JP2925055B2 - Image coding method - Google Patents

Image coding method

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JP2925055B2
JP2925055B2 JP23207393A JP23207393A JP2925055B2 JP 2925055 B2 JP2925055 B2 JP 2925055B2 JP 23207393 A JP23207393 A JP 23207393A JP 23207393 A JP23207393 A JP 23207393A JP 2925055 B2 JP2925055 B2 JP 2925055B2
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subband
sub
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calculation
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俊一 木村
裕 越
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、入力画像信号を符号化
する画像符号化装置に関し、特に、サブバンド分割を使
用した画像符号化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image encoding apparatus for encoding an input image signal, and more particularly to an image encoding apparatus using subband division.

【0002】[0002]

【従来の技術】入力画像信号を符号化するための画像符
号化装置としては種々の方式を採用したものが知られて
いるが、その中の一つとしてサブバンド分割を使用した
画像符号化装置がある。
2. Description of the Related Art As an image encoding apparatus for encoding an input image signal, those employing various systems are known. One of them is an image encoding apparatus using subband division. There is.

【0003】このサブバンド分割を使用した画像符号化
装置においては、入力画像信号を互いに異なる周波数帯
域を有する複数のサブバンド信号に分解し、各サブバン
ド毎に適切なビットを配分し、各サブバンド信号を原信
号のビット数よりも少ないビット数で表現することによ
って高い符号化効率を得るようにしている。
In an image coding apparatus using this sub-band division, an input image signal is decomposed into a plurality of sub-band signals having different frequency bands, and appropriate bits are allocated to each sub-band. A high coding efficiency is obtained by expressing the band signal with a smaller number of bits than the number of bits of the original signal.

【0004】このサブバンド分割を縦方向および横方向
の信号に行うことによって、あるいは、多段接続するこ
とによって、入力画像は2次元周波数帯域のサブバンド
に分割される。すなわち、画像の周波数は、図4(a)
のように2次元上で表すことができる。この2次元周波
数領域をたとえば、同図(b)に示すように複数の周波
数領域に分割する。分割された周波数領域の信号がサブ
バンド信号となる。
The input image is divided into sub-bands of a two-dimensional frequency band by performing the sub-band division on the signals in the vertical and horizontal directions or by connecting in multiple stages. That is, the frequency of the image is as shown in FIG.
Can be expressed in two dimensions as follows. This two-dimensional frequency domain is divided into a plurality of frequency domains, for example, as shown in FIG. The divided frequency domain signal becomes a subband signal.

【0005】このサブバンド信号を符号化するに際し
て、各サブバンド毎に適切なビットを配分し、量子化を
行うことによって高い符号化効率を得る方式(以下、従
来方式1と呼ぶ)が知られている(J.W.Wood
s,S.D.O’Neil,“Subband Cod
ing of Images”,IEEE tran
s.,Acoust.,Speech & Signa
l Process.,ASSP−34,No.5,O
ct.1986,pp.1278−1288)。
In encoding the sub-band signal, there is known a method of allocating appropriate bits to each sub-band and performing quantization to obtain high encoding efficiency (hereinafter, referred to as conventional method 1). (JW Wood
s, S. D. O'Neil, “Subband Cod
ing of Images ”, IEEE tran
s. , Acoustic. , Speech & Signa
l Process. , ASSP-34, No. 5, O
ct. 1986, pp. 1278-1288).

【0006】一般に、各サブバンド信号分布の確率密度
関数が同じであると仮定した場合、各サブバンド信号の
分散が大であるときには、そのサブバンドに配分するビ
ット数を多くし、小であるときには、そのサブバンドに
配分するビット数を少なくすることによって、平均歪を
最小とすることができる。
In general, assuming that the probability density function of each subband signal distribution is the same, if the variance of each subband signal is large, the number of bits allocated to that subband is increased and the number of bits allocated to the subband is small. Sometimes, the average distortion can be minimized by reducing the number of bits allocated to the subband.

【0007】上記した従来方式1では、各サブバンド信
号の前値差分信号の確率密度関数をラプラス分布と仮定
している。さらに、各サブバンド信号の差分信号の分散
を測り、以下の式によって、各サブバンドへのビット配
分を決定している。
In the above-mentioned conventional method 1, the probability density function of the previous difference signal of each subband signal is assumed to be a Laplace distribution. Further, the variance of the difference signal of each sub-band signal is measured, and the bit allocation to each sub-band is determined by the following equation.

【0008】[0008]

【数3】 ただし、Bi は各サブバンドiに割当てられるビット
数、σi は、サブバンドiの信号の分散の正の平方根、
ξは画質と総符号量を規定するパラメータである。
(Equation 3) Where B i is the number of bits allocated to each subband i, σ i is the positive square root of the variance of the signal of subband i,
ξ is a parameter that defines the image quality and the total code amount.

【0009】しかしながら、上記した従来方式1では、
以下に説明するような問題点が存在する。
[0009] However, in the above-mentioned conventional method 1,
There are problems as described below.

【0010】〔問題点1〕従来方式1では、全ての信号
に対し一つの確率密度関数を適用させるため、量子化の
際の不整合が発生し、常に最適な符号化が行われるとは
限らないという不都合がある。
[Problem 1] In the conventional method 1, since one probability density function is applied to all signals, a mismatch at the time of quantization occurs, and optimal coding is not always performed. There is a disadvantage that there is no.

【0011】一般に、全てのサブバンド信号は同じ分布
とはならない。ところが、従来方式1では、分散値のみ
を用いてビット配分をするため、必要なビットが配分さ
れない場合がある。
In general, not all subband signals have the same distribution. However, in the conventional method 1, since bits are allocated using only the variance value, necessary bits may not be allocated in some cases.

【0012】以下に同じ分散でも形状の違う分布の例を
示す。
An example of a distribution having the same variance but a different shape will be described below.

【0013】たとえば、図5(a),(b)に示すよう
に、同じ分散σ2 を持っているが形状の違う分布が存在
する。同図に示す信号分布の場合、分散値が同じであっ
ても、同図(b)の分布よりも、(a)の分布に多くビ
ットを割当てたほうが平均歪は小さくなる。
For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, there are distributions having the same variance σ 2 but different shapes. In the case of the signal distribution shown in the figure, even if the variance values are the same, the average distortion is smaller when more bits are allocated to the distribution (a) than in the distribution (b).

【0014】〔問題点2〕従来方式1では、先に述べた
各サブバンドiに割当てられるビット数Bi を求める式
(1)において、パラメータξを求める際に、ビット数
i が負にならないように、反復方式を利用している。
すなわち、ビットBi が負のときは、Bi=0として、
再度計算をやり直している。そして、全てのビットBi
が0以上の値になるまで反復を繰り返す。
[0014] In [Problem 2] conventional method 1, in the formula (1) for obtaining the number of bits B i assigned to each sub-band i mentioned above, when obtaining the parameters xi], the negative number of bits B i To avoid this, we use an iterative method.
That is, when the bit B i is negative, B i = 0 and
I am doing the calculations again. And all the bits Bi
Is repeated until is equal to or greater than 0.

【0015】このように、従来方式1では、ビット数B
i を求めるために、反復計算を行っているため、処理時
間を一定とすることができない。処理時間を一定とする
ことができないと、最悪の場合を見積もって処理時間を
考えなけばならないため、符号化処理時間が大きくなっ
てしまう。
As described above, in the conventional method 1, the number of bits B
Since iterative calculation is performed to obtain i , the processing time cannot be constant. If the processing time cannot be kept constant, the worst case must be estimated and the processing time must be considered, resulting in a longer encoding processing time.

【0016】上述した問題点1に対しては、分布形状を
考慮してビット配分を行う方式(以下、従来方式2と呼
ぶ)が提案されている(Y.Q.Zhang,S.Za
far,”Motion−Compensated W
avelet Transform Coding f
or Color Video Compressio
n”,Proc.SPIE VCIP’91,Vol.
1605,pp.301−316,Nov.,1991
参照)。
In order to solve the above problem 1, there has been proposed a method of performing bit allocation in consideration of a distribution shape (hereinafter, referred to as a conventional method 2) (YQ Zhang, S. Za).
far, "Motion-Compensated W
avelet Transform Coding f
or Color Video Compression
n ", Proc. SPIE VCIP'91, Vol.
1605, pp. 301-316, Nov. , 1991
reference).

【0017】この従来方式2では、In the conventional system 2,

【数4】 のξを求めることによりビット配分を行う。但し、αi
は各サブバンド信号分布の確率密度関数をpi (x)と
おいたとき、 αi =〔∫〔pi (x)〕1/3 dx〕3 ×22m ・・・ (3) で求められるパラメータである。また22mは、低域への
重み付けの係数である。ただし、mは各サブバンドに図
6のように与えられたパラメータである。パラメータm
は、そのサブバンドが縦、横にそれぞれ1/2mにサブ
サンプリングされたバンドであることを示す。
(Equation 4) The bit distribution is performed by obtaining ξ. Where α i
Is asked when the probability density function for each sub-band signal distribution put the p i (x), α i = [∫ [p i (x)] 1/3 dx] 3 × 2 2m ··· (3) Parameter. Further, 2 2m is a coefficient for weighting the low band. Here, m is a parameter given to each subband as shown in FIG. Parameter m
Indicates that the sub-band is a band that is sub-sampled vertically and horizontally by 1 / m each.

【0018】式(2)におけるパラメータαi は、感覚
的には分散に対応する数であるが、分布形状を考慮して
いることが分散との違いとなる。
The parameter α i in the equation (2) is a number corresponding to the variance sensuously, but the difference from the variance is that the distribution shape is taken into consideration.

【0019】このように従来方式2では、式(3)を用
いてビット配分をすることにより、各サブバンド信号分
布の確率密度関数に応じたビット配分が可能になる。
As described above, in the conventional system 2, by allocating bits using the equation (3), it becomes possible to allocate bits according to the probability density function of each subband signal distribution.

【0020】しかしながら、この従来方式2において
も、従来方式1における問題点2、すなわち、反復計算
を必要とし処理量が多くなるという問題点は依然残って
いる。
However, the conventional method 2 still has a problem 2 in the conventional method 1, that is, a problem of requiring an iterative calculation and increasing the processing amount.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、反復
計算の回数を減らして少ない処理量でサブバンド信号分
布に応じたビット配分を行えるようにすることを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to reduce the number of repetitive calculations so that bit allocation according to the subband signal distribution can be performed with a small amount of processing.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明は、入力画像信号
を互いに異なる周波数帯域を有する複数のサブバンド信
号に分割するサブバンド分割工程と、前記サブバンド分
割工程から得られる複数のサブバンド信号に応じて量子
化の際の割当ビット数を決定するビット割当工程と、前
記サブバンド分割工程からの各サブバンド信号を前記ビ
ット割当工程により決定された割当ビット数に応じて量
子化する量子化工程とからなる画像符号化方法であっ
て、前記ビット割当工程において、下記の計算により各
サブバンドiに割り当てられるビット数Biが決定され
るものであり、
According to the present invention, there is provided a subband dividing step of dividing an input image signal into a plurality of subband signals having mutually different frequency bands, and a plurality of subband signals obtained from the subband dividing step. A bit allocation step of determining the number of bits to be allocated at the time of quantization in accordance with the following equation; and a quantization step of quantizing each subband signal from the subband division step according to the number of allocated bits determined by the bit allocation step. And wherein the number of bits Bi assigned to each subband i is determined by the following calculation in the bit assignment step:

【数5】 但し、:ai=〔∫〔pi(x)〕1/3dx〕3×22mi(x):各サブバンド信号分布の確率密度関数 22m:低域への重み付けの係数 ξ:画質と総符号量を規定するパラメータ 前記パラメータξを求める際に、総ビット数をB、各サ
ブバンド信号iの個数をniとし、前記aiをソートして
大きな方から並べてAjとすると共に、aiの並べ替えに
対応してniを並べてnjとし、kの値を順に大きくしな
がら下式の計算を繰り返し行い、
(Equation 5) Where: a i = [∫ [p i (x)] 1/3 dx] 3 × 22 m p i (x): probability density function of each subband signal distribution 2 2m : coefficient for weighting low band : when obtaining the parameter the parameter ξ defining the picture quality and the total amount of codes, the total number of bits B, and the number of each sub-band signals i and n i, and a j are arranged from the larger to sort the a i At the same time, ni is arranged to correspond to the rearrangement of a i to be n j, and the calculation of the following expression is repeated while increasing the value of k in order,

【数6】 d(k)>Ajとなった時点で計算を停止し、この時点
で ξ=d(k−1) から前記パラメータξを求めることを特徴とする。
(Equation 6) The calculation is stopped when d (k)> A j, and the parameter ξ is obtained from ξ = d (k−1) at this time.

【0023】[0023]

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明するまず本発明の基本的な
考えかたについて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The features of the present invention will be specifically described based on embodiments with reference to the drawings. First, the basic concept of the present invention will be described.

【0024】本発明においては、ビット配分の際に分布
形状を考慮して前記した式(2)、すなわち、
In the present invention, the above equation (2), that is, considering the distribution shape at the time of bit allocation, ie,

【数7】 によるビット配分を行う。(Equation 7) Is performed.

【0025】その際、パラメータαi を求めるためには
数値積分を行う必要があるため計算量が非常に多くなる
という問題点を解決するために、予め、入力信号から求
められる特徴量、たとえば、標準偏差や絶対値平均と、
パラメータαi との関係を求めたルックアップテーブル
を用意しておき、このルックアップテーブルを用いるこ
とにより、処理量の多い数値計算を用いずにαi を求め
ることができる。
At this time, in order to solve the problem that the amount of calculation is extremely large because it is necessary to perform numerical integration in order to obtain the parameter α i , a feature amount previously obtained from an input signal, for example, Standard deviation and absolute mean,
By preparing a look-up table for obtaining the relationship with the parameter α i and using this look-up table, α i can be obtained without using a numerical calculation with a large processing amount.

【0026】ここでは各サブバンド信号分布の確率密度
関数として、一般化ガウス分布Ga, b (x)を適用す
る。一般化ガウス分布Ga.b (x)は、
Here, a generalized Gaussian distribution G a, b (x) is applied as a probability density function of each subband signal distribution. The generalized Gaussian distribution G ab (x) is

【数8】 但し、(Equation 8) However,

【数9】 但し、Γ( )はガンマ関数である。(Equation 9) Here, Γ () is a gamma function.

【0027】この一般化ガウス分布では、パラメータa
とbを求めることで、Ga,b (x)を確定することがで
きる。
In this generalized Gaussian distribution, the parameter a
And b, G a, b (x) can be determined.

【0028】このような汎用の分布関数を用いること
で、パラメータを2個のみ求めることにより簡単に確率
密度関数を特定できる。
By using such a general-purpose distribution function, a probability density function can be easily specified by obtaining only two parameters.

【0029】この2つのパラメータa,bを求めるため
には、サブバンド信号の何らかの独立な2つの特徴量
(たとえば、サブバンド信号の標準偏差と、絶対値の平
均)と、パラメータの関係を求めておけばよい。
In order to obtain the two parameters a and b, the relationship between some independent two characteristic amounts of the subband signal (for example, the standard deviation of the subband signal and the average of the absolute value) and the parameter is obtained. It should be left.

【0030】また、一般化ガウス分布の2つのパラメー
タa,bと、式(3)のパラメータαi との関係を求め
ておけば、最終的にパラメータαi を求めることができ
る。
If the relationship between the two parameters a and b of the generalized Gaussian distribution and the parameter α i in equation (3) is obtained, the parameter α i can be finally obtained.

【0031】ところが、結局求めたいのはαi であるの
で、一般化ガウス分布のパラメータは求める必要はな
い。すなわち、直接サブバンド信号の特徴量からパラメ
ータαi を求める関係式を求めればよい。
However, since it is necessary to find α i after all, it is not necessary to find the parameters of the generalized Gaussian distribution. That is, a relational expression for directly obtaining the parameter α i from the feature amount of the subband signal may be obtained.

【0032】よって、ここでは、サブバンド信号の何ら
かの独立な2つの特徴量と、αi との関係を記述するル
ックアップテーブルを求める。2つの特徴量として、た
とえば、サブバンド信号の標準偏差と、絶対値の平均を
採用することが考えられる。
Therefore, here, a look-up table that describes the relationship between some independent two feature values of the subband signal and α i is obtained. As the two feature values, for example, it is conceivable to employ a standard deviation of a subband signal and an average of absolute values.

【0033】ところで、一般化ガウス分布のパラメータ
bは標準偏差であるので、すぐに求められる。したがっ
て、以下の計算においては、全ての信号を標準偏差で割
って正規化した状態で考えれば良い。すなわちb=1.
0として、最終的にbを掛ければよい。
Since the parameter b of the generalized Gaussian distribution is a standard deviation, it can be obtained immediately. Therefore, in the following calculation, it is sufficient to consider all signals in a state of being divided by the standard deviation and normalized. That is, b = 1.
It is sufficient to finally multiply b by setting it to 0.

【0034】結局、サブバンド信号の絶対値平均を、式
(3)のαi を正規化したものに変換するルックアップ
テーブルを以下の手順にしたがって作ればよい。
After all, a look-up table for converting the average of the absolute values of the sub-band signals into a normalized value of α i in equation (3) may be created according to the following procedure.

【0035】まず、βを β=[∫[Ga,1.0 (x)]1/3 dx]3 と定義する。このβは、式(3)のパラメータαi の重
み付け係数を取り除いて正規化したものである。また、 X=∫|x|×Ga,1.0 (x)dx とする。このXは、正規化した一般化ガウス分布の絶対
値の平均である。
First, β is defined as β = [∫ [G a, 1.0 (x)] 1/3 dx] 3 . This β is normalized by removing the weighting coefficient of the parameter α i in equation (3). Further, it is assumed that X = ∫ | x | × G a, 1.0 (x) dx. X is the average of the absolute values of the normalized generalized Gaussian distribution.

【0036】パラメータaを変化させてXとβをプロッ
トすることにより、たとえば、図1のグラフのような関
係が求められる。次に、図5に示されるように、図4の
グラフの代表点(×印で示す)をとる。さらに、表1に
見られるようなルックアップテーブルを作成する。
By plotting X and β while changing the parameter a, for example, a relationship as shown in the graph of FIG. 1 is obtained. Next, as shown in FIG. 5, representative points (indicated by crosses) in the graph of FIG. 4 are taken. Further, a look-up table as shown in Table 1 is created.

【0037】[0037]

【表1】 このルックアップテーブルは、信号の絶対値の平均を標
準偏差で正規化したものXと、αi の重み付けを取り除
いて正規化したものβの関係を記述するものである。
[Table 1] This look-up table describes the relationship between X, which is the average of the absolute values of the signals normalized by the standard deviation, and β, which is obtained by removing the weighting of α i and normalizing it.

【0038】このルックアップテーブルを用いて次のよ
うにしてパラメータαi を求める。
Using this look-up table, the parameter α i is obtained as follows.

【0039】まず、入力信号の標準偏差σと絶対値平均
Yを求める。次に、Y/σを表1のルックアップテーブ
ルと比較して、当てはまるβを求める。Y/σがXの代
表値ではない場合は、外挿内挿の補間処理によりβを求
める。さらに、以下の式により、βに標準偏差を掛け、
重み付けすることによってαi を求めることができる。
First, the standard deviation σ and the average absolute value Y of the input signal are obtained. Next, Y / σ is compared with the look-up table in Table 1 to find the applicable β. If Y / σ is not a representative value of X, β is obtained by an interpolation process of extrapolation. Further, according to the following equation, multiply β by a standard deviation,
Α i can be obtained by weighting.

【0040】αi =β・σ2 ×22m 本発明においては、上述したように式(2)Α i = β · σ 2 × 2 2m In the present invention, the equation (2) is used as described above.

【数10】 において、画質と総符号量を規定するパラメータξを求
めることによりビット配分を行う。但し、式(2)は、
i ≧ξのときのみ値を持ち、それ以外のときはBi
0とする。
(Equation 10) In, bit allocation is performed by obtaining a parameter ξ that defines the image quality and the total code amount. However, equation (2) is
has a value only when a i ≧ ξ, otherwise B i =
Set to 0.

【0041】いま、要求される総ビット数をB、信号i
の個数 をni、総クラス数すなわちiの最大値をNと
する。式(2)から、総ビット数Bは、
Now, assume that the total number of bits required is B and the signal i
, And the maximum value of the total number of classes, i.e., i, is N. From equation (2), the total number of bits B is

【数11】 である。式(2)のBiを式(4)のBiに代入する
[Equation 11] Der Ru. Substituting Bi in equation (2) into Bi in equation (4)
And

【数12】 となる。これを変形すると、(Equation 12) Becomes If you transform this,

【数13】 となる。(Equation 13) Becomes

【0042】ここで、式(2)は、ai ≧ξのときのみ
値を持ち、それ以外のときはBi =0となる式である。
式(2)をそのまま計算すると、ai <ξとなるξが解
となることがある。これを避けるために、以下の方式を
採用する。
Here, equation (2) is an equation that has a value only when a i ≧ ξ, and B i = 0 otherwise.
If equation (2) is calculated as it is, ξ such that a i <ξ may be a solution. To avoid this, the following method is adopted.

【0043】ai <ξとなる場合、式(2)のBi =0
とするということは、ai <ξとなるBi は元々0であ
るので、計算する必要がないということである。すなわ
ち、ai の大きい方から計算していけば、何処かでai
<ξとなる点が発見できる。それ以降は、Bi =0とす
ればよいので計算の必要がない。
If a i <ξ, B i = 0 in equation (2)
This means that B i that satisfies a i <ξ does not need to be calculated because it is originally 0. In other words, if we calculated from the larger of a i, somewhere in a i
<Ξ can be found. Thereafter, it is sufficient to set B i = 0, so that there is no need for calculation.

【0044】そこで本発明においては、ξを求める際に
は、ai をソートして計算する。
Therefore, in the present invention, when obtaining ξ, ai is sorted and calculated.

【0045】いま、aiをソートして大きい順に並べた
ものをAjとする。
It is assumed that A i is sorted and arranged in descending order of A i .

【0046】[0046]

【数14】 とする。この式でk=Nとしたものは、式(6)と同じ
ものである。
[Equation 14] And The equation where k = N in this equation is the same as the equation (6).

【0047】求めたいξは、d(k)の中の何れかの数
となる(但し、k=1,2,・・・,N)。式(7)で
順にkを大きくしていくと何処かでAj<d(k)とな
る点が存在する。Aj<d(k)となった時点では、既
にai<ξとなる場合を加えていることになるので、こ
の場合は除く必要がある。すなわち、一つ前で計算した
ものが解となるので、ξ=d(k−1)とする。なお、
k=NとなるまでAj<d(k)とならない場合もある
が、この場合はξ=d(N)が解となる。
The ξ to be obtained is any of d (k) (where k = 1, 2,..., N). If k is increased sequentially in equation (7), there is a point where A j <d (k) somewhere. At the time when A j <d (k), a case where a i <ξ has already been added, so this case needs to be removed. That is, since the solution calculated immediately before is a solution, ξ = d (k−1). In addition,
A j <d (k) may not be satisfied until k = N, but in this case, ξ = d (N) is the solution.

【0048】上述したai のソート処理は、ハードウェ
アで構成されたソート回路或いはソフトウェア処理で実
現することができる。本発明においてはこのソート処理
を行うことにより、従来必要とされていた反復処理が不
要になる。
The sort processing of ai described above can be realized by a sort circuit constituted by hardware or software processing. In the present invention, by performing this sort processing, the conventionally required repetition processing becomes unnecessary.

【0049】ここで、従来例と本発明における計算量及
び計算時間を比較する。
Here, the amount of calculation and the calculation time in the conventional example and the present invention will be compared.

【0050】いま、サブバンドあるいはクラスの個数が
Nであるとする。従来例では、まず、
It is assumed that the number of subbands or classes is N. In the conventional example, first,

【数15】 の計算を行う。その結果Bi <0となったサブバンド
(あるいはクラス)が存在した場合、そのビット配分で
あるBi =0として、αi を除いて再度式(8)の計算
を行う。これを全てのBi ≧0となるまで行う。よっ
て、式(8)の計算を一回以上する必要がある。
(Equation 15) Is calculated. If there is a sub-band (or class) where B i <0 as a result, the calculation of equation (8) is performed again, excluding α i , assuming that the bit allocation is B i = 0. This is performed until all B i ≧ 0. Therefore, it is necessary to perform the calculation of Expression (8) once or more.

【0051】それに対して、式(7)の計算は、kがN
となるまで行ったとしても、式(8)の計算と同等の計
算量である。
On the other hand, the calculation of equation (7) shows that k is N
Even if the calculation is performed up to, the calculation amount is equivalent to the calculation of Expression (8).

【0052】いま、式(8)の計算量をP、ソート回路
の計算量をQ、式(9)の計算時間をp、ソート回路の
計算時間をqとすると、従来例の計算量はmP(但し、
mは1以上の整数)となるのに対して、本方式の計算量
は(P−δ)+Q(但し、δは0以上P未満の数)とな
る。また、従来例の計算時間がmp(但し、mは1以上
の整数)となるのに対して本方式の計算時間は(p−
δ)+q(δは0以上p未満の数)となる。
Now, assuming that the calculation amount of equation (8) is P, the calculation amount of the sorting circuit is Q, the calculation time of equation (9) is p, and the calculation time of the sorting circuit is q, the calculation amount of the conventional example is mP (However,
While m is an integer of 1 or more, the calculation amount of this method is (P−δ) + Q (where δ is a number from 0 to less than P). Further, while the calculation time of the conventional example is mp (where m is an integer of 1 or more), the calculation time of this method is (p−
δ) + q (δ is a number from 0 to less than p).

【0053】従来方式ではmが予め確定していないた
め、計算量、及び計算時間を一定とすることができな
い。これに対して本方式ではソート回路を用いることに
より計算量及び計算時間を一定値以下にすることができ
る。特に、サブバンド(あるいはクラス)数が小さい場
合は、ソートの負荷が少なくなるため、特に有効とな
る。
In the conventional method, since m is not determined in advance, the calculation amount and the calculation time cannot be constant. On the other hand, in this method, the amount of calculation and the calculation time can be reduced to a certain value or less by using a sort circuit. In particular, when the number of subbands (or classes) is small, the sorting load is reduced, which is particularly effective.

【0054】図3は、本発明が適用される画像符号化装
置の実施例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of an image coding apparatus to which the present invention is applied.

【0055】図において、1は、入力画像信号を互いに
異なる周波数帯域を有する複数のサブバンド信号に分割
するサブバンド分割部、2は、サブバンド分割部1から
得られる複数のサブバンド信号に応じて量子化の際の割
当ビット数を決定するビット割当部、3は、サブバンド
分割部1により分割されたサブバンド信号をビット割当
部2により決定されたビット数により量子化して量子化
インデクスを出力する量子化部である。
Referring to FIG. 1, reference numeral 1 denotes a sub-band division unit for dividing an input image signal into a plurality of sub-band signals having mutually different frequency bands, and 2 denotes a sub-band signal obtained from the sub-band division unit 1. The bit allocation unit 3 that determines the number of bits to be allocated at the time of quantization, quantizes the sub-band signal divided by the sub-band division unit 1 with the number of bits determined by the bit allocation unit 2, and generates a quantization index. This is a quantization unit for outputting.

【0056】上記ビット割当部2は、統計量検出部2a
と、ルックアップテーブル2bと、演算部2cと、演算
部2dを備えている。統計量検出部2aは、信号の標準
偏差σと絶対値平均Yを求めるものである。ルックアッ
プテーブル2bは、表1に示すように、信号の絶対値の
平均を標準偏差で正規化したものXと、パラメータαi
の重み付けを取り除いて正規化したものβの関係を記述
したものである。また、演算部2cはパラメータαi
求める演算を行うものであり、演算部2dは割当ビット
数Bi を求める演算を行うものである。
The bit allocation unit 2 includes a statistic detection unit 2a
, A lookup table 2b, a calculation unit 2c, and a calculation unit 2d. The statistic detection unit 2a calculates a standard deviation σ and an average absolute value Y of the signal. As shown in Table 1, the look-up table 2b is obtained by normalizing the average of the absolute values of the signals by the standard deviation X and the parameter α i
The relationship of β obtained by removing the weights and normalizing the weights is described. The operation unit 2c performs an operation for obtaining the parameter α i , and the operation unit 2d performs an operation for obtaining the assigned bit number B i .

【0057】以下、上述した図1に示す画像符号化装置
の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the image encoding apparatus shown in FIG. 1 will be described.

【0058】入力画像信号は、サブバンド分割部1によ
り複数のサブバンド信号に分割される。サブバンド分割
部1からの各サブバンド信号は、ビット割当部2の統計
量検出部2aに供給され、信号の標準偏差σと絶対値平
均Yが求められる。次に、Y/σが表1のルックアップ
テーブルと比較され、当てはまるβが求められる。さら
に、演算部2cにおいて、以下の式の計算が行われ、パ
ラメータαi が求められる。
The input image signal is divided into a plurality of sub-band signals by the sub-band dividing section 1. Each sub-band signal from the sub-band division unit 1 is supplied to a statistic detection unit 2a of the bit allocation unit 2, and a standard deviation σ and an average absolute value Y of the signal are obtained. Next, Y / σ is compared with the look-up table in Table 1 to find the applicable β. Further, the following equation is calculated in the calculation unit 2c, and the parameter α i is obtained.

【0059】αi =β・σ2 ×22m そして、演算部2dにおいて、以下の式の計算が行わ
れ、配分ビット数Bi が求められる。
Α i = β · σ 2 × 2 2m Then, the following equation is calculated in the arithmetic unit 2d, and the number of allocated bits B i is obtained.

【0060】[0060]

【数16】 このようにして求められたビット数に基づいて、量子化
部3において、各サブバンド毎に量子化が行われる。
(Equation 16) Based on the number of bits thus obtained, the quantization unit 3 performs quantization for each subband.

【0061】以上では式(3)によって求められるαi
をもととしてビット割当を行なっているが、αi の代わ
りにサブバンド信号の分数を用いてもかまわない。
In the above, α i obtained by equation (3)
, But the fraction of the subband signal may be used instead of α i .

【0062】[0062]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明において
は、予めαi をソートした後にビット数が0以上となる
範囲でξを求める計算を行うようにしたので、無駄な計
算をすることがなくなり計算時間を短縮することができ
る。
As described above, according to the present invention, since α i is sorted in advance and 求 め る is calculated in a range where the number of bits is 0 or more, useless calculation is performed. And the calculation time can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 X=∫|x|×Ga,1.0 (x)dxで定義さ
れるXとβ=〔∫〔Ga,1.0 (x)〕1/3 dx〕3 で定
義されるβの関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph of X defined by X = ∫ | x | × G a, 1.0 (x) dx and β = β defined by [∫ [G a, 1.0 (x)] 1/3 dx] 3 It is a graph which shows a relationship.

【図2】 ルックアップテーブルの作成手順を示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a procedure for creating a lookup table.

【図3】 本発明が適用される画像符号化装置の実施例
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an embodiment of an image encoding device to which the present invention is applied.

【図4】 サブバンド分割を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing subband division.

【図5】 同じ分散で分布形状が異なる例を示す説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example in which the distribution is different with the same variance.

【図6】 各サブバンドに与えられたパラメータを示す
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing parameters given to each subband.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…サブバンド分割部、2…ビット割当部、2a…統計
量検出部、2b…ルックアップテーブル、2c…αi
算部、2d…Bi 演算部、3…量子化部
1 ... subband splitting unit, 2 ... bit allocation unit, 2a ... statistic detector, 2b ... lookup table, 2c ... alpha i arithmetic unit, 2d ... B i arithmetic unit, 3 ... quantizer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 1/41 - 1/419 H04N 7/24 - 7/68 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H04N 1/41-1/419 H04N 7/24-7/68

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力画像信号を互いに異なる周波数帯域を
有する複数のサブバンド信号に分割するサブバンド分割
工程と、前記サブバンド分割工程から得られる複数のサ
ブバンド信号に応じて量子化の際の割当ビット数を決定
するビット割当工程と、前記サブバンド分割工程からの
各サブバンド信号を前記ビット割当工程により決定され
た割当ビット数に応じて量子化する量子化工程とからな
る画像符号化方法であって、前記ビット割当工程におい
て、 下記の計算により各サブバンドiに割り当てられるビッ
ト数Biが決定されるものであり、 【数1】 但し、:ai=〔∫〔pi(x)〕1/3dx〕3×22mi(x):各サブバンド信号分布の確率密度関数 22m:低域への重み付けの係数 ξ:画質と総符号量を規定するパラメータ 前記パラメータξを求める際に、総ビット数をB、各サ
ブバンド信号iの個数をniとし、前記aiをソートして
大きな方から並べて j とすると共に、a i の並べ替えに
対応してn i を並べてn j し、kの値を順に大きくしな
がら下式の計算を繰り返し行い、 【数2】 d(k)>Ajとなった時点で計算を停止し、この時点
で ξ=d(k−1) から前記パラメータξを求めることを特徴とする画像符
号化方法
1. A sub-band division unit for dividing an input image signal into a plurality of sub-band signals having mutually different frequency bands.
A step, the bit allocation step of determining the number of allocated bits at the time of quantization in accordance with a plurality of sub-band signals obtained from the subband dividing step, the bit allocation to each subband signal from the subband dividing step an image encoding method comprising the quantization step of quantizing in accordance with the number of allocated bits determined by the process, the bit allocation step smell
The number of bits B i allocated to each subband i is determined by the following calculation. Where: a i = [∫ [p i (x)] 1/3 dx] 3 × 22 m p i (x): probability density function of each subband signal distribution 2 2m : coefficient for weighting low band : when obtaining the parameter the parameter ξ defining the picture quality and the total amount of codes, the total number of bits B, and the number of each sub-band signals i and n i, and a j are arranged from the larger to sort the a i And to sort ai
Correspondingly, n i is arranged to be n j, and the calculation of the following equation is repeated while increasing the value of k in order. d (k)> Stop calculated at time point when A j, image marks, characterized in that determining the parameters xi] from at this point ξ = d (k-1)
Encoding method .
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