JPH08195954A

JPH08195954A - 画像圧縮システム

Info

Publication number: JPH08195954A
Application number: JP323395A
Authority: JP
Inventors: Masanari Asano; 眞成浅野
Original assignee: Fujifilm Microdevices Co Ltd; Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp; Fujifilm Microdevices Co Ltd
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1995-01-12
Publication date: 1996-07-30
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: JP3394619B2

Abstract

(57)【要約】【目的】デジタル画像の圧縮に関し、高速に画像デー
タの圧縮処理を行うことができる画像圧縮システムを提
供することを目的とする。【構成】２次元のブロックデータを記憶するためのブ
ロックメモリ（２）と、離散コサイン変換（以下、ＤＣ
Ｔという）を行ってＤＣＴ係数を生成し、ブロックメモ
リのラスタスキャンのアドレスにＤＣＴ係数を書き込む
ためのＤＣＴ処理手段（１）と、ブロックメモリのジグ
ザグスキャンのアドレスからＤＣＴ係数を読み出して、
量子化を行う量子化手段（３）と、量子化手段がブロッ
クメモリのいずれかの行に含まれる全てのＤＣＴ係数を
読み出したことを検知して、ＤＣＴ処理手段が当該読み
出された行に書き込みを開始するように、ＤＣＴ処理手
段とラスタアドレス発生手段の処理を制御するための制
御手段（７）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル画像処理に関
し、特にデジタル画像の圧縮に関する。

【０００２】

【従来の技術】静止画画像の標準的な圧縮方式として、
ＪＰＥＧ（ｊｏｉｎｔｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃｅ
ｘｐｅｒｔｇｒｏｕｐ）圧縮方式がある。

【０００３】図９は、ＪＰＥＧ圧縮の処理手順を示すブ
ロック図である。原画像データＩｕｖは、圧縮対象とな
る画像データであり、空間領域で表される。原画像デー
タＩｕｖは、原画像を８×８ブロックに分割した内の１
ブロックを表す行列である。原画像データの行列Ｉｕｖ
の成分は、原画像の各画素データを表す。

【０００４】離散コサイン変換（以下、ＤＣＴという）
演算処理回路５１は、原画像データＩｕｖに対してＤＣ
Ｔ演算を行い、ＤＣＴ係数Ｆｕｖを生成する。ＤＣＴ係
数Ｆｕｖは、周波数領域で表された情報（空間周波数成
分）である。

【０００５】ＤＣＴ演算処理回路５１は、８×８の原画
像データＩｕｖについて、ＤＣＴ演算を行う。原画像デ
ータＩｕｖを、転置コサイン係数行列Ｄ^tとコサイン係
数行列Ｄとで挟み、行列演算を行うことによって、ＤＣ
Ｔ係数Ｆｕｖが得られる。

【０００６】Ｆ＝Ｄ^tＩＤ・・・（１）図１０は、原画像データＩｕｖを基にＤＣＴ演算を行う
ことにより、ＤＣＴ係数Ｆｕｖを得る過程を説明するた
めの図である。

【０００７】演算対象である原画像データＩｕｖは、８
×８の行列であり、演算結果であるＤＣＴ係数Ｆｕｖも
８×８の行列である。ＤＣＴ係数の行列Ｆｕｖは、行数
および列数が小さい（行列の左上方向に向かう）ほど、
低い周波数成分の係数を表し、逆に行数および列数が大
きい（右下方向に向かう）ほど、高い周波数成分の係数
を表す。

【０００８】原画像データＩｕｖの第０行（Ｌ０）が入
力されると、ＤＣＴ係数Ｆｕｖの第０行（Ｌ０）を演算
することができる。ＤＣＴ演算は、行毎に演算を行うこ
とができる。ＤＣＴ演算が行われると、ＤＣＴ係数Ｆｕ
ｖは、ラスタスキャンの順番で出力される。

【０００９】図１３は、８×８の行列において、ラスタ
スキャンを行う際の順番を示す図である。ラスタスキャ
ンは、まず第０行（Ｌ０）からスキャンを始める。第０
行（Ｌ０）については、左から右へ順番にスキャンされ
る。第０行（Ｌ０）のスキャンが終わると、次は第１行
（Ｌ１）について、スキャンが行われる。以後、同様に
して、第２行（Ｌ２）から第７行（Ｌ７）まで順番にス
キャンが行われる。

【００１０】図９において、ＤＣＴ演算により得られる
ＤＣＴ係数Ｆｕｖは、量子化演算処理回路５３において
量子化演算され、量子化データＲｕｖが得られる。８×
８のＤＣＴ係数Ｆｕｖは、周波数成分によって変化する
量子化テーブルＱｕｖで除算され、周波数が低いほど細
かく、周波数が高いほど粗い量子化が行われる。

【００１１】すなわち、ＤＣＴ係数Ｆｕｖは、行ｕおよ
びと列ｖが小さい成分ほど細かなステップサイズの量子
化テーブルＱｕｖを用いてＦｕｖ／Ｑｕｖに線形量子化
される。

【００１２】量子化され、丸められた係数Ｒｕｖは、以
下の式で表される。丸め込みｒｏｕｎｄは、最も近い整
数への整数化を意味する。Ｒｕｖ＝ｒｏｕｎｄ（Ｆｕｖ／Ｑｕｖ）・・・（２）図１１は、量子化テーブルＱｕｖの行列を示す図であ
る。量子化テーブルＱｕｖは、８行８列からなり、ＤＣ
Ｔ係数Ｆｕｖに対して低い周波数成分ほど値が小さく、
細かな量子化を行い、高い周波数成分ほど値が大きく、
粗い量子化を行う。

【００１３】図１２は、一般的な画像ブロックについて
のＤＣＴ係数Ｆｕｖに対して上式の量子化演算を行うこ
とにより得られる係数Ｒｕｖの例である。低周波成分に
ついては細かな量子化を行い、高周波成分については粗
い量子化を行うことにより、高周波成分の量子化データ
Ｒｕｖは小さな値となる。一般的に、量子化データＲｕ
ｖのうち、高周波成分（行列の右下部分）に０の値が集
まりやすい。

【００１４】図９において、量子化データＲｕｖは、符
号化演算処理回路５５においてランレングス符号化およ
びハフマン符号化が行われ、圧縮画像データｄａｔａが
生成される。

【００１５】ランレングス符号化は、０の値が連続して
続くようなデータに対して、高圧縮を行うことができ
る。図１２に示した量子化データＲｕｖは、行列の右下
に多くの０が集まっている。この性質を利用して、量子
化データの行列Ｒｕｖをラスタスキャンでなく、ジグザ
グスキャンでランレングス符号化を行えば、高圧縮を行
うことができる。

【００１６】図１４は、８×８の行列において、ジグザ
グスキャンを行う際の順番を示す図である。ジグザグス
キャンは、行列の左上（０番）からジグザグ形状で右下
（６３番目）までスキャンする。量子化データＲｕｖに
ついて、ジグザグスキャンを行えば、低周波成分が位置
する行列の左上から高周波成分が位置する行列の右下ま
でを順次スキャンすることができる。

【００１７】量子化データＲｕｖ（図１２）は、以上の
理由により高周波成分（行列の右下）に０の値が集まり
やすい性質があるため、ランレングス符号化を行うに
は、ラスタスキャン（図１３）を行うよりもジグザグス
キャン（図１４）を行う方が、高圧縮を実現することが
できる。

【００１８】図９において、符号化演算処理回路５５
は、ランレングス符号化を行った後に、ハフマン符号化
を行い、圧縮画像データｄａｔａを生成する。生成され
た圧縮画像データｄａｔａは、記憶媒体に格納される。

【００１９】以上のように、ＪＰＥＧ圧縮では、データ
のスキャン方法として、ラスタスキャンとジグザグスキ
ャンの両方を用いる。図９において、ＤＣＴ演算処理回
路５１は、ラスタスキャンでＤＣＴ係数Ｆｕｖを出力す
る。そして、量子化演算処理回路５３には、ジグザグス
キャンでＤＣＴ係数Ｆｕｖを入力する。

【００２０】この際、８×８のＤＣＴ係数Ｆｕｖを記憶
するためのブロックメモリを使って、データの流れをラ
スタスキャンからジグザグスキャンに変換する。ＤＣＴ
演算処理回路５１から出力されるＤＣＴ係数Ｆｕｖは、
ラスタスキャンの順番で、ブロックメモリに書き込まれ
る。量子化演算処理回路５３には、ジグザグスキャンで
ブロックメモリから読み出したＤＣＴ係数Ｆｕｖが入力
される。

【００２１】図１５は、ブロックメモリを使った場合の
ＤＣＴ処理と量子化処理を行う時間的タイミングを示す
図である。ＤＣＴ処理６０，６１は、ＤＣＴ演算処理回
路５１（図９）が行う処理であり、量子化処理６１は、
量子化演算処理回路５３（図９）が行う処理である。

【００２２】各処理は、前述のように８×８のブロック
のデータを単位として、処理を行う。ｎ番目のブロック
についてのＤＣＴ処理６０は、ＤＣＴ演算を行い、ラス
タスキャンの順番で、ブロックメモリにＤＣＴ係数Ｆｕ
ｖを書き込む。８×８＝６４個のＤＣＴ係数Ｆｕｖのう
ち最後の６３番目のデータを書き込んだ後に、ｎ番目の
ブロックの量子化処理６１が開始する。

【００２３】量子化処理６１は、０番目から順番に６３
番目までのＤＣＴ係数Ｆｕｖを、ジグザグスキャンの順
番でブロックメモリから読み出し、処理を行う。６３番
目のＤＣＴ係数Ｆｕｖが読み出された後に、ｎ＋１番目
のブロックについてのＤＣＴ処理６２が開始する。

【００２４】ＤＣＴ処理６２は、０番目から順番に６３
番目までのＤＣＴ係数Ｆｕｖを、ラスタスキャンの順番
で、ブロックメモリへ書き込む。以上のように、ブロッ
クメモリには、まず６４個のデータが全て書き込まれ、
その後にデータの読み出しが開始する。そして、６４個
のデータが全て読み出された後に、次のブロックのデー
タの書き込みが開始する。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ブロックメモリに対し
て、ラスタスキャンで書き込みを行い、ジグザグスキャ
ンで読み出しを行う際には、処理単位となるブロック内
の全てのデータの書き込みが終わってから読み出しを行
っていた。

【００２６】一般的に、ラスタスキャンで書き込みを行
う処理は、ＤＣＴ演算を含むので、ジグザグスキャンで
読み出しを行う処理（量子化処理を含む）に比べて、か
なり長時間を要し、処理の効率が悪く、全体的に処理時
間が遅くなってしまう。

【００２７】本発明の目的は、高速に画像データの圧縮
を行うことができる画像圧縮システムを提供することで
ある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明の画像圧縮システ
ムは、２次元のブロックデータを記憶するためのブロッ
クメモリと、ラスタスキャンの順番でブロックメモリの
アドレスを生成するラスタアドレス発生手段と、ジグザ
グスキャンの順番でブロックメモリのアドレスを生成す
るジグザグアドレス発生手段と、離散コサイン変換（以
下、ＤＣＴという）を行ってＤＣＴ係数を生成し、ラス
タアドレス発生手段により生成されるブロックメモリの
アドレスにＤＣＴ係数を書き込むためのＤＣＴ処理手段
と、ジグザグアドレス発生手段により生成されるブロッ
クメモリのアドレスからＤＣＴ係数を読み出して、量子
化を行う量子化手段と、量子化手段がブロックメモリの
いずれかの行に含まれる全てのＤＣＴ係数を読み出した
ことを検知して、ＤＣＴ処理手段が当該読み出された行
に書き込みを開始するように、ＤＣＴ処理手段とラスタ
アドレス発生手段の処理を制御するための制御手段とを
有する。

【００２９】

【作用】ＤＣＴ処理手段は、量子化手段がブロックメモ
リに記憶されているＤＣＴ係数のブロックを全て読み出
す前に、次のＤＣＴ係数ブロックのＤＣＴ係数をブロッ
クメモリに書き込むことができる。

【００３０】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例による画像圧
縮システムの構成を示すブロック図である。

【００３１】本実施例の画像圧縮システムは、例えば、
ＪＰＥＧ圧縮処理のうちの一部を示す。画像圧縮システ
ムは、供給される原画像データＩｕｖに対して、ＤＣＴ
処理部１においてＤＣＴ処理を行い、ＤＣＴ係数Ｆｕｖ
ｒを出力し、ラスタスキャンの順番でブロックメモリ２
に書き込みを行う。量子化部３は、ブロックメモリ２か
らジグザグスキャンの順番でＤＣＴ係数Ｆｕｖｚの読み
出しを行い、量子化処理を行い、量子化データＲｕｖを
出力する。

【００３２】ブロックメモリ２は、８×８の１ブロック
分のデータを記憶することができるメモリバッファであ
る。以下、ブロックメモリ２がシングルポートメモリで
ある場合を例に説明する。

【００３３】本実施例では、ブロックメモリ２への書き
込みのタイミングまたは読み出しのタイミングを制御す
ることにより、画像圧縮処理の高速化を図る。以下、そ
のタイミングの制御方法を説明する。

【００３４】ＤＣＴ処理部１は、供給される原画像デー
タＩｕｖについて、ＤＣＴ処理を行い、ラスタスキャン
の順番でブロックメモリ２にＤＣＴ係数Ｆｕｖｒを出力
する。ブロックメモリ２には、ＤＣＴ係数Ｆｕｖｒが入
力される一方、ラスタアドレス発生器４において生成さ
れるラスタアドレスＡＲが、セレクタ６を介して入力さ
れる。

【００３５】ＤＣＴ処理部１から出力されるＤＣＴ係数
Ｆｕｖｒは、ブロックメモリ２中のラスタアドレスＡＲ
で指定されるアドレスに書き込みが行われる。ラスタア
ドレスＡＲは、ラスタスキャンの順番（図１３）で生成
されるメモリアドレスである。

【００３６】セレクタ６は、コントローラ７が生成する
セレクト信号ＳＥＬに応じて、ラスタアドレス発生器４
が生成するラスタアドレスＡＲ、またはジグザグアドレ
ス発生器５が生成するジグザグアドレスＡＺのいずれか
のアドレスをブロックメモリ２に供給する。

【００３７】コントローラ７は、一番最初のブロック
（０番目から６３番目の全てのデータを含む）の原画像
データＩｕｖが供給されるときには、ラスタアドレスＡ
Ｒを選択するための選択信号ＳＥＬを、セレクタ６に供
給する。

【００３８】図２に示すように、ＤＣＴ処理１０におい
て、ＤＣＴ処理部１がブロックメモリ２に６３番目の最
後のＤＣＴ係数Ｆｕｖｒを書き込むと、量子化処理１１
において、量子化部３は、０番目のＤＣＴ係数Ｆｕｖｚ
の読み出しを開始する。この際、コントローラ７は、量
子化部３の処理開始と、ジグザグアドレス発生器５にジ
グザグアドレスＡＺの生成開始を指示する。ジグザグア
ドレス発生器５は、０番目のデータから順番にジグザグ
アドレスＡＺの生成を開始する。ジグザグアドレスＡＺ
は、ジグザグアドレスの順番で生成されるメモリアドレ
スである。

【００３９】図１において、セレクタ７は、コントロー
ラ７からセレクト信号ＳＥＬを受けて、ジグザグ発生器
５が生成するジグザグアドレスＡＺを選択する。ジグザ
グアドレス発生器５は、ジグザグスキャンの順番（図１
４）でメモリアドレスを順次生成する。

【００４０】ブロックメモリ２には、セレクタ７を介し
て、ジグザグアドレスＡＺが供給される。量子化部３
は、ジグザグスキャンの順番で、ブロックメモリ２から
ＤＣＴ係数Ｆｕｖｚを読み出す。

【００４１】図２に示すように、量子化処理１１におい
て、量子化部３が２８番目のＤＣＴ係数Ｆｕｖｚを読み
出すと、コントローラ７は、ＤＣＴ処理部１の処理開始
と、ラスタアドレス発生器４にラスタアドレスＡＲの生
成開始を指示する。２８番目のＤＣＴ係数Ｆｕｖｚと
は、図１４に示すように最も右上のデータである。２８
番目のデータの読み出しが終了すれば、第０行（Ｌ０）
の８つのデータを書き込むことが可能である。

【００４２】ラスタアドレス発生器４は、上記のコント
ローラ７からの指示を受けて、０番目のデータから順次
ラスタアドレスＡＲの生成を開始する。図２のＤＣＴ処
理部１２において、量子化処理１１の２８番目のデータ
の読み出しを終了した後に、ＤＣＴ処理部１は、次のブ
ロックデータのうちの０行目（０番目〜７番目）のＤＣ
Ｔ係数Ｆｕｖｒの書き込みを開始する。

【００４３】図３は、ブロックメモリ２に対して、量子
化部３が読み出すタイミングとＤＣＴ処理部１が書き込
むタイミングを説明するための図である。図３（Ａ）に
おいて、量子化部３が０番目から２８番目までのデータ
をブロックメモリ２からジグザグスキャンで読み出しを
行った際、２９番目から６３番目までのデータは未だ読
み出されていない。読み出された０番目から２８番目ま
でのデータは図示せず、未だ読み出されていない２９番
目から６３番目までのデータのみ図示する。

【００４４】２８番目のデータが読み出されると、第０
行（Ｌ０）の８つのデータ（図１４における０番目、１
番目、５番目、６番目、１４番目、１５番目、２７番
目、２８番目）は全て読み出されたことになるので、Ｄ
ＣＴ処理部１は次のブロックデータの第０行（Ｌ０）の
データ（０番目〜７番目）を書き込むことができる。

【００４５】続いて、図３（Ｂ）において、量子化部３
が２９番目から４２番目のデータをブロックメモリ２か
らジグザグスキャンで読み出しを行った際、４３番目か
ら６３番目までのデータが未だ読み出されていない。読
み出された０番目から４２番目までのデータは図示せ
ず、未だ読み出されていない４３番目から６３番目まで
のデータのみ図示する。

【００４６】４２番目のデータが読み出されると、第１
行（Ｌ１）の８つのデータ（図１４における２番目、４
番目、７番目、１３番目、１６番目、２６番目、２９番
目、４２番目）は全て読み出されたことになるので、Ｄ
ＣＴ処理部１は新たな第１行（Ｌ１）のデータ（８番目
〜１５番目）を書き込むことができる。

【００４７】以下、同様にして、量子化部３が４３番目
のデータを読み出した後、ＤＣＴ処理部１は新たな第２
行（Ｌ２）のデータを書き込むことができる。量子化部
３が５３番目、５４番目、６０番目、６１番目、６３番
目のデータを読み出したときには、それぞれ第３行（Ｌ
３）、第４行（Ｌ４）、第５行（Ｌ５）、第６行（Ｌ
６）、第７行（Ｌ７）のデータをＤＣＴ処理部１が書き
込むことができる。

【００４８】以上の読み出しと書き込みのタイミングの
切り換えは、図１のコントローラ７が制御する。コント
ローラ７は、ＤＣＴ処理部１と量子化部３の処理開始を
制御すると共に、ラスタアドレス発生器４とジグザグア
ドレス発生器５のアドレス生成を制御する。

【００４９】以上の処理の流れを図２において説明す
る。ＤＣＴ処理１０は、ＤＣＴ処理部１がｎ番目のブロ
ックに対して行う処理である。ＤＣＴ処理１０におい
て、ＤＣＴ処理部１は、ｎ番目のブロック内の０番目か
ら６３番目のＤＣＴ係数を演算し、ブロックメモリ２に
ラスタスキャンの順番で書き込む。６３番目のＤＣＴ係
数が書き込まれると、量子化処理１１の処理が開始す
る。

【００５０】量子化処理１１は、ＤＣＴ処理１１で演算
されたｎ番目のＤＣＴ係数ブロックに対して量子化部３
が行う処理である。量子化処理１１において、量子化部
３は、ブロックメモリ２からジグザグスキャンの順番で
０番目から順番にＤＣＴ係数を読み出し、量子化を行
う。０番目から２８番目までのＤＣＴ係数の読み出しが
終了すると、ＤＣＴ処理１２が開始する。

【００５１】ＤＣＴ処理１２は、ＤＣＴ処理部１がｎ＋
１番目のブロックに対して行う処理である。ＤＣＴ処理
１２において、ＤＣＴ処理部１は、ｎ＋１番目のブロッ
ク内の第０行（０番目〜７番目）のＤＣＴ係数を演算
し、ブロックメモリ２にラスタスキャンの順番で書き込
む。

【００５２】量子化処理１１において、量子化部３は上
記のｎ番目ブロックの０番目から２８番目のＤＣＴ係数
をジグザグスキャンの順番で処理した後、続いて２９番
目から４２番目のＤＣＴ係数の処理を行う。４２番目の
ＤＣＴ係数の処理（読み出し）が終了すると、ＤＣＴ処
理１２において、ＤＣＴ処理部１は、ｎ＋１番目のブロ
ック内の第１行（８番目〜１５番目）のＤＣＴ係数を演
算し、ブロックメモリ２にラスタスキャンの順番で書き
込む。

【００５３】以下、同様に、量子化処理１１において、
図３に示す４３番目、５３番目、５４番目、６０番目、
６１番目、６３番目のＤＣＴ係数がジグザグスキャンで
読み出されると、それぞれ、ＤＣＴ処理１２において、
図１３に示した第２行（Ｌ２）、第３行（Ｌ３）、第４
行（Ｌ４）、第５行（Ｌ５）、第６行（Ｌ６）、第７行
（Ｌ７）のデータが書き込まれる。

【００５４】図示しないが、ＤＣＴ処理１２において、
第７行（Ｌ７）の書き込みが終了すると、量子化部３
は、量子化処理１１と同様に、ｎ＋１番目ブロックのＤ
ＣＴ係数の読み出しを開始する。

【００５５】なお、量子化処理１１において、量子化部
３は、必ずしも、ＤＣＴ処理１０においてＤＣＴ処理部
１が６３番目のデータを含む第７行（Ｌ７）の書き込み
を終了するのを待って、読み出しを開始する必要はな
い。例えば、ＤＣＴ処理部１が第５行（Ｌ５）の書き込
みを終了した時点で、量子化部３はジグザグスキャンで
２０番目までのＤＣＴ係数を読み出してもよい。

【００５６】以上のように、量子化処理１１とＤＣＴ処
理１２は、それぞれのデータブロックの処理途中におい
て、ブロックメモリ２に対して書き込みまたは読み出し
を行うことができる。一般に、ＤＣＴ処理は、量子化処
理よりも長時間の処理時間を要するので、上記のように
ブロックメモリ２へのアクセスタイミングを制御するこ
とにより、時間的に効率よく処理を行うことができ、高
速な画像圧縮を行える。

【００５７】以上は、原画像データを圧縮する際におけ
る処理の実施例について説明した。次は、圧縮された圧
縮画像データを伸張する際の実施例を説明する。図４
は、ＪＰＥＧ伸張の処理を示すブロック図である。ＪＰ
ＥＧ伸張は、前述の図９で示したＪＰＥＧ圧縮により生
成された圧縮画像データを伸張することにより、画像デ
ータを復元するための処理である。ＪＰＥＧ伸張も、Ｊ
ＰＥＧ圧縮と同様に８×８の１ブロックを単位として処
理を行う。

【００５８】記憶媒体に格納されている圧縮画像データ
ｄａｔａは、復号化演算処理回路５７においてハフマン
復号化およびランレングス復号化され、量子化データＲ
ｕｖが生成される。ハフマン符号化およびランレングス
符号化は可逆符号化であるので、復号化された量子化デ
ータＲｕｖはＪＰＥＧ圧縮時（図９）の量子化データＲ
ｕｖと同じである。

【００５９】量子化データＲｕｖは、逆量子化演算処理
回路５９において量子化テーブルＱｕｖとの積により逆
量子化演算され、ＤＣＴ係数Ｆ’ｕｖに戻される。量子
化テーブルＱｕｖは、ＪＰＥＧ圧縮時に用いた図１１の
量子化テーブルと同じものを用いる。

【００６０】Ｆ’ｕｖ＝Ｒｕｖ・Ｑｕｖ・・・（３）ＤＣＴ係数Ｆ’ｕｖは、ＪＰＥＧ圧縮時に生成されたＤ
ＣＴ係数Ｆｕｖに対して量子化誤差を含んだＤＣＴ係数
で表される。

【００６１】ＤＣＴ係数Ｆ’ｕｖは、逆ＤＣＴ（以下、
ＩＤＣＴという）演算処理回路６１において逆方向のＤ
ＣＴ演算が行われ、空間領域の画像データＩ’ｕｖに変
換される。ＩＤＣＴ演算処理回路６１は、ＤＣＴ係数
Ｆ’ｕｖを、コサイン係数行列Ｄと転置コサイン係数行
列Ｄ^tとで挟み、行列演算を行うことによって伸張画像
データＩ’ｕｖを得る。

【００６２】Ｉ’＝ＤＦ’Ｄ^t ・・・（４）伸張画像データＩ’ｕｖは、ＪＰＥＧ圧縮前の原画像デ
ータＩｕｖに対して、ＤＣＴ誤差と量子化誤差が含まれ
ているものとして、復元される。

【００６３】次は、本発明を、以上のＪＰＥＧ伸張に適
用する場合の例を説明する。図５は、本発明の第２の実
施例による画像伸張システムの構成を示すブロック図で
ある。本実施例の画像伸張システムは、例えば、ＪＰＥ
Ｇ伸張処理のうちの一部を示す。

【００６４】逆量子化部２１は、供給される量子化デー
タＲｕｖに対して逆量子化処理を行い、ＤＣＴ係数Ｆ’
ｕｖｚを出力する。ＤＣＴ係数Ｆ’ｕｖｚは、ジグザグ
スキャンの順番でブロックメモリ２２に書き込まれる。
ＩＤＣＴ処理部２３は、ブロックメモリ２２からラスタ
スキャンの順番でＤＣＴ係数Ｆ’ｕｖｒを読み出し、Ｉ
ＤＣＴ処理を行い、伸張画像データＩ’ｕｖを出力す
る。

【００６５】前述と同様に、ジグザグアドレス発生器２
４はジグザグアドレスＡＺを生成し、ラスタアドレス発
生器２５はラスタアドレスＡＲを生成する。セレクタ２
６は、選択信号ＳＥＬに応じて、ジグザグアドレスＡＺ
またはラスタアドレスＡＲを選択して、ブロックメモリ
２２に供給する。

【００６６】先のＪＰＥＧ圧縮の実施例では、ラスタス
キャンでブロックメモリ２２に書き込んだ後に、ジグザ
グスキャンで読み出しを行ったが、ＪＰＥＧ伸張の場合
には、ジグザグスキャンでブロックメモリ２２に書き込
んだ後に、ラスタスキャンで読み出しを行う。

【００６７】以下、ジグザグアドレス発生器２４がジグ
ザグアドレスＡＺを生成するタイミング、ラスタアドレ
ス発生器２５がラスタアドレスＡＲを生成するタイミン
グ、および逆量子化部２１とＩＤＣＴ処理部２３が処理
を開始するタイミングを説明する。

【００６８】図６は、ブロックメモリ２２に対して、逆
量子化部２１が書き込むタイミングとＩＤＣＴ処理部２
３が読み出すタイミングを説明するための図である。図
６（Ａ）は、逆量子化部２１がジグザグスキャンで０番
目から２８番目までのデータをブロックメモリ２２に書
き込んだ際のブロックメモリ２２の概略図である。書き
込まれた０番目から２８番目までのデータのみ図示す
る。

【００６９】２８番目のデータが書き込まれると、第０
行（Ｌ０）の８つのデータ（ジグザグスキャンにおける
０番目、１番目、５番目、６番目、１４番目、１５番
目、２７番目、２８番目のデータ）は全て書き込まれた
ことになるので、ＩＤＣＴ処理部２３はブロックメモリ
２２に記憶されている第０行（Ｌ０）のデータを読み出
すことができる。

【００７０】図６（Ｂ）は、続いて、逆量子化部２１が
ジグザグスキャンで２９番目から４２番目のデータをブ
ロックメモリ２２に書き込んだ際のブロックメモリ２２
の概略図である。既に書き込まれた０番目から４２番目
までのデータのみ図示する。

【００７１】４２番目のデータが書き込まれると、第１
行（Ｌ１）の８つのデータ（ジグザグスキャンにおける
２番目、４番目、７番目、１３番目、１６番目、２６番
目、２９番目、４２番目のデータ）は全て書き込まれた
ことになるので、ＩＤＣＴ処理部２３はブロックメモリ
２２に記憶されている第１行（Ｌ１）のデータを読み出
すことができる。

【００７２】以下、同様にして、逆量子化部２１が４３
番目のデータを書き込んだ後、ＩＤＣＴ処理部２３は第
２行（Ｌ２）のデータを読み出すことができる。逆量子
化部２１が５３番目、５４番目、６０番目、６１番目、
６３番目のデータを書き込んだときには、それぞれ第３
行（Ｌ３）、第４行（Ｌ４）、第５行（Ｌ５）、第６行
（Ｌ６）、第７行（Ｌ７）のデータをＩＤＣＴ処理部２
３が読み出すことができる。

【００７３】以上の書き込みと読み出しのタイミングの
切り換えは、図５のコントローラ２７が制御する。コン
トローラ２７は、逆量子化部２１とＩＤＣＴ処理部２３
の処理開始を制御すると共に、ジグザグアドレス発生器
２４とラスタアドレス発生器２５のアドレス生成を制御
する。

【００７４】以上ＪＰＥＧ方式の圧縮および伸張の場合
におけるＤＣＴ処理と量子化処理の場合について述べ
た。次は、ＪＰＥＧ方式に限らず、ブロックメモリに対
してラスタスキャンで書き込み、ラスタスキャンで読み
出す場合を例に説明する。

【００７５】図７は、本発明の第３の実施例による画像
圧縮システムの構成を示すブロック図である。本実施例
の画像圧縮システムは、図１に示した第１の実施例にお
いて、ブロックメモリ２の代わりに、ラインメモリ３２
を用いる。ラインメモリ３２は、ラスタスキャンによ
り、１ライン内のデータが先頭から最後まで順次アクセ
スされる。

【００７６】ＤＣＴ処理部３１は、供給される原画像デ
ータＩｕｖに対して、ＤＣＴ処理を行い、ＤＣＴ係数Ｆ
ｕｖ１を出力し、ラスタスキャンでラインメモリ３２に
ラインデータの書き込みを行う。量子化部３３は、ライ
ンメモリ３２からラスタスキャンの順番でＤＣＴ係数Ｆ
ｕｖ２のラインデータを読み出し、量子化処理を行い、
量子化データＲｕｖを出力する。

【００７７】書き込みアドレス発生器３４は、ラインメ
モリ３２に書き込むための書き込みアドレスＡ１を生成
し、読み出しアドレス発生器３５は、ラインメモリ３２
から読み出すための読み出しアドレスＡ２を生成する。
セレクタ３６は、選択信号ＳＥＬに応じて、書き込みア
ドレスＡ１または読み出しアドレスＡ２をラインメモリ
３２に供給する。

【００７８】ＤＣＴ処理部３１は、供給される原画像デ
ータＩｕｖについて、ＤＣＴ処理を行い、ラスタスキャ
ンの順番でラインメモリ３２にＤＣＴ係数Ｆｕｖ１の１
行分を書き込む。量子化部３３は、ラインメモリ３２か
らラスタスキャンの順番でＤＣＴ係数Ｆｕｖ２を読み出
す。ラスタスキャンの順番で読み出されたＤＣＴ係数Ｆ
ｕｖ２は、量子化され、量子化データＲｕｖが出力され
る。

【００７９】以下、書き込みアドレス発生器３４が書き
込みアドレスＡ１を生成するタイミング、読み出しアド
レス発生器３５が読み出しアドレスＡ２を生成するタイ
ミング、およびＤＣＴ処理部３１と量子化部３３が処理
を開始するタイミングを説明する。

【００８０】ＤＣＴ処理部３１は、原画像データＩｕｖ
をＤＣＴ処理し、第０ライン（Ｌ０）のＤＣＴ係数Ｆｕ
ｖ１をラインメモリ３２に書き込む。第０ライン（Ｌ
０）のＤＣＴ係数Ｆｕｖ１の書き込みを終了すると、量
子化部３３は、ラインメモリ３２から第０行（Ｌ０）の
ＤＣＴ係数Ｆｕｖ２を読み出し、量子化処理を行い、量
子化データＲｕｖを生成する。

【００８１】以下、同様に、ＤＣＴ処理部３１がラスタ
スキャンで第１行（Ｌ１）、第２行（Ｌ２）、第３行
（Ｌ３）、第４行（Ｌ４）、第５行（Ｌ５）、第６行
（Ｌ６）、第７行（Ｌ７）のデータをそれぞれ書き込む
と、量子化部３３は、それぞれのラインデータが書き込
まれた後に第１行（Ｌ１）、第２行（Ｌ２）、第３行
（Ｌ３）、第４行（Ｌ４）、第５行（Ｌ５）、第６行
（Ｌ６）、第７行（Ｌ７）のデータを読み出して処理す
る。

【００８２】なお、アドレスＡ１，Ａ２は、書き込みア
ドレス発生器３４と読み出しアドレス発生器３５により
生成する場合を説明したが、１つのアドレス発生器で生
成するようにしてもよい。

【００８３】図８は、本発明の第４の実施例による画像
伸張システムの構成を示すブロック図である。本実施例
の伸張圧縮システムは、図７に示した画像圧縮システム
とは逆に、量子化データＲｕｖを伸張して、伸張画像デ
ータＩ’ｕｖを生成するシステムである。

【００８４】以下、書き込みアドレス発生器４４が書き
込みアドレスＡ１を生成するタイミング、読み出しアド
レス発生器４５が読み出しアドレスＡ２を生成するタイ
ミング、および逆量子化部４１とＩＤＣＴ処理部４３が
処理を開始するタイミングを説明する。

【００８５】逆量子化部４１は、量子化データＲｕｖを
逆量子化し、第０ライン（Ｌ０）のＤＣＴ係数Ｆ’ｕｖ
２をラインメモリ４２に書き込む。第０ライン（Ｌ０）
のＤＣＴ係数Ｆ’ｕｖ２が書き込まれると、ＩＤＣＴ処
理部４３は、ラインメモリ４２から第０行（Ｌ０）のＤ
ＣＴ係数Ｆ’ｕｖ１を読み出し、ＩＤＣＴ処理を行い、
伸張画像データＩ’ｕｖを生成する。

【００８６】以下、同様に、逆量子化部４１がラスタス
キャンで第１行（Ｌ１）、第２行（Ｌ２）、第３行（Ｌ
３）、第４行（Ｌ４）、第５行（Ｌ５）、第６行（Ｌ
６）、第７行（Ｌ７）のデータをそれぞれ書き込むと、
ＩＤＣＴ処理部４３は、それぞれラインデータが書き込
まれた後に第１行（Ｌ１）、第２行（Ｌ２）、第３行
（Ｌ３）、第４行（Ｌ４）、第５行（Ｌ５）、第６行
（Ｌ６）、第７行（Ｌ７）のデータを読み出して処理す
る。

【００８７】ＤＣＴ演算は、１ブロック（例えば、８×
８）が処理の単位であるので、従来の画像圧縮または伸
張の処理では、当然のようにブロックメモリに１ブロッ
クを記憶させる処理を行っていた。しかし、本実施例の
ようにラインメモリを用いて、１ラインを単位に記憶さ
せることも可能である。データをライン毎に記憶させれ
ば、処理の待ち時間が減り、画像の圧縮または伸張の処
理の高速化を図ることができる。

【００８８】なお、アドレスＡ１，Ａ２は、１つのアド
レス発生器で生成するようにしてもよい。また、ライン
メモリは、入力されたデータを所定時間だけ遅らせて出
力する機能を有すればよいので、ファーストインファー
ストアウト回路（ＦＩＦＯ）等を代わりに用いてもよ
い。

【００８９】以上のように、ブロックメモリまたはライ
ンメモリのアクセスタイミングを制御することにより、
メモリ容量を増加させることなく、画像圧縮または伸張
の処理速度を高速にすることができる。

【００９０】なお、ブロックメモリまたはラインメモリ
は、シングルポートメモリである場合に限らず、デュア
ルポートメモリの場合にも適用することができる。この
場合には、書き込み、読み出しを別個のポートから行う
ことができ、タイミング調整の自由度が増す。

【００９１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＤＣＴ処理手段は、量子化手段がブロックメモリに記憶
されているＤＣＴ係数のブロックを全て読み出す前に、
次のＤＣＴ係数ブロックのＤＣＴ係数をブロックメモリ
に書き込むことができるので、高速に画像圧縮処理を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による画像圧縮システム
の構成を示すブロック図である。

【図２】ＤＣＴ処理と量子化処理の時間的タイミングを
示す図である。

【図３】ブロックメモリに対して量子化部が読み出すタ
イミングとＤＣＴ処理部が書き込むタイミングを説明す
るための図である。

【図４】ＪＰＥＧ伸張の処理を示すブロック図である。

【図５】本発明の第２の実施例による画像伸張システム
の構成を示すブロック図である。

【図６】ブロックメモリに対して逆量子化部が書き込む
タイミングとＩＤＣＴ処理部が読み出すタイミングを説
明するための図である。

【図７】本発明の第３の実施例による画像圧縮システム
の構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第４の実施例による画像伸張システム
の構成を示すブロック図である。

【図９】ＪＰＥＧ圧縮の処理手順を示すブロック図であ
る。

【図１０】ＤＣＴ演算を説明するための図である。

【図１１】量子化テーブルＱｕｖの行列を示す図であ
る。

【図１２】一般的な画像ブロックについてのＤＣＴ係数
Ｆｕｖに対して量子化演算を行うことにより得られる係
数Ｒｕｖの行列を示す図である。

【図１３】８×８の行列においてラスタスキャンの順番
を示す図である。

【図１４】８×８の行列においてジグザグスキャンの順
番を示す図である。

【図１５】従来技術によりＤＣＴ処理と量子化処理を行
う時間的タイミングを示す図である。

【符号の説明】

１，３１離散コサイン変換（ＤＣＴ）処理部２３，４３逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）処理部２，２２ブロックメモリ３２，４２ラインメモリ３，３３量子化部２１，４１逆量子化部４，２５ラスタアドレス発生器５，２４ジグザグアドレス発生器３４，４４書き込みアドレス発生器３５，４５読み出しアドレス発生器６，２６，３６，４６セレクタ７，２７，３７，４７コントローラ１０，１２，６０，６２ＤＣＴ処理１１，６１量子化処理５１ＤＣＴ演算処理回路５３量子化演算処理回路５５符号化演算処理回路５７復号化演算処理回路５９逆量子化演算処理回路６１ＩＤＣＴ演算処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０３Ｍ 7/30 Ａ 9382−5ＫＨ０４Ｎ 1/41 ＢＧ０６Ｆ 15/66 ３３０Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２次元のブロックデータを記憶するため
のブロックメモリ（２）と、ラスタスキャンの順番で前記ブロックメモリのアドレス
を生成するラスタアドレス発生手段（４）と、ジグザグスキャンの順番で前記ブロックメモリのアドレ
スを生成するジグザグアドレス発生手段（５）と、離散コサイン変換（以下、ＤＣＴという）を行ってＤＣ
Ｔ係数を生成し、前記ラスタアドレス発生手段により生
成される前記ブロックメモリのアドレスにＤＣＴ係数を
書き込むためのＤＣＴ処理手段（１）と、前記ジグザグアドレス発生手段により生成される前記ブ
ロックメモリのアドレスからＤＣＴ係数を読み出して、
量子化を行う量子化手段（３）と、前記量子化手段がブロックメモリのいずれかの行に含ま
れる全てのＤＣＴ係数を読み出したことを検知して、前
記ＤＣＴ処理手段が当該読み出された行に書き込みを開
始するように、ＤＣＴ処理手段とラスタアドレス発生手
段の処理を制御するための制御手段（７）とを有する画
像圧縮システム。
【請求項２】さらに、前記量子化手段により量子化さ
れたＤＣＴ係数をランレングス符号化するためのランレ
ングス符号化手段（５５）と、前記ランレングス符号化手段により符号化される符号を
ハフマン符号化するためのハフマン符号化手段（５５）
とを有する請求項１記載の画像圧縮システム。
【請求項３】ＤＣＴおよび量子化を含む処理を行うこ
とにより生成される画像圧縮データを伸張するための画
像伸張システムであって、２次元のブロックデータを記憶するためのブロックメモ
リ（２２）と、ジグザグスキャンの順番で前記ブロックメモリのアドレ
スを生成するジグザグアドレス発生手段（２４）と、ラスタスキャンの順番で前記ブロックメモリのアドレス
を生成するラスタアドレス発生手段（２５）と、画像圧縮されたデータを逆量子化してＤＣＴ係数を生成
し、前記ジグザグアドレス発生手段により生成される前
記ブロックメモリのアドレスにＤＣＴ係数を書き込むた
めの逆量子化手段（２１）と、前記ラスタアドレス発生手段により生成される前記ブロ
ックメモリのアドレスからＤＣＴ係数を読み出して、逆
離散コサイン変換（以下、ＩＤＣＴという）を行うＩＤ
ＣＴ処理手段（２３）と、前記逆量子化手段がブロックメモリのいずれかの行に含
まれる全てのＤＣＴ係数を書き込んだことを検知して、
前記ＩＤＣＴ処理手段が当該書き込まれた行の読み出し
を開始するように、ＩＤＣＴ処理手段とラスタアドレス
発生手段の処理を制御するための制御手段（２７）とを
有する画像伸張システム。
【請求項４】さらに、画像圧縮データをハフマン復号
化するためのハフマン復号化手段（５７）と、前記ハフマン復号化手段により復号化されるデータをラ
ンレングス復号化するためのランレングス復号化手段
（５７）とを有し、前記逆量子化手段は前記ランレング
ス復号化手段により復号化されるデータを逆量子化する
請求項３記載の画像伸張システム。
【請求項５】少なくとも１ラインのデータを記憶する
ことができるメモリ（３２）と、前記メモリのアドレスを生成するアドレス発生手段（３
４，３５）と、ＤＣＴを行ってＤＣＴ係数を生成し、前記アドレス発生
手段により生成される前記メモリのアドレスにＤＣＴ係
数を書き込むためのＤＣＴ処理手段（３１）と、前記アドレス発生手段により生成される前記メモリのア
ドレスからＤＣＴ係数を読み出して、量子化を行う量子
化手段（３３）と、前記量子化手段が前記メモリから１ライン分のデータを
読み出したことを検知して、前記ＤＣＴ処理手段が前記
メモリに書き込みを開始するように制御するための制御
手段とを有する画像圧縮システム。
【請求項６】ＤＣＴおよび量子化を行うことにより生
成される画像圧縮データを伸張するための画像伸張シス
テムであって、少なくとも１ラインのデータを記憶することができるメ
モリ（４２）と、前記メモリのアドレスを生成するアドレス発生手段（４
４，４５）と、画像圧縮データを逆量子化してＤＣＴ係数を生成し、前
記アドレス発生手段により生成される前記メモリのアド
レスにＤＣＴ係数を書き込むための逆量子化手段（４
１）と、前記アドレス発生手段により生成される前記メモリのア
ドレスからＤＣＴ係数を読み出して、ＩＤＣＴを行うＩ
ＤＣＴ処理手段（４３）と、前記逆量子化手段が前記メモリから１ライン分のデータ
を書き込んだことを検知して、前記ＩＤＣＴ処理手段が
前記メモリからの読み出しを開始するように制御するた
めの制御手段とを有する画像伸張システム。
【請求項７】２次元のブロックデータを記憶するため
のブロックメモリを有する画像圧縮システムを用いた画
像圧縮方法であって、ＤＣＴを行ってＤＣＴ係数を生成し、ラスタスキャンの
順番でブロックメモリにＤＣＴ係数を書き込むＤＣＴ処
理工程と、ジグザグスキャンの順番でブロックメモリからＤＣＴ係
数を読み出して、量子化を行う量子化工程とを含み、前
記ＤＣＴ処理工程は、前記量子化工程でブロックメモリ
のいずれかの行に含まれるＤＣＴ係数を全て読み出した
ことを検知して、当該読み出された行に書き込みを開始
する画像圧縮方法。
【請求項８】２次元のブロックデータを記憶するため
のブロックメモリを有する画像伸張システムを用いて、
ＤＣＴおよび量子化を行うことにより生成される画像圧
縮データを伸張するための画像伸張方法であって、画像圧縮データを逆量子化してＤＣＴ係数を生成し、ジ
グザグスキャンの順番でブロックメモリにＤＣＴ係数を
書き込む逆量子化工程と、ラスタスキャンの順番でブロックメモリからＤＣＴ係数
を読み出して、ＩＤＣＴを行うＩＤＣＴ処理工程とを含
み、前記ＩＤＣＴ処理工程は、前記逆量子化工程でブロ
ックメモリのいずれかの行に全てのＤＣＴ係数を書き込
んだことを検知して、当該書き込まれた行の読み出しを
開始する画像伸張方法。