は、乗算器を
用いて行っているが、この場合にも乗算器は回路規模が
大きいために装置の小型化に適さず、また乗算処理に要
する時間も長く高速化が難しいという問題が生じてい
た。

【００２１】本発明は、除算器を使用しない小規模な回
路で従来よりも高速に画像データの高能率符号化が可能
な画像データ符号化装置、及び乗算器を使用しない小規
模な回路で従来よりも高速に画像データの復元が可能な
画像データ復号化装置を実現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、図２は、それぞれ
第１の発明、第２の発明の原理説明図である。まず、図
１にブロック構成図が示されている第１の発明である画
像データ符号化装置は、多値画像データをブロック単位
で直交変換した後、その直交変換によって得られた各ブ
ロックの直交変換係数を量子化し、その量子化によって
得られた量子化係数を可変長符号化する画像データ符号
化装置を前提とし、以下の各手段を有している。

【００２３】直交変換手段１は、多値画像の画像データ
を複数の画素から成る複数のブロックに分割し、その分
割した各ブロック毎に直交変換を行って、各ブロック毎
の直交変換係数を求める。

【００２４】カテゴリ算出手段２は、直交変換手段１に
よって得られた直交変換係数の量子化閾値が２^N（Ｎは
零または自然数）で表わせるとき、上記直交変換係数の
属するカテゴリと上記量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎを
用いて、上記量子化閾値２^Nによって量子化を行ったと
き零とならない上記直交変換係数の量子化係数の属する
カテゴリを得る。

【００２５】位置情報算出手段３は、カテゴリ算出手段
２によってカテゴリが算出された量子化係数のカテゴリ
内位置情報を、前記量子化閾値２^Nによって上記量子化
係数に量子化された直交変換係数の属するカテゴリ内位
置情報と前記量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎとを用いて
得る。

【００２６】零ラン長計数手段４は、直交変換手段１に
よって得られる直交変換係数に対し量子化を行った際に
得られる零ラン長を計数する。可変長符号データ作成手
段５は、カテゴリ算出手段２によって算出されたカテゴ
リとそのカテゴリ算出までに前記零ラン長計数手段４に
よって計数された零ラン長とから可変長符号データを作
成する。

【００２７】符号データ出力手段６は、可変長符号デー
タ作成手段５によって作成された可変長符号データ及び
前記位置情報算出手段３によって作成されたカテゴリ内
位置情報を符号データとして出力する。

【００２８】前記カテゴリ算出手段２は、２次元グルー
ピング処理において用いるカテゴリの構成に応じて、例
えば請求項２記載のように、前記直交変換係数の属する
カテゴリから前記量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎを減算
し、その減算結果の値を前記量子化係数の属するカテゴ
リとして出力するような構成としてもよい。

【００２９】また、前記位置情報算出手段３は、例え
ば、カテゴリ算出手段２が、上述のような方法により量
子化係数の属するカテゴリを算出する場合、前記直交変
換係数の属するカテゴリ内での位置情報を示す２進値を
前記量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎに等しいビット数分
下位ビット方向にシフトすることにより得られる値を、
前記カテゴリ算出手段２によりカテゴリが得られた量子
化係数のカテゴリ内位置情報として出力するような構成
としてもよい。

【００３０】次に、図２にブロック構成が示されている
第２の発明である画像データ復元装置は、可変長符号化
された符号データから画像データを復元する画像復元装
置を前提とし、以下の各手段を有する。

【００３１】分割手段１１は、前記符号データを可変長
符号データとカテゴリ内位置情報とに分割する。可変長
符号データ復号手段１２は、分割手段１１によって得ら
れた可変長符号データから零ラン長及び量子化係数のカ
テゴリを復号する。

【００３２】カテゴリ復号手段１３は、可変長データ復
号手段１２によって復号されたカテゴリから直交変換係
数のカテゴリを復号する。位置情報復号手段１４は、分
割手段１１により得られたカテゴリ内の位置情報から前
記カテゴリ復号手段１３によってカテゴリが復号された
直交変換係数のカテゴリ内位置情報を復号する。

【００３３】直交変換係数復号手段１５は、カテゴリ復
号手段１３によって復号されたカテゴリと前記位置情報
復号手段１４によって復号されたカテゴリ内の位置情報
とから直交変換係数を復号する。

【００３４】復元手段１５は、直交変換係数復号手段１
５によって復元された直交変換係数と可変長符号データ
復号手段１２により得られた零ラン長を用いて、各ブロ
ックの画像データを復元する。

【００３５】前記カテゴリ復号手段１３は、例えば請求
項５記載のように、前記カテゴリを復号すべき直交変換
係数に対応する量子化閾値が２^N（Ｎは零または自然
数）であるとき、前記可変長データ復号手段１２によっ
て復号されたカテゴリに前記量子化閾値２^Nの指数部の
値Ｎを加えて、その加算結果を前記直交変換係数の属す
るカテゴリとして出力するような構成としてもよい。

【００３６】また、前記位置情報復号手段１４は、カテ
ゴリ復号手段１３が上述のようにして直交変換係数の属
するカテゴリを求める場合、例えば請求項６記載のよう
に、前記分割手段１１によって得られた位置情報の２進
値を、前記直交変換係数に対応する量子化閾値が２^Nで
あるとき、その量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎに等しい
ビット数分上位ビット方向にシフトすることにより得ら
れる２進値を、前記直交変換係数のカテゴリ内位置情報
として出力するような構成としてもよい。

【００３７】

【作用】前記第１の発明によれば、まず直交変換手段１
により画像データの直交変換を、複雑に分割された画像
データの各ブロック毎に行う。そして、カテゴリ算出手
段２は、その直交変換により得られた各ブロックの直交
変換係数の内、対応する量子化閾値が２^N（Ｎは、零ま
たは自然数）で表わされる直交変換係数について、その
直交変換係数の属するカテゴリと上記量子化閾値２^Nの
指数部の値Ｎとを用いて、上記量子化閾値２^Nによって
量子化を行ったとき零とならない上記直交変換係数の量
子化係数（有効係数）の属するカテゴリを得る。カテゴ
リ算出手段２は、その量子化係数（有効係数）のカテゴ
リを、例えば上記直交変換係数の属するカテゴリから上
記量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎを減算することにより
得る。

【００３８】続いて、位置情報算出手段３は、上記カテ
ゴリ算出手段２によってカテゴリが得られた量子化係数
のカテゴリ内位置情報を、上記量子化係数に量子化され
た直交変換係数のカテゴリ内位置情報とその量子化に用
いられた量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎとを用いて得
る。位置情報算出手段３は、その量子化係数のカテゴリ
内位置情報を、例えば上記直交変換係数のカテゴリ内位
置情報の２進値を上記量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎに
等しいビット数分下位ビット方向にシフトすることによ
り得る。

【００３９】また、上記直交変換数に対し量子化を行っ
た際に得られる零ラン長（零となる量子化係数のテンレ
ングス）は、零ラン長計数手段４により計数され、カテ
ゴリ算出手段２及び位置情報算出手段３からそれぞれ量
子化係数の属するカテゴリ及びそのカテゴリ内位置情報
が出力されると、可変長符号データ作成手段５は、上記
量子化係数のカテゴリを入力すると共に、それまでに計
数されていた零ラン長を零ラン長計数手段４から入力
し、その零ラン長と上記量子化係数のカテゴリの組み合
わせで可変長符号データを生成し、符号データ出力手段
６に出力する。符号データ出力手段６は、上記入力され
る可変長符号データと、位置情報算出手段３から入力さ
れるカテゴリ内位置情報とを組みにして、符号データと
して出力する。

【００４０】したがって、直交変換係数のカテゴリとそ
のカテゴリ内位置情報とを用いて、量子化係数のカテゴ
リ及びそのカテゴリ内位置情報を２次元グルーピング処
理を行うことができる。また、対応する量子化閾値が２
^N（Ｎは零または自然数）で表わされる直交変換係数に
ついては、従来のように量子化閾値で量子化（除算処
理）を行うことなく、減算処理（カテゴリ）及びビット
シフト処理（カテゴリ内位置情報）を行うことにより、
上記２次元グルーピング処理を行うことができる。

【００４１】次に第２の発明の画像データ復元装置によ
れば、まず分割手段１により符号データが可変長符号デ
ータとカテゴリ内位置情報とに分割され、可変長符号デ
ータが可変長符号データ復号手段１２に、カテゴリ内位
置情報が位置情報復号手段１４に出力される。可変長符
号データ復号手段１２は、入力される可変長符号データ
から零ラン長及び量子化係数のカテゴリを復号し、その
量子化係数のカテゴリをカテゴリ復号手段１３に、上記
零ラン長を直交変換係数復号手段１５に出力する。

【００４２】カテゴリ復号手段１３は、入力される量子
化係数のカテゴリから直交変換係数のカテゴリを復号
し、その直交変換係数のカテゴリを直交変換係数復号手
段１５に出力する。カテゴリ復号手段１３は、その直交
変換係数のカテゴリを、例えば上記カテゴリを復元すべ
き直交変換係数に対応する量子化閾値が２^N（Ｎは零ま
たは自然数）で表わされるとき、上記量子化係数のカテ
ゴリに上記Ｎの値を加えることにより得る。

【００４３】また、位置情報復号手段１４は、上記入力
されるカテゴリ内位置情報からカテゴリ復号手段１３に
よりカテゴリが復号された直交変換係数のカテゴリ内位
置情報を復号し、直交変換係数復号手段１５に出力す
る。位置情報復号手段１４は、例えば、上記カテゴリ内
位置情報を復号すべき直交変換係数の量子化閾値が２^N
（Ｎは零または自然数）で表わされるとき、上記カテゴ
リ内位置情報の２進値を上記値Ｎに等しいビット数分、
上記ビット方向にシフトすることにより得る。

【００４４】直交変換係数復号手段１５は、上記入力さ
れる直交変換係数のカテゴリ及びそのカテゴリ内位置情
報とから直交変換係数を復号し、その直交変換係数を復
元手段１６に出力する。

【００４５】復元手段１６は、可変長符号データ復号手
段１２から入力される零ラン長と直交変換係数復号手段
１５から入力される直交変換係数とを用いて、各ブロッ
クの画像データを復元する。

【００４６】したがって、量子化係数のカテゴリ及びそ
のカテゴリ内位置情報から、当該直交変換係数のカテゴ
リ及びそのカテゴリ内位置情報を求め、次にその直交変
換係数のカテゴリとそのカテゴリ内位置情報から当該直
交変換係数を得ることができる。また、対応する量子化
閾値が２^N（Ｎは零または自然数）で表わされる直交変
換係数については、従来のように量子化閾値で逆量子化
（乗算処理）を行うことなく対応する量子化係数のカテ
ゴリに上記Ｎの値を加えることにより当該カテゴリを、
対応する量子化係数のカテゴリ内位置情報の２進値を、
上記Ｎの値に等しいビット数分、上位ビット方向にシフ
トすることにより、当該カテゴリ及び当該カテゴリ内位
置情報を得て直交変換係数を復号することができる。

【００４７】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。本実施例は、画像データの直交変換として２
次元ＤＣＴ変換を用い、その２次元ＤＣＴ変換により得
られた各ブロック（８×８画素）内の各空間周波数分布
の係数（２次元ＤＣＴ係数）に対し、視覚に適応した閾
値（量子化閾値）で量子化することにより得られた量子
化係数の内の有効係数（零でない係数）を可変長符号化
する処理に係わるものである。

【００４８】上述したように、有効係数は２次元グルー
ピングという処理を施すことにより、カテゴリとそのカ
テゴリ内の位置情報（カテゴリ内位置情報）の２つの情
報に変換され、零ラン長と上記カテゴリの組み合わせで
可変長符号化がなされることになるが、カテゴリは、図
３に示すようにクラス（グループ）分けされる。

【００４９】すなわち、同図から容易に知れるように、
有効係数の絶対値が２^M-1〜２^M−１（Ｍ＝０，１，
２，・・・）の範囲内にあるとき、そのカテゴリは
「Ｍ」となる。例えば、有効係数「４」は、そのカテゴ
リが「３」であるが、カテゴリ「３はその絶対値が２
^3-1〜２³−１の範囲内にある有効係数｛−７，−６，
−５，−４，４，５，６，７，｝を包含している。さら
に、有効係数「６０」は、そのカテゴリが「６」である
が、カテゴリ「６」はその絶対値が２^6-1〜２⁶−１の
範囲内にある有効係数｛−127 ，−126 ，−63，−62，
62，６3 ・・・125, 126, 127 ｝を包含している。この
ようにカテゴリ「Ｍ」に属する有効係数は、図４に示す
ように−（２^M−１），−（２^M−２），・・・，−
（２^M-1），２^M-1，・・・（２^M−２），（２^M−
１）と表現することができる。

【００５０】また、量子化の結果「０」となる量子化係
数は、カテゴリ「０」に属し、これは零ラン長（ＮＮＮ
Ｎ）により、可変長符号化されることになる。また、同
じく図４から、カテゴリ「Ｍ」に属する有効係数のカテ
ゴリ内位置情報は、Ｍビットのビット長で表せることが
わかる。これは、換言すれば、カテゴリ「Ｍ」に属する
有効係数の個数は、２^M個に等しいことを意味してい
る。すなわち、各カテゴリ「Ｍ」に属する有効係数に対
しては、その値が小さい順から「０」，「１」，
「２」，・・・（以上、10進法表記）の位置情報が割り
当てられるので、２^M個の有効係数を包含するカテゴリ
「Ｍ」に属する各有効係数の位置情報は、Ｍビットの２
進値で表わすことができる。そして、カテゴリのクラス
が「１」上がる毎に、有効係数の数が２倍に増加してい
くので、それに伴い有効係数の位置情報を表わすビット
長も１ビットづつ増加していくことになる。

【００５１】ここで、カテゴリが「Ｍ」の２次元ＤＣＴ
係数を２^Nの量子化閾値で量子化する場合を考えてみ
る。この場合、上記量子化により得られる量子化係数の
属するカテゴリは、（Ｍ−Ｎ）となる。この一例を図５
に示す。

【００５２】同図に示す例は、「20」の２次元ＤＣＴ係
数をそれぞれ１（＝２⁰），２（＝２¹），４（＝
２²），８（＝２³）の各量子化閾値で量子化した場合
に得られる量子化係数のカテゴリ及びそのカテゴリ内位
置情報を示す図である。尚、同図において、上記カテゴ
リ内位置情報は２進値で示している。

【００５３】同図に示すように、「２⁰」（Ｎ＝０）で
量子化を行った場合、得られる量子化係数は「20」とな
って元の２次元ＤＣＴ係数の値と変わらないので、その
カテゴリは「５」のままである。一方、「２¹」（Ｎ＝
１），「２²」（Ｎ＝２）、及び「２³」（Ｎ＝３）の
量子化閾値で量子化を行った場合には、カテゴリはそれ
ぞれ「４」，「３」，「２」と下がる。また、カテゴリ
の低下に伴い、カテゴリ内での位置情報を示すビット長
も、それぞれ４ビット（量子化閾値が「２¹」）、３ビ
ット（量子化閾値が「２²」）、２ビット（量子化閾値
が「２³」）と短くなる。また、同図に示されているよ
うに、「２^N」（Ｎ＝０，１，２，３）の量子化閾値で
量子化を行った場合、そのカテゴリ内位置情報は、量子
化対象のカテゴリ「５」に属する２次元ＤＣＴ係数の位
置情報“１０１００”から下位Ｎビットを取り去った値
に等しいことがわかる。

【００５４】以上のことから、２次元ＤＣＴ係数を２の
巾乗の値（２^N）の量子化閾値で量子化する場合、下記
に示す、が成立することが分かる。カテゴリ
「Ｍ」の２次元ＤＣＴ係数を「２^N」の値の量子化閾値
で量子化した場合、その量子化により得られる量子化係
数の属するカテゴリ（のクラス）は（Ｍ−Ｎ）となる。
カテゴリ「Ｍ」の２次元ＤＣＴ係数を「２^N」の値
の量子化閾値で量子化した場合、その量子化により得ら
れる量子化係数の当該カテゴリ内での位置情報は、上記
２次元ＤＣＴ係数の当該カテゴリ内での位置情報を示す
２進値から下位Ｎビットを取り去った値に等しい。

【００５５】したがって、上記、の性質を用いるこ
とにより、可変長符号化を行う際、有効係数となってい
る２次元ＤＣＴ係数の属するカテゴリ及びそのカテゴリ
内位置情報から、その２次元ＤＣＴ係数に対応する量子
化係数の２次元グルーピング処理を行うことができる。

【００５６】次に、本実施例における可変長符号化の方
法を図６のフローチャートに示す。このフローチャート
は、量子化閾値「２^N」により量子化を行う場合の可変
長符号化の方法を示すフローチャートであり、各ブロッ
ク内での２次元ＤＣＴ係数の入力は前記ジグザグスキャ
ンの走査順に行われる（図１６参照）。

【００５７】同図のフローチャートにおいて、まず入力
される２次元ＤＣＴ係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ′）を求
め（Ｓ１）、次にそのカテゴリ（ＳＳＳＳ′）が量子化
閾値「２^N」の指数部の値「Ｎ」よりも大きいか否か判
別し（Ｓ２）、その２次元ＤＣＴ係数のカテゴリ（ＳＳ
ＳＳ′）が上記指数部の値「Ｎ」以下であれば、量子化
の結果得られる量子化係数は「０」となるので、零ラン
長を計数するカウンタを「１」加算した後（Ｓ３）、次
に入力される２次元ＤＣＴ係数に対し、上記処理Ｓ１以
降の処理を行う。

【００５８】上記動作により、カウンタにより零ラン長
（ＮＮＮＮ）が計数される。一方、上記判別処理Ｓ２
で、２次元ＤＣＴ係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ′）が上記
量子化閾値「２^N」の指数部の値「Ｎ」より大きけれ
ば、そのカテゴリ（ＳＳＳＳ′）から上記量子化閾値
「２^N」の指数部の値「Ｎ」を減じて、上記２次元ＤＣ
Ｔ係数を量子化閾値「２^N」によって量子化することに
より得られる量子化係数（ＱＵＤ）のカテゴリＳＳＳＳ
（＝ＳＳＳＳ′−Ｎ）を求め（Ｓ４）、続いて、上記２
次元ＤＣＴ係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ′）内での位置情
報（ＮＮＮＮ′）の下位Ｎビットを下位ビット方向にシ
フトして上記量子化係数（ＱＵＤ）のカテゴリ（ＳＳＳ
Ｓ）内での位置情報（ＮＮＮＮ）を求める（Ｓ５）。

【００５９】そして、上記処理Ｓ３でカウンタにより計
数された零ラン長（ＮＮＮＮ）と上記処理Ｓ４で求めた
有効係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ）を用いて可変長符号デ
ータを作成し、さらにその可変長符号データに上記処理
Ｓ５で求めた上記有効係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ）内位
置情報（ＮＮＮＮ）を付加し、符号データを生成する
（Ｓ６）。

【００６０】そして、この図のフローチャートに示す処
理Ｓ１〜Ｓ６を、１ブロック（例えば、８×８画素）内
の全ての２次元ＤＣＴ係数に対して順次行うことによ
り、１ブロック（例えば、８×８画素）の全ての画素の
可変長符号化が終了する。そして、以上の処理を画像の
全てのブロックに対して行うことで、画像データの符号
化を行うことができる。

【００６１】このように、本実施例の画像データの符号
化方法によれば、従来のように量子化処理（除算処理）
を行うことなく、減算処理（Ｓ４）とビットシフト処理
（Ｓ５）を行うだけで、量子化処理により有効係数とな
る２次元ＤＣＴ係数に対する２次元グルーピング処理を
行うことができ、その有効係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ）
及びそのカテゴリ内位置情報を求めることができる。

【００６２】続いて、上述した図６のフローチャートに
示す方法で、原画像データの可変長符号化を行う画像デ
ータ符号化装置のシステム構成を図７のブロック図に示
す。同図において、２次元ＤＣＴ変換部１０１は、入力
される１ブロック（８×８画素）の原画像データに対し
て２次元ＤＣＴ変換を行い、８×８個の２次元ＤＣＴ係
数を算出し、それらの算出した８×８個の２次元ＤＣＴ
係数をＤＣＴ係数保持部１０２に書き込む。ＤＣＴ係数
保持部１０２は、上記２次元ＤＣＴ変換部１０１により
書き込まれた８×８個の２次元ＤＣＴ係数を保持し、前
述したジグザグスキャンの走査順にしたがって、それら
の８×８個の２次元ＤＣＴ係数を、１個づつ順次、第１
のカテゴリ算出部１０３に出力する。

【００６３】第１のカテゴリ算出部１０３は、入力され
る２次元ＤＣＴ係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ′）を特に図
示していない内部のカテゴリテーブルを参照して求め、
そのカテゴリ（ＳＳＳＳ′）を比較部１０２に２次元Ｄ
ＣＴ係数毎に順次出力する。

【００６４】比較部１０２は、第１のカテゴリ算出部１
０３から入力される、カテゴリ（ＳＳＳＳ′）を有する
２次元ＤＣＴ係数に対応する量子化閾値「２^N」の指数
部「Ｎ」の値をＮ発信機１１１から入力し、上記２次元
ＤＣＴ係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ′）と上記量子化閾値
「２^N」の指数部「Ｎ」との大小比較を行い、Ｎ≦ＳＳ
ＳＳ′であれば、ランレングスカウンタ１０６に対しカ
ウントパルス信号を出力するが、他方、Ｎ＞ＳＳＳＳ′
であれば、第２のカテゴリ算出部１１２に上記２次元Ｄ
ＣＴ係数のカテゴリＳＳＳＳ′を出力する。

【００６５】ランレングスカウンタ１０６は、上記比較
部１０４から入力される上記カウントパルス信号によっ
て１インクリメント（「１」加算）を行うカウンタであ
り、上記カウントパルス信号を入力すると、前記ＤＣＴ
係数部１０２へ出力指示信号を出力し、このことにより
前記ＤＣＴ係数部１０２は次の２次元ＤＣＴ係数をカテ
ゴリ算出部１０３へ出力する。

【００６６】また、Ｎ発信機１１１は、カテゴリ算出部
１０３から比較部１０４への２次元ＤＣＴ係数の出力に
同期して、その２次元ＤＣＴ係数に対応する量子化閾値
「２ ^N」の指数部の値「Ｎ」を上記比較部１０４及び第
２のカテゴリ算出部１１２に出力する。

【００６７】第２のカテゴリ算出部１１２は、比較部１
０４から２次元ＤＣＴ係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ′）を
入力すると、そのカテゴリ（ＳＳＳＳ′）からＮ発信機
１１１から入力される量子化閾値「２^N」の指数部の値
「Ｎ」を減算し、その減算結果（＝ＳＳＳＳ′−Ｎ）を
上記２次元ＤＣＴ係数を量子化閾値「２^N」によって量
子化することによって得られる量子化係数（ＱＵＤ）の
カテゴリ（ＳＳＳＳ）として可変長符号化部１０７に出
力すると共に、ＤＣＴ係数保持部１０２に対し信号ＤＡ
Ｔを出力する。

【００６８】ＤＣＴ係数保持部１０２は、第２のカテゴ
リ算出部１１２から上記信号ＤＡＴを入力すると、前記
第１のカテゴリ算出部１０２に出力した２次元ＤＣＴ係
数の値を、今度は位置情報算出部１１３に出力する。

【００６９】位置情報算出部１１３は、第２のカテゴリ
算出部１１２から加わるタイミング制御信号を受けて、
ＤＣＴ係数保持部１０２から入力する２次元ＤＣＴ係数
のカテゴリ内位置情報（２進値）を求め、そのカテゴリ
内位置情報からＮ発信機１１１から入力する値Ｎに対応
する下位Ｎビットを下位ビット方向へシフトしてＮビッ
ト長の前記量子化係数（ＱＵＤ）のカテゴリ内位置情報
を求め（図５参照）、そのカテゴリ内位置情報を可変長
符号化部１０７へ出力する。

【００７０】可変長符号化部１０７は、カテゴリ算出部
１１２から入力するカテゴリ（ＳＳＳＳ）とランレング
スカウンタ１０６から入力する零ラン長（ＮＮＮＮ）の
組み合わせをハフマン符号テーブルにより可変長符号化
し、その可変長符号化により得られた可変長符号データ
と上記位置情報算出部１１３から入力するＮビット長の
カテゴリ内位置情報とを組にした符号データを生成し、
その符号データを外部に出力する。また、ランレングス
カウンタ１０６のリセット（“０”設定）も行う。

【００７１】このように、複数のブロック（８×８画
素）に分割された原画像データは、ブロック単位で２次
元ＤＣＴ変換部１０１に入力されて８×８個の２次元Ｄ
ＣＴ係数に変換され、それらの２次元ＤＣＴ係数が一括
してＤＣＴ係数保持部１０２に保持（記憶）される。そ
して、ＤＣＴ係数保持部１０２からジグザグスキャンの
走査順序にしたがって２次元ＤＣＴ係数が１個づつ第１
のカテゴリ算出部１０３に順次出力され、第１のカテゴ
リ算出部１０３により、その２次元ＤＣＴ係数のカテゴ
リ（ＳＳＳＳ′）が求められ、そのカテゴリ（ＳＳＳ
Ｓ）が比較部１０４へ出力される。

【００７２】続いて、比較部１０４により、上記入力さ
れる２次元ＤＣＴ係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ′）とＮ発
信機１１１から入力されるその２次元ＤＣＴ係数に対応
する量子化閾値「２^N」の指数部の値「Ｎ」との大小比
較が行われ、比較部１０４は、ＳＳＳＳ′≦Ｎであった
場合には、ランレングスカウンタ１０６を１インクリメ
ントさせ、他方ＳＳＳＳ′＞Ｎであった場合には、入力
した２次元ＤＣＴ係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ′）を第２
のカテゴリ算出部１１２に出力する。

【００７３】したがって、比較部１０４がＮ≦ＳＳＳ
Ｓ′を連続して判別している間、すなわち量子化閾値
「２^N」で量子化すると「０」となるカテゴリ「ＳＳＳ
Ｓ′」を有する２次元ＤＣＴ係数が比較部１０４に連続
して入力される間、ランレングスカウンタ１０６により
零ラン長（「０」である量子化係数（ＱＵＤ）の連続す
る個数）が計数されることになる。

【００７４】一方、比較部１０４がＮ＞ＳＳＳＳ′を判
別したときには、カテゴリ算出部１１２により２次元Ｄ
ＣＴ係数を量子化閾値「２^N」により量子化する際に得
られる量子化計数（ＱＵＤ）のカテゴリ（ＳＳＳＳ）が
減算処理（ＳＳＳＳ′−Ｎ）により求められ、また、位
置情報算出部１１３により、その量子化係数（ＱＵＤ）
のカテゴリ内位置情報が、量子化対象の２次元ＤＣＴ係
数のカテゴリ内位置情報（２進値）を下位ビット方向へ
Ｎビットシフトすることにより求められる。

【００７５】そして、以上のようにしてカテゴリ算出部
１１２、ランレングスカウンタ１０６、及び位置情報算
出部１１３により求められた有効係数である量子化係数
（ＱＵＤ）のカテゴリ（ＳＳＳＳ）、零ラン長（ＮＮＮ
Ｎ）、及び上記有効係数である量子化係数（ＱＵＤ）の
カテゴリ内位置情報に基づいて、可変長符号化部１０７
が零ラン長（ＮＮＮＮ）とカテゴリ（ＳＳＳＳ）とが組
となった可変長符号データ（ＮＮＮＮ／ＳＳＳＳ）とカ
テゴリ内位置情報とから成る符号データを生成・出力す
る。

【００７６】このように、本実施例では、従来のように
２次元ＤＣＴ係数をその対応する量子化閾値で除算する
という量子化処理（除算処理）を行うことなく、２次元
ＤＣＴ係数の属するカテゴリ及びそのカテゴリ内位置情
報に対し、それぞれ減算処理及びビットシフト処理を施
すことによって、直接に有効係数のカテゴリ（ＳＳＳ
Ｓ）及びそのカテゴリ内位置情報を求めている。

【００７７】続いて、上述のようにして可変長符号化さ
れた符号データを画像データに復元する方法を図８のフ
ローチャートに示す。先ず、入力される符号データに対
しハフマン復号化を行い、零ラン長と有効係数のカテゴ
リの組み合わせ（ＮＮＮＮ／ＳＳＳＳ）とカテゴリ内の
位置情報を復号する（Ｓ２１）。

【００７８】続いて、上記有効係数のカテゴリ（ＳＳＳ
Ｓ）に対して対応する量子化閾値（符号化する際に用い
た量子化閾値）「２^N」の指数部の値「Ｎ」を加えて、
２次元ＤＣＴ係数のカテゴリ（ＳＳＳＳ′）を復号する
と共に（Ｓ２２）、上記位置情報を上記量子化閾値「２
^N」の指数部の値Ｎに等しいビット数分（Ｎビット）、
上位ビット方向にシフトし、そのシフトにより生じる下
位Ｎビットには「０」を割り当てる（Ｓ２３）。

【００７９】次に、上述した符号化の際のジグザグスキ
ャンの走査順序に従って、ＤＣＴ係数バッファに上記
「ＮＮＮＮ」個分の「０」を入力する（Ｓ２４）。この
処理Ｓ２４により、量子化により「０」となる連続する
「ＮＮＮＮ」個の２次元ＤＣＴ係数が復号される。

【００８０】さらに、上記復号した２次元ＤＣＴ係数の
カテゴリ（ＳＳＳＳ′）とそのカテゴリ内の位置情報と
に基づいて、符号化の際の量子化処理で有効係数となっ
た２次元ＤＣＴ係数を復号する（Ｓ２５）。

【００８１】そして、これらの処理Ｓ２１〜Ｓ２５を１
ブロックの全ての符号データに対して行うことにより、
１ブロックの全て（８×８個）の２次元ＤＣＴ係数が復
号される。また、さらに情報処理を画像データの全ての
ブロックに対して行うことにより、画像が復元される。

【００８２】このように、本実施例の符号データの復号
方法によれば、従来のような逆量子化処理（乗算処理）
を行うことなく、加算処理（Ｓ２２）とビットシフト処
理（Ｓ２３）を行うことにより、画像データの２次元Ｄ
ＣＴ係数を復号することができる。

【００８３】続いて、図９に、上述した図８のフローチ
ャートに示す方法により、符号データの復号及び画像デ
ータの復元を行う画像データ復元装置のシステム構成の
ブロック図を示す。

【００８４】同図において、可変長復号部２０１は、入
力される符号データから、内蔵しているハフマン復号表
を参照して、有効係数である（零でない）量子化係数の
カテゴリ（ＳＳＳＳ）、零ラン長（ＮＮＮＮ）、及び上
記有効係数のカテゴリ内位置情報とを復号し、それらの
復号データをＤＭＰＸ（デマルチプレクサ）２０２に出
力する。

【００８５】ＤＭＰＸ２０２は、まず零ラン長（ＮＮＮ
Ｎ）を零発信機２０３に出力した後、上記有効係数のカ
テゴリ（ＳＳＳＳ）及びカテゴリ内位置情報をそれぞれ
カテゴリ算出部２１１及び位置情報復元部２１２に順
次、所定のタイミングで出力する。

【００８６】零発信機２０３は、上記零ラン長（ＮＮＮ
Ｎ）の示すＮＮＮＮ個の“０”をＤＣＴ係数保持部２０
５の当該アドレスに書き込む。また、カテゴリ算出部２
１１は、ＤＭＰＸ２０２を介して入力される有効係数の
カテゴリ（ＳＳＳＳ）に対し上記有効係数に対応する量
子化閾値「２^N」の指数部の値「Ｎ」を加算して、２次
元ＤＣＴ係数（逆量子化係数）のカテゴリＳＳＳＳ′
（＝ＳＳＳＳ＋Ｎ）を復元し、その２次元ＤＣＴ係数の
カテゴリ（ＳＳＳＳ′）を係数復元部２０４に出力す
る。

【００８７】一方、位置情報復元部２１２は、ＤＭＰＸ
２０２を介して入力される有効係数のカテゴリ内位置情
報（２進値）を、対応する量子化閾値「２^N」の指数部
の値「Ｎ」に等しいビット数（Ｎビット）分、上位ビッ
ト方向にシフトして（そのシフトにより生じる下位Ｎビ
ットには“０”を入力）、上記２次元ＤＣＴ係数（逆量
子化係数）のカテゴリ内位置情報を復元し、そのカテゴ
リ内位置情報を係数復元部２０４に出力する。

【００８８】係数復元部２０４は、上述のようにしてカ
テゴリ算出部２１１及び位置情報復元部２１２からそれ
ぞれ入力する上記２次元ＤＣＴ係数（逆量子化係数）の
カテゴリ（ＳＳＳＳ′）及びカテゴリ内位置情報とに基
づき、２次元ＤＣＴ係数を復元し、その２次元ＤＣＴ係
数を、上記ＤＣＴ係数保持部２０５の上述した零発信機
２０３により“０”が書き込まれた最終アドレスに続く
次のアドレスに書き込む。

【００８９】ＤＣＴ係数保持部２０５は、８×８個分の
アドレスを有するメモリであり、１ブロック分の２次元
ＤＣＴ係数を保持（記憶）する。２次元逆ＤＣＴ変換部
２０６は、零発信機２０３及び係数復元部２０４によ
り、ＤＣＴ係数保持部２０５に１ブロック分（８×８
個）の２次元ＤＣＴ係数が書き込まれると、その１ブロ
ック分の２次元ＤＣＴ係数をＤＣＴ係数保持部２０５か
ら読み出し、その１ブロック分の２次元ＤＣＴ係数を用
いて、逆２次元ＤＣＴ変換を行い、１ブロック分の画像
データを復元する。

【００９０】以上のようにして、１ブロック分の符号デ
ータから、１ブロックの画像データが復元される。そし
て、上記処理を全ブロックの符号データに対し行うこと
で、１画面の画像データが復元される。

【００９１】このように、本実施例の画像復元装置で
は、従来のように量子化係数と対応する量子化閾値との
乗算を行うことなく、量子化係数のカテゴリ（ＳＳＳ
Ｓ′）と対応する量子化閾値「２^N」の指数部の値
「Ｎ」とを加算することにより２次元ＤＣＴ係数のカテ
ゴリ（ＳＳＳＳ）を、上記量子化係数のカテゴリ内位置
情報に対し上記量子化閾値「２^N」の指数部の値「Ｎ」
に等しいビット数分、上位ビット方向にシフトすること
により２次元ＤＣＴ係数のカテゴリ内位置情報を復号
し、さらにその復号したカテゴリ（ＳＳＳＳ）とそのカ
テゴリ内位置情報とから２次元ＤＣＴ係数を復号するよ
うにしている。

【００９２】尚、有効成分となる量子化係数のカテゴリ
及びそのカテゴリ内位置情報を求める方法は、上記実施
例の方法に限定されるものではなく、２次元グルーピン
グ処理の際に用いるカテゴリのグループ（クラス）構成
に対応する各種の方法が適用可能である。

【００９３】また、上記実施例では、画像データの直交
変換を、離散コサイン変換（ＤＣＴ）によって行ってい
るが、本発明は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、離散ル
ジャンドル（Legendre) 変換、アダマール変換（Hadama
rd) 変換、ハール（Harr) 変換等の他の直交変換を用い
て画像データの符号化を行う画像データ符号化装置及び
画像データ復号装置にも適用可能なものである。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明の画像
データ符号化装置によれば、直交変換係数を量子化閾値
２^N（Ｎは、零または自然数）で量子化する場合、直交
変換係数の属するカテゴリとそのカテゴリ内位置情報及
び上記量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎを用いて減算処理
及びビットシフト処理を行うことにより、従来のような
量子化処理（除算処理）を行うことなく、量子化のみな
らず量子化係数の２次元グルーピング処理も同時に実現
できるので、画像データの符号化を従来よりも小規模な
回路でかつ従来よりも高速に行うことができるようにな
る。

【００９５】また、第２の発明の画像データ復元装置に
よれば、量子化閾値２^N（Ｎは、零または自然数）で量
子化された符号データについては、その符号データから
得られる量子化係数の属するカテゴリ、そのカテゴリ内
位置情報、及び上記量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎを用
いて、加算処理及びビットシフト処理を行うことによ
り、直交変換係数のカテゴリとそのカテゴリ内位置情報
が求められ、そのカテゴリ及びカテゴリ内位置情報から
直交変換係数を復号できるので、従来のように逆量子化
処理（乗算処理）を行うことなく逆量子化が実現でき、
画像データの復元を従来よりも小規模な回路でかつ従来
よりも高速に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図（その１）である。

【図２】本発明の原理説明図（その２）である。

【図３】カテゴリのクラス（グループ）分けを示す図で
ある。

【図４】カテゴリＭ内の位置情報の構成を示す図であ
る。

【図５】２次元ＤＣＴ係数「2 0 」を量子化閾値２
^N（Ｎ＝０，１，２，３）で量子化したときの量子化係
数のカテゴリ内位置情報と量子化閾値２^Nの指数部の値
Ｎとの相関関係を説明する図である。

【図６】本発明の一実施例である画像データの符号化の
方法を説明するフローチャートである。

【図７】本発明の一実施例である画像データ符号化装置
のシステム構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の一実施例である画像データの復元方法
を説明するフローチャートである。

【図９】本発明の一実施例である画像データ復元装置の
システム構成を示すブロック図である。

【図１０】ＡＤＣＴ変換回路のブロック図である。

【図１１】１ブロックの原画像信号の一例を示す図であ
る。

【図１２】上記ブロックの原画像信号に対して２次元Ｄ
ＣＴ変換を行うことによって得られる２次元ＤＣＴ係数
を示す図である。

【図１３】２次元ＤＣＴ変換部のブロック図である。

【図１４】線形量子化用の量子化閾値の一例を示す図で
ある。

【図１５】図１２に示す２次元ＤＣＴ係数を図１４に示
す量子化閾値で線形量子化することにより得られる量子
化係数を示す図である。

【図１６】量子化係数をジグザグスキャンする場合の走
査順序を示す図である。

【図１７】ＡＤＣＴ復元回路のブロック図である。

【図１８】２次元ＤＣＴ変換部のブロック図である。

【図１９】従来の線形量子化回路のブロック図である。

【図２０】従来の線形逆量子化回路のブロック図であ
る。

【符号の説明】

１直交変換手段２カテゴリ算出手段３位置情報算出手段４零ラン長計数手段５可変長符号データ作成手段６符号データ出力手段１１分割手段１２可変長符号データ復号手段１３カテゴリ復号手段１４位置情報復号手段１５直交変換係数復号手段１６復元手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多値画像データをブロック単位で直交変
換した後、その直交変換によって得られた各ブロックの
直交変換係数を量子化し、その量子化によって得られた
量子化係数を可変長符号化する画像データ符号化装置に
おいて、多値画像の画像データを複数の画素から成る複数のブロ
ックに分割し、その分割した各ブロック毎に直交変換を
行って、各ブロック毎の直交変換係数を求める直交変換
手段（１）と、該直交変換手段（１）によって得られた直交変換係数の
量子化閾値が２^N（Ｎは零または自然数）で表わせると
き、上記直交変換係数の属するカテゴリと上記量子化閾
値２^Nの指数部の値Ｎを用いて、上記量子化閾値２^Nに
よって量子化を行ったとき零とならない上記直交変換係
数の量子化係数の属するカテゴリを得るカテゴリ算出手
段（２）と、該カテゴリ算出手段（２）によってカテゴリが算出され
た量子化係数のカテゴリ内位置情報を、前記量子化閾値
２^Nによって上記量子化係数に量子化された直交変換係
数の属するカテゴリ内位置情報と前記量子化閾値２^Nの
指数部の値Ｎとを用いることによって得る位置情報算出
手段（３）と、前記直交変換手段（１）によって得られる直交変換係数
に対し量子化を行った際に得られる零ラン長を係数する
零ラン長計数手段（４）と、前記カテゴリ算出手段（２）によって算出されたカテゴ
リとそのカテゴリ算出までに前記零ラン長計数手段
（４）によって計数された零ラン長とから可変長符号デ
ータを作成する可変長符号データ作成手段（５）と、該可変長符号データ作成手段（５）によって作成された
可変長符号データ及び前記位置情報作成手段（３）によ
って作成されたカテゴリ内位置情報を符号データとして
出力する符号データ出力手段（６）と、を有することを特徴とする画像データ符号化装置。
【請求項２】前記カテゴリ算出手段（２）は、前記直
交変換係数の属するカテゴリから前記量子化閾値２^Nの
指数部の値Ｎを減算し、その減算結果の値を前記量子化
係数の属するカテゴリとして出力することを特徴とする
請求項１記載の画像データ符号化装置。
【請求項３】前記位置情報算出手段（３）は、前記直
交変換係数の属するカテゴリ内での位置情報を示す２進
値を前記量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎに等しいビット
数分下位ビット方向にシフトすることにより得られる値
を、前記量子化係数のカテゴリ内位置情報として出力す
ることを特徴とする請求項１または２記載の画像データ
符号化装置。
【請求項４】可変長符号化された符号データから画像
データを復元する画像復元装置において、前記符号データを可変長符号データとカテゴリ内位置情
報とに分割する分割手段（１１）と、該分割手段（１１）によって得られた可変長符号データ
から零ラン長及び量子化係数のカテゴリを復号する可変
長符号データ復号手段（１２）と、該可変長データ復号手段（１２）によって復号された量
子化係数のカテゴリから直交変換係数のカテゴリを復号
するカテゴリ復号手段（１３）と、前記分割手段（１１）により得られたカテゴリ内の位置
情報から前記カテゴリ復号手段（１３）によってカテゴ
リが復号された直交変換係数のカテゴリ内位置情報を復
号する位置情報復号手段（１４）と、前記カテゴリ復号手段（１３）よって復号されたカテゴ
リと前記位置情報復号手段（１４）によって復号された
カテゴリ内の位置情報とから直交変換係数を復号する直
交変換係数復号手段（１５）と、該直交変換係数復元手段（１５）にって復号された直交
変換係数と前記可変長符号データ復号手段（１２）によ
り得られた零ラン長とを用いて、各ブロックの画像デー
タを復元する復元手段（１６）と、を有することを特徴とする画像データ復元装置。
【請求項５】前記カテゴリ手段（１３）は、前記カテ
ゴリを復号すべき直交変換係数に対応する量子化閾値が
２^N（Ｎは、零または自然数）であるとき、前記可変長
データ手段（１２）によって複合されたカテゴリに前記
量子化閾値２ ^Nの指数部の値Ｎを加えて、その加算結果
を前記直交換係数の属するカテゴリとして出力すること
を特徴とする請求項４記載の画像データ復元装置。
【請求項６】前記位置情報復号手段（１４）は、前記
直交変換係数に対応する量子化閾値が２^Nであるとき、
前記分割手段（１１）によって得られた位置情報の２進
値を、その量子化閾値２^Nの指数部の値Ｎに等しいビッ
ト数分、上位ビット方向にシフトすることにより得られ
る２進値を、前記直交変換係数のカテゴリ内位置情報と
して出力することを特徴とする請求項４または５記載の
画像データ復元装置。