JPH03177164A

JPH03177164A - 直交変換装置

Info

Publication number: JPH03177164A
Application number: JP1316709A
Authority: JP
Inventors: Tsuguo Noda; 嗣男野田; Masahiro Fukuda; 昌弘福田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-12-06
Filing date: 1989-12-06
Publication date: 1991-08-01

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】［目　次］概要産業上の利用分野従来の技術発明が解決しようとする課題課題を解決するための手段作用実施例 ■、実施例と第１図との対応関係 ■、実施例の構成および動作 ■、実施例のまとめ ■９発明の変形態様発明の効果〔１既　　要〕多値画像の符号化処理およびこの符号化処理によって生
成された符号化データの復元処理に用いられる直交変換
装置に関し、直交変換処理に要する時間の短縮を目的とし、画像デー
タに対応する行列の１行分の成分あるいは１列分の成分
を格納する格納手段と、格納手段に格納された行列の１
行分の成分あるいは１列分の成分についての直交変換−
処理を複数の部分計算に分割し、これらの部分計算のそ
れぞれを行なう演算手段を有する直交変換処理手段と、
格納手段に格納された行列の１行分の成分あるいは１列
分の成分に基づいて、複数の部分計算の中の有効な部分
計算を判別し、直交変換処理手段の該当する演算手段を
選択的に駆動する演算制御手段とを備え、演算制御手段
によって駆動された演算手段による演算結果を直交変換
処理手段の出力として得るように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、例えば中間階調画像やカラー画像などの多値
画像の符号化処理およびこの符号化処理によって生成さ
れた符号化データの復元処理に用いられる直交変換装置
に関するものである。

中間階調画像やカラー画像などの多値画像を表す画像デ
ータの情報量は膨大であるため、これらの画像データを
蓄積したり伝送したりする際には、情報量の圧縮を行な
う必要がある。

このような多値画像の画像データの特徴を損なうことな
く情報量を圧縮する符号化方式として、直交変換を利用
した適応離散コサイン変換符号化方式（＾ｄａｐｔｉｖ
ｅ　Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ５１ｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏ
ｒｍ、以下ＡＤＣＴ方式と称する）が広く用いられてい
る。

ここで、符号化処理の際の直交変換処理は、上述した多
値画像に相当する画素データの行列と変換定数の行列と
を乗算することによって行なわれる。また、この直交変
換結果と別の変換定数の行列との乗算を行なって再び直
交変換することにより、多値画像が復元される。通常、
このような直交変換処理は、多値画像をそれぞれ複数の
画素からなるブロック（例えば８画素×８画素）に分割
し、これらのブロックに相当する８行８列の行列と対応
する変換定数との乗算演算として行なわれる。

〔従来の技術〕

第６図に、ＡＤＣＴ方式を適用した符号化装置の構成を
示す。

符号化しようとする画像は、例えば８×８画素からなる
ブロック（第７図参照）に分割され、これらの各ブロッ
クの画素データが、ＤＣＴ変換部６１１に入力される。

このＤＣＴ変換部６１１は、入力された画素データに対
して２次元離散コサイン変換（以下、ＤＣＴと称する）
を行なうことにより、各ブロックの画素データを直交変
換する。これにより、各ブロックの画像の空間周波数分
布を表すＤＣＴ係数りが、第８図に示すような８行８列
の行列として生成され、線形量子化部６２０に供給され
る。

線形量子化部６２０においては、上述したＤＣＴ係数り
を視覚に適合した視覚適応闇値を用いて量子化する処理
が行なわれる。

この視覚適応闇値は、各空間周波数に対する視覚の感度
を調べた視覚実験の結果に基づいて決められたものであ
り、第９図に示すような８行８列の量子化マトリクス■
７□として、予め、線形量子化部６２０に与えられてい
る。線形量子化部６２０においては、この量子化マトリ
クスＶア、に基づいて、量子化閾値Ｑｔｏが求められ、
上述したＤＣＴ係数りの各成分をこの量子化閾値ＱＴＨ
の対応する成分で除算することにより、ＤＣＴ係数りの
量子化処理が行なわれるようになっている。

第１０図に、量子化マトリクスＶｔＯを量子化閾値Ｑｔ
Ｈとして、第８図に示したＤＣＴ係数りを量子化して得
られる量子化係数Ｉ）ＱＵを示す。

通常、ＤＣＴ係数りの高い空間周波数に対応する成分の
絶対値は、量子化閾値ＱＴｏの対応する成分の値より小
さい場合が多く、これらの成分は上述した量子化処理に
よりｒＯ」に量子化される。

このため、量子化係数ＩＤＱＬ＋は、ＤＣ成分を示す行
列の左上隅の成分とＡＣ成分の中の低い空間周波数の成
分を示す極めて少数の成分のみがｒ０１以外の値を持つ
ような行列となることが多い。

このようにして生成された量子化係数Ｉ）ＱＬＩの各成
分を、第１１図に示すような順序で出力するようにする
と、値が「０」である成分が連続して符号化部６３１に
供給される。また、このように、行列の成分を第１１図
に示したような順序で出力して１次元データに変換する
ことを、ジグザグスキャンと称する。

符号化部６３１においては、値がｒＱＪである量子化係
数Ｉ）ｏｕの成分が連続することを利用して、この１次
元データの圧縮符号化が行なわれ、可変長符号からなる
符号化データが生成される。

上述した動作を１画面に含まれる全てのブロックについ
て繰り返すことにより、１画面の画像データが符号化が
行なわれ、この符号化データがディスク装置などに蓄積
され、あるいは伝送路などを介して伝送される。

このような符号化データは、第１２図に示した復元装置
によって画像データに復元される。

上述した符号化データは、復号部７１１に供給され、こ
の復号部７１１によって符号化データを復号することに
より、量子化係数１）ＱＬＩが復元されて逆量子化部７
２１に入力される。

この逆量子化部７２１においては、量子化係数Ｉ）０１
１の各成分と上述した量子化マトリクスＹｅｌｌに基づ
いて求められた量子化閾値ＱｙＨの対応する成分とを乗
算することにより逆量子化処理が行なわれ、ＤＣＴ係数
わが復元されて逆ＤＣＴ変換部７３１に供給される。

逆ＤＣＴ変換部７３１は、このＤＣＴ係数りに対して逆
ＤＣＴ変換を行なうことにより、各ブロックのＤＣＴ係
数りを直交変換して、各ブロックの画像データを復元す
る。

ここで、ＤＣＴ変換および逆ＤＣＴ変換のような２次元
直交変換は、入力された行列と所定の変換定数とを乗算
することによって１次元直交変換し、この１次元直交変
換処理の結果として得られた行列の転置行列を更に同様
にして１次元直交変換し、得られた行列を再び転置する
処理である。

この１次元直交変換処理は、８行８列の画像データのブ
ロックあるいはＤＣＴ係数りと、１次元ＤＣＴ変換ある
いは１次元逆ＤＣＴ変換のための変換定数の行列との乗
算処理である。従って、各成分の変換には、８回の乗算
処理と８回の加算処理が必要であり、この処理を各成分
について順次に行なうのでは、直交変換処理を高速に行
なうことができない。

このため、様々な高速計算法が検討されており、このよ
うな高速計算法の１つとして、’　Ａ　ＦａｓｔＣｏｍ
ｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　
Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　ＣＣｏ５１ｎｅＴｒａｎｓｆｏｒ　
（ＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ　ＯＮ　ＣＯＭＭ
ＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ。

ＶＯＬ、Ｃ０Ｍ−２５，ＮＯ，９，ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ
１９７７）　Ｊが知られている。

第１３図に、上述した文献による高速計算法を適用した
逆ＤＣＴ変換部のブロック図を示す。

図において、記号子は加算処理部を、記号−は減算処理
部を、記号×は乗算処理部をそれぞれ示している。これ
らの加算処理部、減算処理部９乗算処理部のそれぞれに
、ＤＣＴ係数りの着目している行（例えば第１行）の成
分Ｙ、。、・・・、Ｙ８．と、所定の変換定数Ｃ３ｏ、
・・・、ＣＳ、および変換定数定数Ｓ■。、・・・、Ｓ
ｌ、とが供給されるようになっており、人力されたＤＣ
Ｔ係数りの行の各成分に対応する直交変換結果Ｘ、。、
・・・、Ｘ、、を得るように構成されている。

この方式においては、行列の乗算処理を単純に行なった
場合に８個の成分の直交変換処理に必要となる６４回の
乗算処理と６４回の加算処理の代わりに、１６回の乗算
処理と２６回の加算処理を行なうことにより、ＤＣＴ係
数りの１行の８個の成分についての直交変換処理を行な
うことができる。

〔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あっては、ＤＣＴ係数り
の各成分の値にかかわりなく、全ての成分について上述
した直交変換処理が行なわれていた。例えば、第１３図
において、人力されたＤ（Ｔ係数１）（７）成分Ｙｔｚ
、　ＹｔｂＯ）４ＭカｒＯＪ　テアルを合などのように
、演算を行なう前から演算結果ズわかっている場合にお
いても、これらが人力さ４ている乗算処理部による乗算
が行なわれる。こ６ため、低い空間周波数成分のみがｒ
（ｇ以外のイ１を持っているようなりＣＴ係数りを直交
変換す１際にも、高い空間周波数成分を含むＤＣＴ係数
■を直交変換する場合と同じ時間を要するというａ照点
があった。

また、上述したようにしてＡＤＣＴ方弐を適月した符号
化装置によって生成された符号化デーづをデータヘース
に蓄積した場合などにおいては、まず、低い空間周波数
成分のみで形成された情幸１量の少ない画像を用いて画
像の検索を行ない、幻択された画像について、更に高い
空間周波数成うを加えて詳細に復元するようにした階層
的復元力行なわれている。このような階層的復元を行な
□復元装置においては、検索に用いられる情報量ｅ少な
い画像を復元する際には、特に、復元処理Ｃ高速化が要
望されている。

また、符号化装置においても、ＤＣＴ変換処理に要する
時間を短縮して、符号化処理の高速化を図りたいという
要望がある。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、高速処理が可能な直交変換装置を提供することを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の直交変換装置の原理ブロック図であ
る。

図において、格納手段１１１は、画像データに対応する
行列の１行分の成分あるいは１列分の成分を格納する。

直交変換処理手段１２０は、格納手段１１１に格納され
た行列の１行分の成分あるいは１列分の成分についての
直交変換処理を複数の部分計算に分割し、これらの部分
計算のそれぞれを行なう演算手段１２１を有する。

演算制御手段１３１は、格納手段１１１に格納された行
列の１行分の成分あるいは１列分の成分に基づいて、複
数の部分計算の中の有効な部分計算を判別し、直交変換
処理手段１２０の該当する演算手段１２１を選択的に駆
動する。

全体として、演算制御手段１３１によって駆動された演
算手段１２１による演算結果を直交変換処理手段１２０
の出力として得るように構成されている。

（作　用）画像データに対応する行列の１行分あるいは１列分の成
分についての直交変換処理は、複数の部分計算に分割さ
れており、直交変換処理手段工２０の複数の演算手段１
２１のそれぞれにより、これらの部分計算が行なわれる
ようになっている。

また、格納手段１１１に格納された行列の１行分の成分
あるいは１列分の成分に基づいて、演算制御手段１３１
により有効な部分計算が判別され、直交変換処理手段１
２０の該当する演算手段１２１が選択的に駆動されて、
これらの演算手段１２１による演算結果が、直交変換処
理手段１２０の出力とされる。

ここで、格納手段１１１に格納された行列の１行分ある
いは１列分の成分の中のどの成分の値がｒＱＪであるか
によって、演算を行なう前から演算結果がわかるような
部分計算（以下、このような部分計算を無効な部分計算
と称する）を予測することができる。従って、演算制御
手段１３１により、上述した無効な部分計算以外の部分
計算を有効な部分計算とし、該当する演算手段１２１を
選択的に駆動するようにすればよい。

本発明にあっては、演算制御手段１３１によって、有効
な部分計算を行なう演算手段１２１を選択的に駆動する
ことにより、直交変換処理に含まれる無効な部分計算を
省略して、直交変換処理を高速に行なうことができる。

〔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。

第２図は、本発明の一実施例における直交変換装置を通
用した復元装置の構成を示す。

第３図は、実施例による直交変換部の構成図である。

第４図は、実施例による直交変換部に設けられた１次元
逆ＤＣＴ計算部の詳細構成図である。

１、　　　　と　１　とのここで、本発明の実施例と第１図との対応関係を示して
おく。

格納手段１１１は、レジスタ３１１に相当する。

直交変換処理手段１２０は、１次元逆ＤＣＴ計算部３２
０に相当する。

演算手段１２１は、演算部３２１，３２２，３２３．３
２４，３２５，３２６に相当する。

演算制御部１３１は、零検出部３３１．計算制御部３３
２に相当する。

以上のような対応関係があるものとして、以下本発明の
実施例について説明する。

■　　　　の　　　よび第２図において、２１１は復号部を、２２１は逆量子化
部を、２４０は逆ＤＣＴ変換部をそれぞれ示している。

伝送路などを介して復号装置に供給された符号化データ
は、まず復号部２１１に入力され、この復号部２１１に
よる復号処理により、量子化係数ｔａｕが復元され、逆
量子化部２２１に供給される。

逆量子化部２２１においては、上述した量子化マトリク
スＶｔｏ（第９図参照）に基づいて、復号部２１１から
供給された量子化係数り、Ｕの逆量子化を行なわれ、こ
の逆量子化処理によって生成されたＤＣＴ係数りが、逆
ＤＣＴ変換部２４０に供給されるようになっている。

この逆ＤＣＴ変換部２４０は、上述したＤＣＴ係数りに
対して１次元逆ＤＣＴ変換を行なう直交変換部２４１と
、この直交変換部２４１によって直交変換された行列の
転置行列を生成する行列転置部２４２と、この行列転置
部２４２の出力に対して１次元逆ＤＣＴ変換を行なう直
交変換部２４３と、この直交変換部２４３の出力の転置
行列を生成する行列転置部２４４とから構成されており
、この行列転置部２４４の出力が画像データとして出力
されるようになっている。

上述した直交変換部２４１と直交変換部２４３とは同様
に構成されており、第３図に、直交変換部２４１の構成
を示す。

以下、直交変換部２４１の構成および動作を説明する。

第３図において、直交変換部２４１は、ＤＣＴ係数りの
第ｉ行の各成分を保持する８個のレジスタ３１１．、・
・・、３１１？と、上述した高速計算法に基づいて、レ
ジスタ３１１゜、・・・、３１１？に保持されたＤＣＴ
係数りの第ｉ行の各成分についての直交変換処理を行な
う１次元逆ＤＣＴ計算部３２０と、レジスタ３１１゜、
・・・、３１１ｙに保持されたＤＣＴ係数りの第ｉ行の
各成分の中から値がｒ□Ｊである成分を検出する零検出
部３３１と、この零検出部３３１による検出結果に応じ
て、１次元逆ＤＣＴ計算部３２０を制御する計算制御部
３３２と、１次元逆ＤＣＴ計算部３２０による計算結果
を保持するレジスタ３４１゜、・・・３４１、とを備え
て構成されている。

また、図において、記号Ｒはレジスタを示している。

入力端子■には、逆量子化部２２１から供給されたＤＣ
Ｔ係数りの第ｉ行の各成分（Ｙ、。、　ＹｌｌｌＹ　ｉ
２．Ｙ＝ｓ、　Ｙｉ４＋　ＹｉＳ＋　Ｙｉ（＋＋　Ｙｉ
？）が、Ｙ、、。

Ｙ　ｉｓ＋　　Ｙｉ３＋　　Ｙｉｌ＋　　Ｙｉ＆＋　　
Ｙｉ２．Ｙｉ４＋　　Ｙｉ。の順序で入力されるように
なっており、順次にレジスタ３１１．、・・・、３１１
？に格納されるようになっている。これらのレジスタ３
１１ｏ　、・・・　レジスタ３１１．に格納された第ｉ
行の成分が、１次元逆ＤＣＴ計算部３２０に供給される
ようになっている。

第４図に、この１次元逆ＤＣＴ計算部３２０の詳細な構
成を示す。図において、記号十は加算処理部を、記号−
は減算処理部を、記号×は乗算処理部をそれぞれ示して
いる。

また、第４図に示した１次元逆ＤＣＴ計算部３２０にお
いては、上述した高速計算法（第１３図参照）の計算処
理が、６つの部分計算に分割されており、３２１，３２
２，３２３，３２４，３２５．３２６のそれぞれは、計
算制御部３３２からの指示に応じて、各部分計算を行な
う演算部を示している。

演算部３２１は、１個の加算処理部と１個の減算処理部
とで形成されており、レジスタ３１１．。

３１１１から供給されたＤＣＴ係数りの成分Ｙ、。。

Ｙ、４に基づいて、該当する部分計算を行なうように構
成されている。

演算部３２２は、２個の乗算処理部で形成されており、
上述した演算部３２１による演算結果と変換定数Ｃ３３
とに基づいて、該当する部分計算を行なって、演算結果
Ｚ３（０）、　　Ｚ３（１）を出力するように構成され
ている。

演算部３２３は、４個の乗算処理部と１個の加算処理部
と１個の減算処理部とから形成されており、レジスタ３
１１２．３１１３から供給されたＤＣＴ係数りの成分Ｙ
　ｉｚ＋　Ｙ、、と変換定数ｓｒ、。

ｓ　Ｉｓ　、ｃｓ、、ｃｓ、とに基づいて該当する部分
計算を行ない、演算結果Ｚ、（２）、　　Ｚ３（３）を
出力するように構成されている。

演算部３２４は、２個の加算処理部と２個の減算処理部
とから形成されており、上述した演算部３２２による演
算結果Ｚ３（０）、　　Ｚ３（１）および演算部３２３
による演算結果２．（２）、　　Ｚ、（３）とに基づい
て該当する部分計算を行ない、演算結果Ｚ　、　（０）
　。

・・・、Ｚ、（３）を出力するように構成されている。

演算部３２５は、１０個の乗算処理部と５個の加算処理
部と５個の減算処理部とから形成されており、レジスタ
３１１４．３１１ｓ、３１１６゜３１１７から供給され
たＤＣＴ係数りの成分Ｙ　ｉ　Ｉ　ｇＹ　ｒ　：ｌ　、
　Ｙ　＝　ｓ　、　Ｙ　；　？と所定の変換定数Ｃ３，
、Ｃ３２゜Ｃ３４、Ｃ３ａ　、Ｃ３３、Ｓｌｏ　、Ｓｌ
ｚ　、ＳＩ４゜Ｓｌｈとに基づいて該当する部分計算を
行ない、演算結果Ｚ　、　（０）　、・・・、　　ｚｚ
（３）を出力するように構成されている。

演算部３２６は、４個の加算処理部と４個の減算処理部
とで形成されており、演算部３２４による演算結果ｚ　
、　（０）　、・・・、Ｚ、（３）と演算部３２５によ
る演算結果Ｚ　ｚ　（０）　、・・・、　　Ｌ（３）と
に基づいて該当する部分計算を行ない、演算結果ＺＯ（
０）、　・・・。

ｚｏ（７）を出力して、演算結果出力部３２７に供給す
るように構成されている。

また、同様に、上述した演算部３２２による演算結果Ｚ
、（０）、　　Ｚ、（１）と、演算部３２３による演算
結果Ｚ３（２）、　　Ｚ３（３）と、演算部３２４によ
る演算結果ｚ、（０）、−、ｚ、（３）と、演算部３２
５による演算結果Ｚ　、　（０）　、・・・、　　Ｚ、
（３）ともまた、演算結果出力部３２７に供給されてい
る。但し、図においては、これらの演算結果の供給を表
す信号線は省略した。

この演算結果出力部３２７は、計算制御部３３２からの
指示に応じて、供給された演算結果の何れかを１次元逆
ＤＣＴ変換結果として出力するように構成されている。

また、上述した６つの演算部３２１．・・・、３２６を
構成している加算処理部、減算処理部２乗算処理部のそ
れぞれは、加算器、減算器１乗算器で構成してもよく、
また、それぞれの演算処理をマイクロプログラム化した
もので構成してもよい。

また、第３図に示した零検出部３３１は、レジスタ３１
１゜、・・・、３１１？のそれぞれに保持されたＤＣＴ
係数りの成分がｒＱＪであるか否かを示す８ビツトの出
力を計算制御部３３２に供給するように構成されている
。例えば、出力の各ビットを８個のレジスタ３１１゜、
・・・、３１１？のそれぞれに対応させ、保持された成
分の値が１０」であるとされたレジスタに対応する出力
のビットを論理“°０”にリセットし、他のビットに論
理“１パをセットするようにする。

ここで、例えば、零検出部３３１により、レジスタ３１
１゜に保持されたＤＣＴ係数りの成分Ｙ、。

のみがｒＱ」以外の値を持つ有効係数とされた場合は、
この行の各成分に対応する１次元逆ＤＣＴ変換結果の各
成分の値は、上述した成分Ｙ、ｏと変換定数Ｃ３３とを
乗算した結果に等しいことが予測できる。従って、この
場合は、上述した６つの演算部３２１．・・・、３２６
の中の演算部３２２によって行なわれる部分計算のみが
有効な部分計算であり、他の演算部による部分計算は無
効な部分計算である。

このように、ＤＣＴ係数りの第ｉ行の成分の中のどの成
分が有効係数であるかに基づいて、１次元逆ＤＣＴ変換
処理のための計算の中の有効な部分計算と無効な部分計
算とを判別することができる。

計算制御部３３２は、零検出部３３１から供給された８
ビツトのビットパターンに基づいて有効な部分計算を判
別し、上述した６つの演算部３２１、・・・、３２６の
中から該当する部分計算を行なうものを選択的に駆動す
るように構成されている。

例えば、この計算制御部３３２をＲＯＭで構成し、有効
係数と無効係数との組み合わせのそれぞれを表すビット
パターンで示されるアドレスに、対応する演算部３２１
．・・・、３２６の選択に関するプログラムなどを格納
しておき、零検出部３３１からの出力に対応するアドレ
スに格納されたプログラムを読み出して、このプログラ
ムに従って必要な演算部を順次に駆動するようにすれば
よい。

また、計算制御部３３２は、このプログラムに基づいて
、演算結果出力部３２７に対して、上述したようにして
選択した演算部の出力を１次元逆ＤＣＴ変換結果として
出力するように指示する。

以下、いくつかの場合について、上述した各部の動作を
説明する。ここで、零検出部３３１の出力の最下位ビッ
トは、レジスタ３１１゜に保持された成分Ｙｉ０が有効
係数であるか否かを示しているものとする。

■全ての成分が無効係数である場合この場合は、６つの演算部３２１．・・・、３２６のに
よる演算結果の全ては零となり、演算部３２１、・・・
、３２６によって行なわれる全ての部分計算は無効とな
る。従って、全ての成分が無効係数であることを示すビ
ットパターン”ＯＯＨ”　　（’“Ｈ“°は１６進数を
表す添え字）に対応する上述したＲＯＭのアドレスには
、ｒ全ての演算部による演算処理をスキップする」旨の
プログラムと、演算結果出力部３２７に対するｒレジス
タ３４１ｏ。

・・・、３４１？にｒ□、を格納する」旨の指示とを格
納しておけばよい。

これにより、零検出部３３１により、全ての成分がｒＱ
Ｊであるとされた場合は、計算制御部３３２によって、
演算部３２１．・・・、３２６による演算処理がスキッ
プされ、１次元逆ＤＣＴ計算部３２０により、ＤＣＴ係
数りの第ｉ行の１次元逆ＤＣＴ変換結果Ｘ、。、・・・
、Ｘ、、としてｒＱＪが出力される。

■成分Ｙ４．のみが有効係数である場合この場合は、上
述したように、演算部３２２による部分計算のみが有効
となる。従って、成分Ｙ、。

のみが有効係数であることを示すビットパターン“ＯＩ
Ｈ”に対応する計算制御部３３２を構成するＲＯＭのア
ドレスには、ｒ演算部３２２による部分計算のみを行な
うｊ旨のプログラムと、演算結果出力部３２７に対する
「演算部３２２の出力をレジスタ３４１゜、・・・、３
４１ｔに格納する１旨の指示とを格納しておけばよい。

これにより、零検出部３３１により、成分Ｙ、。

のみが有効係数であるとされた場合は、計算制御部３３
２により、演算部３２１，３２３，３２４゜３２５．３
２６による演算処理がスキップされ、１次元逆ＤＣＴ計
算部３２０により、ＤＣＴ係数りの第ｉ行の１次元逆Ｄ
ＣＴ変換結果Ｘ　ｉ　Ｏ＋　・・・。

Ｘ　ｉ　？として、演算部３２２による演算結果Ｚｆｆ
（０）が出力される。

従って、この場合は、演算部３２２による２回の乗算処
理を行なうことにより、１次元逆ＤＣＴ変換処理の結果
を得ることができる。

■成分Ｙ、。、　Ｙｊ、のみが有効係数である場合この
場合は、上述した演算部３２３による演算結果ｚ、（２
）、　　Ｌ（３）および演算部３２５による演算結果Ｚ
、（０）、　　Ｚ、（１）、　　ＺｔＣ２）、　　Ｚ、
（３）の全て零となることが明らかであるので、演算部
３２３゜演算部３２４．演算部３２５．演算部３２６の
それぞれによる部分計算は無効となる。従って、成分Ｙ
、。＋Ｙｉ４のみが有効係数であることを示すビットパ
ターン°“０３Ｈ”に対応する計算制御部３３２を構成
するＲＯＭのアドレスには、ｒ演算部３２１と演算部３
２２による部分計算のみを行ねう」旨のプログラムと、
演算結果出力部３２７４．：対するｒ演算部３２２によ
る演算結果Ｌ（０）をレジスタ３４１゜、３４１３，３
４１４，３４１？に格納し、演算結果Ｚ３（１）をレジ
スタ３４１．。

３４１２．３４１．．３４１．に格納する」旨の指示と
を格納しておけばよい。

これにより、零検出部３３１により、成分Ｙｉ。

Ｙ　ｉ　４のみが有効係数であるとされた場合は、計算
制御部３３２により、演算部３２３，３２４，３２５．
３２６による演算処理がスキップされ、１次元逆ＤＣＴ
計算部３２０により、ＤＣＴ係数りの第ｉ行の１次元逆
ＤＣＴ変換結果Ｘ、。、Ｘｌ。

ｘ、４．Ｘ、として、演算部３２２による演算結果Ｚ、
（０）が出力され、１次元逆ＤＣＴ変換結果Ｘ　ｉ　Ｉ
Ｘ　ｉ　２　＋　　Ｘ　ｉ　Ｓ　ｔ　　Ｘ　ｉ　＆とし
て、演算部３２２による演算結果Ｚ３（１）が出力され
る。

従って、この場合は、演算部３２１による２回の加減算
と演算部３２２による２回の乗算処理を行なうことによ
り、１次元逆ＤＣＴ変換処理の結果を得ることができる
。

■成分Ｙ　ｉｌ＋　Ｙ４ｚ１　’１”ｉｓ、　Ｙｉ？が
無効係数である場合この場合は、上述した演算部３２５による演算結果Ｚ２
（０）、　　Ｚ、（１）、　　ＺＺ（２）、　　ＺＺ（
３）が全て零となることが明らかであるので、演算部３
２５と演算部３２６とによる部分計算が無効となる。従
って、成分Ｙ　ｉｌ＋　　Ｙｉ：Ｉ＋　Ｙｉ２．Ｙｉｆ
ｆが無効係数であることを示すビットパターン“ＯＦＨ
”に対応する計算制御部３３２を構成するＲＯＭのアド
レスニハ、ｒ演算部３２１，３２２，３２３，３２４の
それぞれによる部分計算のみを行なう１旨のプログラム
と、演算結果出力部３２７に対するｒ演算部３２４によ
る演算結果Ｚ　、　（０）をレジスタ３４１０．３４１
７に、演算結果Ｚ　、　（１）をレジスタ３４１、．３
４１．に、演算結果Ｚ　、　（２）をレジスタ３４１□
、３４１ｓに、演算結果Ｚ　、　（３）をレジスタ３４
１３．３４１４に格納する１旨の指示とを格納しておけ
ばよい。

これにより、零検出部３３１により、成分Ｙ　ｉ　Ｉ　
＋Ｙ　ｆ　３　＋　Ｙ　ｉ　５　＋　Ｙ　、７が無効係
数であるとされた場合は、計算制御部３３２により、演
算部３２５，３２６による演算処理がスキップされ、１
次元逆ＤＣＴ計算部３２０により、ＤＣＴ係数りの第ｉ
行の１次元逆ＤＣＴ変換結果Ｘ、。＋Ｘｉ？として演算
部３２４による演算結果Ｚ　、　（０）が、１次元逆Ｄ
ＣＴ変換結果Ｘ　ｉ　Ｉ　Ｉ　　Ｘ　ｉ　＆として演算
結果２．（１）が、１次元逆ＤＣＴ変換結果Ｘ　ｉ　Ｚ
　＋　Ｘ　ｉ　５として演算結果Ｚ　、　（２）が、１
次元逆ＤＣＴ変換結果Ｘ　ｉ３＋　Ｘｉ４として演算結
果Ｚ＋（３）がそれぞれ出力される。

従って、この場合は、演算部３２１，３２２゜３２３．
３２４のそれぞれによる演算のみが行なわれるので、６
回の乗算処理と８回の加減算処理とを行なうことにより
、１次元逆ＤＣＴ変換処理の結果を得ることができる。

■成分Ｙ　ｉ　Ｚ　ｒ　Ｙ　ｉ　６が無効係数である場
合この場合は、上述した演算部３２３による演算結果Ｚ
ａ（２）、　　Ｚ３（３）が零となることが明らかであ
るので、演算部３２３と演算部３２４とによる部分計算
は無効となる。従って、成分Ｙ　ｉ　Ｚ　ｒ　Ｙ　ｉ　
６が無効係数であることを示すビットパターン′″Ｆ３
Ｈ１１に対応する計算制御部３３２を構成するＲＯＭの
アドレスには、ｊ演算部３２３，３２４による演算処理
をスキップし、演算部３２２による演算結果を演算部３
２４による演算結果として演算部３２６に供給する」旨
のプログラムと、演算結果出力部３２７に対するｒ演算
部３２６による演算結果のそれぞれをレジスタ３４１＋
、・・・、３４１、に格納する１旨の指示とを格納して
おけばよい。

これにより、零検出部３３１により、成分Ｙ８□。

Ｙｉ、が無効係数であるとされた場合は、計算制御部３
３２により、演算部３２３，３２４による部分計算がス
キップされ、１次元逆ＤＣＴ計算部３２０により、ＤＣ
Ｔ係数りの第ｉ行の１次元逆ＤＣＴ変換結果Ｘ、。、・
・・、Ｘ、７として、演算部３２６による演算結果Ｚ　
、　（０）　、・・・、　　Ｚ、（７）のそれぞれが出
力される。

従って、この場合は、演算部３２３による演算処理に対
応する４回の乗算処理と２回の加減算処理および演算部
３２４による演算処理に対応する４回の加減算処理が省
略され、１２回の乗算処理と２０回の加減算処理とを行
なうことにより、１次元逆ＤＣＴ変換処理の結果を得る
ことができる。

このようにして、レジスタ３１１．、・・・、３１１７
に保持された各ブロックのＤＣＴ係数りの第ｉ行の成分
に応して、有効な部分計算のみが選択的に行なわれる。

　　　　　　　　　、。

上述した処理をＤＣＴ係数りの各行について行なうこと
により、ｌブロックに対応するＤＣＴ係数りの１次元逆
ＤＣＴ変換処理が行なわれる。

この直交変換部２４１による１次元逆ＤＣＴ変換処理結
果として得られる行列は、第２図に示した行列転置部２
４２によって転置され、更に、直交変換部２４１と同様
に構成された直交変換部２４３によって１次元逆ＤＣＴ
変換された後、行列転置部２４４によって転置されて、
該当するブロックの画像データとして出力される。

上述した動作を１画面の全ての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。

−・　１の上述したようにして、１次元逆ＤＣＴ計算部３２０の６
つの演算部３２１．・・・、３２６のそれぞれにより、
１次元逆ＤＣＴ変換処理の高速計算法に基づく計算の各
部分計算を行なうようにする。

また、計算制御部３３２をＲＯＭなどで構成し、予め、
ＤＣＴ係数りの第ｉ行の各成分が有効係数であるか否か
を示すビットパターンに応じて、無効な部分計算と有効
な部分計算とを判別した結果に対応するプログラムを格
納しておく。また、ＤＣＴ係数りの１次元逆ＤＣＴ変換
処理を行なう際に、零検出部３３１により各成分が有効
係数であるか否かを判別し、この零検出部３３１の出力
に対応するプログラムに応して、計算制御部３３２が上
述した６つの演算部３２１．・・・、３２６および演算
結果出力部３２７を制御する。

これにより、計算制御部３３２により、各ブロックのＤ
ＣＴ係数りの各行の成分に基づいて有効な部分計算を判
別し、該当する部分計算に対応する演算部を選択的に駆
動することが可能となり、無効な部分計算を省略して１
次元逆ＤＣＴ変換処理に要する時間を短縮し、復元装置
による画像データの復元処理の高速化を図ることができ
る。

ここで、標準画像を２次元ＤＣＴ変換して得られるＤＣ
Ｔ係数りの各行について、発明者が行なった調査によれ
ば、上述した場合わけの■に該当する行は全体の約１５
％に相当し、■に該当する行は全体の約７０％に相当し
ている。従って、第３図に示した直交変換部２４１によ
って、このような画像に対応するＤＣＴ係数りの１次元
逆ＤＣＴ変換処理を行なった場合は、直交変換処理に要
する時間は従来の約半分程度になると期待される。

また、零検出部３３１による零検出動作は、レジスタ３
１１ｏ、・・・、３１１．へのＤＣＴ係数りの各成分の
入力動作と並行して行なわれ、これらの各成分の入力動
作の終了と同時に、対応するビットパターンが計算制御
部３３２に供給される。

従って、ＤＣＴ係数りの各成分が有効係数であるか否か
を判定する処理を付加したために、１次元逆ＤＣＴ変換
処理に要する時間が長くなることはない。

■　Ｉの・〉誼なお、上述した実施例にあっては、第１３図に示した高
速計算法に適用した場合を説明したが、別の計算法に適
用してもよく、直交変換を行なうための演算処理を独立
して処理できる部分計算に分割し、供給されたデータ（
例えば、ＤＣＴ係数りの第ｉ行の成分）に応じて、有効
な部分計算のみを選択的に行なうようにしたものであれ
ば適用できる。また、直交変換の計算処理の分割のしか
たは、第４図に示した演算部３２１．・・・、３２６に
限定されず、例えば、各加算処理部、減算処理部２東算
処理部のそれぞれを部分計算とし、これらを選択的に行
なうようにしてもよい。

また、第４図に示した１次元逆ＤＣＴ計算部３２０を第
５図に示す１次元ＤＣＴ計算部に置き換えれば、符号化
装置のＤＣＴ変換部に適用することができる。この場合
においても、第５図に示した１次元ＤＣＴ計算部の演算
処理を独立に処理可能な部分計算に分割し、供給された
データ（例えば、ブロックの第１行の画像データ）に応
じて、これらの各部分計算を選択的に行なうようにすれ
ばよい。

通常、画像データを１次元ＤＣＴ変換したものを転置し
て得られる行列には、値がｒＱＪである成分が少なから
ず含まれている。従って、この行列を１次元ＤＣＴ変換
する２段目の直交変換部に本発明を適用すれば、符号化
処理の際の２次元ＤＣＴ変換処理に要する時間の短縮が
期待できる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、格納手段に格納され
た行列の１行分の成分あるいは１列分の成分に基づいて
、演算制御手段により、有効な部分計算を判別し、この
有効な部分計算を行なう演算手段を選択的に駆動するこ
とにより、直交変換処理に含まれる無効な部分計算を省
略して、直交変換処理を高速に行なうことができるので
、実用的には極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の直交変換装置の原理ブロック図、第２
図は本発明の一実施例による直交変換装置を適用した復
元装置の構成図、第３図は実施例による直交変換部の構成図、第４図は実
施例による直交変換部に設けられた１次元逆ＤＣＴ計算
部の詳細構成図、第５図は１次元ＤＣＴ計算部の構成図、第６図は符号化
装置の構成図、第７図は画像を分割したブロックの説明図、第８図はＤ
ＣＴ係数りを示す図、第９図は量子化マトリクスＶＴＲを示す図、第１Ｏ図は
量子化係数Ｄ０゜を示す図、第１１図はジグザグスキャ
ンの説明図、第１２図は従来の復元装置の構成図、第１３図は高速計算法の説明図である。図において、１１１は第１格納手段、１２０は直交変換処理手段、１２１は演算手段、１３１は演算制御手段、２１１．７１１は復号部、２２１．７２１は逆量子化部、２４０．７３１は逆ＤＣＴ変換部、２４１．２４３は直交変換部、２４２．２４４は行列転置部、３１１．３４ルジスタ、３２０は１次元逆ＤＣＴ計算部、３２１．３２２，３２３，３２４，３２５゜６は演算部
、３２７は演算結果出力部、３３１は零検出部、３３２は計算制御部、６１１はＤＣＴ変換部、６２０は線形量子化部、６３１は符号化部である。２ブロックの説明図第７図ＣＴ係数りを示す図第８図量子化マトリクス■ＴＨを示す図第９図量子化係数ＩＤ、ＬＪを示す図第０図ジグザグスキャンの説明図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像データに対応する行列の１行分の成分あるい
は１列分の成分を格納する格納手段（１１１）と、前記格納手段（１１１）に格納された行列の１行分の成
分あるいは１列分の成分についての直交変換処理を複数
の部分計算に分割し、これらの部分計算のそれぞれを行
なう演算手段（１２１）を有する直交変換処理手段（１
２０）と、前記格納手段（１１１）に格納された前記行列の１行分
の成分あるいは１列分の成分に基づいて、前記複数の部
分計算の中の有効な部分計算を判別し、前記直交変換処
理手段（１２０）の該当する演算手段（１２１）を選択
的に駆動する演算制御手段（１３１）と、を備え、前記演算制御手段（１３１）によって駆動され
た演算手段（１２１）による演算結果を前記直交変換処
理手段（１２０）の出力として得るように構成したこと
を特徴とする直交変換装置。