JP2003169334A - 画像圧縮方法および画像圧縮装置 - Google Patents

画像圧縮方法および画像圧縮装置

Info

Publication number
JP2003169334A
JP2003169334A JP2002279846A JP2002279846A JP2003169334A JP 2003169334 A JP2003169334 A JP 2003169334A JP 2002279846 A JP2002279846 A JP 2002279846A JP 2002279846 A JP2002279846 A JP 2002279846A JP 2003169334 A JP2003169334 A JP 2003169334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
quantized
data capacity
value
block
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2002279846A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4142927B2 (ja
Inventor
Andreas Hutter
フッター アンドレアズ
Klaus Illgner-Fehns
イリグナー−フェーンス クラウス
Robert Kutka
クトカ ロベルト
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.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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 Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of JP2003169334A publication Critical patent/JP2003169334A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4142927B2 publication Critical patent/JP4142927B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/189Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the adaptation method, adaptation tool or adaptation type used for the adaptive coding
    • H04N19/192Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the adaptation method, adaptation tool or adaptation type used for the adaptive coding the adaptation method, adaptation tool or adaptation type being iterative or recursive
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/115Selection of the code volume for a coding unit prior to coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124Quantisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/146Data rate or code amount at the encoder output
    • H04N19/15Data rate or code amount at the encoder output by monitoring actual compressed data size at the memory before deciding storage at the transmission buffer
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/146Data rate or code amount at the encoder output
    • H04N19/152Data rate or code amount at the encoder output by measuring the fullness of the transmission buffer
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/189Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the adaptation method, adaptation tool or adaptation type used for the adaptive coding
    • H04N19/192Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the adaptation method, adaptation tool or adaptation type used for the adaptive coding the adaptation method, adaptation tool or adaptation type being iterative or recursive
    • H04N19/194Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the adaptation method, adaptation tool or adaptation type used for the adaptive coding the adaptation method, adaptation tool or adaptation type being iterative or recursive involving only two passes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 個々の画像が迅速に、統計値の高度な分析を
用いず、良好な画像の質で圧縮され得る、画像を圧縮す
る方法および装置を提供すること。 【解決手段】 本発明の方法は、離散画像値の形態で存
在する画像を圧縮する方法であって、該画像値は、ブロ
ックに分割され、量子化因子によりブロックごとに量子
化され、量子化された画像値により表わされるデータ容
量は、該量子化因子が増大するに伴い減少し、該ブロッ
クの画像値が量子化された後、最後に量子化されたブロ
ックの該量子化された画像値により表わされ、該最後に
量子化されたブロックの画像値の数に関連するデータ容
量に相当する、実際のデータ容量が判定され、さらに量
子化されるべき、該画像内の画像値の数に関連する残存
データ容量に相当するターゲットデータ容量が判定され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ビデオま
たはTVの符号化または復号化において用いられ得るよ
うな画像圧縮方法、および対応する画像圧縮用の装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】デジタルTVシステムは、ビデオ情報を
伝送するために必要とされるデータの量が縮小、(すな
わち換言すると、圧縮されること)をほぼ常に要求す
る。ビデオ圧縮法の用途の大多数は、この場合、圧縮さ
れた後、データの量が特定の大きさで保持されることを
要求する。この大きさは調整可能であり、復号化された
信号によって与えられた画像の質に合わせて調整され
る。大抵の場合、パラメータを調整するのは量子化であ
る。所与の目標レートを達成するために、レート制御、
すなわち量子化の制御が必要である。データ圧縮の特定
の方法において、高速かつ遅延のないレート制御を獲得
することが問題である。
【0003】このようなビデオデータを圧縮する方法
は、例えば、テレビ信号のフォーマットが変更され、基
準画像を格納するために、限定された量のメモリ空間の
みが利用可能であるとき、例えば、基準画像を格納する
際に用いられる。例えば、このような圧縮法によって、
テレビ信号が小さいモニタ上に示されることが可能にさ
れ得る。このような圧縮法は、さらに、切り換えポイン
トに関する一定のデータセグメントを有するビデオレコ
ーダ用に符号化するために用いられ得る。
【0004】画像が定量のデータに圧縮されることを可
能にするために、画像のシーケンスにおける前の画像、
および設定されるべき画像を圧縮するための量子化から
画像の統計値が得られることが可能である。これは、以
下の非特許文献1に記載のとおりである。しかし、この
種の方法は、個々の画像を圧縮するには適切ではない。
【0005】
【非特許文献1】G.Keesman、I.Shah
and R.Klein−Gunnewiekら著、
「Bit−rate control for MPE
Gencoders」Signal Processi
ng:Image Communication(19
95年)、Vol.6、No.6、545〜560頁
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、個々の画像が迅速に、および統計値の高度な分析を
用いず、および良好な画像の質で圧縮され得る、画像を
圧縮する方法および装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、離散画
像値(3)の形態で存在する画像(1)を圧縮する方法
であって、該画像値(3)は、ブロック(2)に分割さ
れ、量子化因子によりブロックごとに量子化され、量子
化された画像値(3)により表わされるデータ容量は、
該量子化因子が増大するに伴い減少し、該ブロック
(2)の画像値(3)が量子化された後、最後に量子化
されたブロック(2)の該量子化された画像値(3)に
より表わされ、該最後に量子化されたブロック(2)の
画像値(3)の数に関連するデータ容量に相当する、実
際のデータ容量が判定され、さらに量子化されるべき、
該画像(1)内の画像値(3)に利用可能であり、さら
に量子化されるべき、該画像(1)内の画像値(3)の
数に関連する、残存データ容量に相当する、ターゲット
データ容量が判定され、該実際のデータ容量が該ターゲ
ットデータ容量よりも多い場合、該量子化因子は増大
し、該実際のデータ容量が該ターゲットデータ容量より
も少ない場合、該量子化因子は減少する。
【0008】本発明の方法は、前記ブロック(2)の全
てが同数の画像値(3)を有し、前記実際のデータ容量
は、前記最後に量子化されたブロック(2)の前記量子
化された画像値(3)により表わされるデータ容量に相
当し、前記ターゲットデータ容量は、さらに量子化され
るべきブロック(2)の数に関連する、前記残存データ
容量に相当してもよい。
【0009】本発明の方法は、前記実際のデータ容量と
の比較の前に、前記ターゲットデータ容量は、<1であ
る正の保有因子と乗算されてもよい。
【0010】本発明の方法は、前記保有因子が≦0.8
であってもよい。
【0011】本発明の方法は、前記量子化因子が、上方
向の最大値により限定されてもよい。
【0012】本発明の方法は、前記量子化因子は、下方
向の最小値により限定されてもよい。
【0013】本発明の方法は、2の整数乗のみが前記量
子化因子の値として可能であってもよい。
【0014】本発明の方法は、前記画像(1)内のブロ
ック(2)の画像値(3)の数は、常に2の整数乗であ
ってもよい。
【0015】本発明の方法は、第1のブロック(2)の
画像値(3)の量子化の前に、前記量子化因子が初期値
に設定されてもよい。
【0016】本発明の方法は、前記画像(1)は、時間
予測を用いる、画像シーケンス符号化法または画像シー
ケンス復号化法で使用する参照画像であってもよい。
【0017】本発明の方法は、前記画像(1)は、運動
補正予測を用いる、画像シーケンス符号化法または画像
シーケンス復号化法で使用する参照画像であってもよ
い。
【0018】本発明の方法は、前記画像値(3)は、空
間領域内の画像点であってもよい。
【0019】本発明の方法は、前記画像値(3)は、前
記画像(1)の周波数領域を復号化するための変換係数
であってもよい。
【0020】本発明の方法は、量子化画像値(3)は可
逆的に符号化されてもよい。
【0021】本発明の装置は、離散画像値(3)の形態
で存在する画像(1)を圧縮する装置であって、該画像
値(3)は、量子化因子によるブロックごとの量子化の
ためにブロック(2)に分割され、量子化された画像値
(3)により表わされるデータ容量は、該量子化因子が
増大するに伴い減少し、該装置は、該画像(1)内の画
像値(3)を格納する画像メモリ(7)、および量子化
因子を用いて該画像値(3)を量子化する量子化器
(5)を有し、該装置は、ブロック(2)の該画像値
(3)の量子化の後に、前記最後に量子化されたブロッ
ク(2)の該量子化された画像値(3)により表わさ
れ、該最後に量子化されたブロック(2)の画像値
(3)の数に関連するデータ容量に相当する、実際のデ
ータ容量を判定し、さらに量子化されるべき画像値
(3)に利用可能であり、さらに量子化されるべき、該
画像(1)内の画像値(3)の数に関連する残存データ
容量に相当する、ターゲットデータ容量を判定するよう
に構成され、該実際のデータ容量が該ターゲットデータ
容量よりも多い場合、該量子化因子を増大させ、該実際
のデータ容量が該ターゲットデータ容量よりも少ない場
合、該量子化因子を減少させる、装置。
【0022】本発明の装置は、前記残存データ容量は、
前記量子化された画像値(3)を格納するために、前記
画像メモリ(7)にまだ残されている格納スペースの容
量に相当してもよい。
【0023】本発明の装置は、前記装置は、前記画像メ
モリ(7)に格納する前に、前記量子化された画像値
(3)を符号化する符号化器(6)を有してもよい。
【0024】本発明の装置は、前記装置は、上記方法を
実行するように設計されてもよい。
【0025】本発明により、上述の目的が、請求項1に
記載された特徴を有する方法によって、および請求項1
5に記載された特徴を有する装置によって達成される。
従属請求項は、各々、本発明の好適かつ有利な実施形態
を定義する。
【0026】本発明により、画像の画像値が圧縮され、
ブロックに分割され、量子化ファクタによってブロック
ごとに量子化され、データ容量は、量子化ファクタが上
昇すると、量子化された画像値が低減されることによっ
て表されることが提唱される。量子化は、特に、量子化
ファクタによって画像値を表す数値の除法の形式をとり
得る。これは、量子化ファクタの上昇とともに、量子化
の結果がより小さくなり、従って、より小さいデータ容
量を含むか、換言すると、圧縮されることを意味する。
【0027】本発明により、ブロック内の画像値が量子
化された後、実際のデータ量(これは、量子化された最
後のブロック内の量子化された画像値によって表される
データ量の表示である)が決定される。実際のデータ量
は特に、量子化された最後のブロック内の量子化された
画像値によって表されるデータ量であり、これは、量子
化された最後のブロック内の画像値の数に関連する。さ
らに決定されるのはターゲットデータ量であり、これ
は、利用可能な残りの総データ量内の、以前に量子化さ
れたブロックと同じサイズのブロックにおける量子化さ
れた画像値にさらに割り当てられ得るデータ量の表示で
ある。さらに量子化されるブロック内における画像値の
量子化または幾分の圧縮が実質的に同じままであると仮
定して、これは、最後に、すべての量子化された画像値
によって表される総データ量が、初めに利用可能な残留
データ量を越えないことを意味する。このように、量子
化された最後のブロック内の画像値(これらの画像値の
数は、量子化される前のブロック内の画像値の総数と比
較して測定される)が、量子化の後、大き過ぎるデータ
量または小さすぎるデータ量のいずれを表すかが判定さ
れる。以前に量子化された画像値によって表されるデー
タ量が大き過ぎる場合、量子化ファクタが高くなりより
大きい圧縮が得られる。以前に量子化された画像値によ
って表されるデータ量が小さ過ぎる場合、量子化ファク
タが低くなりより小さい圧縮が得られる。このように量
子化ファクタは、量子化の過程において最適値を調整す
る。これにより、量子化された画像値によって表される
総データ量を事前設定可能な値に等しくすることが可能
になる。実際のデータ量がターゲットデータ量に等しい
場合、量子化ファクタは好適には低くされるが、これは
高くされてもよいし、またはこの場合変更されないまま
であってもよい。
【0028】このように、量子化された画像値が規定量
のメモリ内に適合するように量子化を調整することによ
って、速い方法によって画像を量子化することが可能に
なる。
【0029】各ブロックが同じ数の画像値を含むよう
に、画像値を有利にブロックに分割する。この場合、実
際のデータ量を量子化された最後のブロック内の量子化
された画像値によって表されるデータ量に等しくし、そ
して、ターゲットデータ量をさらに量子化されるブロッ
ク数で除算した残留データ量に等しくすることによっ
て、方法を簡略化し得る。この場合、方法を実行するた
めに必要な計算量が減少する。
【0030】画像内のすべての画像値が量子化の後に所
与のデータ量を越えないことを保証するために、予備フ
ァクタを導入することが可能である。これにより、実際
のデータ量と比較する前に、ターゲットデータ量が乗算
される。予備ファクタは、正数<1であり、例えば、
0.8であり得る。
【0031】最小値および/または最大値を量子化ファ
クタに対して有利に事前設定すると、量子化ファクタに
対して上限および/または下限を設定することが可能に
なる。このように、量子化ファクタが画像内の所与の範
囲内で変化することが保証され得る。
【0032】第1のブロック内の画像値が量子化される
前に、量子化ファクタに対して開始値を予め設定する必
要がある。予測画像を用いて、この値が、所与の数のブ
ロックが量子化された後、自動調整器が調整する量子化
ファクタにできるだけよく対応するようにこの値を選択
することが好適である。ブロック内の画像値の数がそれ
ぞれ2の整数乗であるように、ブロックのサイズを有利
に選択する。
【0033】提供され得る別の利点は、2の整数乗のみ
が量子化ファクタの値として可能である点である。デジ
タル工学において、2の整数乗による除算は、除算され
る値の小数点を移動することによって、達成することが
特に容易であるものである。これは、この種の量子化フ
ァクタを用いると、特に少しの努力を用いて、そして複
雑にせずとも、量子化を実行し得ることを意味する。
【0034】画像値は、例えば、空間領域内の画像点で
あり得、そして画像内の所与の画像点の輝度値および/
またはクロミナンス値を直接表し得る。
【0035】画像点は、画像を符号化する周波数領域の
変換係数でもあり得る。
【0036】必要な格納空間を減少させるために、量子
化された画像値を、格納される前に符号化することが有
利である。この場合、実際のデータ量が、メモリ内に格
納された符号化された値であり、したがって、実際のデ
ータ量が必要とするメモリ空間が対象であるため、実際
のデータ量は好適には、符号化の後に決定される。量子
化された画像値は好適にはロスの無い符号化を受け、こ
の理由のために、ハフマンコード化が用いられ得る。
【0037】添付の図面および好適な実施形態を参照し
て、本発明を以下により詳細に説明する。
【0038】
【発明の実施の形態】運動補償予測を用いたビデオデコ
ーダを一例として、本発明を以下に説明する。デコーダ
は、予測可能なハイブリッドコーダーである。予測可能
なハイブリッドコーダーは、周波数領域内の映像画像の
シーケンスのうちの個々の画像を個々に符号化し、この
ような画像(以下に、基準画像として呼ぶ)に基づいて
さらなる画像を予測する。この種の方法は、例えば、M
PEG規格において用いられる。
【0039】この種の方法において、予測画像を計算す
ることを可能にするために基準画像が必要であるため、
基準画像が特定の期間格納されていることが必要であ
る。この場合、格納するには、基準画像を量子化して、
必要なデータ量および空間サイズを減らす。図1aおよ
び図2は、基準画像として格納される画像1の構成を示
す。画像1は、画像値3によって構成されている。画像
値3は共にブロック2内にグループ化されており、ブロ
ック2はそれぞれ、同じ数の画像値3を含む。現在の実
施形態において、各ブロック2は16個の画像値3を有
する。
【0040】通常の画面上で再現されるHDTV(高密
度テレビ)信号を復号する場合、コストを理由に、HD
TVフォーマットで個々の画像ドットを格納することが
可能な基準画像メモリを用いようとするのではなく、単
に、格納空間量が減少した基準画像メモリを用いようと
する。この目的は特に、従来のSDTVフォーマットで
画像データを格納することにのみ適し、結果的に、HD
TV画像データを格納するために必要な格納能力の1/
4しか必要でない基準画像メモリを用いることである。
【0041】図2に示す、テレビ信号を復号化する装置
は、符号化されたテレビ信号が供給され、テレビ情報を
統一された(unified)ビット長のコードワード
に変換する可変長復号化器10を有する。これらのコー
ドワードは、逆量子化を行うブロック11に供給され、
その後、逆離散コサイン変換(IDCT)を行うブロッ
ク12に供給される。適切なピクチャを得るために、ブ
ロック12の出力に存在する異なる値が、基準ピクチャ
メモリ7に格納されたピクチャ中の個々のピクチャ点の
値に加算される。基準ピクチャメモリ7に格納された基
準ピクチャは、具体的には、前のピクチャである。この
加算は、加算ブロック13において行われる。加算ブロ
ック13の出力がテレビピクチャを提供する。このよう
にして得られた、加算器13の出力におけるピクチャ点
の値は、基準ピクチャメモリ7に格納されて、現在のピ
クチャが新たな基準ピクチャとして格納されることを可
能にする。本実施形態において説明するテレビ復号化器
は、通常のテレビ解像度の従来のSDTVフォーマット
信号だけでなく、いわゆるHDTV(高密度テレビ)信
号を受信すること、および、これらの信号を解像度を落
として従来のスクリーン上に再生することを企図してい
る。このビデオ符号化規格の本質的な要件は、いわゆる
運動補正型予測(motion−compensate
d prediction)である。これについて、復
号化器は、前のピクチャを基準ピクチャとして格納し、
この基準ピクチャと次のピクチャとの差分のみが送信さ
れて、符号化の量を低減することができる。また、ピク
チャ内の運動に応じて、例えば16×16個のピクチャ
点を含む各ブロックが、前のピクチャからシフトされ
て、次のピクチャが可能な限り予測されることを確実に
する。
【0042】基準ピクチャメモリ7は従来のSDTVフ
ォーマットに基づくピクチャデータを格納するように設
計されているだけなので、加算器13の出力に存在する
ピクチャデータは、圧縮される必要がある。この目的の
ために設けられたユニット4が、例えば、アンダーサン
プリングによって、圧縮されるべきピクチャ領域を圧縮
する。
【0043】ユニット4において、圧縮されるべきブロ
ック2は、少なくとも第1および第2の層に分割され得
る。第1および第2の層は、圧縮されるブロック2につ
いての異なるサンプリングパターンに対応する。予測さ
れたピクチャ点の値は、ブロック2内の特定のピクチャ
点に隣接する第1の層内のピクチャ点についてのピクチ
ャ点値から、第2の層内の各ピクチャ点(画素)につい
て決定され得る。特定のピクチャ点について予測された
ピクチャ点値と実際のピクチャ点値との差分は、量子化
器5に出力されて、さらなる処理が施される。
【0044】ユニット4からの圧縮された出力信号は量
子化器5に送信され、量子化器5が圧縮されたピクチャ
データを量子化し、このようにして、データのボリュー
ムをさらに低減する。量子化は、所定の量子化係数を用
いて行われる。この量子化係数によって、ユニット4に
おける圧縮によって生成された出力値が除算される。こ
れにより数値が減少され、その結果、データのボリュー
ムが小さくなる。量子化器5からの出力信号は、ハフマ
ン符号化器6に送信される。ハフマン符号化器6は、ゼ
ロのランレングス符号化によってデータを符号化し、符
号化されたデータが基準ピクチャメモリ7に格納され
る。
【0045】量子化係数は、2の整数倍の値であり、こ
れにより除算が単純化される。量子化係数にはまた、上
限値256および下限値32が設定される。
【0046】量子化器5において、ユニット4からの出
力データは、量子化係数によってブロック毎に量子化さ
れる。各ブロック2が量子化された後、量子化係数が調
節される。量子化係数の調節は、基準ピクチャメモリ7
内の格納空間を可能な限り最も効果的に利用可能にする
ために行われる。ブロック2内の値が量子化され、これ
らの量子化された値が符号化器6において符号化された
後、ブロック2について符号化器6からの出力値によっ
て示されるデータボリュームである実際のデータボリュ
ームが判定される。この後、未だ量子化されていないブ
ロックの数で除算された、基準ピクチャメモリ7内で依
然利用可能な格納空間に等しい目標データボリュームが
判定される。量子化および符号化の後に、全てのブロッ
ク2に少なくとも実質的に同じ量の格納空間が与えられ
る場合、目標データボリュームは、任意の量子化され符
号化されたブロック2に割り当てられ得る格納空間のボ
リュームである。
【0047】ターゲットデータ容量はその後、保存ファ
クタ0.8で乗算されて、画像値3用の格納スペースに
対する予期しない需要に対処できるようになっている。
その後、実際のデータ容量とターゲットデータ容量とが
互いに比較される。実際のデータ容量がターゲットデー
タ容量よりも大きい場合、量子化ファクタは1段階上昇
して、より高い分割ファクタを生成し、したがって次の
ブロック用のより小さいデータ容量を生成する。それ以
外の場合、量子化ファクタは低減され、その結果、次の
ブロックで得られる分割ファクタはより低くなる。
【0048】この場合、実際のデータ容量は、符号化さ
れたデータを参照することにより決定される。なぜな
ら、これが実際に参照画像メモリ7に格納されているも
のだからである。これに続く画像が参照画像を参照する
ことにより予想できるようにするために、参照画像メモ
リ7に格納されている画像データは解凍ブロック8に伝
達される。解凍ブロック8において、HDTVフォーマ
ットなどの元の画像フォーマット内の画像データが獲得
され、動作補償ユニット9に供給される。動作補償ユニ
ット9の端部に存在するのは完全な画像データであり、
これが加算器13に伝達される。
【0049】本発明による方法は、予測するTVデコー
ダ内の参照画像の圧縮された格納に関して記載する実施
形態において用いられる。なぜなら、格納すべき参照画
像用に使用可能な格納スペースは与えられた容量のみで
あり、これを可能な限り有益に用いなければならないか
らである。しかし、上記に加えて、本発明による方法
を、例えばディジタルカメラにおける個々の画像を圧縮
するために用いることも可能である。本発明による方法
はさらに、個々の画像が所与の予め設定されたデータ量
に迅速に圧縮されることが必要ないずれの場合にも用い
られ得る。
【0050】画像値が、例えば離散コサイン変換係数な
どの周波数領域内の変換用の変換係数として存在してい
る場合、画像の画質が向上するという利点がある。これ
は、周波数領域内の変換が、画像の均一領域が小さい数
のゼロでない係数を生成することを意味し、非均一領域
では大きい数のゼロでない係数が生成されることを意味
することに起因する。この場合覚えておかなければなら
ないことは、過剰な量子化、すなわち、画像値用の値の
範囲の縮小およびそれによる画像値のより粗いグラデー
ションは、画像の、いずれにしても明白な変動がある非
均一領域においてよりも均一領域においてより顕著であ
る。本発明による方法において、量子化ファクタは、量
子化された画像値によって表されるデータ容量がほぼ一
定に保持されるように調整されるため、より低い量子化
ファクタが、僅かな数のゼロではない係数が存在する均
一領域に設定され、したがって係数は高解像度で格納さ
れる。この結果、画像の、均一ブロックを含む領域用の
変換係数が、画像の、非均一ブロックと均一ブロックと
を含む領域のそれよりも高い解像度で格納され、より高
い質で格納される。非均一ブロックと均一ブロックとを
含む画像領域では量子化誤差がより顕著である。
【0051】合わせてブロック(2)にグループ化され
た画像値(3)を含む個々の画像(1)を良好な画質で
高速に圧縮することを可能にするために、上記画像値
(3)は、量子化因子によりブロックごとに量子化さ
れ、量子化された画像値(3)により表わされるデータ
容量は、上記量子化因子が増大するに伴い減少する。ブ
ロック(2)の上記画像値(3)が量子化された後、最
後に量子化されたブロック(2)により表わされ、上記
最後に量子化されたブロック(2)の画像値(3)の数
に関連するデータ容量に相当する、実際のデータ容量が
判定され、さらに量子化されるべき画像値(3)に利用
可能であり、さらに量子化されるべき画像値(3)の数
に関連する格納スペースの容量に相当する、ターゲット
データ容量が判定される。実際のデータ容量が上記ター
ゲットデータ容量よりも多い場合、上記量子化因子を増
大し、上記実際のデータ容量が上記ターゲットデータ容
量よりも少ない場合、上記量子化因子を減少させる。上
記ターゲットデータ容量はまた、不意のデータ要求を予
期して、上記実際のデータ容量との比較の前に、保有因
子<1と乗算され得る。
【0052】
【発明の効果】本発明の方法は、離散画像値の形態で存
在する画像を圧縮する方法であって、該画像値は、ブロ
ックに分割され、量子化因子によりブロックごとに量子
化され、量子化された画像値により表わされるデータ容
量は、該量子化因子が増大するに伴い減少し、該ブロッ
クの画像値が量子化された後、最後に量子化されたブロ
ックの該量子化された画像値により表わされ、該最後に
量子化されたブロックの画像値の数に関連するデータ容
量に相当する、実際のデータ容量が判定され、さらに量
子化されるべき、該画像内の画像値に利用可能であり、
さらに量子化されるべき該画像内の画像値の数に関連す
る、残存データ容量に相当する、ターゲットデータ容量
が判定され、該実際のデータ容量が該ターゲットデータ
容量よりも多い場合、該量子化因子は増大し、該実際の
データ容量が該ターゲットデータ容量よりも少ない場
合、該量子化因子は減少する。この方法により、個々の
画像が迅速に、統計値の高度な分析を用いず、良好な画
像の質で圧縮され得る、画像を圧縮する方法および装置
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1aは、ブロック内に圧縮された画像の分割
を示す。図1bは、ブロックおよびその関連付けられた
画像値を示す。
【図2】図2は、本発明による、本発明を実行するビデ
オデコーダの簡略化されたブロック図である。
【符号の説明】
10 可変長復号化器 11 ブロック
フロントページの続き (72)発明者 クラウス イリグナー−フェーンス ドイツ国 81549 ミュンヘン, マーク ヴァルツシュタイナー シュトラーセ 12 (72)発明者 ロベルト クトカ ドイツ国 82269 ゲルテンドルフ, ハ インブッヒェンシュトラーセ 3 Fターム(参考) 5C059 MA00 MA23 MC11 ME02 ME05 NN01 SS03 SS05 SS11 TA46 TB08 TC12 TC15 UA02 5J064 AA01 AA02 BA16 BC01 BC16 BC26

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 離散画像値(3)の形態で存在する画像
    (1)を圧縮する方法であって、 該画像値(3)は、ブロック(2)に分割され、量子化
    因子によりブロックごとに量子化され、量子化された画
    像値(3)により表わされるデータ容量は、該量子化因
    子が増大するに伴い減少し、 該ブロック(2)の画像値(3)が量子化された後、最
    後に量子化されたブロック(2)の該量子化された画像
    値(3)により表わされ、該最後に量子化されたブロッ
    ク(2)の画像値(3)の数に関連するデータ容量に相
    当する、実際のデータ容量が判定され、 さらに量子化されるべき、該画像(1)内の画像値
    (3)に利用可能であり、さらに量子化されるべき、該
    画像(1)内の画像値(3)の数に関連する、残存デー
    タ容量に相当する、ターゲットデータ容量が判定され、 該実際のデータ容量が該ターゲットデータ容量よりも多
    い場合、該量子化因子は増大し、該実際のデータ容量が
    該ターゲットデータ容量よりも少ない場合、該量子化因
    子は減少する、方法。
  2. 【請求項2】 前記ブロック(2)の全てが同数の画像
    値(3)を有し、前記実際のデータ容量は、前記最後に
    量子化されたブロック(2)の前記量子化された画像値
    (3)により表わされるデータ容量に相当し、前記ター
    ゲットデータ容量は、さらに量子化されるべきブロック
    (2)の数に関連する、前記残存データ容量に相当す
    る、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記実際のデータ容量との比較の前に、
    前記ターゲットデータ容量は、<1である正の保有因子
    と乗算される、請求項1〜2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記保有因子は≦0.8である、請求項
    3に記載の方法
  5. 【請求項5】 前記量子化因子は、上方向の最大値によ
    り限定される、請求項1〜4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記量子化因子は、下方向の最小値によ
    り限定される、請求項1〜5のうちの1つに記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 2の整数乗のみが前記量子化因子の値と
    して可能である、請求項1〜6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記画像(1)内のブロック(2)の画
    像値(3)の数は、常に2の整数乗である、請求項1〜
    7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 第1のブロック(2)の画像値(3)の
    量子化の前に、前記量子化因子が初期値に設定される、
    請求項1〜8に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記画像(1)は、時間予測を用い
    る、画像シーケンス符号化法または画像シーケンス復号
    化法で使用する参照画像である、請求項1〜9に記載の
    方法。
  11. 【請求項11】 前記画像(1)は、運動補正予測を用
    いる、画像シーケンス符号化法または画像シーケンス復
    号化法で使用する参照画像である、請求項1〜10に記
    載の方法。
  12. 【請求項12】 前記画像値(3)は、空間領域内の画
    像点である、請求項1〜11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記画像値(3)は、前記画像(1)
    の周波数領域を復号化するための変換係数である、請求
    項1〜11に記載の方法。
  14. 【請求項14】 量子化画像値(3)は可逆的に符号化
    される、請求項1〜13に記載の方法。
  15. 【請求項15】 離散画像値(3)の形態で存在する画
    像(1)を圧縮する装置であって、 該画像値(3)は、量子化因子によるブロックごとの量
    子化のためにブロック(2)に分割され、量子化された
    画像値(3)により表わされるデータ容量は、該量子化
    因子が増大するに伴い減少し、 該装置は、該画像(1)内の画像値(3)を格納する画
    像メモリ(7)、および量子化因子を用いて該画像値
    (3)を量子化する量子化器(5)を有し、 該装置は、ブロック(2)の該画像値(3)の量子化の
    後に、前記最後に量子化されたブロック(2)の該量子
    化された画像値(3)により表わされ、該最後に量子化
    されたブロック(2)の画像値(3)の数に関連するデ
    ータ容量に相当する、実際のデータ容量を判定し、さら
    に量子化されるべき画像値(3)に利用可能であり、さ
    らに量子化されるべき、該画像(1)内の画像値(3)
    の数に関連する残存データ容量に相当する、ターゲット
    データ容量を判定するように構成され、 該実際のデータ容量が該ターゲットデータ容量よりも多
    い場合、該量子化因子を増大させ、該実際のデータ容量
    が該ターゲットデータ容量よりも少ない場合、該量子化
    因子を減少させる、装置。
  16. 【請求項16】 前記残存データ容量は、前記量子化さ
    れた画像値(3)を格納するために、前記画像メモリ
    (7)にまだ残されている格納スペースの容量に相当す
    る、請求項15に記載の装置。
  17. 【請求項17】 前記装置は、前記画像メモリ(7)に
    格納する前に、前記量子化された画像値(3)を符号化
    する符号化器(6)を有する、請求項15または16に
    記載の装置。
  18. 【請求項18】 前記装置は、請求項1〜14に記載の
    方法を実行するように設計される、請求項15〜17に
    記載の装置。
JP2002279846A 2001-11-20 2002-09-25 画像圧縮方法および画像圧縮装置 Expired - Fee Related JP4142927B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10156851A DE10156851C1 (de) 2001-11-20 2001-11-20 Verfahren und Vorrichtung zur Bildkompression
DE10156851.7 2001-11-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003169334A true JP2003169334A (ja) 2003-06-13
JP4142927B2 JP4142927B2 (ja) 2008-09-03

Family

ID=7706295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002279846A Expired - Fee Related JP4142927B2 (ja) 2001-11-20 2002-09-25 画像圧縮方法および画像圧縮装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20030095595A1 (ja)
JP (1) JP4142927B2 (ja)
DE (1) DE10156851C1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100322597A1 (en) * 2009-06-22 2010-12-23 Sony Corporation Method of compression of graphics images and videos
US20110292247A1 (en) * 2010-05-27 2011-12-01 Sony Corporation Image compression method with random access capability

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2520306B2 (ja) * 1989-05-24 1996-07-31 三菱電機株式会社 変換符号化装置
EP0514663A3 (en) * 1991-05-24 1993-07-14 International Business Machines Corporation An apparatus and method for motion video encoding employing an adaptive quantizer
US5398078A (en) * 1991-10-31 1995-03-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of detecting a motion vector in an image coding apparatus
KR950010632A (ko) * 1993-09-17 1995-04-28 배순훈 동영상부호화기
US5729294A (en) * 1995-04-05 1998-03-17 International Business Machines Corporation Motion video compression system with novel adaptive quantization
JP2907063B2 (ja) * 1995-05-24 1999-06-21 日本ビクター株式会社 総符号量制御を行なう動画像符号化装置
US5867221A (en) * 1996-03-29 1999-02-02 Interated Systems, Inc. Method and system for the fractal compression of data using an integrated circuit for discrete cosine transform compression/decompression
US5760836A (en) * 1996-08-22 1998-06-02 International Business Machines Corporation FIFO feedback and control for digital video encoder
US6037985A (en) * 1996-10-31 2000-03-14 Texas Instruments Incorporated Video compression
DE69837003T2 (de) * 1997-02-12 2007-10-18 Mediatek Inc. Vorrichtung und verfahren zur optimierung der bitratensteurung in einem kodiersystem
US6118822A (en) * 1997-12-01 2000-09-12 Conexant Systems, Inc. Adaptive entropy coding in adaptive quantization framework for video signal coding systems and processes
JP2001169281A (ja) * 1999-12-13 2001-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動画像符号化装置、および動画像符号化方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4142927B2 (ja) 2008-09-03
DE10156851C1 (de) 2003-07-03
US20030095595A1 (en) 2003-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2501999B2 (ja) ビデオ画像の符号化装置と方法
CA2118189C (en) Image coding method and apparatus therefor
US6587508B1 (en) Apparatus, method and computer program product for transcoding a coded moving picture sequence
US20160198162A1 (en) Quantization Method and Apparatus in Encoding/Decoding
US20070189626A1 (en) Video encoding/decoding method and apparatus
US6330369B1 (en) Method and apparatus for limiting data rate and image quality loss in lossy compression of sequences of digital images
US20090003438A1 (en) Fixed bit rate, intraframe compression and decompression of video
JPH0595536A (ja) 高能率符号化信号処理装置
US7177356B2 (en) Spatially transcoding a video stream
KR100651316B1 (ko) 정보 스트림 디코더에서 메모리 자원 이용을 증가시키는 방법 및 장치
KR20000023174A (ko) 엔코딩 장치 및 방법
JP2003032677A (ja) 動画像圧縮符号化装置
JP2002223443A (ja) トランスコーディング方法およびトランスコーディング装置
US6462681B1 (en) Scalable coding by scanning selected parts of respective bit-streams
US7965768B2 (en) Video signal encoding apparatus and computer readable medium with quantization control
JP2004166128A (ja) 画像情報の符号化方法、符号化装置及び符号化プログラム
US20050010626A1 (en) Selectable quantization in an encoder
JP2003531553A (ja) 固定圧縮率を使用する効率的なビデオデータアクセス
JP3069144B2 (ja) 動画像符号化装置
US20130230102A1 (en) Methods for encoding and decoding an image, and corresponding devices
JP2003169334A (ja) 画像圧縮方法および画像圧縮装置
JP2002204459A (ja) 動画像符号化方法及び装置
JPH07236137A (ja) 画像符号化制御方式
EP4266685A1 (en) Video encoder comprising a frame buffer assembly
JP2007043495A (ja) 画像処理装置及び画像処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040803

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20041028

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20041102

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050203

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050824

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051222

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060313

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20060623

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080613

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110620

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110620

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120620

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120620

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130620

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees