JP2744290B2 - 画像信号符号化方式 - Google Patents
画像信号符号化方式Info
- Publication number
- JP2744290B2 JP2744290B2 JP15826989A JP15826989A JP2744290B2 JP 2744290 B2 JP2744290 B2 JP 2744290B2 JP 15826989 A JP15826989 A JP 15826989A JP 15826989 A JP15826989 A JP 15826989A JP 2744290 B2 JP2744290 B2 JP 2744290B2
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- JP
- Japan
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- threshold value
- quantization
- code
- quantizer
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は画像信号、特にハイビジョンのような高精細
画像信号をディジタル伝送するための符号化方式におい
て、符号復号器を縦続に接続して符号復号化処理を複数
回行ったときの量子化雑音の累積による劣化を低減でき
る画像信号符号化方式に関するものである。
画像信号をディジタル伝送するための符号化方式におい
て、符号復号器を縦続に接続して符号復号化処理を複数
回行ったときの量子化雑音の累積による劣化を低減でき
る画像信号符号化方式に関するものである。
（従来の技術） 従来、画像信号を符号化するための方式としては種々
のものが発表されている。例えば入力信号と前フレーム
あるいは前フィールドとの差分信号を符号化するDPCM
（差分PCM）方式、周波数領域の信号に変換して符号化
するDCT（離散コサイン変換）方式等がよく知られてい
る。これらの方式は何れも入力レベルに対応して零を含
む複数の量子化出力値および各々の量子化出力値に対応
する複数の量子化コードの中から一つの量子化出力値お
よび量子化コードを割り付ける量子化器を有している。
この量子化器の構成は符号器の特性を左右するため、量
子化レベルの設計については最適化方法が検討されてき
た。
のものが発表されている。例えば入力信号と前フレーム
あるいは前フィールドとの差分信号を符号化するDPCM
（差分PCM）方式、周波数領域の信号に変換して符号化
するDCT（離散コサイン変換）方式等がよく知られてい
る。これらの方式は何れも入力レベルに対応して零を含
む複数の量子化出力値および各々の量子化出力値に対応
する複数の量子化コードの中から一つの量子化出力値お
よび量子化コードを割り付ける量子化器を有している。
この量子化器の構成は符号器の特性を左右するため、量
子化レベルの設計については最適化方法が検討されてき
た。
しかし、これには何れも１回の符号復号処理を対象と
しており、符号器を多段（多リンク）接続した場合の特
性劣化について考慮されていなかった。そのため、１リ
ンクの特性は優れていても多リンク接続時の特性劣化が
大きいという欠点があった。
しており、符号器を多段（多リンク）接続した場合の特
性劣化について考慮されていなかった。そのため、１リ
ンクの特性は優れていても多リンク接続時の特性劣化が
大きいという欠点があった。
以下、サブバンド符号化方式を例に多段接続時の劣化
累積の原因を具体的に説明する。
累積の原因を具体的に説明する。
サブバンド符号化方式の構成を第３図に示し、１は符
号器、２は復号器である。符号器１における10は帯域分
割およびダウンサンプリング（間引き）を行う帯域分割
フィルタ群であり、10aは低域通過フィルタ（LP）、10b
は高域通過フィルタ（HP）である。11はDCT等の符号
器、12は入力レベルが一定のしきい値より以下である場
合は零の量子化出力値コードに対応する信号（通常は零
レベル）に設定するデッドゾーン判別器、13は入力レベ
ルに対応して特定のコードを割り付ける量子化器であ
り、このデッドゾーン判別器12および量子化器13でデッ
ドゾーン付き量子化器を構成している。
号器、２は復号器である。符号器１における10は帯域分
割およびダウンサンプリング（間引き）を行う帯域分割
フィルタ群であり、10aは低域通過フィルタ（LP）、10b
は高域通過フィルタ（HP）である。11はDCT等の符号
器、12は入力レベルが一定のしきい値より以下である場
合は零の量子化出力値コードに対応する信号（通常は零
レベル）に設定するデッドゾーン判別器、13は入力レベ
ルに対応して特定のコードを割り付ける量子化器であ
り、このデッドゾーン判別器12および量子化器13でデッ
ドゾーン付き量子化器を構成している。
通常、画像信号の振幅分布を考慮して発生頻度の高い
量子化レベルの小さいものには短いコード、大きいもの
には長いコードを対応させておく。従って、しきい値を
大きくすれば、零量子化レベルに対応する短いコードが
割り当てられるため符号化情報量を低減することが可能
である。14は量子化出力コードを時間多重して伝送符号
を得るための多重化回路である。
量子化レベルの小さいものには短いコード、大きいもの
には長いコードを対応させておく。従って、しきい値を
大きくすれば、零量子化レベルに対応する短いコードが
割り当てられるため符号化情報量を低減することが可能
である。14は量子化出力コードを時間多重して伝送符号
を得るための多重化回路である。
復号器２における20は各帯域の量子化コードを得るた
めに分離化回路、21は逆DCT等の復号器、22は量子化コ
ードから量子化出力に戻す逆量子化器、23はアップサン
プリング（補間）および帯域合成を行う帯域合成フィル
タ群であり、23aは低域通過フィルタ（LP）、23bは高域
通過フィルタ（HP）である。
めに分離化回路、21は逆DCT等の復号器、22は量子化コ
ードから量子化出力に戻す逆量子化器、23はアップサン
プリング（補間）および帯域合成を行う帯域合成フィル
タ群であり、23aは低域通過フィルタ（LP）、23bは高域
通過フィルタ（HP）である。
第４図（１）および（２）は量子化器13の量子化出力
レベルおよび量子化コードの一例である。同図（１）に
おいて入力レベルが量子化しきい値ａおよび量子化しき
い値ｂの範囲にあれば両者の間にある量子化出力ｃが得
られる。
レベルおよび量子化コードの一例である。同図（１）に
おいて入力レベルが量子化しきい値ａおよび量子化しき
い値ｂの範囲にあれば両者の間にある量子化出力ｃが得
られる。
また、同図（２）は同図（１）の量子化レベル（ｄ）
に対応する量子化コード（ｅ）を示したもので、量子化
レベルNo.“1"に対しては量子化コード（ｅ）は“00"が
割り当てられる。この場合、例えば上記のデッドゾーン
付き量子化器（12,13）のしきい値を“3"に設定した場
合、１リンク目の量子化器13の入力値（第４図（１）の
しきい値a,b間）が“4"のときには量子化レベルNo.は
“2"となり、第４図（２）の量子化コード（ｅ）は“0
1"が割り付けられ、量子化出力“3"が得られる。
に対応する量子化コード（ｅ）を示したもので、量子化
レベルNo.“1"に対しては量子化コード（ｅ）は“00"が
割り当てられる。この場合、例えば上記のデッドゾーン
付き量子化器（12,13）のしきい値を“3"に設定した場
合、１リンク目の量子化器13の入力値（第４図（１）の
しきい値a,b間）が“4"のときには量子化レベルNo.は
“2"となり、第４図（２）の量子化コード（ｅ）は“0
1"が割り付けられ、量子化出力“3"が得られる。
しかし、２リンク目のデッドゾーン判別器12の入力時
点においては“3"という入力レベルはしきい値以下と判
定され、量子化出力値が零に設定される。また、仮に判
定をしきい値“未満”としても、１リンク目と２リンク
目の間でのフィルタ演算および接続点での雑音等によ
り、２リンク目の量子化器入力時点で“3"未満の値にな
ることがある。このように、デッドゾーンのしきい値の
設定により１リンク目と２リンク目における量子化出力
値の間にずれが生じ、劣化が累積するという欠点があっ
た。
点においては“3"という入力レベルはしきい値以下と判
定され、量子化出力値が零に設定される。また、仮に判
定をしきい値“未満”としても、１リンク目と２リンク
目の間でのフィルタ演算および接続点での雑音等によ
り、２リンク目の量子化器入力時点で“3"未満の値にな
ることがある。このように、デッドゾーンのしきい値の
設定により１リンク目と２リンク目における量子化出力
値の間にずれが生じ、劣化が累積するという欠点があっ
た。
（発明の目的） 本発明の目的は、符号復号器を複数多段接続したとき
の各段（各リンク）における量子化コードのずれを無く
し、量子化雑音累積による劣化を低減できる画像信号符
号化方式を提供することにある。
の各段（各リンク）における量子化コードのずれを無く
し、量子化雑音累積による劣化を低減できる画像信号符
号化方式を提供することにある。
（発明の構成） （発明の特徴と従来技術との差異） 本発明は、画像信号を複数の帯域信号に分割する帯域
分割フィルタ手段と、その複数に分割された帯域信号に
対し、入力レベルに対応して零を含む複数の量子化出力
値に対応する量子化コードの中から一つの量子化コード
を割り付ける手段と、入力レベルが一定のしきい値より
以下であるか否かを判別する手段およびしきい値以下の
場合は零の量子化出力値のコードに割り付ける量子化手
段とを有する画像信号符号化方式において、前記しきい
値が前記複数の量子化出力値の何れにも一致しない値に
設定することを主要な特徴とする。従来の技術とは、デ
ッドゾーンのしきい値として量子化手段の出力値の何れ
にも一致しない値を使用する点が異なっている。
分割フィルタ手段と、その複数に分割された帯域信号に
対し、入力レベルに対応して零を含む複数の量子化出力
値に対応する量子化コードの中から一つの量子化コード
を割り付ける手段と、入力レベルが一定のしきい値より
以下であるか否かを判別する手段およびしきい値以下の
場合は零の量子化出力値のコードに割り付ける量子化手
段とを有する画像信号符号化方式において、前記しきい
値が前記複数の量子化出力値の何れにも一致しない値に
設定することを主要な特徴とする。従来の技術とは、デ
ッドゾーンのしきい値として量子化手段の出力値の何れ
にも一致しない値を使用する点が異なっている。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例による符号器の構成を示す
ブロック図であり、従来例の第３図に示す符号器１と同
一のものについては同一番号を付してある。即ち10は帯
域分割およびダウンサンプリング（間引き）を行う帯域
分割フィルタ群であり、10aは低域通過フィルタ（L
P）、10bは高域通過フィルタ（HP）である。11はDCT等
の符号器、13は入力レベルに対応して特定のコードを割
り付ける量子化器である。通常、第４図に示したように
画像信号の振幅分布を考慮して発生頻度の高い量子化レ
ベルの小さいものには短いコード、大きいものには長い
コードを対応させておく。従って、しきい値を大きくす
れば、零量子化レベルに対応する短いコードが割り当て
られるため符号化情報量を低減することが可能である。
ブロック図であり、従来例の第３図に示す符号器１と同
一のものについては同一番号を付してある。即ち10は帯
域分割およびダウンサンプリング（間引き）を行う帯域
分割フィルタ群であり、10aは低域通過フィルタ（L
P）、10bは高域通過フィルタ（HP）である。11はDCT等
の符号器、13は入力レベルに対応して特定のコードを割
り付ける量子化器である。通常、第４図に示したように
画像信号の振幅分布を考慮して発生頻度の高い量子化レ
ベルの小さいものには短いコード、大きいものには長い
コードを対応させておく。従って、しきい値を大きくす
れば、零量子化レベルに対応する短いコードが割り当て
られるため符号化情報量を低減することが可能である。
15は量子化出力レベルをフィードバックするための信
号、16は本発明によるデッドゾーン識別・設定回路であ
り、入力レベルが一定のしきい値より以下である場合は
零の量子化出力値コードに対応する信号（通常は零レベ
ル）に設定すると共にしきい値と量子化レベルの信号15
とを比較し、一致する場合にはしきい値を変更するもの
である。
号、16は本発明によるデッドゾーン識別・設定回路であ
り、入力レベルが一定のしきい値より以下である場合は
零の量子化出力値コードに対応する信号（通常は零レベ
ル）に設定すると共にしきい値と量子化レベルの信号15
とを比較し、一致する場合にはしきい値を変更するもの
である。
このように量子化器13、量子化レベル信号15およびデ
ッドゾーン識別設定回路16の手段で本発明のデッドゾー
ン付き量子化器を構成している。17はデッドゾーン識別
・設定回路入力信号、18は量子化器入力信号、14は量子
化出力コードを時間多重して伝送符号を得るための多重
化回路である。
ッドゾーン識別設定回路16の手段で本発明のデッドゾー
ン付き量子化器を構成している。17はデッドゾーン識別
・設定回路入力信号、18は量子化器入力信号、14は量子
化出力コードを時間多重して伝送符号を得るための多重
化回路である。
第２図は第１図に示す本発明によるデッドゾーン識別
・設定回路器16の構成を示すブロック図であり、22は量
子化器13からの量子化レベル信号で量子化出力を得る逆
量子化器、161は量子化出力レベルとデッドゾーンしき
い値が一致するか否かを調べるための比較器、162は量
子化出力レベルとしきい値が一致した場合にしきい値を
変更するためのカンウタ、163はスイッチ、12はデッド
ゾーン判別器である。
・設定回路器16の構成を示すブロック図であり、22は量
子化器13からの量子化レベル信号で量子化出力を得る逆
量子化器、161は量子化出力レベルとデッドゾーンしき
い値が一致するか否かを調べるための比較器、162は量
子化出力レベルとしきい値が一致した場合にしきい値を
変更するためのカンウタ、163はスイッチ、12はデッド
ゾーン判別器である。
以下に本実施例の動作を説明する。あるサンプルを量
子化する際、始めにスイッチ163によってデッドゾーン
判別器12を通さない信号を選択し、デッドゾーン識別・
判別回路入力信号17を直接量子化器13への入力信号18と
して入力するようにして直接に量子化する。
子化する際、始めにスイッチ163によってデッドゾーン
判別器12を通さない信号を選択し、デッドゾーン識別・
判別回路入力信号17を直接量子化器13への入力信号18と
して入力するようにして直接に量子化する。
次に比較器161において、予め設定されているしきい
値（既定値）と逆量子化器22からの量子化出力レベルと
を比較し、一致しない場合は該既定値を用いる。両者が
一致した場合にはカウンタ162によってしきい値を増減
する。
値（既定値）と逆量子化器22からの量子化出力レベルと
を比較し、一致しない場合は該既定値を用いる。両者が
一致した場合にはカウンタ162によってしきい値を増減
する。
ここで、しきい値の増減の方法は任意であるが、通常
ディジタル化された入力画像信号は整数値で表現され、
量子化範囲も第４図に示したように整数値で指定される
ため、既定値より１ずつ増減するのが最適である。
ディジタル化された入力画像信号は整数値で表現され、
量子化範囲も第４図に示したように整数値で指定される
ため、既定値より１ずつ増減するのが最適である。
このようにデッドゾーンの制御を行った後にデッドゾ
ーン判別器12を通し、スイッチ163で判別器出力を選択
して出力する。なお、次のサンプルを量子化する際に
は、しきい値を元の既定値に戻した後、上記動作を最初
から実行する。
ーン判別器12を通し、スイッチ163で判別器出力を選択
して出力する。なお、次のサンプルを量子化する際に
は、しきい値を元の既定値に戻した後、上記動作を最初
から実行する。
しきい値の増減方法について、まず、しきい値を低減
させる場合について説明する。第４図に示すようにデッ
ドゾーン付き量子化器（16,13）の既定しきい値が“3"
に設定されていた場合、１リンク目の量子化器13の入力
値（第４図（１）のしきい値a,b間）が“4"のときには
量子化レベル（ｄ）はNo.“2"となり、第４図（２）に
示すように、量子化コード（ｅ）は“01"が割り付けら
れ、第４図（１）に示すように量子化出力（ｃ）“3"が
得られる。これはしきい値と一致するため、しきい値が
変更（低減）され、新しくしきい値“2"に設定されるが
１リンクの出力には変更はない。同様に、２リンク目の
量子化器入力時点においては“3"という入力レベルに対
し量子化出力“3"が得られるが、しきい値と一致するた
め、しきい値が低減され、新しくしきい値“2"に設定さ
れる。これにより、２リンク目ではしきい値以上と判定
され、１リンク目と同一の量子化出力値が“3"に設定さ
れる。
させる場合について説明する。第４図に示すようにデッ
ドゾーン付き量子化器（16,13）の既定しきい値が“3"
に設定されていた場合、１リンク目の量子化器13の入力
値（第４図（１）のしきい値a,b間）が“4"のときには
量子化レベル（ｄ）はNo.“2"となり、第４図（２）に
示すように、量子化コード（ｅ）は“01"が割り付けら
れ、第４図（１）に示すように量子化出力（ｃ）“3"が
得られる。これはしきい値と一致するため、しきい値が
変更（低減）され、新しくしきい値“2"に設定されるが
１リンクの出力には変更はない。同様に、２リンク目の
量子化器入力時点においては“3"という入力レベルに対
し量子化出力“3"が得られるが、しきい値と一致するた
め、しきい値が低減され、新しくしきい値“2"に設定さ
れる。これにより、２リンク目ではしきい値以上と判定
され、１リンク目と同一の量子化出力値が“3"に設定さ
れる。
次に、しきい値を増加させる場合について説明する。
デッドゾーン付き量子化器（16,13）の既定しきい値が
“3"に設定されていた場合、１リンク目の量子化器13の
入力値が“4"のときには量子化レベルNo.は“2"とな
り、量子化コード（ｅ）は“01"が割り付けられ、量子
化出力“3"が得られる。これはしきい値と一致するた
め、しきい値が変更（増加）され、新しくしきい値“4"
に設定される。このため、入力信号はしきい値以下とな
り、１リンク目の出力は零量子化レベルコードが選択さ
れる。同様に、２リンク目の量子化器13の入力時点にお
いては零という入力レベルに対し量子化コード（ｅ）は
“00"（量子化出力零）が得られるが、しきい値と一致
せず、また、しきい値以下と判定され、１リンク目と同
一の量子化出力値零に設定される。
デッドゾーン付き量子化器（16,13）の既定しきい値が
“3"に設定されていた場合、１リンク目の量子化器13の
入力値が“4"のときには量子化レベルNo.は“2"とな
り、量子化コード（ｅ）は“01"が割り付けられ、量子
化出力“3"が得られる。これはしきい値と一致するた
め、しきい値が変更（増加）され、新しくしきい値“4"
に設定される。このため、入力信号はしきい値以下とな
り、１リンク目の出力は零量子化レベルコードが選択さ
れる。同様に、２リンク目の量子化器13の入力時点にお
いては零という入力レベルに対し量子化コード（ｅ）は
“00"（量子化出力零）が得られるが、しきい値と一致
せず、また、しきい値以下と判定され、１リンク目と同
一の量子化出力値零に設定される。
このように、デッドゾーンのしきい値の変更により１
リンク目と２リンク目における量子化出力値の間にずれ
が発生せず、劣化が累積しないという利点がある。な
お、上記の例から明らかなように既定しきい値が各リン
ク共通に設定されていれば、しきい値変更に関する情報
は伝送する必要がなく、余分な情報は必要としない。
リンク目と２リンク目における量子化出力値の間にずれ
が発生せず、劣化が累積しないという利点がある。な
お、上記の例から明らかなように既定しきい値が各リン
ク共通に設定されていれば、しきい値変更に関する情報
は伝送する必要がなく、余分な情報は必要としない。
また、しきい値の設定方式として、実際に量子化処理
を実行中に適応的に変更する方式について説明したが、
その他にも（ア）予め使用する量子化レベルをチェック
し、何れにも一致しないしきい値に固定しておく方式、
（イ）予め使用する量子化レベルをチェックし、何れに
も一致しないしきい値を複数用意しておき、符号化情報
量に応じてその中から一つを選択する方式が可能であ
る。
を実行中に適応的に変更する方式について説明したが、
その他にも（ア）予め使用する量子化レベルをチェック
し、何れにも一致しないしきい値に固定しておく方式、
（イ）予め使用する量子化レベルをチェックし、何れに
も一致しないしきい値を複数用意しておき、符号化情報
量に応じてその中から一つを選択する方式が可能であ
る。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、デッドゾーン
のしきい値を量子化出力と一致しないように変更するた
め、１リンク目と２リンク目における量子化出力値の間
にずれが発生せず、劣化が累積しないという利点があ
る。従って、符号・復号処理を何回行っても１リンクの
特性より劣化することがない。
のしきい値を量子化出力と一致しないように変更するた
め、１リンク目と２リンク目における量子化出力値の間
にずれが発生せず、劣化が累積しないという利点があ
る。従って、符号・復号処理を何回行っても１リンクの
特性より劣化することがない。
第１図は本発明の一実施例による符号器の構成を示すブ
ロック図、第２図は第１図に示すデッドゾーン識別・設
定回路の構成を示すブロック図、第３図は従来の符号復
号器の構成を示すブロック図、第４図（１）は量子化出
力レベルの例、第４図（２）は量子化コードの例を示す
図である。 １……符号器、２……復号器、10……帯域分割フィルタ
群、10a……低域通過フィルタ（LP）、10b……高域通過
フィルタ（HP）、11……DCT符号器、12……デッドゾー
ン判別器、13……量子化器、14……多重化回路、15……
量子化レベル信号、16……本発明によるデッドゾーン識
別・設定回路、17……デッドゾーン識別・設定回路入力
信号、18……量子化器入力信号、22……逆量子化器、16
1……比較器、162……カウンタ、163……スイッチ。
ロック図、第２図は第１図に示すデッドゾーン識別・設
定回路の構成を示すブロック図、第３図は従来の符号復
号器の構成を示すブロック図、第４図（１）は量子化出
力レベルの例、第４図（２）は量子化コードの例を示す
図である。 １……符号器、２……復号器、10……帯域分割フィルタ
群、10a……低域通過フィルタ（LP）、10b……高域通過
フィルタ（HP）、11……DCT符号器、12……デッドゾー
ン判別器、13……量子化器、14……多重化回路、15……
量子化レベル信号、16……本発明によるデッドゾーン識
別・設定回路、17……デッドゾーン識別・設定回路入力
信号、18……量子化器入力信号、22……逆量子化器、16
1……比較器、162……カウンタ、163……スイッチ。
Claims (1)
- 【請求項１】画像信号を複数の帯域信号に分割する帯域
分割フィルタ手段と、その複数に分割された帯域信号に
対し、入力レベルに対応して零を含む複数の量子化出力
値に対応する量子化コードの中から一つの量子化コード
を割り付ける手段と、入力レベルが一定のしきい値より
以下であるか否かを判定する手段およびしきい値以下の
場合は零の量子化出力値のコードに割り付ける量子化手
段とを有する画像信号符号化方式において、 前記しきい値が前記複数の量子化出力値の何れにも一致
しない値に設定する手段を有することを特徴とする画像
信号符号化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15826989A JP2744290B2 (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | 画像信号符号化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15826989A JP2744290B2 (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | 画像信号符号化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0324886A JPH0324886A (ja) | 1991-02-01 |
| JP2744290B2 true JP2744290B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=15667918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15826989A Expired - Lifetime JP2744290B2 (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | 画像信号符号化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2744290B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE162918T1 (de) * | 1991-04-18 | 1998-02-15 | Ampex Systems Corp | Verfahren und anordnung zur bestimmung eines quantisierungsfaktors für prozesse mit datenkomprimierung und -dekomprimierung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02162984A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像符号化装置および画像復号化装置 |
-
1989
- 1989-06-22 JP JP15826989A patent/JP2744290B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0324886A (ja) | 1991-02-01 |
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