(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮処理及び伸張処理を高スループットに行うことが可能な画像圧縮器及び画像伸張器を提供する。【解決手段】画像内で横方向に連続する２画素の画素値のうちの１番目の画素値と、１番目の画素値用の予測値と、の差分である１番目の差分値を算出する第１の差分算出部１０１Ａと、上記２画素の画素値のうちの２番目の画素値と、２番目の画素値用の予測値と、の差分である２番目の差分値を算出する第２の差分算出部１０１Ｂと、１番目及び２番目の画素値のローカルデコード値から、上記２画素の右側に隣接する次の２画素の画素値のうちの、１番目の画素値用の予測値を算出する第１の予測部１０５Ａと、１番目及び２番目の画素値のローカルデコード値から、上記次の２画素の画素値のうちの、２番目の画素値用の予測値を算出する第２の予測部１０５Ｂとを備える。【選択図】図１
2010245914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を圧縮する画像圧縮器であって、
前記画像内で横方向に連続する２画素の画素値のうちの１番目の画素値と、前記１番目の画素値用の予測値と、の差分である１番目の差分値を算出する第１の差分算出部と、
前記１番目の差分値を量子化して、１番目の量子化値を算出する第１の量子化部と、
前記１番目の量子化値のエントロピー符号化を行う第１のエントロピー符号化部と、
前記１番目の量子化値を逆量子化して、前記１番目の差分値のローカルデコード値を算出する第１の逆量子化部と、
前記１番目の差分値のローカルデコード値に、前記１番目の画素値用の予測値を加算して、前記１番目の画素値のローカルデコード値を算出する第１の加算部と、
前記２画素の画素値のうちの２番目の画素値と、前記２番目の画素値用の予測値と、の差分である２番目の差分値を算出する第２の差分算出部と、
前記２番目の差分値を量子化して、２番目の量子化値を算出する第２の量子化部と、
前記２番目の量子化値のエントロピー符号化を行う第２のエントロピー符号化部と、
前記２番目の量子化値を逆量子化して、前記２番目の差分値のローカルデコード値を算出する第２の逆量子化部と、
前記２番目の差分値のローカルデコード値に、前記２番目の画素値用の予測値を加算して、前記２番目の画素値のローカルデコード値を算出する第２の加算部と、
前記１番目及び２番目の画素値のローカルデコード値から、前記２画素の右側に隣接する次の２画素の画素値のうちの、１番目の画素値用の予測値を算出する第１の予測部と、
前記１番目及び２番目の画素値のローカルデコード値から、前記次の２画素の画素値のうちの、２番目の画素値用の予測値を算出する第２の予測部と、
を備えることを特徴とする画像圧縮器。
【請求項２】
前記第１の予測部は、外挿により、前記１番目及び２番目の画素値のローカルデコード値から、前記次の２画素の画素値のうちの、前記１番目の画素値用の予測値を算出し、
前記第２の予測部は、外挿により、前記１番目及び２番目の画素値のローカルデコード値から、前記次の２画素の画素値のうちの、前記２番目の画素値用の予測値を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮器。
【請求項３】
圧縮画像を伸張して、画像を復元する画像伸張器であって、
前記圧縮画像のエントロピー復号化を行い、前記画像の量子化値を算出するエントロピー復号化部と、
前記画像内で横方向に連続する２画素の量子化値のうちの、１番目の量子化値を逆量子化して、１番目の差分値を算出する第１の逆量子化部と、
前記１番目の差分値に、１番目の画素値用の予測値を加算して、前記１番目の画素値を算出する第１の加算部と、
前記２画素の量子化値のうちの、２番目の量子化値を逆量子化して、２番目の差分値を算出する第２の逆量子化部と、
前記２番目の差分値に、２番目の画素値用の予測値を加算して、前記２番目の画素値を算出する第２の加算部と、
前記１番目及び２番目の画素値から、前記２画素の右側に隣接する次の２画素の画素値のうちの、１番目の画素値用の予測値を算出する第１の予測部と、
前記１番目及び２番目の画素値から、前記次の２画素の画素値のうちの、２番目の画素値用の予測値を算出する第２の予測部と、
を備えることを特徴とする画像伸張器。
【請求項４】
前記第１の予測部は、外挿により、前記１番目及び２番目の画素値から、前記次の２画素の画素値のうちの、前記１番目の画素値用の予測値を算出し、
前記第２の予測部は、外挿により、前記１番目及び２番目の画素値から、前記次の２画素の画素値のうちの、前記２番目の画素値用の予測値を算出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像伸張器。
【請求項５】
前記画像伸張器は、半導体装置内に設けられており、前記半導体装置と同じ又は異なる半導体装置内に設けられた画像圧縮器により生成された前記圧縮画像データが入力されることを特徴とする請求項４に記載の画像伸張器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像圧縮器及び画像伸張器に関し、例えば、静止画像の圧縮及び伸張に使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の静止画像圧縮方法の一例について説明する。この方法では、次のように、１画素を、当該画素の左側に隣接する２画素を利用して圧縮する。以下の説明では、上記の１画素を画素Ｘと表記する。
【０００３】
まず、画素Ｘの左側に隣接する２画素の画素値のローカルデコード値から、画素Ｘの画素値に対する予測値を算出する。次に、画素Ｘの画素値と上記予測値との差分値を量子化し、得られた量子化値のエントロピー符号化を行い、画素Ｘを圧縮する。そして、本方法では更に、上記量子化値を逆量子化し、画素Ｘの画素値のローカルデコード値を算出する。当該ローカルデコード値は、画素Ｘの右側に隣接する画素を圧縮する際に利用される。
【０００４】
しかしながら、このような圧縮処理には、処理を１画素ずつしか行えないという問題がある。例えば、上記の説明でいえば、画素Ｘの右側に隣接する画素を処理する際には、画素Ｘの画素値のローカルデコード値が必要となるため、画素Ｘの右側に隣接する画素の処理は、画素Ｘの処理が終了しないと行うことができない。このように、圧縮処理を１画素ずつしか行えないと、処理のスループットが低くなってしまう。
【０００５】
なお、特許文献１には、１フレーム分の画像データについて、画素値の予測を通じて圧縮処理を行う画像圧縮方法の例が記載されている。また、特許文献１には更に、１フレーム分の画像データについて、画素値の予測を通じて伸張処理を行う画像伸張方法の例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９５８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、圧縮処理及び伸張処理を高スループットに行うことが可能な画像圧縮器及び画像伸張器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の態様は、例えば、画像を圧縮する画像圧縮器であって、前記画像内で横方向に連続する２画素の画素値のうちの１番目の画素値と、前記１番目の画素値用の予測値と、の差分である１番目の差分値を算出する第１の差分算出部と、前記１番目の差分値を量子化して、１番目の量子化値を算出する第１の量子化部と、前記１番目の量子化値のエントロピー符号化を行う第１のエントロピー符号化部と、前記１番目の量子化値を逆量子化して、前記１番目の差分値のローカルデコード値を算出する第１の逆量子化部と、前記１番目の差分値のローカルデコード値に、前記１番目の画素値用の予測値を加算して、前記１番目の画素値のローカルデコード値を算出する第１の加算部と、前記２画素の画素値のうちの２番目の画素値と、前記２番目の画素値用の予測値と、の差分である２番目の差分値を算出する第２の差分算出部と、前記２番目の差分値を量子化して、２番目の量子化値を算出する第２の量子化部と、前記２番目の量子化値のエントロピー符号化を行う第２のエントロピー符号化部と、前記２番目の量子化値を逆量子化して、前記２番目の差分値のローカルデコード値を算出する第２の逆量子化部と、前記２番目の差分値のローカルデコード値に、前記２番目の画素値用の予測値を加算して、前記２番目の画素値のローカルデコード値を算出する第２の加算部と、前記１番目及び２番目の画素値のローカルデコード値から、前記２画素の右側に隣接する次の２画素の画素値のうちの、１番目の画素値用の予測値を算出する第１の予測部と、前記１番目及び２番目の画素値のローカルデコード値から、前記次の２画素の画素値のうちの、２番目の画素値用の予測値を算出する第２の予測部と、を備えることを特徴とする画像圧縮器である。
【０００９】
本発明の別の態様は、例えば、圧縮画像を伸張して、画像を復元する画像伸張器であって、前記圧縮画像のエントロピー復号化を行い、前記画像の量子化値を算出するエントロピー復号化部と、前記画像内で横方向に連続する２画素の量子化値のうちの、１番目の量子化値を逆量子化して、１番目の差分値を算出する第１の逆量子化部と、前記１番目の差分値に、１番目の画素値用の予測値を加算して、前記１番目の画素値を算出する第１の加算部と、前記２画素の量子化値のうちの、２番目の量子化値を逆量子化して、２番目の差分値を算出する第２の逆量子化部と、前記２番目の差分値に、２番目の画素値用の予測値を加算して、前記２番目の画素値を算出する第２の加算部と、前記１番目及び２番目の画素値から、前記２画素の右側に隣接する次の２画素の画素値のうちの、１番目の画素値用の予測値を算出する第１の予測部と、前記１番目及び２番目の画素値から、前記次の２画素の画素値のうちの、２番目の画素値用の予測値を算出する第２の予測部と、を備えることを特徴とする画像伸張器である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、圧縮処理及び伸張処理を高スループットに行うことが可能な画像圧縮器及び画像伸張器を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の画像圧縮器の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態における画像圧縮処理について説明するための図である。
【図３】比較例の画像圧縮器の構成を示すブロック図である。
【図４】比較例における画像圧縮処理について説明するための図である。
【図５】図２に示す画像圧縮処理の変形例について説明するための図である。
【図６】第２実施形態の画像伸張器の構成を示すブロック図である。
【図７】第３実施形態の画像圧縮伸張システムの構成を示すブロック図である。
【図８】第４実施形態の画像圧縮伸張システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の画像圧縮器の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１の画像圧縮器は、第１及び第２の差分算出部１０１Ａ，Ｂと、第１及び第２の量子化部１０２Ａ，Ｂと、第１及び第２の逆量子化部１０３Ａ，Ｂと、第１及び第２の加算部１０４Ａ，Ｂと、第１及び第２の予測部１０５Ａ，Ｂと、第１及び第２のエントロピー符号化部１０６Ａ，Ｂと、パッキング部１１１とを備える。
【００１５】
図１の画像圧縮器は、これらのブロックにより、画像を圧縮する処理を行う。当該画像は、静止画像でも、動画像を構成する１フレームでも構わない。
【００１６】
図２は、図１の画像圧縮器による画像圧縮処理について説明するための図である。図２は、上記画像内で横方向に連続する６画素Ｐ1〜Ｐ6を示している。図２では、画素Ｐ3及びＰ4が、画素Ｐ3及びＰ4の左側に隣接する画素Ｐ1及びＰ2を利用して圧縮される。このように、本実施形態では、上記画像内で横方向に連続する２画素を、当該２画素の左側に隣接する２画素を利用して圧縮する。
【００１７】
以下、図１の画像圧縮器による画像圧縮処理の詳細について、図２に示す２画素Ｐ3及びＰ4を圧縮する処理を例に説明する。
【００１８】
まず、上記画像内で横方向に連続する２画素の画素値が、画像圧縮器に入力され、当該２画素の画素値のうちの１番目の画素値が、第１の差分算出部１０１Ａに、２番目の画素値が、第２の差分算出部１０１Ｂに入力される。ここでは、画素Ｐ3の画素値が、第１の差分算出部１０１Ａに入力され、画素Ｐ4の画素値が、第２の差分算出部１０１Ｂに入力される。
【００１９】
一方、画像圧縮器内では、第１の予測部１０５Ａが、画素Ｐ1及びＰ2の画素値のローカルデコード値から、画素Ｐ3の画素値用の予測値を算出する。また、これと同時に、第２の予測部１０５Ｂが、画素Ｐ1及びＰ2の画素値のローカルデコード値から、画素Ｐ4の画素値用の予測値を算出する。画素Ｐ3の画素値用の予測値は、第１の差分算出部１０１Ａと第１の加算部１０４Ａに出力され、画素Ｐ4の画素値用の予測値は、第２の差分算出部１０１Ｂと第２の加算部１０４Ｂに出力される。なお、これらの予測値は例えば、後述のように、外挿により算出される。
【００２０】
次に、第１の差分算出部１０１Ａが、画素Ｐ3の画素値と、画素Ｐ3の画素値用の予測値と、の差分である１番目の差分値を算出する。また、これと同時に、第２の差分算出部１０１Ｂが、画素Ｐ4の画素値と、画素Ｐ4の画素値用の予測値と、の差分である２番目の差分値を算出する。これらの差分値はそれぞれ、第１，第２の量子化部１０２Ａ，Ｂに出力される。
【００２１】
次に、第１の量子化部１０２Ａが、１番目の差分値を量子化して、１番目の量子化値を算出する。また、これと同時に、第２の量子化部１０２Ｂが、２番目の差分値を量子化して、２番目の量子化値を算出する。１番目の量子化値は、第１のエントロピー符号化部１０６Ａと第１の逆量子化部１０３Ａに出力され、２番目の量子化値は、第２のエントロピー符号化部１０６Ｂと第２の逆量子化部１０３Ｂに出力される。
【００２２】
次に、第１のエントロピー符号化部１０６Ａが、１番目の量子化値のエントロピー符号化を行い、符号化データを生成する。また、これと同時に、第２のエントロピー符号化部１０６Ｂが、２番目の量子化値のエントロピー符号化を行い、符号化データを生成する。第１及び第２のエントロピー符号化部１０６Ａ及びＢにより生成された符号化データは、パッキング部１１１によりパッキングされ、圧縮画像として出力される。
【００２３】
一方、画像圧縮器内では、第１の逆量子化部１０３Ａが、１番目の量子化値を逆量子化して、１番目の差分値のローカルデコード値を算出する。また、これと同時に、第２の逆量子化部１０３Ｂが、２番目の量子化値を逆量子化して、２番目の差分値のローカルデコード値を算出する。これらのローカルデコード値はそれぞれ、第１，第２の加算部１０４Ａ，Ｂに出力される。
【００２４】
次に、第１の加算部１０４Ａが、１番目の差分値のローカルデコード値に、画素Ｐ3の画素値用の予測値を加算して、画素Ｐ3の画素値のローカルデコード値を算出する。また、これと同時に、第２の加算部１０４Ｂが、２番目の差分値のローカルデコード値に、画素Ｐ4の画素値用の予測値を加算して、画素Ｐ4の画素値のローカルデコード値を算出する。これらのローカルデコード値は、第１の予測部１０５Ａに入力されると共に、第２の予測部１０５Ｂに入力される。
【００２５】
次に、第１の予測部１０５Ａが、画素Ｐ3及びＰ4の画素値のローカルデコード値から、画素Ｐ5の画素値用の予測値を算出する。また、これと同時に、第２の予測部１０５Ｂが、画素Ｐ3及びＰ4の画素値のローカルデコード値から、画素Ｐ6の画素値用の予測値を算出する。画素Ｐ5の画素値用の予測値は、第１の差分算出部１０１Ａと第１の加算部１０４Ａに出力され、画素Ｐ6の画素値用の予測値は、第２の差分算出部１０１Ｂと第２の加算部１０４Ｂに出力される。なお、これらの予測値は例えば、後述のように、外挿により算出される。
【００２６】
このように、第１の予測部１０５Ａは、画素Ｐ3及びＰ4の画素値のローカルデコード値から、画素Ｐ3及びＰ4の右側に隣接する次の２画素の画素値のうちの、１番目の画素値用の予測値を算出する。上記の説明中では、当該１番目の画素値は、画素Ｐ5の画素値となっている。
【００２７】
また、第２の予測部１０５Ｂは、画素Ｐ3及びＰ4の画素値のローカルデコード値から、画素Ｐ3及びＰ4の右側に隣接する次の２画素の画素値のうちの、２番目の画素値用の予測値を算出する。上記の説明中では、当該２番目の画素値は、画素Ｐ6の画素値となっている。
【００２８】
以上のように、本実施形態では、画素Ｐ1及びＰ2の圧縮を行い、次に画素Ｐ3及びＰ4の圧縮を行い、次に画素Ｐ5及びＰ6の圧縮を行うというように、圧縮処理を２画素ずつ行うことができる。これにより、本実施形態では、圧縮処理のスループットを高くすることができる。本実施形態によれば、圧縮処理を１画素ずつ行う場合に比べて、スループットを約２倍にすることができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、予測部１０５Ａによる予測値の算出と、予測部１０５Ｂによる予測値の算出は、厳密に同時に行う必要はないが、なるべく同時に行う方が一般にスループットが向上する。これは、差分算出部１０１Ａ，Ｂや、量子化部１０２Ａ，Ｂや、逆量子化部１０３Ａ，Ｂや、加算部１０４Ａ，Ｂや、エントロピー符号化部１０６Ａ，Ｂの処理についても同様である。
【００３０】
ここで、本実施形態の画像圧縮器と比較例の画像圧縮器との比較を行う。
【００３１】
図３は、比較例の画像圧縮器の構成を示すブロック図である。図４は、図３の画像圧縮器による画像圧縮処理について説明するための図である。図４では、画素Ｐ3が、画素Ｐ3の左側に隣接する画素Ｐ1及びＰ2を利用して圧縮される。このように、図３の画像圧縮器は、１画素を、当該画素の左側に隣接する２画素を利用して圧縮する。
【００３２】
図３の画像圧縮器では、画素Ｐ3が、次のように圧縮される。
【００３３】
まず、予測部１０５が、画素Ｐ1及びＰ2の画素値のローカルデコード値から、画素Ｐ3の画素値用の予測値を算出する。次に、差分算出部１０１が、画素Ｐ3の画素値と上記予測値との差分値を算出し、量子化部１０２が、当該差分値を量子化し、エントロピー符号化部１０６が、得られた量子化値のエントロピー符号化を行う。また、図３の画像圧縮器では更に、逆量子化部１０３が、上記量子化値を逆量子化して、上記差分値のローカルデコード値を算出する。次に、加算部１０４が、上記差分値のローカルデコード値に、画素Ｐ3の画素値用の予測値を加算して、画素Ｐ3の画素値のローカルデコード値を算出する。次に、予測部１０５が、画素Ｐ2及びＰ3の画素値のローカルデコード値から、画素Ｐ4の画素値用の予測値を算出する。なお、予測部１０５は、画素Ｐ3の画素値のローカルデコード値を、加算部１０４から取得し、画素Ｐ2の画素値のローカルデコード値を、ローカルデコード値格納部１２１から取得する。
【００３４】
しかしながら、このような圧縮処理には、処理を１画素ずつしか行えないという問題がある。例えば、上記の説明でいえば、画素Ｐ3の右側に隣接する画素Ｐ4を処理する際には、画素Ｐ3の画素値のローカルデコード値が必要となるため、画素Ｐ3の右側に隣接する画素Ｐ4の処理は、画素Ｐ3の処理が終了しないと行うことができない。このように、圧縮処理を１画素ずつしか行えないと、処理のスループットが低くなってしまう。
【００３５】
一方、本実施形態では、上述のように、圧縮処理を２画素ずつ行うことができる。そのため、本実施形態によれば、圧縮処理のスループットを高くすることができる。
【００３６】
以下、図１及び図２を参照して、外挿による予測値の算出処理について説明する。
【００３７】
本実施形態では、第１の予測部１０５Ａは、画素Ｐ3及びＰ4の画素値のローカルデコード値から、外挿により、画素Ｐ5の画素値用の予測値を算出する。同様に、第２の予測部１０５Ｂは、画素Ｐ3及びＰ4の画素値のローカルデコード値から、外挿により、画素Ｐ6の画素値用の予測値を算出する。これは、画素Ｐ5及びＰ6以外の画素値用の予測値を算出する際にも同様である。
【００３８】
ここで、画素Ｐ3，Ｐ4，Ｐ5，Ｐ6の画素値をそれぞれ、Ｘ3，Ｘ4，Ｘ5，Ｘ6と表す。画素値Ｘ3〜Ｘ6は、圧縮対象の画像がモノクロ画像の場合には、スカラー量であり、圧縮対象の画像がカラー画像の場合には、ベクトル量である。該ベクトル量は例えば、ＲＧＢ画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分で構成される。
【００３９】
外挿によれば、画素値Ｘ3，Ｘ4，Ｘ5の間には、下記の式（１）の関係が成り立ち、画素値Ｘ3，Ｘ4，Ｘ6の間には、下記の式（２）の関係が成り立つ。
Ｘ3 ＋ Ｘ5 ＝ ２×Ｘ4 ・・・ （１）
２×Ｘ3 ＋ Ｘ6 ＝ ３×Ｘ4 ・・・ （２）
【００４０】
よって、外挿によれば、画素値Ｘ5及びＸ6はそれぞれ、画素値Ｘ3，Ｘ4により、下記の式（３）及び（４）のように表される。
Ｘ5 ＝ ２×Ｘ4 − Ｘ3 ・・・ （３）
Ｘ6 ＝ ３×Ｘ4 − ２×Ｘ3 ・・・ （４）
【００４１】
よって、本実施形態では、画素Ｐ3及びＰ4の画素値のローカルデコード値がそれぞれ、Ｙ3及びＹ4の場合、第１の予測部１０５Ａは、画素Ｐ5の画素値用の予測値を「２×Ｙ4−Ｙ3」に設定し、第２の予測部１０５Ｂは、画素Ｐ6の画素値用の予測値を「３×Ｙ4−２×Ｙ3」に設定する。本実施形態では、予測値を外挿により算出することで、予測値を比較的簡単な処理で算出することができる。
【００４２】
以上のように、本実施形態では、画像内で横方向に連続する２画素を、当該２画素の左側に隣接する２画素を利用して圧縮する。そのため、本実施形態では、圧縮処理を２画素ずつ行うことができる。よって、本実施形態によれば、圧縮処理を高スループットに行うことが可能な画像圧縮装置を提供することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、画像内で横方向に連続するＮ画素（Ｎは３以上の整数）を、当該Ｎ画素の左側に隣接するＮ画素を利用して圧縮するようにしても構わない。この場合、圧縮処理のスループットは、Ｎの値が大きくなるほど高くなる。しかしながら、Ｎの値が大きくなると、各画素値用の予測値を、各画素から離れた画素を利用して算出することになるため、画質の劣化が大きくなる。
【００４４】
Ｎ＝３の場合の画像圧縮処理の例を、図５に示す。図５は、図２に示す画像圧縮処理の変形例について説明するための図である。図５では、画素Ｐ4の画素値用の予測値が、画素Ｐ1〜Ｐ3の画素値のローカルデコード値を利用して算出される。同様に、画素Ｐ5の画素値用の予測値が、画素Ｐ1〜Ｐ3の画素値のローカルデコード値を利用して算出される。同様に、画素Ｐ6の画素値用の予測値が、画素Ｐ1〜Ｐ3の画素値のローカルデコード値を利用して算出される。
【００４５】
以上のような画像圧縮処理は、画像圧縮器に、第１〜第Ｎの差分算出部と、第１〜第Ｎの量子化部と、第１〜第Ｎの逆量子化部と、第１〜第Ｎの加算部と、第１〜第Ｎの予測部と、第１〜第Ｎのエントロピー符号化部と、パッキング部とを設けることで、実現可能である。
【００４６】
この場合、これらのブロックはそれぞれ、１番目〜Ｎ番目の画素値に対する圧縮処理を行う。また、第１〜第Ｎの予測部は、１番目の画素値のローカルデコード値からＮ番目の画素値のローカルデコード値までのＮ個のローカルデコード値から、外挿により、次のＮ画素の各画素値用の予測値を算出する。
【００４７】
以下、本発明の第２から第４実施形態について説明する。これらの実施形態は、第１実施形態の変形例であり、これらの実施形態については、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４８】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態の画像伸張器の構成を示すブロック図である。
【００４９】
図６の画像伸張器は、アンパッキング部２０１と、エントロピー復号化部２１１と、第１及び第２の逆量子化部２１２Ａ，Ｂと、第１及び第２の加算部２１３Ａ，Ｂと、第１及び第２の予測部２１４Ａ，Ｂとを備える。
【００５０】
図６の画像伸張器は、これらのブロックにより、図１の画像圧縮器によって生成された圧縮画像を伸張して、画像を復元する処理を行う。当該画像は、静止画像でも、動画像を構成する１フレームでも構わない。
【００５１】
図６の画像伸張器は、図２に示すように、画素Ｐ3及びＰ4を、画素Ｐ3及びＰ4の左側に隣接する画素Ｐ1及びＰ2を利用して復元する。このように、本実施形態では、上記画像内で横方向に連続する２画素を、当該２画素の左側に隣接する２画素を利用して復元する。
【００５２】
以下、図６の画像伸張器による画像伸張処理の詳細について、図２に示す２画素Ｐ3及びＰ4を復元する処理を例に説明する。
【００５３】
まず、アンパッキング部２０１が、上記圧縮画像をアンパッキングし、上記画像の符号化データを生成する。次に、エントロピー復号化部２１１が、アンパッキングされた上記圧縮画像、即ち、上記符号化データのエントロピー復号化を行い、上記画像の量子化値を算出する。
【００５４】
上記画像の量子化値は、第１及び第２の逆量子化部２１２Ａ，Ｂに出力される。本実施形態では、上記画像内で横方向に連続する２画素の量子化値のうち、１番目の量子化値が第１の逆量子化部２１２Ａに出力され、２番目の量子化値が第２の逆量子化部２１２Ｂに出力される。ここでは、１番目の量子化値は、画素Ｐ3の量子化値であり、２番目の量子化値は、画素Ｐ4の量子化値である。
【００５５】
次に、第１の逆量子化部２１２Ａが、１番目の量子化値を逆量子化して、１番目の差分値を算出する。また、これと同時に、第２の逆量子化部２１２Ｂが、２番目の量子化値を逆量子化して、２番目の差分値を算出する。これらの差分値はそれぞれ、第１，第２の加算部２１３Ａ，Ｂに出力される。
【００５６】
次に、第１の加算部２１３Ａが、１番目の差分値に、画素Ｐ3の画素値用の予測値を加算して、画素Ｐ3の画素値を算出する。また、これと同時に、第２の加算部２１３Ｂが、２番目の差分値に、画素Ｐ4の画素値用の予測値を加算して、画素Ｐ4の画素値を算出する。このようにして、本実施形態では、画素Ｐ3及びＰ4の画素値が復元される。
【００５７】
一方、画素Ｐ3及びＰ4の画素値は、第１の予測部２１４Ａに入力されると共に、第２の予測部２１４Ｂに入力される。そして、第１の予測部２１４Ａは、画素Ｐ3及びＰ4の画素値から、画素Ｐ5の画素値用の予測値を算出する。また、これと同時に、第２の予測部２１４Ｂは、画素Ｐ3及びＰ4の画素値のローカルデコード値から、画素Ｐ6の画素値用の予測値を算出する。画素Ｐ5の画素値用の予測値は、第１の加算部２１３Ａに出力され、画素Ｐ6の画素値用の予測値は、第２の加算部２１３Ｂに出力される。なお、これらの予測値は例えば、第１実施形態と同様に、外挿により算出される。
【００５８】
このように、第１の予測部２１４Ａは、画素Ｐ3及びＰ4の画素値から、画素Ｐ3及びＰ4の右側に隣接する次の２画素の画素値のうちの、１番目の画素値用の予測値を算出する。上記の説明中では、当該１番目の画素値は、画素Ｐ5の画素値となっている。
【００５９】
また、第２の予測部２１４Ｂは、画素Ｐ3及びＰ4の画素値から、画素Ｐ3及びＰ4の右側に隣接する次の２画素の画素値のうちの、２番目の画素値用の予測値を算出する。上記の説明中では、当該２番目の画素値は、画素Ｐ6の画素値となっている。
【００６０】
なお、第１及び第２の予測部２１４Ａ，Ｂは、これと同様に、画素Ｐ1及びＰ2の画素値から、画素Ｐ3及びＰ4の画素値用の予測値を算出する。当該予測値を算出する処理は、第１及び第２の加算部２１３Ａ，Ｂが、画素Ｐ3及びＰ4の画素値を算出する処理を開始する前に行われる。
【００６１】
以上のように、本実施形態では、画素Ｐ1及びＰ2を復元し、次に画素Ｐ3及びＰ4を復元し、次に画素Ｐ5及びＰ6を復元するというように、伸張処理を２画素ずつ行うことができる。これにより、本実施形態では、伸張処理のスループットを高くすることができる。本実施形態によれば、伸張処理を１画素ずつ行う場合に比べて、スループットを約２倍にすることができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、予測部２１４Ａによる予測値の算出と、予測部２１４Ｂによる予測値の算出は、厳密に同時に行う必要はないが、なるべく同時に行う方が一般にスループットが向上する。これは、逆量子化部２１２Ａ，Ｂや、加算部２１３Ａ，Ｂの処理についても同様である。
【００６３】
なお、本実施形態では、画像内で横方向に連続するＭ画素（Ｍは３以上の整数）を、当該Ｍ画素の左側に隣接するＭ画素を利用して復元するようにしても構わない。この場合、伸張処理のスループットは、Ｍの値が大きくなるほど高くなる。しかしながら、Ｍの値が大きくなると、各画素値用の予測値を、各画素から離れた画素を利用して算出することになるため、画質の劣化が大きくなる。
【００６４】
以上のような画像伸張処理は、画像伸張器に、アンパッキング部と、エントロピー復号化部と、第１〜第Ｍの逆量子化部と、第１〜第Ｍの加算部と、第１〜第Ｍの予測部とを設けることで、実現可能である。
【００６５】
この場合、これらのブロックはそれぞれ、１番目〜Ｍ番目の画素値に関する伸張処理を行う。また、第１〜第Ｍの予測部は、１番目の画素値からＭ番目の画素値までのＭ個の画素値から、外挿により、次のＭ画素の各画素値用の予測値を算出する。
【００６６】
なお、図１の画像圧縮器と、図６の画像伸張器は、同じ半導体装置内に設けられていてもよいし、異なる半導体装置内に設けられていてもよい。第３実施形態は、前者の場合の一例に相当し、第４実施形態は、後者の場合の一例に相当する。
【００６７】
（第３実施形態）
図７は、第３実施形態の画像圧縮伸張システムの構成を示すブロック図である。
【００６８】
図７の画像圧縮伸張システムは、１個のＬＳＩ（大規模集積回路）３０１で構成されており、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）３０２に接続されている。該ＬＳＩ３０１は、本発明の半導体装置の例である。
【００６９】
ＬＳＩ３０１は、バス３２１を利用する３つのバスマスタ３１１Ａ〜Ｃと、３つの圧縮器３１２Ａ〜Ｃと、３つの伸張器３１３Ａ〜Ｃと、ＤＲＡＭ３０２の制御を行うＤＲＡＭコントローラ３２２とを備える。
【００７０】
圧縮器３１２Ａ〜Ｃはそれぞれ、図１に示す構成を有する画像圧縮器である。バスマスタ３１１Ａ〜Ｃはそれぞれ、画像をＤＲＡＭ３０２に書き込む際には、圧縮器３１２Ａ〜Ｃにより当該画像を圧縮して、圧縮画像をＤＲＡＭ３０２に書き込む。
【００７１】
また、伸張器３１３Ａ〜Ｃはそれぞれ、図６に示す構成を有する画像伸張器である。バスマスタ３１１Ａ〜Ｃはそれぞれ、圧縮画像をＤＲＡＭ３０２から読み出す際には、伸張器３１２Ａ〜Ｃにより当該圧縮画像を伸張して、画像を復元する。
【００７２】
なお、各バスマスタは、他のバスマスタがＤＲＡＭ３０２に書き込んだ圧縮画像を読み出しても構わない。例えば、バスマスタ３１１Ａが、圧縮画像をＤＲＡＭ３０２に書き込み、バスマスタ３１１Ｂが、当該圧縮画像をＤＲＡＭ３０２から読み出しても構わない。この場合、書き込みの際には、圧縮器３１２Ａが圧縮処理を行い、読み出しの際には、伸張器３１３Ｂが伸張処理を行う。
【００７３】
以上のように、本実施形態によれば、画像伸張器と画像圧縮器が同じ半導体装置内に設けられた画像圧縮伸張システムが実現される。
【００７４】
（第４実施形態）
図８は、第４実施形態の画像圧縮伸張システムの構成を示すブロック図である。
【００７５】
図８の画像圧縮伸張システムは、２個のＬＳＩ４０１，４０２で構成されており、ＬＳＩ４０１，４０２は、互いに接続されている。ＬＳＩ４０１，４０２は、本発明の半導体装置の例である。
【００７６】
ＬＳＩ４０１は、圧縮器４１１を備える。圧縮器４１１は、図１に示す構成を有する画像圧縮器である。また、ＬＳＩ４０２は、伸張器４１２を備える。伸張器４１２は、図６に示す構成を有する画像伸張器である。
【００７７】
ＬＳＩ４０１からＬＳＩ４０２に画像を送信する場合、圧縮器４１１は、当該画像を圧縮する。そして、ＬＳＩ４０１からＬＳＩ４０２には、圧縮画像が送信される。そして、伸張器４１２は、当該圧縮画像を伸張して、上記画像を復元する。
【００７８】
以上のように、本実施形態によれば、画像伸張器と画像圧縮器が異なる半導体装置内に設けられた画像圧縮伸張システムが実現される。
【００７９】
以上、本発明の具体的な態様の例を、第１から第４実施形態により説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８０】
１０１Ａ，Ｂ  第１，第２の差分算出部
１０２Ａ，Ｂ  第１，第２の量子化部
１０３Ａ，Ｂ  第１，第２の逆量子化部
１０４Ａ，Ｂ  第１、第２の加算部
１０５Ａ，Ｂ  第１，第２の予測部
１０６Ａ，Ｂ  第１，第２のエントロピー符号化部
１１１  パッキング部
２０１  アンパッキング部
２１１  エントロピー復号化部
２１２Ａ，Ｂ  第１，第２の逆量子化部
２１３Ａ，Ｂ  第１，第２の加算部
２１４Ａ，Ｂ  第１，第２の予測部
３０１  ＬＳＩ
３０２  ＤＲＡＭ
３１１Ａ，Ｂ，Ｃ  バスマスタ
３１２Ａ，Ｂ，Ｃ  圧縮器
３１３Ａ，Ｂ，Ｃ  伸張器
３２１  バス
３２２  ＤＲＡＭコントローラ
４０１  ＬＳＩ
４０２  ＬＳＩ
４１１  圧縮器
４１２  伸張器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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