JP2839339B2 - 直交変換符号化装置および直交変換符号化方法 - Google Patents

直交変換符号化装置および直交変換符号化方法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は画像の高能率符号化に用いる直交変換符号化
装置直交変換符号化装置および直交変換符号化方法に関
するものである。
従来の技術 画像信号のディジタル化にともなって高能率符号化技
術が重要になってきている。高能率符号化の有効な手段
として直交変換符号化がある。直交変換とは入力される
時系列信号を直交する成分（例えば周波数成分）に変換
するもので、フーリエ変換、離散コサイン変換（以下DC
Tと略す）、アダマール変換等が有名である。特にDCTは
画像情報に適した直交変換として注目されている。
ここでDCTを用いた高能率符号化方法について説明す
る。第29図は従来のDCTを用いた高能率符号化装置の１
例である。第29図の１はこの装置の入力部、２はブロッ
ク化部、３はDCT部４、は適応量子化器、５は可変長符
号化器、６はデータバッファ、７は出力部である。
第29図の符号化器では、入力部１から入力されるディ
ジタル画像信号をブロック化部２でDCT単位のブロック
に分割する。画像の高能率符号化では水平８画素・垂直
８画素の合計64画素の２次元DCTがよく用いられる。ブ
ロック化された画像信号はDCT部３で２次元DCTされてDC
T成分に変換される。変換されたDCT成分は適応量子化器
４で量子化され、可変長符号化器５で可変長符号化さ
れ、バッファ６で一定レートに変換されて出力される。
可変長符号化とは、生起確率の大きい符号語に小さな
符号長を割り当て、生起確率が小さい符号語に大きな符
号長を割り当てる符号化方式である。表１は３ビットの
データ「０」，「１」，…，「７」に対する可変長符号
化の対応表である。この例では、「０」，「１」に対し
て２ビット、「２」、「３」に対し３ビット、「４」，
「５」，「６」，「７」に対して４ビットの符号長を割
り当てている。通常DCT成分は０を中心とした指 数分布と成るため、「０」，「１」の生起確率が
「４」，「５」，「６」，「７」に比べてかなり大き
く、符号化された後の平均ビット数が３ビットより小さ
くなる。ただし可変長符号化を用いると、画質によって
符号化後のデータレートが変化する。このため第29図の
従来例では、バッファがオーバーフローやアンダーフロ
ーを起こさないようにするために、バッファ内のデータ
量が増加してきた場合には、適応量子化器４において量
子化時の量子化幅を大きくし、データ量が減少してきた
場合には量子化幅を小さくすることによって制御してい
る。
発明が解決しようとする課題 さて上記のような従来のDCTを用いた高能率符号化の
課題を以下に述べる。
（１） 可変長符号化を用いているため、伝送路によっ
て１ビットでも誤りが発生すると符号同期が外れてそれ
以後のデータを複号できなくなる。このような誤り伝搬
によって大きな画質劣化が引き起こされる。特にVTR等
の伝送路誤りの発生確率が高い装置には適用が困難であ
る。
（２） 従来はデータレートを一定にするためにバッフ
ァを用いたフィードバック制御を行っている。しかしな
がら実際の画像ではその情報に偏りがあり、フィードバ
ック制御では最適な符号化が困難である。特に画像の前
半の情報量が小さく後半の情報量が大きい場合では、前
半部分に不必要なデータが割り当てられるため、後半部
分においてデータ量が不足し、大きな画質劣化を招くこ
とになる。
本発明はこのような従来技術の課題を解決することを
目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、入力信号の標本値を集めて大ブロック化す
る大ブロック化手段と、前記大ブロックを複数の小ブロ
ックに分割する小ブロック化手段と、前記小ブロック化
された小ブロック米に直交変換する直交変換手段と、前
記直交変換手段で得られる直交成分に対する複数種類の
量子化手段と、前記各量子化手段で量子化した場合の前
記小ブロック毎の符号化後のデータ量を計算するデータ
量見積り手段と、前記データ量見積り手段で得られた前
記各小ブロック毎のデータ量を用いて大ブロック単位の
データ量を求め、所定のデータ量と比較して量子化手段
を選択する量子化手段選択手段と、前記量子化手段選択
手段で選択された量子化手段を用いて前記大ブロック内
の直交成分を量子化するとともに、この量子化によって
得られる量子化値を可変長符号化する可変長符号化手段
とを備えた直交変換符号化装置であって、前記量子化手
段選択手段が、前記大ブロック単位のデータ量と所定の
データ量を比較し、前記所定のデータよりも小さい場合
には１個以上の小ブロック毎に量子化幅が小さくなるよ
うに量子化手段を設定し、前記所定のデータ量よりも大
きい場合には１個以上の小ブロック毎に量子化幅が大き
くなるように量子化手段を設定して再び大ブロック単位
のデータ量を演算し、このような演算を繰り返すことに
よって、大ブロック単位で前記所定のデータ量を超えな
い最大のデータ量になる前記量子化手段の組み合わせ、
または、前記所定のデータ量を下回らない最小のデータ
量になる前記量子化手段の組み合わせを求めることを特
徴とする直交変換符号化装置である。
また、入力信号の標本値を集めて大ブロック化し、前
記大ブロックを複数の小ブロックに分割し、前記小ブロ
ック化された小ブロック毎に直交変換し、前記直交変換
で得られる直交成分を複数の量子化手段で量子化した場
合の前記小ブロック毎の符号化後のデータ量を計算し、
前記各小ブロック毎の符号化後のデータ量を用いて大ブ
ロック単位のデータ量を求め、所定量のデータ量と比較
して量子化手段を選択し、前記選択された量子化手段を
用いて前記大ブロック内の直交成分を量子化するととも
に、この量子化によっって得られる量子化によって得ら
れる量子化値を可変長符号化する直交変換符号化方法で
あって、前記量子化手段を選択する際に、前記大ブロッ
ク単位のデータ量と所定のデータ量を比較し、前記所定
のデータ量よりも小さい場合には１個以上の小ブロック
毎に量子化幅が小さくなるように量子化手段を設定し、
前記所定のデータ量よりも大きい場合には１個以上の小
ブロック毎に量子化幅が大きくなるように量子化手段を
設定して再び大ブロック単位のデータ量を演算し、この
ような演算を繰り返すことによって、大ブロック単位で
前記所定のデータ量を超えない最大のデータ量になる前
記量子化手段の組み合わせ、または、前記所定のデータ
量を下回らない最小のデータ量になる前記量子化手段の
組み合わせを求めることを特徴とする直交変換符号化方
法である。
作用 本発明は上記の構成により符号化後のデータ量を先読
し、常に最適な量子化器を用いて量子化することが可能
になる。また従来のフィードバック制御と違い、データ
量の制御が正確に行えるため、小さな範囲で一定長にな
るような可変長符号化が可能になる。これによってデジ
タルVTR等伝送路誤りが頻繁に発生するような機器にも
可変長符号化を用いることが可能になる。
実施例 最初に本発明を用いた装置の概要を第１図のブロック
図を用いて説明する。第１図は本発明をディジタルVTR
に用いた例で、第１図の８はこの装置の入力部分、９は
A/D変換器、10は本発明の直交変換符号化装置、11は磁
器ヘッド、12は磁気テープである。入力部８から入力さ
れるTV信号はA/D変換器９でディジタル画像信号の標本
値にA/D変換される。このディジタル画像信号の標本値
は直交変換符号化装置10によってデータ量を圧縮され、
磁器ヘッド11を介して磁器テープ12へ記録される。この
ように本発明をディジタルVTR等が画像記録または伝送
装置に適用することによって、データレートが低くなり
長時間記録が可能になる。
次に本発明の内容を実施例に基づき説明する。
まず本発明の全体のブロック図を第２図を用いて説明
する。同図の13は本発明の入力部、14は大ブロック化
部、15は小ブロック化部、16は直交変換部、17はデータ
バッファ、18はデータ量見積り部、19は量子化器選択
部、20は量子化器、21は可変長符号化器、22は伝送部
分、23は出力部である。
入力部13から入力された画像信号は大ブロック化部14
で複数の標本値からなる大ブロックに分割される。各大
ブロックは更に小ブロック化部分15で画面上で長方形に
なる小ブロックに分割される。小ブロック化された標本
値は直交変換器16で直交変換される。直交変換された直
交成分は、バッファ17およびデータ量見積り部18に大ブ
ロック単位で入力される。データ量見積り部18では、そ
こで予め準備されている複数個の量子化器に対する小ブ
ロック単位での符号化後のデータ量が計算され、その結
果に基づいて量子化器選択部19で小ブロック毎に量子化
器が選択される。同時にバッファ17に入力された直交成
分は量子化器が決定されるまで遅延させられる。バッフ
ァ17から出力される直交成分は量子化器20で量子化器選
択部19によって選択される量子化器を用いて量子化し、
可変長符号化器21で可変長符号化される。可変長符号化
された値は伝送部22を介して出力部23へ出力される。
以上のようにして本発明では、量子化の前にデータ量
を見積ることによって、常に最適な量子化器を選択する
ことが可能になる。また従来のフィドバック制御と違
い、データ量の制御が正確に行えるため、小さな範囲で
一定長になるよう可変長符号化が可能になる。これによ
ってデジタルVTR等伝送路誤りが頻繁に発生するような
機器にも可変長符号化を用いることが可能になる。
以下に第２図で説明した本発明の各部分をより詳細に
説明して行く。
まず大ブロック化部について説明する。
第３図は大ブロック化部の構成図である。第３図の24
は入力部、25はメモリ、26はアドレスコントローラ、27
は出力部である。入力部24から入力される標本値はメモ
リ25に入力され、アドレスコントローラ26に従って出力
部27へ出力される。このように大ブロック化部では入力
信号をメモリに蓄積し、大ブロック毎に出力される。第
４図は大ブロック化手段の実施例の説明図である。第４
図の斜線で示されるブロックは小ブロックを示してお
り、この小ブロックの集合で１つの大ブロックを構成す
る。この実施例では、大ブロックを画面上のさまざまな
位置の小ブロックをシャフリングするように集めて構成
する。これによって画面上の情報量が分散されるため、
各大ブロックに含まれる情報量はだいたい等しくなる。
従って画面上て場所によって情報量に偏りがある場合に
も効率よく圧縮することができる。また圧縮語のデータ
レートも平均化されるため、大ブロック単位で一定のデ
ータ量に制御することが容易にできる。またこのブロッ
ク化は第３図のアドレスコントローラ26において出力ア
ドレスをコントロールすることによって実現できる。
第５図は第２の大ブロック化手段の構成図である。第
５図の28は輝度信号入力部、29は第１色差信号入力部、
30は第２色差信号入力部、31はフレームメモリ、32はア
ドレスコントローラ、33は出力部である。輝度信号入力
部28、第１色差信号入力部29および第２色差信号入力部
30は入力される標本値はフレームメモリ31に入力され、
アドレスコントローラ32に従って出力部33へ出力され
る。第５の大ブロック化手段では、全ての大ブロックが
輝度信号と第１および第２の色差信号をほぼ同一の割合
で混在した形で構成する。一般に輝度信号と色差信号の
情報量には偏りがある。そこでこのように各大ブロック
が輝度信号と色差信号を同じ割合で含むことによって第
４の大ブロック化手段と同様に情報量を平均化すること
が可能になる。また入力信号がR,G,B信号である場合に
も、全ての大ブロックがR,G,B信号をほぼ同一の割合で
混在した形で構成することによって、情報量を平均化す
ることが可能になる。
次に本発明の小ブロック化部について説明する。小ブ
ロック化部は大ブロック内の標本値を直交変換を行う単
位のブロックに分割する部分である。またその回路は、
大ブロック化と同様に第３図に示すようにメモリとアド
レスコントローラで構成される。ただし小ブロック化部
は基本的に直交変換に対応する２次元または時間軸を含
んだ３次元ブロックを構成するものであるので大ブロッ
ク化部に対して小さいメモリで構成可能である。また実
際の回路では大ブロック化部と小ブロック化部を合わせ
て１つのメモリ部と１つのアドレスコントローラ部で構
成して回路規模を小さくすることも可能である。小ブロ
ック化についても大ブロック化と同様に様々な構成が可
能である。
次に本発明の直交変換部について説明する。ここで以
下の説明を簡単にするために以下の実施例では画面上で
水平方面に８画素、垂直方面に８画素からなる64画素で
構成される小ブロックをディスクリート・コサイン変換
（DCT）によって直交変換する例を用いる。第６図は直
交変換器のブロック図で、この図の34は小ブロック化さ
れた標本値の入力部、35は水平方向のDCT器、36は水平
垂直並べ変え部、37は垂直方向のDCT器、38は出力部で
ある。第２図の小ブロック変部15で小ブロック化された
標本値は第６図の入力部34から入力され、DCT器35で水
平方向にDCTされる。水平方向にDCTされた直交成分は、
水平垂直並べ換え部36で垂直方向に並べ換えられる。並
べ換えられた直交成分はDCT器37で垂直方向にDCTされて
出力部38へ出力される。このようにして水平、垂直にDC
Tされた小ブロック毎の直交成分は、第７図に示すよう
に水平方向、垂直方向共に低減を表す直交成分から順番
に第３図のバッファ17およびデータ量見積り部18に入力
される。
上記の実施例では２次元DCTを用いて説明している
が、その他さまざまな直交交換が適応可能であり、時間
軸方向まで含めた３次元直交変換も利用できる。第８図
は３次元直交変換の１番簡単な構成を示している。
第８図の39は入力部、40はフィールドバッファ、41は
第１フィールドDCT部、42は第２フィールドDCT部、43は
加算器、44は減算器、45は出力部である。入力部39から
入力された信号は第１フィールドDCT部41で２次元DCTさ
れると同時にフィールドバッファ40に入力される。フィ
ールドバッファ42で１フィールド遅延させられた信号
は、第２フィールドDCT部42で２次元DCTされる。第１フ
ィールドDCT部41および第２フィールドDCT部42の出力は
加算器43および減算器44においてそれぞれの和と差が求
められて出力部45へ出力される。第８図の例では、空間
的に同じ位置にあるフィールド間の２つの２次元直交変
換された直交成分に対して、フィールド間で和と差を求
めている。この場合には和の成分を小さな量子化幅をも
つ量子化器で量子化し、差の成分を大きな量子化幅を持
つ量子化器で量子化することによって、視覚上の歪を抑
えながらデータ量を圧縮することが可能になる。また和
と差を求めることは最も低次（２次）の直交変換である
が、さらに多数のフィールドの情報を用いてより高次の
直交変換を適用することも可能である。
また第８図の３次元DCTの入力を、大ブロック化時に
ノンインタレース変換してから入力することによって、
フィールドバッファ40を不要にする方法もある。同時に
第８図のような（８×８×２）の３次元DCTとノンイン
タレース変換された第７図に示すような（８×８）の２
次元DCTとをフィールド間の動きによって切り替えるこ
とも可能である。
次に本発明の伝送部について説明する。
本発明の第１の伝送手段を第９図を用いて説明する。
第９図は２次元直交変換された直交成分を量子化した量
子化値の例である。本伝送手段では、水平、垂直の最も
低い周波数成分（第９図の水平０、垂直０の量子化値
で、以下原点と呼ぶ）を１つの頂点とし、全ての０でな
い量子化値を含む最小の長方形に囲まれる部分（第９図
の実線で囲まれた部分）だけを伝送する。ただし原点は
常に伝送するものとする。従ってこのブロックの伝送領
域（第９図の長方形）は、水平方向、垂直方向それぞれ
最も高い０でない周波数成分を表す量子化値の位置で決
定される。同時に伝送する量子化値の数はこの伝送領域
の面積で決定されるため、水平方向の最高周波数の位置
と垂直方向の最高周波数の位置の積によって簡単に計算
できる。また本実施例では伝送領域の情報は、第９図の
ように水平方向の座標３ビットと垂直方向の座標３ビッ
トの合計６ビットで表現できる。従って各小ブロックの
符号化後のデータ量は伝送領域に含まれる可変長符号語
と、伝送領域の情報の和となる。次に第１の伝送手段の
構成を第10図を用いて説明する。
第10図の46は入力部、47は水平方向高域検出ぶ、48は
垂直方向高域検出部、49はバッファ、50は伝送領域検出
部、51はゲート、52は出力部である。入力部46から入力
される量子化値は水平方向高域検出部47および垂直方向
高域検出部48において水平および垂直方向の非０の最も
高い周波数成分を表す量子化値の位置を検出する。この
位置が第10図の伝送領域の長方形の頂点となる。伝送領
域検出部50では水平方向高域検出部47および垂直方向高
域検出部48の出力を用いて、バッファ49で遅延させられ
た量子化値の内、伝送領域にある量子化値だけをゲート
51を介して出力部52へ出力させる。同時に伝送領域検出
部50から伝送領域を表す情報を出力する。
第11図は本発明の第２の伝送手段の伝送順番を示して
いる。本実施例では直交変換された成分を小ブロック内
の水平、垂直共に１番低い周波数成分を表す量子化値か
ら順に第11図の番号の順番にしたがって符号化して伝送
し、非０の最も高い周波数を表す量子化値から後の符号
語は、終了信号を表す符号語で置き換える。これによっ
て０の生起確率が高い高域成分を後半に集中することが
できるため連続する０の長さをより長くすることができ
る。また上記の終了符号の代わりに最後の符号語を表す
情報を伝送する方法もある。更に実際の伝送順番はこれ
以外にも様々な方式が適用可能である。
第12図は第２の伝送手段の実施例を示している。第12
図の53は入力部、54は並べ換え部、55はバッファ、57は
最終部検出部、57は終了信号挿入部、56は出力部であ
る。入力53から入力される量子化値は並べ換え部54で第
11図に示した順番に並べ換えられてバッファ55へ入力さ
れる。最終部検出部56では並べ換えられた量子化値の
内、最後の非０の量子化値の位置を検出する。バッファ
55から出力される量子化値は、終了信号挿入部57で最後
に連続する０の量子化値を最終部検出部56の情報に従っ
て、終了信号に置き換えられて出力部58へ出力される。
次に本発明の可変長符号化部について説明する。第13
図は可変長符号化の実施例を表している。第13図の59は
入力部、60はROM（READ ONLY MEMORY）、61は出力部を
示している。入力部59から入力される量子化値はROM60
によって可変長符号に変換されて出力部61へ出力され
る。以下にこの回路を用いた可変長符号の例について説
明する。
第１の可変長符号化手段では、量子化値が０の時に符
号長が１ビットとなる可変成符号を用いる。つまりある
量子化値Riに対して符号長Niは Ri＝０のときNi＝１ となる。このような第１の可変長符号化手段を用いた場
合のデータ量の計算を行なうデータ量見積り手段の実施
例を第14図に示す。
第14図の62は入力部、63は（符号長−１）計算部、64
は伝送領域計算部、65は加算器、66はデータ量合計部、
67は加算器、68は出力部である。入力部62から入力され
る直交成分に対して、（符号長−１）の値が（符号長−
１）計算部63で計算される。（符号長−１）計算部63の
出力は、加算器65でデータ量合計部66から出力されるそ
の信号以前の（符号長−１）のデータ量の合計に加算さ
れて再びデータ量合計部66に入力される。同時に伝送領
域計算部64では、実際に伝送すべき信号の符号語の符号
語数を計算し、その値をデータ量合計部66から出力され
る（符号長−１）の合計と加算器67で加算して、出力部
68へ出力する。上記第１の可変長符号化手段では０の量
子化値に対する符号長を１としているため、（符号長−
１）の値は０となる。従って全ての入力信号に対する
（符号長−１）の合計と伝送される符号語数の和は、伝
送される信号だけの符号長の和と等しくなる。このため
データ量の計算と伝送領域の計算が同時に行えるため、
伝送領域を予め検出する必要が無い。これによりデータ
量見積りの時間を半減することが可能になる。
次に第２の可変長符号化を表２を用いて説明する。ま
ず入力される量子化値を２進数で （S,X7,X6,X5,X4,X3,X2,X1,X0） と表す。ただしＳは正負を表わす符号ビット、X7,…,X0
は量子化値の絶対値を表わす２進数で、X7が最上位桁で
X0が最下位桁である。このような９ビットの量子化値に
対して、表２に示す規則に従って可変長符号化する。本
実施例では、このように特別な演算無しに簡単に可変長
符号化が可能である。このため第13図で用いているROM
を用いない構成も可能になる。
第２の可変長符号化では符号長Niは量子化値の絶対値
の桁数Kiに対して、 Ni＝２×Ki＋１ で表される。このため量子化値に対する符号長の計算が
以下に示すように非常に簡単にできる。
第15図は上記第２の可変長符号化に対する第２のデー
タ量見積り手段の実施例である。第15図の69は入力部、
70は桁数計算部、71は伝送領域計算部、72は加算器、73
桁合計部、74は２倍器、75は加算器、76は出力部であ
る。入力部69から入力される直交成分に対して、その量
子化値に対する絶対値の桁数の値が桁数計算部70で計算
される。桁数計算部70の出力は、加算器72で桁数合計部
73から出力されるその信号以前の桁数の合計に加算され
て再び桁数合計部73に入力される。同時に伝送領域計算
器71では、実際に伝送すべき信号の符号語の符号語数を
計算し、その値を桁数合計部73から出力される桁数の合
計を２倍器74で２倍した値と加算器75で加算し、出力部
76へ出力する。上記第２の可変長符号化手段では符号長
が量子化値の桁数の２倍＋１で表されるため、第15図の
構成によって簡単にデータ量を見積ることが可能にな
る。
次に第３の可変長符号化手段について説明する。直交
変換された成分はそのほとんどが０の量子化値になる。
このため０の量子化値が連続して発生する確率が高い。
そこで０の量子化値の連続する長さをランレングス符号
化することによってデータ量を圧縮することが可能にな
る（ランレングスとは０の連続する長さを表す）。さら
に連続する０の量子化値の長さと、それに続く最初の非
０の量子化値をまとめて１つの符号語に符号化すること
によってより効率よく圧縮することが可能になる。これ
を２次元符号化と呼ぶ。第３の可変長符号化に対する実
施例を第16図を用いて説明する。第16図の77は入力部、
78は０検出部、79は０ランレングス検出部、80は２次元
符号化部、81は出力部である。入力部77から入力された
量子化値は０検出部78において、０であるかどうかが検
出される。量子化値が０である場合には０ランレングス
検出部79においてこれまでの０ランレングス値を１増加
させる。０検出部78において０でない量子化値が検出さ
れた場合には、２次元符号化部80でその量子化値と０ラ
ンレングス検出部79から得られる０のランレングス値と
を併せて２次元符号化して出力部81へ出力すると同時
に、０ランレングス検出部79の０のランレングス値を０
にリセットする。このようにして０の生起確率が高い場
合に効率よく圧縮できる。
次に第４の可変長符号化手段について説明する。一般
に画像情報は低周波成分のエネルギーが大きく、高周波
数になるに従ってエネルギーが小さくなる。このため直
交変換された直交成分においても低域成分（第７図の左
上の成分）は比較的大きな値となる。このため低域を表
わす直交成分に対しては可変長符号化によるデータ量削
減効果が小さくなる。そこで第４の可変長符号化手段で
は低域を表わす直交成分に対しては固定長符号化を適用
し、中高域を表わす直交成分に対しては可変長符号化を
適用するものである。本発明の実施例を第17図を用いて
説明する。第17図の82は入力部、83はスイッチ、84は固
定長符号化器、85は可変長符号化器、86は低域部検出
器、87は出力部である。入力部82から入力される直交成
分の量子化値は低域検出器86によって低域であるか中高
域であるかを判断される。低域部検出器86は実際にはカ
ウンタによって実現できる。低域部検出器86によって低
域部分と判断された場合には、スイッチ83によって直交
成分の量子化値を固定長符号化器84に入力し、固定長符
号化して出力部87へ出力する。逆に低域部検出器86によ
って中高域部分と判断された場合には、スイッチ83によ
って直交成分の量子化値を可変長符号化器85に入力し、
可変長符号化して出力部87へ出力する。この様な構成に
よって低域部分だけを固定長符号化することが可能にな
る。
次に第５の可変長符号化手段について説明する。第４
の符号化手段で説明したように直交変換された成分は低
域部分と高域部分で異なる分布を持つ。このため低域部
分に対しては小さな量子化値に対する符号長を比較的長
く、大きな量子化値に対する符号長を比較的短く設定
し、高域部分に対しては小さな量子化値に対する符号長
を比較的短く、大きな量子化値に対する符号長を比較的
長く設定することによってより効率よくデータ量を削減
することが可能になる。本発明の本実施例を第18図を用
いて説明する。第18図の88は入力部、89はスイッチ、90
は第１可変長符号化器、91は第２可変長符号化器、92は
低域部検出器、93は出力部である。入力部88から入力さ
れる直交成分の量子化値は低域部検出器92によって低域
であるか高域であるかを判断される。低域部検出器92は
実際にはカウンタによって実現できる。低域部検出器92
によって低域部分と判断された場合には、スイッチ89に
よって直交成分の量子化値を第１可変長符号化器90で可
変長符号化して出力部93へ出力する。逆に低域部検出器
92によって高域部分と判断された場合には、スイッチ89
によって直交成分の量子化値を第２可変長符号化器91で
可変長符号化して出力部93へ出力する。この様な構成に
よって低域部分と高域部分各々に適した可変長符号を適
用することが可能になる。また本実施例では低域と高域
の２つの部分に分割しているがもっと多くの帯域に分割
し、各帯域毎に最適な可変長符号を適用することも可能
である。
次に本発明の量子化器について説明する。
第19図は第１の量子化手段の実施例である。第19の94
は入力部、95はスイッチ、 97はビットシフト器、98は制御部、99は丸め器、100は
出力部である。入力部94から入力される信号は、制御部
98に従って、スイッチ95によって されてビットシフト器97に入力されるか、またはそのま
まビットシフト器97に入力されるかが選択される。ビッ
トシフト器97では、制御部98に従って特定のビット数シ
フトされ、丸め器99で丸められて出力部100へ出力され
る。第19図の実施例では制御部98によって とビットシフトの組合せによる様々な定数の乗算（また
は除算）が簡単に実現することができる。このため複数
の量子化幅（乗数）をもつ量子化手段が容易に実現でき
る。また第19図においてスイッチ95および を使わない構成も可能である。この場合には量子化器を
ビットシフトだけで構成できるため更に簡単に実現でき
るようになる。
次に第２の量子化手段の実施例について説明する。第
20図は第７図で説明した（８×８）DCTブロックの直交
成分をDC成分（斜線の部分）を除いて４つの帯域に分割
したものである。第20図内の番号は各帯域の番号を示し
ている。一般に人間の視覚は低域成分の歪に敏感で、高
域成分の歪には鈍感である。このため高域成分ほど量子
化幅の大きな量子化を行なうことによって、視覚上劣化
を小さくしながら圧縮率を改善することが可能になる。
そこで第２の量子化手段では、第20図に示す帯域毎に量
子化幅を制御するものである。表３は帯域と量子化の関
係を表わしている。表３の量子化では16種類の量子化手
段があり（表３の縦方向）、それぞれの量子化手段は第
20図に示す４つの帯域（表３の横方向）に対する量子化
の組合せで構成されている。表３の中の分数は量子化手
段（行）と帯域（列）に対する量子化で実行される乗算
の乗数（量子化幅の逆数）を示している。例えば第５番
目の量子化手段では第２番目の帯域の直交成分に対し
て、1/4の乗算を行なう（量子化幅４で量子化する）こ
とになる。表３からわかるように本実施例に実際に用い
ている乗数（量子化幅）は1/16から１までの５種類であ
る。従って５種類の量子化幅と４種類の帯域を組み合わ
せて16種類の量子化手段を実現している。本実施例を用
いることによってビットシフト等の簡単な量子化を用い
ながらも、多数の量子化手段を実現できるため、より細
かいデータ量制御ができるようになる。また表３のよう
に高域ほど量子化幅を大きくすることによって、視覚上
の劣化も小さくすることが可能になる。
また表３の量子化手段に対するデータ量見積に関して
は、上記４つの帯域毎に独立に上記５つの量子化幅に対
するデータ量を計算してから、それらの計算結果を組み
合わせて上記16種類の量子化手段に対するデータ量を計
算することができるため、データ量見積手段の回路規模
を削減することが可能になる。
第21図は第３の量子化手段の実施例である。第21図の
101は入力部、102は量子化部、103は非０検出部、104は
逆量子化部、105は減算器、106は加算器、107は量子化
誤差合計部、109は出力部である。入力部101から入力さ
れる信号は量子化部102で量子化されて出力部108へ出力
される。同時に量子化器102の出力は非０検出部103でそ
の値が０であるかどうか判別され、０でない場合は逆量
子化部104で逆量子化する。逆量子化部104の出力は減算
器105で入力信号を減算されて量子化誤差が計算され
る。この量子化誤差は加算器106で量子化誤差合計部107
から出力されるその量子化値以前の量子化誤差の合計に
加算されて再び量子化誤差合計部107に入力される。こ
のようにして１小ブロック分の量子化誤差の合計が計算
されると出力部108へ出力される。この量子化では、量
子化時に、０以外の値に量子化された量子化値の量子化
誤差の小ブロック毎の平均値を計算し、量子化値といっ
しょに伝送する。直交変換の量子化誤差は小ブロック単
位で偏りがあることが多い。このため量子化歪を改善す
ること可能になる。またこの時に伝送される量子化誤差
を小ブロック毎に計算し、そのデータを用いて複号時に
補正することによって量子化誤差信号は、１小ブロック
に対して数ビットで表せるため、データ量の増加は極め
て小さい。
第４の量子化手段では、フレームまたはフィールド方
向に同一位置にある信号をフレームまたはフィールド毎
に異なる量子化特性の量子化器で量子化する。第４の量
子化手段の実施例を第22図を用いて説明する。第22図の
109は入力部、110は加算器、111はオフセット生成部、1
12はフレーム番号入力部、113は量子化器、114は量子化
制御部、115は出力部である。入力部109から入力される
直交成分はオフセット生成部111から出力されるオフセ
ット値と加算器110で加算されて量子化器113で量子化制
御部114から得られる情報に従って量子化されて出力部1
15へ出力される。またオフセット生成部111では、フレ
ーム番号入力部112から入力される現時刻のフレーム番
号と量子化制御部114から入力される情報に従ってオフ
セット値を生成する。例えば量子化制御部114によっ
て、量子化幅の大きい量子化がなされる場合にはオフセ
ット値を大きくし、しかもフレーム番号が奇数の場合と
偶数の場合で異なるオフセット値を出力する。第４の量
子化器を用いることによって、フレーム毎に量子化誤差
に変化を持たせることが可能になる。従って静止画部分
ではフレーム間で量子化誤差をキャンセルすることが可
能になる。またフレーム間で量子化誤差が異なることに
よって、歪が時間的に分散されるため、ブロック歪を減
少することが可能になる。さらにこの例ではオフセット
値で丸めを制御することによって量子化特性を変化させ
ているが、量子化器の量子化特性自体をフレーム間で変
化させることによっても実現可能である。
次に本発明の量子化手段選択部について説明する。
第１の量子化手段選択手段は、量子化手段の候補がｎ
個存在する場合に、まずｎ個の量子化手段の内、符号化
後のデータ量が約n/2番目になる量子化手段のデータ量
見積りを行う。その値が伝送できるデータ量より大きい
場合には、量子化手段の候補を前記データ量見積りを行
なった量子化手段より小さいデータ量になる量子化手段
だけにする。逆に伝送できるデータ量より小さい場合に
は、量子化手段の候補を前記量子化手段より大きいデー
タ量になる量子化手段だけにする。このようにして１回
のデータ量見積り毎に量子化候補を約1/2に減らしなが
らデータ量見積りを繰り返し、最適な量子化手段を選択
する。この方法によれば量子化手段の候補がｎである場
合には約1og2n回のデータ量見積りで最適な量子化手段
が選択できる。この方式の実施例のフローチャートを第
23図に示す。第23図の116は始め部、117は第２量子化見
積り部、118は第３量子化見積り部、119および120はオ
ーバーフロー検出部、121は第１量子化出力部、122は第
２量子化出力部、123は第３量子化出力部である。この
実施例は３つの量子化手段を持ち、同じ入力信号に対し
て第３量子化、第２量子化、第１量子化の順番に大きな
量子化値を生成するものとする。まず入力信号に対して
第２量子化見積り部117で第２量子化を用いた場合のデ
ータ量が見積られる。次にオーバーフロー検出部119で
第２量子化に対するデータ量が伝送できるデータ量を超
えているかどうかが検出される。ここでデータ量を超え
ている場合には第１量子化が選択されて終了する。逆に
超えていない場合には第３量子化見積り部118で第３量
子化を用いた場合のデータ量が見積られる。次にオーバ
ーフロー検出部120で第３量子化に対するデータ量が伝
送できるデータ量を超えているかどうかが検出される。
ここでデータ量を超えている場合には第２量子化が選択
されて終了する。逆に超えていない場合には第３量子化
が選択されて終了する。このように第２の量子化手段選
択手段ではデータ量見積りに必要な計算量を大幅に減少
させることが可能になる。またこの実施例では伝送でき
るデータ量を超えない最大のデータ量を生成する量子化
手段を選択しているが、伝送できるデータ量を下回らな
い最小のデータ量を生成する量子化手段を選択すること
も可能である。
第２の量子化手段選択手段は、大ブロックに含まれる
小ブロックを前からｊ番目までの前半部分とそれ以後の
後半部分の２つに分割し、それら２つの部分に対して符
号化後のデータ量が１番近い２つの量子化手段を選択
し、伝送時には前半または後半部分に用いた量子化手段
の番号ｉと上記ｊの値の情報とを符号化して伝送する。
第２の量子化手段では、上記のように１つの大ブロック
内では２種類の量子化手段だけを用いる。この限定によ
り大ブロック内の量子化手段の組合せが大幅に減るた
め、計算量を削減できる。また２種類の量子化手段も、
大ブロック内の前半の小ブロックと後半の小ブロックに
分割して割り当てる。このためどちらの量子化手段を用
いたかという情報は、大ブロック内の前半と後半の分か
れ目の位置（つまりｊ）を伝送するだけでよいため、デ
ータ量の増加が小さい。
ここで具体的な実施例を用いてその実現法を説明す
る。この実施例では１つの大ブロックが30個の小ブロッ
クで構成されており、16種類の量子化手段の候補を持っ
ているものとする。ここで第ｉ量子化器における第ｊ小
ブロックのデータ量Ｄ（i,j）とするとき、次のＳ（i,
j）を定義する。
Ｓ（i,j）＝Ｄ（i,j）−Ｄ（ｉ−1,j） （ただしＤ（−1,j）＝０、Ｄ（i,j）≧Ｄ（ｉ−1,j）
とする） そしてこれを30小ブロック分計算して表４のようなテ
ーブルを作り、メモリに記録する。
表４のデータ量を用いて第24図のフローチャートに従
って最適なｉとｊの値を導出する。第24図の124は始め
部、125は初期値設定部、126はデータ量合計計算部、12
7はオーバーフロー検出部、128はｊ増加部、129はｊ検
出部、130はｉ増加部、131はｉ検出部、132はオーバー
フロー処理部、133は出力部である。
まず初期値設定部125では、データ量合計TDの初期値
を TD＝−CD（CDは圧縮後の目標データ量） とし、 ｉ＝ｊ＝０とする。
データ量合計計算部126では、 TD＝TD＋Ｓ（i,j）を計算する。
オーバーフロー検出部127では、TDの値が０以上であ
るかどうかを検出し、０以上である場合には出力部133
でi,jの値を出力して終了する。
逆にADの値が負の場合にはｊ増加部128で ｊ＝ｊ＋１とする。
ｊ検出部129ではｊの値が30であるかどうかを検出
し、30でない場合にはデータ量合計計算部126へ進む。
逆にｊが30である場合にはｉ増加部130で ｉ＝ｉ＋1,j＝０とする。
ｉ検出部131ではｉの値が16であるかどうかを検出
し、16でない場合にはデータ量合計計算部126へ進む。
逆にｉが16である場合にはオーバーフロー処理部132
で ｉ＝15,j＝29として出力部133でi,jの値を出力して終
了する。このようにしてｉおよびｊの値を求めることが
可能である。また本実施例ではｉおよびｊはそれぞれ４
ビットおよび５ビットで表されるため、どの量子化器を
選択したかという情報は大ブロック当り９ビットで伝送
できる。
ここで第２の量子化手段選択手段に対する第２の実施
例について説明する。この実施例も１つの大ブロックが
30個の小ブロックで構成されており、16種類の量子化手
段の候補を持っているものとする。また上記の実施例と
同様に第ｉ量子化器における第ｊ小ブロックのデータ量
Ｄ（i,j）とするとき、次のＳ（i,j）とAD（ｉ）を定義
する。
Ｓ（i,j）＝Ｄ（i,j）−Ｄ（ｊ−1,j） これに従って表４と同様に表５を計算してメモリに記
録する。本実施例では表５のデータ量を用いて第25図の
フローチャートに従って最適なｉとｊの値を導出する。
第25図の134は始め部、135はｉ初期値設定部、136は第
１データ量比較部、137はｉ減少部、138はオーバーフロ
ー検出部、139はTD,j初期値設定部、140はTD増加部、14
1は第２データ量比較部、142はｊ増加部、143はｊオー
バーフロー検出部、144はｊ減少部、145はｊ設定部、14
6は出力部である。
次に第25のフローチャートの動作について説明する。
まずｉ初期値設定部134で、ｉ＝15に設定する。
次に第１データ量比較部136は、AD（ｉ）とCD（CDは
実際に伝送できるデータ量）を比較し、 AD（ｉ）≦CDの場合はTD,j初期値設定部139に進む。
AD（ｉ）＞CDの場合はｉ減少部137へ進み、ｉ＝ｉ−
１が計算されてオーバーフロー検出部138へ進む。
オーバーフロー検出部138ではｉの値が０かどうかを
検出し、 ｉ＝０の場合は、オーバーフローしているとして、ｊ
設定部145でｊ＝29に設定してi,jの値を出力部146へ出
力する。
ｉ≠０の場合は、第１データ量比較部136へ進む。
TD,j初期値設定部139では TD＝AD（ｉ）、ｊ＝０を設定する。
次にTD増加部140では TD＝TD＋Ｓ（i,j）を計算し、第２データ量比較部141
に進む。
第２データ量比較部141ではTDとCDを比較し、 TD＞CDの場合はｊ減少部144へ進む。
TD≦CDの場合はｊ増加部142へ進み、ｊ＝ｊ＋１が計
算されてｊオーバーフロー検出部143に進む。
ｊオーバーフロー検出部143ではｊの値が30かどうか
を検出し、 ｊ＝30の場合は、ｊ減少部144へ進む。
ｊ≠30の場合は、TD増加部140へ進む。
ｊ減少部144では、ｊ＝ｊ−１を計算して、i,jの値を
出力部146へ出力する。
このようにしてｉおよびｊの値を求めることが可能で
ある。また本実施例でもｉおよびｊはそれぞれ４ビット
および５ビットで表されるため、どの量子化器を選択し
たかという情報は大ブロック当り９ビットで伝送でき
る。本実施例では、まずｉの値を求めて次にｊの値を求
めるため、計算量を減少させ、計算時間を短縮すること
が可能になる。
第３の量子化手段選択手段は、各小ブロック毎にその
ブロックのダイナミックレンジを検出し、その値が大き
い小ブロックに対しては量子化幅の大きい量子化手段を
選択し、小さい小ブロックには量子化幅の小さい量子化
手段を選択し、伝送時にはどの量子化手段を選択したか
という情報を各小ブロック毎に符号化して伝送する。第
26図は第３の量子化手段選択手段の１例である。第26図
の147は入力部、148はダイナミックレンジ検出部、149
は量子化手段分類部、150は出力部である。入力部147か
ら入力される小ブロック毎のデータはダイナミックレン
ジ検出部148でダイナミックレンジを検出される。ダイ
ナミックレンジの検出方法としては、小ブロック内の絶
対値が最大の直交成分の値によって検出する方法があ
る。この様にして検出されたダイナミックレンジによっ
て量子化手段分類部147でその小ブロックに対する量子
化手段の分類がなされて出力部150に出力される。例え
ばダイナミックレンジの大きさによって小ブロックを４
種類に分類するならば量子化手段分類部149からの出力
は２ビットで表わされる。また実際の量子化手段の選択
方法としては、ダイナミックレンジの大きな小ブロック
ほど量子化幅を大きくする。このため表３に示したよう
な量子化手段を用いるならばダイナミックレンジの大き
な小ブロックほど番号の小さい量子化手段を割り当てる
ことになる。さらにデータ量を一定にするための方法と
しては、第２の量子化手段選択手段を適用することが可
能である。この場合には表４または表５を作成する場合
には、予め小ブロック毎にデータを書き込む位置を縦方
向にずらすことによって実現できる。つまり表４の作成
時にダイナミックレンジが大きい小ブロックではその小
ブロックに対応する列を下方向にずらして記入し、逆に
ダイナミックレンジが小さい小ブロックではその小ブロ
ックに対応する列を上方向にずらして記入する。こうす
れば表４を行方向に検出すると、ダイナミックレンジが
大きい小ブロックでは量子化幅の大きい量子化手段に対
応するデータ量が記録されており、逆にダイナミックレ
ンジが小さい小ブロックでは量子化幅の小さい量子化手
段に対応するデータ量が記録されることになる。従って
この様にして作成された表に従って第24図または第25図
に示したアルゴリズムを適用することによってデータ量
を一定にする量子化手段の組合せを導出することが可能
になる。この方法を第27図を用いて説明する。第27図の
151は入力部、152はメモリ、153はアドレス生成部、154
は量子化手段分類入力部である。入力部151から入力さ
れる小ブロック単位のデータ量は、アドレス生成部153
で生成されるアドレスに従ってメモリ152に記録され
る。またアドレス生成部153では量子化手段分類入力部1
54から入力される分類にしたがって、上述したように小
ブロック毎にアドレスを制御する。本実施例ではメモリ
の入力アドレスを制御する方法について説明している
が、逆に出力アドレスを制御することによっても同様の
効果を得ることが可能になる。一般にダイナミックレン
ジの大きい画像では視覚上劣化がわかりにくく、ダイナ
ミックレンジが小さい画像では劣化が検地され易い。こ
のため上記のように量子化値の絶対値の最大値（ダイナ
ミックレンジ）の大きな小ブロックに、量子化幅の大き
い量子化手段を割り当てることによって、視覚上の劣化
を抑えながら大きな圧縮が可能になる。
第４の量子化手段選択手段は、輝度信号および２つの
色差信号に対して視覚上劣化が検出されにくい信号に対
しては量子化幅の大きい量子化手段を選択し、劣化が検
出され易い信号には量子化幅の小さい量子化手段を選択
するものである。第28図は本実施例の説明図である。第
28図の155は小ブロック毎の番号入力部、156は輝度信
号、第１色差信号、第２色差信号判別、157は量子化手
段分類部、158は出力部である。入力部155から入力され
る小ブロックの番号（処理される順番）をもとに輝度信
号、第１色差信号、第２色差信号判別部156でその小ブ
ロックが輝度信号であるか第１色差信号であるか第２色
差信号であるかが判別される。量子化手段分類部157で
は前記判別に従ってその小ブロックに対する量子化手段
を分類して出力部158へ出力する。また実際の量子化手
段の選択については、第27図に示したようにメモリへア
ドレスを制御して第２の量子化手段選択手段を適用する
ことによって実現できる。
以上本発明の量子化手段選択手段について説明した
が、上記の構成のデータ量の計算において、演算桁数を
小さくして回路規模を小さくすることも可能である。こ
の場合データ量の見積値と実際に伝送できるデータ量と
の間で誤差が生じるが、その誤差によって選択される値
が変わる可能性はかなり低い。従って画質をほとんど損
なうことなく回路規模を削減することが可能になる。
最後に、本発明の大ブロック化、小ブロック化、直交
変換手段など各構成要素の処理順番は上記の順番以外に
も様々な順番で処理することが可能である。
発明の効果 本発明は上記の構成により符号化後のデータ量を先読
し、常に最適な量子化器を用いて量子化することが可能
になる。また従来のフィードバック制御と違い、データ
量の制御が正確に行えるため、小さな範囲で一定長にな
るような可変長符号化が可能になる。これによってデジ
タルVTR等伝送路誤りが頻繁に発生するような機器にも
可変長符号化を用いることが可能になる。また本発明の
量子化手段やデータ量見積手段等を用いることによっ
て、比較的小さな回路規模で装置化が可能であり、その
実用的効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を用いたディジタルVTRのブロック図、
第２図は直交変換符号化装置のブロック図、第３図は大
ブロック化手段のブロック図、第４図は大ブロック化手
段の説明図、第５図は大ブロック化手段のブロック図、
第６図、第８図は直交変換手段のブロック図、第７図、
第９図は直交変換手段の説明図、第10図、第12図は伝送
手段のブロック図、第11図は伝送手段の説明図、第13
図、第16図、第17図、第18図は可変長符号化手段のブロ
ック図、第14図、第15図はデータ量見積り手段のブロッ
ク図、第19図、第21図、第22図は量子化手段のブロック
図、第20図は量子化手段の説明図、第23図、第24図、第
25図は量子化手段選択手段のフローチャート、第26図、
第27図、第28図は量子化選択手段のブロック図、第29図
は従来例のブロック図である。 14……大ブロック化部、15……小ブロック化部、16……
直交変換器、18……データ量見積部、19……量子化器選
択部、20……量子化器、21……可変長符号化器、22……
伝送部。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入力信号の標本値を集めて大ブロック化す
    る大ブロック化手段と、前記大ブロックを複数の小ブロ
    ックに分割する小ブロック化手段と、前記小ブロック化
    された小ブロック毎に直交変換する直交変換手段と、前
    記直交変換手段で得られる直交成分に対する複数種類の
    量子化手段と、前記各量子化手段で量子化した場合の前
    記小ブロック毎の符号化後のデータ量を計算するデータ
    量見積り手段と、前記データ量見積り手段で得られた前
    記各小ブロック毎のデータ量を用いて大ブロック単位の
    データ量を求め、所定のデータ量と比較して量子化手段
    を選択する量子化手段選択手段と、前記量子化手段選択
    手段で選択された量子化手段を用いて前記大ブロック内
    の直交成分を量子化するとともに、この量子化によって
    得られる量子化値を可変長符号化する可変長符号化手段
    とを備えた直交変換符号化装置であって、 前記量子化手段選択手段が、前記大ブロック単位のデー
    タ量と所定のデータ量を比較し、前記所定のデータ量よ
    りも小さい場合には１個以上の小ブロック毎に量子化幅
    が小さくなるように量子化手段を設定し、前記所定のデ
    ータ量よりも大きい場合には１個以上の小ブロック毎に
    量子化幅が大きくなるように量子化手段を設定して再び
    大ブロック単位のデータ量を演算し、このような演算を
    繰り返すことによって、大ブロック単位で前記所定のデ
    ータ量を超えない最大のデータ量になる前記量子化手段
    の組み合わせ、または、前記所定のデータ量を下回らな
    い最小のデータ量になる前記量子化手段の組み合わせを
    求めることを特徴とする直交変換符号化装置。
  2. 【請求項２】量子化手段が、直交成分を高域を表す直交
    成分の集合から低域を表す直交成分の集合までｒ個の集
    合に分類し、量子化幅をｓ種類準備し、全ての量子化手
    段を前記ｒ個の集合に対する前記ｓ種類の量子化幅の組
    み合わせで実現することを特徴とする請求項１記載の直
    交変換符号化装置。
  3. 【請求項３】量子化手段で用いる量子化幅が、２のべき
    乗で表されることを特徴とする請求項１記載の直交変換
    符号化装置。
  4. 【請求項４】可変長符号化手段で可変長符号化された符
    号語と量子化手段のうちいずれを用いたかを表す信号と
    を伝送する伝送手段とを備えたことを特徴とする請求項
    １記載の直交変換符号化装置。
  5. 【請求項５】可変長符号化手段が、低域周波数を表す直
    交成分に対する符号化と、高域周波数を表す直交成分に
    対する符号化で異なる符号化を行うことを特徴とする請
    求項１記載の直交変換符号化装置。
  6. 【請求項６】可変長符号化手段が、低域周波数を表す直
    交成分に対して固定長の符号化を行い、高域周波数を表
    す直交成分に対しては可変長符号化を行うことを特徴と
    する請求項５記載の直交変換符号化装置。
  7. 【請求項７】データ量見積り手段が、データ量および異
    なる量子化手段を選択した場合のデータ量の差分値を記
    録するデータ量記録手段を有していることを特徴とする
    請求項１記載の直交変換符号化装置。
  8. 【請求項８】第ｉ番目（ｉは０以上の整数、０≦in）の
    量子化手段に対するｊ番目（ｊは０以上の整数、０≦ｊ
    ＜ｍ）の小ブロックのデータ量がＤ（i,j）であり、Ｄ
    （i,j）≧Ｄ（ｉ−1,j）である場合に、データ量記録手
    段がまずＤ（0,j）を記録し、次にＳ（i,j）＝Ｄ（i,
    j）−Ｄ（ｉ−1,j）なるＳ（i,j）を順次記録し、 量子化手段選択手段がまずｍ個の小ブロックのＤ（0,
    j）をｊ＝０からｍ−１まで順次前記データ量記録手段
    から読みだして加算し、次に前記加算の結果に対してさ
    らにＳ（0,0）、Ｓ（0,1）、…、Ｓ（0,m−１）、Ｓ
    （1,0）、…、Ｓ（ｎ−1,m−１）の順にＳ（i,j）を順
    次加算し、前記加算結果が伝送できるデータ量を超えた
    時点のＳ（i,j）に対するｉおよびｊを検出し、第０番
    目から第ｊ−１番目または第ｊ番目までの小ブロックに
    対して前記ｉ番目の量子化手段を選択し、それ以後の小
    ブロックに対してはｉ−１番目の量子化手段を選択する
    ことを特徴とする請求項７記載の直交変換符号化装置。
  9. 【請求項９】第ｉ番目（ｉは０以上の整数、０≦ｉ＜
    ｎ）の量子化手段に対するｊ番目（ｊは０以上の整数、
    ０≦ｊ＜ｍ）の小ブロックのデータ量がＤ（i,j）であ
    り、Ｄ（i,j）≧Ｄ（ｉ−1,j）である場合に、データ量
    記録手段が、前記ｍ個の小ブロックに対してＳ（i,j）
    ＝Ｄ（i,j）−Ｄ（ｉ−1,j）なるＳ（i,j）を（１≦ｉ
    ＜ｎ）であるｉに対して順次記録し、同時にデータ量の
    総和AD（ｉ）を記録し、 量子化手段選択手段が、まずAD（ｉ）の値をｉを変化し
    ながら伝送できるデータ量と比較し、前記伝送できるデ
    ータ量を超えない最大のAD（ｋ）およびｋ（０≦ｋ＜ｎ
    −１）を導出し、次に前記AD（ｋ）に対してさらにＳ
    （ｋ＋1,0）、Ｓ（ｋ−1,1）、Ｓ（ｋ＋1,2）、…Ｓ
    （ｋ＋1,m−１）の順番にＳ（ｋ＋1,j）を順次加算し、
    前記加算結果が前記伝送できるデータ量を超えた時点の
    Ｓ（ｋ＋1,j）に対するｊを検出し、第０番目から第ｊ
    −１番目または第ｊ番目までの小ブロックに対してｋ＋
    １番目の量子化手段を選択し、それ以後の小ブロックに
    対してはｋ番目の量子化手段を選択することを特徴とす
    る請求項７記載の直交変換符号化装置。
  10. 【請求項１０】データ量見積り手段が、実際にデータ量
    を計算する場合に必要な演算桁数よりも小さな桁数でデ
    ータ量を粗く見積ることを特徴とする請求項７記載の直
    交変換符号化装置。
  11. 【請求項１１】量子化手段選択手段が、輝度信号と２つ
    の色差信号に対して、視覚上劣化が検出されにくい信号
    に対しては、量子化幅の大きい量子化手段を選択するこ
    とを特徴とする請求項１記載の直交変換符号化装置。
  12. 【請求項１２】入力信号の標本値を集めて大ブロック化
    し、前記大ブロックを複数の小ブロックに分割し、前記
    小ブロック化された小ブロック毎に直交変換し、前記直
    交変換で得られる直交成分を複数の量子化手段で量子化
    した場合の前記小ブロック毎の符号化後のデータ量を計
    算し、前記各小ブロック毎の符号化後のデータ量を用い
    て大ブロック単位のデータ量を求め、所定量のデータ量
    と比較して量子化手段を選択し、前記選択された量子化
    手段を用いて前記大ブロック内の直交成分を量子化する
    とともに、この量子化によって得られる量子化値を可変
    長符号化する直交変換符号化方法であって、 前記量子化手段を選択する際に、前記大ブロック単位の
    データ量と所定のデータ量を比較し、前記所定のデータ
    量よりも小さい場合には１個以上の小ブロック毎に量子
    化幅が小さくなるように量子化手段を設定し、前記所定
    のデータ量よりも大きい場合には１個以上の小ブロック
    毎に量子化幅が大きくなるように量子化手段を設定して
    再び大ブロック単位のデータ量を演算し、このような演
    算を繰り返すことによって、大ブロック単位で前記所定
    のデータ量を超えない最大のデータ量になる前記量子化
    手段の組み合わせ、または、前記所定のデータ量を下回
    らない最小のデータ量になる前記量子化手段の組み合わ
    せを求めることを特徴とする直交変換符号化方法。
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