(57)【要約】【課題】構成を簡略化し、演算負荷を軽減した量子化システムを提供する。【解決手段】量子化手段１１は、入力された画像信号を量子化する。除算器１４は、量子化手段１１が量子化した画像信号と、入力された画像信号との差分である量子化ノイズを正規化する。時間領域展開器１２は、正規化された量子化ノイズの所定の単位時間当たりの平均値と所定の単位時間当たりの平均値が同じ値になる信号系列を構成する信号を出力する。乗算器１５は、時間領域展開器１２が出力した信号を量子化代表値に応じた値で重みづけする。加算器１６は、乗算器１５が重みづけした信号に、量子化手段１１が量子化した画像信号を加算して符号化器１７に出力する。【選択図】図１
2008042662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号を量子化する量子化システムにおいて、
入力された前記画像信号を量子化する量子化手段と、
前記量子化手段が量子化した画像信号と入力された画像信号との差分である量子化ノイズを正規化する正規化手段と、
前記正規化手段が正規化した量子化ノイズの所定の単位時間当たりの平均値と、所定の単位時間当たりの平均値が同じ値になる信号系列を出力する時間領域展開手段と、
前記時間領域展開手段が出力した信号系列の各信号を、それぞれ量子化代表値に応じた値で重みづけする重みづけ手段と、
前記重みづけ手段が重みづけした信号に、前記量子化手段が量子化した画像信号を加算または減算して出力する演算手段とを備え、
前記正規化手段は、前記量子化ノイズを、前記量子化手段が前記画像信号を量子化した値に隣接する量子化代表値の差の値で除算して正規化する
ことを特徴とする量子化システム。
【請求項２】
重みづけ手段は、時間領域展開手段が出力した信号系列の各信号に、量子化手段が画像信号を量子化した値に隣接する量子化代表値の差の値を乗算して、重みづけを行う
請求項１記載の量子化システム。
【請求項３】
時間領域展開手段は、正規化手段が正規化した量子化ノイズの値が乱数による閾値を超えた場合に値が１の信号を出力する
請求項１または請求項２記載の量子化システム。
【請求項４】
時間領域展開手段は、正規化手段が正規化した量子化ノイズをΔΣ変調して、前記正規化手段が正規化した量子化ノイズと所定の単位時間当たりの平均値が同じ値の信号を出力する
請求項１または請求項２記載の量子化システム。
【請求項５】
請求項１から４のうちいずれか１項記載の量子化システムと、
演算手段が出力した信号を符号化する符号化手段とを備えた
ことを特徴とする符号化システム。
【請求項６】
請求項５記載の符号化システムを搭載した
ことを特徴とする携帯機器。
【請求項７】
画像信号を量子化する量子化方法において、
入力された前記画像信号を量子化する量子化ステップと、
前記量子化ステップで量子化した画像信号と入力された画像信号との差分である量子化ノイズを正規化する正規化ステップと、
前記正規化ステップで正規化した量子化ノイズの所定の単位時間当たりの平均値と、所定の単位時間当たりの平均値が同じ値になる信号系列を出力する時間領域展開ステップと、
前記時間領域展開ステップで出力した信号系列の各信号を、量子化代表値に応じた値でそれぞれ重みづけする重みづけステップと、
前記重みづけステップで重みづけした信号に、前記量子化ステップで量子化した画像信号を加算または減算して出力する演算ステップとを備え、
前記正規化ステップで、前記量子化ステップで前記画像信号を量子化した値に隣接する量子化代表値の差の値で、量子化ノイズを除算して正規化する
ことを特徴とする量子化方法。
【請求項８】
コンピュータに、画像信号を量子化させる量子化プログラムであって、
コンピュータに、
入力された前記画像信号を量子化する量子化処理と、
前記量子化処理で量子化した画像信号と入力された画像信号との差分である量子化ノイズを正規化する正規化処理と、
前記正規化処理で正規化した量子化ノイズの所定の単位時間当たりの平均値と、所定の単位時間当たりの平均値が同じ値になる信号系列を生成する時間領域展開処理と、
前記時間領域展開処理で生成した信号系列の各信号を、量子化代表値に応じた値でそれぞれ重みづけする重みづけ処理と、
前記重みづけ処理で重みづけした信号に、前記量子化処理で量子化した画像信号を加算または減算して出力する演算処理とを実行させ、
前記正規化処理で、前記量子化ノイズを、前記量子化処理で前記画像信号が量子化された値に隣接する量子化代表値の差の値で除算させて正規化させる
ための量子化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子化システム、符号化システム、携帯機器、量子化方法、および量子化プログラムに関し、特に、画像信号を符号化する符号化システム、符号化システムに適用可能な量子化システム、符号化システムを搭載した携帯機器、符号化システムに適用可能な量子化方法および量子化プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像符号化の技術、およびコンピュータの性能が向上し、映像（画像）の符号化が盛んに行われている。様々な入力画像を適切に符号化して最適なビットレートの信号を出力することができるようにするために、既存の画像符号化システムに多くのモジュールを次々と付加されている。
【０００３】
すなわち、より性能が高い画像符号化システムを構築するために、性能が低い画像符号化システムに新たなモジュールを付加する。そして、新たなモジュールの付加の繰り返しによって画像符号化システムの構成が複雑化する。その結果、画像符号化システムの演算負荷や、ハードウェア回路の規模が増大する。
【０００４】
一方、画像処理専用の機器やコンピュータによる画像のエンコードおよびデコードのみならず、比較的ハードウェア資源に制限がある携帯機器等が、画像のエンコードおよびデコードを行うことが望まれている。すなわち、演算負荷が軽い手法で画像のエンコードおよびデコードが行われることが望まれている。
【０００５】
なお、特許文献１には、商用交流電源によるノイズを除去してアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換装置が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、量子化ステップ幅を制御して、量子化誤差の発生を小さく抑える符号化装置が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１５２０４３号公報  （段落００１８〜００２９、図１）
【特許文献２】特開平６−７８２８１号公報  （段落００１９〜００３８、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）や、Ｈ．２６ｘに代表される画像符号化方式に対応している画像符号化器には、局部復号器が組み込まれている。その目的は、画像符号化器で発生する量子化誤差（量子化ノイズともいう。）を画像復号器側に蓄積させないことである。
【０００９】
局部復号器が組み込まれている画像符号化器は、量子化器で発生した量子化ノイズを内部で負帰還させ、次回の出力信号にその量子化ノイズを正負反転させて加算して出力している。そのため、画像復号器側のループで画像信号を循環させた場合でも量子化ノイズを逐次的に相殺することができるので、画像復号器内に量子化ノイズが蓄積されることを防ぐことができる。
【００１０】
しかし、量子化ノイズの蓄積を防ぐという目的のみのために、局部復号器には、直交変換器、量子化器、逆量子化器、および逆直交変換器という役割が対になったモジュールが冗長に従属接続されている。また、直交変換器および逆直交変換器は演算量が多いので、演算処理負荷が重くなるという問題がある。
【００１１】
さらに、直交変換器、量子化器、逆量子化器、および逆直交変換器が従属されているということは、処理が時間的に直列してしまうことを示しており、並列化処理を実現することが困難であるという問題がある。
【００１２】
特許文献１に記載されているＡ−Ｄ変換装置は、アナログ信号をデジタル信号に変換する際に発生した量子化誤差を除去することはできない。
【００１３】
特許文献２に記載されている符号化装置は、画像復号器内に量子化ノイズが蓄積されることを防ぐことができない。
【００１４】
そこで、本発明は、構成を簡略化して演算負荷を軽減した量子化システム、符号化システム、携帯機器、量子化方法、および量子化プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による量子化システムは、画像信号を量子化する量子化システムであって、入力された画像信号を量子化する量子化手段と、量子化手段が量子化した画像信号と入力された画像信号との差分である量子化ノイズを正規化する正規化手段と、正規化手段が正規化した量子化ノイズの所定の単位時間当たりの平均値と、所定の単位時間当たりの平均値が同じ値になる信号系列を出力する時間領域展開手段と、時間領域展開手段が出力した信号系列の各信号を、それぞれ量子化代表値に応じた値で重みづけする重みづけ手段と、重みづけ手段が重みづけした信号に、量子化手段が量子化した画像信号を加算または減算して出力する演算手段とを備え、正規化手段は、量子化ノイズを、量子化手段が画像信号を量子化した値に隣接する量子化代表値の差の値で除算して正規化することを特徴とする。
【００１６】
重みづけ手段は、時間領域展開手段が出力した信号系列の各信号に、量子化手段が画像信号を量子化した値に隣接する量子化代表値の差の値を乗算して、重みづけを行ってもよい。
【００１７】
時間領域展開手段は、正規化手段が正規化した量子化ノイズの値が乱数による閾値を超えた場合に値が１の信号を出力してもよい。
【００１８】
時間領域展開手段は、正規化手段が正規化した量子化ノイズをΔΣ変調して、正規化手段が正規化した量子化ノイズと所定の単位時間当たりの平均値が同じ値の信号を出力してもよい。
【００１９】
本発明による符号化システムは、上述した量子化システムの構成と、演算手段が出力した信号を符号化する符号化手段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明による携帯機器は、上述した符号化システムを搭載したことを特徴とする。
【００２１】
本発明による量子化方法は、画像信号を量子化する量子化方法であって、入力された画像信号を量子化する量子化ステップと、量子化ステップで量子化した画像信号と入力された画像信号との差分である量子化ノイズを正規化する正規化ステップと、正規化ステップで正規化した量子化ノイズの所定の単位時間当たりの平均値と、所定の単位時間当たりの平均値が同じ値になる信号系列を出力する時間領域展開ステップと、時間領域展開ステップで出力した信号系列の各信号を、それぞれ量子化代表値に応じた値で重みづけする重みづけステップと、重みづけステップで重みづけした信号に、量子化ステップで量子化した画像信号を加算または減算して出力する演算ステップとを備え、正規化ステップで、量子化ステップで画像信号を量子化した値に隣接する量子化代表値の差の値で、量子化ノイズを除算して正規化することを特徴とする。
【００２２】
本発明による量子化プログラムは、コンピュータに、画像信号を量子化させる量子化プログラムであって、コンピュータに、入力された画像信号を量子化する量子化処理と、量子化処理で量子化した画像信号と入力された画像信号との差分である量子化ノイズを正規化する正規化処理と、正規化処理で正規化した量子化ノイズの所定の単位時間当たりの平均値と、所定の単位時間当たりの平均値が同じ値になる信号系列を生成する時間領域展開処理と、時間領域展開処理で生成した信号系列の各信号を、量子化代表値に応じた値でそれぞれ重みづけする重みづけ処理と、重みづけ処理で重みづけした信号に、量子化処理で量子化した画像信号を加算または減算して出力する演算処理とを実行させ、正規化処理で、量子化ノイズを、量子化処理で画像信号が量子化された値に隣接する量子化代表値の差の値で除算させて正規化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、従来の画像符号化器に搭載されていた局部復号器としての逆量子化器と逆直交変換器とを用いずに画像信号を量子化するので、演算負荷を軽減することができる。
【００２４】
そして、演算負荷を軽減した本発明による量子化システムをソフトウェア（量子化プログラム）で実現した場合には、画像処理の演算時間を削減することができる。また、ハードウェアで実現した場合には、演算時間と回路規模とを削減することができる。そして、回路規模を削減することができるので、量子化システムをハードウェアで実現したＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を低価格で提供することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、直交変換器と量子化器とを画像を符号化するシステムの帰還ループ外に接続することができるので、エンコーダループ内の処理と、出力信号生成の処理とを並列して行うことができる。すなわち、本発明によるシステムをハードウェアで実装した場合に、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等で行う直交変換や量子化の処理と、ＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ）によるメモリ転送の処理とを同時に行うことができる。そのため、特に本発明のシステムをハードウェアで実装した場合に、回路規模の削減に加えて、演算時間の短縮という効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示す量子化システムは、量子化器（量子化手段）１１、時間領域展開器（時間領域展開手段）１２、減算器（減算手段）１３、除算器（正規化手段）１４、乗算器（重みづけ手段）１５、および加算器（演算手段）１６を含む。なお、直交変換器１０は、画像信号Ｓ１をＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散コサイン変換）等の直交変換を施した信号Ｓ２を、量子化器１１および減算器１３に出力する。また、符号化器１７は、加算器１６が出力した信号Ｓ８を符号化する。
【００２８】
次に、図１に示す量子化システムの動作について、図面を参照して説明する。図２は、本実施の形態の量子化システムの動作を説明するフローチャートである。
【００２９】
量子化器１１は、直交変換器１０が出力した信号Ｓ２を、その信号に近い量子化代表値Ｓ３に量子化する（ステップＳ１０１）。なお、本実施の形態では、量子化器１１は切り捨て型の量子化器であり、直交変換器１０が出力した信号Ｓ２に近い量子化代表値のうち、小さい方の値の量子化代表値Ｓ３に、直交変換器１０が出力した信号Ｓ２を量子化する。
【００３０】
減算器１３は、直交変換器１０が出力した信号Ｓ２と、量子化器１１が量子化した信号Ｓ３との差分である量子化ノイズ（量子化誤差）Ｓ４を出力する（ステップＳ１０２）。
【００３１】
除算器１４は、減算器１３が出力した量子化ノイズＳ４を正規化した値Ｓ５を出力する（ステップＳ１０３）。具体的には、例えば、量子化代表値が、１．１，１．０，０．９であって、量子化器１１が１．０に量子化した場合、量子化器１１が量子化した値である１．０に隣接する量子化代表値の１．１と０．９との差である０．２で量子化ノイズＳ４を除算して、量子化ノイズＳ４を０〜１の間の値に正規化する。なお、正規化に用いた値（本例では０．２）をＬと記す。
【００３２】
時間領域展開器１２は、除算器１４が出力した量子化ノイズＳ５を時間平均的にキャンセルする信号系列を出力する（ステップＳ１０４）。量子化ノイズを時間平均的にキャンセルするとは、出力する信号系列の時間平均値を、入力値（正規化された量子化ノイズＳ５）の時間平均値と同じ値になるようにすることである。具体的には、除算器１４は０〜１の間に正規化した値（量子化ノイズＳ５）を出力する。そして、時間領域展開器１２は、除算器１４が出力した値の時間平均値に、時間平均値が等しい０または１の１ビットデータ（信号系列）を出力する。
【００３３】
乗算器１５は、時間領域展開器１２が出力した信号系列の信号Ｓ６に、除算器１４が量子化ノイズの正規化に用いた値Ｌをそれぞれ乗算して重みづけした値Ｓ７を出力する（ステップＳ１０５）。
【００３４】
加算器１６は、量子化器１１が出力した値（量子化代表値）Ｓ３に乗算器１５が出力した値Ｓ７を加算した信号Ｓ８を符号化器１７に出力する（ステップＳ１０６）。符号化器１７は、信号Ｓ８を符号化する。
【００３５】
ここで、時間領域展開器１２が、入力された量子化ノイズＳ５の時間平均値に時間平均値が等しいデータ（信号系列）を構成する信号Ｓ６を出力する方法について説明する。
【００３６】
第１の方法は、時間領域展開器１２が、入力された値を、乱数の閾値を用いて０または１の２値に量子化して出力する方法である。なお、上記閾値は、０〜１の間の完全乱数値で、時間変化する。
【００３７】
時間領域展開器１２は、入力された信号（正規化された量子化ノイズ）Ｓ５が閾値を超えた場合に値が１の信号Ｓ６を出力し、入力された信号Ｓ５が閾値を超えない場合には信号Ｓ６の値を０とする。なお、時間領域展開器１２が、値が１の信号Ｓ６を出力した場合に、入力された信号Ｓ５と出力した信号Ｓ６との差は１−Ｓ５である。また、時間領域展開器１２が、信号Ｓ６の値を０とした場合に、入力された信号Ｓ５と信号Ｓ６との差はＳ５である。そして、閾値を完全乱数で変化させた場合に、時間領域展開器１２に入力される信号Ｓ５が閾値を超える確率はＳ５であり、信号Ｓ５が閾値を超えない確率は１−Ｓ５である。
【００３８】
従って、無限時間を想定した場合に、時間領域展開器１２の出力（信号Ｓ６）の期待値は、１×Ｓ５＋０×（１−Ｓ５）＝Ｓ５であり、時間領域展開器１２に入力された正規化された量子化ノイズＳ５の値と等しくなるので、時間平均的な量子化ノイズを０にすることができる。
【００３９】
ここで、時間平均的に量子化ノイズを０にするためには、０〜１の間の値である閾値の期待値（平均値）が０．５でなければならない。そして、完全乱数である閾値の期待値が０．５になるためには無限時間が必要である。しかし、無限時間を想定することができない場合には、ある単位時間の期待値と、その他の単位時間の期待値とが異なることになり、期待値が揺らぐことになる。従って、量子化ノイズを０に収束させることを保証することが難しくなる。
【００４０】
一方、ＭＰＥＧやＨ．２６ｘに対応している符号化システムは、多くの場合、画像を定期的にリフレッシュする。このリフレッシュされる画像フレームをＩフレーム（Ｉｎｔｒａ−ｃｏｄｅｄ  Ｆｒａｍｅ）と呼ぶことにすると、量子化ノイズはＩフレームから次のＩフレームまでの間に蓄積されることになる。そこで、Ｉフレームから次のＩフレームまでの間の期待値（閾値の平均値）を略０．５にする。
【００４１】
そして、有限の時間幅で閾値の期待値を略０．５にするためには、閾値に用いる乱数値をその時間幅内で少なくとも一周させることが必要である。そこで、Ｉフレームから次のＩフレームまでの間の期待値が略０．５である疑似乱数等を閾値に用いる。すると、時間領域展開器１２は、所定の単位時間（Ｉフレームから次のＩフレームまでの時間）当たりの平均値が、所定の単位時間（Ｉフレームから次のＩフレームまでの時間）内に入力された量子化ノイズＳ５の平均値に等しいデータ（信号系列）を出力し、時間平均的な量子化ノイズを０にすることができる。
【００４２】
なお、閾値の離散性を考慮すると、Ｉフレームから次のＩフレームまでの間の時間ステップ数をＭとした場合に、乱数値は１／Ｍの幅で離散的でなければならない。
【００４３】
このように、時間領域展開器１２が、有限かつ離散的な時間幅で期待値が略０．５になるような乱数の閾値と信号Ｓ５とに応じた信号Ｓ６を出力すれば、量子化ノイズを時間平均的にキャンセルすることができる。
【００４４】
時間領域展開器１２が、入力された量子化ノイズＳ５の時間平均値に時間平均値が等しいデータ（信号系列）を構成する信号Ｓ６を出力する第２の方法について説明する。
【００４５】
除算器１４が０〜１の間の値に正規化した量子化ノイズＳ５を出力した場合に、時間領域展開器１２は、ΔΣ変調を利用してその値を量子化し、０または１の１ビットデータ（信号Ｓ６によって構成される信号系列）を出力する。このとき、信号Ｓ６は、ΔΣ変調による量子化ノイズＥ１と、除算器１４が０〜１の間の値に正規化した量子化ノイズＳ５との和である。
【００４６】
ここで、ΔΣ変調は、その負帰還の特性により、単位時間内に入力された信号の平均値に、単位時間当たりの平均値が一致するようにデータを出力するので、出力するデータ（信号Ｓ６によって構成される信号系列）の時間平均値は、入力された信号（量子化ノイズＳ５）の時間平均値に等しくなる。すなわち、量子化ノイズＳ５にΔΣ変調による量子化ノイズＥ１を付加した信号Ｓ６の時間平均値は、原理的に量子化ノイズＳ５の時間平均値に等しくなる。ここで、ΔΣ変調（すなわち、時間領域展開器１２）の入力信号（量子化ノイズＳ５）は変動するので、量子化ノイズＳ５に付加されるΔΣ変調による量子化ノイズＥ１は、時間領域展開器１２によって、信号Ｓ２に追従して決定される。
【００４７】
そして、時間領域展開器１２から出力される信号Ｓ６（すなわち、Ｓ５＋Ｅ１）は、変動するので、画像復号器側で単純に加算が行われたとしても、画像復号器側に量子化誤差が蓄積されることはない。このことは、従来と同じ画像復号器を用いて、この１ビットデータを復号可能であることを示している。
【００４８】
また、ΔΣ変調によって量子化を行っているので、ノイズシェーピング効果により量子化ノイズＥ１が高周波側にシフトするので、画像復号器側は、画面のちらつき（フリッカ）が抑制され、視覚刺激が少ない画像を得ることができる。
【００４９】
なお、図１に示す量子化システムは、コンピュータに、入力された画像信号を量子化する量子化処理と、量子化処理で量子化した画像信号と入力された画像信号との差分である量子化ノイズを正規化する正規化処理と、所定の単位時間当たりの平均値が、正規化処理で正規化した量子化ノイズの所定の単位時間当たりの平均値と同じ値になる信号系列を生成する時間領域展開処理と、時間領域展開処理で生成した信号系列の各信号を、量子化代表値に応じた値でそれぞれ重みづけする重みづけ処理と、重みづけ処理で重みづけした信号に、量子化処理で量子化した画像信号を加算または減算して出力する演算処理とを実行させ、正規化処理で、量子化ノイズを、量子化処理で画像信号が量子化された値に隣接する量子化代表値の差の値で除算させて正規化させるための量子化プログラムを搭載するコンピュータによって実現されてもよい。
【００５０】
本実施の形態では、従来の画像符号化器に搭載されていた局部復号器を用いていないので、逆量子化器と逆直交変換器とを用いることなく、符号化器１７に画像をエンコードさせることができる。逆量子化器と逆直交変換器とを用いないので、本実施の形態の量子化システムを搭載した符号化システムの演算負荷を軽減することができる。そのため、ハードウェア資源に制限のある携帯機器に本実施の形態の量子化システムと符号化器１７とを含む符号化システムを搭載して、画像をエンコードすることができる。
【００５１】
そして、演算負荷を軽減した本実施の形態の量子化システムをソフトウェアで実現した場合には、画像処理の演算時間を削減することができる。また、ハードウェアで実現した場合には、演算時間と回路規模とを削減することができる。そして、回路規模を削減することができるので、量子化システムをハードウェアで実現したＬＳＩを低価格で提供することができる。
【００５２】
また、本実施の形態では、直交変換器と量子化器とを画像符号化システムの帰還ループ外に接続することができるので、エンコーダループ内の処理と、出力信号生成の処理とを並列して行うことができる。すなわち、本実施の形態のシステムをハードウェアで実装した場合に、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等で行う直交変換や量子化の処理と、ＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ）によるメモリ転送の処理とを同時に行うことができる。そのため、特に本実施の形態のシステムをハードウェアで実装した場合に、回路規模の削減に加えて、演算時間の短縮という効果を得ることができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、量子化器１１は切り捨て型であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、量子化器１１は、直交変換器１０が出力した信号Ｓ２に近い量子化代表値のうち、大きい方の値の量子化代表値Ｓ３に、直交変換器１０が出力した信号Ｓ２を量子化する切り上げ型の量子化器であってもよい。
【００５４】
量子化器１１が切り上げ型の量子化器である場合には、加算器１６の代わりに、量子化器１１が出力した値（量子化代表値）Ｓ３から乗算器１５が出力した値Ｓ７を減算した信号を符号化器１７に出力する減算器を用いる。なお、量子化器１１が、切り上げ型の量子化器であるのか、または切り捨て型の量子化器であるのかの選択は、一連の画像の符号化が終了するまで変更してはならない。
【実施例】
【００５５】
本発明の実施例について、図面を参照して説明する。図３は、本発明の実施例の画像符号化システムの構成例を示す説明図である。
【００５６】
本発明の実施例の画像符号化システムは、ＣＣＤカメラ２１と、直交変換器２２と、量子化器２３と、時間領域展開器２４と、符号化器２５と、フレームメモリ２６と、動き検出器２７と、フィルタ２８と、第１のスイッチ２９と、第２のスイッチ３０とを含む。
【００５７】
ＣＣＤカメラ２１は、撮影した画像を電気信号（アナログの画像データ）に変換して出力する。直交変換器２２は、例えば、ＤＣＴ等の直交変換を行う。量子化器２３は、一般的な多値量子化器である。符号化器２５は、一般的な符号化器であり、例えば、可変長符号化器である。フレームメモリ２６は、画像を格納するメモリである。動き検出器２７は、画像符号化において、動き補償を行うためのベクトル検出器である。フィルタ２８は、例えば、遮断周波数以下の周波数の信号だけを通過させるＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）や、デブロッキングフィルタである。
【００５８】
直交変換器２２は、Ｉフレームの画像データの処理時に、第１のスイッチ２９を介してＣＣＤカメラ２１から入力された画像データＸ１を空間変換した信号Ｓ２を出力する。
【００５９】
なお、直交変換器２２が出力した信号Ｓ２は、図１に示す本発明の実施の形態の量子化システムで処理され、符号化器２５に入力される。
【００６０】
すなわち、量子化器２３は、直交変換器２２が出力した信号Ｓ２を量子化した信号Ｓ３を出力する。時間領域展開器２４には、直交変換器２２が出力した信号Ｓ２から量子化器２３によって量子化された信号Ｓ３が減算されて、正規化された信号Ｓ５が入力される。時間領域展開器２４は、所定の時間内に入力された信号Ｓ５の時間平均値と時間平均値が同じ値の１ビットデータ（信号系列）を構成する信号Ｓ６を出力する。符号化器２５には、量子化器２３が量子化した信号Ｓ３に、時間領域展開器２４が出力し、重みづけされた信号Ｓ７が加算された信号Ｓ８が入力される。符号化器２５は、信号Ｓ８を符号化する。
【００６１】
また、フレームメモリ２６には、ＣＣＤカメラ２１が出力した画像データＸ１が格納される。ここで、ＣＣＤカメラ２１が出力した画像データであって、画像データＸ１の１つ前にＣＣＤカメラ２１が出力した画像データを画像データＸ２とする。
【００６２】
動き検出器２７は、画像データＸ２から画像データＸ１への動き（移動量）をベクトルで表現した動きベクトルを検出する。そして、動き補償部（図示せず）は、画像データＸ２における動き検出器２７が検出した動きベクトルが指示する領域（部分領域）の画像データをフレームメモリ２６から読み出して、フィルタ２８に入力する。フィルタ２８を通過した画像データは、Ｐフレーム（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ  Ｆｒａｍｅ）の画像データの処理時に、第１のスイッチ２９を介して直交変換器２２に負帰還として入力され、第２のスイッチ３０を介してフレームメモリ２６に正帰還として入力される。
【００６３】
本実施例では、従来の画像符号化システムに搭載されていた局部復号器を用いずに画像をエンコードするので、画像符号化システムの演算負荷を軽減することができる。
【００６４】
また、本実施例の画像符号化システムをソフトウェアで実現した場合には、画像処理の演算時間を削減することができる。また、ハードウェアで実現した場合には、演算時間と回路規模とを削減することができる。そして、回路規模を削減することができるので、画像符号化器をハードウェアで実現したＬＳＩを低価格で提供することができる。
【００６５】
また、本実施例では、直交変換器と量子化器とを画像符号化システムの帰還ループ外に接続しているので、エンコーダループ内の処理と、出力信号生成の処理とを並列して行うことができる。すなわち、本実施例の画像符号化システムをハードウェアで実装した場合に、ＣＰＵやＤＳＰ等で行う直交変換や量子化の処理と、ＤＭＡによるメモリ転送の処理とを同時に行うことができる。そのため、特に本実施例の画像符号化システムをハードウェアで実装した場合に、回路規模の削減に加えて、演算時間の短縮という効果を得ることができる。
【００６６】
なお、図３に示す実施例の構成は、Ｈ．２６３に適用するためのブロック図であるが、本発明は、Ｈ．２６１、Ｈ．２６４、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４等に対応する画像符号化システムに適用することが可能である。その場合には、量子化器２３以降の構成を本実施例と同様な構成にすることで、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、画像を符号化するシステムに適用することができる。特に、ハードウェア資源が制限されている携帯機器等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態の量子化システムの動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の実施例の画像符号化システムの構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０、２２  直交変換器
１１、２３  量子化器
１２、２４  時間領域展開器
１３  減算器
１４  除算器
１５  乗算器
１６  加算器
１７、２５  符号化器
２１  ＣＣＤカメラ
２６  フレームメモリ
２７  動き検出器
２８  フィルタ
２９  第１のスイッチ
３０  第２のスイッチ
【図１】
2008042662.tif 000003
【図２】
2008042662.tif 000004
【図３】
2008042662.tif 000005