JPH0673977U - 画像圧縮装置及び画像伸長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １秒間に多くの画像を再生することができて
滑らかな動画を実現できる、しかも、画像中にブロック
歪が生じることがない圧縮効率の良い画像圧縮装置及び
画像伸長装置を実現する。 【構成】 縮小回路１が連続する複数枚の画像を縮小
し、画像合成回路２が複数の縮小画像を縦横に配列して
１枚の合成画像に変換する。画像符号化器３がこの合成
画像を圧縮符号化する。この符号化画像がＣＤ−ＲＯＭ
４に記録される。ＣＤ−ＲＯＭ４から再生された符号化
されている合成画像は、画像復号化器６によって、復号
化されて表示用画像メモリ７に格納される。表示制御部
８は、メモリ７に格納されている合成画像から各縮小画
像領域毎に読出しを行ない、この際に拡大処理をも実行
して出力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は画像圧縮装置及び画像伸長装置に関し、例えば、動画像の記録再生シ ステムに適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、コンピュータを利用したゲームシステムの場合、ＣＤ−ＲＯＭを用い た動画像の記録再生システムが適用されている。ＣＤ−ＲＯＭに記録する動画像 の符号化方式としては、いわゆるフレーム間予測符号化方式とフレーム内予測符 号化方式とがある。フレーム間予測符号化方式は、相前後するフレーム間の差分 を得、これを離散コサイン変換し、さらに量子化し、最後に可変長符号化するも のである。フレーム内予測符号化方式は、同一フレーム内の連続する２ラインの 差分を得、これを離散コサイン変換し、さらに量子化し、最後に可変長符号化す るものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、ゲームシステムに適用するような場合、動画像の再生システムの規 模を小形化して安価にすることが求められる。かかる要求からみると、フレーム 内予測符号化方式を適用することが好ましい。

【０００４】 ここで、ＣＤ−ＲＯＭからのデータの読出しは、１Ｍｂｐｓ程度に制限されて いる。例えば、縦横２５６×２４０画素の画像をフレーム内予測符号化方式に従 い符号化した場合、そのデータ量２４０〜３２０ｋｂｉｔである。従って、ＣＤ −ＲＯＭから読出すシステムに適用しても、１秒間に４〜５枚の画像の再生を行 なうことができる。しかし、１秒間に４〜５枚程度では滑らかな動画像を実現で きない。そこで、１画像当りの画素数を縦横１２８×１２０程度にして（画像を １／４に縮小して）１秒間当りの再生画像を１６〜２０枚程度にすることも考え られている。ＣＤ−ＲＯＭからのデータの読出しビットレートからは、このよう に１秒間当りの再生画像を１６〜２０枚程度になると考えられるが、ＣＤ−ＲＯ Ｍのアクセススピードは遅く、ＣＤ−ＲＯＭ再生装置に対する読出し命令を１秒 間に１６〜２０回も出力する場合にはＣＤ−ＲＯＭ再生装置が応じられないこと もある。

【０００５】 また、ゲームシステム等ではゲーム時間の長期化を期して多くの画像をＣＤ− ＲＯＭに記録することが求められている。そこで、今まで以上に圧縮効率の良い 方式が求められている。

【０００６】 本考案は、以上の点を考慮してなされたものであり、１秒間に多くの画像を再 生することができて滑らかな動画像を実現することができる、しかも、画像中に ブロック歪が生じることがない圧縮効率の良い画像圧縮装置及び画像伸長装置を 提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

かかる課題を解決するため、本考案の画像圧縮装置は、連続する複数枚の画像 を縮小して縦横に配列して１枚の画像に変換する３次元２次元変換手段と、１枚 に変換された画像を圧縮符号化する符号化手段とを備えている。

【０００８】 また、本考案の画像伸長装置は、上述の本考案の画像圧縮装置で圧縮された圧 縮画像を復号化する復号化手段と、復号によって得られた１枚の画像を縦横に分 離した後拡大して連続する複数枚の画像に変換する２次元３次元変換手段とを備 えている。

【０００９】

【作用】

本考案の画像圧縮装置において、３次元２次元変換手段は連続する複数枚の画 像を縮小して縦横に配列して１枚の画像に変換し、符号化手段がこの１枚に変換 された画像を圧縮符号化する。

【００１０】 また、本考案の画像伸長装置において、復号化手段は、上述の本考案の画像圧 縮装置で圧縮された圧縮画像を復号化し、２次元３次元変換手段は復号によって 得られた１枚の画像を縦横に分離した後拡大して連続する複数枚の画像に変換す る。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案をＣＤ−ＲＯＭを用いた動画像記録再生システムに適用した一実 施例を図面を参照しながら説明する。この実施例は、複数枚の画像を１枚の画像 として取り扱うことを特徴とするものであり、以下では、４枚の画像を１枚の画 像として取り扱う場合を説明する。

【００１２】 記録系（圧縮符号化処理系）及び再生系（伸長復号化処理系）の順に図面を参 照しながら説明する。

【００１３】 図１において、図示しないアナログ／デジタル変換回路によってデジタルデー タに変換された動画像のデータは、縮小回路１に与えられる。縮小回路１は、図 ２（Ａ）に示す各動画像（フレーム）を１／４に縮小する。縮小回路１は、例え ば、垂直方向について１ラインおきにデータを間引くと共に水平方向について１ 画素おきにデータを間引くことで１／４に縮小し、又は、垂直方向について２ラ インの平均を得て１ラインに変換すると共に水平方向について２画素の平均を得 て１画素に変換することで１／４に縮小する。このようにして縮小された図２（ Ｂ）に示す動画像は、画像合成回路２に与えられる。

【００１４】 画像合成回路２は、画像メモリを中心として構成されたものであり、縮小回路 １から与えられた連続する４枚の縮小画像から図２（Ｃ）に示す１枚の画像（フ レーム）を構成する。すなわち、４枚毎の縮小画像を合成処理して１枚の画像（ 合成画像）を構成する。

【００１５】 以上のように、縮小回路１及び画像合成回路２によって、３次元の画像データ を２次元の画像データに変換する３次元２次元変換回路が構成されている。

【００１６】 ４枚の縮小画像が合成されて得られた合成画像（データ）は、画像符号化器３ に与えられる。画像符号化器３は、フレーム内予測符号化、直交変換（例えば離 散コサイン変換）、量子化、可変長符号化を順次行なって合成画像を符号化する 。このような符号化データが、図示しない記録装置によってＣＤ−ＲＯＭ４に記 録される。なお、相前後する合成画像の対応画素は、入力された動画像から考え ると４フレームだけ異なるものであるので、相関が弱く、フレーム間予測符号化 には適さないものであり、そこで、上述したようにフレーム内予測符号化を適用 することとしている。

【００１７】 なお、フレーム内予測符号化を行なう場合、合成画像を縦横のブロックに区分 してブロック毎に処理するのであるが、このブロックの大きさを複数の縮小画像 に股がるブロックが生じないように選定しており、また、ブロックの処理順序も 同一の縮小画像に係るものが連続するようにしている。

【００１８】 図３は、１枚の合成画像についてのＣＤ−ＲＯＭ４への記録フォーマットを示 すものである。図３に示すように、ヘッダ１０と、第１の縮小画像の符号化デー タ１１と、第２の縮小画像の符号化データ１２と、第３の縮小画像の符号化デー タ１３と、第４の縮小画像の符号化データ１４とからなる。ヘッダ１０には、合 成画像の識別番号と、各縮小画像の識別番号（従って入力された動画像の識別番 号）と、各縮小画像のデータ量に係る情報（例えば先頭アドレス及びデータ量） 等が挿入されている。

【００１９】 図示しないＣＤ−ＲＯＭ再生装置によってＣＤ−ＲＯＭ４から再生された符号 化されている合成画像は、一旦バッファメモリ５に格納される。画像復号化器６ は、バッファメモリ５に格納された符号化されている合成画像を復号処理し、当 初の合成画像を復元して表示用画像メモリ７に与える。当然に、画像復号化器６ は、画像符号化器３の逆処理構成となっている。すなわち、可変長復号化、逆量 子化、逆直交変換及び予測合成の順に処理する構成となっている。

【００２０】 表示制御部８は、表示用画像メモリ７から画像データを読出しては図示しない ディスプレイに与えて表示させる。図４は、表示制御部８の処理の説明図である 。表示制御部８は、図４（Ａ）に示すように、第１の縮小画像、第２の縮小画像 、第３の縮小画像及び第４の縮小画像の順に表示用画像メモリ７からの読出しを 行なうものである。また、この際には、図４（Ｂ）に示すように縮小画像の拡大 を行なって図示しないディスプレイに与えるようになされている。かかる拡大は 、例えば、水平方向及び垂直方向に補間処理を行なうことで実行している。すな わち、水平方向には、同一画素を２回読出しては次の画素の読出しに進み、垂直 方向には、同一ラインを２回読出しては次のラインの読出しに進むようになされ ている。

【００２１】 従って、表示用画像メモリ７と表示制御部８とによって、２次元の画像を３次 元の画像に変換する２次元３次元変換回路が構成されている。

【００２２】 上述の実施例によれば、４枚の動画像を１枚の合成画像に変換して符号化を行 なっているので、当初の動画像からみると非常に圧縮率が高いものとなる。その ため、多くの画像情報をＣＤ−ＲＯＭ４に記録することができる。

【００２３】 また、ＣＤ−ＲＯＭ４から１枚の合成画像データの読出しを行なうことで４枚 の動画像の表示を行なうことができ、ＣＤ−ＲＯＭ４のアクセスタイムを問題と することなく多くの動画像を表示できて滑らかな動画を実現することができる。 逆に、従来と同程度の枚数の表示で良い場合には、ＣＤ−ＲＯＭ４のアクセスや 符号化処理や復号化処理に大きな時間的余裕を持たせることができる。また、Ｃ Ｄ−ＲＯＭ４へのアクセス回数も従来より少なくて済む。

【００２４】 さらに、フレーム内予測符号化を採用しているので、再生系の構成を簡単なも のとすることができ、表示画像に空き領域（ブロック図歪み）が生じるようなこ とを防止できる。

【００２５】 なお、上述の実施例においては、記録媒体がＣＤ−ＲＯＭであるものを示した が、これに限定されるものではない。また、通信系に対しても本考案を適用する ことができる。

【００２６】 上述の実施例では、連続する４枚の画像を１枚の合成画像に変換するものを示 したが、複数枚の画像を１枚の合成画像に変換するものであっても良い。

【００２７】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、複数枚の動画像を縮小した後１枚の画像に合 成して符号化及び復号化を行なうようにしたので、１秒間に多くの画像を再生す ることができて滑らかな動画を実現できる、しかも、画像中にブロック歪が生じ ることがない圧縮効率の良い画像圧縮装置及び画像伸長装置を実現することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の全体構成を示すブロック図である。

【図２】３次元画像から２次元画像の変換の様子を示す
説明図である。

【図３】ＣＤ−ＲＯＭへの記録フォーマットを示す説明
図である。

【図４】２次元画像から３次元画像の変換の様子を示す
説明図である。

【符号の説明】

１…縮小回路、２…画像合成回路、３…画像符号化器、
４…ＣＤ−ＲＯＭ、６…画像復号化器、７…表示用画像
メモリ、８…表示制御部。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元の連続する複数枚の画像を縮小し
   て縦横に配列して１枚の画像に変換する３次元２次元変
   換手段と、 １枚に変換された画像を圧縮符号化する符号化手段とを
   備えたことを特徴とする画像圧縮装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像圧縮装置で圧縮さ
   れた圧縮画像を復号化する復号化手段と、 復号によって得られた１枚の画像を縦横に分離した後拡
   大して連続する複数枚の画像に変換する２次元３次元変
   換手段とを備えたことを特徴とする画像伸長装置。