JP2000201353A - Image encoding method, image encoder and storage medium in which image encoding program is stored - Google Patents

Image encoding method, image encoder and storage medium in which image encoding program is stored

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JP2000201353A
JP2000201353A JP240599A JP240599A JP2000201353A JP 2000201353 A JP2000201353 A JP 2000201353A JP 240599 A JP240599 A JP 240599A JP 240599 A JP240599 A JP 240599A JP 2000201353 A JP2000201353 A JP 2000201353A
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encoding
layer
quantization step
quantization
code amount
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Japanese (ja)
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Atsushi Sagata
淳 嵯峨田
Yoshiyuki Yashima
由幸 八島
Atsushi Shimizu
淳 清水
Junichi Nakajima
淳一 中嶋
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image encoding method and image encoder to reduce hierarchizing loss while holding scalability when code quantity is controlled in the case of encoding a wavelet conversion coefficient. SOLUTION: An inputted moving image signal 1 is converted in a wavelet conversion part 2. The conversion coefficient is quantized at a specified quantization step in a quantization part 4 and encoded as the lowest order layer in an order from the conversion coefficient in a low band component toward the conversion coefficient in a high band component in a variable length encoding part 12. Furthermore, when the conversion coefficient is similarly quantized and encoded as a second layer at a quantization step smaller than the above quantization step, the quantization coefficient after quantization is reflectively encoded as reducing a quantization error in each layer until generated code quantity becomes specified code quantity by using an inverse quantization part 16 and a quantization part 19. In this case, the quantization steps of each layer in object frames to be encoded are decided with a quantization step calculating part 7 by the generated code quantity of the past frame for each layer calculated in a layer code quantity calculating part 15 and the quantization steps.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像や静止画像
の符号化および符号量制御に関する技術分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of coding moving pictures and still pictures and controlling the amount of codes.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像圧縮符号化において、画素間の相関
を取り除く為に離散ウェーブレット変換が用いられてい
る。離散ウェーブレット変換は、階層的なサブバンド分
割と同様に、画像を解像度の異なる周波数帯域成分に分
解する。分解された変換係数の総数は原画像の画素数と
同じであるが、一般的に、より低い周波数成分に信号エ
ネルギーが集中したものになる。
2. Description of the Related Art In image compression coding, a discrete wavelet transform is used to remove a correlation between pixels. The discrete wavelet transform decomposes an image into frequency band components having different resolutions, similarly to hierarchical subband division. The total number of decomposed transform coefficients is the same as the number of pixels of the original image, but generally, signal energy is concentrated on lower frequency components.

【0003】ウェーブレット変換係数は、1次元のフィ
ルタバンクとサブサンプリング処理によって求められ
る。図2(a)に示すように、画像X(z)の水平方向
について低域フィルタHl(z)、および高域フィルタ
h(z)出力を求め、その出力を1/2(↓2)に間
引く。さらに、同様の処理を垂直方向に適用することに
より、4成分LL1,LH1,HL1,HH1に分解する。
この内、もっとも低い周波数成分LL1をLL2,L
2,HL2,HH2に再分解する。この処理を必要なレ
ベル数繰り返すことにより、図3に示す画像のオクター
ブ分割を求めることができる。
[0003] Wavelet transform coefficients are obtained by a one-dimensional filter bank and sub-sampling processing. As shown in FIG. 2A, the outputs of the low-pass filter H l (z) and the high-pass filter H h (z) are obtained in the horizontal direction of the image X (z), and the outputs are 1 / (↓ 2). ). Furthermore, by applying the same processing in the vertical direction, the image is decomposed into four components LL 1 , LH 1 , HL 1 , and HH 1 .
Among them, the lowest frequency component LL 1 LL 2, L
Recomposes to H 2 , HL 2 , HH 2 . By repeating this process for the required number of levels, the octave division of the image shown in FIG. 3 can be obtained.

【0004】再生過程においては、図2(a)に示すよ
うに、帯域成分LLi+1,LHi+1の垂直方向の各係数間
にゼロ値を挿入(↑2)し、その垂直方向にそれぞれ合
成フィルタFl(z),Fh(z)をかけ、それらの出力
の和を求める。同様の処理を水平方向にHLi+1,HH
i+1成分に行う。すなわち得られた2成分に、水平方向
に同様のフィルタ処理を行うことによりLLi成分が合
成される。この合成処理を必要なレベル数だけ繰り返す
ことにより、画像の再生値が得られる。画像が完全再構
成されるためには、分解・合成フィルタは次の条件を満
たしていなければならない。
In the reproducing process, as shown in FIG. 2A, a zero value is inserted between the coefficients in the vertical direction of the band components LL i + 1 and LH i + 1 (↑ 2), and the vertical direction is inserted. Are subjected to synthesis filters F l (z) and F h (z), respectively, and the sum of their outputs is obtained. The same processing is performed in the horizontal direction by HL i + 1 , HH
Perform on the i + 1 component. That is, 2 components obtained, LL i components are synthesized by performing the same filtering process in the horizontal direction. By repeating this synthesizing process by the required number of levels, a reproduced value of the image is obtained. In order for the image to be completely reconstructed, the decomposition / synthesis filter must satisfy the following conditions.

【0005】 Hl(z)Hh(−z)+Hl(−z)Hh(z)=c …(1) Fl(z)=(2/c)Hh(−z) …(2) Fh(z)=(2/c)Hl(−z) …(3) ここにおいて、分解・合成フィルタのタップ長は奇数で
あり、cは任意の定数である。また、分解・合成フィル
タ係数の相互関係を図4に示す。
H l (z) H h (−z) + H l (−z) H h (z) = c (1) F l (z) = (2 / c) H h (−z) ( 2) F h (z) = (2 / c) H l (−z) (3) Here, the tap length of the decomposition / synthesis filter is an odd number, and c is an arbitrary constant. FIG. 4 shows the relationship between the decomposition and synthesis filter coefficients.

【0006】入力画像信号に水平・垂直ウェーブレット
を施して得られたウェーブレット変換係数は量子化され
符号化される。一般的に同レベルの高周波数帯域(HL
m,LHm,HHm,m∈自然数)内の変換係数を同じ量
子化ステップで量子化を行い、量子化後のウェーブレッ
ト変換係数をRun−Length符号化、Run−L
evel符号化などを用いて可変長符号化し発生符号量
を低減する。この時、最低周波数帯域LLを除く他の高
周波数帯域内のウェーブレット変換係数値は、0近傍に
集中するラプラス分布で近似可能なため、後述のゼロツ
リー符号化の効率改善を考慮し、一般的にセンターデッ
ドゾーン付きスカラー量子化が用いられる。なお、LL
成分は粗く量子化すると復号画像に視覚的に妨害な歪み
が目立つため、量子化を行わずにDPCMを用いて可逆
符号化する手法が一般的である。
[0006] Wavelet transform coefficients obtained by subjecting an input image signal to horizontal and vertical wavelets are quantized and coded. Generally, the same level of high frequency band (HL
m , LH m , HH m , m∈natural number) are quantized in the same quantization step, and the quantized wavelet transform coefficients are Run-Length coded, Run-L
Variable length coding is performed using evel coding or the like to reduce the generated code amount. At this time, the wavelet transform coefficient values in the other high frequency bands except for the lowest frequency band LL can be approximated by a Laplace distribution concentrated near 0. Scalar quantization with center dead zone is used. Note that LL
If the components are roughly quantized, visually disturbing distortions are noticeable in the decoded image. Therefore, a general method of performing lossless encoding using DPCM without performing quantization is used.

【0007】また、ウェーブレット変換係数の符号化方
法に関しては、各周波数帯域の相似な位置の係数間で相
関を持つことを利用した符号化方法も提案されている。
ウェーブレットを用いた二次元オクターブ分割では、1
レベルの分解によりLL,LH,HL,HHの4成分に
分解され、mレベルの分割を行うと、最低周波数成分L
mから、LH1,HL1,HH1までの(3m+1)個の
成分に分解される。図5はm=3の時の周波数帯域分割
例である。
[0007] Regarding the encoding method of wavelet transform coefficients, an encoding method utilizing correlation between coefficients at similar positions in each frequency band has been proposed.
In two-dimensional octave division using wavelets, 1
The level is decomposed into four components LL, LH, HL, and HH by the decomposition of the level.
From L m, it is decomposed into (3m + 1) pieces of components up to LH 1, HL 1, HH 1 . FIG. 5 is an example of frequency band division when m = 3.

【0008】先に述べた自已相似性によるデータの冗長
性を除くため、iレベルの分割で得られたLHi,H
i,HHiの高周波成分と、(i−1)レベルのLH
i-1,HLi-1,HHi-1のそれぞれ相似な位置に親子関
係を定義し、解像度の粗い低周波側から解像度の密な高
周波側に向かって、相似な位置のウェーブレット変換係
数にツリー構造を仮定し、あるノード以下の量子化後の
変換係数が全てゼロの場合には1個のZTR(Zero
Tree Root)シンボルに置き換えることで、
さらなるデータ圧縮を行う。
In order to eliminate the data redundancy due to the self-similarity described above, LH i , H obtained by the i-level division are used.
The high frequency components of L i and HH i and the LH of (i−1) level
i-1 , HL i-1 , and HH i-1 define a parent-child relationship at similar positions. The wavelet transform coefficients at similar positions are shifted from the lower resolution side to the higher frequency side with the higher resolution. Assuming a tree structure, if all the transform coefficients after a certain node after quantization are zero, one ZTR (Zero
By replacing it with a (Tree Root) symbol,
Perform further data compression.

【0009】図6にゼロツリーの例を図示する。この場
合、実際に可変長符号化を行うシンボルは、 ・ZTR符号 ・ZTRではない量子化後係数値0(IZ符号:Iso
lated Zero) ・量子化後係数値(LEVEL) である。このウェーブレット係数符号化方式はゼロツリ
ー符号化と呼ばれている。この時iレベルの1つの親に
対して4つの子が対応することになるが、最低周波数帯
域LLmに対しては例外的にLHm,HLm,HHmの3つ
の子が対応する。
FIG. 6 shows an example of a zero tree. In this case, the symbols that are actually subjected to the variable length coding are: a ZTR code; and a quantized coefficient value 0 (IZ code: Iso, not ZTR code).
rate Zero) Coefficient value after quantization (LEVEL). This wavelet coefficient coding method is called zero tree coding. At this time, four children correspond to one parent at the i level, but three children LH m , HL m , and HH m correspond to the lowest frequency band LL m exceptionally.

【0010】さらに、ゼロツリー符号化方法を用いた、
静止画像の符号化方法としてEZW(The Embe
dded Zerotree Wavelet Alg
orithm)方式が提案されている。図7にEZW方
式のブロック図を示す。
Further, a zero-tree encoding method is used,
As a still image encoding method, EZW (The Embe
dded Zerotree Wavelet Alg
(orthm) method has been proposed. FIG. 7 shows a block diagram of the EZW method.

【0011】この手法では、ウェーブレット変換係数
(33)を、各周波数帯域間で一定な量子化ステップ
(Q1=2Lmax-1)で量子化(34)し、量子化後係数
(35)よりゼロツリーを形成(36)する。そして、
算出されたLLmからLH1,HL1,HH1までの各周
波数帯域の係数およびZTR符号を可変長符号化(3
7)する。以上の処理ステップ(32〜37)は、前記
ゼロツリー符号化方法と同様である。
In this method, the wavelet transform coefficient (33) is quantized (34) at a constant quantization step (Q 1 = 2 Lmax-1 ) between frequency bands, and the quantized coefficient (35) is A zero tree is formed (36). And
The coefficients and ZTR codes of the calculated frequency bands from LLm to LH 1 , HL 1 , and HH 1 are variable-length coded (3
7) Yes. The above processing steps (32 to 37) are the same as those in the zero tree encoding method.

【0012】この際、実際に符号化した量子化後ウェー
ブレット変換係数(35)を同じ量子化ステップで逆量
子化(38)した係数(39)と元のウェーブレット変
換係数(33)との間で量子化誤差(40)が生じてい
るため、この量子化誤差を同様にゼロツリー方式を用い
て、LLmの量子化誤差からLH1,HL1,HH1の量子
化誤差まで順に符号化(41〜43)する。
At this time, between the coefficient (39) obtained by inversely quantizing (38) the quantized wavelet transform coefficient (35) actually encoded and the original wavelet transform coefficient (33) in the same quantization step. since the quantization error (40) occurs, the quantization error using the zerotree method similarly, encoded in order from the quantization error of LL m to quantization error of LH 1, HL 1, HH 1 (41 To 43).

【0013】この量子化誤差を再符号化する処理ステッ
プを図7において網かけ領域で示す。この処理を行う際
にも同様に量子化誤差を量子化(41)するが、この量
子化誤差符号化時の量子化ステップは直前に符号化した
レイヤの量子化ステップの半分(Q2=Q1/2=2
Lmax-2)の細かさとする。そして、前記網かけ領域の処
理を、量子化ステップを各反復ごとに半分にしながら、
再帰的に、最後のレイヤ(レイヤLmax)の量子化ステ
ップがQLmax=1となる、すなわち量子化誤差が無くな
るまで、繰り返し符号化する。
The processing steps for re-encoding the quantization error are shown by the shaded areas in FIG. When this processing is performed, the quantization error is similarly quantized (41). However, the quantization step at the time of this quantization error encoding is half (Q 2 = Q) of the quantization step of the layer encoded immediately before. 1/2 = 2
Lmax-2 ). Then, the processing of the shaded area is performed while halving the quantization step for each iteration.
Recursively, coding is repeated until the quantization step of the last layer (layer L max ) becomes QL max = 1, that is, there is no quantization error.

【0014】これにより、図8に示すように、レイヤ1
からレイヤLmaxに向かい量子化誤差が順に小さくな
り、画品質方向のスケーラビリティを実現している。ま
た、各レイヤ内において、図8の周波数帯域間係数スキ
ャン順の矢印で示すように、LLm,{HL,LH,H
H}m-1…{HL,LH,HH}1の順序の周波数帯域間
スキャンを用いて符号化することにより、各レイヤ内で
の空間スケーラビリティも実現している。
As a result, as shown in FIG.
, The quantization error decreases in order from the layer L max , thereby realizing scalability in the image quality direction. Further, in each layer, as shown by arrows in the order of frequency band coefficient scanning in FIG. 8, LL m , {HL, LH, H
H} m−1 ... {HL, LH, HH} By performing coding using inter-frequency band scanning in the order of 1 , spatial scalability in each layer is also realized.

【0015】静止画像符号化方式であるEZW方式で
は、発生符号量制御に関しては、この二つのスケーラビ
リティを利用して実現している。符号化時にターゲット
符号量が指定された場合は、発生符号量が該ターゲット
符号量に一致、もしくは越える直前に符号化処理を中断
することで、発生符号量をターゲット符号量内に押える
符号量制御を実現している。この時、各周波数帯域間、
各レイヤ間での係数スキャンの順序によりスケーラビリ
ティが実現されているため、任意の場所で符号化を中断
しても視覚的に妨害な歪みは生じない。
In the EZW method, which is a still image coding method, control of the generated code amount is realized by utilizing these two scalabilities. If the target code amount is specified at the time of encoding, the code amount control that keeps the generated code amount within the target code amount by interrupting the encoding process immediately before the generated code amount matches or exceeds the target code amount. Has been realized. At this time, between each frequency band,
Since scalability is realized by the order of coefficient scanning between layers, visually disturbing distortion does not occur even if coding is interrupted at any place.

【0016】[0016]

【表1】 [Table 1]

【0017】しかし、このフレームの符号化効率を考え
た場合、ウェーブレット変換係数(23)をLmax個の
レイヤに分けて(ビットプレーン展開して)符号化して
いるため、階層化損失と呼ばれるロスが生じる。具体的
にはあるウェーブレット変換係数“+75”をEZW方
式で符号化する場合、表1に示す8層のレイヤでゼロツ
リー符号化することになる。表1は係数値“+75”を
符号化する場合の例である。表の各列は左から順に、 1.階層レベル 2.当該階層における量子化ステップ 3.量子化対象入力レベル ・レイヤ1ではウェーブレット変換係数 ・レイヤl(l>1)以降ではレイヤ(l−1)におけ
る量子化誤差 4.量子化インデックス 5.量子化後係数を逆量子化した値 6.レイヤ1〜レイヤlを復号した場合の復号係数値 である。各行は上から順に最低位レイヤから最高位レイ
ヤまでを示している。表1に示すように入力係数+75
を符号化するために、本来一回の符号化で十分であるの
に係わらず、+1,−1,0,+1,−1,+1,0,
−1と8回符号化することとなる。これが階層化損失と
呼ばれる符号化損失となる。
However, considering the coding efficiency of this frame, since the wavelet transform coefficient (23) is coded (developed on a bit plane) by dividing it into L max layers, a loss called a layering loss is generated. Occurs. Specifically, when a certain wavelet transform coefficient “+75” is coded by the EZW method, zero-tree coding is performed in eight layers shown in Table 1. Table 1 shows an example in which the coefficient value “+75” is encoded. Each column of the table is from left to right. 1. Hierarchical level 2. Quantization step in the hierarchy 3. Input level to be quantized Wavelet transform coefficient in layer 1 Quantization error in layer (l-1) after layer l (l> 1) 4. Quantization index 5. A value obtained by inversely quantizing the coefficient after quantization. This is a decoding coefficient value when layers 1 to 1 are decoded. Each row indicates, from the top, the lowest layer to the highest layer. As shown in Table 1, input coefficient +75
To encode +1, -1,0, + 1, -1, +1,0, despite the fact that a single encoding is originally sufficient.
-1 and 8 times. This results in coding loss called layering loss.

【0018】また、これまでは全てのウェーブレット変
換係数を同一の量子化ステップ、もしくは同レベルの周
波数帯域内の変換係数に対して同一の量子化ステップで
量子化することを前提としたが、これを各周波数帯域ご
とに可変とし、動画像符号化方式ISO/IEC111
72−2(MPEG−1)、やITU−T勧告H.26
1などで採用されている量子化制御を用いて符号量制御
を実現する方法も考えられる。
Also, it has been assumed that all wavelet transform coefficients are quantized in the same quantization step or in the same quantization step for transform coefficients in the same frequency band. Is variable for each frequency band, and the moving image coding system ISO / IEC111
72-2 (MPEG-1) and ITU-T Recommendation H.264. 26
For example, a method of realizing code amount control using the quantization control adopted in Example 1 is also conceivable.

【0019】しかし、ゼロツリー符号化などの様に変換
係数をツリーを用いて符号化する場合、符号化対象変換
係数に対応する高周波数帯域の量子化後係数がその時点
で決定していなければならないのは図6より自明であ
る。従って、ゼロツリー符号化を用いて、かつ低周波数
帯域から高周波数帯域に向けて係数を符号化する場合
(図8)、周波数帯域ごとの量子化制御を符号量制御に
用いることは不可能である。
However, when transform coefficients are coded using a tree, such as in zero-tree coding, the quantized coefficients in the high frequency band corresponding to the transform coefficients to be coded must be determined at that time. This is obvious from FIG. Therefore, when the coefficients are encoded using the zero tree encoding and from the low frequency band to the high frequency band (FIG. 8), it is impossible to use the quantization control for each frequency band for the code amount control. .

【0020】最低周波数帯域LL内の係数を親として形
成されるツリーを符号化データに出力する単位として、
ツリーごとに量子化ステップを一定とし、各ツリーごと
に量子化ステップを変更しながら符号化することにより
符号量制御を行う方法も考えられる。
As a unit for outputting a tree formed with coefficients in the lowest frequency band LL as a parent to encoded data,
A method is also conceivable in which the quantization step is fixed for each tree, and the amount of code is controlled by encoding while changing the quantization step for each tree.

【0021】しかし、この場合ツリーの量子化ステップ
自体を示す符号をツリーごとに埋め込むこととなり、符
号化効率の点で不利となる。また、発生符号量がターゲ
ット符号量に近付いて当該フレームの符号化を打ち切る
場合、画面の上部のみが符号化され下部は符号化されな
いという可能性が生じる。さらにこの係数スキャンを用
いた場合、符号化データに空間スケーラビリティのファ
ンクショナリティが利用不能となり、この点からも望ま
しくない。
However, in this case, a code indicating the quantization step of the tree itself is embedded for each tree, which is disadvantageous in terms of coding efficiency. Further, when the generated code amount approaches the target code amount and the coding of the frame is discontinued, there is a possibility that only the upper part of the screen is coded and the lower part is not coded. Further, when this coefficient scan is used, the spatial scalability functionality cannot be used for the encoded data, which is not desirable in this respect.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】ウェーブレット変換お
よびゼロツリー符号化を用いて動画像を符号化する際
に、フレーム当りの発生符号量をEZW方式を用いて制
御した場合、一つの変換係数を複数のレイヤに分割して
符号化することに起因する階層化損失が生じ、符号化効
率が低減する。
When a moving image is encoded by using the wavelet transform and the zero-tree encoding, when the generated code amount per frame is controlled by using the EZW method, one transform coefficient is converted into a plurality of transform coefficients. Hierarchical loss due to encoding by dividing into layers occurs, and encoding efficiency is reduced.

【0023】また、ウェーブレット変換係数をゼロツリ
ー符号化する場合でも、変換係数のスキャンの順序とし
て各ツリーごとに符号化データに記述する方法を利用
し、MPEG−1やH.261などでマクロブロックご
とに量子化ステップを変更するように、各ツリーごとに
量子化ステップを変更し、符号量制御を行う方法が考え
られるが、この方法を用いた場合、ツリーの量子化ステ
ップ自体を示す符号をツリーごとに埋め込むこととな
り、符号化効率の点で不利となるのみならず、符号化デ
ータに空間スケーラビリティのファンクショナリテイが
利用不能となり、望ましくない。
Even when the wavelet transform coefficients are subjected to zero-tree coding, a method of describing the transform coefficients in the coded data for each tree as a scan order of the transform coefficients is used. For example, a method of changing the quantization step for each tree and controlling the code amount such that the quantization step is changed for each macroblock in H.261 or the like can be considered. A code indicating itself is embedded for each tree, which is not only disadvantageous in terms of coding efficiency, but also makes spatial scalability functionality unusable for coded data, which is not desirable.

【0024】本発明の課題は、動画像入力信号にウェー
ブレット変換を行った結果得られるウェーブレット変換
係数を符号化するにあたり、フレーム当りの発生符号量
を制御する際に、上記問題点を解決し、スケーラビリテ
ィの機能を有しつつ、階層化損失の極めて少ないウェー
ブレット変換係数符号化および符号量制御による画像符
号化方法および装置を提案することにある。
[0024] An object of the present invention is to solve the above problems when encoding a wavelet transform coefficient obtained as a result of performing a wavelet transform on a moving image input signal, when controlling a generated code amount per frame. It is an object of the present invention to provide an image encoding method and apparatus that has a scalability function and has a very low layering loss by wavelet transform coefficient encoding and code amount control.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためになされたものであり、以下に述べるよう
な手段を採用している。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and employs the following means.

【0026】その一手段は、符号化対象フレームを水平
・垂直方向に高域・低域に帯域分割し、水平・垂直の両
方向に対しての低域成分を同様に再帯域分割し、該再帯
域分割処理を再帰的に指定された回数繰り返し、前記帯
域分割により得られた複数の周波数帯域に属する変換係
数を定められた量子化ステップで量子化し、前記低域成
分内の変換係数から順に高域成分内の変換係数に向けて
最低位レイヤとして符号化し、さらに、量子化誤差を前
記量子化ステップより小さい量子化ステップにて量子化
し、該量子化誤差を同様に第二レイヤとして符号化する
にあたり、前記符号化対象フレームの発生符号量が定め
られた符号量になるまで、再帰的に、前記各レイヤで量
子化誤差を低減しながら符号化する動画像符号化方法に
おいて、動画像入力信号内のあるフレームを符号化する
にあたり、過去に符号化済みのフレームの各レイヤ毎の
発生符号量と該各レイヤで用いた量子化ステップによ
り、符号化対象フレーム内の各レイヤの量子化ステップ
を決定することを特徴とする画像符号化方法である。
One of the means is to divide the frame to be encoded into a high band and a low band in the horizontal and vertical directions, and to re-band divide the low band components in both the horizontal and vertical directions in the same manner. The band division process is recursively repeated a designated number of times, transform coefficients belonging to a plurality of frequency bands obtained by the band division are quantized in a predetermined quantization step, and the transform coefficients in the low-frequency component are sequentially increased from the transform coefficients in the low-frequency component. Encode as the lowest layer toward the transform coefficients in the band component, further quantize the quantization error in a quantization step smaller than the quantization step, and encode the quantization error in the same way as the second layer In the moving picture coding method of performing coding while reducing the quantization error in each layer recursively until the generated code amount of the coding target frame reaches a predetermined code amount, In encoding a certain frame in the signal, a quantization step of each layer in the encoding target frame is performed by a generated code amount for each layer of a frame that has been encoded in the past and a quantization step used in each layer. Is determined.

【0027】あるいは、上記の画像符号化方法におい
て、過去に符号化済みのフレームの各レイヤごとの発生
符号量と量子化ステップにより、符号化対象フレームの
量子化ステップを決定するにあたり、符号化対象フレー
ムの最低位レイヤの発生符号量が該符号化対象フレーム
のターゲット符号量に対して定められた割合以内となる
ように、符号化対象フレームの最低位レイヤの量子化ス
テップを決定することを特徴とする画像符号化方法であ
る。
Alternatively, in the above image encoding method, when the quantization step of the encoding target frame is determined based on the generated code amount and the quantization step for each layer of the previously encoded frame, The quantization step of the lowest layer of the encoding target frame is determined so that the generated code amount of the lowest layer of the frame is within a predetermined ratio with respect to the target code amount of the encoding target frame. Image encoding method.

【0028】あるいは、上記の画像符号化方法におい
て、過去に符号化済みのフレームの各レイヤごとの発生
符号量と量子化ステップにより、符号化対象フレームの
量子化ステップを決定するにあたり、過去に符号化済み
のフレームにおいて、符号化対象フレームのターゲット
符号量を越えたレイヤおよび符号化対象フレームのター
ゲット符号量を越える直前のレイヤの量子化ステップ、
および前記両レイヤまでのそれぞれの発生符号量を用い
て符号化対象フレームの最低位レイヤの量子化ステップ
を算出して決定することを特徴とする画像符号化方法で
ある。
Alternatively, in the above-described image encoding method, when the quantization step of the frame to be encoded is determined based on the generated code amount and the quantization step for each layer of the frame which has been encoded in the past. In the already-encoded frame, a quantization step of a layer that exceeds the target code amount of the encoding target frame and a layer immediately before exceeding the target code amount of the encoding target frame;
And a quantization step of the lowest layer of the encoding target frame is calculated and determined by using the respective generated code amounts up to the two layers.

【0029】あるいは、上記の画像符号化方法におい
て、過去に符号化済みのフレームの各レイヤごとの発生
符号量と量子化ステップにより、符号化対象フレームの
量子化ステップを決定するにあたり、過去に符号化済み
のフレームにおける最高位レイヤの量子化ステップを符
号化対象フレームの最低位レイヤの量子化ステップとし
て決定することを特徴とする画像符号化方法である。
Alternatively, in the above-described image coding method, when the quantization step of the frame to be encoded is determined based on the generated code amount and the quantization step for each layer of the frame which has been encoded in the past, the encoding step may be performed in the past. An image encoding method characterized in that a quantization step of a highest layer in a converted frame is determined as a quantization step of a lowest layer of an encoding target frame.

【0030】あるいは、静止画像の符号化を行う際に、
複数回同一の入力信号を符号化しつつ最適な量子化ステ
ップを算出する際に、以上のうちいずれかの画像符号化
方法を適用し、直前に符号化対象静止画像を符号化した
ときの各レイヤの発生符号量と量子化ステップを用い
て、最低位レイヤの最適な量子化ステップを算出するこ
とを特徴とする画像符号化方法である。
Alternatively, when encoding a still image,
When calculating an optimal quantization step while encoding the same input signal a plurality of times, any one of the above-described image encoding methods is applied, and each layer obtained when the encoding target still image is encoded immediately before And a quantization step for calculating an optimum quantization step for the lowest layer.

【0031】あるいは、符号化対象フレームを水平・垂
直方向に高域・低域に帯域分割し、水平・垂直の両方向
に対しての低域成分を同様に再帯域分割し、該帯域再分
割処理を再帰的に指定された回数繰り返す手段と、前記
帯域分割により得られた複数の周波数帯域に属する変換
係数を、定められた量子化ステップで量子化する手段
と、前記低域成分内の該変換係数から順に高域成分内の
該変換係数に向けて最低位レイヤとして符号化する手段
と、さらに量子化誤差を前記量子化ステップより小さい
量子化ステップにて量子化し、量子化誤差を同様に第二
レイヤとして符号化する手段であって、符号化対象フレ
ームの発生符号量が定められた符号量になるまで、再帰
的に、各レイヤで量子化誤差を低減しながら符号化する
手段とを、具備する画像符号化装置において、動画像入
力信号内のあるフレームを符号化するにあたり、過去に
符号化済みのフレームの各レイヤごとの発生符号量を算
出する手段と、該各レイヤで用いた量子化ステップを記
録しておく手段と、前記発生符号量と前記量子化ステッ
プと符号化対象フレームのターゲット符号量より符号化
対象フレーム内の各レイヤの量子化ステップを決定する
手段とを、具備することを特徴とする画像符号化装置で
ある。
Alternatively, the frame to be encoded is divided into high and low bands in the horizontal and vertical directions, and the low band components in both the horizontal and vertical directions are similarly re-band divided, and Means for recursively specifying a specified number of times, means for quantizing transform coefficients belonging to a plurality of frequency bands obtained by the band division in a predetermined quantization step, and means for performing the transform in the low-frequency component. Means for encoding the transform coefficients in the high-frequency component in order from the coefficient as the lowest layer, and further quantizing the quantization error in a quantization step smaller than the quantization step, and Means for encoding as two layers, and until the generated code amount of the encoding target frame reaches a predetermined code amount, recursively, means for encoding while reducing the quantization error in each layer, Have In the image encoding apparatus, when encoding a certain frame in a moving image input signal, a unit that calculates a generated code amount for each layer of a frame that has been encoded in the past, and a quantization step used in each layer. Means for recording, and means for determining the quantization step of each layer in the encoding target frame from the generated code amount, the quantization step, and the target code amount of the encoding target frame, It is an image encoding device characterized by the following.

【0032】あるいは、上記の画像符号化装置におい
て、符号化対象フレームを静止画像とし、動画像入力信
号内のあるフレームを符号化するにあたり、過去に符号
化済みのフレームの各レイヤごとの発生符号量を算出す
る手段を、ある静止画像を符号化するにあたり、過去に
符号化済みの静止画像の各レイヤごとの発生符号量を算
出する手段とすることを特徴とする画像符号化装置であ
る。
Alternatively, in the above-described image encoding apparatus, when a frame to be encoded is a still image and a certain frame in the moving image input signal is encoded, a generated code for each layer of a previously encoded frame is encoded. An image encoding apparatus characterized in that the means for calculating the amount is a means for calculating a generated code amount for each layer of a still image that has been encoded in the past when encoding a certain still image.

【0033】さらには、以上の画像符号化方法における
処理の過程をコンピュータに実行させるためのプログラ
ムを、該コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶
したことを特徴とする画像符号化プログラムを記憶した
記憶媒体である。
Further, a program for causing a computer to execute the process of the image encoding method described above is stored in a storage medium readable by the computer. Medium.

【0034】これまでのウェーブレット変換およびゼロ
ツリー符号化を用いて動画像を符号化する際に、フレー
ム当りの発生符号量を単純にEZW方式を用いて制御し
た場合、一つの変換係数を多くのレイヤに分割して符号
化することに起因する階層化損失が生じ、符号化効率が
低減するという問題があった。本発明では、符号化対象
フレームの最低位レイヤの量子化ステップを最適に決定
することにより、階層化損失を大きく低減することを可
能にしている。
When a moving image is encoded using the conventional wavelet transform and zero-tree encoding, if the generated code amount per frame is simply controlled by using the EZW method, one transform coefficient can be assigned to many layers. In this case, there is a problem that a layering loss occurs due to the division and encoding, and the encoding efficiency is reduced. According to the present invention, it is possible to greatly reduce the hierarchization loss by optimizing the quantization step of the lowest layer of the encoding target frame.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施形
態例を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0036】図1は、本発明の一実施形態例における動
画像符号化方法および符号量制御方法による処理の流れ
とともに、符号化器の構成を示す図である。図中、○○
部とあるのは○○部または○○処理ステップを代表して
いる。
FIG. 1 is a diagram showing the flow of processing according to a moving picture coding method and a code amount control method according to an embodiment of the present invention, and also showing the structure of an encoder. In the figure,
The term “part” represents the XX part or the XX processing step.

【0037】本方法および本符号化器では、まず始めに
入力動画像信号1が、ウェーブレット変換部(または処
理ステップ)2に入力されウェーブレット変換される。
ウェーブレット変換係数3は量子化部(または処理ステ
ップ)4にて量子化されウェーブレット量子化後変換係
数5となる。
In the present method and the present encoder, first, an input moving image signal 1 is input to a wavelet transform unit (or processing step) 2 and subjected to wavelet transform.
The wavelet transform coefficient 3 is quantized by the quantization unit (or processing step) 4 to become a transform coefficient 5 after wavelet quantization.

【0038】このとき量子化部(または処理ステップ)
4で用いられる量子化ステップ6は量子化ステップ算出
部(または処理ステップ)7にて、直前のフレームの各
レイヤの量子化ステップ8および直前のフレームの各レ
イヤの発生符号量9より、後記の提案方法を用いて算出
される。
At this time, the quantization unit (or processing step)
In a quantization step 6 used in step 4, a quantization step calculation unit (or processing step) 7 calculates a quantization step 8 of each layer of the immediately preceding frame and a generated code amount 9 of each layer of the immediately preceding frame based on the following. It is calculated using the proposed method.

【0039】ウェーブレット量子化後変換係数5はゼロ
ツリー形成部(または処理ステップ)10に入力されて
ゼロツリーが形成され、そして、算出されたゼロツリー
シンボル11、すなわちLLmからLH1,HL1,HH1
までの各周波数帯域の係数およびZTR符号は可変長符
号化部(または処理ステップ)12にて符号化され、符
号化データ13として出力される。同時にこの時の発生
符号量14はレイヤ符号量計算部(または処理ステッ
プ)15にて蓄えられ、次のフレームの符号化の際の量
子化ステップの算出に用いられる。
The wavelet quantized transform coefficient 5 is input to a zero tree forming unit (or processing step) 10 to form a zero tree, and the calculated zero tree symbol 11, ie, LL m to LH 1 , HL 1 , HH. 1
The coefficients and the ZTR code in each frequency band up to are encoded by the variable length encoding unit (or processing step) 12 and output as encoded data 13. At the same time, the generated code amount 14 at this time is stored in the layer code amount calculation unit (or processing step) 15 and is used for calculation of a quantization step in coding the next frame.

【0040】以上が最低位レイヤの符号化であるが、発
生符号量14がターゲット符号量より少ない場合は、逆
量子化部(または処理ステップ)16にてウェーブレッ
ト量子化後変換係数5を逆量子化し、これを減算器(ま
たは減算処理ステップ)17にてウェーブレット変換係
数3より減じ、ウェーブレット変換係数量子化誤差18
を算出する。
The coding of the lowest layer has been described above. If the generated code amount 14 is smaller than the target code amount, the inverse quantization unit (or processing step) 16 converts the transform coefficient 5 after wavelet quantization into inverse quantization. This is subtracted from the wavelet transform coefficient 3 by a subtractor (or subtraction processing step) 17 to obtain a wavelet transform coefficient quantization error 18.
Is calculated.

【0041】ウェーブレット変換係数量子化誤差18は
量子化部(または処理ステップ)19にて量子化され量
子化誤差量子化後係数20を出力する。ここにおいて、
量子化部(または処理ステップ)19は第二レイヤ以上
のレイヤの為の量子化器であり、量子化部(または処理
ステップ)4で用いられる量子化ステップ6より小さい
量子化ステップで量子化される。量子化誤差量子化後係
数20はゼロツリー形成部(または処理ステップ)2
1、可変長符号化部(または処理ステップ)22にて最
低位レイヤと同様にゼロツリー符号化され、符号化デー
タ13として出力される。
The wavelet transform coefficient quantization error 18 is quantized by a quantization unit (or processing step) 19 and outputs a coefficient 20 after quantization error quantization. put it here,
The quantization unit (or processing step) 19 is a quantizer for the second and higher layers, and is quantized by a quantization step smaller than the quantization step 6 used in the quantization unit (or processing step) 4. You. The coefficient 20 after the quantization error quantization is a zero tree forming unit (or processing step) 2
1. In the variable length coding unit (or processing step) 22, zero tree coding is performed in the same manner as in the lowest layer, and output as coded data 13.

【0042】また、量子化部(または処理ステップ)1
9で用いた量子化ステップ8、および可変長符号化部
(または処理ステップ)21にて可変長符号化した際の
発生符号量14は最低位レイヤの符号化時と同様にレイ
ヤ符号量計算部(または処理ステップ)15にて蓄えら
れ、次のフレームの符号化の際の量子化ステップの算出
に用いられる。
Also, a quantization unit (or processing step) 1
In the quantization step 8 used in step 9 and the variable code length 14 in the variable length coding unit (or processing step) 21, the generated code amount 14 is the same as the coding amount of the lowest layer. It is stored in (or processing step) 15 and is used to calculate a quantization step when encoding the next frame.

【0043】また、最低次レイヤの発生符号量に、逆量
子化部(または処理ステップ)16〜可変長符号化部
(または処理ステップ)22にて示す第二レイヤの符号
化による発生符号量を加えた値、すなわち符号化対象フ
レームの発生符号量がターゲット符号量より少ない場合
には、逆量子化部(または処理ステップ)16〜可変長
符号化部(または処理ステップ)22の処理を再帰的に
繰り返し、ターゲット符号量と当該フレームの発生符号
量が等しくなるまで処理を継続する。なお、第三レイヤ
以上を再帰的にゼロツリー符号化する際は、選択器(ま
たは処理ステップ)23、24はそれぞれ下、左を選択
し、それぞれ量子誤差18、量子化誤差量子化後係数2
0を入力として選択する。
Further, the generated code amount of the second layer shown by the inverse quantization unit (or processing step) 16 to the variable length coding unit (or processing step) 22 is added to the generated code amount of the lowest layer. If the added value, that is, the generated code amount of the encoding target frame is smaller than the target code amount, the processing of the inverse quantization unit (or processing step) 16 to the variable length coding unit (or processing step) 22 is recursively performed. And the process is continued until the target code amount becomes equal to the generated code amount of the frame. When zero-tree coding is performed recursively on the third layer and above, the selectors (or processing steps) 23 and 24 select the lower and left sides, respectively, to set the quantum error 18 and the quantization error coefficient 2 after quantization.
Select 0 as input.

【0044】本発明の実施形態例では、動画像入力信号
にウェーブレット変換を行った結果得られるウェーブレ
ット変換係数を符号化するにあたり、フレーム当りの発
生符号量を制御する際に、空間スケーラビリティの機能
を有しつつ、階層化損失の極めて少ない符号量制御方法
を実現するため、符号化対象フレームの最低位レイヤの
発生符号量が、ターゲット符号量に近い値を取るよう
に、符号化対象フレームの量子化ステップを決定する。
In the embodiment of the present invention, when encoding a wavelet transform coefficient obtained as a result of performing a wavelet transform on a moving image input signal, a function of spatial scalability is used when controlling a generated code amount per frame. In order to realize a code amount control method that has a very low layering loss while having the same, the quantum of the encoding target frame is set so that the generated code amount of the lowest layer of the encoding target frame takes a value close to the target code amount. Determine the optimization step.

【0045】具体的には、第nフレームのターゲット符
号量をTn、過去に符号化した第nフレームの第l(l
<Lmax)レイヤの発生符号量をSn,l、第nフレームの
第lレイヤの量子化ステップをQn,l、とする時、
More specifically, the target code amount of the n-th frame is represented by T n , and the l-th (l
<L max ) When the generated code amount of the layer is S n , l and the quantization step of the l-th layer of the n-th frame is Q n , l ,

【0046】[0046]

【数1】 (Equation 1)

【0047】(4)式を満たすレイヤ数Lを求め、Q
N-1,L-1、QN-1,L、SN-1,lより、符号化対象フレーム
の最低位のレイヤの量子化ステップQN,1を決定する。
ここにおいて、第Nフレームを符号化対象フレームとす
る。
The number of layers L satisfying the equation (4) is obtained, and
The quantization step Q N , 1 of the lowest layer of the encoding target frame is determined from N−1 , L−1 , Q N−1 , L , and SN−1 , l .
Here, the N-th frame is an encoding target frame.

【0048】QN-1,L-1、QN-1,L、SN-1,lより、QN,1
を算出する方法は様々な手法が考えるが、直前のフレー
ムの第(L−1)レイヤまでの発生符号量と第(L−
1)レイヤの量子化ステップの積および、直前のフレー
ムの第Lレイヤまでの発生符号量と第Lレイヤの量子化
ステップの積、そして、符号化対象フレームのターゲッ
ト符号量を利用し、(5)式を用いることで算出するこ
とが可能である。
From Q N−1 , L−1 , Q N−1 , L and S N−1 , l , Q N , 1
Various methods can be used to calculate the amount of generated code up to the (L-1) th layer of the immediately preceding frame and the (L-
1) Using the product of the quantization step of the layer, the product of the generated code amount up to the L-th layer of the immediately preceding frame and the quantization step of the L-th layer, and the target code amount of the current frame, ) Can be calculated by using the equation.

【0049】[0049]

【数2】 (Equation 2)

【0050】また、直前のフレームの発生符号量が符号
化対象フレームのターゲット符号量に極めて近い場合に
は、
When the generated code amount of the immediately preceding frame is very close to the target code amount of the encoding target frame,

【0051】[0051]

【数3】 (Equation 3)

【0052】(5)式に(6)式を代入し、L,L−1
をLmaxとすることにより、(7)式に示すように、直
前のフレームの最高位レイヤの量子化ステップ(QN-1,
Lmax)を符号化対象フレームの最低位レイヤの量子化ス
テップ(QN,1)として用いることが可能であることが
判る。
By substituting equation (6) into equation (5), L, L-1
To L max , as shown in equation (7), the quantization step (Q N−1 ,
Lmax ) can be used as the quantization step (Q N , 1 ) of the lowest layer of the encoding target frame.

【0053】[0053]

【数4】 (Equation 4)

【0054】以上、ゼロツリー符号化で各レイヤを符号
化する際に、符号化対象変換係数がどの周波数帯域に属
しているかによらず、量子化ステップQn,lが固定であ
ることを前提に具体的手法を述べたが、各レイヤ内の分
割された各周波数帯域によって量子化ステップに傾斜が
ついている場合にも同様な手法で、符号化対象フレーム
の最低位レイヤの各周波数帯域の量子化ステップを算出
することが可能である。
As described above, when encoding each layer by the zero-tree encoding, it is assumed that the quantization step Q n , l is fixed irrespective of to which frequency band the transform coefficient to be encoded belongs. Although the specific method has been described, the same method is applied to the case where the quantization step is inclined by each divided frequency band in each layer, and the quantization of each frequency band of the lowest layer of the encoding target frame is performed. It is possible to calculate steps.

【0055】また、本手法を用いて算出した符号化対象
フレームの最低位レイヤの量子化ステップを用いて符号
化した場合でも、必ずしもターゲット符号量に一致する
とは限らない。該最低位レイヤの発生符号量がターゲッ
ト符号量より著しく少ない場合は、第二レイヤの量子化
ステップを前記最低位レイヤの量子化ステップより小さ
い値として、量子化誤差をゼロツリー符号化することに
より、バッファアンダーフローを回避する。同様に、該
最低位レイヤの発生符号量が万が一ターゲット符号量よ
り著しく多い場合は、EZW方式と同様に、ターゲット
符号量を越えた時点で符号化を打ち切ることで符号量制
御を行う。本方式における周波数帯域間スキャンは図8
に示すようなスキャンを利用するため、空間スケーラビ
リティを有しており、このため最低位レイヤの符号化の
途中で打ち切った場合でも視覚的に妨害な歪みが生じる
ことは無い。
Further, even when encoding is performed using the quantization step of the lowest layer of the encoding target frame calculated using this method, it does not always coincide with the target code amount. When the generated code amount of the lowest layer is significantly smaller than the target code amount, the quantization step of the second layer is set to a value smaller than the quantization step of the lowest layer, and the quantization error is zero-tree coded. Avoid buffer underflow. Similarly, if the generated code amount of the lowest layer is much larger than the target code amount, the code amount is controlled by terminating the coding when the target code amount is exceeded, as in the EZW method. The scan between frequency bands in this method is shown in FIG.
(2), spatial scalability is achieved because of the use of a scan as shown in (1), so that visually disturbing distortion does not occur even when the coding is discontinued during the coding of the lowest layer.

【0056】さらに、静止画像の符号化を、複数回同一
の入力信号を符号化しつつ、最適な量子化ステップを算
出する場合には、同様に上記動画像符号量制御方法を適
用し、直前に符号化対象静止画像を符号化したときの各
レイヤの発生符号量と量子化ステップを用いて、最低位
レイヤの最適な量子化ステップを算出することも可能で
ある。具体的には(4)〜(7)式において、Nを静止
画像の反復符号化における、符号化パスの回数と読み代
えることにより同様に算出可能である。
Further, when the optimum quantization step is calculated while encoding the same input signal a plurality of times, the above-mentioned moving image code amount control method is similarly applied. It is also possible to calculate the optimal quantization step of the lowest layer by using the generated code amount of each layer and the quantization step when the encoding target still image is encoded. Specifically, in the equations (4) to (7), the same calculation can be performed by replacing N with the number of encoding passes in the repetitive encoding of the still image.

【0057】なお、図1で説明した各部の一部もしくは
全部を、コンピュータを用いて機能させることができる
こと、あるいは、図1で説明した処理ステップをコンピ
ュータで実行することができることは言うまでもなく、
コンピュータをその各部として機能させるためのプログ
ラム、あるいは、コンピュータでその処理ステップを実
行するためのプログラムを、そのコンピュータが読み取
り可能な記憶媒体、例えば、FD(フロッピーディス
ク)や、MO、ROM、メモリカード、CD、DVD、
リムーバブルディスクなどに記憶させて提供し、配布す
ることが可能である。
It is needless to say that some or all of the units described with reference to FIG. 1 can be made to function using a computer, or the processing steps described with reference to FIG. 1 can be executed with a computer.
A computer-readable storage medium such as a floppy disk (FD), an MO, a ROM, and a memory card may be used to store a program for causing a computer to function as each unit or a program for executing the processing steps on the computer. , CD, DVD,
It can be stored and provided on a removable disk or the like and distributed.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウェーブレット変換およびゼロツリー符号化を用いて動
画像を符号化、もしくは、静止画像を再帰的に複数回符
号化する際に、スケーラビリティの機能を有しつつ、階
層化損失の極めて少ないウェーブレット変換係数符号化
および、符号量制御を実現することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
Wavelet transform coefficient coding with very low layering loss while having a scalability function when coding moving images using wavelet transform and zero tree coding or recursively coding still images multiple times And code amount control can be realized.

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

【図1】本発明の一実施形態例における動画像符号化方
法および符号量制御方法の処理の流れとともに、装置の
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a processing flow of a moving image encoding method and a code amount control method according to an embodiment of the present invention, and a configuration of an apparatus.

【図2】(a)はウェーブレット変換における分解処理
を、(b)は合成処理を説明する図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a decomposition process in a wavelet transform, and FIG. 2B is a diagram illustrating a synthesis process.

【図3】(a),(b),(c)は、ウェーブレット変
換における分解処理によるオクターブ分割を説明する図
である。
FIGS. 3A, 3B, and 3C are diagrams illustrating octave division by decomposition processing in wavelet transform.

【図4】(a),(b)は、ウェーブレット変換におけ
る分解・合成フィルタ係数の相互関係を示す図である。
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a mutual relationship between decomposition / synthesis filter coefficients in a wavelet transform.

【図5】3レベルの分割時の周波数帯域分割例を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of frequency band division at the time of three-level division.

【図6】(a),(b),(c)は、ゼロツリーの例を
示した図である。
FIGS. 6A, 6B, and 6C are diagrams showing examples of a zero tree.

【図7】静止画像の符号化方法であるEZW方式を説明
する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an EZW method which is a still image encoding method.

【図8】ゼロツリー符号化を用い、かつ低周波数帯域か
ら高周波数帯域に向けて係数を符号化する場合を説明す
る図である
FIG. 8 is a diagram illustrating a case where a coefficient is encoded from a low frequency band to a high frequency band using zero tree encoding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力動画像信号 2…ウェーブレット変換部(または処理ステップ) 3…ウェーブレット変換係数 4…量子化部(または処理ステップ) 5…ウェーブレット量子化後変換係数 6…量子化ステップ 7…量子化処理ステップ算出部(または処理ステップ) 8…直前のフレームの各レイヤの量子化ステップ 9…直前のフレームの各レイヤの発生符号量 10…ゼロツリー形成部(または処理ステップ) 11…ゼロツリーシンボル 12…可変長符号化部(または処理ステップ) 13…符号化データ 14…発生符号量 15…レイヤ符号量計算部(または処理ステップ) 16…逆量子化部(または処理ステップ) 17…減算器 18…ウェーブレット変換係数量子化誤差 19…量子化部(または処理ステップ) 20…量子化誤差量子化後係数 21…ゼロツリー形成部(または処理ステップ) 22…可変長符号化部(または処理ステップ) 23…選択器 24…選択器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input moving image signal 2 ... Wavelet transformation part (or processing step) 3 ... Wavelet transformation coefficient 4 ... Quantization part (or processing step) 5 ... Transform coefficient after wavelet quantization 6 ... Quantization step 7 ... Quantization processing step Calculating unit (or processing step) 8: Quantizing step of each layer of the immediately preceding frame 9: Generated code amount of each layer of the immediately preceding frame 10: Zero tree forming unit (or processing step) 11: Zero tree symbol 12: Variable length Encoding unit (or processing step) 13 Encoded data 14 Generated code amount 15 Layer code amount calculation unit (or processing step) 16 Inverse quantization unit (or processing step) 17 Subtractor 18 Wavelet transform coefficient Quantization error 19 Quantizer (or processing step) 20 Quantization error Coefficient after quantization 1 ... zerotree forming unit (or the process steps) 22 ... variable length coding unit (or the process steps) 23 ... selector 24 ... selector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 淳 東京都新宿区西新宿3丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 中嶋 淳一 東京都新宿区西新宿3丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5C059 KK27 MA24 MA32 MA34 MC11 ME01 PP01 PP04 SS20 TA46 TB04 TC18 TC38 TD11 UA02 UA15 UA39 5C078 BA53 BA64 CA21 DA00 DA01 DA07 DB05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Jun Shimizu 3-19-2 Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Japan Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Junichi Nakajima 3-192 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. Nippon Telegraph and Telephone Corporation F term (reference) 5C059 KK27 MA24 MA32 MA34 MC11 ME01 PP01 PP04 SS20 TA46 TB04 TC18 TC38 TD11 UA02 UA15 UA39 5C078 BA53 BA64 CA21 DA00 DA01 DA07 DB05

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 符号化対象フレームを水平・垂直方向に
高域・低域に帯域分割し、水平・垂直の両方向に対して
の低域成分を同様に再帯域分割し、該再帯域分割処理を
再帰的に指定された回数繰り返し、 前記帯域分割により得られた複数の周波数帯域に属する
変換係数を定められた量子化ステップで量子化し、 前記低域成分内の変換係数から順に高域成分内の変換係
数に向けて最低位レイヤとして符号化し、 さらに、量子化誤差を前記量子化ステップより小さい量
子化ステップにて量子化し、該量子化誤差を同様に第二
レイヤとして符号化するにあたり、 前記符号化対象フレームの発生符号量が定められた符号
量になるまで、再帰的に、前記各レイヤで量子化誤差を
低減しながら符号化する動画像符号化方法において、 動画像入力信号内のあるフレームを符号化するにあた
り、過去に符号化済みのフレームの各レイヤ毎の発生符
号量と該各レイヤで用いた量子化ステップにより、符号
化対象フレーム内の各レイヤの量子化ステップを決定す
ることを特徴とする画像符号化方法。
1. A band to be encoded is divided into high and low bands in the horizontal and vertical directions, and low band components in both the horizontal and vertical directions are similarly re-band divided, and the re-band dividing process is performed. Is recursively specified number of times, the transform coefficients belonging to a plurality of frequency bands obtained by the band division are quantized in a predetermined quantization step, and the transform coefficients in the low-frequency component are sequentially arranged in the high-frequency component. Encoding as the lowest layer toward the transform coefficient of, further quantizing the quantization error in a quantization step smaller than the quantization step, and encoding the quantization error as a second layer, A moving image coding method for recursively coding while reducing a quantization error in each layer until the generated code amount of the coding target frame reaches a predetermined code amount. In encoding a frame to be encoded, the quantization step of each layer in the encoding target frame is determined by the generated code amount of each layer of the previously encoded frame and the quantization step used in each layer. An image coding method characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 請求項1記載の画像符号化方法におい
て、 過去に符号化済みのフレームの各レイヤごとの発生符号
量と量子化ステップにより、符号化対象フレームの量子
化ステップを決定するにあたり、 符号化対象フレームの最低位レイヤの発生符号量が該符
号化対象フレームのターゲット符号量に対して定められ
た割合以内となるように、符号化対象フレームの最低位
レイヤの量子化ステップを決定することを特徴とする画
像符号化方法。
2. The image encoding method according to claim 1, wherein a quantization step of the encoding target frame is determined based on a generated code amount and a quantization step for each layer of a previously encoded frame. The quantization step of the lowest layer of the encoding target frame is determined so that the generated code amount of the lowest layer of the encoding target frame is within a predetermined ratio with respect to the target code amount of the encoding target frame. An image coding method characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 請求項1記載の画像符号化方法におい
て、 過去に符号化済みのフレームの各レイヤごとの発生符号
量と量子化ステップにより、符号化対象フレームの量子
化ステップを決定するにあたり、 過去に符号化済みのフレームにおいて、符号化対象フレ
ームのターゲット符号量を越えたレイヤおよび符号化対
象フレームのターゲット符号量を越える直前のレイヤの
量子化ステップ、および前記両レイヤまでのそれぞれの
発生符号量を用いて符号化対象フレームの最低位レイヤ
の量子化ステップを算出して決定することを特徴とする
画像符号化方法。
3. The image encoding method according to claim 1, wherein a quantization step of the encoding target frame is determined based on a generated code amount and a quantization step for each layer of a previously encoded frame. In frames that have been encoded in the past, a quantization step of a layer that has exceeded the target code amount of the encoding target frame and a layer that has just exceeded the target code amount of the encoding target frame, and respective generated codes up to the two layers. An image encoding method, wherein a quantization step of a lowest layer of an encoding target frame is calculated and determined using an amount.
【請求項4】 請求項1記載の画像符号化方法におい
て、 過去に符号化済みのフレームの各レイヤごとの発生符号
量と量子化ステップにより、符号化対象フレームの量子
化ステップを決定するにあたり、 過去に符号化済みのフレームにおける最高位レイヤの量
子化ステップを符号化対象フレームの最低位レイヤの量
子化ステップとして決定することを特徴とする画像符号
化方法。
4. The image encoding method according to claim 1, wherein a quantization step of the encoding target frame is determined based on a generated code amount and a quantization step for each layer of a previously encoded frame. An image coding method, wherein a quantization step of a highest layer in a frame which has been coded in the past is determined as a quantization step of a lowest layer of a frame to be coded.
【請求項5】 静止画像の符号化を行う際に、複数回同
一の入力信号を符号化しつつ最適な量子化ステップを算
出するにあたり、 請求項1〜4のいずれか1項記載の画像符号化方法を適
用し、直前に符号化対象静止画像を符号化したときの各
レイヤの発生符号量と量子化ステップを用いて、最低位
レイヤの最適な量子化ステップを算出することを特徴と
する画像符号化方法。
5. The image encoding apparatus according to claim 1, wherein, when encoding a still image, calculating an optimal quantization step while encoding the same input signal a plurality of times. Applying the method and calculating the optimal quantization step of the lowest layer using the generated code amount and the quantization step of each layer when the encoding target still image was encoded immediately before; Encoding method.
【請求項6】 符号化対象フレームを水平・垂直方向に
高域・低域に帯域分割し、水平・垂直の両方向に対して
の低域成分を同様に再帯域分割し、該帯域再分割処理を
再帰的に指定された回数繰り返す手段と、 前記帯域分割により得られた複数の周波数帯域に属する
変換係数を、定められた量子化ステップで量子化する手
段と、 前記低域成分内の該変換係数から順に高域成分内の該変
換係数に向けて最低位レイヤとして符号化する手段と、 さらに量子化誤差を前記量子化ステップより小さい量子
化ステップにて量子化し、量子化誤差を同様に第二レイ
ヤとして符号化する手段であって、符号化対象フレーム
の発生符号量が定められた符号量になるまで、再帰的
に、各レイヤで量子化誤差を低減しながら符号化する手
段とを、 具備する画像符号化装置において、 動画像入力信号内のあるフレームを符号化するにあた
り、過去に符号化済みのフレームの各レイヤごとの発生
符号量を算出する手段と、 該各レイヤで用いた量子化ステップを記録しておく手段
と、 前記発生符号量と前記量子化ステップと符号化対象フレ
ームのターゲット符号量より符号化対象フレーム内の各
レイヤの量子化ステップを決定する手段とを、具備する
ことを特徴とする画像符号化装置。
6. A band to be encoded is divided into a high band and a low band in the horizontal and vertical directions, and a low band component in both the horizontal and vertical directions is similarly re-band-divided. Means for recursively specifying a specified number of times; means for quantizing transform coefficients belonging to a plurality of frequency bands obtained by the band division in a predetermined quantization step; and Means for encoding the transform coefficients in the high-frequency component in order from the coefficient as the lowest layer, and further quantizing the quantization error in a quantization step smaller than the quantization step, and Means for encoding as two layers, and until the generated code amount of the encoding target frame reaches a predetermined code amount, recursively, means for encoding while reducing the quantization error in each layer, Image mark In encoding a certain frame in a moving image input signal, the encoding apparatus calculates a code amount generated in each layer of a previously encoded frame, and records a quantization step used in each layer. Means for determining, and a means for determining a quantization step of each layer in the encoding target frame from the generated code amount, the quantization step, and a target code amount of the encoding target frame, Image encoding device.
【請求項7】 請求項6記載の画像符号化装置におい
て、 符号化対象フレームを静止画像とし、 動画像入力信号内のあるフレームを符号化するにあた
り、過去に符号化済みのフレームの各レイヤごとの発生
符号量を算出する手段を、ある静止画像を符号化するに
あたり、過去に符号化済みの静止画像の各レイヤごとの
発生符号量を算出する手段とすることを特徴とする画像
符号化装置。
7. The image encoding apparatus according to claim 6, wherein the encoding target frame is a still image, and in encoding a certain frame in the moving image input signal, each layer of the previously encoded frame is encoded. Wherein the means for calculating the amount of generated codes of the image coding apparatus is a means for calculating the amount of generated codes for each layer of a still image which has been coded in the past when coding a certain still image. .
【請求項8】 請求項1から請求項5までのいずれか1
項記載の画像符号化方法における手順をコンピュータに
実行させるためのプログラムを、該コンピュータが読み
取り可能な記憶媒体に記憶したことを特徴とする画像符
号化プログラムを記憶した記憶媒体。
8. Any one of claims 1 to 5
A storage medium storing an image encoding program, wherein a program for causing a computer to execute the procedure in the image encoding method described in the paragraph is stored in a storage medium readable by the computer.
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