JP2789586B2 - 高能率符号化装置 - Google Patents
高能率符号化装置Info
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- JP2789586B2 JP2789586B2 JP29347887A JP29347887A JP2789586B2 JP 2789586 B2 JP2789586 B2 JP 2789586B2 JP 29347887 A JP29347887 A JP 29347887A JP 29347887 A JP29347887 A JP 29347887A JP 2789586 B2 JP2789586 B2 JP 2789586B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- dynamic range
- residual signal
- bits
- minimum value
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ディジタルビデオ信号等のディジタル画
像信号の情報量を圧縮するのに適用される高性能符号化
装置に関する。 〔従来の技術〕 ディジタル画像信号を伝送或いは記録する時に冗長度
を抑圧するのに、高能率符号化装置が使用される。高能
率符号化装置の一つとして、前値予測、DPCM、２次元予
測符号、３次元予測符号等の予測符号化が知られてい
る。予測符号は、既に符号化した画素の値から現在の値
を予測し、現在の値と予測値との誤差（残差と称する）
を符号化するものである。 予測符号化を施すと、残差は、第５図に示すように、
０を中心とする度数分布を持つことが知られている。そ
こで、データの統計的性質を利用したランレングス符
号、ハフマン符号等のエントロピー符号化が行われる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、残差の統計的性質は、画像の絵柄よ
り、種々のものとなり、各画像毎にハフマン符号を作り
直すことは、リアルタイム処理が困難となり、また、非
線型量子化回路を残差の統計的性質に適応させることも
困難であり、S/Nの劣化が生じる問題があった。 従って、この発明の目的は、上述の従来の予測符号化
の持つ欠点が除去された高能率符号化装置を提供するこ
とにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、ディジタル画像信号が供給され、予測符
号化により、ディジタル画像信号の画素毎の残差信号を
求める手段と、 残差信号をブロック化する手段と、 ブロック毎の最大値及び最小値を検出し、最大値及び
最小値の差であるダイナミックレンジを求める手段と、 各画素の残差信号を元のビット数よりも少なく、且つ
ダイナミックレンジと複数のしきい値との関係に基づい
た可変長のビット数で量子化すると共に、発生情報量を
一定に制御するように、しきい値を可変するフィードフ
ォワード型のバッファリング機能を有する手段と を備えたことを特徴とする高能率符号化装置である。 〔作用〕 予測符号化回路から得られる残差信号は、０近傍に集
中している。このことは、残差信号のダイナミックレン
ジDRが小さいことに他ならない。従って、残差信号をブ
ロック構成とし、ブロック毎のダイナミックレンジDRを
検出し、最小値除去後の残差データをダイナミックレン
ジDRに適応して符号化すれば、情報量の圧縮率を高くす
ることができる。 さらに、フィードフォワード型のバッファリングによ
って、所定期間の発生情報量を一定に制御することがで
きる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。第１図は、この一実施例の全体の構成を示し、
第１図において、１で示す入力端子に、１サンプルが８
ビットのディジタルビデオ信号が供給される。このディ
ジタルビデオ信号が破線で囲んで示す予測符号化回路２
に供給される。この実施例では、予測符号化回路２とし
て、最も単純な例として、前値予測が使用されている。
予測符号化回路２は、減算回路３と１サンプル周期の遅
延量を有する遅延回路４とから構成され、現在のサンプ
ルと前のサンプルとの差即ち、残差信号が減算回路３に
より形成される。この残差信号の度数分布は、０を中心
として集中するものとなる。 予測符号化回路２からの残差信号がブロック化回路５
に供給される。ブロック化回路５は、テレビジョン走査
の順序の残差信号をブロックの順序に変換するものであ
る。例えば第２図に示すように、１フレームの画面が
（４ライン×４画素）のブロック構造に変換される。こ
のブロックの大きさは、一例であって、より大きいブロ
ックを使用しても良い。 ブロック化回路５の出力信号がバッファリング機能を
有する可変長のADRC符号化回路６に供給され、符号化さ
れる。ADRC符号化回路６の出力信号がフレーム化回路７
に供給され、出力端子８にフレーム構造を有する送信デ
ータが得られる。フレーム化回路７では、必要に応じて
送信データに対するエラー訂正符号化が施される。 第３図は、ADRC符号化回路６の一例を示す。11で示す
入力端子からの残差信号が最大値検出回路12と最小値検
出回路13と遅延回路14とに供給される。最大値検出回路
12により、１ブロックの残差信号の中の最大値MAXが検
出される。この最大値MAXが減算回路15に供給される。
最小値検出回路13により、１ブロックの残差信号の中の
最小値MINが検出される。この最小値MINが減算回路15に
供給される。減算回路15により、（MAX−MIN）で表され
るブロックのダイナミックレンジDRが求められる。 遅延回路14は、最大値MAX及び最小値MINを検出するの
に必要な時間、入力信号を遅延させるもので、遅延回路
14の出力信号が減算回路16に供給される。減算回路16に
より、最小値MINが入力信号から減算され、最小値除去
後のデータPDIが形成される。 この最小値除去後のデータPDIが量子化回路17に供給
される。量子化回路17には、減算回路15からのダイナミ
ックレンジDRが供給され、ダイナミックレンジDRに適応
した量子化がなされる。量子化ビット数は、元のビット
数（８ビット）より少なく、また、ダイナミックレンジ
DRに適応した可変長のビット数が使用される。可変長の
符号化は、複数例えば４個のしきい値を設定し、このし
きい値で区別されるダイナミックレンジDRの範囲を夫々
０ビット、１ビット、２ビット、３ビット、４ビットの
異なるビット長でADRC符号化するものであり、従って、
ブロック毎に量子化ビット数が決定される。 また、ADRC回路６は、フィードフォワード型のバッフ
ァリング機能を有し、発生情報量を一定とすることがで
きる。すなわち、ダイナミックレンジDRの度数分布を求
め、しきい値で定まる総情報量を計算し、この総情報量
が所定の値以下となるように、しきい値を可変すること
により、伝送情報量のデータレートを所定値以下に制御
することができる。簡単のため、量子化ビット数を２ビ
ットとすると、第４図に示すように、ダイナミックレン
ジDRが４等分されたレベル範囲が設定され、入力データ
がどのレベル範囲に属するかによって、２ビットのコー
ド信号が割り当てられる。具体的には、最小値除去後の
データPDIを量子化幅で除算する割り算回路、又はダイ
ナミックレンジDR及び最小値除去後のデータPDIが供給
されるROMによって、量子化回路17が構成される。この
量子化回路17は、上述したように、ダイナミックレンジ
DRの度数分布を求め、総情報量が所定値以下となるよう
な複数のしきい値を決定し、ダイナミックレンジDRとし
きい値とでブロック毎に定まるビット数でもって、デー
タPDIを量子化するものである。 ブロック毎の最大値MAX、最小値MIN、ダイナミックレ
ンジDRの内の二つのデータと画素毎のコード信号DTとが
送信データとして、出力端子18、19及び20に取り出され
る。 第３図に示すADRC符号化回路は、２次元ブロックの画
素データを可変長のコード信号に変換するものである。
しかしながら、３次元ブロックのブロック構造に変換し
ても良い。 予測符号化としては、前値予測に限らず、DPCM、２次
元予測符号等を使用しても良い。 〔発明の効果〕 この発明によれば、予測符号化により得られた残差信
号のダイナミックレンジが元の画素データより小さくな
り、ダイナミックレンジに適応した符号化（ADRC符号
化）により、高能率に圧縮を行うことができる。ADRC符
号化は、ブロック毎の特徴に適応した量子化を行うの
で、画像の特徴に良く適応した符号化が可能である。ま
た、可変長のADRC符号化を使用することにより、フィー
ドフォワード型のバッファリングが可能となり、リアル
タイムに伝送データの一定レート化を図ることができ
る。
像信号の情報量を圧縮するのに適用される高性能符号化
装置に関する。 〔従来の技術〕 ディジタル画像信号を伝送或いは記録する時に冗長度
を抑圧するのに、高能率符号化装置が使用される。高能
率符号化装置の一つとして、前値予測、DPCM、２次元予
測符号、３次元予測符号等の予測符号化が知られてい
る。予測符号は、既に符号化した画素の値から現在の値
を予測し、現在の値と予測値との誤差（残差と称する）
を符号化するものである。 予測符号化を施すと、残差は、第５図に示すように、
０を中心とする度数分布を持つことが知られている。そ
こで、データの統計的性質を利用したランレングス符
号、ハフマン符号等のエントロピー符号化が行われる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、残差の統計的性質は、画像の絵柄よ
り、種々のものとなり、各画像毎にハフマン符号を作り
直すことは、リアルタイム処理が困難となり、また、非
線型量子化回路を残差の統計的性質に適応させることも
困難であり、S/Nの劣化が生じる問題があった。 従って、この発明の目的は、上述の従来の予測符号化
の持つ欠点が除去された高能率符号化装置を提供するこ
とにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、ディジタル画像信号が供給され、予測符
号化により、ディジタル画像信号の画素毎の残差信号を
求める手段と、 残差信号をブロック化する手段と、 ブロック毎の最大値及び最小値を検出し、最大値及び
最小値の差であるダイナミックレンジを求める手段と、 各画素の残差信号を元のビット数よりも少なく、且つ
ダイナミックレンジと複数のしきい値との関係に基づい
た可変長のビット数で量子化すると共に、発生情報量を
一定に制御するように、しきい値を可変するフィードフ
ォワード型のバッファリング機能を有する手段と を備えたことを特徴とする高能率符号化装置である。 〔作用〕 予測符号化回路から得られる残差信号は、０近傍に集
中している。このことは、残差信号のダイナミックレン
ジDRが小さいことに他ならない。従って、残差信号をブ
ロック構成とし、ブロック毎のダイナミックレンジDRを
検出し、最小値除去後の残差データをダイナミックレン
ジDRに適応して符号化すれば、情報量の圧縮率を高くす
ることができる。 さらに、フィードフォワード型のバッファリングによ
って、所定期間の発生情報量を一定に制御することがで
きる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。第１図は、この一実施例の全体の構成を示し、
第１図において、１で示す入力端子に、１サンプルが８
ビットのディジタルビデオ信号が供給される。このディ
ジタルビデオ信号が破線で囲んで示す予測符号化回路２
に供給される。この実施例では、予測符号化回路２とし
て、最も単純な例として、前値予測が使用されている。
予測符号化回路２は、減算回路３と１サンプル周期の遅
延量を有する遅延回路４とから構成され、現在のサンプ
ルと前のサンプルとの差即ち、残差信号が減算回路３に
より形成される。この残差信号の度数分布は、０を中心
として集中するものとなる。 予測符号化回路２からの残差信号がブロック化回路５
に供給される。ブロック化回路５は、テレビジョン走査
の順序の残差信号をブロックの順序に変換するものであ
る。例えば第２図に示すように、１フレームの画面が
（４ライン×４画素）のブロック構造に変換される。こ
のブロックの大きさは、一例であって、より大きいブロ
ックを使用しても良い。 ブロック化回路５の出力信号がバッファリング機能を
有する可変長のADRC符号化回路６に供給され、符号化さ
れる。ADRC符号化回路６の出力信号がフレーム化回路７
に供給され、出力端子８にフレーム構造を有する送信デ
ータが得られる。フレーム化回路７では、必要に応じて
送信データに対するエラー訂正符号化が施される。 第３図は、ADRC符号化回路６の一例を示す。11で示す
入力端子からの残差信号が最大値検出回路12と最小値検
出回路13と遅延回路14とに供給される。最大値検出回路
12により、１ブロックの残差信号の中の最大値MAXが検
出される。この最大値MAXが減算回路15に供給される。
最小値検出回路13により、１ブロックの残差信号の中の
最小値MINが検出される。この最小値MINが減算回路15に
供給される。減算回路15により、（MAX−MIN）で表され
るブロックのダイナミックレンジDRが求められる。 遅延回路14は、最大値MAX及び最小値MINを検出するの
に必要な時間、入力信号を遅延させるもので、遅延回路
14の出力信号が減算回路16に供給される。減算回路16に
より、最小値MINが入力信号から減算され、最小値除去
後のデータPDIが形成される。 この最小値除去後のデータPDIが量子化回路17に供給
される。量子化回路17には、減算回路15からのダイナミ
ックレンジDRが供給され、ダイナミックレンジDRに適応
した量子化がなされる。量子化ビット数は、元のビット
数（８ビット）より少なく、また、ダイナミックレンジ
DRに適応した可変長のビット数が使用される。可変長の
符号化は、複数例えば４個のしきい値を設定し、このし
きい値で区別されるダイナミックレンジDRの範囲を夫々
０ビット、１ビット、２ビット、３ビット、４ビットの
異なるビット長でADRC符号化するものであり、従って、
ブロック毎に量子化ビット数が決定される。 また、ADRC回路６は、フィードフォワード型のバッフ
ァリング機能を有し、発生情報量を一定とすることがで
きる。すなわち、ダイナミックレンジDRの度数分布を求
め、しきい値で定まる総情報量を計算し、この総情報量
が所定の値以下となるように、しきい値を可変すること
により、伝送情報量のデータレートを所定値以下に制御
することができる。簡単のため、量子化ビット数を２ビ
ットとすると、第４図に示すように、ダイナミックレン
ジDRが４等分されたレベル範囲が設定され、入力データ
がどのレベル範囲に属するかによって、２ビットのコー
ド信号が割り当てられる。具体的には、最小値除去後の
データPDIを量子化幅で除算する割り算回路、又はダイ
ナミックレンジDR及び最小値除去後のデータPDIが供給
されるROMによって、量子化回路17が構成される。この
量子化回路17は、上述したように、ダイナミックレンジ
DRの度数分布を求め、総情報量が所定値以下となるよう
な複数のしきい値を決定し、ダイナミックレンジDRとし
きい値とでブロック毎に定まるビット数でもって、デー
タPDIを量子化するものである。 ブロック毎の最大値MAX、最小値MIN、ダイナミックレ
ンジDRの内の二つのデータと画素毎のコード信号DTとが
送信データとして、出力端子18、19及び20に取り出され
る。 第３図に示すADRC符号化回路は、２次元ブロックの画
素データを可変長のコード信号に変換するものである。
しかしながら、３次元ブロックのブロック構造に変換し
ても良い。 予測符号化としては、前値予測に限らず、DPCM、２次
元予測符号等を使用しても良い。 〔発明の効果〕 この発明によれば、予測符号化により得られた残差信
号のダイナミックレンジが元の画素データより小さくな
り、ダイナミックレンジに適応した符号化（ADRC符号
化）により、高能率に圧縮を行うことができる。ADRC符
号化は、ブロック毎の特徴に適応した量子化を行うの
で、画像の特徴に良く適応した符号化が可能である。ま
た、可変長のADRC符号化を使用することにより、フィー
ドフォワード型のバッファリングが可能となり、リアル
タイムに伝送データの一定レート化を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はブ
ロックの一例の略線図、第３図はADRC符号化回路の一例
のブロック図、第４図は量子化の説明に用いる略線図、
第５図は予測符号化の説明のための略線図である。 図面における主要な符号の説明 1:入力端子、2:予測符号化回路、 5:ブロック化回路、6:ADRC符号化回路。
ロックの一例の略線図、第３図はADRC符号化回路の一例
のブロック図、第４図は量子化の説明に用いる略線図、
第５図は予測符号化の説明のための略線図である。 図面における主要な符号の説明 1:入力端子、2:予測符号化回路、 5:ブロック化回路、6:ADRC符号化回路。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ディジタル画像信号が供給され、予測符号化によ
り、上記ディジタル画像信号の画素毎の残差信号を求め
る手段と、 上記残差信号をブロック化する手段と、 上記ブロック毎の最大値及び最小値を検出し、上記最大
値及び上記最小値の差であるダイナミックレンジを求め
る手段と、 各画素の上記残差信号を元のビット数よりも少なく、且
つ上記ダイナミックレンジと複数のしきい値との関係に
基づいた可変長のビット数で量子化すると共に、発生情
報量を一定に制御するように、上記しきい値を可変する
フィードフォワード型のバッファリング機能を有する手
段と を備えたことを特徴とする高能率符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29347887A JP2789586B2 (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 高能率符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29347887A JP2789586B2 (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 高能率符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01135280A JPH01135280A (ja) | 1989-05-26 |
| JP2789586B2 true JP2789586B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=17795259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29347887A Expired - Lifetime JP2789586B2 (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 高能率符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2789586B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0793723B2 (ja) * | 1984-12-19 | 1995-10-09 | ソニー株式会社 | テレビジョン信号の高能率符号化装置及び符号化方法 |
| JPS62112488A (ja) * | 1985-11-12 | 1987-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | フレ−ム間ベクトル量子化符号化器 |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP29347887A patent/JP2789586B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01135280A (ja) | 1989-05-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080612 Year of fee payment: 10 |