JPH0198379A - Orthogonal transform coding device - Google Patents

Orthogonal transform coding device

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Publication number
JPH0198379A
JPH0198379A JP62255422A JP25542287A JPH0198379A JP H0198379 A JPH0198379 A JP H0198379A JP 62255422 A JP62255422 A JP 62255422A JP 25542287 A JP25542287 A JP 25542287A JP H0198379 A JPH0198379 A JP H0198379A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
block
data
basic block
blocks
orthogonal transform
Prior art date
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Pending
Application number
JP62255422A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norio Aoki
青木 則夫
Hirotoshi Uehara
上原 宏敏
Mika Fukuda
美香 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0198379A publication Critical patent/JPH0198379A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the quantity of arithmetic operation in the orthogonal transformation while keeping the picture quality by processing a picture as a block and decreasing the picture element number of each block depending on the characteristic quantity. CONSTITUTION:An original picture data 1 is split into blocks by a basic block read section 2 and a picture data in the basic block is subjected to a differential data with a predicted value at every picture element at a differential picture generating section 3. The basic block is classified into degenerated block depending on the distribution of the differential data at a degeneration block classification section 4 and subjected to 2-dimensional discrete sign transformation by orthogonal transform sections 51-53. The transform coefficient obtained from the orthogonal transform sections 51-53 is quantized by a quantization section and outputted through a data selection section 7.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は画像データを変換して符号化する装置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for converting and encoding image data.

従来の技術 □  画像データの符号化に関して、直交変換符号化は
画像データの冗長性を大幅に除去でき、能率の高い符号
化方式であることが知られている。
Prior Art □ Regarding the encoding of image data, orthogonal transform encoding is known to be a highly efficient encoding method that can largely remove redundancy in image data.

しかしながら、符号化に要する演算量が膨大であり、そ
の処理時間が問題となっていた。
However, the amount of calculation required for encoding is enormous, and the processing time has been a problem.

これまで、直交変換を行なうための演算量を減らす種々
の高速アルゴリズムが考案されており、例えば、離散コ
サイン変換には、 ウェレ  シクン  匈/ When−11siung Chen他が提案した高速
算法があるト5しz ? p ? 97’L−d l 
 コt、zzlr/vf/ス1Transsact+o
ns on Commun+cations、 vol
、cOM−25、No、9.September  1
977)  。
Up to now, various high-speed algorithms have been devised to reduce the amount of calculations required to perform orthogonal transform. For example, for discrete cosine transform, there is a high-speed algorithm proposed by Chen et al. Z? p? 97'L-d l
Kot, zzlr/vf/su1 Transsact+o
ns on Commun+cations, vol.
, cOM-25, No. 9. September 1
977).

しかし、上記した高速アルゴリズムを用いても所要演算
量は依然として大きく、符号化に要する時間は実用的に
見て決して速いものではない。
However, even if the above-mentioned high-speed algorithm is used, the amount of calculation required is still large, and the time required for encoding is by no means fast from a practical point of view.

また、高速アルゴリズムを用いて更に高速化を目指した
ものに、例えば特開昭61−294585号公報がある
が、これは変換係数の分布に注目して、係数のうち高周
波成分には小さい値が集中するためこれらを”0”で近
似し、予め定めた係数については計算を省略しようとす
るものである。しかし、演算量を減らすことは可能であ
るが、どのような画像に対しても変換係数の量子化ビッ
ト配分を固定として扱うため、画質の点で悪くなるとい
う問題がある。
In addition, there is, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 61-294585, which aims to further increase speed using a high-speed algorithm. In order to concentrate, these are approximated by "0", and calculations for predetermined coefficients are omitted. However, although it is possible to reduce the amount of calculation, there is a problem in that the quantization bit allocation of the transform coefficients is treated as fixed for any image, resulting in poor image quality.

発明が解決しようとする問題点 上記したように処理の高速化に関しては、従来は高速ア
ルゴリズムを適用しただけの装置が殆どであり、処理の
高速化が要求される中でそれ以上の高速化は図られてい
ない。
Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, with regard to speeding up processing, most devices in the past have only applied high-speed algorithms, and with the demand for faster processing, further speeding up has not been possible. Not planned.

また、変換係数に注目して演算量の削減を狙った上記従
来例では、係数量子化のビット配分を固定としているた
め、例えば、輝度変化の激しい(画素値の分散が大きい
)ブロックと、そうでないブロックとのビット配分を変
えて画質の維持や処理の高速化を図るなどの対応が行わ
れていないという問題点があった。
In addition, in the above conventional example, which aims to reduce the amount of calculation by focusing on transform coefficients, the bit allocation for coefficient quantization is fixed. There was a problem in that no measures were taken to maintain image quality or speed up processing by changing the bit allocation with blocks that are not compatible.

ところで、直交変換符号化においては、通常画像データ
を複数のブロックに分割し、各ブロック毎に直交変換符
号化処理を行う。この分割ブロックのサイズ(画素数)
は通常、復号画像の画質と符号・復号処理に要する時間
(演算量)およびハードウェア規模の兼ね合いによって
決定される。一般的には、ブロックサイズを大きくする
ほど復号画像の画質は良好であり、画質の維持のために
は大きなブロックで処理することが望ましいとされてい
る。一方、変換処理時間(演算量)は小さなブロックサ
イズに分割した方が少なくてすむことが知られている。
By the way, in orthogonal transform encoding, image data is usually divided into a plurality of blocks, and orthogonal transform encoding processing is performed for each block. Size of this divided block (number of pixels)
is usually determined by the balance between the quality of the decoded image, the time (amount of calculation) required for encoding/decoding processing, and the scale of the hardware. Generally, the larger the block size, the better the quality of the decoded image, and it is considered desirable to process with large blocks in order to maintain the image quality. On the other hand, it is known that the conversion processing time (amount of calculation) can be reduced by dividing into smaller block sizes.

ちなみに、変換ブロックサイズと演算量(処理時間)と
の関係については、離散コサイン変換の場合、8X8サ
イズのブロック分割で全画像を変換するのに要する時間
は、16X16サイズのブロック分割での処理時間に比
べ、約178になルトノ報告もあル(VSP−161U
SPIR8MANUAL ZORAN社)。また、小さ
なブロックサイズの時の方がハードウェア規模も当然小
さくて済む。
By the way, regarding the relationship between the transformation block size and the amount of calculation (processing time), in the case of discrete cosine transformation, the time required to transform the entire image with 8x8 block division is equal to the processing time with 16x16 size block division. Compared to this, there is also a report on about 178 (VSP-161U)
SPIR8MANUAL ZORAN). Furthermore, when the block size is small, the hardware scale is naturally smaller.

本発明はかかる点に鑑み、処理の高速化の要求に対し、
以上のような観点から上記問題点を改善する符号化装置
を提供することを目的とする。
In view of this point, the present invention addresses the demand for faster processing.
It is an object of the present invention to provide an encoding device that improves the above-mentioned problems from the above-mentioned viewpoints.

問題点を解決するための手段 本発明は、入力画像をn1×n2画素のブロック(以下
基本ブロックという)に分割する手段と、前記基本ブロ
ック内の画像データを予測値との差分データに変換する
手段と、差分データに変換された前記基本ブロックを基
本ブロックサイズを含むm1×m2(ml≦n1.m2
≦n2)サイズに縮退させる(以下縮退ブロックという
)手段とを有し、前記基本ブロックの縮退手段を複数組
具備して、基本ブロック内の差分画像データの特徴量に
よって前記複数組の縮退ブロックの中から一つを選択す
る手段と、前記縮退ブロックの選択情報を管理する手段
とを備えて、前記選択される縮退ブロックのデータを直
交変換符号化するものである。
Means for Solving the Problems The present invention provides means for dividing an input image into blocks of n1×n2 pixels (hereinafter referred to as basic blocks), and converting image data in the basic blocks into difference data with predicted values. and convert the basic block into differential data into m1×m2 (ml≦n1.m2) including the basic block size.
≦n2) means for reducing the size (hereinafter referred to as a reduced block), and a plurality of sets of the basic block reduction means are provided, and the plurality of sets of reduced block size are The present invention includes means for selecting one of the reduced blocks, and means for managing selection information of the reduced blocks, and performs orthogonal transform encoding on data of the selected reduced blocks.

作用 本発明は前記した構成により、分割した基本ブロック毎
に差分画像データの特徴量により縮退ブロックを選択し
、符号化の対象となるデータ数を適応的に変える(少な
くする)ことで、画質を大きく損なわず符号化処理を高
速に行なうことができる。
Effects The present invention improves image quality by selecting a degenerate block based on the feature amount of differential image data for each divided basic block and adaptively changing (reducing) the number of data to be encoded. Encoding processing can be performed at high speed without significant loss.

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
EXAMPLES Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例における直交変換符号化装
置の概略ブロック図を示したものである。直交変換とし
ては、離散サイン変換を用いている。
FIG. 1 shows a schematic block diagram of an orthogonal transform encoding apparatus in an embodiment of the present invention. A discrete sine transform is used as the orthogonal transform.

第1図において、1は原画像データであり通常はメモリ
などに格納されている、2は画像データをブロック分割
する基本ブロック続出部、aが2によって読み出された
基本ブロックデータである。3は基本ブロック内の画像
データaを各画素毎に予測値2の差分データに変換する
差分画像作成部であり、bが変換された差分画像データ
で置き換えられた基本ブロックデータである。4は基本
ブロック内の差分画像データbの分布によって基本ブロ
ックを縮退したブロックに分類する縮退ブロック分類部
、51〜53は2次元離散サイン変換を行なう直交変換
部、61〜63は前記した各直交変換部51〜53より
得られる変換係数を量子化する量子化部、7はデータ選
択部、8はブロックモード情報管理部である。
In FIG. 1, 1 is original image data, which is usually stored in a memory, etc., 2 is a basic block successive unit that divides the image data into blocks, and a is the basic block data read out by 2. 3 is a difference image creation unit that converts the image data a in the basic block into difference data with a predicted value of 2 for each pixel, and b is the basic block data replaced with the transformed difference image data. 4 is a degenerate block classification unit that classifies basic blocks into degenerate blocks according to the distribution of differential image data b within the basic block; 51 to 53 are orthogonal transform units that perform two-dimensional discrete sine transformation; and 61 to 63 are each of the above-mentioned orthogonal blocks. A quantization unit quantizes the transform coefficients obtained from the transform units 51 to 53, 7 is a data selection unit, and 8 is a block mode information management unit.

原画像データ1は、たとえばブロックサイズ16X16
画素として基本ブロック続出部2により順次読み出され
る。次に基本ブロックデータaは、差分画像作成部3に
よって差分画像データbに変換される。第2図(a)は
、差分画像作成部3の第1の実施例を説明する図である
。同図では基本ブロック内の全データを代表する代表値
eを予測値として求め、各画素データ(A。
Original image data 1 has a block size of 16x16, for example.
The basic block sequential output unit 2 sequentially reads out the pixels as pixels. Next, the basic block data a is converted into difference image data b by the difference image creation section 3. FIG. 2(a) is a diagram illustrating a first embodiment of the difference image creation section 3. In the figure, a representative value e representing all data in the basic block is obtained as a predicted value, and each pixel data (A.

B、・・・)をこの予測値eとの差分データ(A−e、
B−e、 ・・・)に順次置き換える。
B,...) with this predicted value e (A-e,
B-e, ...) in sequence.

この結果、基本ブロックデータaは代表値eと差分画像
データbからなる基本ブロックデータに変換される。代
表値算出の方法としては全画素の平均値、中間値、ある
いは最も頻度の多い画素値を選択する等の方法が考えら
れる。第2図(b)は、差分画像作成部3の第2の実施
例を説明する図である。同図では基本ブロック内の全デ
ータを、隣接画素データを予測値として隣接画素間の差
分データ(B−A、C−B、 ・・・)に順次置き換え
る。ただし、各行の左端の画素は上に隣接する画素デー
タを予測値として差分データを求める。また第1行、第
1列の画素はその値”A”を基本ブロックの代表値e(
e=A)として設定し、第1行、第1列の差分画素値と
してはOをあてはめる。従って、第2図(b)の場合も
基本ブロックデータaは代表値eと差分画像データbか
らなる基本ブロックデータに変換される。
As a result, the basic block data a is converted into basic block data consisting of the representative value e and the difference image data b. Possible methods for calculating the representative value include selecting the average value of all pixels, an intermediate value, or the most frequently occurring pixel value. FIG. 2(b) is a diagram illustrating a second embodiment of the difference image creation section 3. In the figure, all data in a basic block is sequentially replaced with difference data (BA, CB, . . . ) between adjacent pixels using adjacent pixel data as predicted values. However, for the leftmost pixel in each row, difference data is obtained using the pixel data adjacent above as a predicted value. Furthermore, the pixel in the first row and first column has its value “A” as the representative value e(
e=A), and O is applied as the difference pixel value of the first row and first column. Therefore, also in the case of FIG. 2(b), the basic block data a is converted into basic block data consisting of the representative value e and the difference image data b.

次に、差分画像データbによって置き換えられた基本ブ
ロックデータに対して、縮退ブロック分類部4ではブロ
ック内データの分布によって基本ブロックを縮退ブロッ
クに分類する。ブロック内データの分布に対する評価基
準としては、例えばブロック内の各画素値(差分画像デ
ータ)の分散を求め、利用する。同図の例では得られた
画素値分散を基に該当ブロックを以下の3つのモードに
分類する。
Next, with respect to the basic block data replaced by the difference image data b, the degenerate block classification unit 4 classifies the basic block into a degenerate block based on the distribution of data within the block. As an evaluation criterion for the distribution of data within a block, for example, the variance of each pixel value (differential image data) within a block is determined and used. In the example shown in the figure, the corresponding block is classified into the following three modes based on the obtained pixel value variance.

(1)モード1:画素値分散 大 → 16X16画素 (2)モード2:  〃   中 → 8X8画素 (3)  モード3:  〃   小 → 4X4画素 第3図は、一つの画像全体における各基本ブロックの差
分画素値の分散の分布状態を示したものであり、適当な
閾値Thl、 Th2を設けておいて同図に示すように
各基本ブロックを3つのモードに分類する。第4図には
、このモード分類の様子を示す。
(1) Mode 1: Pixel value variance Large → 16x16 pixels (2) Mode 2: Medium → 8x8 pixels (3) Mode 3: Small → 4x4 pixels Figure 3 shows the differences between each basic block in one entire image. This shows the distribution state of the variance of pixel values, and by setting appropriate thresholds Thl and Th2, each basic block is classified into three modes as shown in the figure. FIG. 4 shows this mode classification.

この場合、画素値分散が大きいブロックについてはモー
ド1を適用し、分散が小さくなるにつれてモード2、モ
ード3を適用している。すなわち、輝度レベル変化の激
しいブロック、画像ではエツジ部分については縮退デー
タとして元の基本ブロックデータをそのまま選択してブ
ロック内画素のうち全ての画素を符号化の対象とし、輝
度変化の滑らかな部分については、基本ブロック16X
16画素を8X8もしくは4×4の縮退データに変換し
て処理を行なう。
In this case, mode 1 is applied to blocks with large pixel value variance, and mode 2 and mode 3 are applied as the variance becomes smaller. In other words, for blocks with sharp changes in brightness level, or edge parts in images, the original basic block data is selected as degenerate data and all pixels in the block are targeted for encoding, and for parts with smooth brightness changes. is the basic block 16X
Processing is performed by converting 16 pixels into 8×8 or 4×4 degenerate data.

これによって、輝度変化の激しいブロックはモード1を
用いて従来通りの符号化を行ない、変化が緩やかなブロ
ックについてはモード2及びモード3を用いて画素数を
減らして符号化を行なうことになって、画像全体につい
てモード2及びモード3の使用回数が多くなるほど小さ
なブロックサイズでの処理が増加し、符号化処理時間の
短縮ができるようになる。またモード2及びモード3の
ブロックデータは輝度変化の滑らかな部分に相当するた
め縮退データに変換することによる画質の劣化は少ない
As a result, blocks with sharp luminance changes are encoded as usual using mode 1, and blocks with gradual luminance changes are encoded with a reduced number of pixels using modes 2 and 3. As the number of times Mode 2 and Mode 3 are used for the entire image increases, processing with a small block size increases, and the encoding processing time can be shortened. Furthermore, since the block data in modes 2 and 3 correspond to portions with smooth luminance changes, there is little deterioration in image quality due to conversion to degenerate data.

モード分類されたブロックデータは、各々の符号化デー
タ数(16X 16.8X8.4×4画素)に対応する
離散サイン変換部51〜53に入力されて変換が実行さ
れる。離散サイン変換部51〜53により変換された係
数は、各々量子化部61〜63で量子化される。データ
選択部7では、縮退ブロック分類部4からの分類情報C
に従って該当する縮退ブロックの符号化データdを選択
する。
The mode-classified block data is input to discrete sign conversion units 51 to 53 corresponding to each number of encoded data (16×16.8×8.4×4 pixels), and conversion is executed. The coefficients transformed by the discrete sine transformation units 51 to 53 are quantized by quantization units 61 to 63, respectively. In the data selection section 7, the classification information C from the degenerate block classification section 4 is
The encoded data d of the corresponding reduced block is selected according to the following.

またこの時同時に、ブロックモード情報管理部8では、
どのブロック(基本ブロック)にどのモードを適用した
かを管理するデータfを作成する。
At the same time, the block mode information management section 8
Data f is created to manage which mode is applied to which block (basic block).

上記の操作の結果、基本ブロックデータaはブロックの
代表値eと符号化データd1およびブロックモード管理
情報fの組合せに変換されることになる。ここで、代表
値eとブロックモード管理情報fはモード分類しない通
常のブロック分割だけを行って直交変換する場合に比べ
冗長となるが、eについては基本ブロックデータを予測
値との差分画像データに変換することによりブロック内
データの変換効率(圧縮率)の向上が期待できるため通
常、問題とはならない。またブロック毎のモード管理情
報についても、仮に3つのモードに分けたとしても高々
各ブロック2ビットの管理データを基本ブロック数分持
つだけであり、全体の符号量にはさほど影響しない。 
また、モード分類の管理データは、上記のように各モー
ド毎に2ビツトずつ持つのではなしに、各モードが使用
される回数から各モードに最適な符号語、例えばハフマ
ン符号語などを与えて、管理データの冗長性を無くする
こともできる。
As a result of the above operation, basic block data a is converted into a combination of block representative value e, encoded data d1, and block mode management information f. Here, the representative value e and the block mode management information f are redundant compared to the case where only normal block division without mode classification is performed and orthogonal transformation is performed, but for e, the basic block data is transformed into difference image data with the predicted value. Normally, this does not pose a problem because the conversion efficiency (compression rate) of the data within the block can be expected to improve by conversion. Regarding the mode management information for each block, even if it were divided into three modes, each block would only have 2-bit management data for the number of basic blocks at most, and would not have much effect on the overall code amount.
In addition, instead of having two bits for each mode as described above, the mode classification management data is created by giving each mode an optimal code word, such as a Huffman code word, based on the number of times each mode is used. It is also possible to eliminate redundancy in management data.

上記実施例において各モードの縮退ブロック(aンーイ
d) 画素を例えばその平均値で代表させるといった方法が考
えられる。この他、複数画素を代゛表値で置き換える場
合、平均値をとるのではなしに、各基本ブロック内画素
値の中間値で代表させても構わない。
In the above embodiment, a method may be considered in which the pixels of the degenerate block (a-i-d) of each mode are represented by, for example, their average value. In addition, when replacing a plurality of pixels with a representative value, instead of taking the average value, the intermediate value of the pixel values within each basic block may be used as the representative value.

モード分類の方法については、本実施例ではブロック内
各画素の画素値の分散を用いているが、ブロック内画素
の相関や、最も近似誤差の少ないモードを選択するなど
の方法も考えられる。
As for the mode classification method, in this embodiment, the variance of pixel values of each pixel in a block is used, but other methods such as correlation of pixels in a block or selection of a mode with the smallest approximation error are also possible.

復号化時には、ブロックの代表値eと符号化データd、
およびブロックモード管理情報fをもとにして各基本ブ
ロック毎に原画像を再生する。モードlを適用したブロ
ックでは従来の通り逆直交変換を施せば基本ブロックデ
ータbが復元できる。モード2、モード3を適用して符
号化していたブロックでは、まず逆直交変換を施して、
それぞれ8×8、あるいは4×4の縮退ブロックデータ
を求め、次に第5図、第6図に示したような縮退ブロッ
クの作成方法の逆の手順によって元の基本ブロックデー
タbを復元する。この時、縮退の操作によって失われて
いたデータについては隣接画素データに置き換えたり、
あるいは隣接画素データ群から補間するといった方法が
考えられる。モード2、モード3を適用していたブロッ
クは、画像では滑らかな部分に相当するので上記のよう
な復号操作による画質の劣化は僅かですむ。
At the time of decoding, the representative value e of the block and the encoded data d,
The original image is reproduced for each basic block based on the block mode management information f. For blocks to which mode l is applied, basic block data b can be restored by performing inverse orthogonal transformation as conventionally. For blocks that were encoded by applying mode 2 or mode 3, first perform inverse orthogonal transformation,
8x8 or 4x4 degenerate block data are obtained, respectively, and then the original basic block data b is restored by the reverse procedure of the degenerate block creation method shown in FIGS. 5 and 6. At this time, data lost due to the degeneracy operation is replaced with adjacent pixel data,
Alternatively, a method of interpolating from adjacent pixel data groups may be considered. Since the blocks to which Mode 2 and Mode 3 are applied correspond to smooth parts of the image, the deterioration in image quality due to the above decoding operation is minimal.

また上記モード分類にふいて、本実施例では予め設定し
た閾値Th1. Th2を固定値として処理を行ってい
るが、圧縮率を優先して、画像によらず符号化データ量
が特定の範囲に納まるように、ダイナミックにモード分
類の基準Th1. Th2を変えてもよい。
In addition to the above mode classification, in this embodiment, a preset threshold value Th1. Although processing is performed with Th2 as a fixed value, the mode classification criteria Th1. Th2 may be changed.

例えば、画像全体の各基本ブロックのデータの分布をあ
らかじめ調べておくことによって、符号化後のデータ量
が特定の範囲内に納まるように各モードの出現頻度をT
h1. Th2の最適化により制御する。このように、
各モード使用数を考慮してモード分類を行えば、画像に
よらず符号量をある程度操作することができる。この時
実際には、第7図に示すように画像によって(a)、(
ロ)と全体の差分画像データの分散特性が異なると考え
られるため、画像毎に閾値Thl、 Th2を変えて設
定することになる。この分類方法は、回線等での伝送な
どにおいて、伝送可能データ数に上限がある場合などに
有効な方法である。
For example, by examining the distribution of data in each basic block of the entire image in advance, the appearance frequency of each mode can be set to T so that the amount of data after encoding is within a specific range.
h1. Control by optimizing Th2. in this way,
If mode classification is performed in consideration of the number of uses of each mode, the amount of code can be controlled to a certain extent regardless of the image. At this time, in reality, (a), (
Since the dispersion characteristics of the entire difference image data are considered to be different from (b), the thresholds Thl and Th2 will be set differently for each image. This classification method is effective when there is an upper limit to the number of data that can be transmitted, such as in transmission over a line.

装置のハードウェア規模に関しては、第1図の実施例に
おいては、離散サイン変換部を各モードに対し有してい
るが、DSP (1)igital Signal Processe
r)等の専用プロセッサを用いれば、1個のプロセッサ
で4X4.8X8.16X16画素のFDSTの演算が
可能であり、実際には変換部を複数持つ必要もなくハー
ドウェア規模は大きくはならない。
Regarding the hardware scale of the device, the embodiment shown in FIG. 1 has a discrete sign conversion unit for each mode, but the DSP (1) Digital Signal Process
If a dedicated processor such as r) is used, it is possible to perform FDST calculations of 4×4.8×8.16×16 pixels with one processor, and there is no need to actually have multiple conversion units and the hardware scale does not increase.

また本実施例では、直交変換として2次元離散サイン変
換を取り上げているが、これは1次元離散サイン変換で
も、あるいは他のアダマール変換、フーリエ変換であっ
ても構わない。但し、本実施例のようになんらかの予測
値との差分データに対して適用する直交変換関数として
は離散サイン変換が優れている。しかも離散サイン変換
は小さなブロックサイズでも離散コサイン変換に比べて
も優れた特性を示すことが知られており、[“画像の新
しい高能率符号化法□外挿予測−離敗サイン変換符号化
法(1次元符号化の場合)□”、 山根他、信学論(D
) 、 J 69−B、 ? 、 PP、686−69
7  (昭6l−7)〕本発明を実施する上では離散サ
イン変換は特に有望な方法であるといえる。
Further, in this embodiment, a two-dimensional discrete sine transform is used as the orthogonal transform, but this may be a one-dimensional discrete sine transform, or other Hadamard transform or Fourier transform. However, as in this embodiment, the discrete sine transformation is superior as an orthogonal transformation function applied to difference data from some predicted value. Moreover, it is known that discrete sine transform has superior characteristics compared to discrete cosine transform even with small block sizes. (In the case of one-dimensional encoding) □”, Yamane et al., Theory of IEICE (D
), J69-B, ? , PP, 686-69
7 (Sho 6l-7)] It can be said that discrete sine transformation is a particularly promising method for implementing the present invention.

本実施例によると、各ブロックの差分画像データの分散
によって滑らかなブロックは少数画素で近似し、それら
を符号化データきして直交変換することで、直交変換の
演算量の効率良い削減が可能となる。画質の点では、ブ
ロック毎に適応的に符号化データ数を変えているため、
輝度変化が急峻な部分は従来と同等の画質再生が可能で
、変化の緩い部分は画素数削減による多少の劣化があっ
ても殆ど分からないものとなる。
According to this embodiment, by approximating a smooth block with a small number of pixels by dispersing the differential image data of each block, and performing orthogonal transformation using encoded data, it is possible to efficiently reduce the amount of calculation for orthogonal transformation. becomes. In terms of image quality, since the number of encoded data is adaptively changed for each block,
Portions where the luminance changes sharply can be reproduced with the same image quality as before, while portions where the brightness changes slowly will be hardly noticeable even if there is some deterioration due to the reduction in the number of pixels.

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば次のような効果が得
られる。
As described in detail, the present invention provides the following effects.

(1)  画像をブロック分割し、更に各ブロックをそ
の特徴量によって画素数を削減することで、画質を維持
したまま直交変換での演算量を減らすことができ、符号
化処理を従来より高速に実行することができる。
(1) By dividing the image into blocks and further reducing the number of pixels in each block based on its feature value, it is possible to reduce the amount of calculation in orthogonal transformation while maintaining image quality, making the encoding process faster than before. can be executed.

(2)基本ブロック毎の代表値およびモード分類の管嬰
データは冗長となるが・縮退10・りの導入により全体
での符号量の削減が期待でき、圧縮率の向上が可能とな
る。
(2) Although the representative value for each basic block and the control data for mode classification become redundant, the introduction of degeneracy 10 can be expected to reduce the overall amount of code, making it possible to improve the compression rate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における直交変換符号化装置
のブロック図、第2図は同装置の差分画像作成部の実施
例を説明する図、第3図はモード分類する時の基本ブロ
ックの差分画像データの分散値の画像全体についての分
布状態を示した図、第4図は基本ブロックを縮退ブロッ
クに分類する時の縮退ブロック群を示した図、第5図は
縮退ブロック作成をブロック内画素を粗くサンプリング
して行なう場合を示した図、第6図は縮退ブロック作成
をブロック内画素の複数個をその平均値で代表させて行
なう場合を示した図、第7図は画像によって基本ブロッ
ク毎の差分画像データの分散値の画像全体での分布が異
なることを示す図である。 1−原画像、2  基本ブロック続出部、3 ゛・差分
画像作成部、4 ・・縮退ブロック分類部、51〜53
 ・直交変換部、61〜63量子化部、7 ′ データ
選択部、8 ・°゛ブロックモード情報管理部。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第2図 第3図 第5図 +a)16X11m!基本ブa−)り        
(ハ)モードl (16X16)(C1モード2 (8
X8)           リ モード3 (4X4
)・:fンプリング画素 ×:符号化に使用しない画素 第6図 (り16X16W!IM本ブ(1+7り       
 (bl  %−Fl (16X16)(C1モード2
 (8X8)           (ロ)モード3 
(4X4)O:平均値
Fig. 1 is a block diagram of an orthogonal transform encoding device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram illustrating an embodiment of the difference image creation section of the same device, and Fig. 3 is a basic block diagram for mode classification. Figure 4 is a diagram showing the distribution of the variance values of the differential image data for the entire image, Figure 4 is a diagram showing the group of degenerate blocks when classifying basic blocks into degenerate blocks, and Figure 5 is the block for creating degenerate blocks. Figure 6 shows the case where the pixels within the block are roughly sampled, Figure 6 shows the case where degenerate block creation is performed by representing the average value of multiple pixels within the block, and Figure 7 shows how the basic FIG. 7 is a diagram showing that the distribution of variance values of differential image data for each block is different over the entire image. 1-Original image, 2. Basic block successive section, 3.-Differential image creation section, 4.. Degenerate block classification section, 51-53
・Orthogonal transformation unit, 61 to 63 quantization unit, 7′ data selection unit, 8 ・°゛Block mode information management unit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao (1 person) Figure 2 Figure 3 Figure 5 +a) 16X11m! Basic a-)
(c) Mode l (16X16) (C1 mode 2 (8
X8) Remode 3 (4X4
)・:f sampling pixel×:pixel not used for encoding
(bl %-Fl (16X16) (C1 mode 2
(8X8) (b) Mode 3
(4X4)O: average value

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)画像データを変換して符号化する装置であって、
入力画像をn1×n2画素のブロック(以下基本ブロッ
クという)に分割する手段と前記基本ブロック内の画像
データを予測値との差分データに変換する手段と、差分
データに変換された前記基本ブロックを基本ブロックサ
イズを含むm1×m2(m1≦n1、m2≦n2)サイ
ズに縮退させる(以下縮退ブロックという)手段とを有
し、前記基本ブロックの縮退手段を複数組具備して、基
本ブロック内の差分画像データの特徴量によって前記複
数組の縮退ブロックの中から一つを選択する手段と、前
記縮退ブロックの選択情報を管理する手段とを備えて、
前記選択される縮退ブロックのデータを直交変換符号化
することを特徴とする直交変換符号化装置。
(1) A device that converts and encodes image data,
means for dividing an input image into blocks of n1×n2 pixels (hereinafter referred to as basic blocks); means for converting image data in the basic blocks into difference data with a predicted value; and means for converting the basic blocks converted into difference data. means for degenerating the basic block to a size m1×m2 (m1≦n1, m2≦n2) including the basic block size (hereinafter referred to as a degenerate block), and a plurality of sets of the basic block degenerating means are provided, comprising means for selecting one of the plurality of sets of degenerate blocks based on feature amounts of the differential image data, and means for managing selection information of the degenerate blocks,
An orthogonal transform encoding device that performs orthogonal transform encoding on data of the selected reduced block.
(2)基本ブロックをm1×m2サイズに縮退させる手
段が、基本ブロックを粗くサンプリングして行なうこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の直交変換符号
化装置。
(2) The orthogonal transform encoding device according to claim 1, wherein the means for degenerating the basic block to m1×m2 size is performed by coarsely sampling the basic block.
(3)基本ブロックをm1×m2サイズに縮退させる手
段が、基本ブロック内の差分画素のうち複数個の画素を
1個に近似して行なうことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の直交変換符号化装置。
(3) The means for degenerating the basic block to m1×m2 size approximates a plurality of pixels among the differential pixels in the basic block to one. Orthogonal transform encoding device.
(4)基本ブロック内の差分画像データの特徴量によっ
て前記複数組の縮退ブロックの中から一つを選択する手
段が、基本ブロック内差分画像データの分散を求めるこ
とによって行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の直交変換符号化装置。
(4) A patent characterized in that the means for selecting one of the plurality of sets of degenerate blocks based on the feature amount of the differential image data within the basic block is performed by determining the variance of the differential image data within the basic block. An orthogonal transform encoding device according to claim 1.
(5)基本ブロック内の差分画像データの特徴量によっ
て前記複数組の縮退ブロックの中から一つを選択する手
段が、各縮退ブロックの出現頻度を決定する基準値を、
符号化する画像毎に適応的に操作することによって符号
化後のデータ量がある特定の範囲内に納まるように制御
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の直交
変換符号化装置。
(5) means for selecting one from the plurality of sets of degenerate blocks based on the feature amount of the differential image data in the basic block, the means for selecting one from the plurality of sets of degenerate blocks;
The orthogonal transform encoding device according to claim 1, wherein the orthogonal transform encoding device controls the amount of data after encoding so that it falls within a certain range by adaptively operating each image to be encoded. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07162688A (en) * 1993-12-07 1995-06-23 Nec Corp Picture data compression method

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JPS61247183A (en) * 1985-04-25 1986-11-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method for reducing coded sample number
JPS6282891A (en) * 1985-10-08 1987-04-16 Fujitsu Ltd Subsample type vector quantization system

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