JPH02203673A - 画像信号圧縮符号化装置および画像信号圧縮伸長システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 支斂豆１ 本発明は画像信号圧縮符号化装置および画像信号圧縮伸
長システムに関し、特に、圧縮符号化における正規化を
、高速で動作する素子を使用することな（行うことので
きる画像信号圧縮符号化装置および画像信号圧縮伸長シ
ステムに関する。

１東肢ｌ 電子スチルカメラにより撮影された画像データのような
ディジタル画像データをメモリに２・憧する場合には、
データ量を減らしてメモリの記憶容量を少なくするため
、各種の圧縮符号化が行われている。特に２次元直交変
換符号化は、大きな圧縮率で符号化を行うことができ、
かつ符号化に伴う画像歪も抑圧できることから、広く用
いられている。

このような２次元直交変換符号化においては、画像デー
タは所定の数のブロックに分割され、それぞれのブロッ
ク内の画像データが２次元直交変換される。直交変換さ
れた画像データ、すなわち変換係数は、所定の閾値と比
較され、閾値以下の部分の切り捨て（係数切り捨て）が
行われる。これにより閾値以下の変換係数は、その後、
０のデータとして処理される０次に係数切り捨てが行わ
れた変換係数は、所定の量子化ステップ値、すなわち正
規化係数により除算され、ステップ幅による量子化、す
なわち正規化が行われる。これにより、変換係数の値、
すなわち振幅のダイナミックレンジを抑圧することがで
きる。このような正規化に用いられる正規化係数は画像
データごとに、その画像に応じて設定される。

上記のように、２次元直交変換符号化においては、正規
化係数による除算が必要である。しかしながら、除算を
行うためには高速で精度の良い割算器を設ける必要があ
るため、装置の規模が大きくなる欠点があった。

…−画 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、２次元直
交変換符号化において、除算器を使用することなく、正
規化を行うことのできる画像信号圧縮符号化装置および
画像信号圧縮伸長システムを提供することを目的とする
。

及」Ｊυ匪示 本発明によれば、１つの画面を構成するディジタル画像
データを複数のブロックに分割して各ブロックの画像デ
ータについて２次元直交変換符号化を行う画像信号圧縮
符号化装置は、複数のブロックに分割されたデジタル画
像データを２次元直交変換する直交変換手段と、直交変
換手段により直交変換されたデータを正規化する正規化
手段と、正規化手段により正規化されたデータを符号化
する符号化手段と、正規化手段による正規化に用いられ
る正規化係数の逆数を、デジタル画像データに応じて設
定する正規化係数設定手段とを有し、正規化手段は、正
規化係数設定手段により設定された正規化係数の逆数を
、直交変換されたデータに乗算することによって正規化
を行うものである。

また１本発明によれば、このような圧縮符号化装置と、
符号化装置により符号化された画像データを復号する復
号装置とからなる画像信号圧縮伸長システムは、符号化
装置において正規化係数設足手段が正規化に用いられる
正規化係数を正規化係数の逆数とともに設定し、正規化
係数設定手段により設定された正規化係数を符号化手段
により符号化された画像データとともに出力し、復号装
置は、符号化装置から出力される符号化された画像デー
タを復号する復号手段と、復号手段により復号されたデ
ータを逆正規化する逆正規化手段と、逆正規化手段によ
り逆正規化されたデータを２次元直交逆変換する直交逆
変換手段と、直交逆変換手段により直交逆変換されたブ
ロックごとのデータを合成するブロック合成手段とを有
し、逆正規化手段は符号化装置から出力される正規化係
数を復号されたデータに乗算することによって逆正規化
を行うものである。

実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明による画像信号圧縮符号
化装置の実施例を詳細に説明する。

第１図には本発明による画像信号圧縮符号化装置の一実
施例が示されている。

本装置はブロック化部１２を有する。ブロック化部１２
はフレームバッファにより構成され、電子スチルカメラ
により撮像されたｌフレーム分のスチル画像データが入
力端子ｌＯを通して入力され、記憶される。ブロック化
部１２に記憶されたｌフレーム分の画像データは複数の
ブロックに分割されてブロックごとに読み出され、２次
元直交変換部１４に送られる。ブロックごとの画像デー
タは例えば第３図に示されるように８ｘ８の画素により
構成される。２次元直交変換部１４はブロックごとの画
像データを２次元直交変換する。２次元直交変換として
は、ディスクリートコサイン変換、アダマール変換等の
周知の直交変換が用いられる。

２次元直交変換部１４において２次元直交変換されたブ
ロックごとの画像データは縦横に配列され、左上の部分
に低次のデータが配列され、右下の方向に向かうにつれ
て高次のデータとなる。２次元直交変換部１４の出力は
正規化部１６に送られる。

正規化部１６は、２次元直交変換部１４において２次元
直交変換された画像データ、すなわち変換係数に対して
係数切り捨てを行った後、正規化を行う。係数切り捨て
は、直交変換された変換係数を所定の閾値と比較し、閾
値以下の部分を切り捨てるものである。正規化は、係数
切り捨てを行われた変換係数を所定の量子化ステップ値
、すなわち正規化係数により除算し、正規化係数による
量子化を行うものである。正規化係数は２本装置におい
ては、ブロックごとのアクティビティを合計した値に基
づき設定される。

ブロック化部１２から出力されるブロックごとの画像デ
ータは２アクティビティ算出部２０にも送られる。アク
ティビティ算出部２０は、ブロックごとのアクティビテ
ィ、すなわちそのブロックに高域周波数成分の画像デー
タが含まれている程度を算出し、これらを各ブロックに
ついて合計する。

アクティビティ算出部２０はブロックごとのアクティビ
ティを加算して画像のアクティビティを算出し、正規化
係数設定部２２へ出力する。

正規化係数設定部２２はアクティビティ算出部２０から
人力されるアクティビティの合計値に応じて正規化係数
αを設定する。正規化係数αの設定は例えば図示しない
記憶部に記憶されたルックアップテーブルを用いて、第
４Ａ図および第４０図に示すような変換により行われる
。第４Ａ図に示す変換によれば、アクティビティの合計
値に比例して正規化係数が変化する。第４Ｂ図に示す変
換は、アクティビティの合計値の増加に対して正規化係
数の増加が少ないものであり、高精度の符号化を行うこ
とができる。正規化係数設定部２２はこのように設定し
た正規化係数αを割算器２４および乗算器２６へ出力す
る。

割算器２４はあらかじめ保持する定数を、正規化係数設
定部２２から送られる正規化係数αによって除算する６
本実施例では、定数１を正規化係数αによって除算し、
正規化係数αの逆数１　／　ａを求める０割算器２４の
出力は乗算器２８へ出力される。

本装置は１重みテーブルＴ１を格納する重みテーブル格
納部３０および重みテーブルＴを格納する重みテーブル
格納部３２を有する。

重みテーブル格納部３２に格納される重みテーブルＴは
、第５図に示すようなデータであり、正規化係数αと共
に用いられる。変換係数は低域の成分がデータとして重
要であり、高域の成分は重要性が低いから、第５図に示
すような重みテーブルＴは、低域の成分に小さな値を、
高域の成分に大きな値を割り当てており１通常はこのよ
うなテーブルＴのデータに前記の正規化係数αを乗算し
て得た値α・Ｔにより、前記の係数切り捨てを行われた
変換係数を除算することによって正規化が行われる。

重みテーブルＴ−１のデータは、重みテーブルＴを構成
する各データの逆数のデータにより構成される。

乗算器２８は、割算器２４から送られる正規化部数αの
逆数ｌ／αと、重みテーブル格納部３０から送られる重
みテーブル−ｒ−１とを乗算し、１／αＴを求めて、正
規化部１６へ出力する。

正規化部１６は乗算器２８から送られるｌ　／　ａ　Ｔ
のデータを用いて正規化を行う、すなわち、ブロックご
との画像データにｌ／α下を乗算する。このように画像
データにｌ／α下を乗算することにより、画像データを
正規化係数αＴで除算した場合と同一のデータを得るこ
とができるから、正規化が行われる。正規化係数は、上
記のようにブロックごとのアクティビティを合計した値
に基づいて設定されるから、画像全体、すなわちすべて
のブロックについて共通である。

なお、この正規化は、重みテーブル格納部３０から送ら
れる重みテーブルＴ−１を使用することな（、割算器２
４から送られる正規化係数αの逆数ｌ／αのみを画像デ
ータに乗算することにより行ってもよい、この場合にも
、画像データに１／αを乗算することによって画像デー
タを正規化係数αで除算した場合と同一のデータを得る
ことができる。

正規化された変換係数は第３図に示す画素データと同様
にブロック状に配列され、第６図に示されるように低域
成分から順にジグザグ状にスキャンされて出力される。

正規化部１６の出力は、２次元ハフマン符号化部２８に
出力される。２次元ハフマン符号化部２８は、前記のよ
うにジグザグ状にスキャンされて人力される正規化され
た変換係数において零が連続することが多いため、零の
値のデータの連続する量すなわち零のラン長を検出し、
零のラン長および非零の振幅を求め、これを２次元ハフ
マン符号化する。２次元ハフマン符号化部２８からの出
力はマルチプレクサ６４に送られる。

一方１乗算器２６は正規化係数設定部２２から送られた
正規化部数ａと１重みテーブル格納部３２から送られた
重みテーブルＴとを乗算し、マルチプレクサ６４へ出力
する。

マルチプレクサ６４は、２次元ハフマン符号化部２８か
らの入力および乗算器２６からの入力を順次選択する。

マルチプレクサ６４から出力されるデータはコネクタ３
６を通してメモリ４０に記録される。これにより圧縮符
号化された画像データと正規化係数αＴのデータがメモ
リ４０に記録される。メモリ４０は磁気ディスク等の記
録媒体であり、符号化装置に着脱可能に装着される。

本装置によれば、上記のように選択された正規化係数α
の逆数１／αを求め、このｌ　／　ａをあらかじめ設定
された重みテーブルＴの逆数−ｒ　−１と乗算すること
によってｌ　／　ａ　Ｔを求めている。したがって、正
規化部１６はこのｌ　／　ａ　Ｔの値を変換係数に乗算
することにより、ａＴで除算した場合と同様に正規化を
行うことができる。正規化部ｐａは画像に応じて設定さ
れるから、画像全体の周波数成分に応じた正規化係数で
正規化することができる。しかも、上記のように１／α
Ｔの値を変換係数に乗算することにより正規化を行うか
ら、ａＴにより除算するものと異なり、正規化において
除算器を用いる必要がない、したがって、装置を簡易な
構成とすることができる。

この装置によれば１割算器２４は正規化係数設定部２２
からの正規化部数αの逆数を求めるため１回の除算を行
うのみであり、正規化部１Ｇでは変換係数の各データを
それぞれαによって除算する必要がない、したがって、
割算器を少なくでき、装置の規模を小型化できる。

なお、例えばカラー画像データの符号化の場合には、割
算器２４において、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ　
、　Ｂ−Ｙについてそれぞれ正規化係数αの逆数を求め
、これを用いて正規化部においてそれぞれの信号データ
の正規化が行われる。

第２図には、第１図の装置により符号化され、メモリ４
０に記録された画像データの伸長復号を行う伸長復号装
置の一実施例が示されている。

この装置にはメモリ４０が着映可能に装着され、メモリ
４０に記録されている符号化された画像データはコネク
タ４２を通してハフマン復号部４４に読み出される。ハ
フマン復号部４４は第１図の装置により２次元ハフマン
符号化された画像データを復号し、零のラン長および非
零の振幅の復号を経て変換係数を復号する。ハフマン復
号部４４により復号された変換係数は逆正規化部４６へ
送られ、逆正規化が行われる。逆正規化部４６にはメモ
リ４０から読み出された正規化係数αＴが送られる。こ
の正規化係数ａＴは第１図の装置において乗算器２６か
らマルチプレクサ６４を経てメモリ４０に記録されたも
のである。

逆正規化部４６はハフマン復号部４４から送られる復号
された変換係数に正規化係数ａＴを乗算することによっ
て逆正規化を行う。逆正規化されたデータは２次元直交
逆変換部４８に送られ、２次元直交逆変換が行われてる
。２次元直交逆変換部４８からの出力はブロック合成部
５０に送られ、ブロックが合成される。ブロック合成部
５０からの出力はモニタ５２に送られ、復号伸長された
画像が再生される。

この復号装置によれば、メモリ４０に配録されている正
規化係数ａＴを読み出し、これをハフマン復号した画像
データに乗算することによって逆正規化を行うことがで
きる。したがって逆正規化においても除算器を必要とし
ないため、装置を簡易化できる。

第１図の符号化装置および第２図の復号装置によれば、
符号化における正規化は正規化係数の逆数を用いて乗算
によって行うことができるから、除算器を必要とせず、
装置を簡易化できる。しかも符号化されたデータととも
に逆数でない通常の正規化係数を記録しておき、復号に
おける逆正規化は記録された正規化係数を用いて乗算に
よって行うことができるから、復号においても除算器を
必要とせず、装置を簡易化できる。

効　　果 本発明によれば、圧縮符号化装置は、直交変換後の正規
化において正規化係数の逆数を乗算することによって正
規化を行っている。したがって、画像に応じた正規化を
行うことができるとともに、除算器を必要としないため
、装置を簡易化できる。また、圧縮符号化装置は、符号
化された画像データとともに正規化係数を出力するから
、復号装置においてはこの正規化係数を用いて乗算によ
って逆正規化を行うことができ、除算器を必要としない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による画像信号圧縮符号化装置の一実
施例を示すブロック図、 第２図は、第１図の装置により符号化された画像データ
を復号する装置の一実施例を示すブロック図。 第３図は、ブロックを構成する画素データの例を示す図
、 第４Ａ図および第４Ｂ図は、アクティビティの合計値を
正規化係数に変換するルックアップテーブルの例を示す
図、 第５図は１重みテーブルデータの例を示す図、 第６図は、八ツマン符号化を行う順序を示す図である。 主　。　の、ｅ″の説明 ２次元直交変換部 正規化部 アクティビティ算出部 正規化係数設定部 、乗算器 メモリ 、逆正規化部 ４８゜ ２次元直交逆変換部 ６４゜ マルチプレクサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１つの画面を構成するディジタル画像データを複数
   のブロックに分割して各ブロックの画像データについて
   ２次元直交変換符号化を行う画像信号圧縮符号化装置に
   おいて、該装置は、 前記複数のブロックに分割されたデジタル画像データを
   ２次元直交変換する直交変換手段と、該直交変換手段に
   より直交変換されたデータを正規化する正規化手段と、 該正規化手段により正規化されたデータを符号化する符
   号化手段と、 前記正規化手段による正規化に用いられる正規化係数の
   逆数を、前記デジタル画像データに応じて設定する正規
   化係数設定手段とを有し、 前記正規化手段は、前記正規化係数設定手段により設定
   された正規化係数の逆数を、前記直交変換されたデータ
   に乗算することによって正規化を行うことを特徴とする
   画像信号圧縮符号化装置。 ２、請求項１に記載の装置において、 前記正規化係数設定手段は、前記正規化に用いられる正
   規化係数を前記正規化係数の逆数とともに設定し、 前記装置は、前記正規化係数設定手段により設定された
   正規化係数を前記符号化手段により符号化された画像デ
   ータとともに出力することを特徴とする画像信号圧縮符
   号化装置。 ３、請求項２に記載の装置において、 前記正規化係数設定手段は、前記正規化に用いられる正
   規化係数を作成するための重みテーブルおよび該重みテ
   ーブルの逆数を格納する重みテーブル格納手段を含み、
   前記デジタル画像データに応じて設定された係数αおよ
   び該係数αの逆数を、前記重みテーブルおよび該重みテ
   ーブルの逆数にそれぞれ乗算することによって、前記正
   規化係数および前記正規化係数の逆数をそれぞれ設定す
   ることを特徴とする画像信号圧縮符号化装置。 ４、請求項２に記載の圧縮符号化装置と、該符号化装置
   により符号化された画像データを復号する復号装置とか
   らなる画像信号圧縮伸長システムであって、 前記復号装置は、前記符号化装置から出力される符号化
   された画像データを復号する復号手段と、該復号手段に
   より復号されたデータを逆正規化する逆正規化手段と、
   該逆正規化手段により逆正規化されたデータを２次元直
   交逆変換する直交逆変換手段と、該直交逆変換手段によ
   り直交逆変換されたブロックごとのデータを合成するブ
   ロック合成手段とを有し、 前記逆正規化手段は、前記符号化装置から出力される前
   記正規化係数を前記復号されたデータに乗算することに
   よって逆正規化を行うことを特徴とする画像信号圧縮伸
   長システム。