(57)【要約】【課題】  離散コサイン変換および量子化処理にかかる負担を軽減しつつ、画像符号化を行えるようにする。【解決手段】  スキップ処理部１は、差分絶対値和算出部５にて差分絶対値和ＳＳが算出されると、量子化に用いられる量子化パラメータＱＭとの比較結果に基づいて、各ブロックについての離散コサイン変換および量子化のスキップ処理を行うかどうかを判定し、各ブロックについての離散コサイン変換および量子化のスキップ処理を行う。【選択図】      図１
2006229650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を分割して得られた複数の画素を含むブロックごとに離散コサイン変換を行う離散コサイン変換処理部と、
前記離散コサイン変換処理部にて得られた離散コサイン変換結果についての量子化を行う量子化部と、
前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と、前記量子化に用いられる量子化パラメータを変数として含む関数との比較結果に基づいて、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化のスキップ処理を行うスキップ処理部とを備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
前記スキップ処理部は、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と、前記量子化に用いられる量子化パラメータを変数として含む関数との比較結果に基づいて、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うことなく、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化結果として零を出力することを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項３】
画像を分割して得られた複数の画素を含むブロックごとに離散コサイン変換を行う離散コサイン変換処理部と、
前記離散コサイン変換処理部にて得られた離散コサイン変換結果についての量子化を行う量子化部と、
前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和と、前記量子化に用いられる量子化パラメータを変数として含む関数との比較結果に基づいて、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化のスキップ処理を行うスキップ処理部とを備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項４】
前記スキップ処理部は、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和と、前記量子化に用いられる量子化パラメータを変数として含む関数との比較結果に基づいて、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うことなく、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化結果として零を出力することを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
【請求項５】
画像を分割して得られた複数の画素を含むブロックごとに離散コサイン変換処理部および量子化処理を実行するプロセッサと、
前記画像の画像データを格納する第１メモリと、
前記プロセッサに組み込まれた第２メモリと、
前記第１メモリに格納されている画像データを前記第２メモリにＤＭＡ転送するＤＭＡコントローラと、
前記ＤＭＡ転送時に、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の総和を算出する画素総和算出部とを備え、
前記プロセッサは、前記画素総和算出部にて算出された画素値の総和に基づいて、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和を算出し、前記算出した差分絶対値和と前記量子化に用いられる量子化パラメータを変数として含む関数との比較結果に基づいて、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化のスキップ処理を行うことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項６】
離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和と、量子化パラメータを変数として含む関数とを比較するステップと、
前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも大きい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うステップと、
前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップするステップとを備えることを特徴とする画像符号化方法。
【請求項７】
前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うことなく、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化結果として零を出力することを特徴とする請求項６記載の画像符号化方法。
【請求項８】
第１メモリに格納されている画像データをプロセッサに組み込まれた第２メモリにＤＭＡ転送させるステップと、
前記ＤＭＡ転送時に、離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の総和をハードウェアに算出させるステップと、
前記ハードウェアにて算出された画素値の総和を前記プロセッサ上で利用することにより、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との差分絶対値和を算出するステップと、
前記算出した前記ブロックについての差分絶対値和と量子化パラメータを変数として含む関数とを前記プロセッサ上で比較するステップと、
前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも大きい場合、前記第２メモリに格納された画像データにアクセスしながら、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を前記プロセッサ上で行うステップと、
前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップするステップとを備えることを特徴とする画像符号化方法。
【請求項９】
離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和と、量子化パラメータを変数として含む関数とを比較するステップと、
前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも大きい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うステップと、
前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップするステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする画像符号化プログラム。
【請求項１０】
前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うことなく、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化結果として零を出力することを特徴とする請求項９記載の画像符号化プログラム。
【請求項１１】
第１メモリに格納されている画像データをプロセッサに組み込まれた第２メモリにＤＭＡ転送させるステップと、
前記ＤＭＡ転送時に、離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の総和をハードウェアに算出させるステップと、
前記ハードウェアにて算出された画素値の総和を利用することにより、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との差分絶対値和を算出するステップと、
前記算出した前記ブロックについての差分絶対値和と量子化パラメータを変数として含む関数とを比較するステップと、
前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも大きい場合、前記第２メモリに格納された画像データにアクセスさせながら、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うステップと、
前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップするステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする画像符号化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像符号化装置、画像符号化方法および画像符号化プログラムに関し、特に、画像処理における離散コサイン変換処理および量子化処理のスキップ方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットや携帯電話などの普及により、画像を圧縮して送受信することが行われている。ここで、画像を圧縮する方法としては、ＪＰＥＧやＭＰＥＧ−４などの規格があり、これらの方法では、画像データの離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）および量子化処理を行うことにより、画像の圧縮率を高めている。
【０００３】
また、例えば、特許文献１には、量子化処理における除算を所定の場合にスキップし、全体として処理負荷を軽減するための方法が開示されている。
これらの方法においては、量子化処理前に、ブロックに含まれる各ＤＣＴ係数が量子化処理において “０”となるか否かを個別に判定し、“０”となると判定された場合には、量子化処理をスキップする。
【０００４】
例えば、“ｘ”を量子化する対象であるＤＣＴ係数、“Ｋ”を量子化パラメータに基づく除数とし、量子化における演算をｘ／Ｋによって行う場合、ｙ＝ｘ／Ｋによって得られる“ｙ”は、−Ｋ＜｜ｘ｜＜Ｋであれば、除算を行うことなくｙ＝０と判定できる。なお、この場合、除算結果のうち小数点以下は切り捨てられる。
【特許文献１】特開平１０−１９１３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、各ＤＣＴ係数が量子化処理において“０”となるか否かを判定するには、各ブロックについてのＤＣＴ係数を事前に算出する必要があり、離散コサイン変換および量子化処理にかかる負担が大きいという問題があった。
そこで、本発明の目的は、離散コサイン変換および量子化処理にかかる負担を軽減しつつ、画像符号化を行うことが可能な画像符号化装置、画像符号化方法および画像符号化プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像符号化装置によれば、画像を分割して得られた複数の画素を含むブロックごとに離散コサイン変換を行う離散コサイン変換処理部と、前記離散コサイン変換処理部にて得られた離散コサイン変換結果についての量子化を行う量子化部と、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と、前記量子化に用いられる量子化パラメータを変数として含む関数との比較結果に基づいて、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化のスキップ処理を行うスキップ処理部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
これにより、各ブロックについての離散コサイン変換を行う前に離散コサイン変換後の量子化結果が零になるかどうかを判断することができ、離散コサイン変換を行うことなく、離散コサイン変換および量子化の不要なブロックを特定することができる。このため、離散コサイン変換および量子化処理を行うことが必要なブロックの個数を減少させることができ、画質を劣化させることなく、画像符号化処理を高速化することができる。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置によれば、前記スキップ処理部は、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と、前記量子化に用いられる量子化パラメータを変数として含む関数との比較結果に基づいて、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うことなく、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化結果として零を出力することを特徴とする。
【０００９】
これにより、離散コサイン変換および量子化を行うことなく、離散コサイン変換および量子化結果を求めることができ、離散コサイン変換および量子化処理にかかる負担を軽減することができる。
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置によれば、画像を分割して得られた複数の画素を含むブロックごとに離散コサイン変換を行う離散コサイン変換処理部と、前記離散コサイン変換処理部にて得られた離散コサイン変換結果についての量子化を行う量子化部と、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和と、前記量子化に用いられる量子化パラメータを変数として含む関数との比較結果に基づいて、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化のスキップ処理を行うスキップ処理部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、各ブロックについての離散コサイン変換を行う前に、ＤＣＴ係数のＤＣ係数を除くＡＣ係数のすべてが零になるかどうかを判断することができる。このため、離散コサイン変換を行うことなく、離散コサイン変換および量子化の不要なブロックを特定することが可能となるとともに、ＤＣ係数を含んだＤＣＴ係数のすべてが零になるかどうかを判断した場合に比べて、離散コサイン変換および量子化の不要なブロックの個数を増大させることができる。この結果、離散コサイン変換および量子化処理を行うことが必要なブロックの個数をより一層減少させることができ、画質を劣化させることなく、画像符号化処理をより一層高速化することができる。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置によれば、前記スキップ処理部は、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和と、前記量子化に用いられる量子化パラメータを変数として含む関数との比較結果に基づいて、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うことなく、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化結果として零を出力することを特徴とする。
【００１２】
これにより、離散コサイン変換および量子化を行うことなく、離散コサイン変換および量子化結果を求めることができ、離散コサイン変換および量子化処理にかかる負担を軽減することができる。
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置によれば、画像を分割して得られた複数の画素を含むブロックごとに離散コサイン変換処理部および量子化処理を実行するプロセッサと、前記画像の画像データを格納する第１メモリと、前記プロセッサに組み込まれた第２メモリと、前記第１メモリに格納されている画像データを前記第２メモリにＤＭＡ転送するＤＭＡコントローラと、前記ＤＭＡ転送時に、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の総和を算出する画素総和算出部とを備え、前記プロセッサは、前記画素総和算出部にて算出された画素値の総和に基づいて、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和を算出し、前記算出した差分絶対値和と前記量子化に用いられる量子化パラメータを変数として含む関数との比較結果に基づいて、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化のスキップ処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
これにより、ＤＭＡ転送時にブロックの画素値の総和をプロセッサ以外のブロックに算出させることができる。このため、プロセッサにかかる負荷を抑制しつつ、差分絶対値和を算出することが可能となり、各ブロックについての離散コサイン変換を行う前に、ＤＣＴ係数のＤＣ係数を除くＡＣ係数のすべてが零になるかどうかを判断することができる。この結果、離散コサイン変換および量子化処理を行うことが必要なブロックの個数を減少させることができ、画質を劣化させることなく、画像符号化処理を高速化することができる。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る画像符号化方法によれば、離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和と、量子化パラメータを変数として含む関数とを比較するステップと、前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも大きい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うステップと、前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップするステップとを備えることを特徴とする。
【００１５】
これにより、各ブロックについての離散コサイン変換を行う前に、ＤＣＴ係数のＤＣ係数を除くＡＣ係数のすべてが零になるかどうかを判断することができ、特定ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップすることが可能となる。このため、離散コサイン変換および量子化処理を行うことが必要なブロックの個数を減少させることができ、画質を劣化させることなく、画像符号化処理を高速化することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る画像符号化方法によれば、前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うことなく、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化結果として零を出力することを特徴とする。
これにより、離散コサイン変換および量子化を行うことなく、離散コサイン変換および量子化結果を求めることができ、離散コサイン変換および量子化処理にかかる負担を軽減することができる。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る画像符号化方法によれば、第１メモリに格納されている画像データをプロセッサに組み込まれた第２メモリにＤＭＡ転送させるステップと、前記ＤＭＡ転送時に、離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の総和をハードウェアに算出させるステップと、前記ハードウェアにて算出された画素値の総和を前記プロセッサ上で利用することにより、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との差分絶対値和を算出するステップと、前記算出した前記ブロックについての差分絶対値和と量子化パラメータを変数として含む関数とを前記プロセッサ上で比較するステップと、前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも大きい場合、前記第２メモリに格納された画像データにアクセスしながら、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を前記プロセッサ上で行うステップと、前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップするステップとを備えることを特徴とする。
【００１８】
これにより、プロセッサにかかる負荷を抑制しつつ、差分絶対値和を算出することが可能となり、各ブロックについての離散コサイン変換を行う前に、ＤＣＴ係数のＤＣ係数を除くＡＣ係数のすべてが零になるかどうかを判断することができる。この結果、特定ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップすることが可能となり、離散コサイン変換および量子化処理にかかる負担を軽減しつつ、画像符号化を行うことが可能となる。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る画像符号化プログラムによれば、離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和と、量子化パラメータを変数として含む関数とを比較するステップと、前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも大きい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うステップと、前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップするステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２０】
これにより、画像符号化プログラムをコンピュータに実行させることで、各ブロックについての離散コサイン変換を行う前に、ＤＣＴ係数のＤＣ係数を除くＡＣ係数のすべてが零になるかどうかを判断することができ、特定ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップすることが可能となる。このため、ハードウェアの大規模化を抑制しつつ、離散コサイン変換および量子化処理を行うことが必要なブロックの個数を減少させることができ、画質を劣化させることなく、画像符号化処理を高速化することが可能となる。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る画像符号化プログラムによれば、前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うことなく、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化結果として零を出力することを特徴とする。
これにより、画像符号化プログラムをコンピュータに実行させることで、離散コサイン変換および量子化を行うことなく、離散コサイン変換および量子化結果を求めることができ、ハードウェアの大規模化を抑制しつつ、離散コサイン変換および量子化処理にかかる負担を軽減することができる。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る画像符号化プログラムによれば、第１メモリに格納されている画像データをプロセッサに組み込まれた第２メモリにＤＭＡ転送させるステップと、前記ＤＭＡ転送時に、離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の総和をハードウェアに算出させるステップと、前記ハードウェアにて算出された画素値の総和を利用することにより、前記離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との差分絶対値和を算出するステップと、前記算出した前記ブロックについての差分絶対値和と量子化パラメータを変数として含む関数とを比較するステップと、前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも大きい場合、前記第２メモリに格納された画像データにアクセスさせながら、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うステップと、前記ブロックについての差分絶対値和が前記量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、前記ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップするステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２３】
これにより、画像符号化プログラムをコンピュータに実行させることで、プロセッサにかかる負荷を抑制しつつ、差分絶対値和を算出することが可能となり、各ブロックについての離散コサイン変換を行う前に、ＤＣＴ係数のＤＣ係数を除くＡＣ係数のすべてが零になるかどうかを判断することができる。この結果、特定ブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップすることが可能となり、離散コサイン変換および量子化処理にかかる負担を軽減しつつ、画像符号化を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る画像符号化装置およびその方法について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る画像符号化装置の機能的な構成を示すブロック図である。
図１において、画像符号化装置には、スキップ処理部１、離散コサイン変換処理部２、量子化部３およびエントロピー符号化部４が設けられ、スキップ処理１には、差分絶対値和算出部５が設けられている。なお、以下の実施形態では、ＪＰＥＧなどの静止画像またはＭＰＥＧ−４などの動画像符号化におけるフレーム内符号化を対象とする処理について説明する。
【００２５】
ここで、スキップ処理部１は、符号化対象となるフレームの画素データが入力データとして与えられる。そして、離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和を算出し、この差分絶対値和と量子化パラメータを変数として含む関数との比較結果に基づいて、ブロックについての離散コサイン変換および量子化のスキップ処理を行う。
【００２６】
離散コサイン変換処理部２は、フレームを分割して得られた複数の画素を含むブロックごとに離散コサイン変換し、各ブロックの画像データを時間領域から空間周波数領域に変換する。
具体的には、画素データの関数をｆ（ｘ，ｙ）とすると、離散コサイン変換して得られる関数Ｆ（ｕ，ｖ）は、次式で与えられる。
【００２７】
【数１】
2006229650.tif 000003
【００２８】
量子化部３は、離散コサイン変換処理部２にて算出されたＤＣＴ係数を量子化する。具体的には、所定の量子化パラメータでＤＣＴ係数を除算する処理を含む演算を行い、量子化によって得られたより小さな値（量子化結果）をＤＣＴ係数とする。この量子化処理では、人間の視覚に影響のない高周波成分を取り除くことにより、符号化の情報量を削減することができる。このため、一般に量子化テーブルの高次の係数ほど大きな数字に設定することができる。
【００２９】
例えば、ＪＰＥＧ方式においては、量子化パラメータがＱＭである場合、ｆ（ｘ，ｙ）の量子化結果ＱＦ（ｕ，ｖ）は以下の式で与えられる。
Ｆ（ｕ，ｖ）≧０の場合、
ＱＦ（ｕ，ｖ）＝（Ｆ（ｕ，ｖ）−ＱＭ／２）／ＱＭ
Ｆ（ｕ，ｖ）＜０の場合、
ＱＦ（ｕ，ｖ）＝（Ｆ（ｕ，ｖ）＋ＱＭ／２）／ＱＭ
・・・（２）
エントロピー符号化部４は、量子化部３にて得られた量子化結果についての可変長符号化処理等を行う。すなわち、出現頻度の高いシンボル（量子化されたＤＣＴ係数）に短い符号を割り当てるとともに、出現頻度の低いシンボル（量子化されたＤＣＴ係数）に長い符号を割り当てる。なお、エントロピー符号化の例としては、例えば、ハフマン符号化や算出符号化などを挙げることができる。
【００３０】
そして、符号化対象となるフレームの画素データが入力データとしてスキップ処理部１に与えられると、差分絶対値和算出部５は、フレームを分割して得られた各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和を算出する。
ここで、各ブロックが８×８＝６４画素から構成され、各ブロックを構成する画素の画素値の総和をｐとすると、差分絶対値和ＳＳは以下の式で与えることができる。
【００３１】
ＳＳ＝|ｆ（０，０）−ｐ／６４|＋|ｆ（０，１）−ｐ／６４|＋・・・
＋|ｆ（７，７）−ｐ／６４|
すなわち、
【００３２】
【数２】
2006229650.tif 000004
ただし、
【００３３】
【数３】
2006229650.tif 000005
である。
【００３４】
そして、スキップ処理部１は、差分絶対値和算出部５にて差分絶対値和ＳＳが算出されると、量子化に用いられる量子化パラメータＱＭとの比較結果に基づいて、各ブロックについての離散コサイン変換および量子化のスキップ処理を行うかどうかを判定し、各ブロックについての離散コサイン変換および量子化のスキップ処理を行うことができる。
【００３５】
すなわち、あるブロックについての差分絶対値和ＳＳが量子化パラメータＱＭを変数として含む関数よりも大きい場合、スキップ処理部１は、そのブロックについての画像データを離散コサイン変換処理部２に送る。そして、そのブロックについての画像データが離散コサイン変換処理部２に送られると、離散コサイン変換処理部２は、そのブロックについての離散コサイン変換を行い、そのブロックについての離散コサイン変換結果を量子化部３に送る。そして、量子化部３は、そのブロックについての離散コサイン変換結果が送られると、そのブロックについての離散コサイン変換結果を量子化し、その量子化結果をエントロピー符号化部４に送る。
【００３６】
一方、あるブロックについての差分絶対値和ＳＳが量子化パラメータＱＭを変数として含む関数よりも小さい場合、スキップ処理部１は、そのブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップする。すなわち、スキップ処理部１は、あるブロックについての差分絶対値和ＳＳが量子化パラメータＱＭを変数として含む関数よりも小さい場合、し、そのブロックについての画像データを離散コサイン変換処理部２に送ることなく、そのブロックについての離散コサイン変換および量子化結果として零をエントロピー符号化部４に送る。
【００３７】
具体的には、あるブロックについての差分絶対値和ＳＳが以下の（５）式を満たす場合、そのブロックについてのＤＣＴ係数のＤＣ係数を除くＡＣ係数のすべてが零となり、そのブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップすることができる。
ＳＳ＜６ＱＭ        ・・・（５）
ここで、差分絶対値和ＳＳが（５）式を満たす場合、ＤＣＴ係数のＤＣ係数を除くＡＣ係数のすべてが零であることは、以下のようにして導くことができる。
【００３８】
すなわち、離散コサイン変換して得られる関数Ｆ（ｕ，ｖ）の絶対値は、（１）式から以下のようになる。
【００３９】
【数４】
2006229650.tif 000006
ここで、
|ｘ1＋ｘ2＋ｘ3＋・・・≦|ｘ1|＋|ｘ2|＋|ｘ3|・・・
が成り立つので、以下の（７）式が成り立つ。
【００４０】
【数５】
2006229650.tif 000007
また、
−１≦ｃｏｓθ≦＋１
であるので、以下の（８）式が成り立つ。
【００４１】
【数６】
2006229650.tif 000008
また、Ｃ（ｕ），Ｃ（ｖ）は、
【００４２】
【数７】
2006229650.tif 000009
であることと、Ｎ＝８から、以下の（９）式が任意のｕ，ｖで成り立つ。
【００４３】
【数８】
2006229650.tif 000010
一方、量子化結果ＱＦ（ｕ，ｖ）は（２）式で与えられるので、量子化結果ＱＦ（ｕ，ｖ）が０となる条件は以下の（１０）式で与えられる。
Ｆ（ｕ，ｖ）≧０の場合、
（Ｆ（ｕ，ｖ）−ＱＭ／２）／ＱＭ＜＋１
Ｆ（ｕ，ｖ）＜０の場合、
（Ｆ（ｕ，ｖ）＋ＱＭ／２）／ＱＭ＞−１
・・・（１０）
従って、Ｆ（ｕ，ｖ）の範囲は、以下の（１１）式で与えられる。
−ＱＭ−ＱＭ／２＜Ｆ（ｕ，ｖ）＜ＱＭ＋ＱＭ／２        ・・・（１１）
すなわち、Ｆ（ｕ，ｖ）の範囲は、以下の（１２）式を満たすことが判る。
|Ｆ（ｕ，ｖ）|＜３／２・ＱＭ                          ・・・（１２）
また、（１２）式と（９）式とを合わせると、以下の（１３）式が得られる。
【００４４】
【数９】
2006229650.tif 000011
ここで、画素データの関数ｆ（ｘ，ｙ）と量子化パラメータＱＭとの関係を見ると、以下の（１４）式が得られ、画素値の総和ｐは（４）式を満たすので、以下の（１５）式が得られる。
【００４５】
【数１０】
2006229650.tif 000012
ｐ＜６ＱＭ                                            ・・・（１５）
この（１５）式では、あるブロックにおける画素値の総和ｐが（１５）式を満たす場合、任意のｘ，ｙに対して離散コサイン変換および量子化後のすべてのＤＣＴ係数は零になる。
【００４６】
ここで、各ブロックが８×８＝６４画素から構成される場合、各ブロックの画素値の平均値は、ｐ／６４で与えられる。そして、各ブロックを構成する画素値と各ブロックの画素値の平均値の間の差分絶対値和ＳＳを考えると、（１５）式を（５）式に置き換えることができ、ＤＣＴ係数のＤＣ係数を除くＡＣ係数のすべてが零であることが数学的に保障される。
【００４７】
これにより、各ブロックについての離散コサイン変換を行う前に離散コサイン変換後の量子化結果が零になるかどうかを判断することができ、離散コサイン変換を行うことなく、離散コサイン変換および量子化の不要なブロックを特定することができる。このため、離散コサイン変換および量子化処理を行うことが必要なブロックの個数を減少させることができ、画質を劣化させることなく、画像符号化処理を高速化することができる。
【００４８】
なお、上述した実施形態では、（５）式の差分絶対値和ＳＳと量子化パラメータＱＭとの大小関係を判断することにより、離散コサイン変換および量子化処理をスキップするかどうかを判断する方法について説明したが、（１５）式の画素値の総和ｐと量子化パラメータＱＭとの大小関係を判断することにより、離散コサイン変換および量子化処理をスキップするかどうかを判断するようにしてもよい。
【００４９】
ただし、（１５）式の画素値の総和ｐと量子化パラメータＱＭとの大小関係を判断することにより、離散コサイン変換および量子化処理をスキップするかどうかを判断する場合、スキップできるブロック数は画像によっては数％程度と非常に少なくなる。これに対して、（５）式の差分絶対値和ＳＳと量子化パラメータＱＭとの大小関係を判断することにより、離散コサイン変換および量子化処理をスキップするかどうかを判断する場合、ｆ（ｘ，ｙ）−ｐ／６４のｐ／６４が０以外の値になるので、ｆ（ｘ，ｙ）−ｐ／６４は小さくなり、離散コサイン変換および量子化処理をスキップできるブロック数を増加させることができる。
【００５０】
また、ＪＰＥＧ方式の場合、量子化パラメータＱＭは６４個の要素からなる量子化行列で表されるので、ＤＣＴ係数のＤＣ係数を除くＡＣ係数のすべてが零であることを保障するためには、量子化パラメータＱＭの最小値を用いる必要がある。一方、ＭＰＥＧ−４の場合、量子化パラメータＱＭは１個しかないので、その量子化パラメータＱＭをそのまま用いればよい。
【００５１】
また、（１５）式の６ＱＭの６を大きくとるようにして、一部のＡＣ成分が０でないブロックについても離散コサイン変換および量子化処理をスキップできるようにしてもよい。これにより、画質に大きな影響を与えることなく、処理速度を大幅に向上させることが可能となる。
図２は、本発明の一実施形態に係る画像符号化装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００５２】
図２において、画像符号化装置には、プロセッサ１１、ＲＡＭ１３、ＤＭＡコントローラ１４および画素総和算出部１５が設けられ、プロセッサ１１にはＲＡＭ１２が組み込まれている。そして、プロセッサ１１、ＲＡＭ１３、ＤＭＡコントローラ１４および画素総和算出部１５はバス１６を介して互いに接続されている。ここで、画素総和算出部１５は、離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の総和を算出することができる。
【００５３】
そして、符号化対象となるフレームの画素データはＲＡＭ１３に格納される。そして、画像データを符号化する場合、プロセッサ１１は、ＲＡＭ１３に格納されている画像データをＲＡＭ１２にＤＭＡ転送させるように、ＤＭＡコントローラ１４に指示するとともにＤＭＡ転送時に、離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の総和を画素総和算出部１５に算出させる。
【００５４】
そして、プロセッサ１１は、ＲＡＭ１３に格納されている画像データがＲＡＭ１２にＤＭＡ転送されると、画素総和算出部１５にて算出された画素値の総和を利用することにより、離散コサイン変換される前の各ブロックの画素値の平均値と各画素値との間の差分絶対値和を算出する。
そして、プロセッサ１１は、あるブロックについての差分絶対値和を算出すると、そのブロックについての差分絶対値和と量子化パラメータを変数として含む関数とを比較する。そして、そのブロックについての差分絶対値和が量子化パラメータを変数として含む関数よりも大きい場合、ＲＡＭ１２に格納された画像データにアクセスしながら、そのブロックについての離散コサイン変換および量子化を行う。
【００５５】
一方、プロセッサ１１は、そのブロックについての差分絶対値和が量子化パラメータを変数として含む関数よりも小さい場合、そのブロックについての離散コサイン変換および量子化をスキップし、そのブロックについての離散コサイン変換および量子化を行うことなく、そのブロックについての離散コサイン変換および量子化結果として零を出力する。
これにより、ＤＭＡ転送時にブロックの画素値の総和を画素総和算出部１５に算出させることができる。このため、プロセッサ１１にかかる負荷を抑制しつつ、差分絶対値和を算出することが可能となり、各ブロックについての離散コサイン変換を行う前に、ＤＣＴ係数のＤＣ係数を除くＡＣ係数のすべてが零になるかどうかを判断することができる。この結果、離散コサイン変換および量子化処理を行うことが必要なブロックの個数を減少させることができ、画質を劣化させることなく、画像符号化処理を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像符号化装置の機能構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像符号化装置のハードウェア構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５７】
１  スキップ処理部、２  離散コサイン変換処理部、３  量子化部、４  エントロピー符号化部、５  差分絶対値和算出部、１１  プロセッサ、１２、１３  ＲＡＭ、１４  ＤＭＡコントローラ、１５  画素総和算出部
【図１】
2006229650.tif 000013
【図２】
2006229650.tif 000014