JP2914549B2 - 画像符号化方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力画像信号を量子化
したのち符号化する画像符号化装置に関し、特に、画像
符号化装置において最適な量子化ステップを求める方法
に関する。
したのち符号化する画像符号化装置に関し、特に、画像
符号化装置において最適な量子化ステップを求める方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】入力画像信号を符号化するための画像符
号化装置としては種々の方式を採用したものが知られて
いるが、その中の一つとしてサブバンド分割を使用した
画像符号化装置がある。
号化装置としては種々の方式を採用したものが知られて
いるが、その中の一つとしてサブバンド分割を使用した
画像符号化装置がある。
【０００３】このサブバンド分割を使用した画像符号化
装置においては、入力画像信号を互いに異なる周波数帯
域を有する複数のサブバンド信号に分解し、各サブバン
ド毎に適切なビットを配分し、各サブバンド信号を原信
号のビット数よりも少ないビット数で表現することによ
って高い符号化効率を得るようにしている。
装置においては、入力画像信号を互いに異なる周波数帯
域を有する複数のサブバンド信号に分解し、各サブバン
ド毎に適切なビットを配分し、各サブバンド信号を原信
号のビット数よりも少ないビット数で表現することによ
って高い符号化効率を得るようにしている。
【０００４】図７は、サブバンド分割を行うための構成
を示すブロック図である。サブバンド分割においては、
入力画像信号Ｓ０は、ディジタルフィルタＦ１，２によ
って複数の周波数帯域の信号、すなわち、サブバンド信
号Ｓ１，Ｓ２に分割される。このサブバンド分割を縦方
向および横方向の信号に行うことによって、あるいは、
多段接続することによって、入力画像は２次元周波数帯
域のサブバンドに分割される。すなわち、画像の周波数
は、図８（ａ）のように２次元上で表すことができる。
この２次元周波数領域をたとえば、同図（ｂ）に示すよ
うに複数の周波数領域に分割する。分割された周波数領
域の信号がサブバンド信号となる。
を示すブロック図である。サブバンド分割においては、
入力画像信号Ｓ０は、ディジタルフィルタＦ１，２によ
って複数の周波数帯域の信号、すなわち、サブバンド信
号Ｓ１，Ｓ２に分割される。このサブバンド分割を縦方
向および横方向の信号に行うことによって、あるいは、
多段接続することによって、入力画像は２次元周波数帯
域のサブバンドに分割される。すなわち、画像の周波数
は、図８（ａ）のように２次元上で表すことができる。
この２次元周波数領域をたとえば、同図（ｂ）に示すよ
うに複数の周波数領域に分割する。分割された周波数領
域の信号がサブバンド信号となる。
【０００５】これらのサブバンド信号は、たとえば、線
形量子化された後にエントロピー符号化される（Ｈ．Ｇ
ｈａｒａｖｉ ａｎｄ Ａ．Ｔａｂａｔａｂａｉ，”Ｓ
ｕｂ−Ｂａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｍｏｎｏｃｈｒ
ｏｍｅ ａｎｄ ＣｏｌｏｒＩｍａｇｅｓ”，ＩＥＥＥ
Ｔｒａｎｓ．ｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄｓｙｓ
ｔｅｍｓ，Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．２，Ｆｅｂ．１９８
８，ｐｐ．２０７−２１４参照）。
形量子化された後にエントロピー符号化される（Ｈ．Ｇ
ｈａｒａｖｉ ａｎｄ Ａ．Ｔａｂａｔａｂａｉ，”Ｓ
ｕｂ−Ｂａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｍｏｎｏｃｈｒ
ｏｍｅ ａｎｄ ＣｏｌｏｒＩｍａｇｅｓ”，ＩＥＥＥ
Ｔｒａｎｓ．ｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄｓｙｓ
ｔｅｍｓ，Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．２，Ｆｅｂ．１９８
８，ｐｐ．２０７−２１４参照）。
【０００６】図９は、サブバンド分割を行ったのちエン
トロピー符号化を行う従来の画像符号化装置の一例を示
すブロック図である。入力画像信号は、サブバンド分割
部１でサブバンド分割されて複数のサブバンド信号が生
成され、各サブバンド信号は線形量子化部６で量子化さ
れ量子化インデクスが出力される。各量子化インデクス
はエントロピー符号化部７で符号化される。
トロピー符号化を行う従来の画像符号化装置の一例を示
すブロック図である。入力画像信号は、サブバンド分割
部１でサブバンド分割されて複数のサブバンド信号が生
成され、各サブバンド信号は線形量子化部６で量子化さ
れ量子化インデクスが出力される。各量子化インデクス
はエントロピー符号化部７で符号化される。
【０００７】図９に示す画像符号化装置においては、エ
ントロピー符号化部７では、出現回数の多い量子化イン
デクスには短い符号語を与え、出現回数の少ない量子化
インデクスには長い符号語を与えることによって、全体
として小さい符号量となるような処理が行われる。すな
わち、全体の符号量が求めるためには、量子化インデク
スの頻度分布を求める必要がある。
ントロピー符号化部７では、出現回数の多い量子化イン
デクスには短い符号語を与え、出現回数の少ない量子化
インデクスには長い符号語を与えることによって、全体
として小さい符号量となるような処理が行われる。すな
わち、全体の符号量が求めるためには、量子化インデク
スの頻度分布を求める必要がある。
【０００８】ところが、線形量子化のステップ幅の大き
さと、量子化インデクスの頻度分布の間には明確な関係
式が存在しない。ステップ幅を決めないと量子化インデ
クスの頻度分布は決まらないが、ステップ幅を決めるた
めには量子化インデクスの頻度分布が必要となる。
さと、量子化インデクスの頻度分布の間には明確な関係
式が存在しない。ステップ幅を決めないと量子化インデ
クスの頻度分布は決まらないが、ステップ幅を決めるた
めには量子化インデクスの頻度分布が必要となる。
【０００９】結局、正確な符号量制御をするには、再帰
的な処理の必要があり、処理時間を予め計算することが
できない。
的な処理の必要があり、処理時間を予め計算することが
できない。
【００１０】すなわち、図１０に示すように暫定的に仮
のステップ幅を決定し (ステップ１０１）、このステッ
プ幅に基づいて量子化インデクスの頻度分布を求め、更
にこの量子化インデクスの頻度分布から符号量を見積も
っている (ステップ１０２）。そして、見積もられた符
号量が多い場合には、ステップ幅を大として符号量を減
らし、逆に見積もられた符号量が少ない場合には、ステ
ップ幅を小として符号量を増加させるというフィードバ
ックをかけることにより目的の符号量が得られるステッ
プ幅を求めるようにしている。
のステップ幅を決定し (ステップ１０１）、このステッ
プ幅に基づいて量子化インデクスの頻度分布を求め、更
にこの量子化インデクスの頻度分布から符号量を見積も
っている (ステップ１０２）。そして、見積もられた符
号量が多い場合には、ステップ幅を大として符号量を減
らし、逆に見積もられた符号量が少ない場合には、ステ
ップ幅を小として符号量を増加させるというフィードバ
ックをかけることにより目的の符号量が得られるステッ
プ幅を求めるようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
に再帰的な処理でステップ幅を求める場合には、最終的
なステップ幅が求まるまでの処理時間を予め計算するこ
とができないので、符号化に要する時間が制限される装
置には用いることができないという不都合があった。
に再帰的な処理でステップ幅を求める場合には、最終的
なステップ幅が求まるまでの処理時間を予め計算するこ
とができないので、符号化に要する時間が制限される装
置には用いることができないという不都合があった。
【００１２】そこで本発明は、再帰的な処理を行うこと
なく正確な符号量制御を行うことを目的とする。
なく正確な符号量制御を行うことを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、入力画像信号を互いに異なる周波数帯域を
有しそれぞれ所定のビット数が配分された複数のサブバ
ンド信号に分割するサブバンド分割工程と、前記サブバ
ンド分割工程から得られる複数のサブバンド信号をそれ
ぞれ空間的な広がりを有する複数のサブブロックに分割
するサブブロック分割工程と、サブブロック分割工程に
より分割された各サブブロック毎に各サブバンドをクラ
ス分けするクラス分け工程と、前記サブブロック分割工
程により分割された各サブブロック毎に各サブバンド信
号を線形量子化して量子化インデックスを出力する量子
化工程であって、前記クラス分け工程により分けられた
クラスに応じて量子化のステップ幅が決定される量子化
工程と、前記量子化工程からの量子化インデックスを符
号語として割り当てる符号割り当て工程とを備えた画像
符号化方法であって、各サブブロック毎に各サブブロッ
クの信号のダイナミックレンジに応じて量子化に必要な
ビット数に対応する量子化ステップの境界点を求め、ク
ラス内の全てのサブブロックの量子化ステップの境界点
を量子化ステップの大きい順に並び替え、量子化ステッ
プの大きい順に、量子化に必要なビット数を順次加算
し、所望のビット数になったときの量子化ステップを前
記量子化工程におけるそのクラスの量子化ステップとす
ることを特徴とする。
成するため、入力画像信号を互いに異なる周波数帯域を
有しそれぞれ所定のビット数が配分された複数のサブバ
ンド信号に分割するサブバンド分割工程と、前記サブバ
ンド分割工程から得られる複数のサブバンド信号をそれ
ぞれ空間的な広がりを有する複数のサブブロックに分割
するサブブロック分割工程と、サブブロック分割工程に
より分割された各サブブロック毎に各サブバンドをクラ
ス分けするクラス分け工程と、前記サブブロック分割工
程により分割された各サブブロック毎に各サブバンド信
号を線形量子化して量子化インデックスを出力する量子
化工程であって、前記クラス分け工程により分けられた
クラスに応じて量子化のステップ幅が決定される量子化
工程と、前記量子化工程からの量子化インデックスを符
号語として割り当てる符号割り当て工程とを備えた画像
符号化方法であって、各サブブロック毎に各サブブロッ
クの信号のダイナミックレンジに応じて量子化に必要な
ビット数に対応する量子化ステップの境界点を求め、ク
ラス内の全てのサブブロックの量子化ステップの境界点
を量子化ステップの大きい順に並び替え、量子化ステッ
プの大きい順に、量子化に必要なビット数を順次加算
し、所望のビット数になったときの量子化ステップを前
記量子化工程におけるそのクラスの量子化ステップとす
ることを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明においては、各サブブロック毎に信号の
ダイナミックレンジに応じて量子化ステップの境界点を
求める。この各サブブロック毎に量子化ステップの境界
点を求める処理を全ブロックに対して行う。そして、全
てのサブブロックの量子化ステップの境界点を量子化ス
テップの大きい順に並び替えると共に、各量子化ステッ
プの境界点毎に量子化に必要なビット数を対応させる。
そして、量子化ステップの大きい順に対応するビット数
を順次加算し、所望のビット数になったときの量子化ス
テップを量子化部における量子化ステップとする。これ
により、符号量は常に一定に維持される。
ダイナミックレンジに応じて量子化ステップの境界点を
求める。この各サブブロック毎に量子化ステップの境界
点を求める処理を全ブロックに対して行う。そして、全
てのサブブロックの量子化ステップの境界点を量子化ス
テップの大きい順に並び替えると共に、各量子化ステッ
プの境界点毎に量子化に必要なビット数を対応させる。
そして、量子化ステップの大きい順に対応するビット数
を順次加算し、所望のビット数になったときの量子化ス
テップを量子化部における量子化ステップとする。これ
により、符号量は常に一定に維持される。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。
本発明の特徴を具体的に説明する。
【００１６】図１は、本発明の画像符号化装置の第１の
実施例を示すブロック図である。図において、１は、入
力画像信号を互いに異なる周波数帯域を有する複数のサ
ブバンド信号に分割するサブバンド分割部、２は、サブ
バンド分割部１から得られる複数のサブバンド信号をそ
れぞれ空間的な広がりを有する複数のサブブロックに分
割するサブブロック分割部、３は、サブブロック分割部
２により分割された各サブブロック毎に各サブバンド信
号を量子化して量子化インデクスを出力する量子化部、
４は、サブブロック分割部２により分割された各サブブ
ロック毎に各サブバンド信号の何らかの特徴量を検出し
てクラス分けするクラス分け部、５は、量子化部３から
の量子化インデクスに符号を割り当てる符号割当部であ
る。上記量子化部３は、互いに量子化ステップ幅が異な
る複数の量子化器を備えており、クラス分け部４からの
クラスインデクスに応じて、各サブブロック毎に量子化
器が切り換えられる。
実施例を示すブロック図である。図において、１は、入
力画像信号を互いに異なる周波数帯域を有する複数のサ
ブバンド信号に分割するサブバンド分割部、２は、サブ
バンド分割部１から得られる複数のサブバンド信号をそ
れぞれ空間的な広がりを有する複数のサブブロックに分
割するサブブロック分割部、３は、サブブロック分割部
２により分割された各サブブロック毎に各サブバンド信
号を量子化して量子化インデクスを出力する量子化部、
４は、サブブロック分割部２により分割された各サブブ
ロック毎に各サブバンド信号の何らかの特徴量を検出し
てクラス分けするクラス分け部、５は、量子化部３から
の量子化インデクスに符号を割り当てる符号割当部であ
る。上記量子化部３は、互いに量子化ステップ幅が異な
る複数の量子化器を備えており、クラス分け部４からの
クラスインデクスに応じて、各サブブロック毎に量子化
器が切り換えられる。
【００１７】以下、上述した図１に示す画像符号化装置
の動作について説明する。
の動作について説明する。
【００１８】入力画像信号は、サブバンド分割部１によ
り複数のサブバンド信号に分割される。サブバンド分割
部１からの各サブバンド信号は、サブブロック分割部２
により、図２に示すような空間的な広がりを有する複数
のサブブロックに分割される。図２の例では、入力画像
が１４４（＝１２×１２）のサブブロックに分割されて
おり、ハッチングを施した部分が一つのサブブロックに
対応している。
り複数のサブバンド信号に分割される。サブバンド分割
部１からの各サブバンド信号は、サブブロック分割部２
により、図２に示すような空間的な広がりを有する複数
のサブブロックに分割される。図２の例では、入力画像
が１４４（＝１２×１２）のサブブロックに分割されて
おり、ハッチングを施した部分が一つのサブブロックに
対応している。
【００１９】クラス分け部４では、サブブロック分割部
２により分割された各サブブロック毎に各サブバンド信
号の何らかの特徴量、たとえば、分散或いはダイナミッ
クレンジ等に関してクラス分けされ、クラスインデクス
が出力される。量子化部３では、クラス分け部４からの
クラスインデクスに応じて、各サブブロック毎に量子化
器が切り換えられる。すなわち、クラス毎に適切なステ
ップ幅が設定される。すなわち、量子化部３はダイナミ
ックレンジ適応量子化器として機能する。
２により分割された各サブブロック毎に各サブバンド信
号の何らかの特徴量、たとえば、分散或いはダイナミッ
クレンジ等に関してクラス分けされ、クラスインデクス
が出力される。量子化部３では、クラス分け部４からの
クラスインデクスに応じて、各サブブロック毎に量子化
器が切り換えられる。すなわち、クラス毎に適切なステ
ップ幅が設定される。すなわち、量子化部３はダイナミ
ックレンジ適応量子化器として機能する。
【００２０】量子化部３からの量子化インデクスに対し
ては、符号割当部５により符号が割り当てられる。
ては、符号割当部５により符号が割り当てられる。
【００２１】ここで、符号割当部５において、各量子化
インデクスに対して符号を割当てるに際し、各量子化イ
ンデクスに対してその出現回数に関係なく、等長符号を
割当てれば、量子化インデクスの頻度分布に関係なく符
号量を見積もることができる。したがって、再帰的な符
号量制御の必要がなくなる。
インデクスに対して符号を割当てるに際し、各量子化イ
ンデクスに対してその出現回数に関係なく、等長符号を
割当てれば、量子化インデクスの頻度分布に関係なく符
号量を見積もることができる。したがって、再帰的な符
号量制御の必要がなくなる。
【００２２】ところが、等長符号を割当てた場合、非等
長符号よりも、符号化性能が劣化する。そこで、本発明
においては、この符号化性能の劣化を避けるために、各
サブバンドでダイナミックレンジ適応線形量子化を行
う。
長符号よりも、符号化性能が劣化する。そこで、本発明
においては、この符号化性能の劣化を避けるために、各
サブバンドでダイナミックレンジ適応線形量子化を行
う。
【００２３】以下、このダイナミックレンジ適応線形量
子化を行う際のステップ幅の決定方式及び符号化方式に
ついて説明する。
子化を行う際のステップ幅の決定方式及び符号化方式に
ついて説明する。
【００２４】（１） 各サブバンドに、目的総符号量を
満たすようにビット配分を行う。
満たすようにビット配分を行う。
【００２５】（２） 各サブバンド信号を図２に示すよ
うな空間的なサブブロックに分割する。
うな空間的なサブブロックに分割する。
【００２６】（３） 各サブブロック内の信号を線形量
子化する。
子化する。
【００２７】（４） この量子化インデクスをそのまま
符号語とする。つまり、同一サブブロック内の量子化イ
ンデクスの符号語は等長とする。これによって、各サブ
ブロックに割当てられたビット数が予め確定できる。
符号語とする。つまり、同一サブブロック内の量子化イ
ンデクスの符号語は等長とする。これによって、各サブ
ブロックに割当てられたビット数が予め確定できる。
【００２８】（５） 後続する復号処理のために、その
量子化インデクスのダイナミックレンジをサブブロック
の符号長情報として多重化して符号化する。図３は、多
重化された符号を模式的に示すものであり、量子化の対
象となったサブブロックのクラスインデクスと、そのサ
ブブロックの信号を１信号当たり何ビットで符号化した
かという情報（符号長情報）が、サブブロックのオーバ
ーヘッド情報として、サブブロックの量子化インデクス
を示す符号情報に付加されている。このように量子化イ
ンデクスのダイナミックレンジを符号に多重することに
よって、各サブブロック毎に適切な量子化レベル数を確
保することができる。
量子化インデクスのダイナミックレンジをサブブロック
の符号長情報として多重化して符号化する。図３は、多
重化された符号を模式的に示すものであり、量子化の対
象となったサブブロックのクラスインデクスと、そのサ
ブブロックの信号を１信号当たり何ビットで符号化した
かという情報（符号長情報）が、サブブロックのオーバ
ーヘッド情報として、サブブロックの量子化インデクス
を示す符号情報に付加されている。このように量子化イ
ンデクスのダイナミックレンジを符号に多重することに
よって、各サブブロック毎に適切な量子化レベル数を確
保することができる。
【００２９】以上の説明においては、各サブバンド毎に
ビット配分を行うとしたが、ビット配分を行う単位はサ
ブバンドには限らず、サブバンドをさらに空間的に分割
した領域毎であってもよい。
ビット配分を行うとしたが、ビット配分を行う単位はサ
ブバンドには限らず、サブバンドをさらに空間的に分割
した領域毎であってもよい。
【００３０】上述した画像符号化装置の符号化処理にお
いては、各サブバンドに配分された符号量を満たすこと
ができるステップ幅を求めることが必要となる。
いては、各サブバンドに配分された符号量を満たすこと
ができるステップ幅を求めることが必要となる。
【００３１】以下、各サブバンドの線形量子化のステッ
プ幅を決定するための２つ方式について説明する。な
お、第１の方式は基本的な考え方を示すためのものであ
り、第２の方式は第１の方式の計算量を軽減するための
方式である。
プ幅を決定するための２つ方式について説明する。な
お、第１の方式は基本的な考え方を示すためのものであ
り、第２の方式は第１の方式の計算量を軽減するための
方式である。
【００３２】〔第１の方式〕いまあるサブブロックの信
号の絶対値の最大値がＤであるとする。このとき、ダイ
ナミックレンジは−ＤからＤ、すなわち、２Ｄであると
仮定する（図４（ａ）参照）。また、このダイナミック
レンジが２Ｄの信号をミッドトレッドで線形量子化する
ときのステップサイズｓとする。このサブブロックの信
号を整数ビットで符号化するとき、量子化に必要なビッ
ト数とステップサイズの大きさの関係は、 ビット数０ ｓ＝２Ｄ以上 （図４
（ｂ）参照） ビット数２ ｓ＝２Ｄ／３〜２Ｄ （図４
（ｃ）参照） ビット数３ ｓ＝２Ｄ／７〜２Ｄ／３ （図４
（ｄ）参照） となる。
号の絶対値の最大値がＤであるとする。このとき、ダイ
ナミックレンジは−ＤからＤ、すなわち、２Ｄであると
仮定する（図４（ａ）参照）。また、このダイナミック
レンジが２Ｄの信号をミッドトレッドで線形量子化する
ときのステップサイズｓとする。このサブブロックの信
号を整数ビットで符号化するとき、量子化に必要なビッ
ト数とステップサイズの大きさの関係は、 ビット数０ ｓ＝２Ｄ以上 （図４
（ｂ）参照） ビット数２ ｓ＝２Ｄ／３〜２Ｄ （図４
（ｃ）参照） ビット数３ ｓ＝２Ｄ／７〜２Ｄ／３ （図４
（ｄ）参照） となる。
【００３３】このときの境界点のステップサイズは、２
Ｄ、２Ｄ／３、２Ｄ／７、・・・、２Ｄ／（２m −１）
（但し、ｍは自然数）となる。最初の境界点（ｓ＝２
Ｄ）での増加ビット数は２ビット、つぎ以降の境界点で
のビット増加は１ビットとなる。
Ｄ、２Ｄ／３、２Ｄ／７、・・・、２Ｄ／（２m −１）
（但し、ｍは自然数）となる。最初の境界点（ｓ＝２
Ｄ）での増加ビット数は２ビット、つぎ以降の境界点で
のビット増加は１ビットとなる。
【００３４】たとえば、ダイナミックレンジの大きさが
２Ｄのサブブロックを、信号当たり２ビットで符号化す
るには、ｓ＝２Ｄ／３とすれば良い。
２Ｄのサブブロックを、信号当たり２ビットで符号化す
るには、ｓ＝２Ｄ／３とすれば良い。
【００３５】複数のサブブロックがある場合、それぞれ
のダイナミックレンジの大きさはまちまちである。その
ため、量子化に必要となるビット数が増加する境界点の
ステップ幅は、各サブブロック毎に存在する（図５参
照）。図５に示す例では簡単のため、サブブロック数は
４、信号当たり最大３ビットで量子化するとしてある。
図５において、丸印は、必要となるビット数が増加する
境界点を示す。図５のグラフの横軸のｓ１，ｓ２，・
・，ｓ８は、四つのサブブロックの全てのビット増加境
界点に、ステップ幅の大きな方から順番に番号を割り振
ったものである。
のダイナミックレンジの大きさはまちまちである。その
ため、量子化に必要となるビット数が増加する境界点の
ステップ幅は、各サブブロック毎に存在する（図５参
照）。図５に示す例では簡単のため、サブブロック数は
４、信号当たり最大３ビットで量子化するとしてある。
図５において、丸印は、必要となるビット数が増加する
境界点を示す。図５のグラフの横軸のｓ１，ｓ２，・
・，ｓ８は、四つのサブブロックの全てのビット増加境
界点に、ステップ幅の大きな方から順番に番号を割り振
ったものである。
【００３６】各サブブロックの信号（画素）の数がｎで
あるとすると、ステップ幅が変化したときの必要ビット
数の変化は、図６のようになる。すなわち、ステップ幅
が大きければ必要ビット数は少なく、ステップ幅が小さ
ければ必要ビット数は多い。したがって、全てのサブブ
ロックを用いて図６と同様のグラフを書けば、逆に目的
ビット数を満たすステップ幅を求めることができる。
あるとすると、ステップ幅が変化したときの必要ビット
数の変化は、図６のようになる。すなわち、ステップ幅
が大きければ必要ビット数は少なく、ステップ幅が小さ
ければ必要ビット数は多い。したがって、全てのサブブ
ロックを用いて図６と同様のグラフを書けば、逆に目的
ビット数を満たすステップ幅を求めることができる。
【００３７】上記した第１の方法においては、サブブロ
ック数をｐ、最大ｑビットで量子化を行うとしたとき、
図６のグラフを書くためには、ｐｑ個の要素の並べかえ
を行う必要がある。ｐｑ個の並べかえ処理には、一般に
ｐｑｌｏｇ2 （ｐｑ）回程度の比較計算が必要となる。
サブブロック数が大きい場合、この処理の負荷はかなり
大きくなる。この処理の付加を軽減する第２の方法を以
下に説明する。
ック数をｐ、最大ｑビットで量子化を行うとしたとき、
図６のグラフを書くためには、ｐｑ個の要素の並べかえ
を行う必要がある。ｐｑ個の並べかえ処理には、一般に
ｐｑｌｏｇ2 （ｐｑ）回程度の比較計算が必要となる。
サブブロック数が大きい場合、この処理の負荷はかなり
大きくなる。この処理の付加を軽減する第２の方法を以
下に説明する。
【００３８】〔第２の方式〕先に述べた第１の方式で
は、ダイナミックレンジの値が予め分かっていないため
に、ｐｑｌｏｇ2 （ｐｑ）回もの並べかえ処理が必要と
なるが、ダイナミックレンジの値を有限の代表値に限定
してしまえば、予め並べかえ処理を行えるため、実際の
符号化時には計算量が軽減できる。
は、ダイナミックレンジの値が予め分かっていないため
に、ｐｑｌｏｇ2 （ｐｑ）回もの並べかえ処理が必要と
なるが、ダイナミックレンジの値を有限の代表値に限定
してしまえば、予め並べかえ処理を行えるため、実際の
符号化時には計算量が軽減できる。
【００３９】以下この計算手順について説明する。
【００４０】まず、各サブブロックのダイナミックレン
ジを、予め決めておいた複数の代表値の中の最も近い値
で代表させる。次に、これらの代表値の頻度分布をと
る。そして各ダイナミックレンジの代表値を符号化する
のに必要なビット数にその頻度を掛ければ、全体のビッ
ト数が算出できる。
ジを、予め決めておいた複数の代表値の中の最も近い値
で代表させる。次に、これらの代表値の頻度分布をと
る。そして各ダイナミックレンジの代表値を符号化する
のに必要なビット数にその頻度を掛ければ、全体のビッ
ト数が算出できる。
【００４１】この第２の方式によれば、代表値は予め決
められているので画像データに関係なく、並べかえ処理
を予め行えるため、第１の方式と比較して計算量が削減
される。
められているので画像データに関係なく、並べかえ処理
を予め行えるため、第１の方式と比較して計算量が削減
される。
【００４２】この第２の方式においては、表１に示すよ
うな、全てのダイナミックレンジの代表値に関して、そ
のステップ幅の境界点を大きな方から並べたルックアッ
プテーブルを作成する。このルックアップテーブルは、
量子化部３の中に設けられる。前記の第１の方式の説明
においても述べたように、ステップ幅を小さくしていっ
た場合のビット数の増加は、１の場合と２の場合がある
（図６参照）。このため、このルックアップテーブルに
は、どのダイナミックレンジの代表値で増加したか、ま
たその増加数が幾つであるかも記載される。
うな、全てのダイナミックレンジの代表値に関して、そ
のステップ幅の境界点を大きな方から並べたルックアッ
プテーブルを作成する。このルックアップテーブルは、
量子化部３の中に設けられる。前記の第１の方式の説明
においても述べたように、ステップ幅を小さくしていっ
た場合のビット数の増加は、１の場合と２の場合がある
（図６参照）。このため、このルックアップテーブルに
は、どのダイナミックレンジの代表値で増加したか、ま
たその増加数が幾つであるかも記載される。
【００４３】
【表１】 次に、上記のルックアップテーブルを使用したステップ
幅の計算例について説明する。
幅の計算例について説明する。
【００４４】先ず、ダイナミックレンジの代表値の頻度
分布をとる。次に、ダイナミックレンジの代表値のイン
デクスをｉｋ（但し、ｋ＝１，２，３，・・）とする。
ここで、ダイナミックレンジの代表値のインデクスｉと
なるサブブロックの数をｎ（ｉｋ）とする。
分布をとる。次に、ダイナミックレンジの代表値のイン
デクスをｉｋ（但し、ｋ＝１，２，３，・・）とする。
ここで、ダイナミックレンジの代表値のインデクスｉと
なるサブブロックの数をｎ（ｉｋ）とする。
【００４５】必要ビット数は、 ステップ幅ｓ１のときは、２×ｎ（ｉ１）ビット ステップ幅ｓ２のときは、２×ｎ（ｉ１）＋２×ｎ（ｉ
２）ビット ステップ幅ｓ３のときは、２×ｎ（ｉ１）＋２×ｎ（ｉ
２）＋２×ｎ（ｉ３）ビット ステップ幅ｓ４のときは、２×ｎ（ｉ１）＋２×ｎ（ｉ
２）＋２×ｎ（ｉ３）＋１×ｎ（ｉ１）ビット となる。
２）ビット ステップ幅ｓ３のときは、２×ｎ（ｉ１）＋２×ｎ（ｉ
２）＋２×ｎ（ｉ３）ビット ステップ幅ｓ４のときは、２×ｎ（ｉ１）＋２×ｎ（ｉ
２）＋２×ｎ（ｉ３）＋１×ｎ（ｉ１）ビット となる。
【００４６】このようにステップ幅が大きな所から順に
足して行き、求めるビット数になったときのステップ幅
を求めるステップ幅とする。
足して行き、求めるビット数になったときのステップ幅
を求めるステップ幅とする。
【００４７】上記した第２の方法によれば、再帰的な処
理を行うことなく、しかも少ない計算量で、目的とする
符号量を得るためのステップ幅を求めることができる。
理を行うことなく、しかも少ない計算量で、目的とする
符号量を得るためのステップ幅を求めることができる。
【００４８】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明において
は、全てのサブブロックの信号のダイナミックレンジに
対して量子化ステップ幅に対する必要ビット数を求め、
このビット数が目的とする符号量となるようにステップ
幅を設定するようにしたので、再帰的な処理を用いるこ
となく正確な符号量制御が可能となる。
は、全てのサブブロックの信号のダイナミックレンジに
対して量子化ステップ幅に対する必要ビット数を求め、
このビット数が目的とする符号量となるようにステップ
幅を設定するようにしたので、再帰的な処理を用いるこ
となく正確な符号量制御が可能となる。
【００４９】また、各サブブロックの信号のダイナミッ
クレンジを代表値で表し、この代表値とステップ幅の境
界点との関係が書き込まれたルックアップテーブルを使
用することにより、ステップ幅の並び替えの回数がなく
なり処理時間が短縮される。
クレンジを代表値で表し、この代表値とステップ幅の境
界点との関係が書き込まれたルックアップテーブルを使
用することにより、ステップ幅の並び替えの回数がなく
なり処理時間が短縮される。
【００５０】
【００５１】
【図１】 本発明の画像符号化装置の原理的構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【００５２】
【図２】 サブブロック分割の説明図である。
【００５３】
【図３】 サブブロックの符号構造を示す説明図であ
る。
る。
【００５４】
【図４】 ダイナミックレンジと量子化ステップとの関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【００５５】
【図５】 量子化に必要となるビット数が増加する境界
点を示す説明図である。
点を示す説明図である。
【００５６】
【図６】 必要ビット数とステップ幅との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【００５７】
【図７】 サブバンド分割を行うための構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【００５８】
【図８】 サブバンド分割の説明図である。
【００５９】
【図９】 従来のサブバンド分割を使用した画像符号化
装置の一例を示すブロック図である。
装置の一例を示すブロック図である。
【００６０】
【図１０】 従来の画像符号化装置のおける符号量制御
の手順を示すフローチャートである。
の手順を示すフローチャートである。
【００６１】
【符号の説明】 １…サブバンド分割部、２…サブブロック分割部、３…
量子化部、４…クラス分け部、５…符号割当部
量子化部、４…クラス分け部、５…符号割当部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 1/41 - 1/419 H04N 7/24 - 7/68
Claims (2)
- 【請求項１】 入力画像信号を互いに異なる周波数帯域
を有しそれぞれ所定のビット数が配分された複数のサブ
バンド信号に分割するサブバンド分割工程と、前記サブ
バンド分割工程から得られる複数のサブバンド信号をそ
れぞれ空間的な広がりを有する複数のサブブロックに分
割するサブブロック分割工程と、サブブロック分割工程
により分割された各サブブロック毎に各サブバンドをク
ラス分けするクラス分け工程と、前記サブブロック分割
工程により分割された各サブブロック毎に各サブバンド
信号を線形量子化して量子化インデックスを出力する量
子化工程であって、前記クラス分け工程により分けられ
たクラスに応じて量子化のステップ幅が決定される量子
化工程と、前記量子化工程からの量子化インデックスを
符号語として割り当てる符号割り当て工程とを備えた画
像符号化方法であって、 各サブブロック毎に各サブブロックの信号のダイナミッ
クレンジに応じて量子化に必要なビット数に対応する量
子化ステップの量子化に必要なビット数が増加する点を
求め、 クラス内の全てのサブブロックの量子化ステップの量子
化に必要なビット数が増加する点を量子化ステップの大
きい順に並び替え、 量子化ステップの大きい順に、量子化に必要な増加する
ビット数を順次加算し、所望のビット数になったときの
量子化ステップを前記量子化部におけるそのクラスの量
子化ステップとすることを特徴とする画像符号化方法。 - 【請求項２】 入力画像信号を互いに異なる周波数帯域
を有しそれぞれ所定のビット数が配分された複数のサブ
バンド信号に分割するサブバンド分割工程と、前記サブ
バンド分割工程から得られる複数のサブバンド信号をそ
れぞれ空間的な広がりを有する複数のサブブロックに分
割するサブブロック分割工程と、サブブロック分割工程
により分割された各サブブロック毎に各サブバンドをク
ラス分けするクラス分け工程と、前記サブブロック分割
工程により分割された各サブブロック毎に各サブバンド
信号を線形量子化して量子化インデックスを出力する量
子化工程であって、前記クラス分け工程により分けられ
たクラスに応じて量子化のステップ幅が決定される量子
化工程と、前記量子化工程からの量子化インデックスを
符号語として割り当てる符号割り当て工程とを備えた画
像符号化方法であって、 予め、サブブロックの信号のダイナミックレンジの代表
値を決めておき、 予め、各ダイナミックレンジの代表値における量子化ス
テップの量子化に必要なビット数が増加する点を計算し
ておき、さらに、予め、全ての前記量子化ステップの量
子化に必要なビット数が増加する点を大きい順に並べ替
えておき、クラス内の全てのサブブロック内のダイナミ
ックレンジを予め決められた代表値のいずれかに置き替
え、 どの代表値のダイナミックレンジが何個あるかという頻
度の分布をとり、 予め並べ替えておいた量子化ステップの量子化に必要な
ビット数が増加する点の大きい順に、その量子化ステッ
プの量子化に必要なビット数が増加する点において増加
するビット数と、その量子化ステップの量子化に必要な
ビット数が増加する点に対応する前記頻度を乗じたもの
を順次加算し、所望のビット数になったときの量子化ス
テップを前記量子化工程におけるそのクラスの量子化ス
テップとすることを特徴とする画像符号化方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23207493A JP2914549B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 画像符号化方法 |
| US08/306,490 US5487119A (en) | 1993-09-17 | 1994-09-15 | Method of determining quantization step in a subband coding system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23207493A JP2914549B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 画像符号化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0787330A JPH0787330A (ja) | 1995-03-31 |
| JP2914549B2 true JP2914549B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=16933588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23207493A Expired - Fee Related JP2914549B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 画像符号化方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5487119A (ja) |
| JP (1) | JP2914549B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69428979T2 (de) * | 1993-08-30 | 2002-08-08 | Sony Corp | Einrichtung und verfahren zur kodierung von bilddaten |
| JPH08181987A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-12 | Canon Inc | 符号化装置 |
| US6483946B1 (en) * | 1995-10-25 | 2002-11-19 | Sarnoff Corporation | Apparatus and method for encoding zerotrees generated by a wavelet-based coding technique |
| US5909513A (en) * | 1995-11-09 | 1999-06-01 | Utah State University | Bit allocation for sequence image compression |
| US5745178A (en) * | 1996-01-22 | 1998-04-28 | Lucent Technologies Inc. | Global rate control for model-assisted coding of low bit rate video |
| AU718453B2 (en) * | 1996-07-17 | 2000-04-13 | Sony Corporation | Image coding and decoding using mapping coefficients corresponding to class information of pixel blocks |
| AU714554B2 (en) | 1996-07-17 | 2000-01-06 | Sony Corporation | Image coding and decoding using mapping coefficients corresponding to class information of pixel blocks |
| US6937659B1 (en) | 1997-11-14 | 2005-08-30 | Ac Capital Management, Inc. | Apparatus and method for compressing video information |
| JP2001338284A (ja) * | 2000-05-25 | 2001-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像処理方法、画像処理装置及び画像処理システム |
| US6450611B1 (en) | 2001-02-14 | 2002-09-17 | Lexmark International, Inc. | Ink jet swath prediction method |
| JP2002252759A (ja) | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 画像量子化方法と装置、およびそれらを利用可能な画像符号化装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960010392B1 (ko) * | 1990-09-29 | 1996-07-31 | 니뽕 빅터 가부시끼가이샤 | 적응 양자화를 이용한 화상 신호 부호화 복호화 장치 |
| JP2549013B2 (ja) * | 1990-10-08 | 1996-10-30 | 日本ビクター株式会社 | データ圧縮装置 |
| EP0557310B1 (de) * | 1990-11-16 | 1997-06-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur adaptiven quantisierung zwecks datenreduktion bei der übertragung von digitalen bildern |
| DE69226095T2 (de) * | 1991-01-17 | 1999-03-11 | Sharp Kk | Bildkodier- und Dekodiersystem unter Verwendung einer Orthogonaltransformation und Bitzuordnungsverfahren |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP23207493A patent/JP2914549B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-09-15 US US08/306,490 patent/US5487119A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0787330A (ja) | 1995-03-31 |
| US5487119A (en) | 1996-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |