JPH10191341A

JPH10191341A - 画像伸張装置

Info

Publication number: JPH10191341A
Application number: JP34364596A
Authority: JP
Inventors: Motoaki Koyama; 山元昭児
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1998-07-21
Also published as: US6240210B1

Abstract

(57)【要約】【課題】伸張した画像を画像の種類に拘わらず同一の
符号化方式により再度圧縮することにより参照画像を記
憶するためのメモリ容量を大幅に節約する。【解決手段】入力された圧縮画像をこの圧縮画像の符
号化方式と同一の方式により復号化する少なくとも１つ
の復号化部を含む復号化手段２と、画像復号化部３によ
り復号化された復号画像を符号化して圧縮画像を再び生
成する符号化部７と、符号化部７により圧縮された圧縮
画像を参照画像として記憶する圧縮参照画像記憶部９
と、復号化部３より出力された復号画像と圧縮参照画像
記憶部９に記憶されていた圧縮参照画像を用いて復号さ
れた復号画像とを切り換える第１の切換手段６と、を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮符号化された
画像データを復号伸張する画像伸張装置に係り、特に圧
縮方式と同一の方式により画像データを復号伸張する画
像伸張装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー動画像は、ＭＰＥＧ（Moving Pic
ture Expert Group ）により蓄積・符号化のための標準
化が図られており、この動画像圧縮技術においては、メ
モリに記憶しておかなければならないデータとして、バ
ッファリングするための符号データ、動き予測のための
参照画像、表示のための画像が必要である。これらの中
では、参照画像、表示画像のそれぞれのデータの容量が
大きく、これを削減することは画像伸張装置のコスト削
減に有効である。

【０００３】一般に、ＩＳＳＣＣ９５（International
Solid State Circuits Conference95 ）/ SESSION 17/V
IDEO SIGNAL PROCESSING/PAPER FA17.1: An MPEG-1 Au
dio/Video Decoder with Run-Length Compressed Antia
liased Video Overlays には、『１．復号化されたＢフレームが、ＤＲＡＭ（Dynamic
Random Access Memory）に書き込まれる前に圧縮される
ことにより、ＤＲＡＭの記憶領域を２００ｋｂ程度節約
する（Decoded B frames are compressed before being
written to DRAMto save about 200kb of DRAM space.
）』という記載や、『２．復号化されたＢフレームがロズィーＤＰＣＭ技術
により圧縮されることにより、ＤＲＡＭの記憶領域を節
約している（Decoded B frames are compressedwith a
lossy DPCM compression technique to save DRAM spac
e.）』等の記載がなされている。

【０００４】すなわち、ＭＰＥＧ１ではＢフレーム（Bi
directional Predicted Frame ）のみ画質を落とした
（lossy ）ＤＰＣＭ（Differential Pulse Code Modula
tion）という技術により圧縮して約２００ｋｂのメモリ
容量を節約している。

【０００５】ここで、ＭＰＥＧとはカラー動画像蓄積用
符号化方式の標準化を進める組織のことであり、転じて
ＭＰＥＧで標準化作業が行なわれている符号化方式の呼
称としても用いられている略称である。ＭＰＥＧの符号
化方式は、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２及びＭＰＥＧ４の３
タイプに分けて標準化が進められている（数十Ｍビット
／秒の高精細映像を対象にしたＭＰＥＧ３はＭＰＥＧ２
に吸収された）。ＭＰＥＧ２は、現行放送やＨＤＴＶ
（高精細テレビ）、ＡＶ機器などへの応用を意識した国
際標準化のマルチメディア・データの高能率符号化技術
であり、画像の転送レートは４Ｍ〜６０Ｍビット／秒
（ＭＰＥＧ３を吸収する前は４Ｍ〜１０ビット／秒）で
ある。したがって、ＭＰＥＧ２はディジタルメディアの
家庭への普及やソフト制作の原動力になっている。ＭＰ
ＥＧ２において取り扱われる画像は、ＭＰＥＧ１と同様
にＢ画像（Bidirectional predictive frame picture―
双方向予測フレーム画像）、Ｐ画像（Predictive frame
picture―予測フレーム画像）及びＩ画像（Intra-fram
e picture ―フレーム内画像）の３つの種類がある。

【０００６】図１２は、上述したＢ画像、Ｐ画像及びＩ
画像のそれぞれのフレームを圧縮して再生する際のフレ
ームの配置を示したものであり、上段に示された原画像
のフレーム配置において、上のアルファベットは画像の
種類を示し下の数字はフレームの配列順序を示してい
る。中段に示された圧縮画像のフレーム配置においては
そのフレームだけで再生可能なＩ画像を優先的に配置し
以下Ｂ、Ｂ、Ｐの順序でフレームの配列が組み替えられ
る。下段に示された再生画像においては、そのフレーム
における画像の種類に応じた予測を用いて原画像と同一
のフレーム配置の画像を再生するようにしている。

【０００７】例えば、Ｉ２のフレームの再生を行なう場
合にはそのフレームのみで再生可能であり、Ｐ５のフレ
ームの再生を行う場合には先行するＩ２のフレームの画
像を用いてそのフレームの画像を再生し、Ｂ６のフレー
ムの再生を行なう場合には原画像における前後のＰ画像
フレームを用いるので圧縮画像におけるＰ５及びＰ８の
フレームの画像を用いて再生する。

【０００８】このような原理により動作する従来の画像
伸張装置について、図１３のブロック図を用いて説明す
る。図１２において、画像伸張装置１００は入力された
圧縮画像を伸張して復号画像を出力する復号化部１０１
と、復号化部１０１より出力された伸張復号画像を参照
画像として記憶する参照画像記憶部１０２と、復号化部
１０１より出力される復号画像と参照画像記憶部１０２
に記憶されている参照画像とを加算して合成された復号
画像を出力する加算部１０３と、復号化部１０１及び加
算部１０３の出力を切り換えるスイッチ１０４と、を備
えている。

【０００９】図１２に示される従来の画像伸張装置１０
０は、上述したＩ画像、Ｐ画像及びＢ画像のそれぞれの
フレームの画像を用いて圧縮画像を伸張させて出力す
る。具体的には圧縮画像のＩフレームを伸張する場合に
は伸張されたＩ画像をそのまま表示出力すると共に、参
照画像記憶部１０２はこのＩ画像のフレームを画像１枚
分の領域を用いて記憶している。このＩ画像のフレーム
の参照画像は圧縮画像としてＰ画像のフレームが入力さ
れた場合に出力されて加算部１０３によりＩ画像を用い
たＰ画像の伸張が行なわれる。

【００１０】復号すべき入力圧縮画像がＢ画像の場合、
原画像において前後のＩ画像又はＰ画像を２つ用いて伸
張を行なっているので、参照画像記憶部１０２には例え
ば上述したＢ６の場合、Ｐ５及びＰ８のフレーム２つ分
の画像が記憶されていることになる。このように、従来
の画像伸張装置においては、参照画像記憶部１０２は少
なくとも伸張され広げられた復号画像を２フレーム分は
記憶させておけるだけの記憶容量を備えている必要があ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の画像伸張装置においては、まず第１に、参照画
像記憶部に記憶される画像が少なくとも２フレーム分の
記憶領域を占めることになり、Ｂ画像ではＤＰＣＭでの
圧縮率が異なるために一定のメモリ容量が確保できない
という問題がある。

【００１２】第２に、“画質を落とした（lossy ）ＤＰ
ＣＭ”という方法を用いているために、一定の容量を節
約しようとすると、画像の性質によっては画質の劣化の
程度によっては画質にばらつきが生じて、再生画像の画
質が全体として劣化するという問題があった。

【００１３】第３に、節約するメモリ容量はたかだか２
００ｋｂであり、メモリ容量の削減が充分でないという
問題があった。市販のＤＲＡＭでは例えば１Mbit，４Mb
it，１６Mbitというように離散的な値をとっているた
め、１つのＤＲＡＭのメモリ領域を一部節約するのに留
まり、ＤＲＡＭの個数の削減には全く寄与していなかっ
た。

【００１４】本発明は、上記問題点を除去し、データの
圧縮により節約できるメモリ容量を増大させると共に、
画質劣化を極力防止し、メモリ容量の節約と再生画像の
向上を図れる画像伸張装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る画像伸張装置は、画像データの圧縮を
行なう際に用いられた圧縮方式と同一方式により復号化
画像データを伸張するようにして、節約すべきメモリ容
量の増大を図ると共に、画質の劣化を防止するようにし
たことを特徴とする。

【００１６】さらに、具体的には、請求項１に係る発明
は、画像伸張装置が、入力された圧縮画像をこの圧縮画
像の符号化方式と同一の方式により復号化する少なくと
も１つの復号化部を含む復号化手段と、前記画像復号化
部により復号化された復号画像を符号化して圧縮画像を
再び生成する符号化手段と、前記符号化手段により圧縮
された圧縮参照画像の復号画像と前記復号化部より出力
された復号画像とを切り換えて出力する出力手段と、を
備えることを特徴としている。

【００１７】また、請求項２に係る発明は、前記符号化
手段により圧縮された前記圧縮参照画像を記憶する圧縮
参照画像記憶手段をさらに備えると共に、前記出力手段
は、前記復号化手段より出力された復号画像と前記圧縮
参照画像記憶手段に記憶された前記圧縮参照画像とを復
号化した復号画像を加算する加算部と、前記復号化手段
より出力された復号画像と前記加算部より出力された復
号画像とを切換える第１の切換部と、を含むことを特徴
としている。

【００１８】請求項３に係る発明は、請求項２の画像伸
張装置において、前記復号化部は、入力された圧縮画像
を復号する第１の復号化部と、この第１の復号化部によ
り伸張された復号画像を前記符号化部により圧縮符号化
され予測のための参照画像として前記圧縮参照画像記憶
部に記憶された前記圧縮画像を復号する第２の復号化部
と、を備えることを特徴としている。

【００１９】請求項４に係る発明は、請求項３の画像伸
張装置において、前記圧縮参照画像記憶部は、前記符号
化部により符号化された圧縮画像と、入力された圧縮画
像とをその入力として受け入れると共に、この圧縮参照
画像記憶部の２つの入力を切り換える第２の切換手段を
備えることを特徴としている。

【００２０】請求項５に係る発明は、請求項４の画像伸
張装置において、前記符号化部により符号化された表示
画像に相当する圧縮画像を記憶する表示画像記憶部と、
前記入力された圧縮画像と前記表示画像記憶部に記憶さ
れた圧縮表示画像とを切り換えて前記第１の復号化部と
前記第２の切換手段とに供給する第３の切換手段と、を
更に備えることを特徴としている。

【００２１】請求項６に係る発明は、請求項１の画像伸
張装置において、少なくとも前記復号化手段、前記符号
化部及び第１及び／又は第２の切換手段は集積回路化さ
れて大規模集積回路より成るＬＳＩ伸張部を構成してい
ることを特徴としている。

【００２２】請求項７に係る発明は、請求項６の画像伸
張装置において、圧縮画像記憶部も集積回路化されて前
記ＬＳＩ伸張部に含まれていることを特徴としている。

【００２３】請求項８に係る発明は、請求項１の画像伸
張装置において、前記復号化手段は前記入力された画像
又は前記圧縮参照画像記憶部に記憶されている前記符号
化部により符号化された圧縮画像との何れかを受け入れ
て復号化する復号化部と、この復号化部により復号化さ
れた復号参照画像を記憶する復号参照画像記憶部と、よ
り構成されていると共に、前記符号化部により符号化さ
れた圧縮参照画像と前記入力された圧縮画像との前記圧
縮参照画像記憶部への入力を切り換える第２の切換部
と、前記圧縮参照画像記憶部の出力と前記入力された圧
縮画像との前記復号化部への入力を切り換える第３の切
換部と、を更に備えることを特徴としている。

【００２４】請求項９に係る発明は、請求項８の画像伸
張装置において、前記圧縮参照画像記憶部が、前記第１
の切換部を介して出力される復号画像と同一の表示画像
を前記符号化部により符号化した後の圧縮表示画像を記
憶する領域を有する圧縮参照表示画像記憶部より構成さ
れていることを特徴としている。

【００２５】請求項１０に係る発明は、請求項８の画像
伸張装置において、少なくとも前記復号化部、前記符号
化部及び前記第１乃至第３の切換手段は集積回路化され
て、大規模集積回路（ＬＳＩ）より成るＬＳＩ伸張部を
構成していることを特徴としている。

【００２６】請求項１１に係る発明は、請求項１０の画
像伸張装置において、前記圧縮参照画像記憶部及び／又
は圧縮参照表示画像記憶部も、集積回路化されて前記Ｌ
ＳＩ伸張部に含まれていることを特徴としている。

【００２７】請求項１２に係る発明は、請求項１の画像
伸張装置において、前記符号化部の符号化方式がフレー
ム内またはフィールド内符号化方式であることを特徴と
している。

【００２８】請求項１３に係る発明は、請求項１の画像
伸張装置において、画像復号化部が入力圧縮画像を復号
すると共に、圧縮参照画像記憶部の出力をも復号するこ
とを特徴としている。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像伸張装置
の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら
詳細に説明する。

【００３０】まず、図１を用いてこの発明の第１の実施
の形態に係る画像伸張装置について説明する。図１にお
いて、画像伸張装置１は、入力された圧縮画像を復号化
する第１の復号化部３及び圧縮参照画像を復号化する第
２の復号化手段４より成る復号化手段２と、前記第２の
復号化部４より出力された復号画像を前記第１の復号化
部３より出力された復号画像に加算する加算器５と、前
記第１の復号化部３の出力と前記加算器５の出力とを切
り換える第１のスイッチ６と、この第１のスイッチ６を
介して出力される復号画像と同一の信号を受け入れて再
度符号化する符号化部７と、この符号化部７の圧縮画像
と前記入力された圧縮画像とを切り換えて前記復号化手
段２側へ供給する第２のスイッチ８と、この第２のスイ
ッチ８により切り換えて供給される圧縮画像を参照画像
として記憶する圧縮参照画像記憶部９と、を備えてい
る。

【００３１】図１において、符号化部７は第２の復号化
部４の復号化方式と対応する符号化方式により符号化を
行なうものである。更に好ましい方式としては、入力さ
れる圧縮画像の符号化方式と符号化部７の符号化方式と
が同一のものであるように構成しても良い。また、この
符号化方式が第１及び第２の復号化部３及び４の復号化
方式に対応しているものである場合には一層好ましい。
この符号化及び復号化の具体的な方式としては、前記Ｍ
ＰＥＧにおけるフレーム／フィールド内符号化の１つで
ある離散コサイン変換（ＤＣＴ―Discrete Cosine Tran
sform ―）又はＤＣＴとハフマン符号化の組合わせがあ
る。なお、この符号化方式に対応するものとしては、逆
ＤＣＴまたは逆ＤＣＴとハフマン復号化との組合せ等の
方式がある。

【００３２】その他の符号化／復号化方式の例として
は、フラクタル変換とフラクタル逆変換、ベクトル量子
化とベクトル逆量子化、ＤＣＴ及びベクトル量子化の組
合せと逆ＤＣＴ及びベクトル逆量子化の組合せ、等があ
るが、本発明においては第１及び第２の復号化部３及び
４の復号化方式は、入力される圧縮画像の符号化方式に
対応していると共に、符号化部７の符号化方式は第２の
復号化部４の復号化方式に対応し入力された圧縮画像の
符号化方式と同一となるよう構成されている。

【００３３】次に、図１に示す第１の実施の形態に係る
画像伸張装置の動作について説明する。まず、入力され
た圧縮画像が時問的に前後のフレームの画像情報を必要
としないでそのフレーム内で復号化できる画像の場合
（ＭＰＥＧにおけるＩ画像に相当する）には、第１の復
号化部３により復号化されてそのまま復号画像として出
力される。また、入力された画像が他のフレームの参照
画像として利用される場合には、第２のスイッチ（ＳＷ
２）８を介して入力された圧縮画像が参照画像として圧
縮参照画像記憶部９に記憶される。

【００３４】次に、入力された圧縮画像が時間的に前後
のフレームの画像情報を必要とする場合（ＭＰＥＧにお
けるＰ画像，Ｂ画像に相当する）には、第１の復号化部
３により復号化された動きベクトルと、圧縮参照画像記
録部３より読み出されて第２の復号化部４により復号化
された参照画像との和を加算器５により求めて第１のス
イッチ（ＳＷ１）６を介して復号画像として出力する。
この復号画像が将来予測に用いられる場合（ＭＰＥＧに
おけるＰ画像に相当する）には符号化部７により再び圧
縮して第２のスイッチ（ＳＷ２）８を介して圧縮参照画
像記憶部９に記憶される。この復号画像が将来予測に用
いられない場合（ＭＰＥＧにおけるＢ画像に相当する）
には、符号化部７による圧縮も圧縮参照画像記憶部９へ
の記憶も行なわれない。

【００３５】上記第１の実施の形態に係る画像伸張装置
の動作について、図２を参照しながら補足説明する。こ
の場合、前述した図１２におけるＩ２フレーム、Ｐ５及
びＰ８フレーム、Ｂ６フレームの各画像を伸張して復号
画像としてそれぞれ出力すると共に、Ｐ画像及びＢ画像
を復号する際の参照画像として利用する場合を例にして
説明する。入力された圧縮画像がＩ画像の場合には、Ｉ
画像がそのフレーム内で復号化が可能なため第１の復号
化部３は他の伸張画像を用いずに復号化を行ない、図２
(a) に示すように、伸張されたＩ画像が生成される。ま
た、入力された圧縮画像が、圧縮参照画像としてそのま
ま記憶部９に記憶される。

【００３６】次に、入力された圧縮画像がＰ画像の場
合、図２(b) に示すように、伸張されたＩ又はＰ画像を
用いて第１の復号化部３により伸張される。この伸張さ
れたＰ画像はＩ画像と同一の符号化方式により符号化さ
れて圧縮参照画像として記憶部９に記憶される。Ｂ画像
の場合、図２(c) に示されるように第１の復号化部３に
おいて伸張されたＩ画像又はＰ画像を用いて伸張される
ことにより伸張されたＢ画像となる。伸張しようとする
Ｂ画像がＢ６のフレームの場合、参照画像として用いら
れるのは、Ｐ５及びＰ８のフレームの圧縮画像である。
このように、符号化部７による符号化の方式は入力され
た際の圧縮画像の種類が何であっても全てＩ画像と同一
の方式により、すなわちフレーム内符号化（Intra-fram
e Coding）画像として符号化されている。

【００３７】以上のように構成された第１の実施の形態
による画像伸張装置においては、まず、参照画像も圧縮
された形により記憶するように構成したので、メモリ容
量を大幅に削減できる。次に、この参照画像の圧縮方式
もフレーム内で復号できる方式により圧縮しているため
に、この参照画像を復号するための参照画像が必要なく
なり、この意味においてもメモリ容量を削減できる。

【００３８】また、フレーム内で復号化できる画像（Ｍ
ＰＥＧにおけるＩ画像に相当する）の場合には、復号伸
張を行なわずに入力圧縮画像をそのまま参照画像記憶部
に記憶できるため、復号化・符号化の繰り返しによる画
質の劣化がなくなる。さらに、符号化部７内における符
号化の方式としては、フレーム内で復号化できる画像
（ＭＰＥＧにおけるＩ画像に相当する）の場合と同じ方
式を採用しているので、フレーム内で復号化できる参照
画像（ＭＰＥＧにおけるＩ画像に相当する）を復号化す
る場合でも、時間的に前後のフレームの画像情報を必要
とする参照画像（ＭＰＥＧにおけるＰ画像に相当する）
を復号化する場合と同じ第２の復号化部４を共用できる
ので、ハードウェア量を削減できる。

【００３９】このような第１の実施の形態に係る画像伸
張装置の効果を端的に纏めると、参照画像の圧縮による
メモリ容量の削減と、フレーム内復号画像における画質
劣化の防止と、同一符号化方式の採用によるハードウェ
ア量の削減である。したがって、この第１の実施の形態
によれば、メモリの少容量化と装置全体の回路規模の極
小化とを図れるという特有の効果を奏する。

【００４０】次に、本発明の第２の実施の形態に係る画
像伸張装置を図３を参照しながら詳細に説明する。図３
に示される第２の実施の形態に係る画像伸張装置１０
は、第１の実施の形態に係る伸張装置の構成に加えて、
符号化部７より出力される圧縮された表示画像を記憶す
る表示画像記憶部１１と、この圧縮表示画像と入力され
た圧縮画像とを切り換える第３のスイッチ（ＳＷ３）１
２と、を第１の実施の形態に係る伸張装置の構成に新た
に追加している点である。

【００４１】この第２の実施の形態においては、図１の
構成に加えて符号化部７の出力を記憶する表示画像記憶
部１１と、この表示画像記憶部１１の出力と入力圧縮画
像とを選択する第３のスイッチ（ＳＷ３）１２を具備し
ているので、表示画像を符号化部７により圧縮して表示
画像記憶部１１にバッファリングし、その画像を表示す
る場合には第３のスイッチ（ＳＷ３）１１を表示画像記
憶部の出力側に選択することにより、第１の復号化部３
を介して表示画像を伸長し復号化することが可能とな
る。

【００４２】この第２の実施の形態に係る画像伸張装置
の特徴は、図１の圧縮参照画像記憶部の代わりに圧縮参
照画像記憶部９と、表示画像記憶部１１とを備えている
点にある。この圧縮参照画像記憶部９と表示画像記憶部
１１とは、同一の圧縮された画像のための記憶部を参照
画像用と表示画像用に兼用している。したがって、第１
の実施の形態の効果に加えて、表示画像記憶部に記憶さ
れる画像データが圧縮符号化されるためにメモリ容量が
少なくて済む。

【００４３】この第２の実施の形態に係る画像伸張装置
の効果は、図１の第１の実施の形態に係る画像伸張装置
の説明で述べた効果に加えて、表示画像記憶部１１に記
憶される画像データが圧縮符号化されているために、こ
のメモリ容量が少なくても済む点にある。

【００４４】次に、本発明の第３の実施の形態に係る画
像伸張装置を図４を参照しながら詳細に説明する。この
第３の実施の形態においては、第１及び第２の実施の形
態における復号化手段２の代わりに復号化手段１６を設
けている点である。この復号化手段１６は、圧縮画像を
伸張する復号化部１７と、この復号化部１７により復号
化された復号画像を参照画像として記憶する復号参照画
像記憶部１８と、を備えている。したがって、加算器５
により合成される復号画像は、復号化部１７及び復号参
照画像記憶部１８のそれぞれの出力の和である。

【００４５】以上のように、この第３の実施の形態に係
る画像伸張装置においては復号化手段１６が１つの復号
化部１７しか備えていないので、前記入力された圧縮画
像と圧縮参照画像記憶部に記憶されている圧縮参照画像
とを切り換える第３のスイッチ（ＳＷ３）１２を符号化
部１７の前に設けておく必要がある。また、前記参照画
像記憶部１８に記憶されている画像の量は、図２を用い
て前述した第１の実施の形態と同様に１枚分の全画像で
ある必要はなく符号化した場合の動きベクトルの探索範
囲でよいことになる。

【００４６】この第３の実施の形態における符号化部７
の符号化方式は、復号化部１７と対応している方式であ
り、復号化部の復号方式の一例としては、ＭＰＥＧでの
フレーム／フィールド内符号化である、ＤＣＴ（Discre
te Cosine Transformation）またはこのＤＣＴとハフマ
ン符号化との組み合わせがある。

【００４７】次に、図４に示す第３の実施の形態に係る
画像伸張装置の動作について説明する。図１及び図３に
示す第１及び第２の実施の形態に係る画像伸張装置と異
なる点は、図１及び図３における第１及び第２の復号化
部３及び４の機能を１つの復号化部１７により行なう点
にある。

【００４８】入力された圧縮画像が時間的に前後のフレ
ームの画像情報を必要としない、フレーム内で復号でき
る画像（ＭＰＥＧにおけるＩ画像に相当する画像）の場
合には、図１及び図３の実施の形態の場合と同じであ
る。入力された圧縮画像が時間的に前後のフレームの画
像情報を必要とする画像（ＭＰＥＧにおけるＰ画像及び
Ｂ画像に相当する画像）の場合には、入力圧縮画像が第
３のスイッチ１２により切り換えられて復号化部１７に
より復号化され、復号参照画像記憶部１８に記憶された
参照画像（この実施の形態においては、１枚の画像であ
る必要はない）との和を加算器５により求めて第１のス
イッチ６を介して復号画像として出力される。

【００４９】この復号画像が将来予測に用いられる画像
（ＭＰＥＧにおけるＰ画像に相当する画像）の場合に
は、符号化部７により再度圧縮して第２のスイッチ（Ｓ
Ｗ２）８を介して圧縮参照画像記憶装置９に記憶され
る。この復号画像が将来予測に用いられない画像（ＭＰ
ＥＧにおけるＢ画像に相当する画像）の場合、符号化部
７により圧縮することも画像記憶部９に記憶することも
行なわれない。この画像がフレーム内で復号化できる画
像（ＭＰＥＧにおけるＩ画像に相当する画像）の場合、
入力画像のまま第２のスイッチ（ＳＷ２）８を介して直
接圧縮参照画像記憶部９に記憶される。

【００５０】上記第３の実施の形態に係る画像伸張装置
の動作について、図５を参照しながら補足説明する。入
力された画像がＩ画像の場合、例えば図１２に示すＩフ
レームの画像の場合、図５(a) に示すように、図４に示
す第３のスイッチ１２を介して復号部１７に入力され、
ここで復号されて伸張されたＩ２画像となる。このＩ２
画像は復号画像として出力される共に符号化部７により
符号化されて圧縮されたＩ２画像としてメモリ９に記憶
される。

【００５１】次に入力された圧縮画像がＰ画像の場合、
例えば図１２に示すＰ５フレームの画像の場合、図５
(b) に示すように、第３のスイッチ１２の切換えにより
復号化部１７において圧縮されたＰ５画像と圧縮された
Ｉ２画像とがそれぞれ復号されて、伸張されたＰ５画像
と伸張されたＩ２画像とになる。伸張されたＩ２画像は
参照画像としてメモリ１８内に記憶され、加算器５によ
り合成されて合成されたＰ５画像として出力される。こ
の合成されたＰ５画像は復号画像として出力されると共
に、符号化部７にも供給され、Ｉ画像と同一方式により
再び圧縮されて圧縮Ｐ５画像として第２のスイッチ８を
介してメモリ９に記憶される。

【００５２】次に、入力された圧縮画像がＢ画像の場
合、例えば図１２に示すＢ６フレームの場合、図５(c)
に示すように、原画像におけるＢ６フレームの前後のＰ
画像すなわちＰ５とＰ８画像を用いて復号化が行なわれ
る。メモリ９には第２のスイッチ８を介して圧縮された
Ｐ８画像も記憶されているので、第３のスイッチ１２を
介して圧縮されたＰ５画像とＰ８画像が復号化部１７に
供給され、ここでそれぞれ復号されてから伸張されたＰ
５画像とＰ８画像としてメモリ１８に記憶される。次に
第３のスイッチ１２が切換えられて復号化部１７には圧
縮されたＢ６画像が供給され、ここで復号化が行なわれ
て伸張されたＢ６画像が出力される。これら伸張された
Ｂ６，Ｐ５及びＰ８画像は加算器５により合成されて合
成されたＢ６画像が復号画像として出力される。

【００５３】この第３の実施の形態に係る画像伸張装置
に特有の効果としては、上記第１の実施の形態に係る画
像伸張装置に加えて、復号化手段１６を復号化部１７と
復号参照画像記憶部１８とにより構成したので、復号化
部を１つに統合することができ、回路規模を削減するこ
とが可能となる。

【００５４】次に、本発明の第４の実施の形態に係る画
像伸張装置について、図６を参照しながら説明する。こ
の第４の実施の形態に係る画像伸張装置２０は、図４に
示された第３の実施の形態に係る画像伸張装置における
圧縮参照表示画像記憶部９が圧縮参照表示画像記憶部１
９に置き換えられている点である。この圧縮参照画像記
憶部１９は、図３における圧縮参照画像記憶部９と表示
画像記憶部１１とを統合した構成となっており、表示画
像を記憶するために第２の実施の形態に係る画像伸張装
置のように２つの記憶部９及び１１を設けなくて済む点
で、回路規模特にメモリ規模を更に縮小することに役立
つことになる。

【００５５】上述した第１ないし第４の実施の形態に係
る画像伸張装置は、何れも各構成要素をディスクリート
な回路構成により形成するか集積化させた回路構成によ
り形成するかについて特に言及しなかったので、何れの
回路形態であるかを問わないが、本発明に係る画像伸張
装置においては、特にメモリ以外の構成要素を大規模集
積回路（Large Scale Integrated circuit）化させて１
チップに構成するようにしても良い。以下、第１ないし
第４の実施の形態に対応する第５ないし第８の実施の形
態に係る画像伸張装置について図７ないし図１０を参照
しながら詳細に説明する。

【００５６】図７はこの発明の第５の実施の形態に係る
画像伸張装置を示すブロック図である。図７において、
画像伸張装置１Ａは、大規模集積回路（以下、ＬＳＩ―
Large Scale Integrated Circuit―という）化されたＬ
ＳＩ伸張部２１と、ＬＳＩ伸張部２１内の復号化手段２
において再度圧縮された圧縮参照画像を記憶する圧縮参
照画像記憶部９と、を備えている。

【００５７】前記ＬＳＩ伸張部２１は、入力端子を介し
て入力された圧縮画像を復号する第１の復号化部３と、
前記圧縮参照画像記憶部９に記憶されている圧縮参照画
像を復号する第２の復号化部４と、第１の復号化部３の
出力と第２の復号化部４の出力との和により画像を合成
する加算器５と、第１の復号化部３の出力画像と加算器
５の出力画像とを選択する第１のスイッチ（ＳＷ１）６
と、この第１のスイッチ６により選択された復号画像を
再び圧縮符号化する符号化部７と、この符号化部７の出
力と入力された圧縮画像とを選択して前記圧縮参照画像
記憶部３に出力する第２のスイッチ（ＳＷ２）８と、を
備えている。

【００５８】この第５の実施の形態においては、メモリ
以外の構成要素を１つのチップにＬＳＩ化しているので
回路規模を大幅に縮小させることができ、画像伸張装置
全体の集積化を図ることが可能となる。

【００５９】次に、図８を参照しながら本発明の第６の
実施の形態に係る画像伸張装置について説明する。この
第６の実施の形態に係る画像伸張装置は第２の実施の形
態に係る画像伸張装置に対応するものであり、基本的な
構成要素は図３と変わるところはない。図８において、
画像伸張装置１０Ａは、ＬＳＩ伸張部２２と、圧縮参照
画像記憶部９及び表示画像記憶部１１を含むメモリと、
より構成されている。このメモリは、それぞれ個別のも
のを設けても良いし、記憶するデータのアドレスを異な
らせて同一のものを用いても良い。

【００６０】ＬＳＩ伸張部２２は、第１の復号化部３及
び第２の復号化部４を含む復号化手段２と、加算器５
と、第１のスイッチ（ＳＷ１）６と、符号化部７と、第
２のスイッチ（ＳＷ２）８と、第３のスイッチ（ＳＷ
３）１２と、を備え、これらの各構成要素をＬＳＩ化し
て１チップ上に構成している。このＬＳＩ伸張部２２の
作用・効果は図３に示された第２の実施の形態に係る画
像伸張装置のそれと同一である。

【００６１】また、圧縮参照画像記憶部９は、第３のス
イッチ１２により選択された入力圧縮画像または圧縮表
示画像の何れかと、符号化部７により圧縮された画像と
を第２のスイッチ８により選択切り換えたものを記憶し
ており、これに対して表示画像記憶部１１は符号化部７
により符号化された圧縮画像を記憶している。

【００６２】次に、図９を参照しながら、本発明の第７
の実施の形態に係る画像伸張装置について説明する。こ
の第７の実施の形態に係る画像伸張装置は、図４に示さ
れた第３の実施の形態に係る画像伸張装置に対応するも
のであり、図４と同一の構成要素におけるメモリ以外の
構成部分をＬＳＩ化している。図９において、画像伸張
装置１５Ａは、ＬＳＩ伸張部２３と、圧縮参照画像記憶
部９及び復号参照画像記憶部１８を含むメモリと、によ
り構成されている。

【００６３】図９において、ＬＳＩ伸張部２３は、入力
された圧縮画像と圧縮参照画像記憶部９より供給される
圧縮参照画像とを切り換える第３のスイッチ（ＳＷ３）
１２と、第３のスイッチ１２を介して供給される何れか
の圧縮画像を復号化する復号化部１７と、復号化された
画像と復号参照画像記憶部に記憶されている復号参照画
像との和を取る加算器５と、復号化部１７の出力と加算
器５の出力とを切り換える第１のスイッチ（ＳＷ１）６
と、第１のスイッチ６の出力である復号画像を符号化す
る符号化部７と、符号化部７の出力する圧縮画像と入力
圧縮画像とを切り換えて圧縮参照画像記憶部９に供給す
る第２のスイッチ（ＳＷ２）８と、を備えている。

【００６４】圧縮参照画像記憶部９は前記第２のスイッ
チ８により切り換えられて供給された何れかの圧縮画像
を参照画像として記憶するためのものであり、また、復
号参照画像記憶部１８は復号化部１７により復号された
画像を加算器５に出力するために記憶しておくメモリで
ある。なお、第３の実施の形態の説明においても述べた
ように、復号化部１７と復号参照画像記憶部１８とによ
り復号手段１６が構成されている。したがって、この第
７の実施の形態においては、第３の実施の形態において
１つの構成要素として考えられていた復号化手段１６が
ＬＳＩの内と外とに分離して構成されていることにな
る。

【００６５】次に、図１０を参照しながら、本発明の第
８の実施の形態に係る画像伸張装置について説明する。
この第８の実施の形態に係る画像伸張装置は、図６に示
された第４の実施の形態に係る画像伸張装置に対応する
ものである。図１０において、画像伸張装置２０Ａは、
ＬＳＩ伸張部２４と、復号参照画像記憶部１６及び圧縮
参照表示画像記憶部１９を含むメモリと、より構成され
ている。

【００６６】図１０において、ＬＳＩ伸張部２４は、圧
縮参照表示画像記憶部１９に記憶されている圧縮画像と
入力された圧縮画像とを切り換える第３のスイッチ（Ｓ
Ｗ３）１２と、この第３のスイッチ１２により切り換え
られて入力された圧縮画像を復号化する復号化部１７
と、復号化部１７の出力と復号参照画像記憶部１８に記
憶されている復号参照画像との和を取る加算器５と、加
算器５の出力と復号化部１７との出力とを切り換える第
１のスイッチ６と、第１のスイッチ６により切り換えら
れた何れかの出力を符号化する符号化部７と、符号化部
７からの圧縮画像出力と入力された圧縮画像とを切り換
えてこの圧縮画像を圧縮参照表示画像記憶部１９に供給
する第２のスイッチ（ＳＷ２）８と、を備えている。

【００６７】復号参照画像記憶部１８と圧縮参照表示画
像記憶部１９の作用・効果については、第４の実施の形
態で説明したとおりである。この第８の実施の形態にお
いてはメモリを除く各構成要素をＬＳＩにより構成した
点に特徴があり、ＬＳＩ化したことに伴う特有の効果に
ついては第５ないし第７の実施の形態に係る画像伸張装
置と同様である。

【００６８】なお、上述した第５ないし第８の実施の形
態においては、メモリを除く各構成要素のみＬＳＩ化す
るものとして説明したが、この発明はこれにも限定され
ず、メモリをも含めてＬＳＩ化して構成した画像伸張装
置を提供するようにしても良い。例えば、図１１に示す
第９の実施の形態に係る画像伸張装置のように、復号化
手段２を構成する第１及び第２の復号化部３及び４、加
算器５、第１及び第２のスイッチ６及び８、符号化部
７、及び圧縮参照画像記憶部９の全てがＬＳＩ伸張部２
５として構成されていても良い。この場合、ＬＳＩの中
でメモリはかなりの面積を占めることにはなるが、本発
明の趣旨に従えば参照画像を再度圧縮化して記憶するこ
とになるので、従来の画像伸張装置のメモリに比べれば
かなりの小規模化を図れる。したがって、圧縮参照画像
記憶部のＬＳＩ化も実現の可能性がある。

【００６９】なお、第９の実施の形態に係る画像伸張装
置は第１及び第５の実施の形態に対応する構成である
が、第２及び第６、第３及び第７、第４及び第８のそれ
ぞれの実施の形態に対応する３種類の実施の形態も上記
図１１の構成より容易に考えられるので、詳細な説明を
省略する。

【００７０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る画像伸張装置は、まず、フレーム内で復号できる画像
（ＭＰＥＧにおけるＩ画像に相当する画像）の場合に
は、第２のスイッチで切り換えることにより、入力され
た圧縮画像を復号伸張せずにそのまま参照画像記憶部に
記憶するように構成しているため、復号化と符号化との
繰り返しによる画像の劣化を防止することができる。ま
た、符号化部の符号化方式としてフレーム内で復号でき
る画像（ＭＰＥＧにおけるＩ画像に相当する画像）の場
合と同じ方式を採用しているので、時間的に前後のフレ
ームの画像情報を必要とする参照画像（ＭＰＥＧにおけ
るＰ画像に相当する画像）の場合でも、フレーム内で復
号できる参照画像（ＭＰＥＧにおけるでのＩ画像に相当
する画像）の場合と同じ復号化部を共用することができ
るので、全体としてのハードウェア量を削減できるとい
う効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像伸張装置
の構成を示すブロック図。

【図２】第１の実施の形態に係る画像伸張装置の動作を
説明するための図。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る画像伸張装置
の構成を示すブロック図。

【図４】本発明の第３の実施の形態に係る画像伸張装置
の構成を示すブロック図。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る画像伸張装置
の動作を説明するための図。

【図６】本発明の第４の実施の形態に係る画像伸張装置
の構成を示すブロック図。

【図７】本発明の第５の実施の形態に係る画像伸張装置
の構成を示すブロック図。

【図８】本発明の第６の実施の形態に係る画像伸張装置
の構成を示すブロック図。

【図９】本発明の第７の実施の形態に係る画像伸張装置
の構成を示すブロック図。

【図１０】本発明の第８の実施の形態に係る画像伸張装
置の構成を示すブロック図。

【図１１】本発明の第９の実施の形態に係る画像伸張装
置の構成を示すブロック図。

【図１２】画像データの圧縮伸張の原理を説明するため
の説明図。

【図１３】従来の画像伸張装置の構成を示すブロック
図。

【符号の説明】

１，１Ａ，画像伸張装置２復号化手段３第１の復号化部４第２の復号化部６第１の切換手段（スイッチ）７符号化部８第２の切換手段（スイッチ）９圧縮参照画像記憶部１０，１０Ａ画像伸張装置１２第３の切換手段（スイッチ）１５，１５Ａ画像伸張装置１６復号化手段１７符号化部１８復号参照画像記憶部１９圧縮参照表示画像記憶部２０，２０Ａ画像伸張装置２１〜２５大規模集積回路（ＬＳＩ）伸張部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された圧縮画像をこの圧縮画像の符号
化方式と同一の方式により復号化する少なくとも１つの
復号化部を含む復号化手段と、前記画像復号化部により復号化された復号画像を符号化
して圧縮画像を再び生成する符号化手段と、前記復号化手段より出力された復号画像と、前記符号化
手段により圧縮された圧縮参照画像を復号した復号画像
と、を切り換えて出力する出力手段と、を備える画像伸張装置。
【請求項２】前記符号化手段により圧縮された前記圧縮
参照画像を記憶する圧縮参照画像記憶手段をさらに備え
ると共に、前記出力手段は、前記復号化手段より出力さ
れた復号画像と前記圧縮参照画像記憶手段に記憶された
前記圧縮参照画像を復号化した復号画像とを加算する加
算部と、前記復号化手段より出力された復号画像と前記
加算部より出力された復号画像とを切換える第１の切換
部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像伸
張装置。
【請求項３】前記復号化手段は、入力された圧縮画像を
復号する第１の復号化部と、この第１の復号化部により
伸張された復号画像を前記符号化手段により圧縮符号化
され予測のための参照画像として前記圧縮参照画像記憶
手段に記憶された前記圧縮画像を復号する第２の復号化
部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像
伸張装置。
【請求項４】前記圧縮参照画像記憶手段は、前記符号化
手段により符号化された圧縮画像と入力された圧縮画像
とをその入力として受け入れると共に、この圧縮参照画
像記憶手段の２つの入力を切り換える第２の切換部を備
えることを特徴とする請求項３に記載の画像伸張装置。
【請求項５】前記符号化手段により符号化された表示画
像に相当する圧縮画像を記憶する表示画像記憶部と、前
記入力された圧縮画像と前記表示画像記憶部に記憶され
た圧縮表示画像とを切り換えて前記第１の復号化部と前
記第２の切換部とに供給する第３の切換部と、を更に備
えることを特徴とする請求項４に記載の画像伸張装置。
【請求項６】少なくとも前記復号化手段、前記符号化手
段及び前記出力手段は集積回路化されて、大規模集積回
路より成るＬＳＩ伸張部を構成していることを特徴とす
る請求項１に記載の画像伸張装置。
【請求項７】前記復号化手段、前記符号化手段、前記出
力手段及び前記圧縮参照画像記憶手段は、集積回路化さ
れてＬＳＩ伸張部を構成していることを特徴とする請求
項２に記載の画像伸張装置。
【請求項８】前記復号化手段は、前記入力された画像又
は前記圧縮参照画像記憶部に記憶されている前記符号化
手段により符号化された圧縮画像との何れかを受け入れ
て復号化する復号化部と、この復号化部により復号化さ
れた復号参照画像を記憶する復号参照画像記憶部と、よ
り構成されていると共に、前記符号化部により符号化された圧縮参照画像と前記入
力された圧縮画像との前記圧縮参照画像記憶部への入力
を切り換える第２の切換部と、前記圧縮参照画像記憶部
の出力と前記入力された圧縮画像との前記復号化部への
入力を切り換える第３の切換部と、を更に備えることを
特徴とする請求項１に記載の画像伸張装置。
【請求項９】前記圧縮参照画像記憶部が、前記第１の切
換部を介して出力される復号画像と同一の表示画像を前
記符号化手段により符号化した後の圧縮表示画像を記憶
する領域を有する圧縮参照表示画像記憶部より構成され
ていることを特徴とする請求項８に記載の画像伸張装
置。
【請求項１０】少なくとも前記復号化部、前記符号化手
段、出力手段及び前記第２並びに第３の切換部は集積回
路化されて、大規模集積回路（ＬＳＩ）より成るＬＳＩ
伸張部を構成していることを特徴とする請求項８に記載
の画像伸張装置。
【請求項１１】前記圧縮参照画像記憶部及び／又は圧縮
参照表示画像記憶部も、集積回路化されて前記ＬＳＩ伸
張部に含まれていることを特徴とする請求項１０に記載
の画像伸張装置。
【請求項１２】前記符号化手段の符号化方式がフレーム
内またはフィールド内符号化方式であることを特徴とす
る請求項１に記載の画像伸張装置。
【請求項１３】前記復号化手段が入力圧縮画像を復号す
ると共に、圧縮参照画像記憶部の出力をも復号すること
を特徴とする請求項１に記載の画像伸張装置。