(57)【要約】【課題】メモリへのアクセス量を削減し、簡単な回路構成で符号化際のデータ量を調整し、画質を良好に保つことができる記憶装置、符号化装置、符号化方法及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】記憶装置（１１０）は、マトリクス状に並んでいる画素からなる二次元の画像のデータを入力し、一方向の１ラインずつ前記画像のデータを抽出し、抽出した１ライン分のデータをライン中の任意の一点から該ラインの一側と他側とに振り分けるデマルチプレクサ（１１４）と、該一側及び他側に振り分けられたデータをそれぞれ記憶する第１及び第２のメモリ（１１５、１１６）とを備え、前記第１のメモリ（１１５）はＬＩＦＯ型のラインメモリ、前記第２のメモリ（１１６）はＦＩＦＯ型のラインメモリである。【選択図】図２
2012004898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に並んでいる画素からなる二次元の画像のデータを入力し、一方向の１ラインずつ前記画像のデータを抽出し、抽出した１ライン分のデータをライン中の任意の一点から該ラインの一側と他側とに振り分けるデマルチプレクサと、
該一側及び他側に振り分けられたデータをそれぞれ記憶する第１及び第２のメモリとを備え、
前記第１のメモリはＬＩＦＯ型のメモリ、前記第２のメモリはＦＩＦＯ型のメモリである
ことを特徴とする記憶装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のメモリを交互に選択しデータを読み出して外部へ出力する選択部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。
【請求項３】
前記デマルチプレクサは、前記抽出した１ライン分のデータをラインの略中央から前記一側と他側とに振り分ける
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の記憶装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の記憶装置と、
該記憶装置に記憶しているデータを符号化する符号化部とを含む符号化装置であって、
前記符号化部は、
前記記憶装置から出力したデータに対してＤＰＣＭ処理を行うＤＰＣＭ処理部と、
ＤＰＣＭ処理されたデータをエントロピー符号化するエントロピー符号化部とを有する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項５】
前記エントロピー符号化部は、ハフマン符号化処理を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の符号化装置。
【請求項６】
前記ＤＰＣＭ処理部は、所定のデータ量を超過しないようにＤＰＣＭ処理を行う
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の符号化装置。
【請求項７】
前記符号化部は、
前記ＤＰＣＭ処理及びエントロピー符号化処理と並行して、前記記憶装置から出力したデータに対して量子化及び符号化を行う量子化・符号化部と、
前記量子化・符号化後の符号量が所定値を超過したか否かについて判定する符号量判定部と、
該符号量判定部の判定結果に基づいて前記エントロピー符号化部又は前記量子化・符号化部からのデータを選択して出力する符号出力部とをさらに有する
ことを特徴とする請求項４から６の何れか１項に記載の符号化装置。
【請求項８】
ＬＩＦＯ型の第１のメモリ及びＦＩＦＯ型の第２のメモリを有する符号化装置で、画像のデータを符号化する方法であって、
マトリクス状に並んでいる画素からなる二次元の画像のデータを入力し、一方向の１ラインずつ前記画像のデータを抽出し、抽出した１ライン分のデータをライン中の任意の一点から該ラインの一側と他側とに振り分け、
該一側及び他側に振り分けたデータをそれぞれ前記第１及び第２のメモリに記憶し、
前記第１及び第２のメモリからデータを交互に読み出して符号化する
ことを特徴とする符号化方法。
【請求項９】
ＬＩＦＯ型の第１のメモリ及びＦＩＦＯ型の第２のメモリを有するコンピュータに、画像のデータを符号化するコンピュータプログラムであって、
コンピュータに
マトリクス状に並んでいる画素からなる二次元の画像のデータを入力し、一方向の１ラインずつ前記画像のデータを抽出し、抽出した１ライン分のデータをライン中の任意の一点から該ラインの一側と他側とに振り分けるステップと、
該一側及び他側に振り分けたデータをそれぞれ前記第１及び第２のメモリに記憶するステップと、
前記第１及び第２のメモリからデータを交互に読み出して符号化するステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像処理時のメモリアクセス量を削減することができる記憶装置、符号化装置、符号化方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶなどの表示装置の信号処理は、高画質化を行うため映像信号をデジタル処理することが一般的になってきている。映像信号のデジタル処理を行うため、放送やビデオ信号などのアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する必要がある。アナログ映像信号は連続的に送信されているが、サンプリング後は離散データの集合となる。ＴＶ等の表示の方法としてはフレーム周期で切り取られた２次元の画像が連続して伝送されているものであり、デジタル化した後のデータは、フレーム単位の画像として扱われる。
【０００３】
昨今の映像信号の高解像度化にともなって、１枚の画像当たりのデータ量は膨大になる。したがって、従来の設備を使用して放送を行うためには、データ量を減少させるべく、何らかの情報圧縮を行うことが有効である。圧縮方式としては、例えばＭＰＥＧ等の映像の圧縮方式が知られている。
【０００４】
映像の圧縮に用いられているＭＰＥＧやＨ．２６４等の手法は、元の画像に対して高圧縮を行うことが可能であるが、前後の映像の差分や１６×１６（８×８）などのマクロブロック単位での処理などが必要であり、回路規模やメモリのアクセス量などが大きくなり、ハードウエアについての要求が高くなる傾向がある。
【０００５】
しかし、映像の補正・調整などの機能を使用する場合には、映像信号を圧縮無しで処理する必要があり、そのまま外部メモリを使用する場合には、ＭＰＥＧ等で圧縮した場合にくらべて必要なアクセス量に対する要求がはるかに大きくなる。
【０００６】
そこで、ＤＰＣＭ（Differential Pulse Code Modulation）符号化を使って差分値を用いて圧縮する手法が用いられる事が多い。ＤＰＣＭは伝送済みの画素値から現在の画素値を予測し、真の値と予測値との差を符号化する方法であり、近隣画素間には強い相関があるという画像信号特有の性質を利用した符号化法である。
【０００７】
ＤＰＣＭ符号化は、一般的には、可逆圧縮に属し、低い圧縮率を持ち、画像の復元にあたって同一またはほぼ同一な高品位な画像が得られる。しかし、圧縮率が非常に低いためデータ量が多くなり、伝送すべき情報量の減少に関しての利点は少なくなる。また、ＤＰＣＭの原理上、圧縮後のデータ量を固定にすると収まりきれない部分を削ることが必要となり、データが元に戻せなくなってしまう非可逆圧縮になってしまう可能性が高い。
【０００８】
また、ＴＶの走査の性質上、左上から１ラインに右方向へデータを転送し、次のラインの左端に移るという処理を行わざるを得ない。例えばＤＰＣＭ符号化などの処理が、ライン単位で行なわれる場合は、どうしても最後の方に誤差が多く出て画質の劣化を招く事になる。
【０００９】
このような画質の劣化を少なくするために、例えば、特許文献１には、ＤＣＴ変換の処理方向が画面中央から左右、又は上下に拡大することで、画面中央部から優先的に符号化を行うので、視覚的には打ち切りによる歪が目立たなくなるような構成が提案されている。また、特許文献２には、複数の量子化回路と複数のＤＰＣＭ処理回路とを備え、最適なものを切り替えて使う構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−２５２４９９号公報
【特許文献２】特開２００９−２３１９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、メモリ上のデータにアクセスしてＤＣＴ変換等を用いてデータを圧縮するので、回路規模が増大し、メモリとのアクセス量がさらに増大することになる。また、特許文献２に開示されている技術では、複数の量子化回路を含むので、回路規模が増大することになるという問題があった。
【００１２】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、信号処理回路のメモリへのアクセス量を削減し、簡単な回路構成で符号化の際のデータ量を調整し、画質を良好に保つことができる記憶装置、符号化装置、符号化方法及びコンピュータ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】
【００１３】
本発明に係る記憶装置は、マトリクス状に並んでいる画素からなる二次元の画像のデータを入力し、一方向の１ラインずつ前記画像のデータを抽出し、抽出した１ライン分のデータをライン中の任意の一点から該ラインの一側と他側とに振り分けるデマルチプレクサと、該一側及び他側に振り分けられたデータをそれぞれ記憶する第１及び第２のメモリとを備え、前記第１のメモリはＬＩＦＯ型のメモリ、前記第２のメモリはＦＩＦＯ型のメモリであることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る記憶装置は、前記第１及び第２のメモリを交互に選択しデータを読み出して外部へ出力する選択部をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る記憶装置は、前記デマルチプレクサは、前記抽出した１ライン分のデータをラインの略中央から前記一側と他側とに振り分けることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る符号化装置は、前述した記憶装置と、該記憶装置に記憶しているデータを符号化する符号化部とを含む符号化装置であって、前記符号化部は、前記記憶装置から出力したデータに対してＤＰＣＭ処理を行うＤＰＣＭ処理部と、ＤＰＣＭ処理されたデータをエントロピー符号化するエントロピー符号化部とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る符号化装置は、前記エントロピー符号化部は、ハフマン符号化処理を行うことを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る符号化装置は、前記ＤＰＣＭ処理部は、所定のデータ量を超過しないようにＤＰＣＭ処理を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る符号化装置は、前記符号化部は、前記ＤＰＣＭ処理及びエントロピー符号化処理と並行して、前記記憶装置から出力したデータに対して量子化及び符号化を行う量子化・符号化部と、前記量子化・符号化後の符号量が所定値を超過したか否かについて判定する符号量判定部と、該符号量判定部の判定結果に基づいて前記エントロピー符号化部又は前記量子化・符号化部からのデータを選択して出力する符号出力部とをさらに有することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る符号化方法は、ＬＩＦＯ型の第１のメモリ及びＦＩＦＯ型の第２のメモリを有する符号化装置で、画像のデータを符号化する方法であって、マトリクス状に並んでいる画素からなる二次元の画像のデータを入力し、一方向の１ラインずつ前記画像のデータを抽出し、抽出した１ライン分のデータをライン中の任意の一点から該ラインの一側と他側とに振り分け、該一側及び他側に振り分けたデータをそれぞれ前記第１及び第２のメモリに記憶し、前記第１及び第２のメモリからデータを交互に読み出して符号化することを特徴とする。
【００２１】
本発明に係るコンピュータプログラムは、ＬＩＦＯ型の第１のメモリ及びＦＩＦＯ型の第２のメモリを有するコンピュータに、画像のデータを符号化するコンピュータプログラムであって、コンピュータにマトリクス状に並んでいる画素からなる二次元の画像のデータを入力し、一方向の１ラインずつ前記画像のデータを抽出し、抽出した１ライン分のデータをライン中の任意の一点から該ラインの一側と他側とに振り分けるステップと、該一側及び他側に振り分けたデータをそれぞれ前記第１及び第２のメモリに記憶するステップと、前記第１及び第２のメモリからデータを交互に読み出して符号化するステップとを実行させることを特徴とする。
【００２２】
本発明では、記憶装置は、ＬＩＦＯ型の第１のメモリとＦＩＦＯ型の第２のメモリを有する。デマルチプレクサは、マトリクス状に並んでいる画素からなる二次元の画像のデータを入力し、一方向の１ラインずつ前記画像のデータを抽出し、抽出した１ライン分のデータをライン中の任意の一点から該ラインの一側と他側とに振り分けて、前記第１及び第２のメモリにそれぞれ記憶する。これにより、第１のメモリに記憶されている１ラインの左半分は、書き込みの順序と逆に、右から左に向かって読み出される。また、第２のメモリに記憶されている１ラインの右半分は、書き込みの順序と同様に、左から右に向かって読み出される。したがって、画像のデータは、ライン毎に途中から左右それぞれの端に向かってアクセスすることが可能である。
【００２３】
本発明では、選択部は、前記第１及び第２のメモリを交互に選択しデータを読み出して外部へ出力する。これにより、画像のデータは、ライン毎に途中から左右それぞれの端に向かって読み出されて出力される。
【００２４】
本発明では、デマルチプレクサは、入力した画像のデータをライン毎に略中央から前記一側と他側とに振り分けて、前記第１及び第２のメモリにそれぞれ記憶する。これにより、画像のデータは、ライン毎に画面の中央から左右それぞれの端に向かってアクセスすることが可能である。画面中央部から優先的に符号化を行うので、収まりきれない部分を削ることが必要となる場合でも、誤差が画面の左右両端部にあり、歪が目立たなくなり、画質の劣化が抑えられる。
【００２５】
本発明では、符号化装置の符号化部は、記憶装置から出力したデータに対してＤＰＣＭ処理を行うＤＰＣＭ処理部と、ＤＰＣＭ処理されたデータをエントロピー符号化するエントロピー符号化部とを有する。また、エントロピー符号化部は、ハフマン符号化処理を行い、ＤＰＣＭ処理部は、所定のデータ量でＤＰＣＭ処理を行うように構成されてもよい。これにより、画像のデータは、ライン毎に途中から左右それぞれの端に向かって読み出されてＤＰＣＭ処理部へ出力され、ＤＰＣＭ処理において収まりきれない部分を削ることが必要となる場合でも、誤差が画面の左右両端部にあり、歪が目立たなくなり、画質の劣化が抑えられる。
【００２６】
本発明では、量子化・符号化部は、ＤＰＣＭ処理及びエントロピー符号化処理と並行して量子化及び符号化を行い、符号量判定部は、量子化・符号化後の符号量が所定の符号量を超過したか否かについて判定し、符号出力部は、判定結果に基づいてエントロピー符号化部又は量子化・符号化部からのデータを選択して出力する。これにより、ＤＰＣＭ処理において一部のデータを削っても所望の目標符号量を超える虞がある場合は、圧縮率がより高い符号化手段を利用する。予め与えられた所望の符号量に応じて、適切な符号化手段を選択しデータを圧縮することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明による場合、画像のデータは、ライン毎に途中から左右それぞれの端に向かってアクセスすることが可能であり、回路構成を増大させずにメモリへのアクセス量を抑制し、かつ劣化を画面の左右に分散させ、画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態１に係る映像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る映像処理装置の圧縮部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る第１及び第２のラインメモリの構成を模式的に示す説明図である。
【図４】実施の形態２に係る映像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２に係る映像処理装置の圧縮部の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る圧縮部の変形例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】
【００２９】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
なお、以下の実施の形態では、本発明に係る映像処理装置として、テレビジョン受信機能を有するテレビジョン受信装置について説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る映像処理装置１の構成を示すブロック図である。映像処理装置１は、アナログ受信機２と、デジタル受信機３と、該アナログ受信機２及びデジタル受信機３に接続されており、画像・音声などを含む映像信号を入力する映像処理部４と、該映像処理部４に接続されている外部メモリ５とを備える。
【００３１】
アナログ受信機２は、アナログ映像信号を受信するためのものである。アナログ受信機２は、多くの電波の中から希望する電波を選別してアナログ放送を受信するためのチューナー、ＶＴＲ（Video Tape Recorder）などの映像再生装置から再生信号を受信するための接続端子などを含めて構成される。
【００３２】
デジタル受信機３は、デジタル映像信号を受信するためのものである。デジタル受信機３は、デジタル放送を受信するためのチューナー、デジタル映像再生装置から再生信号を受信するための受信端子などを含めて構成される。
【００３３】
映像処理部４は、アナログ受信機２及びデジタル受信機３に接続されており、画像・音声などを含む映像信号を入力する。映像処理部４は、出力にはＬＣＤパネルなどの表示装置（図示せず）が接続されている。アナログ受信機２、デジタル受信機３から入力された映像・音声の情報は、映像処理部４で処理されて表示装置に出力され、表示装置によって表示出力される。映像処理部４は、アナログ処理部１０、圧縮部１１、トランスポートストリーム（Transport stream、以下ＴＳという）処理部１２、ＭＰＥＧ処理部１３、第１圧縮伸張部１４、インターレース・プログレッシブ（interlace-progressive、以下ＩＰという）変換処理部１５、第２圧縮伸張部１６、映像補正部１７、伸張部１８、アービター１９、及び外部メモリコントローラ２０を含む。
【００３４】
アナログ処理部１０は、アナログ受信機２からアナログ映像信号を入力する。ここで、入力される信号は圧縮されていないアナログ信号を想定して説明するが、圧縮された信号が入力され内部で伸張される場合でも同様になる。アナログ処理部１０は、入力されたアナログ信号をアナログデジタル変換処理でデジタル信号に変換し、圧縮されていないデジタル映像信号が得られる。得られた映像信号は、アナログ処理部１０によってＹＣ分離処理や色変換などの処理を施され、外部メモリ５に書き込むためのリクエスト信号と共に、圧縮部１１へ出力される。
【００３５】
圧縮部１１は、圧縮されていない映像信号を一定のデータ量に圧縮するための回路である。圧縮部１１は、アナログ処理部１０から映像信号及びリクエスト信号を入力され、入力した映像信号を圧縮して、圧縮した信号をリクエスト信号とともに、アービター１９へ出力する。圧縮部１１による圧縮処理の詳細は後述する。
【００３６】
アービター１９は、複数の処理部がほぼ同時に外部メモリ５にアクセスしようとした場合に何れか１つの処理を優先させる調整処理を行う回路である。アービター１９は、アナログ処理部１０、ＴＳ処理部１２などの処理部による外部メモリ５へのアクセスリクエストが発生した場合に、リクエスト競合が発生したか否かを判定し、リクエスト競合が発生した場合は競合制御を行ってアクセス権を決定する処理を行う。また、アービター１９は、アクセス権が付与された処理部からのリクエストを、外部メモリコントローラ２０へ送信する。
【００３７】
外部メモリコントローラ２０は、外部メモリ５とのアクセスを行う回路である。外部メモリコントローラ２０は、アービター１９から送信されたアナログ処理部１０、ＴＳ処理部１２などの処理部による外部メモリ５へのアクセスリクエストを受信した場合、該当する処理部とデータのやり取りをし、外部メモリ５の所定のアドレスに対しデータの読み書きを行う。
【００３８】
ＴＳ処理部１２はデジタル受信機３に接続されており、デジタル放送信号であるＴＳ信号を入力する。ここで、ＴＳ信号はＭＰＥＧ等で圧縮されかつスクランブルがかけられているストリームを想定して説明する。ＴＳ処理部１２は、受信した信号に対してスクランブル解除などの処理を行い、ＭＰＥＧ復号化できる形式のストリームデータに変換した後、外部メモリ５に書き込むためのリクエスト信号と共に、アービター１９へ出力する。なお、ＴＳ処理部１２で処理されたデータは圧縮されたストリームデータであり、映像そのままではないため、ＴＳ処理部１２から出力されたデータを外部メモリ５に書き込みする場合には、圧縮回路を通す必要はない。
【００３９】
ＭＰＥＧ処理部１３は、ＴＳ処理部１２によってスクランブル解除されたストリームデータを外部メモリ５から読出して、ＭＰＥＧ復号化処理を行う。復号化したデータが第１圧縮伸張部１４によって圧縮され、アービター１９及び外部メモリコントローラ２０を介して外部メモリ５に書き込まれる。
【００４０】
ＭＰＥＧによるストリームデータの各フレームには、符号化・復号化の際、フレーム内のブロックが前後のフレーム内のブロックを参照するか否かにより、Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームという３種類が存在する。ＭＰＥＧ復号化処理を行うには、ストリームデータの読み出しだけでなく、過去に復号化して外部メモリ５に書き込んだ画像を参照フレームとして読み出す。したがって、ＭＰＥＧ処理部１３の後段には第１圧縮伸張部１４は配置されている。ＭＰＥＧ処理部１３で復号化されたデータが、該第１圧縮伸張部１４によって圧縮され、アービター１９及び外部メモリコントローラ２０を介して外部メモリ５に書き込まれる。また、参照フレームの読出しの際には、逆に、外部メモリ５から圧縮データが読み出され、第１圧縮伸張部１４によって伸張されて映像のフレームに戻される。
【００４１】
ＩＰ変換処理部１５は、アナログ、デジタル放送で送られてくるインターレース信号をＬＣＤパネル等の表示装置に表示できるプログレッシブ信号に変換する回路である。動画像には、インターレースと呼ばれる方法とプログレッシブと呼ばれる方法がある。前者は１つの画面（フレーム）を２つのフィールドに分割して表示し、１番目のフィールドと２番目のフィールドとが交互になるようにするものである。この場合、交互に上になる方のフィールドをトップフィールド、下になる方をボトムフィールドと呼び、フィールド間には、フレーム周期の半分の時間差がある。すなわち、フレーム周期が１／３０秒である場合には、フィールドの周期は１／６０秒である。ＩＰ変換を行うためには、ＩＰ変換処理部１５は、現在のフィールドのデータを呼び出すと共に、過去、未来のフィールドのデータを呼び出し、それらの関係から不足している部分の信号を作り出すことでプログレッシブ信号に変換する。変換された信号が第２圧縮伸張部１６によって圧縮され、アービター１９及び外部メモリコントローラ２０を介して外部メモリ５に書き込まれる。また、過去、未来のフィールドのデータの呼び出しの際には、逆に、外部メモリ５から圧縮データが読み出され、第２圧縮伸張部１６によって伸張されてＩＰ変換処理部１５に入力される。
【００４２】
映像補正部１７は、映像の品位を向上させるために、輝度の調整、色の調整、輪郭の補正等の様々な処理を行う回路である。具体的には、映像処理部４の出力先のタイミングに合わせて、外部メモリ５から必要なデータを読み出すために、アービター１９へリクエストを発行する。読み出されたデータは伸張部１８によって伸張され、映像補正部１７に送られる。映像処理部１７は、受信したデータに対して輝度の調整、色の調整、輪郭の補正等の様々な処理を行った後、出力端子を介してＬＣＤパネルなどの表示装置に出力する。
【００４３】
本実施の形態１では、第１及び第２圧縮伸張部１４、１６はそれぞれ圧縮部及び伸張部を備える。圧縮されていない映像信号を外部メモリ５に書き込む際に、圧縮部１１、第１圧縮伸張部１４の圧縮部、及び第２圧縮伸張部１６の圧縮部の何れか１つによる圧縮処理を施す。また、外部メモリ５から映像のデータを呼び出す際に、逆に、外部メモリ５から圧縮データが読み出され、第１圧縮伸張部１４の伸張部、第２圧縮伸張部１６の伸張部、及び伸張部１８の何れか１つによって伸張される。上記の何れか１つの圧縮部で圧縮されたデータを、何れか１つの伸張部によって伸張できるように、圧縮部１１、第１圧縮伸張部１４の圧縮部、及び第２圧縮伸張部１６の圧縮部は、同様に構成される。第１圧縮伸張部１４の伸張部、第２圧縮伸張部１６の伸張部、及び伸張部１８も同様に構成され、かつ各圧縮部と対称の回路構成を有する。以下、圧縮部１１を例として本実施の形態１に係る圧縮部の構成の詳細について説明する。
【００４４】
図２は本実施の形態１に係る圧縮部１１の構成を示すブロック図である。図２に示したように、圧縮部１１は、入力したデータを一時的に記憶する第１のバッファメモリ１１０、データ読み書きのタイミングを制御するタイミング制御部１１１、第１のバッファメモリ１１０に記憶しているデータを符号化して圧縮する圧縮処理部１１２、及び符号化したデータを一時的に記憶する第２のバッファメモリ１１３を含めて構成される。
【００４５】
第１のバッファメモリ１１０は、アナログ処理部１０から送られてくるデータを、タイミング制御部１１１からの信号に応じて振り分けるデマルチプレクサ１１４と、振り分けたデータを記憶する２本のラインメモリ１１５、１１６（第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６）と、タイミング制御部１１１からの信号に応じて該２本のラインメモリ１１５、１１６からのデータを選択するセレクタ１１７を備える。
【００４６】
アナログ処理部１０から送られてくるデータは、デマルチプレクサ１１４によってタイミング制御部１１１からの信号に応じて振り分けられる。具体的には、デマルチプレクサ１１４は、アナログ処理部１０からＴＶ放送の走査の方向にしたがって画像のデータを入力し、１ラインずつ該画像のデータを取り入れ、該１ライン分のデータを画面の中央から左半分と右半分に振り分ける。デマルチプレクサ１１４は、振り分けたデータを第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６にそれぞれ記憶する。
【００４７】
図３は実施の形態１に係る第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６の構成を模式的に示す説明図である。図３に示したように、第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６という２本のラインメモリによって１ラインのバッファメモリを構成するとする。第１のラインメモリ１１５は、最後に書き込んだデータを最初に出力するＬＩＦＯ（Last In First Out）型のメモリとして扱い、第２のラインメモリ１１６は、最初に書き込んだデータを最初に読み出すＦＩＦＯ（First In First Out）型のメモリとして扱う。デマルチプレクサ１１４が振り分けた１ラインの左半分及び右半分のデータは、第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６にそれぞれ記憶される。
【００４８】
セレクタ１１７は、タイミング制御部１１１からのタイミング制御信号に応じて、所定の単位で第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６に記憶しているデータをそれぞれ読み出して、圧縮処理部１１２に送る。本実施の形態では、セレクタ１１７は、第１のラインメモリ１１５に対する読出しと、第２のラインメモリ１１６に対する読出しとを並行して行う。即ち、セレクタ１１７は、タイミング制御信号に応じて、第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６に記憶しているデータを所定の単位で交互に読み出す。前述したように、第１のラインメモリ１１５はＬＩＦＯ型のメモリ、第２のラインメモリ１１６はＦＩＦＯ型のメモリであるので、第１のラインメモリ１１５から、最後に書き込んだデータが最初に読み出され、つまり、第１のラインメモリ１１５に記憶されている１ラインの左半分は、書き込みの順序と逆に、右から左に向かって読み出される。また、第２のラインメモリ１１６から、最初に書き込んだデータが最初に読み出され、つまり、第２のラインメモリ１１６に記憶されている１ラインの右半分は、書き込みの順序と同様に、左から右に向かって読み出される。これにより、アナログ処理部１０から入力した画像のデータを、ライン毎に画面の中央から左右それぞれの端に向かってアクセスすることが可能である。
【００４９】
圧縮処理部１１２は、入力されたデータに対して差分符号化（ＤＰＣＭ：Differential Pulse Code Modulation）処理を行うＤＰＣＭ処理部１１８と、ＤＰＣＭ処理部１１８の出力をエントロピー符号化するエントロピー符号化部１１９とを備える。
【００５０】
ＤＰＣＭ処理部１１８は、セレクタ１１７を介して第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６に記憶しているデータを入力し、入力されたデータに対して、ライン単位でＤＰＣＭ処理を行う。本実施の形態では、ＤＰＣＭ処理部１１８は、所定の目標データ量でＤＰＣＭ処理を行う。ＤＰＣＭ処理部１１８は、入力したデータに対してＤＰＣＭ処理を行うとともに、得られたデータ量が目標データ量を超過するか否かを監視する。得られたデータ量が目標データ量を超過すると判定した場合、ＤＰＣＭ処理部１１８は、収まりきれない部分を符号化せず、例えば直前の画素と同様な画素値として扱う。これにより、ＤＰＣＭ処理で得られて出力されるデータの量が目標データ量になるように調整する。
【００５１】
また、本実施の形態では、画像のデータは、セレクタ１１７からライン毎に画面の中央から左右それぞれの端に向かってＤＰＣＭ処理部１１８に入力され、ＤＰＣＭ処理部１１８によって順に処理される。これにより、画面中央部から優先的に符号化を行うので、収まりきれない部分を削ることが必要となる場合でも、誤差が画面の左右両端部にあり、歪が目立たなくなり、画質の劣化が抑えられる。
【００５２】
エントロピー符号化部１１９は、ＤＰＣＭ処理部１１８の出力データをエントロピー符号化する。エントロピー符号化は、各画素の画素値毎の出現確率に基づいて、異なる長さの符号を割り当てることで、データを効率的に符号化する処理である。具体的な例としてハフマン符号や算術符号などがある。本実施の形態ではエントロピー符号化としてはハフマン符号化を行う。
【００５３】
エントロピー符号化部１１９から出力されたデータは、第２のバッファメモリ１１３に一時的に記憶される。該第２のバッファメモリ１１３は、第２のラインメモリ１１６と同様、最初に書き込んだデータを最初に読み出すＦＩＦＯ型のメモリとして扱う。第２のバッファメモリ１１３に格納されているデータは、リクエスト信号とタイミングを合わせて、アービター１９へ出力される。これにより、予め与えられた所望の符号量に応じて、圧縮部１１から符号データが出力されることになる。
【００５４】
上述した圧縮部１１の構成では、第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６はそれぞれ画像データ１ラインの半分の大きさを有し、該第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６からなる第１のバッファメモリ１１０は画像データ１ライン分の大きさになる。また、第２のバッファメモリ１１３の必要な容量は、圧縮したデータ量で決まるため、従来の圧縮回路の構成と比較しても同様のメモリ量で構成することが可能となる。
本実施の形態１の構成によれば、回路構成を増大させずにメモリへのアクセス量を抑制し、かつ劣化を画面の左右に分散させ、画質を向上させることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
図４は実施の形態２に係る映像処理装置６の構成を示すブロック図である。以下の説明では実施の形態１の構成と共通する装置及び内部構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５６】
実施の形態２に係る映像処理装置６は、アナログ受信機２と、デジタル受信機３と、該アナログ受信機２及びデジタル受信機３に接続されており、画像・音声などを含む映像信号を入力する映像処理部４と、該映像処理部４に接続されている外部メモリ５とを備える。実施の形態２のアナログ受信機２、デジタル受信機３、及び外部メモリ５の構成は夫々、実施の形態１と基本的に同様である。以下、映像処理部４を詳しく説明する。
【００５７】
映像処理部４は、アナログ処理部１０、圧縮部２１、ＴＳ処理部１２、ＭＰＥＧ処理部１３、第１圧縮伸張部２２、ＩＰ変換処理部１５、第２圧縮伸張部２３、映像補正部１７、伸張部２４、アービター１９、及び外部メモリコントローラ２０を含む。アナログ処理部１０、ＴＳ処理部１２、ＭＰＥＧ処理部１３、ＩＰ変換処理部１５、映像補正部１７、アービター１９、及び外部メモリコントローラ２０の構成は夫々、実施の形態１と基本的に同様である。以下圧縮部２１、第１圧縮伸張部２２、第２圧縮伸張部２３、及び伸張部２４を詳しく説明する。
【００５８】
本実施の形態２では、第１及び第２圧縮伸張部２２、２３はそれぞれ圧縮部及び伸張部を備える。圧縮されていない映像信号を外部メモリ５に書き込みの際、圧縮部２１、第１圧縮伸張部２２の圧縮部、及び第２圧縮伸張部２３の圧縮部の何れか１つによる圧縮処理を施す。また、外部メモリ５から映像のデータを呼び出しの際、逆に、外部メモリ５から圧縮データが読み出され、第１圧縮伸張部２２の伸張部、第２圧縮伸張部２３の伸張部、及び伸張部２４の何れか１つによって伸張される。上記の何れか１つの圧縮部で圧縮されたデータを、何れか１つの伸張部によって伸張できるように、圧縮部２１、第１圧縮伸張部２２の圧縮部、及び第２圧縮伸張部２３の圧縮部は、同様に構成される。第１圧縮伸張部２２の伸張部、第２圧縮伸張部２３の伸張部、及び伸張部２４も同様に構成され、かつ各圧縮部と対称の回路構成を有する。以下、圧縮部２１を例として本実施の形態２に係る圧縮部の構成の詳細について説明する。
【００５９】
図５は本実施の形態２に係る圧縮部２１の構成を示すブロック図である。図５に示したように、圧縮部２１は、入力したデータを一時的に記憶する第１のバッファメモリ２１０、データ書き読みのタイミングを制御するタイミング制御部２１１、第１のバッファメモリ２１０に記憶しているデータを符号化して圧縮する圧縮処理部２１２、及び符号化したデータを一時的に記憶する第２のバッファメモリ２１３を含めて構成される。
【００６０】
第１のバッファメモリ２１０は、アナログ処理部１０から送られてくるデータを、タイミング制御部２１１からの信号に応じて振り分けるデマルチプレクサ２１４と、振り分けたデータを記憶する第１及び第２のラインメモリ２１５、２１６と、タイミング制御部２１１からの信号に応じて該第１及び第２のラインメモリ２１５、２１６からのデータを選択するセレクタ２１７を備える。デマルチプレクサ２１４、第１及び第２のラインメモリ２１５、２１６、及びセレクタ２１７の構成は夫々、実施の形態１のデマルチプレクサ１１４、第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６、及びセレクタ１１７と基本的に同様であり、詳細の説明を省略する。
【００６１】
圧縮処理部２１２は、入力されたデータに対してＤＰＣＭ処理を行うＤＰＣＭ処理部２１８と、ＤＰＣＭ処理部２１８の出力をエントロピー符号化するエントロピー符号化部２１９と、入力されたデータに対して量子化及び符号化を行う量子化・符号化部２２０と、量子化・符号化部２２０で符号化されたデータの符号量が所定の目標符号量に収まっているか否かを判定する符号量判定部２２１と、符号量判定部２２１の出力に応じてエントロピー符号化部２１９又は量子化・符号化部２２０のいずれかからの符号データを選択して出力する符号出力部２２２とを備える。
【００６２】
ＤＰＣＭ処理部２１８は、セレクタ２１７を介して第１及び第２のラインメモリ２１５、２１６に記憶しているデータを入力し、入力されたデータに対して、ライン単位でＤＰＣＭ処理を行う。また、ＤＰＣＭ処理部２１８は、実施の形態１に係るＤＰＣＭ処理部１１８と同様、所定の目標データ量でＤＰＣＭ処理を行ってもよい。この場合、ＤＰＣＭ処理部２１８は、入力したデータに対してＤＰＣＭ処理を行うとともに、得られたデータ量が目標データ量を超過するか否かを監視する。得られたデータ量が目標データ量を超過すると判定した場合、ＤＰＣＭ処理部２１８は、収まりきれない部分を符号化せず、例えば直前の画素と同様な画素値として扱う。これにより、出力されるＤＰＣＭ処理で得られたデータの量が目標データ量になるように調整する。本実施の形態２では、画像のデータは、セレクタ２１７からライン毎に画面の中央から左右それぞれの端に向かってＤＰＣＭ処理部２１８に入力される。そして、画像のデータは、ライン毎に画面の中央から左右それぞれの端に向かってＤＰＣＭ処理部２１８によって処理される。これにより、画面中央部から優先的に符号化を行うので、収まりきれない部分を削ることが必要となる場合でも、誤差が画面の左右両端部にあり、歪が目立たなくなり、画質の劣化が抑えられる。
【００６３】
エントロピー符号化部２１９は、ＤＰＣＭ処理部２１８の出力データをエントロピー符号化する。エントロピー符号化は、各画素の画素値毎の出現確率に基づいて、異なる長さの符号を割り当てることで、データを効率的に符号化する処理である。具体的な例としてハフマン符号や算術符号などがある。本実施の形態ではエントロピー符号化としてはハフマン符号化を行う。
【００６４】
量子化・符号化部２２０は、ＤＰＣＭ・エントロピー符号化処理と並行して、セレクタ２１７から入力されたデータに対して、量子化及び符号化処理を行う。量子化処理としては、例えば、目標符号量になるように画素データの下位ビットを切り捨てる処理を行い、符号化処理としては、下位ビットの何ビットを切り捨てたか示す情報を付加する。量子化・符号化部２２０が処理したデータは、符号量判定部２２１及び符号出力部２２２に出力される。
【００６５】
符号量判定部２２１は、量子化・符号化部２２０による量子化・符号化処理で得られた符号量が、所定の目標符号量（例えば元のデータ量の１／２とか１／３等のように設定された値）に収まっているか否かについて判定する。また、ＤＰＣＭ処理部２１８は所定の目標データ量でＤＰＣＭ処理を行うように構成されている場合、この量子化・符号化部２２０に係る所定の目標符号量は、ＤＰＣＭ処理部２１８に係る所定の目標符号量より低いように設定される（例えば、ＤＰＣＭ処理部２１８に係る所定の目標符号量は元のデータ量の１／２に設定された場合、該量子化・符号化部２２０に係る所定の目標符号量は元のデータ量の１／３に設定される）。
【００６６】
符号出力部２２２は、符号量判定部２２１の判定に応じて、エントロピー符号化部２１９又は量子化・符号化部２２０のいずれかからの符号データを選択して出力する。ここで、ＤＰＣＭ処理部２１８及びエントロピー符号化部２１９による符号化処理は圧縮率が低いためデータ量が多くなり、量子化・符号化部２２０による符号化処理は、高い圧縮率をもつ非可逆化圧縮となるので、エントロピー符号化部２１９から出力された符号量が多く、量子化・符号化部２２０から出力された符号量が少ないと想定される。そして、符号量判定部２２１は、量子化・符号化部２２０による量子化・符号化処理で得られた符号量が、所定の目標符号量に収まっていると判定した場合は、エントロピー符号化部２１９から出力された符号量は所望の量以内になるとして、符号出力部２２２は、エントロピー符号化部２１９からの符号データを選択して出力する。一方、符号量判定部２２１は、量子化・符号化部２２０による量子化・符号化処理で得られた符号量が、所定の目標符号量に収まっていないと判定した場合は、エントロピー符号化部２１９から出力された符号は所望の量を超える恐れがあるとして、量子化・符号化部２２０からの符号データを選択して出力する。
【００６７】
符号出力部２２２から出力されたデータは、第２のバッファメモリ２１３に格納される。該第２のバッファメモリ２１３は、第２のラインメモリ２１６と同様、最初に書き込んだデータを最初に読み出すＦＩＦＯ型のメモリとして扱う。第２のバッファメモリ２１３に格納されているデータは、リクエスト信号とタイミングを合わせて、アービター１９へ出力される。これにより、予め与えられた所望の符号量に応じて、圧縮部２１から符号データが出力されることになる。
【００６８】
上述した圧縮部２１の構成では、第１及び第２のラインメモリ２１５、２１６はそれぞれ画像データ１ラインの半分の大きさを有し、該第１及び第２のラインメモリ２１５、２１６からなる第１のバッファメモリ２１０は画像データ１ライン分の大きさになる。また、第２のバッファメモリ２１３は、圧縮したデータ量で決まるため、従来の圧縮回路の構成と比較しても同様のメモリ量で構成することが可能となる。
【００６９】
このような構成により、本実施の形態２では、回路構成を増大させずにメモリへのアクセス量を抑制し、かつ劣化を画面の左右に分散させ、画質を向上させることができる。また、ＤＰＣＭ処理において一部のデータを削っても所望の目標符号量を超える恐れがある場合は、圧縮率がより高い符号化手段を利用する。これにより、予め与えられた所望の符号量に応じて、適切な符号化手段を選択しデータを圧縮することができる。
【００７０】
また、上述した実施の形態１及び２では、圧縮部は第１及び第２のラインメモリ１１５、１１６（２１５、２１６）、並びに第２のバッファメモリ１１３（２１３）を含む記憶手段を有し、さらに該記憶手段と別のハードウェアとしてのタイミング制御部１１１（２１１）、デマルチプレクサ１１４（２１４）、セレクタ１１７（２１７）、及び圧縮処理部１１２（２１２）を含めて構成されるが、本発明はこれに限られない。図６は本発明に係る圧縮部の変形例の構成を示すブロック図である。図６に示したように、圧縮部は第１のラインメモリ３１５、第２のラインメモリ３１６、第２のバッファメモリ３１３、及びマイコン３００を含めて構成されてもよい。
【００７１】
この場合、第１のラインメモリ３１５、第２のラインメモリ３１６、及び第２のバッファメモリ３１３の構成は夫々、実施の形態１又は２と基本的に同様である。マイコン３００は、制御部３０１、記憶部３０２、及び一時記憶部３０３を含む。制御部３０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用い、記憶部３０２に記憶されている圧縮用プログラムＰを一時記憶部３０３に読み出して実行することにより、マイコン３００を、実施の形態１又は２のタイミング制御部１１１（２１１）、デマルチプレクサ１１４（２１４）、セレクタ１１７（２１７）、及び圧縮処理部１１２（２１２）として機能させる。
【００７２】
なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７３】
１１、２１  圧縮部（符号化装置）
１１０、２１０  第１のバッファメモリ（記憶装置）
１１２、２１２  圧縮処理部（符号化部）
１１４、２１４  デマルチプレクサ
１１５、２１５、３１５  第１のラインメモリ（第１のメモリ）
１１６、２１６、３１６  第２のラインメモリ（第２のメモリ）
１１７、２１７  セレクタ（選択部）
１１８、２１８  ＤＰＣＭ処理部
１１９、２１９  エントロピー符号化部
２２０  量子化・符号化部
２２１  符号量判定部
２２２  符号出力部
Ｐ  プログラム（コンピュータプログラム）
【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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