JPH066607A - 画像データ圧縮復元装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は多量の画像通信あるいは画像蓄積など
における画像データの圧縮／復元装置に関し、カラーま
たは多階調画像データを圧縮するＪＰＥＧ符号化アルゴ
リズムを採用したシステムにおいて、種々のパラメタに
対応して高速な圧縮／復元を実現することにある。 【構成】ＪＰＥＧ圧縮データの様々なパラメタに対応で
きる汎用プロセッサとソフトウェアのＪＰＥＧ符号化ア
ルゴリズムの実現手段と、高速メモリと専用ハードウェ
アのＪＰＥＧ符号化アルゴリズムの実現手段の２種類の
圧縮復元手段を備え、ＪＰＥＧ圧縮データのパラメタの
値により２種類の実現手段を選択することにより達成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多量の画像通信あるいは
画像蓄積などにおける画像データの圧縮／復元装置に係
り、特にカラーまたは多階調画像データを圧縮するＪＰ
ＥＧ符号化アルゴリズムを採用したシステムにおいて、
種々のパラメタに対応するとともに高速処理が必要な圧
縮／復元装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータ処理能力の向上およ
び大容量メモリの出現などにより、文字コードデータを
対象とした計算機処理や通信に加えて、画像データを対
象とする計算機処理や通信も普及してきている。一般に
画像データは文字コードデータと比較して非常にデータ
量が多いため、これまでは普及率が低かった。しかし、
今では画像データ処理として、人工衛星からの画像デー
タを地上で受けて画像処理し、記録として蓄えるもの、
コンピュータによるシミュレーションの結果を実世界で
の状態で理解し易く表示するためにコンピュータグラフ
ィックス処理して画像を人工的に作り出したもの、医療
のレントゲン写真などを多量に蓄積して医療現場へ伝送
するもの、更に最近のオフィスで氾濫してきた書類を多
量に圧縮して蓄積し、必要な営業所などに通信回線で送
るものなどがある。一方、計算機処理が役立つのは多量
に情報を蓄積でき、多量の情報を一度に処理でき、多量
に情報を通信で遠隔地へ送れるからである。この意味で
は上記のように計算機処理能力の向上や大容量メモリの
出現により、画像データに対して計算機が役立つように
なってきた。

【０００３】しかし、大容量のメモリが出現したとして
もＡ４サイズ１枚の原稿に対して文字コードデータでは
１０００文字程度で約２キロバイトのデータ量でも、画
像データでは線密度８ドット／ｍｍのモノクロ１６６４
ドット×２３５２ドットで約５００キロバイトとおよそ
２５０倍にもなる。もちろん、画像データには文字コー
ドデータ以上の情報量、例えば原稿に書いた文字の筆跡
等があるので一概には比較できないが、データ量が非常
に多いことは事実である。そこで、画像データのデータ
量を圧縮する技術に関して研究や開発が行なわれてい
る。その中で最も一般的なものとしてはファクシミリ装
置の画像圧縮手段がある。これはＣＣＩＴＴ（国際電信
電話諮問委員会）の国際規格で、ＭＨ（Ｍｏｄｉｆｉｅ
ｄ Ｈｕｆｆｍａｎ）符号化アルゴリズム、ＭＲ（Ｍｏ
ｄｉｆｉｅｄ ＲＥＡＤ）符号化アルゴリズム、ＭＭＲ
（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＭＲ）符号化アルゴリズムがあ
り、様々な装置でデータの互換性がある。ところが、こ
の国際規格で規定された符号化アルゴリズムは基本的に
モノクロ２値画像を対象としており、最近需要の増加し
ているカラー画像などには対処できない。これに対し
て、１９９２年の春を目標にカラーおよび多階調画像の
圧縮方式が国際規格として検討されている。

【０００４】この国際規格はＪＰＥＧ符号化アルゴリズ
ムと呼ばれ、ＣＣＩＴＴ ＳＧ８(国際電信電話諮問委
員会研究グループ８）のＣＣＩＣとＩＳＯ（国際標準化
機構） ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１０のジョイントグ
ループであるＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａ
ｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）により標準化が
進められている。図２はＪＰＥＧ符号化アルゴリズムの
処理手順を圧縮と復元に分けて示したものである。この
圧縮と復元は全く逆の処理を逆の手順で実施する。圧縮
の処理は以下の通りである。先ず、入力した画像データ
をＤＣＴ変換２０１で処理する。画像データは２値では
なく多階調のデータであり、複数種類のデータを組み合
わせることにより、カラー画像とすることもある。ＪＰ
ＥＧの規格では画像の階調は基本的に８ビットである
が、カラー画像の表色系について特に規定がない。一般
には３から４個の階調あるいは色要素を使用し、ＲＧ
Ｂ，ＹＵＶ，ＹＩＱ，ＹＭＣ，ＹＭＣＫ等を使用する。
ＤＣＴ変換２０１はＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓ
ｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散コサイン変換）を入
力画像データに対して演算する処理である。概念的には
画像データの空間成分を周波数成分へ変換するものであ
り、人間の目が高い周波数の画像変化を検出できない、
すなわち細かいものは見えないことを利用して次段で情
報を落すための前処理である。周波数成分に変換された
画像データは量子化２０２で全周波数のレベルを下げる
と共に高い周波数成分が落される。ここで情報が少なく
なるのでデータ量が圧縮される。ただし、この様に高周
波数成分の画像データを消去してしまうため、復元して
も厳密には元の画像データへは戻らず、非可逆な圧縮手
段となる。低い周波数成分だけに変換された画像データ
は更にハフマン符号化２０３でハフマン符号へ圧縮さ
れ、ＪＰＥＧ圧縮データとなる。ここでは量子化２０２
の後にハフマン符号化２０３を使用したが一般にはエン
トロピー符号化であり、算術符号化を使用することもあ
る。量子化２０２では高周波数成分の落す程度を記録し
た量子化テーブル２０４を使用し、ハフマン符号化２０
３では原データと圧縮されたハフマン符号の対応を記録
したハフマンテーブル２０５を使用する。復元の処理は
圧縮の全く逆であり、ＪＰＥＧ圧縮データをハフマン符
号復号２０６にて周波数成分の画像データへ変換し、逆
量子化２０７で下げられた全周波数のレベルを元に戻
す。このとき、高周波数成分に関しては情報が圧縮時に
欠落しているので元へは戻らない。次に逆ＤＣＴ変換２
０８で画像データの周波数成分を空間成分へ変換し、元
の画像データへ復元する。ハフマン符号復号２０６と逆
量子化２０７では圧縮処理で使用した量子化テーブル２
０４とハフマンテーブル２０５を使用することにより、
各々元のデータへ戻すことができる。

【０００５】次に図３を用いて更に少し詳しくＪＰＥＧ
符号化アルゴリズムに関して説明する。図３はＪＰＥＧ
圧縮によるデータの変化を実際の値の例を用いて示した
ものである。原画像３０１の一部ずつ画像データを切り
出して入力し、圧縮する。切り出す画像データの単位は
縦横８ドットの正方形であり、原画像３０１の左上から
右下へ向かって、重なることなく切り出して入力する。
ここで縦横８ドットの画像データ３０２の階調が空間成
分３０３である。縦横８×８個の値が各ドットの階調を
表す。この図３では１ドットに対して一つの階調しかな
いが、例えばＲＧＢでは三つの階調が１ドットに割り当
てられる。しかし、その様な場合でも各階調別に分離し
て一つの階調ずつ処理する。写真などの階調画像は一般
に階調の変化が滑らかであり、空間成分３０３のように
１４から１７で少しずつ変化する。この空間成分３０３
をＤＣＴ変換すると周波数成分３０４のようになる。周
波数成分３０４の表す情報は空間成分３０３と全く等し
いが、８×８個の値の左上方向が低周波数成分を表し、
右下方向が高周波数成分を表す。右下方向へ行く程、値
が小さくなって行くのは元の画像データに高周波数の階
調変化が少ないことを表している。周波数成分３０４の
全ての値を量子化テーブル２０４の値で除算し、全体の
レベルを下げると共に高周波数成分を消去する。周波数
成分３０４のように右下方向の値は一般に小さいので全
ての値を一つの定数で除算しても高周波数成分を消去で
きるが、効果を増大させるために右下方向へ行く程、大
きな定数で除算するのが普通である。量子化した周波数
成分３０５のように左上方向に少しだけ値が残り、多く
の部分が０になる。このように値に０が連続するので０
の連続する個数でハフマン符号化してＪＰＥＧ圧縮デー
タが得られる。

【０００６】以上説明したことがＪＰＥＧ符号化アルゴ
リズムの概要であるが、データ交換のために幾つかのデ
ータ形式も規定されている。図４はインタリーブのデー
タ構造を表した図である。この図４では３個の色要素Ｒ
ＧＢを例にしているが、上記のように各色要素に分け
て、８×８ドット単位で圧縮するので、データの構成順
序としてＲ面の全ての圧縮データ、Ｇ面の全ての圧縮デ
ータ、Ｂ面の全ての圧縮データと各面別に圧縮データを
集めて３個を連結するノンインタリーブ構成と、８×８
ドット単位でＲ面，Ｇ面，Ｂ面を順番に組み合わせるイ
ンタリーブ構成がある。図４において、Ｒ１からＲ４と
Ｇ１からＧ４とＢ１からＢ４は各々８×８ドット単位の
圧縮データを表している。どちらの構成を採用するかは
圧縮復元システムの構造によるが、どちらの構成でも復
元可能としておかないとデータ交換不可能となる場合が
発生する。図５はサブサンプリングのデータ構造を表し
た図である。サブサンプリングは表色系としてＹＵＶな
どのように輝度情報と色相情報を分けたものに対して、
人間の目が輝度情報より色相情報の変化に鈍感なことを
利用し、輝度情報より色相情報の情報量を少なくする方
法である。図４では輝度情報縦２個、横２個に対して色
相情報縦１個、横１個が割り当てられ、データ量が４分
の１になっている。ここで、輝度情報Ｙ０４０１は８×
８ドットを表しているが、色相情報Ｕ０４０２は輝度情
報Ｙ０４０１，Ｙ１４０３，Ｙ４４０４，Ｙ５４０５に
相当する面積の色相を代表して表している。本来であれ
ば１ドット毎に色相情報が存在するので、Ｕ０４０２は
正確な値ではないが４ドットの平均値を採用するか、４
ドットの中の１ドットを採用するかであり、規格には特
に規定がない。ノンインタリーブ構成であれば輝度情報
と色相情報を分離して各々集めた圧縮データとなるが、
インタリーブ構造では図４のように輝度情報４個の間に
色相情報１個が入る。規格では縦と横独立に各々４分の
１まで特定の情報を少なくすることができる。

【０００７】以上のようなＪＰＥＧ符号化アルゴリズム
を実現する方法として汎用プロセッサを利用したソフト
ウェアによる手段と、専用ハードウェアによる手段があ
る。ソフトウェアによる方法では上記で説明したインタ
リーブ／ノンインタリーブあるいはサブサンプリングの
様々なパラメタに対応可能であるが、ＤＣＴ変換と量子
化とハフマン符号化の３段階の複雑な処理が必要であ
り、更に汎用プロセッサでは専用ハードウェアと比較し
て多量のメモリを使用できるが、低速のメモリしか使用
できないため、圧縮復元処理速度が低いという問題点が
ある。特にＲＧＢ各８ビットの１６７０万色フルカラー
ではＡ４サイズ１６６４×２３５２ドットでも約１１メ
ガバイトものデータ量があり、非常に高速な処理が要求
される。このため、既に専用ハードウェアとしてＪＰＥ
Ｇ圧縮アルゴリズムを実現したＬＳＩが市販されてお
り、高速な処理を実現している。また、汎用プロセッサ
を高速化することによりソフトウェアの圧縮復元処理を
高速にすることも考えられる。一つの手段としては小量
の高速メモリと多量の低速メモリを階層的に組み合せた
キャッシュメモリ構成を採用する方法がある。キャッシ
ュメモリ構成ではアクセス頻度の高い情報を高速メモリ
に記憶し、アクセス頻度の低い情報を低速メモリに記憶
することにより、疑似的に多量の高速メモリを備えたよ
うにする。このようなキャッシュメモリ構成の公知例と
しては特開昭５９―８１８５号公報などがある。

【０００８】また、特性の異なる複数のＪＰＥＧ圧縮ア
ルゴリズム実現手段を用意し、状況に応じて使い分ける
ことにより高速処理実現も考えられるが、複数の圧縮復
元手段を備える装置としては、これまでは特開昭６３―
２９９６８０号公報のように画像を複数の領域に分けて
異なる圧縮アルゴリズムを適用し、圧縮率を向上するも
のしかなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の中で専
用ハードウェアを使用する方法は確かに高速処理が可能
であるが、市販のＬＳＩではサブサンプリングとして例
えば横方向のみ最大２分の１あるいは横方向と縦方向の
組み合せで最大４分の１まで程度しかサポートされてお
らず、それ以上のサブサンプリング、例えば規格の最大
１６分の１すなわち横方向と縦方向ともに４分の１の圧
縮データに対応できないことがあるという問題点があ
る。このように専用ハードウェアで多様なサブサンプリ
ングに対応できないのは特に縦方向に情報を少なくする
と、少なくしない方の情報を保持する高速メモリが増加
するからである。すなわち、図５では色相情報を縦方向
に２分の１しているが、輝度情報のＹ１４０３の後にＹ
４４０４、Ｙ５４０５の後にＹ２４０６を圧縮復元する
必要があり、Ｙ１４０３の８ラインとＹ４４０４の８ラ
インの合計１６ラインの情報を高速メモリに記憶してお
かないと同じラインの原データへ複数回アクセスする必
要が発生して処理速度の遅延を招く。このため縦方向は
最大４分の１であるから３２ライン分の高速メモリが必
要であり、実現が困難である。

【００１０】また、パーソナルコンピュータやワークス
テーションで多く使用されているＲＧＢの表色系はＹＵ
Ｖ等の輝度情報と色相情報に変換した方が、色相情報を
サブサンプリングでデータ量削減できるので圧縮に有利
である。しかし、ノンインタリーブでのＲＧＢとＹＵＶ
の変換を上記ＬＳＩではサポートしておらず、データ交
換不可能なパラメタが発生する。これはＹ成分を計算す
るにはＲＧＢの３成分全てが必要となり、ＹＵＶの３成
分を計算するには全部で９回のアクセスを要するので処
理速度が低下して専用ハードウェア化の効果がでないた
めである。また、ＲＧＢの３成分に１回ずつしかアクセ
スせずにＹＵＶの３成分を同時に計算して一時的にメモ
リに蓄え、Ｙ，Ｕ，Ｖの順に読み出して圧縮する手段も
考えられるが、Ａ４サイズ１６６４×２３５２ドットで
約１１ＭＢが３面と膨大なメモリを必要とする。逆にＹ
ＵＶからＲＧＢへ変換する際も同様な問題が発生する。

【００１１】キャッシュメモリを使用する方法はメモリ
アクセスに局所性がある場合に効果があり、特にプログ
ラムのループ構造などで有効であるが、基本的には画像
を端からアクセスして行くＪＰＥＧ符号化アルゴリズム
では高速化の効果を大きく期待できない。

【００１２】本発明の目的はＪＰＥＧ圧縮データの様々
なパラメタに対応し、更にＪＰＥＧ符号化アルゴリズム
を高速に実現することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明ではＪＰＥＧ圧縮データのパラメタを判定す
る手段と、汎用プロセッサとソフトウェアによりＪＰＥ
Ｇ符号化アルゴリズムを実現する手段と、高速メモリと
専用ハードウェアによりＪＰＥＧ符号化アルゴリズムを
実現する手段と、前記判定したパラメタの値により前記
ＪＰＥＧ符号化アルゴリズムの２種類の実現手段を選択
する手段を使用する。

【００１４】

【作用】ＪＰＥＧ圧縮データではサブサンプリングの値
とインタリーブかノンインタリーブかのデータ構造をパ
ラメタとして圧縮データに付けるので、このパラメタを
ＪＰＥＧ圧縮データのパラメタを判定する手段により解
読する。縦方向のサブサンプリングによる画像データの
削減が予め定められた値以上の場合は、判定したパラメ
タの値によりＪＰＥＧ符号化アルゴリズムの２種類の実
現手段を選択する手段により汎用プロセッサとソフトウ
ェアによりＪＰＥＧ符号化アルゴリズムを実現する手段
を選択し、少々処理時間を多く要するが、圧縮復元処理
を可能にする。これは、縦方向のサブサンプリングによ
る画像データの削減量が多いと、削減しない画像データ
量も増加して専用ハードウェアの高速メモリでは記憶し
きれなくなるので、圧縮復元処理が不可能になる事に対
処している。予め定められた値としては画像データの８
ライン分の高速メモリを専用ハードウェアが備えている
ときは縦方向サブサンプリング２分の１以上、画像デー
タの１６ライン分の高速メモリを専用ハードウェアが備
えているときは縦方向サブサンプリング３分の１以上、
画像データの２４ライン分の高速メモリを専用ハードウ
ェアが備えているときは縦方向サブサンプリング４分の
１以上である。ただし画像データの３２ライン分の高速
メモリを専用ハードウェアが備えているときは制約無く
専用ハードウェアを選択して圧縮復元処理できる。逆
に、縦方向のサブサンプリングによる画像データの削減
が予め定められた値未満の場合は、画像データを高速メ
モリに全て記憶しきれるので、判定したパラメタの値に
よりＪＰＥＧ符号化アルゴリズムの２種類の実現手段を
選択する手段により高速メモリと専用ハードウェアによ
りＪＰＥＧ符号化アルゴリズムを実現する手段を選択
し、高速に圧縮復元処理する。

【００１５】表色系がＲＧＢであるかＹＵＶであるかは
ＪＰＥＧ圧縮データにパラメタとして付かないので、圧
縮する元画像データを作る装置あるいは復元した画像デ
ータを表示や印刷等の処理する装置でＲＧＢの表色系を
使用し、ＪＰＥＧ圧縮データのパラメタのサブサンプリ
ングに画像データの削減が指定された場合はＲＧＢとＹ
ＵＶの変換が必要と判断する。これはＲＧＢでは３種類
の色情報が対等であり、サブサンプリングにより特定の
色情報を削減することは無意味なため、圧縮データはＹ
ＵＶと判定できることを利用する。ＪＰＥＧ圧縮データ
のパラメタを判定する手段により、サブサンプリングの
値からＲＧＢとＹＵＶの変換が必要でノンインタリーブ
の場合は、判定したパラメタの値によりＪＰＥＧ符号化
アルゴリズムの２種類の実現手段を選択する手段により
汎用プロセッサとソフトウェアによりＪＰＥＧ符号化ア
ルゴリズムを実現する手段を選択し、少々処理時間を多
く要するが、圧縮復元処理を可能にする。逆に、サブサ
ンプリングの値からＲＧＢとＹＵＶの変換が必要であっ
てもインタリーブの場合は、判定したパラメタの値によ
りＪＰＥＧ符号化アルゴリズムの２種類の実現手段を選
択する手段により高速メモリと専用ハードウェアにより
ＪＰＥＧ符号化アルゴリズムを実現する手段を選択し、
高速に圧縮復元処理する。

【００１６】以上のように処理手段を選択することによ
り可能な限り高速な圧縮復元処理を実現しながら、全て
のパラメタに対して圧縮復元可能である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。図１はＪＰＥＧ圧縮／復元装置の構成図である。

【００１８】スキャナ入力装置１０１は圧縮して光ディ
スク記憶装置１０２に蓄積する、あるいは通信装置１０
４を介して他の装置とデータ交換する画像データを入力
する装置である。紙などの原稿を光学的に読み取り、電
気信号の画像データへ変換してメモリ装置１０６へ格納
する。光ディスク記憶装置１０２はアクセス速度が非常
に遅いが、大容量の記憶装置であり、５インチ径の光デ
ィスクで約６００メガバイトの容量がある。ＣＰＵ１０
５またはＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ１０７で圧縮した画像
データを多量に蓄積する。表示装置１０３は画像データ
を表示して操作者に確認させる装置である。スキャナ入
力装置１０１から入力した画像データあるいは光ディス
ク記憶装置１０２か通信装置１０４の圧縮されたデータ
をＣＰＵ１０５かＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ１０７により
復元した画像データを表示する。通信装置１０４はＣＰ
Ｕ１０５かＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ１０７により圧縮さ
れた画像データを他の装置とデータ交換するための装置
である。ＣＰＵ１０５はメモリ装置１０６に記憶された
プログラムに従い、ＪＰＥＧ圧縮／復元装置全体を制御
すると共にスキャナ入力装置１０１から入力された画像
データを圧縮したり、光ディスク記憶装置１０２か通信
装置１０４の圧縮されたデータを復元する汎用プロセッ
サである。メモリ装置１０６はＣＰＵ１０５のプログラ
ムを記憶すると共に、画像データや圧縮された画像デー
タを一時的に記憶するために使用するメモリである。メ
モリ装置１０６は容量が光ディスク記憶装置１０２と高
速メモリ１０８の中間であり、１から２０メガバイト程
度である。また、そのアクセス速度も光ディスク記憶装
置１０２と高速メモリ１０８の中間である。ＪＰＥＧ圧
縮復元ＬＳＩ１０７は高速メモリ１０８を使用して高速
に画像データを圧縮復元する装置である。高速メモリ１
０８はＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ専用のメモリであり、容
量はメモリ装置１０６より小さく、１キロから１００キ
ロバイト程度であるが、アクセス速度は５０ナノ秒以下
程度と高速である。バス１０９は装置の各構成要素間で
データ転送を可能にする経路である。

【００１９】図６は図１の構成のＪＰＥＧ復元手順であ
り、ＣＰＵ１０１のプログラムフローチャートである。
先ず、圧縮データを先頭から調べ、マーカコードを見つ
け出す処理６０１を実行する。マーカコードは圧縮デー
タに付加されるコードであり、それ自身は画像の内容を
表すものではないが、画像データの性質すなわち画像の
サイズ，色の種類数などと、圧縮データの性質すなわち
サブサンプリング数、インタリーブなどを表すパラメタ
の存在を表す印である。数種類のマーカコードがあり、
各マーカコードの後に特定のパラメタが続く。マーカコ
ードが見つかると処理６０２へ移り、そのマーカコード
がＳＯＦ（Ｓｔａｒｔ Ｏｆ Ｆｒａｍｅ）であるかを
調べる。ＳＯＦでない場合は処理６０１へ戻り、ＳＯＦ
である場合は処理６０３へ進む。マーカコードＳＯＦの
後には縦方向のサブサンプリングの値が続いており、処
理６０３では色別にサブサンプリングの値の表を作成す
る。その値の最大値と最小値の差が予め定められた定数
以下であれば処理６０５へ進み、定数より大きければ処
理６１０へ進む。定数は高速メモリ１０８の容量に依存
し、画像データの８ライン分の容量を備えているときは
定数が０であり、画像データの１６ライン分の容量を備
えているときは定数が１であり、画像データの２４ライ
ン分の容量を備えているときは定数が２であり、画像デ
ータの３２ライン分の容量を備えているときは定数が３
である。

【００２０】処理６０５では処理６０１と同じく、圧縮
データから次のマーカコードを見つけ出す。マーカコー
ドを見つけ出すと、処理６０６へ移り、そのマーカコー
ドがＳＯＳ（Ｓｔａｒｔ Ｏｆ Ｓｃａｎ）であるかを
調べる。ＳＯＳでない場合は処理６０５へ戻り、ＳＯＳ
である場合は処理６０７へ進む。マーカコードＳＯＳの
後にはスキャン内のコンポーネント数が続いている。Ｊ
ＰＥＧの場合にスキャンは一画面に対応した一つのデー
タ塊を表しており、スキャン内のコンポーネント数は一
画面対応の一つのデータ塊に含まれる色情報数を表す。
従って、表色系がＲＧＢやＹＵＶのように３種類の色情
報を含む場合、コンポーネント数が１であれば一つのデ
ータ塊には１色の情報しか含まれないので３個のスキャ
ンを必要とし、ノンインタリーブのデータ構造である。
また、コンポーネント数が３であれば一つのデータ塊に
３色全部の情報が含まれるので１個のスキャンしか必要
とせず、インタリーブのデータ構造である。処理６０７
にてスキャン内のコンポーネント数が１であると判定さ
れた場合はノンインタリーブであるので処理６０８へ進
み、スキャン内のコンポーネント数が１でない場合はイ
ンタリーブであるので処理６０９へ進む。ノンインタリ
ーブで表色系の変換が必要な場合は変換時に多量のメモ
リを使用しないと処理速度が低下するので、ＣＰＵ１０
５によりメモリ装置１０６を使用して処理する。従っ
て、処理６０８にて表色系の変換有りと判定した場合は
処理６１０へ進み、無しの場合は処理６０９へ進む。処
理６０９ではＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ１０７を使用して
高速に復元するための条件が全て揃っているので、ＣＰ
Ｕ１０５はＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ１０７を起動して復
元処理させる。処理６１０においては、圧縮データにＪ
ＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ１０７では復元不可能なパラメタ
が含まれているので、ＣＰＵ１０５が復元処理する。

【００２１】また、図７は図１の構成のＪＰＥＧ圧縮手
順であり、ＣＰＵ１０１のプログラムフローチャートで
ある。処理７０１は処理６０３に対応し、処理７０２は
処理６０４に対応し、処理７０３は処理６０７に対応
し、処理７０４は処理６０８に対応しており、専用ハー
ドウェアを使用する条件は復元の場合と同じである。た
だし、圧縮時はサブサンプリングとインタリーブのパラ
メタが操作者等により指定されたものであり、圧縮デー
タの中からマーカコードを検索する必要がないので、処
理６０１，処理６０２，処理６０５，処理６０６は省略
してある。処理７０５ではＣＰＵ１０５がＪＰＥＧ圧縮
復元ＬＳＩ１０７を起動して圧縮処理させる。処理７０
６ではＣＰＵ１０５が圧縮処理する。

【００２２】以上説明したように本実施例によれば、汎
用プロセッサと専用ハードウェアを備え、選択して使用
することにより、ＪＰＥＧ圧縮データの様々なパラメタ
の画像データを圧縮復元できると共にパラメタの値によ
り常に最適に専用ハードウェアを使用でき、高速に圧縮
復元が実現できる。

【００２３】以下、本発明の別の実施例を図８により説
明する。図８はＪＰＥＧ圧縮／復元装置の構成図であ
る。図１の構成と異なる部分はＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ
８０１とその付属回路である。ＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ
８０１はＪＰＥＧ圧縮復元１０７と同様に圧縮復元処理
できるが、動作周波数制御装置８０２により動作速度を
変更することができる。動作周波数制御装置８０２はＣ
ＰＵ１０５の設定によりＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ８０１
の動作速度を変更すると共に、動作速度に対応して高速
メモリ１０８と中速メモリ８０４をセレクタ８０３で選
択する。中速メモリ８０４は容量とアクセス速度におい
て高速メモリ１０８とメモリ装置１０６の中間である。
復元処理手順では処理６１０の汎用プロセッサによるソ
フトウェア復元の代わりにＣＰＵ１０５が動作周波数制
御装置８０２に低速動作を設定し、ＪＰＥＧ圧縮復元Ｌ
ＳＩ８０１を起動する。これに対して、動作周波数制御
装置８０２はセレクタ８０３で中速メモリ８０４を選択
し、ＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ８０１は選択された高速メ
モリ１０８より容量の大きい中速メモリ８０４を使用し
て低速で復元処理する。処理６０９でもＪＰＥＧ圧縮復
元ＬＳＩを起動するが、ＣＰＵ１０５は動作周波数制御
装置８０２に高速動作を設定する。これに対して、動作
周波数制御装置８０２はセレクタ８０３で高速メモリ８
０４を選択し、ＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ８０１は選択さ
れた高速メモリ８０４を使用して高速で復元処理する。
圧縮処理では処理７０６において中速メモリ８０４を使
用し、処理７０５において高速メモリ１０８を使用す
る。

【００２４】以上説明したように本発明によれば高速メ
モリ１０８と中速メモリ８０４を備えることにより、Ｃ
ＰＵ１０５用のＪＰＥＧ符号化アルゴリズムのプログラ
ム無しにＪＰＥＧ圧縮データの様々なパラメタで画像デ
ータを圧縮復元できると共にパラメタの値により圧縮復
元を高速化できる。

【００２５】以下、本発明の別の実施例を図９により説
明する。図９はＪＰＥＧ圧縮／復元装置の構成図であ
る。図１の構成と異なる部分はＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ
１０７が無く、高速メモリ装置９０１がバス１０９に接
続されている。図６の復元処理手順では処理６０９でＪ
ＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ１０７を起動する代わりにＣＰＵ
１０５が高速メモリ装置９０１を使用してソフトウェア
処理にて画像データをメモリ装置１０６を使用するより
高速に復元する。図７の圧縮処理手順でも処理７０５で
ＪＰＥＧ圧縮復元ＬＳＩ１０７を起動する代わりにＣＰ
Ｕ１０５が高速メモリ装置９０１を使用してソフトウェ
ア処理にて画像データをメモリ装置１０６を使用するよ
り高速に圧縮する。

【００２６】以上説明したように本実施例によればＣＰ
Ｕ１０５のキャッシュメモリである高速メモリ装置９０
１をＪＰＥＧ圧縮データのパラメタにより適確に使用で
きるので、ＪＰＥＧ圧縮データの様々なパラメタで画像
データを圧縮復元できると共にパラメタの値により圧縮
復元を高速化できる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ＪＰＥＧ圧縮データの
サブサンプリングとインタリーブのパラメタにより、種
々のパラメタの圧縮データに対して圧縮復元できるが、
処理速度の遅い汎用プロセッサを用いたソフトウェアに
よるＪＰＥＧ圧縮復元アルゴリズムの実現手段と、一部
のパラメタの圧縮データに対してしか圧縮復元できない
が、処理速度の早い専用ハードウェアによるＪＰＥＧ圧
縮復元アルゴリズムの実現手段を選択して使用すること
により、ＪＰＥＧ圧縮データの様々なパラメタの画像デ
ータを圧縮復元できると共にパラメタの値により常に最
適に専用ハードウェアを使用でき、高速に圧縮復元が実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＪＰＥＧ圧縮／復元装置の構成図である。

【図２】ＪＰＥＧ画像圧縮／復元方式の説明図である。

【図３】ＪＰＥＧ圧縮によるデータ変化の説明図であ
る。

【図４】インタリーブデータ構造図である。

【図５】サブサンプリングデータ構造図である。

【図６】ＪＰＥＧ復元手順のフローチャート図である。

【図７】ＪＰＥＧ圧縮手順のフローチャート図である。

【図８】ＪＰＥＧ圧縮／復元装置の構成図である。

【図９】ＪＰＥＧ圧縮／復元装置の構成図である。

【符号の説明】

１０１…スキャナ入力装置、１０２…光ディスク記憶装
置、１０３…表示装置、１０４…通信装置、１０５…Ｃ
ＰＵ、１０６…メモリ装置、１０７…ＪＰＥＧ圧縮復元
ＬＳＩ、１０８…高速メモリ、１０９……バス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤縄 雅章 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社 日立製作所小田原工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高速メモリと、該高速メモリよりもアクセ
   ス時間が長く、前記高速メモリよりも容量の大きい低速
   メモリを備えたＪＰＥＧ圧縮復元装置において、サブサ
   ンプリングの値を判定する手段、あるいはインタリーブ
   かノンインタリーブかを判定する手段と、前記判定手段
   の判定結果に応じて前記高速メモリか前記低速メモリか
   を選択して圧縮復元処理する手段を備えたことを特徴と
   する画像データ圧縮復元装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像データ圧縮復元装置に
   おいて、各色要素の前記サブサンプリングの最大値と最
   小値の差を計算する手段と、該計算した差が既定値以上
   の場合に低速メモリを選択して圧縮復元処理する手段
   と、前記計算した差が既定値未満の場合は高速メモリを
   選択して圧縮復元処理する手段を備えたことを特徴とす
   る画像データ圧縮復元装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の画像データ圧縮復元装置に
   おいて、前記インタリーブかノンインタリーブかを判定
   する手段の判定がインタリーブの場合に高速メモリを選
   択して圧縮復元処理する手段と、前記判定がノンインタ
   リーブの場合に低速メモリを選択して圧縮復元処理する
   手段を備えたことを特徴とする画像データ圧縮復元装
   置。
4. 【請求項４】請求項１記載の画像データ圧縮復元装置に
   おいて、前記高速メモリを使用する圧縮復元手段として
   記憶装置に処理手順を持たないハードウェアを使用し、
   前記低速メモリを使用する圧縮復元手段として記憶装置
   に処理手順を持ったハードウェアを使用することを特徴
   とする画像データ圧縮復元装置。