JPH06284406A - Orthogonal transformation coder - Google Patents

Orthogonal transformation coder

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JPH06284406A
JPH06284406A JP9228593A JP9228593A JPH06284406A JP H06284406 A JPH06284406 A JP H06284406A JP 9228593 A JP9228593 A JP 9228593A JP 9228593 A JP9228593 A JP 9228593A JP H06284406 A JPH06284406 A JP H06284406A
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JP
Japan
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activity
orthogonal
dct
output
transform
Prior art date
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Pending
Application number
JP9228593A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroya Nakamura
博哉 中村
Kenji Sugiyama
賢二 杉山
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.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Priority to DE69322713T priority patent/DE69322713T2/en
Publication of JPH06284406A publication Critical patent/JPH06284406A/en
Priority to US08/397,752 priority patent/US5502491A/en
Priority to US08/569,428 priority patent/US5684536A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain the orthogonal transformation coder with a high coding efficiency in which a noise component is hardly noticeable. CONSTITUTION:Activity detectors 8, 9 obtain activity for each (picture element) block based on a transformation coefficient from orthogonal transformation means (horizontal DCT 2 and vertical DCT 3) whose dimension differs. A mode discriminator 10 compares detected activities to discriminate the orthogonal transformation method for a coding object. Based on the result of discrimination, a selector 4 is used to select the transformation coefficient to select orthogonal transformation with an optimum dimension to each block and a quantization device 5 and a variable coder 6 execute the coding.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】ディジタル信号の処理を行なう記
録,伝送,表示装置において、信号をより少ない符号量
で効率的に符号化し、復号化する高能率符号化で特にD
CTなどの直交変換を行う符号化装置(及び復号化装
置)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recording, transmission, and display devices for processing digital signals, high efficiency coding for efficiently coding and decoding signals with a smaller code amount is used especially in D
The present invention relates to an encoding device (and a decoding device) that performs orthogonal transformation such as CT.

【0002】[0002]

【従来の技術】<直交変換符号化>DCT(離散コサイ
ン変換)などの直交変換を用いる高能率符号化方式は、
画像の相関を効率的に利用してデータを削減できるの
で、標準方式などで広く使われている。この場合、垂
直、水平の2次元で直交変換は行うことが一般的であ
る。これは1次元では水平または垂直の片方向の相関し
か利用できないのに対し、2次元の方が垂直と水平の両
方が扱えるからである。また、変換ブロックの大きさ
は、大きい方が相関を有効に使える点では有利だが、8
×8画素以上ではあまり差がない。一方、量子化誤差は
ブロック全体に広がるため、視覚的にはブロックは小さ
な方が望ましく、処理量も小さな方が少なくて済む。そ
こで垂直8次、水平8次の8×8画素のブロックで変換
するのが最も一般的である。さらに、動画像符号化では
時間方向でフレーム間の予測符号化を行い、予測残差に
対して空間的に直交変換を用いるのが一般的となってい
る。
2. Description of the Related Art <Orthogonal Transform Coding> A high efficiency coding system using orthogonal transform such as DCT (Discrete Cosine Transform)
It is widely used in standard systems because it can efficiently use image correlation to reduce data. In this case, it is general to perform orthogonal transformation in two dimensions, vertical and horizontal. This is because in one dimension only horizontal or vertical one-way correlation can be used, whereas in two dimensions, both vertical and horizontal can be handled. In addition, a larger transform block is advantageous in that the correlation can be effectively used, but
There is not much difference for x8 pixels or more. On the other hand, since the quantization error spreads over the entire block, it is preferable that the block is visually small, and the processing amount is small. Therefore, it is most common to perform conversion by a block of 8 × 8 pixels of vertical 8th order and horizontal 8th order. Further, in moving image coding, it is general to perform predictive coding between frames in the time direction and spatially use orthogonal transformation for prediction residuals.

【0003】<従来の符号化装置>従来の符号化装置の
構成を図5に示す。画像入力1から与えられた画像信号
は、8×8画素の2次元ブロック毎に、水平DCT2で
水平方向に8次DCTが行われ、続けて垂直DCT3で
垂直方向に8次DCTが行われる。変換された信号は、
量子化器5で視覚的に誤差が目立たない程度の量子化ス
テップ幅で量子化され、可変長符号化器6に与えられ
る。ここで量子化された信号は大半の係数が0になって
いる。可変長符号化器6では、2次元ブロック状態の信
号が図8の(A)に示すような順番(スキャン順)で1
次元状態に配列変換され(いわゆる、ジグザグスキャン
され)、0係数はその連続数が、非0係数はその値が、
ハフマン符号などの可変長符号(VLC)で符号化され
る。可変長符号化器5の出力は、圧縮データとして符号
出力7より復号化装置に向けて出力される。
<Conventional Encoding Device> FIG. 5 shows the configuration of a conventional encoding device. The image signal supplied from the image input 1 is subjected to 8th-order DCT in the horizontal direction in the horizontal DCT 2 and subsequently to 8th-order DCT in the vertical direction in the vertical DCT 3 for each two-dimensional block of 8 × 8 pixels. The converted signal is
The quantizer 5 quantizes the quantization step width so that an error is not visually noticeable, and the quantization step width is given to the variable-length encoder 6. Most of the coefficients of the quantized signal are 0. In the variable-length encoder 6, the signals in the two-dimensional block state are set to 1 in the order (scan order) as shown in FIG.
It is array-transformed into a dimensional state (so-called zigzag scanning), and the 0 coefficient is its continuous number, the non-zero coefficient is its value,
It is encoded by a variable length code (VLC) such as Huffman code. The output of the variable-length encoder 5 is output as compressed data from the code output 7 to the decoding device.

【0004】<従来の復号化装置>図5に対応する従来
の復号化装置の構成を図6に示す。符号入力21より与
えられる圧縮データは、可変長復号器22に導かれる。
可変長復号器22では可変長符号が復号され固定長の符
号になり、逆量子化器23で符号が量子化の代表値にな
る。逆量子化器23の出力は、垂直逆DCT24に導か
れ、垂直方向にDCTの逆変換が行われる。垂直逆DC
T24の出力は水平逆DCT26に導かれ水平方向にD
CTの逆変換が行われる。これにより、得られた再生画
像が画像出力27より出力される。
<Conventional Decoding Device> FIG. 6 shows the configuration of a conventional decoding device corresponding to FIG. The compressed data supplied from the code input 21 is guided to the variable length decoder 22.
The variable length decoder 22 decodes the variable length code into a fixed length code, and the inverse quantizer 23 uses the code as a representative value of quantization. The output of the inverse quantizer 23 is guided to the vertical inverse DCT 24, which inversely transforms the DCT in the vertical direction. Vertical reverse DC
The output of T24 is guided to the horizontal inverse DCT26 and is horizontally D
The inverse transform of CT is performed. As a result, the obtained reproduced image is output from the image output 27.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の2次元直交変換
符号化は、画像内相関が比較的高い部分では効率が良い
が、画像のエッジ部分など相関の低い部分には必ずしも
適していない。フレーム間予測残差信号においてその傾
向が特に強くなり、残差信号の画像内相関はかなり低い
ので、2次元直交変換は必ずしも適切な符号化でない。
2次元変換より水平のみや垂直のみの1次元変換の方が
効率が高くなる部分が存在する。また、2次元変換を行
うと、量子化誤差が2次元ブロック内に広がり、エッジ
の周りのノイズ成分が目立ち易くなる。すなわち同等な
符号化誤差なら、変換ブロックの小さい1次元変換の方
が視覚的に望ましい。一方、DPCMなどの符号化方式
は、ノイズ成分が目立ち難く視覚的に望ましいが、画像
内相関が有効に使い切れず、基本的な効率が十分でな
い。
The conventional two-dimensional orthogonal transform coding is efficient at a portion where the intra-image correlation is relatively high, but is not necessarily suitable for a portion where the correlation is low such as an edge portion of the image. The two-dimensional orthogonal transform is not necessarily an appropriate encoding because the tendency becomes particularly strong in the inter-frame prediction residual signal and the intra-image correlation of the residual signal is considerably low.
There is a portion where the efficiency is higher in the one-dimensional conversion only in the horizontal direction or the vertical direction than the two-dimensional conversion. Further, when the two-dimensional conversion is performed, the quantization error spreads in the two-dimensional block, and the noise component around the edge becomes more noticeable. That is, if the coding error is equivalent, one-dimensional conversion with a smaller conversion block is visually desirable. On the other hand, a coding method such as DPCM is visually desirable because noise components are inconspicuous, but the intra-image correlation cannot be used effectively, and the basic efficiency is not sufficient.

【0006】この点に関して、本出願人は、入力された
画像自体や最終的に符号化されたデータのアクティビテ
ィを検出し、検出したアクティビティに基づいてブロッ
ク毎に直交変換の次元を変えて、符号化効率が高く、か
つノイズ成分が目立ち難い直交変換符号化装置を発明
し、すでに出願している(特願平4−255870号、
「直交変換符号化装置及び復号化装置」)。そして、本
発明は、最適な直交変換方法の判定選択手段(アクティ
ビティの検出方法など)を改良して、より簡易な構成で
精度良くアクティビティを検出して、符号化効率を高め
ると共にノイズ成分を目立ち難くしたものである。
In this regard, the applicant of the present invention detects the activity of the input image itself or the finally coded data, and changes the dimension of the orthogonal transform for each block based on the detected activity to determine the code. Has invented and has already applied for an orthogonal transform encoding device with high conversion efficiency and in which the noise component is inconspicuous (Japanese Patent Application No. 4-255870,
"Orthogonal transform encoder and decoder"). Then, the present invention improves the determination and selection means (such as the activity detection method) of the optimum orthogonal transformation method to detect the activity with a simpler structure with high accuracy, improve the coding efficiency, and make the noise component noticeable. It's difficult.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、例えば図1に示すように、画像信号の複数の次元
に対して直交変換を行う符号化装置であって、直交変換
する次元の組み合わせが異なる複数の直交変換手段(水
平DCT2、垂直DCT3)と、前記複数の直交変換手
段からそれぞれ出力される変換係数により、アクティビ
ティを求める複数のアクティビティ検出手段(アクティ
ビティ検出器8,9)と、前記複数のアクティビティ検
出手段で得られたアクティビティを比較し、符号化対象
とする直交変換方法を判定する判定手段(モード判定器
10)と、前記判定手段から出力された判定情報(モー
ド情報)に基づき、変換係数を選択する手段(セレクタ
4)とからなることを特徴とする直交変換符号化装置を
提供するものである。
In order to achieve the above object, for example, as shown in FIG. 1, there is provided an encoding device for performing orthogonal transformation on a plurality of dimensions of an image signal, and the dimensions for orthogonal transformation. A plurality of orthogonal transforming means (horizontal DCT2, vertical DCT3) having different combinations, and a plurality of activity detecting means (activity detectors 8 and 9) for obtaining an activity based on transform coefficients respectively output from the plurality of orthogonal transforming means. Determination means (mode determiner 10) for comparing the activities obtained by the plurality of activity detection means and determining the orthogonal transformation method to be encoded, and determination information (mode information) output from the determination means And a means (selector 4) for selecting a transform coefficient based on the above. .

【0008】さらに、例えば図2に示すように、画像信
号の複数の次元に対して直交変換を行う符号化装置であ
って、直交変換する次元の組み合わせが異なる複数の直
交変換手段(水平DCT2、垂直DCT3)と、前記複
数の直交変換手段からそれぞれ出力された変換係数を、
量子化する複数の量子化手段(量子化器5,31)と、
前記複数の量子化手段からそれぞれ出力される量子化さ
れた変換係数により、アクティビティを求める複数のア
クティビティ検出手段(アクティビティ検出器8,9)
と、前記複数のアクティビティ検出手段から得られたア
クティビティを比較し、符号化対象とする直交変換方法
を判定する判定手段(モード判定器10)と、前記判定
手段から出力される判定情報(モード情報)に基づき、
量子化された変換係数を選択する手段(セレクタ4)と
からなることを特徴とする直交変換符号化装置を提供す
るものである。
Further, as shown in FIG. 2, for example, a coding device for performing orthogonal transform on a plurality of dimensions of an image signal, wherein a plurality of orthogonal transform means (horizontal DCT 2, The vertical DCT 3) and the transform coefficients respectively output from the plurality of orthogonal transform means,
A plurality of quantizing means (quantizers 5, 31) for quantizing,
A plurality of activity detecting means (activity detectors 8 and 9) for obtaining an activity based on the quantized transform coefficient output from each of the plurality of quantizing means.
And a determination unit (mode determination unit 10) that determines the orthogonal transform method to be encoded by comparing the activities obtained from the plurality of activity detection units, and the determination information (mode information) output from the determination unit. ),
The present invention provides an orthogonal transform coding device characterized by comprising means (selector 4) for selecting a quantized transform coefficient.

【0009】[0009]

【作用】上記のような直交変換符号化装置によれば、複
数の直交変換手段からの変換係数により、または、量子
化された変換係数により、アクティビティが検出されて
符号化対象とする直交変換方法(次元の組み合わせが異
なる直交変換方法)が判定選択される。
According to the above-mentioned orthogonal transform coding device, the activity is detected by the transform coefficients from a plurality of orthogonal transform means or by the quantized transform coefficient, and the orthogonal transform method is set as the coding target. (Orthogonal transformation method with different combinations of dimensions) is selected and selected.

【0010】[0010]

【実施例】<実施例(符号化装置1)>図1は本発明の
直交変換符号化装置の第1の実施例を示すブロック図で
ある。図5の従来例と同一部分には同一符号を付して示
す。図5の符号化装置とは、アクティビティ検出器8、
9、モード判定器10、セレクタ4、モード出力11が
追加されている点が異なる。また、前述した先願である
「直交変換符号化装置及び復号化装置」(特願平4−2
55870)とは、直交変換方法のモード判定の方法の
みが異なる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <Embodiment (Encoding Device 1)> FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an orthogonal transform encoding device of the present invention. The same parts as those in the conventional example shown in FIG. The encoding device of FIG. 5 is the activity detector 8,
9 is different in that a mode determiner 10, a selector 4, and a mode output 11 are added. In addition, the above-mentioned prior application “Orthogonal transform encoding device and decoding device” (Japanese Patent Application No. 4-2
55870) is different only in the mode determination method of the orthogonal transformation method.

【0011】図1において、画像入力1より与えられた
画像信号は、8×8画素のブロック状態で、水平DCT
2により水平方向にDCTされ、垂直DCT3とアクテ
ィビティ検出器8とセレクタ4に与えられる。垂直DC
T3では水平方向にDCTされた信号に対し、垂直方向
にDCTが行われ、2次元DCTされた信号がアクティ
ビティ検出器9とセレクタ4に与えられる。ここで、水
平方向のみの変換の場合はDCTブロックは1次元の8
画素になるが、2次元処理と切り替える都合上、垂直方
向にはDCTブロックを8個束ねて8×8画素のブロッ
ク状態で扱うのが便利である。この様子を図7(A)及
び(B)に示す。
In FIG. 1, the image signal supplied from the image input 1 is a horizontal DCT in a block state of 8 × 8 pixels.
DCT is performed in the horizontal direction by 2 and applied to the vertical DCT 3, the activity detector 8 and the selector 4. Vertical DC
At T3, the signal DCTed in the horizontal direction is subjected to DCT in the vertical direction, and the signal subjected to the two-dimensional DCT is given to the activity detector 9 and the selector 4. Here, in the case of conversion only in the horizontal direction, the DCT block has a one-dimensional 8
Although it becomes pixels, it is convenient to bundle eight DCT blocks in the vertical direction and handle them in a block state of 8 × 8 pixels for the convenience of switching to two-dimensional processing. This state is shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B).

【0012】アクティビティ検出器8では水平方向のみ
にDCTされた信号のアクティビティが求められる。ア
クティビティは例えば各係数の絶対値の和で、式(1)
にA1dで示される。式(1)でC1dxyは垂直y番目の水
平DCTのx番目の係数値、C1d0yはDC成分である。
なお、8×8画素のブロック内には8個のDC成分が存
在するが、単純な絶対値の和ではアクティビティとして
不適切なので、DC値間で差をとる。また、差のとれな
い初めのひとつは加算から除外する。
The activity detector 8 obtains the activity of the signal DCTed only in the horizontal direction. The activity is, for example, the sum of absolute values of the coefficients, and is expressed by the formula (1).
Is indicated by A1d. C1d xy is x-th coefficient value of the vertical y-th horizontal DCT in equation (1), C1d 0y is a DC component.
Although there are eight DC components in a block of 8 × 8 pixels, a simple sum of absolute values is inappropriate as an activity, and therefore a difference is calculated between DC values. In addition, the first one that does not make a difference is excluded from the addition.

【0013】アクティビティ検出器9では水平及び垂直
の2次元DCTされた信号のアクティビティが求められ
る。アクティビティは同様に式(2)に示されるA2dで
求められる。式(2)でC2dxyは2次元DCTの水平
x,垂直y番目の係数値、C2d00はDC成分である。ま
た、式(2)の様にひとつあるDC成分は除外される。
The activity detector 9 obtains the activity of the horizontal and vertical two-dimensional DCT signals. The activity is similarly obtained by A2d shown in the equation (2). In equation (2), C2d xy is the horizontal x, vertical y-th coefficient value of the two-dimensional DCT, and C2d 00 is the DC component. Further, one DC component as shown in Expression (2) is excluded.

【0014】[0014]

【数1】 [Equation 1]

【0015】[0015]

【数2】 [Equation 2]

【0016】また、被符号化信号が画像信号そのもので
はなく、画像間予測の残差信号である場合は、DC成分
も実質上AC成分と見なせるので、すべての係数の絶対
値を単純に加算するだけで済む。具体的には、アクティ
ビティ検出器8では式(1)の代わりに、式(3)を用
い、アクティビティ検出器9では式(2)の代わりに、
式(4)を用いる。
When the signal to be coded is not the image signal itself but the residual signal of inter-picture prediction, the DC component can be regarded as substantially the AC component, so that the absolute values of all the coefficients are simply added. Just do it. Specifically, the activity detector 8 uses equation (3) instead of equation (1), and the activity detector 9 uses equation (2) instead of
Formula (4) is used.

【0017】[0017]

【数3】 [Equation 3]

【0018】[0018]

【数4】 [Equation 4]

【0019】ここで、処理を切り替える単位は、DCT
のブロック(8×8画素)と同じである必要は必ずしも
なく、DCTのブロックを複数個束ねてもよい。特にカ
ラー画像で色差信号のサブサンプルを行っている場合
は、複数の輝度信号ブロックとひとつの色差信号ブロッ
クがペアになるので、この方が好都合な場合もある。ア
クティビティ検出器8で求められたは水平DCTのアク
ティビティとアクティビティ検出器9で求められた2次
元DCTのアクティビティは、ブロック毎にそれぞれモ
ード判定器10に与えられる。
Here, the unit for switching the processing is DCT.
The block does not necessarily have to be the same as the block (8 × 8 pixels), and a plurality of DCT blocks may be bundled. Especially, when sub-sampling of color difference signals is performed on a color image, a plurality of luminance signal blocks and one color difference signal block form a pair, which may be more convenient in some cases. The horizontal DCT activity obtained by the activity detector 8 and the two-dimensional DCT activity obtained by the activity detector 9 are provided to the mode determiner 10 for each block.

【0020】モード判定器10では両方のアクティビテ
ィ値を比較して、少ないほうがどちらかを判断し、モー
ド情報を得る。比較において、どちらかのアクティビテ
ィ値に、1係数当たり1程度の値を加算したり、1.2
5程度を乗ずるなど若干のオフセットを持たせて、選択
の割合を調節してもよい。モード情報はモード出力11
から復号化装置に向けて出力されると共に、セレクタ
4、量子化器5と可変長符号化器6に与えられる。セレ
クタ4ではモード情報にしたがって、変換係数が選択さ
れ、量子化器5に与えられる。
The mode determiner 10 compares both activity values and determines which one is smaller, and obtains mode information. In comparison, add about 1 per coefficient to either activity value, or 1.2
The selection ratio may be adjusted by giving a slight offset such as multiplying by about 5. Mode information is mode output 11
Is output to the decoding device and is also given to the selector 4, the quantizer 5 and the variable length encoder 6. The selector 4 selects a transform coefficient according to the mode information and supplies it to the quantizer 5.

【0021】量子化器5では、各係数に対して均一の量
子化をするのなら、処理は単一であるが、視覚特性に対
応した重み付けが各DCT係数に対して行われる場合
は、変換方法によって処理が異なる。量子化の重み付け
は、モード情報により2次元の場合は2次元的な特性で
あるが、水平のみの場合は水平方向のみ変化する1次元
的な特性となる。量子化器5の出力は可変長符号化器6
で符号化される。可変長符号化で配列変換(スキャン)
は2次元の場合と水平のみの場合で異なる。モード情報
により2次元の場合は図8(A)の様に従来例と同じで
あるが、水平のみの場合は図8(B)の様にする。この
ように1次元変換のものは8個束ねて処理することで、
0ランレングス符号化の効率が改善でき、同一のVLC
テ−ブルを使うことができる。可変長符号化器6で圧縮
された符号は符号出力7より復号化装置に向けて出力さ
れる。
In the quantizer 5, if uniform quantization is performed on each coefficient, the processing is single, but if weighting corresponding to visual characteristics is performed on each DCT coefficient, conversion is performed. Processing differs depending on the method. The weighting of quantization has a two-dimensional characteristic when it is two-dimensional according to the mode information, but has a one-dimensional characteristic that changes only in the horizontal direction when it is only horizontal. The output of the quantizer 5 is the variable length encoder 6
Is encoded with. Array conversion (scan) with variable length coding
Is different in the two-dimensional case and in the horizontal case only. The two-dimensional mode information is the same as the conventional example as shown in FIG. 8A, but the horizontal case is as shown in FIG. 8B. In this way, by processing the one-dimensional conversion by bundling eight,
The efficiency of 0 run length coding can be improved, and the same VLC
You can use the table. The code compressed by the variable length encoder 6 is output from the code output 7 to the decoding device.

【0022】このように、アクティビティ検出器8,9
で、水平方向のみにDCTされた信号のアクティビティ
と、水平及び垂直の2次元DCTされた信号のアクティ
ビティとを求めるようにしたので、すなわち、複数の直
交変換手段(水平DCT2、垂直DCT3)からの変換
係数により、アクティビティを検出して符号化対象とす
る直交変換方法を判定選択するようにしたので、先願の
ように、入力された画像自体からアクティビティを検出
する場合と比較して構成が簡易で、高速処理でき、ま
た、最終的に符号化されたデータからアクティビティを
検出する場合と比較して精度が良い。これは、水平DC
T2、垂直DCT3のからの変換係数が直交変換方法の
判定選択に必要なアクティビティを直接的に示している
のに対して、入力された画像自体ではアクティビティ検
出用の特別な手段が必要となり、また、最終的に符号化
されたデータでは符号化(可変長符号化)により不適切
な重み付けがされてしまうからである。なお、本実施例
では2次元と水平のみのものを示したが、2次元と垂直
のみ、垂直のみと水平のみ、2次元と垂直のみと水平の
みの3種類、さらに直交変換を行わない場合も含めた適
応処理も可能である。また、前述したように、画像間予
測の残差信号に適用してもよい。
In this way, the activity detectors 8, 9
Then, the activity of the signal DCTed only in the horizontal direction and the activity of the signal horizontal and vertical two-dimensional DCT are obtained, that is, from the plurality of orthogonal transform means (horizontal DCT2, vertical DCT3). Since the activity is detected by the transform coefficient and the orthogonal transform method to be encoded is determined and selected, the configuration is simpler than the case where the activity is detected from the input image itself as in the previous application. Therefore, high-speed processing is possible, and the accuracy is higher than that in the case of detecting the activity from the finally encoded data. This is a horizontal DC
While the transform coefficients from T2 and vertical DCT3 directly indicate the activity required for the determination and selection of the orthogonal transform method, the input image itself requires a special means for activity detection, and The reason is that the finally encoded data is improperly weighted by encoding (variable length encoding). In the present embodiment, only the two-dimensional and horizontal ones are shown, but three types of two-dimensional and vertical only, vertical only and horizontal only, two-dimensional, vertical only and horizontal only, and even when orthogonal transformation is not performed Including adaptive processing is also possible. Further, as described above, it may be applied to the residual signal of inter-picture prediction.

【0023】<実施例(符号化装置2)>図2は本発明
の直交変換符号化装置の第2の実施例を示すブロック図
である。図1の第1の実施例と同一部分には同一符号を
付して示す。図1の符号化装置とは、構成上、量子化器
31が追加されており、アクティビティ検出器8、9が
量子化器5、31の後にある点が異なる。
<Embodiment (Encoding Device 2)> FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the orthogonal transform encoding device of the present invention. The same parts as those in the first embodiment of FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The encoder differs from the encoder of FIG. 1 in that a quantizer 31 is added and the activity detectors 8 and 9 are provided after the quantizers 5 and 31, respectively.

【0024】図2において、画像入力1より与えられた
画像信号は、水平DCT2により水平方向にDCTさ
れ、垂直DCT3と量子化器5に与えられる。垂直DC
T3では水平方向にDCTされた信号に対し、垂直方向
にDCTが行われ、2次元DCTされた信号が量子化器
31に与えられる。量子化器5では、量子化の際に水平
のみの1次元的な特性で視覚特性に対応した重み付けが
各DCT係数に対して行われ、量子化された係数がアク
ティビティ検出器8とセレクタ4に与えられる。量子化
器31では、2次元的な特性で視覚特性に対応した重み
付けが行われ、量子化された係数がアクティビティ検出
器9とセレクタ4に与えられる。
In FIG. 2, the image signal given from the image input 1 is DCTed in the horizontal direction by the horizontal DCT 2 and given to the vertical DCT 3 and the quantizer 5. Vertical DC
At T3, the signal DCTed in the horizontal direction is subjected to DCT in the vertical direction, and the signal subjected to the two-dimensional DCT is given to the quantizer 31. The quantizer 5 weights each DCT coefficient with a one-dimensional horizontal-only characteristic corresponding to visual characteristics during quantization, and the quantized coefficient is applied to the activity detector 8 and the selector 4. Given. The quantizer 31 performs weighting corresponding to the visual characteristic with a two-dimensional characteristic, and the quantized coefficient is given to the activity detector 9 and the selector 4.

【0025】アクティビティ検出器8とアクティビティ
検出器9の動作は図1と同じであるが、処理対象が重み
付け量子化されているので、高い周波数成分になるほど
重みが軽くなる。この様に量子化の重み付けが考慮され
ることになるので、より実際の符号化に適合した判断に
なる。アクティビティ検出器8で求められたは水平DC
Tのアクティビティとアクティビティ検出器9で求めら
れた2次元DCTのアクティビティは、ブロック毎にそ
れぞれモード判定器10に与えられる。
The operations of the activity detector 8 and the activity detector 9 are the same as those in FIG. 1, but since the processing target is weighted and quantized, the weight becomes lighter as the frequency component becomes higher. Since the weighting of the quantization is taken into consideration in this way, the judgment is more suitable for the actual encoding. Horizontal DC required by activity detector 8
The activity of T and the activity of the two-dimensional DCT obtained by the activity detector 9 are given to the mode determiner 10 for each block.

【0026】モード判定器10では両方のアクティビテ
ィ値を比較して、少ないほうがどちらかを判断し、直交
変換のモード情報を出力する。モード情報はモード出力
11から復号化装置に向けて出力されると共にセレクタ
4と可変長符号化器6に与えられる。セレクタ4ではモ
ード情報にしたがって、量子化器5の出力と量子化器3
1の出力の一方が選択され、可変長符号化器6に与えら
れる。可変長符号化器6ではモード情報によりスキャン
を変えて符号化する。可変長符号化器6で圧縮された符
号は符号出力7より復号化装置出力される。
The mode determiner 10 compares both activity values and determines which one is smaller, and outputs mode information for orthogonal transformation. The mode information is output from the mode output 11 to the decoding device and is also given to the selector 4 and the variable length encoder 6. The selector 4 outputs the output of the quantizer 5 and the quantizer 3 according to the mode information.
One of the outputs of 1 is selected and supplied to the variable length encoder 6. The variable-length encoder 6 encodes by changing the scan according to the mode information. The code compressed by the variable length encoder 6 is output from the code output 7 to the decoding device.

【0027】<実施例(符号化装置3)>図3は本発明
の直交変換符号化装置の第3の実施例を示すブロック図
である。図1の第1の実施例と同一部分には同一符号を
付して示す。図1の符号化装置とは、構成上、係数重付
器41、42がある点が異なる。図3の実施例は基本的
な動作は図1の実施例と同じであるが、アクティビティ
を求める際に係数に重み付けを行う。
<Embodiment (Encoding Device 3)> FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the orthogonal transform encoding device of the present invention. The same parts as those in the first embodiment of FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The configuration differs from the encoding apparatus of FIG. 1 in that the coefficient weighting units 41 and 42 are provided. Although the basic operation of the embodiment of FIG. 3 is the same as that of the embodiment of FIG. 1, the coefficient is weighted when the activity is obtained.

【0028】図3において、水平DCT2、垂直DCT
3の動作は図1と同じである。水平DCT2の出力は係
数重付器41と垂直DCT3に、垂直DCT3の出力は
係数重付器42に与えられる。係数重付器41では2次
元DCTの量子化の際の重み付けに準じる値で係数値が
除算される。同様に係数重付器42では水平DCTの量
子化の際の重み付けに準じる値で係数値が除算される。
すなわち、量子化器5より十分細かな量子化ステップ幅
で量子化されたのと同等の処理となる。除算された係数
は係数重付器41の出力がアクティビティ検出器9に、
係数重付器42の出力がアクティビティ検出器8に与え
られる。
In FIG. 3, a horizontal DCT 2 and a vertical DCT
The operation of 3 is the same as that of FIG. The output of the horizontal DCT 2 is given to the coefficient weighting unit 41 and the vertical DCT 3, and the output of the vertical DCT 3 is given to the coefficient weighting unit 42. The coefficient weighting unit 41 divides the coefficient value by a value according to the weighting at the time of quantization of the two-dimensional DCT. Similarly, the coefficient weighting unit 42 divides the coefficient value by a value according to the weighting at the time of quantization of the horizontal DCT.
That is, the processing is the same as that performed by the quantizer 5 with a sufficiently fine quantization step width. As for the divided coefficient, the output of the coefficient weighting device 41 is sent to the activity detector 9,
The output of the coefficient weighting device 42 is provided to the activity detector 8.

【0029】図2の様に量子化後の係数で判定すると、
細かな係数値が量子化でなくなるのに対し、図3ではそ
れが保存された状態で重み付けされた係数を用いること
ができる。アクティビティ検出器8、9やモード判定器
10、セレクタ4、量子化器5、可変長符号化器6の動
作は図1と同じであり圧縮された符号は符号出力7より
復号化装置出力される。
As shown in FIG. 2, when the judgment is made by the quantized coefficient,
Whereas fine coefficient values are not quantized, in FIG. 3 weighted coefficients can be used while they are stored. The operations of the activity detectors 8 and 9, the mode determiner 10, the selector 4, the quantizer 5, and the variable length encoder 6 are the same as those in FIG. 1, and the compressed code is output from the code output 7 to the decoding device. .

【0030】<実施例(復号化装置)>図1、図2、図
3に対応する復号化装置の構成を図4に示す。図6の従
来例と同一部分には同一符号を付して示す。図6の復号
化装置とは、モード入力28、セレクタ25がある点
と、可変長復号器22、逆量子化器23の動作が異な
る。符号入力21より与えられる圧縮データは、可変長
復号器22に導かれる。一方、モード入力28より入力
されるモード情報は、可変長復号器22、逆量子化器2
3、セレクタ25に与えられる。
<Embodiment (Decoding Device)> FIG. 4 shows the structure of a decoding device corresponding to FIGS. 1, 2 and 3. The same parts as those in the conventional example of FIG. 6 are designated by the same reference numerals. 6 is different from the decoding apparatus of FIG. 6 in that a mode input 28 and a selector 25 are provided and the operations of the variable length decoder 22 and the inverse quantizer 23 are different. The compressed data supplied from the code input 21 is guided to the variable length decoder 22. On the other hand, the mode information input from the mode input 28 is the variable length decoder 22 and the inverse quantizer 2
3, provided to the selector 25.

【0031】可変長復号器22、逆量子化器23の動作
は基本的には従来例と同じであるが、モード情報によ
り、可変長復号器22ではスキャンが替えられ、逆量子
化器23では係数に対する重み付けが替えられる。逆量
子化器23の出力は、垂直逆DCT24とセレクタ25
に導かれ、垂直逆DCT24では垂直方向にDCTの逆
変換が行われる。セレクタ25はモード情報によって制
御され、2次元DCTのブロックでは、垂直逆DCT2
4の出力が選択され、水平のみの場合では逆量子化器2
3の出力が選択されて、水平逆DCTに導かれる。水平
逆DCTでは水平方向にDCTの逆変換が行われる。こ
れにより、2次元DCTのブロックでは、垂直水平両方
の逆DCTが行われ、水平のみの場合では水平逆DCT
のみが行われ、得られた再生画像が画像出力27より出
力される。
The operations of the variable length decoder 22 and the inverse quantizer 23 are basically the same as those of the conventional example, but the scan is changed in the variable length decoder 22 and the inverse quantizer 23 is changed according to the mode information. The weighting for the coefficients is changed. The output of the inverse quantizer 23 is the vertical inverse DCT 24 and the selector 25.
The vertical inverse DCT 24 inversely transforms the DCT in the vertical direction. The selector 25 is controlled by the mode information, and in the block of the two-dimensional DCT, the vertical inverse DCT2
4 output is selected, and in the case of horizontal only, the inverse quantizer 2
The output of 3 is selected and led to the horizontal inverse DCT. In the horizontal inverse DCT, inverse conversion of DCT is performed in the horizontal direction. As a result, in the block of the two-dimensional DCT, both the vertical and horizontal inverse DCT are performed, and in the case of only the horizontal, the horizontal inverse DCT is performed.
Only is performed, and the obtained reproduced image is output from the image output 27.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明になる直交変換符号化装置によれ
ば、ブロック毎に直交変換の次元を変え、最適な変換方
式を選択することで、単一の変換方法を用いる装置と比
較して、局所毎に最適な符号化が行え、画像全体での符
号化効率を高めることができる。さらに、エッジなどで
は1次元変換が使われ、量子化ノイズが目立ち難くな
り、主観画質は誤差の軽減よりさらに良好なものにな
る。
According to the orthogonal transform coding device of the present invention, the dimension of the orthogonal transform is changed for each block and the optimum transform method is selected, so that it can be compared with a device using a single transform method. Optimum encoding can be performed locally and the encoding efficiency of the entire image can be improved. Furthermore, since one-dimensional conversion is used at edges and the like, quantization noise becomes less noticeable, and subjective image quality becomes better than error reduction.

【0033】また、変換方法の判定は直交変換された変
換係数または、直交変換・量子化された変換係数のアク
ティビティによって行うようしたので、アクティビティ
の検出が容易に実現でき、その精度も良い。以上説明の
如く、本発明の直交変換符号化装置は、実用上極めて優
れた効果を有するものである。
Further, since the determination of the transform method is performed by the activity of the transform coefficient subjected to the orthogonal transform or the transform coefficient subjected to the orthogonal transform / quantization, the activity can be easily detected and its accuracy is also high. As described above, the orthogonal transform coding device of the present invention has extremely excellent practical effects.

【0034】[0034]

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

【図1】本発明になる直交変換符号化装置の第1の実施
例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an orthogonal transform coding device according to the present invention.

【図2】本発明になる直交変換符号化装置の第2の実施
例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the orthogonal transform encoding device according to the present invention.

【図3】本発明になる直交変換符号化装置の第3の実施
例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of an orthogonal transform coding device according to the present invention.

【図4】本発明になる直交変換符号化装置に対応した直
交変換復号化装置を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an orthogonal transform decoding device corresponding to the orthogonal transform coding device according to the present invention.

【図5】直交変換符号化装置の従来例を示すブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional example of an orthogonal transform encoding device.

【図6】直交変換復号化装置の従来例を示すブロック図
である。
FIG. 6 is a block diagram showing a conventional example of an orthogonal transform decoding device.

【図7】2次元と水平1次元のDCTブロックの構成を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a two-dimensional and a horizontal one-dimensional DCT block.

【図8】2次元と水平1次元の配列変換の順番(スキャ
ン順)を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the order of two-dimensional and horizontal one-dimensional array conversion (scan order).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…画像入力、2…水平DCT、3…垂直DCT、4…
セレクタ、5,31…量子化器、6…可変符号化器、7
…符号出力、8,9…アクティビティ検出器、10…モ
ード判定器、11…モード出力、21…符号入力、22
…可変長復号化器、23…逆量子化器、24…垂直逆D
CT、25…セレクタ、26…水平逆DCT、27…画
像出力、28…モード入力、41,42…係数重付器。
1 ... Image input, 2 ... Horizontal DCT, 3 ... Vertical DCT, 4 ...
Selector, 5, 31 ... Quantizer, 6 ... Variable encoder, 7
... code output, 8, 9 ... activity detector, 10 ... mode determiner, 11 ... mode output, 21 ... code input, 22
... variable length decoder, 23 ... inverse quantizer, 24 ... vertical inverse D
CT, 25 ... Selector, 26 ... Horizontal inverse DCT, 27 ... Image output, 28 ... Mode input, 41, 42 ... Coefficient weighting device.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】画像信号の複数の次元に対して直交変換を
行う符号化装置であって、 直交変換する次元の組み合わせが異なる複数の直交変換
手段と、 前記複数の直交変換手段からそれぞれ出力される変換係
数により、アクティビティを求める複数のアクティビテ
ィ検出手段と、 前記複数のアクティビティ検出手段で得られたアクティ
ビティを比較し、符号化対象とする直交変換方法を判定
する判定手段と、 前記判定手段から出力された判定情報に基づき、変換係
数を選択する手段とからなることを特徴とする直交変換
符号化装置。
1. An encoding device for orthogonally transforming a plurality of dimensions of an image signal, wherein a plurality of orthogonal transforming means having different combinations of dimensions for orthogonal transforming are output from the plurality of orthogonal transforming means, respectively. A plurality of activity detecting means for obtaining an activity based on the transform coefficient, a judging means for comparing the activities obtained by the plurality of activity detecting means, and judging an orthogonal transform method to be encoded, and an output from the judging means. An orthogonal transform coding device, comprising: means for selecting a transform coefficient based on the determined determination information.
【請求項2】画像信号の複数の次元に対して直交変換を
行う符号化装置であって、 直交変換する次元の組み合わせが異なる複数の直交変換
手段と、 前記複数の直交変換手段からそれぞれ出力された変換係
数を、量子化する複数の量子化手段と、 前記複数の量子化手段からそれぞれ出力される量子化さ
れた変換係数により、アクティビティを求める複数のア
クティビティ検出手段と、 前記複数のアクティビティ検出手段から得られたアクテ
ィビティを比較し、符号化対象とする直交変換方法を判
定する判定手段と、 前記判定手段から出力された判定情報に基づき、量子化
された変換係数を選択する手段とからなることを特徴と
する直交変換符号化装置。
2. An encoding device for orthogonally transforming a plurality of dimensions of an image signal, the plurality of orthogonal transforming means having different combinations of dimensions for orthogonal transforming, and the plurality of orthogonal transforming means respectively outputting. A plurality of quantizing means for quantizing the transform coefficient, a plurality of activity detecting means for obtaining an activity based on the quantized transform coefficients respectively output from the plurality of quantizing means, and a plurality of activity detecting means It comprises a determination means for comparing the activities obtained from the above and determining an orthogonal transformation method to be encoded, and a means for selecting a quantized transform coefficient based on the determination information output from the determination means. An orthogonal transform coding device characterized by the above.
【請求項3】アクティビティ検出手段で、アクティビテ
ィを求めるブロック内に直交変換のDC成分が複数存在
する場合に、DC成分間の差を用いてアクティビティを
求めるようにしたことを特徴とする請求項1または請求
項2に記載の直交変換符号化装置。
3. The activity detecting means is adapted to calculate the activity by using the difference between the DC components when a plurality of DC components of the orthogonal transformation are present in the block for which the activity is determined. Alternatively, the orthogonal transform encoding device according to claim 2.
【請求項4】アクティビティ検出手段で、変換係数に周
波数に応じた重み付けをしてアクティビティを求めるよ
うにしたことを特徴とする請求項1に記載の直交変換符
号化装置。
4. The orthogonal transform coding apparatus according to claim 1, wherein the activity detecting means weights the transform coefficient according to the frequency to obtain the activity.
【請求項5】判定手段から出力された判定情報に基づ
き、判定選択された直交変換方法に対応した符号化をす
る符号化手段を有することを特徴とする請求項1または
請求項2に記載の直交変換符号化装置。
5. The encoding device according to claim 1 or 2, further comprising encoding means for performing encoding corresponding to the orthogonal transform method selected and decided based on the decision information output from the decision means. Orthogonal transform coding device.
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US08/113,676 US5424778A (en) 1992-08-31 1993-08-31 Orthogonal transform coding apparatus and decoding apparatus
DE69322713T DE69322713T2 (en) 1992-08-31 1993-08-31 Device for orthogonal transformation coding and decoding
US08/397,752 US5502491A (en) 1992-08-31 1995-03-02 Orthogonal transform coding apparatus and decoding apparatus
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009182763A (en) * 2008-01-31 2009-08-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Moving image coding method, moving image coder, moving image coding program and computer readable recording medium with the program recorded thereon

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