JP2913950B2 - 直交変換符号化装置 - Google Patents
直交変換符号化装置Info
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- JP2913950B2 JP2913950B2 JP27516291A JP27516291A JP2913950B2 JP 2913950 B2 JP2913950 B2 JP 2913950B2 JP 27516291 A JP27516291 A JP 27516291A JP 27516291 A JP27516291 A JP 27516291A JP 2913950 B2 JP2913950 B2 JP 2913950B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号を高能率符号
化する場合に、圧縮率を高めるために用いられる直交変
換符号化装置に関するものである。
化する場合に、圧縮率を高めるために用いられる直交変
換符号化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、映像信号は情報量が非常に大き
いため記録あるいは伝送を行なうにあたって、高能率符
号化によって画質劣化が視覚的に目だたないように情報
量を削減する方法が用いられる。この方法のひとつに直
交変換符号化を行なう直交変換符号化装置がある。
いため記録あるいは伝送を行なうにあたって、高能率符
号化によって画質劣化が視覚的に目だたないように情報
量を削減する方法が用いられる。この方法のひとつに直
交変換符号化を行なう直交変換符号化装置がある。
【０００３】（図４）はこの従来の直交変換符号化装置
の構成を示すブロック図である。以下その動作について
（図４）を参照しながら説明する。
の構成を示すブロック図である。以下その動作について
（図４）を参照しながら説明する。
【０００４】１は入力端子、２は直交変換器、３は符号
化器、４は出力端子である。また、符号化器３は、並び
換え手段５、量子化器６、量子化選択回路７および符号
化回路８から成る。まず、入力端子１から入力された所
定の大きさのブロックは直交変換器２で直交変換され、
直交変換係数から成るブロックとなる。次に、符号化器
３における並び換え手段５により符号化するために係数
並びを並び換える。符号化器３における量子化器６で
は、前記直交変換係数をあるステップ幅で量子化する。
量子化選択回路７は量子化器６の出力の量子化後のデー
タ量を所望のデータ量に納めるために適するステップ幅
を持つ量子化係数を選択する。符号化回路８は、符号化
した符号語の発生頻度の高い符号ほど短い符号語を割り
当て、符号化データとして出力端子４から出力される。
化器、４は出力端子である。また、符号化器３は、並び
換え手段５、量子化器６、量子化選択回路７および符号
化回路８から成る。まず、入力端子１から入力された所
定の大きさのブロックは直交変換器２で直交変換され、
直交変換係数から成るブロックとなる。次に、符号化器
３における並び換え手段５により符号化するために係数
並びを並び換える。符号化器３における量子化器６で
は、前記直交変換係数をあるステップ幅で量子化する。
量子化選択回路７は量子化器６の出力の量子化後のデー
タ量を所望のデータ量に納めるために適するステップ幅
を持つ量子化係数を選択する。符号化回路８は、符号化
した符号語の発生頻度の高い符号ほど短い符号語を割り
当て、符号化データとして出力端子４から出力される。
【０００５】（図５（ａ））は、前記並べ換え手段５の
動作を説明するための前記直交変換器２の出力Ａの係数
の並び、（図５（ｂ））は、前記並べ換え手段５の動作
を説明するための前記直交変換器２の出力Ｂの係数の並
びを示している。同図の係数並びは、直交変換器２が２
次元直交変換の手法とし、そのブロックは水平４画素、
垂直４画素のブロックサイズを持つものとする。よっ
て、（図５（Ａ））に示す信号Ａでは水平４係数、垂直
４係数の１６係数で１ブロックを構成する。同図のブロ
ックにおいて、各係数が表わす周波数成分は、左側ほど
水平方向の低域に対応し、上方ほど垂直方向の低域に対
応するものとする。そして、並び換え手段５において、
２次元直交変換に対する符号化のために、（図５
（Ｂ））に示す信号Ｂの係数並びに示すようなジグザグ
スキャンと言われる２次元周波数的に低域から高域の並
びに並び換える。これは、直流成分を含む低域成分ほど
視覚に対する影響が大きいためで、低域ほど重要な成分
として扱うためである。
動作を説明するための前記直交変換器２の出力Ａの係数
の並び、（図５（ｂ））は、前記並べ換え手段５の動作
を説明するための前記直交変換器２の出力Ｂの係数の並
びを示している。同図の係数並びは、直交変換器２が２
次元直交変換の手法とし、そのブロックは水平４画素、
垂直４画素のブロックサイズを持つものとする。よっ
て、（図５（Ａ））に示す信号Ａでは水平４係数、垂直
４係数の１６係数で１ブロックを構成する。同図のブロ
ックにおいて、各係数が表わす周波数成分は、左側ほど
水平方向の低域に対応し、上方ほど垂直方向の低域に対
応するものとする。そして、並び換え手段５において、
２次元直交変換に対する符号化のために、（図５
（Ｂ））に示す信号Ｂの係数並びに示すようなジグザグ
スキャンと言われる２次元周波数的に低域から高域の並
びに並び換える。これは、直流成分を含む低域成分ほど
視覚に対する影響が大きいためで、低域ほど重要な成分
として扱うためである。
【０００６】そのため、量子化器６の出力が所望のデー
タ量になるように、量子化選択器７の出力の量子化のた
めのステップ幅（量子化係数）を直交変換係数の低域の
方から順に大きくしていけばよい。
タ量になるように、量子化選択器７の出力の量子化のた
めのステップ幅（量子化係数）を直交変換係数の低域の
方から順に大きくしていけばよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の構成では以下に示す問題点を有している。
た従来の構成では以下に示す問題点を有している。
【０００８】前記従来例の直交変換符号化装置におい
て、符号化によるデータ量は、数ブロックをひとつの単
位として所定の量に納まるように量子化を行う。そのた
め、低周波成分を重要な情報として保護することにな
り、低域から高域まで直交変換係数の分布が広がるもの
やデータ量の大きいブロックには十分なデータ量が割当
られず画質を劣化させていた。
て、符号化によるデータ量は、数ブロックをひとつの単
位として所定の量に納まるように量子化を行う。そのた
め、低周波成分を重要な情報として保護することにな
り、低域から高域まで直交変換係数の分布が広がるもの
やデータ量の大きいブロックには十分なデータ量が割当
られず画質を劣化させていた。
【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、画質劣化が視覚的に分かりにくいブロックの圧縮率
を高め、その分のデータ量を他のブロックの割り当てる
ことで画面全体としての画質を改善することが可能な直
交変換符号化装置を提供することを目的とする。
で、画質劣化が視覚的に分かりにくいブロックの圧縮率
を高め、その分のデータ量を他のブロックの割り当てる
ことで画面全体としての画質を改善することが可能な直
交変換符号化装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の直交変換符号化装置は、所定の大きさにブロ
ック化された信号を入力し、入力された信号をブロック
毎に直交変換する直交変換器と、直交変換器の出力の直
交変換係数の直流成分の振幅値により、当該ブロックの
量子化での圧縮率を制御する制御信号を出力する量子化
制御回路と、直交変換器の出力を入力し、個々のブロッ
クに対して制御信号により量子化を制御するとともに、
複数のブロックを単位として複数ブロック分の直交変換
係数を所定の大きさのデータ量になるよう量子化を行い
符号化する符号化器との構成を有している。
に本発明の直交変換符号化装置は、所定の大きさにブロ
ック化された信号を入力し、入力された信号をブロック
毎に直交変換する直交変換器と、直交変換器の出力の直
交変換係数の直流成分の振幅値により、当該ブロックの
量子化での圧縮率を制御する制御信号を出力する量子化
制御回路と、直交変換器の出力を入力し、個々のブロッ
クに対して制御信号により量子化を制御するとともに、
複数のブロックを単位として複数ブロック分の直交変換
係数を所定の大きさのデータ量になるよう量子化を行い
符号化する符号化器との構成を有している。
【００１１】
【作用】本発明は上記した構成により、輝度信号のブロ
ックが真っ白に近い場合または真っ黒に近い場合のよう
な視覚的に画質劣化が目立ちにくいブロックの直交変換
係数を量子化するステップ幅を制御できるので、画面全
体としての画質を向上させながらデータ量の制御が可能
となる。
ックが真っ白に近い場合または真っ黒に近い場合のよう
な視覚的に画質劣化が目立ちにくいブロックの直交変換
係数を量子化するステップ幅を制御できるので、画面全
体としての画質を向上させながらデータ量の制御が可能
となる。
【００１２】
【実施例】（図１）は本発明の一実施例における直交変
換符号化装置の構成を示すブロック図である。（図１）
において、１０はブロック化された画像信号を入力する
入力端子、１１は直交変換を施す直交変換器、１２は直
交変換器１１の出力の直交変換係数の直流成分の振幅値
により量子化制御用の制御信号を出力する量子化制御回
路、１３は並び換え手段２０、量子化器２１、量子化選
択回路２２および符号化回路２３から成る符号化器、１
４は前記符号化器１３の出力の符号化信号を出力する出
力端子である。
換符号化装置の構成を示すブロック図である。（図１）
において、１０はブロック化された画像信号を入力する
入力端子、１１は直交変換を施す直交変換器、１２は直
交変換器１１の出力の直交変換係数の直流成分の振幅値
により量子化制御用の制御信号を出力する量子化制御回
路、１３は並び換え手段２０、量子化器２１、量子化選
択回路２２および符号化回路２３から成る符号化器、１
４は前記符号化器１３の出力の符号化信号を出力する出
力端子である。
【００１３】以上の構成において、その動作を（図２）
のブロック内の直交変換係数の振幅値の分布図を用いて
説明する。
のブロック内の直交変換係数の振幅値の分布図を用いて
説明する。
【００１４】（図２（ａ））は量子化器２１に入力され
るブロック内の直交変換係数の振幅値の分布を示してい
る。同図（ａ）は、従来例の場合と同様にブロックのサ
イズを４×４画素とし、１６個の直交変換係数から成る
分布を示している。ただし、直流成分は省略している。
いま、直交変換器１１の出力の直交変換係数の直流成分
の振幅値が、所定の閾値より大きい場合（真っ白に近
い）または所定の閾値より小さい場合（真っ黒に近い）
を考える。そのような画像では画質の劣化は視覚的に目
につきにくい。よって、この様な場合には、量子化器２
１で高圧縮率として量子化する。そのときの例が（図２
（ｂ））に示す分布である。この（ｂ）に示したデータ
を復号すると（図２（ｃ））に示す分布となり、低域部
は再現されるが、高域のデータはほとんどなくなる。つ
まり、このブロックを符号化するのに必要なデータ量が
少なくなることを意味する。
るブロック内の直交変換係数の振幅値の分布を示してい
る。同図（ａ）は、従来例の場合と同様にブロックのサ
イズを４×４画素とし、１６個の直交変換係数から成る
分布を示している。ただし、直流成分は省略している。
いま、直交変換器１１の出力の直交変換係数の直流成分
の振幅値が、所定の閾値より大きい場合（真っ白に近
い）または所定の閾値より小さい場合（真っ黒に近い）
を考える。そのような画像では画質の劣化は視覚的に目
につきにくい。よって、この様な場合には、量子化器２
１で高圧縮率として量子化する。そのときの例が（図２
（ｂ））に示す分布である。この（ｂ）に示したデータ
を復号すると（図２（ｃ））に示す分布となり、低域部
は再現されるが、高域のデータはほとんどなくなる。つ
まり、このブロックを符号化するのに必要なデータ量が
少なくなることを意味する。
【００１５】一方、直交変換係数の直流成分が上記以外
の場合は、量子化２１での圧縮率をそれほど大きくせず
に量子化を行う。その結果、（図２（ｄ））に示す様な
分布となり、これを復号すると、（図２（ｅ））の分布
となる。（ｅ）においては、（ｃ）の分布と異なりデー
タ量は大きくなるが高域まで再現され、劣化も少なくな
る。
の場合は、量子化２１での圧縮率をそれほど大きくせず
に量子化を行う。その結果、（図２（ｄ））に示す様な
分布となり、これを復号すると、（図２（ｅ））の分布
となる。（ｅ）においては、（ｃ）の分布と異なりデー
タ量は大きくなるが高域まで再現され、劣化も少なくな
る。
【００１６】また、量子化制御回路１２は、輝度信号の
ブロックの場合に直流成分の振幅値で制御信号を出力す
る。入力されたブロックが色信号の場合は、画面上で同
じ位置の輝度信号のブロックでの制御信号を用いる。例
えば、輝度信号の標本化周波数に対し色信号の標本化周
波数が１／２で、垂直方向に線順次された４：２：０信
号の場合、輝度信号のブロックと色信号のブロックの関
係は（図３（ａ））に示すように、４個の輝度信号のブ
ロックに対し１個の大きさとなる。よって、（ａ）に示
すＹ１，Ｙ２，Ｙ３およびＹ４のブロックの内、複数個
のブロックが条件を満足する場合に色信号のブロックも
高圧縮率の量子化を行う。また、同図（ｂ）は、輝度信
号の標本化周波数に対し色信号の標本化周波数が１／４
とする４：１：１信号の場合で、（ａ）の場合と同様の
処理を行えばよい。
ブロックの場合に直流成分の振幅値で制御信号を出力す
る。入力されたブロックが色信号の場合は、画面上で同
じ位置の輝度信号のブロックでの制御信号を用いる。例
えば、輝度信号の標本化周波数に対し色信号の標本化周
波数が１／２で、垂直方向に線順次された４：２：０信
号の場合、輝度信号のブロックと色信号のブロックの関
係は（図３（ａ））に示すように、４個の輝度信号のブ
ロックに対し１個の大きさとなる。よって、（ａ）に示
すＹ１，Ｙ２，Ｙ３およびＹ４のブロックの内、複数個
のブロックが条件を満足する場合に色信号のブロックも
高圧縮率の量子化を行う。また、同図（ｂ）は、輝度信
号の標本化周波数に対し色信号の標本化周波数が１／４
とする４：１：１信号の場合で、（ａ）の場合と同様の
処理を行えばよい。
【００１７】以上説明したように、本実施例によれば、
量子化制御回路１２において視覚的に劣化が目立ちにく
い輝度信号の大きい場合（真っ白に近い場合）または小
さい場合（真っ黒に近い場合）を直交変換係数の直流成
分より検出して、量子化選択回路２２での量子化のステ
ップ幅を制御することにより画面全体としての画質劣化
を軽減することが可能となる。
量子化制御回路１２において視覚的に劣化が目立ちにく
い輝度信号の大きい場合（真っ白に近い場合）または小
さい場合（真っ黒に近い場合）を直交変換係数の直流成
分より検出して、量子化選択回路２２での量子化のステ
ップ幅を制御することにより画面全体としての画質劣化
を軽減することが可能となる。
【００１８】なお、本発明の実施例において、直交変換
されるブロック信号を４×４の画素のブロックサイズと
したが、８×８画素や１６×１６画素のブロックサイズ
でもよい。さらに、水平垂直の２次元直交変換ではな
く、３次元の直交変換の場合でもよい。
されるブロック信号を４×４の画素のブロックサイズと
したが、８×８画素や１６×１６画素のブロックサイズ
でもよい。さらに、水平垂直の２次元直交変換ではな
く、３次元の直交変換の場合でもよい。
【００１９】また、本実施例において、色信号のブロッ
クは輝度信号のブロックでの制御信号を用いる場合につ
いて説明したが、色信号のブロックを制御せずに輝度信
号のブロックだけの場合においても画質改善の効果はあ
る。
クは輝度信号のブロックでの制御信号を用いる場合につ
いて説明したが、色信号のブロックを制御せずに輝度信
号のブロックだけの場合においても画質改善の効果はあ
る。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明は、視覚的に劣化が
目立ちにくい輝度信号の大きい場合または小さい場合を
検出して、量子化係数を制御することで画面全体として
の画質を向上させることができ、その実用的効果は非常
に大きいものである。
目立ちにくい輝度信号の大きい場合または小さい場合を
検出して、量子化係数を制御することで画面全体として
の画質を向上させることができ、その実用的効果は非常
に大きいものである。
【図１】本発明の一実施例における直交変換符号化装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を説明するための直交変換係
数の絶対値の分布図である。
数の絶対値の分布図である。
【図３】本発明の一実施例における輝度信号と色信号と
のブロックの関係を示す概念図である。
のブロックの関係を示す概念図である。
【図４】従来の直交変換符号化装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】従来の直交変換符号化装置の動作を説明するた
めのブロックの係数の並びを示す概念図である。
めのブロックの係数の並びを示す概念図である。
１１ 直交変換器 １２ 量子化制御回路 １３ 符号化器 ２０ 並び換え手段 ２１ 量子化器 ２２ 量子化選択器 ２３ 符号化回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−76385（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−42984（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−214986（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−105791（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−181287（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−30536（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−213067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−247688（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】 映像信号を直交変換して符号化する装置
であって、 所定の大きさにブロック化された信号を入力し、入力さ
れた信号をブロック毎に直交変換する直交変換器と、 前記直交変換器から出力される直交変換係数の直流成分
の振幅値により、当該ブロックの量子化での圧縮率を制
御する制御信号を出力する量子化制御回路と、 前記直交変換器の出力を入力し、個々のブロックに対し
て前記制御信号により量子化を制御するとともに、複数
のブロックを単位として複数ブロック分の直交変換係数
を所定の大きさのデータ量になるよう量子化を行い符号
化する符号化器とを備えた直交変換符号化装置。 - 【請求項２】 量子化制御回路は、直交変換係数の直流
成分の振幅値が所定の値より大きい場合または所定の値
より小さい場合に高圧縮率で量子化を行うよう制御する
制御信号を出力する請求項１記載の直交変換符号化装
置。 - 【請求項３】 量子化制御回路は、入力されたブロック
が輝度信号の場合にのみ制御信号を出力する請求項１ま
たは２に記載の直交変換符号化装置。 - 【請求項４】 量子化制御回路は、入力されたブロック
が色信号の場合に同じ画像位置に当たる輝度信号のブロ
ックにおける制御信号を出力する請求項１または２に記
載の直交変換符号化装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27516291A JP2913950B2 (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 直交変換符号化装置 |
| EP92308979A EP0535963B1 (en) | 1991-10-02 | 1992-10-01 | Orthogonal transformation encoder |
| DE69225859T DE69225859T2 (de) | 1991-10-02 | 1992-10-01 | Orthogonaltransformationskodierer |
| US07/955,829 US5369439A (en) | 1991-10-02 | 1992-10-02 | Orthogonal transform encoder using DC component to control quantization step size |
| KR1019920018107A KR0137401B1 (ko) | 1991-10-02 | 1992-10-02 | 직교변환부호화장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27516291A JP2913950B2 (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 直交変換符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114867A JPH05114867A (ja) | 1993-05-07 |
| JP2913950B2 true JP2913950B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=17551541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27516291A Expired - Fee Related JP2913950B2 (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-23 | 直交変換符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2913950B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960010196B1 (ko) * | 1993-06-04 | 1996-07-26 | 배순훈 | 인간의 시각특성을 이용한 디씨(dc) 변환계수 양자화기 |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP27516291A patent/JP2913950B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05114867A (ja) | 1993-05-07 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |