(57)【要約】  【課題】色変化の少ない画像について、データ量を増加させることなく、圧縮処理後の画像の画質を向上させることができる画像処理回路を提供する。  【解決手段】本発明の画像処理回路は、ＭＰＥＧ方式で画像データを所定のブロック毎に圧縮処理するもので、現在のフレームの画像データの空間的な色変化を検出する色変化検出回路と、現在のフレームの画像データと他のフレームの画像データとの差分データを生成する差分生成回路と、現在のフレームの画像データと他のフレームの画像データとの間の動きベクトルを検出する動き検出回路とを備える。そして、色変化検出回路で色変化が少ない画像であると判断された場合、動き検出回路で動きベクトルを検出することなく、差分生成回路で生成された差分データだけに基づいて圧縮処理を行う。【選択図】図１
2005286947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＰＥＧ方式で画像データを所定のブロック毎に圧縮処理する画像処理回路であって、
現在のフレームの画像データの空間的な色変化を検出する色変化検出回路と、現在のフレームの画像データと他のフレームの画像データとの差分データを生成する差分生成回路と、現在のフレームの画像データと他のフレームの画像データとの間の動きベクトルを検出する動き検出回路とを備え、
前記色変化検出回路で前記色変化が少ない画像であると判断された場合、前記動き検出回路で動きベクトルを検出することなく、前記差分生成回路で生成された差分データだけに基づいて圧縮処理を行うことを特徴とする画像処理回路。
【請求項２】
前記色変化検出回路は、各々のブロックに含まれる所定ビット長の画像データの上位の所定ビット数を比較することによって前記色変化を検出する請求項１に記載の画像処理回路。
【請求項３】
前記色変化検出回路は、各々のブロックに含まれる画像データをＤＣＴ変換して得られる変換データのＤＣ係数の値に基づいて前記色変化を検出する請求項１に記載の画像処理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式で画像データを所定のブロック毎に圧縮処理する画像処理回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動画の圧縮技術としてＭＰＥＧ方式が知られている。ＭＰＥＧ方式では、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャなどのピクチャタイプを使用して、動画を構成する各々のフレーム（画面）の画像データを所定のブロック毎に圧縮処理する。例えば、１フレームの画像を８画素×８画素＝６４画素からなる複数のブロックに分割し、各々のブロックを単位として圧縮処理が行われる。
【０００３】
ここで、Ｉピクチャは、他のフレームの画像データを参照することなく、現在のフレームの画像データだけで圧縮処理を行う。Ｐピクチャは、現在のフレームの画像データおよび時間的に先行する他のフレームの画像データを使用して圧縮処理を行う。Ｂピクチャは、現在のフレームの画像データおよび時間的に先行および後続する他のフレームの画像データを使用して圧縮処理を行う。
【０００４】
Ｐピクチャの場合、例えば現在のフレームの画像データと１つ前のフレームの画像データとを比較して動きベクトル（モーションベクトル）を生成する。また、現在のフレームの画像データと、動きベクトルに基づいて動き補償された１つ前のフレームの画像データとの差分データを生成する。そして、動きベクトルおよび差分データに基づいて圧縮処理を行うことによってＰピクチャを得る。
【０００５】
上記のように、動きベクトルおよび差分データに基づいて圧縮処理を行うことで圧縮処理後も比較的高画質な画像を得ることができる。しかし、ＭＰＥＧ方式で画像データの圧縮処理を所定領域毎に行う従来の画像処理回路では、差分データの値が小さいかビット数の割り当てが少ない場合、そのブロックにおいて、差分データを使用せず、動きベクトルだけを使用して圧縮処理を行うことが多い。
【０００６】
色変化の少ない画像は上記の条件に該当するが、例えば空や壁などのように、色が少しずつ変化する画像に対して上記の処理を行うと、色のグラデーションの境界線が目立ち、圧縮処理後の画像の画質が劣化するという問題があった。
【０００７】
この問題に対する従来の対処方法の１つは、例えば量子化の時に使用する量子化テーブルの係数値を小さく設定し、ビット数を多く割り当てることである。しかし、これでは、高い圧縮率を実現することはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、色変化の少ない画像について、データ量を増加させることなく、圧縮処理後の画像の画質を向上させることができる画像処理回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、ＭＰＥＧ方式で画像データを所定のブロック毎に圧縮処理する画像処理回路であって、
現在のフレームの画像データの空間的な色変化を検出する色変化検出回路と、現在のフレームの画像データと他のフレームの画像データとの差分データを生成する差分生成回路と、現在のフレームの画像データと他のフレームの画像データとの間の動きベクトルを検出する動き検出回路とを備え、
前記色変化検出回路で前記色変化が少ない画像であると判断された場合、前記動き検出回路で動きベクトルを検出することなく、前記差分生成回路で生成された差分データだけに基づいて圧縮処理を行うことを特徴とする画像処理回路を提供するものである。
【００１０】
ここで、前記色変化検出回路は、各々のブロックに含まれる所定ビット長の画像データの上位の所定ビット数を比較することによって前記色変化を検出する、あるいは所定領域内に含まれる画像データをＤＣＴ変換して得られる変換データのＤＣ係数の値に基づいて前記色変化を検出するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、色変化が少ない画像である場合、動きベクトルを検出することなく、差分データだけに基づいて圧縮処理を行うことで、データ量を増加させることなく、圧縮処理後の画像の画質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の画像処理回路を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の画像処理回路の内部構成を表す一実施形態のブロック図である。同図に示す画像処理回路１０は、ＭＰＥＧ方式で画像データを所定のブロック毎に圧縮処理するもので、色変化検出回路１２、フレームメモリ１４、差分生成回路１６、ＤＣＴ変換回路１８、量子化回路２０、符号化回路２２、動き検出回路２４、動き補償回路２６、符号化回路２８、多重化回路３０などを備えている。
【００１４】
本実施形態では、説明を簡単にするために、１フレームの画像を８画素×８画素＝６４画素からなる複数のブロックに分割し、各々のブロックについて、６４画素分の画像データを圧縮処理する場合を例に挙げて説明を行う。
【００１５】
画像処理回路１０において、色変化検出回路１２は、各々のブロック毎に、現在のフレームの画像データの空間的な色変化を検出する。色変化検出回路１２には、現在のフレームの画像データがブロック単位で順次入力される。そして、色変化検出回路１２において、各々のブロックの画像が、色変化が少ない画像かどうかが検出され、その検出信号が出力される。
【００１６】
なお、色変化の検出方法は何ら限定されないが、例えば各々のブロックに含まれる所定ビット長の画像データの上位の所定ビット数を比較することによって色変化を検出することができる。例えば、ブロックに含まれる６４画素分の８ビット長の画像データの上位の４ビットだけを比較し、その違いが、あらかじめ設定されている基準値よりも小さい場合には色変化が少ない画像であると判断できる。
【００１７】
また、各々のブロックに含まれる画像データをＤＣＴ変換して得られる変換データのＤＣ係数の値に基づいて色変化を検出することも可能である。なお、ＤＣＴ変換およびＤＣ係数については後述する。例えば、ブロックに含まれる６４画素分の画像データをＤＣＴ変換し、そのＤＣ係数の値が、あらかじめ設定されている基準値よりも大きい場合には色変化が少ない画像であると判断できる。
【００１８】
続いて、フレームメモリ１４は、時間的に先行するフレームの画像データを保持する。図１では一部図示を省略しているが、本実施形態の場合、量子化回路２０から出力される量子化データを逆量子化し、さらに逆ＤＣＴ変換して得られたデータに、動き補償回路２６から出力される動き補償後の画像データを加算して得られる画像データが、１つ前のフレームの画像データとしてフレームメモリ１４に保持される。
【００１９】
なお、フレームメモリ１４が、時間的に先行する何フレーム分の画像データを保持するかは、必要に応じて適宜決定することができる。
【００２０】
差分生成回路１６は、各々のブロック毎に、色変化検出回路１２から出力される検出信号に従って、現在のフレームの画像データと他のフレームの画像データとの差分データを生成する。差分生成回路１６には、現在のフレームの画像データと、フレームメモリ１４から出力される１つ前のフレームの画像データと、動き補償回路２６から出力される動き補償された１つ前のフレームの画像データがブロック単位で入力される。
【００２１】
差分生成回路１６は、色変化検出回路１２で色変化が少ない画像であると判断された場合、その検出信号に従って、現在のフレームの画像データとフレームメモリ１４から出力される１つ前のフレームの画像データとの差分データを生成する。これに対し、色変化が多い画像であると判断された場合、現在のフレームの画像データと動き補償回路２６から出力される動き補償された１つ前のフレームの画像データとの差分データを生成する。
【００２２】
ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換回路１８は、差分生成回路１６から出力される差分データを直交変換し、その変換データを出力する。すなわち、差分データは、各周波数成分のデータに変換される。８画素（Ｘ＝０〜７）×８画素（Ｙ＝０〜７）のブロックに含まれる変換データ（ｒXY）のうち、ｒ00はＤＣ係数と呼ばれ、ｒ01〜ｒ77はＡＣ係数と呼ばれる。ＤＣ係数ｒ00は、６４画素の平均値（直流成分）を示す。
【００２３】
量子化回路２０は、ＤＣＴ変換回路１８から出力される変換データを量子化テーブルを用いて量子化し、その量子化データを出力する。すなわち、変換データは、量子化テーブルの係数で除算され、最も近い数値に整数化される。
【００２４】
符号化回路２２は、例えばハフマン符号化方式などを利用して、量子化回路２０から出力される量子化データを可変長符号化し、その符号化データを出力する。
【００２５】
動き検出回路２４は、各々のブロック毎に、色変化検出回路１２から出力される検出信号に従って、現在のフレームの画像データとフレームメモリ１４から出力される１つ前のフレームの画像データとの間の動きベクトルを検出する。動き検出回路２４には、現在のフレームの画像データと、フレームメモリ１４から出力される１つ前のフレームの画像データがブロック単位で入力される。
【００２６】
動き検出回路２４は、色変化検出回路１２で色変化が多い画像であると判断された場合、その検出信号に従って、現在のフレームの画像データとフレームメモリ１４から出力される１つ前のフレームの画像データとの間の動きベクトルを検出する。これに対し、色変化が少ない画像であると判断された場合、動きベクトルの検出を行わない。
【００２７】
動き補償回路２６は、各々のブロック毎に、動き検出回路２４から出力される動きベクトルに基づいて、フレームメモリ１４から出力される１つ前のフレームの画像データの動き補償を行い、動き補償された１つ前のフレームの画像データを出力する。
【００２８】
符号化回路２８は、例えばハフマン符号化方式などを利用して、動き検出回路２４から出力される動きベクトルを可変長符号化し、符号化データを出力する。
【００２９】
多重化回路３０は、符号化回路２２から出力される符号化データと、符号化回路２８から出力される符号化データを多重化し、圧縮データとして出力する。
【００３０】
なお、色変化検出回路１２、差分生成回路１６、および動き検出回路２４の具体的な回路構成は何ら限定されず、同様の機能を果たす各種構成のものが使用可能である。また、フレームメモリ１４、ＤＣＴ変換回路１８、量子化回路２０、符号化回路２２，２８、動き補償回路２６、および多重化回路２８は従来公知のものであり、従来公知の各種構成のものが利用可能である。
【００３１】
次に、画像処理回路１０の作用について、各々のブロック毎に圧縮処理を行い、Ｐピクチャを得る場合を例に挙げて説明する。
【００３２】
画像処理回路１０において、各々のブロックを単位として、現在のフレームの画像データが入力されると、色変化検出回路１２において、ブロックの画像の色変化が検出される。すなわち、ブロックの画像が、色変化が少ない画像かどうかが検出される。色変化検出回路１２からは、各々のブロックの検出信号が出力され、差分生成回路１６および動き検出回路２４に入力される。
【００３３】
ここで、色変化検出回路１２において、ブロックの画像が、色変化が少ない画像であると判断された場合、その検出信号に従って、動き検出回路２４では、動きベクトルの検出は行われない。
【００３４】
また、検出信号に従って、差分生成回路１６では、現在のフレームの画像データとフレームメモリ１４から出力される１つ前のフレームの画像データとの差分データが生成される。そして、差分データはＤＣＴ変換回路１８でＤＣＴ変換され、量子化回路２０で量子化され、符号化回路２２で可変長符号化された後、多重化回路３０から圧縮データとして出力される。
【００３５】
一方、色変化検出回路１２において、ブロックの画像が、色変化が多い画像であると判断された場合、その検出信号に従って、動き検出回路２４では、現在のフレームの画像データとフレームメモリ１４から出力される１つ前のフレームの画像データとの間の動きベクトルが生成される。そして、動きベクトルは、符号化回路２８で可変長符号化される。
【００３６】
続いて、動き補償回路２６において、動き検出回路２４から出力される動きベクトルに基づいて、フレームメモリ１４から出力される１つ前のフレームの画像データの動き補償が行われ、動き補償された１つ前のフレームの画像データが出力される。
【００３７】
続いて、差分生成回路１６において、現在のフレームの画像データと、動き補償回路２６から出力される動き補償された１つ前のフレームの画像データとの差分データが生成される。そして、差分データはＤＣＴ変換回路１８でＤＣＴ変換され、量子化回路２０で量子化され、符号化回路２２で可変長符号化される。
【００３８】
その後、符号化回路２２から出力される符号化データと、符号化回路２８から出力される符号化データとが多重化回路３０によって多重化され、圧縮データとして出力される。
【００３９】
このように、色変化が少ない画像である場合、動きベクトルを検出することなく、差分データだけに基づいて圧縮処理を行うことで、データ量を増加させることなく、圧縮処理後の画像の画質を向上させることができる。
【００４０】
なお、ブロックは、８画素×８画素に限定されず、１フレームの画像をｍ画素×ｎ画素の複数のブロック（ｍ、ｎは１以上の整数）に分割し、各々のブロックを単位として圧縮処理を行うことができる。また、１つ前のフレームだけではなく、２つ以上前までの複数のフレームの画像データを参照して圧縮処理を行っても良い。また、Ｐピクチャの場合を説明したが、Ｂピクチャの場合も同様である。
【００４１】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明の画像処理回路について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の画像処理回路の内部構成を表す一実施形態のブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  画像処理回路
１２  色変化検出回路
１４  フレームメモリ
１６  差分生成回路
１８  ＤＣＴ変換回路
２０  量子化回路
２２  符号化回路
２４  動き検出回路
２６  動き補償回路
２８  符号化回路
３０  多重化回路
【図１】
2005286947.tif 000003