JP2941601B2 - 符号化方法及びその装置 - Google Patents
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- H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディジタルデータの符号
化及び復号化システムに関り、特に所定大きさのブロッ
ク単位に区分されて直交変換された量子化係数を、複数
のスキャニングパターンのうち最適のスキャニングパタ
ーンでスキャンして可変長符号化することで、データの
圧縮効率を向上させる符号化方法及びその装置に関する
ものである。
化及び復号化システムに関り、特に所定大きさのブロッ
ク単位に区分されて直交変換された量子化係数を、複数
のスキャニングパターンのうち最適のスキャニングパタ
ーンでスキャンして可変長符号化することで、データの
圧縮効率を向上させる符号化方法及びその装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、映像及び音声信号を送受信するシ
ステムにおいて、映像及び音声信号をディジタルデータ
に符号化して伝送したり貯蔵部に貯蔵し、この符号化さ
れた信号を再び復号化して再生する方式が主として用い
られている。かかる符号化及び復号化システムにおい
て、データの伝送効率を極大化するために伝送データ量
をさらに圧縮するための技術が要求されている。
ステムにおいて、映像及び音声信号をディジタルデータ
に符号化して伝送したり貯蔵部に貯蔵し、この符号化さ
れた信号を再び復号化して再生する方式が主として用い
られている。かかる符号化及び復号化システムにおい
て、データの伝送効率を極大化するために伝送データ量
をさらに圧縮するための技術が要求されている。
【０００３】一般に、ディジタルデータの符号化のため
に用いられている方式としては、変換符号化方式、ＤＰ
ＣＭ（Differential Pulse Code Modulation）方式、ベ
クトル量子化方式及び可変長符号化方式等がある。この
符号化方式は、伝送または貯蔵したいディジタルデータ
に含まれている冗長性データを除去して全体データ量を
圧縮させる。
に用いられている方式としては、変換符号化方式、ＤＰ
ＣＭ（Differential Pulse Code Modulation）方式、ベ
クトル量子化方式及び可変長符号化方式等がある。この
符号化方式は、伝送または貯蔵したいディジタルデータ
に含まれている冗長性データを除去して全体データ量を
圧縮させる。
【０００４】映像信号を送・受信するための符号化及び
復号化システムでは各画面の映像データを所定大きさの
ブロック群に分けてデータ処理する。各ブロックデータ
またはブロックデータ間の誤差データに対して所定の変
換を行って映像データを周波数領域の変換係数に変換す
る。ブロックデータの変換にはＤＣＴ（Discrete Cosin
e Transform ），ＷＨＴ，ＤＦＴ，ＤＳＴなどがある。
このような変換方式により得られる変換係数を係数デー
タの特性に応じて適切に符号化することにより圧縮され
たデータを得る。また、人の視覚は高周波より低周波の
方により敏感なので、映像データを処理する最高周波部
分のデータを減衰させることにより符号化されたデータ
の量をさらに減少させうる。
復号化システムでは各画面の映像データを所定大きさの
ブロック群に分けてデータ処理する。各ブロックデータ
またはブロックデータ間の誤差データに対して所定の変
換を行って映像データを周波数領域の変換係数に変換す
る。ブロックデータの変換にはＤＣＴ（Discrete Cosin
e Transform ），ＷＨＴ，ＤＦＴ，ＤＳＴなどがある。
このような変換方式により得られる変換係数を係数デー
タの特性に応じて適切に符号化することにより圧縮され
たデータを得る。また、人の視覚は高周波より低周波の
方により敏感なので、映像データを処理する最高周波部
分のデータを減衰させることにより符号化されたデータ
の量をさらに減少させうる。
【０００５】以下、図１から図４は、従来の可変長符号
化／復号化システムの１構成例を示す。図１は一般の映
像信号の符号化装置を概略的に示す。
化／復号化システムの１構成例を示す。図１は一般の映
像信号の符号化装置を概略的に示す。
【０００６】まず、入力端１０にＮ×Ｎ（一般にＮ1 ×
Ｎ2 ブロックであるが、実施例ではＮ1 ＝Ｎ2 ＝Ｎと仮
定する）の大きさのブロックデータが印加される。第１
加算器Ａ１は入力端１０を通じて供給されるブロックデ
ータと所定の帰還データとの誤差データを算出する。直
交変換部１１は入力される誤差データをＤＣＴして周波
数領域の係数に変換させる。量子化部１２は所定の量子
化過程を通じて変換係数を一定レベルの代表値に変え
る。この際、量子化部１２はバッファ１４から供給され
る量子化レベルＱにより直交変換部１１の出力データを
可変的に量子化させる。可変長符号化部１３は量子化係
数の統計的特性を鑑みて可変長符号化することにより伝
送されるデータＶCDをさらに圧縮させる。可変長符号化
については後で詳細に説明することとする。バッファ１
４には可変長符号化部１３から圧縮データが供給され伝
送チャネルに一定速度のデータを出力し、この際伝送デ
ータにオ−バ−フローやアンダフローが発生しないよう
入力データ量を調節するために量子化レベルＱを出力す
る。
Ｎ2 ブロックであるが、実施例ではＮ1 ＝Ｎ2 ＝Ｎと仮
定する）の大きさのブロックデータが印加される。第１
加算器Ａ１は入力端１０を通じて供給されるブロックデ
ータと所定の帰還データとの誤差データを算出する。直
交変換部１１は入力される誤差データをＤＣＴして周波
数領域の係数に変換させる。量子化部１２は所定の量子
化過程を通じて変換係数を一定レベルの代表値に変え
る。この際、量子化部１２はバッファ１４から供給され
る量子化レベルＱにより直交変換部１１の出力データを
可変的に量子化させる。可変長符号化部１３は量子化係
数の統計的特性を鑑みて可変長符号化することにより伝
送されるデータＶCDをさらに圧縮させる。可変長符号化
については後で詳細に説明することとする。バッファ１
４には可変長符号化部１３から圧縮データが供給され伝
送チャネルに一定速度のデータを出力し、この際伝送デ
ータにオ−バ−フローやアンダフローが発生しないよう
入力データ量を調節するために量子化レベルＱを出力す
る。
【０００７】一般に、映像データで画面と画面間には類
似した部分が多く存在する。画像の動きが微細な場合、
現画面と前画面とを比較してその動きを推定する。動き
推定結果動きベクトルＭＶが得られる。この動きベクト
ルを用いて前画面から動き補償がなされる。動き補償の
結果得られたブロックデータと入力端１０に入力される
ブロックデータ間の誤差データは極めて小さいので前述
した符号化過程でデータをさらに圧縮させうる。かかる
動き推定及び動き補償をおこうための一連のフィードバ
ックループは逆量子化部１５、逆直交変換部１６、フレ
ームメモリ１７、動き推定部１８及び動き補償部１９か
らなる。逆量子化部１５及び逆直交変換部１６は量子化
部１２から出力される量子化係数を逆量子化させた後逆
ＤＣＴさせ空間領域の映像データに変換させる。第２の
加算器Ａ２は逆直交変換部１６から出力される映像デー
タと第２のスイッチＳＷ２を経て供給される帰還データ
を加算してブロックデータを出力する。第２加算器Ａ２
から出力されるブロックデータはフレームメモリ１７に
順次に貯蔵されることにより画面を再構成する。する
と、動き推定部１８は入力端１０を通じて供給されるブ
ロックデータと一番類似したパターンのブロックデータ
をフレームメモリ１７に貯蔵されたフレームデータから
探し出してから、２ブロックデータから画像の動きを推
定する動きベクトルＭＶを算出する。この動きベクトル
ＭＶは復号化システムで用いられるために受信側に伝送
され、かつ動き補償部１９に伝送される。動き補償部１
９はフレームメモリ１７のフレームデータから動きベク
トルに相応するブロックデータを読み出して第１加算器
Ａ１に供給する。すると、第１加算器Ａ１は前述した通
り入力端１０から印加されるブロックデータと動補償部
１９から供給されるブロックデータ間の誤差データを算
出し、この誤差データは符号化され受信側に伝送され
る。また、図１において２個のスイッチＳＷ１、ＳＷ２
は誤差データの累積により符号化される画面が実際の画
面と相違になることを防止するため、フレーム単位また
は所定のブロック単位にデータをリフレッシュするため
のリフレッシュスイッチである。
似した部分が多く存在する。画像の動きが微細な場合、
現画面と前画面とを比較してその動きを推定する。動き
推定結果動きベクトルＭＶが得られる。この動きベクト
ルを用いて前画面から動き補償がなされる。動き補償の
結果得られたブロックデータと入力端１０に入力される
ブロックデータ間の誤差データは極めて小さいので前述
した符号化過程でデータをさらに圧縮させうる。かかる
動き推定及び動き補償をおこうための一連のフィードバ
ックループは逆量子化部１５、逆直交変換部１６、フレ
ームメモリ１７、動き推定部１８及び動き補償部１９か
らなる。逆量子化部１５及び逆直交変換部１６は量子化
部１２から出力される量子化係数を逆量子化させた後逆
ＤＣＴさせ空間領域の映像データに変換させる。第２の
加算器Ａ２は逆直交変換部１６から出力される映像デー
タと第２のスイッチＳＷ２を経て供給される帰還データ
を加算してブロックデータを出力する。第２加算器Ａ２
から出力されるブロックデータはフレームメモリ１７に
順次に貯蔵されることにより画面を再構成する。する
と、動き推定部１８は入力端１０を通じて供給されるブ
ロックデータと一番類似したパターンのブロックデータ
をフレームメモリ１７に貯蔵されたフレームデータから
探し出してから、２ブロックデータから画像の動きを推
定する動きベクトルＭＶを算出する。この動きベクトル
ＭＶは復号化システムで用いられるために受信側に伝送
され、かつ動き補償部１９に伝送される。動き補償部１
９はフレームメモリ１７のフレームデータから動きベク
トルに相応するブロックデータを読み出して第１加算器
Ａ１に供給する。すると、第１加算器Ａ１は前述した通
り入力端１０から印加されるブロックデータと動補償部
１９から供給されるブロックデータ間の誤差データを算
出し、この誤差データは符号化され受信側に伝送され
る。また、図１において２個のスイッチＳＷ１、ＳＷ２
は誤差データの累積により符号化される画面が実際の画
面と相違になることを防止するため、フレーム単位また
は所定のブロック単位にデータをリフレッシュするため
のリフレッシュスイッチである。
【０００８】このように符号化された映像データＶCDは
受信側に伝送され図２の通り復号化器に入力される。可
変長復号化部２１は受信された映像データＶCDを可変長
符号化の逆過程を通じて復号化する。逆量子化部２２は
可変長復号化部２１から供給される量子化係数を逆量子
化して周波数領域の変換係数を出力する。逆直交変換部
２３は逆量子化部２２から供給される周波数領域変換係
数を空間領域の映像データに変換させる。また、符号化
器の動き推定部１７に出力される動きベクトルＭＶは復
号化器の動き補償部２４に供給される。動き補償部２４
はフレームメモリ２５に貯蔵されたフレームデータから
動きベクトルＭＶに相応するブロックデータを読み出し
て加算器Ａに供給する。すると、加算器Ａは逆直交変換
部２３から出力される誤差データと動き補償部２４から
供給されるブロックデータとを加算して、復元されたブ
ロックデータを出力する。動き補償部２４の出力端に結
合されたスイッチＳＷは符号化器で前述したリフレッシ
ュスイッチと同一の役割を果す。
受信側に伝送され図２の通り復号化器に入力される。可
変長復号化部２１は受信された映像データＶCDを可変長
符号化の逆過程を通じて復号化する。逆量子化部２２は
可変長復号化部２１から供給される量子化係数を逆量子
化して周波数領域の変換係数を出力する。逆直交変換部
２３は逆量子化部２２から供給される周波数領域変換係
数を空間領域の映像データに変換させる。また、符号化
器の動き推定部１７に出力される動きベクトルＭＶは復
号化器の動き補償部２４に供給される。動き補償部２４
はフレームメモリ２５に貯蔵されたフレームデータから
動きベクトルＭＶに相応するブロックデータを読み出し
て加算器Ａに供給する。すると、加算器Ａは逆直交変換
部２３から出力される誤差データと動き補償部２４から
供給されるブロックデータとを加算して、復元されたブ
ロックデータを出力する。動き補償部２４の出力端に結
合されたスイッチＳＷは符号化器で前述したリフレッシ
ュスイッチと同一の役割を果す。
【０００９】このような従来の符号化システムにおい
て、可変長符号化のためにHuffman コードが幅広く使わ
れている。Huffman コードは入力データの所定シンボル
の発生頻度に応じて、長さの相異なるコードを割り当て
る。すなわち、発生頻度の高いシンボル程長さの短いコ
ードを割り当て、発生頻度の低いシンボル程長さの長い
コードを割り当てる。かかるHuffman アルゴリズムによ
る符号化において、シンボルの種類が多く、多数のシン
ボルが極めて低い発生頻度を有する場合、多数の希薄な
シンボルそれぞれに対してHuffman アルゴリズムによる
長いコードを割り当てると、符号化及び復号化過程でデ
ータ処理が極めて複雑になる。このような問題点を克服
するために、多数の希薄なシンボルが分布された領域
（以下、この領域をエスケープ領域とする）に対して所
定の固定長さを有するコードを割り当てると平均コード
長さが元のHuffman コードの平均値より若干増加しうる
が、データ処理の複雑度は大幅に減少される。
て、可変長符号化のためにHuffman コードが幅広く使わ
れている。Huffman コードは入力データの所定シンボル
の発生頻度に応じて、長さの相異なるコードを割り当て
る。すなわち、発生頻度の高いシンボル程長さの短いコ
ードを割り当て、発生頻度の低いシンボル程長さの長い
コードを割り当てる。かかるHuffman アルゴリズムによ
る符号化において、シンボルの種類が多く、多数のシン
ボルが極めて低い発生頻度を有する場合、多数の希薄な
シンボルそれぞれに対してHuffman アルゴリズムによる
長いコードを割り当てると、符号化及び復号化過程でデ
ータ処理が極めて複雑になる。このような問題点を克服
するために、多数の希薄なシンボルが分布された領域
（以下、この領域をエスケープ領域とする）に対して所
定の固定長さを有するコードを割り当てると平均コード
長さが元のHuffman コードの平均値より若干増加しうる
が、データ処理の複雑度は大幅に減少される。
【００１０】図３のＡは８×８のブロックデータを示
し、図３Ｂは８×８ブロックデータを周波数領域のデー
タに変換させた後量子化した８×８量子化係数を示し、
図３Ｃは量子化係数が低周波領域で“０”が多い点に着
目して、低周波領域から高周波領域にジグザグスキャン
しながら［ラン・レベル］のシンボルに符号化する状態
を示す。ここで、ランは“０”でない係数間に存在する
“０”の個数であり、レベルは“０”でない係数の絶対
値を示す。
し、図３Ｂは８×８ブロックデータを周波数領域のデー
タに変換させた後量子化した８×８量子化係数を示し、
図３Ｃは量子化係数が低周波領域で“０”が多い点に着
目して、低周波領域から高周波領域にジグザグスキャン
しながら［ラン・レベル］のシンボルに符号化する状態
を示す。ここで、ランは“０”でない係数間に存在する
“０”の個数であり、レベルは“０”でない係数の絶対
値を示す。
【００１１】図３のように、８×８ブロックの場合、ラ
ンは“０”から“６３”までの値を有し、レベルは量子
化出力により換わるが量子化出力が“−２５５”から
“２５５”までの整数で出力される場合、レベルは
“１”から“２５５”までの値をとり、サインは別段に
表示される。
ンは“０”から“６３”までの値を有し、レベルは量子
化出力により換わるが量子化出力が“−２５５”から
“２５５”までの整数で出力される場合、レベルは
“１”から“２５５”までの値をとり、サインは別段に
表示される。
【００１２】図４は［ラン・レベル］シンボルの発生頻
度により区分されるエスケープ領域と正規領域を示す。
［ラン・レベル］のシンボルでランとレベルの値の大き
いシンボルの発生頻度は統計的に極めて低いので、この
ような発生頻度の低いシンボルの分布された領域（エス
ケープ領域）に対しては固定長さを有するエスケープ列
で処理し、その他の領域（正規領域）に対しては正規Hu
ffman コードを割り当てる。例えば、８×８ブロックデ
ータの場合エスケープ列は６ビットのエスケープ符号、
“０”から“６３”を表現するための６ビットのラン、
“１”から“２５５”を表現するための８ビットのレベ
ル及び１ビットのサインビットから構成され、合計２１
ビットの固定長さを有する。
度により区分されるエスケープ領域と正規領域を示す。
［ラン・レベル］のシンボルでランとレベルの値の大き
いシンボルの発生頻度は統計的に極めて低いので、この
ような発生頻度の低いシンボルの分布された領域（エス
ケープ領域）に対しては固定長さを有するエスケープ列
で処理し、その他の領域（正規領域）に対しては正規Hu
ffman コードを割り当てる。例えば、８×８ブロックデ
ータの場合エスケープ列は６ビットのエスケープ符号、
“０”から“６３”を表現するための６ビットのラン、
“１”から“２５５”を表現するための８ビットのレベ
ル及び１ビットのサインビットから構成され、合計２１
ビットの固定長さを有する。
【００１３】このように従来の可変長符号化システムは
映像データを可変長符号化するにおいて、Ｎ×Ｎの量子
化係数に対して図３に示した通りのジグザグスキャンを
使用するが、これは映像信号のエネルギーがＤＣ成分を
中心として低周波領域に集中される現象によることであ
る。しかし、映像信号のパターンにより水平方向または
垂直方向の周波数成分に映像信号のエネルギーがさらに
多く分布され得る。この場合、従来のジグザグスキャン
方式は映像データを可変長符号化する最適のスキャン方
式となりにくく、映像データの分布特性により適応的に
水平方向または垂直方向に傾いたスキャン方式を選択し
て可変長符号化及び復号化するのが望ましい。
映像データを可変長符号化するにおいて、Ｎ×Ｎの量子
化係数に対して図３に示した通りのジグザグスキャンを
使用するが、これは映像信号のエネルギーがＤＣ成分を
中心として低周波領域に集中される現象によることであ
る。しかし、映像信号のパターンにより水平方向または
垂直方向の周波数成分に映像信号のエネルギーがさらに
多く分布され得る。この場合、従来のジグザグスキャン
方式は映像データを可変長符号化する最適のスキャン方
式となりにくく、映像データの分布特性により適応的に
水平方向または垂直方向に傾いたスキャン方式を選択し
て可変長符号化及び復号化するのが望ましい。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、所定大きさのブロックに分割されて直交変換された
量子化係数を可変長符号化する場合に、各ブロックの量
子化係数をジグザグパターンを含みスキャニング方向の
異なる複数のスキャニングパターンでランレベル符号化
しさらに可変長符号化し、その中から各ブロック毎に可
変長符号化された結果の発生情報量が最も少ない最適の
スキャニングパターンの符号化データを選択する符号化
方法及びその装置を提供することにある。
は、所定大きさのブロックに分割されて直交変換された
量子化係数を可変長符号化する場合に、各ブロックの量
子化係数をジグザグパターンを含みスキャニング方向の
異なる複数のスキャニングパターンでランレベル符号化
しさらに可変長符号化し、その中から各ブロック毎に可
変長符号化された結果の発生情報量が最も少ない最適の
スキャニングパターンの符号化データを選択する符号化
方法及びその装置を提供することにある。
【００１５】
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の符号化装置は、所定大きさのブロック単位
に区分されて直交変換された量子化係数を符号化する符
号化装置において、前記量子化係数がブロック単位に印
加される入力端と、前記入力端を通じて供給される前記
量子化係数を複数の係数貯蔵手段に貯蔵する貯蔵手段
と、前記複数の係数貯蔵手段のそれぞれに対して、ブロ
ックをスキャンするスキャニング方向の異なる、ジグザ
グパターンを含む複数のスキャニングパターンを発生す
るスキャンパターン発生手段と、前記複数の係数貯蔵手
段に貯蔵された量子化係数のそれぞれを、前記スキャン
パターン発生手段から発生されるスキャニング方向の異
なる複数のスキャニングパターンに基づいてランレベル
符号化し、シンボルデータに変換するランレベル符号化
手段と、前記シンボルデータのそれぞれを可変長符号化
データに変換する可変長符号化手段と、前記可変長符号
化データのそれぞれを貯蔵する複数のバッファと、前記
可変長符号化データのそれぞれの長さをブロック単位で
累積する複数の累積手段と、前記複数の累積手段に累積
された累積値のうちから最小値を選択し、対応する選択
信号を出力する最小値選択手段と、前記選択信号によ
り、前記複数のバッファのうちの最小の累積値に対応す
る１つバッファを選択するバッファ選択手段と、前記最
小値選択手段で選択された最小値に対応するスキャニン
グ方向のスキャニングパターンを表わすスキャニングパ
ターンデータと前記バッファ選択手段で選択されたバッ
ファから出力される可変長符号化データとを伝送路に出
力する出力手段とを備えることを特徴とする。ここで、
前記複数の累積手段のそれぞれは、累積値を貯蔵する累
積値貯蔵手段と、前記可変長符号化手段から供給される
可変長符号長さのそれぞれと既に前記複数の累積手段の
それぞれに格納された累積値とを加算する複数の加算手
段と、前記複数の加算手段のそれぞれから出力されるデ
ータを新たな累積値として前記累積値貯蔵手段に貯蔵す
る手段とを備える。また、前記最小値選択手段は、前記
複数の累積手段に累積された累積値のうちから最小値を
選択し、さらに、前記複数のバッファ及び累積手段のそ
れぞれにリセット信号を供給して所定の初期値にリセッ
トする。
め、本発明の符号化装置は、所定大きさのブロック単位
に区分されて直交変換された量子化係数を符号化する符
号化装置において、前記量子化係数がブロック単位に印
加される入力端と、前記入力端を通じて供給される前記
量子化係数を複数の係数貯蔵手段に貯蔵する貯蔵手段
と、前記複数の係数貯蔵手段のそれぞれに対して、ブロ
ックをスキャンするスキャニング方向の異なる、ジグザ
グパターンを含む複数のスキャニングパターンを発生す
るスキャンパターン発生手段と、前記複数の係数貯蔵手
段に貯蔵された量子化係数のそれぞれを、前記スキャン
パターン発生手段から発生されるスキャニング方向の異
なる複数のスキャニングパターンに基づいてランレベル
符号化し、シンボルデータに変換するランレベル符号化
手段と、前記シンボルデータのそれぞれを可変長符号化
データに変換する可変長符号化手段と、前記可変長符号
化データのそれぞれを貯蔵する複数のバッファと、前記
可変長符号化データのそれぞれの長さをブロック単位で
累積する複数の累積手段と、前記複数の累積手段に累積
された累積値のうちから最小値を選択し、対応する選択
信号を出力する最小値選択手段と、前記選択信号によ
り、前記複数のバッファのうちの最小の累積値に対応す
る１つバッファを選択するバッファ選択手段と、前記最
小値選択手段で選択された最小値に対応するスキャニン
グ方向のスキャニングパターンを表わすスキャニングパ
ターンデータと前記バッファ選択手段で選択されたバッ
ファから出力される可変長符号化データとを伝送路に出
力する出力手段とを備えることを特徴とする。ここで、
前記複数の累積手段のそれぞれは、累積値を貯蔵する累
積値貯蔵手段と、前記可変長符号化手段から供給される
可変長符号長さのそれぞれと既に前記複数の累積手段の
それぞれに格納された累積値とを加算する複数の加算手
段と、前記複数の加算手段のそれぞれから出力されるデ
ータを新たな累積値として前記累積値貯蔵手段に貯蔵す
る手段とを備える。また、前記最小値選択手段は、前記
複数の累積手段に累積された累積値のうちから最小値を
選択し、さらに、前記複数のバッファ及び累積手段のそ
れぞれにリセット信号を供給して所定の初期値にリセッ
トする。
【００１７】また、本発明の符号化方法は、所定大きさ
のブロック単位に区分されて直交変換された量子化係数
を符号化する符号化方法において、ブロック単位に供給
される前記量子化係数を、スキャニング方向の異なる、
ジグザグパターンを含む複数のスキャニングパターンに
基づいてランレベル符号化して、それぞれのスキャニン
グパターン毎にシンボルデータに変換し、前記シンボル
データのそれぞれを可変長符号化により可変長符号化デ
ータに変換して蓄積し、前記可変長符号化データのそれ
ぞれの長さをブロック単位で累積し、前記累積された累
積値のうちから最小値を選択し、前記選択された最小値
に対応するスキャニング方向のスキャニングパターンを
表わすスキャニングパターンデータと、前記選択された
最小値に対応する前記蓄積された可変長符号化データと
を伝送路に出力することを特徴とする。
のブロック単位に区分されて直交変換された量子化係数
を符号化する符号化方法において、ブロック単位に供給
される前記量子化係数を、スキャニング方向の異なる、
ジグザグパターンを含む複数のスキャニングパターンに
基づいてランレベル符号化して、それぞれのスキャニン
グパターン毎にシンボルデータに変換し、前記シンボル
データのそれぞれを可変長符号化により可変長符号化デ
ータに変換して蓄積し、前記可変長符号化データのそれ
ぞれの長さをブロック単位で累積し、前記累積された累
積値のうちから最小値を選択し、前記選択された最小値
に対応するスキャニング方向のスキャニングパターンを
表わすスキャニングパターンデータと、前記選択された
最小値に対応する前記蓄積された可変長符号化データと
を伝送路に出力することを特徴とする。
【００１８】
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明の好適な
実施例を説明する。
実施例を説明する。
【００１９】図５は可変長符号化装置の一実施例を示
す。図５の装置は量子化されたブロックデータの量子化
係数をそれぞれ貯蔵するＮ個の係数貯蔵部ＣＭ1 〜ＣＭ
N と、各係数貯蔵部に対して相違なるスキャンアドレス
を供給するＮ個のスキャンアドレス発生部ＳＡＧ1 〜Ｓ
ＡＧ2 と、各係数貯蔵部の係数をそれぞれのスキャン方
式で［ラン・レベル］符号化するＮ個のラン・レベル符
号化部ＣＤ1 〜ＣＤN と、各ラン・レベル符号化部から
出力される［ラン・レベル］シンボルを可変長符号化マ
ップにより可変長符号化するＮ個の可変長符号化部ＶＬ
Ｃ1 〜ＶＬＣN と、各可変長符号化部から出力される可
変長符号データを貯蔵するＮ個のバッファＢＦ1〜ＢＦN
と、各可変長符号化部から出力される可変長符号の長さ
をそれぞれ累積するＮ個の可変長符号長さ累積部ＡＣＣ
Ｍ1 〜ＡＣＣＭN とＮ個の可変長符号長さ累積部の累積
された値の中から最小値を選択する最小値選択部５２
と、最小値選択部で選択された可変長符号化チャネルの
バッファ出力を選択して伝送する選択スイッチ５４から
なる。
す。図５の装置は量子化されたブロックデータの量子化
係数をそれぞれ貯蔵するＮ個の係数貯蔵部ＣＭ1 〜ＣＭ
N と、各係数貯蔵部に対して相違なるスキャンアドレス
を供給するＮ個のスキャンアドレス発生部ＳＡＧ1 〜Ｓ
ＡＧ2 と、各係数貯蔵部の係数をそれぞれのスキャン方
式で［ラン・レベル］符号化するＮ個のラン・レベル符
号化部ＣＤ1 〜ＣＤN と、各ラン・レベル符号化部から
出力される［ラン・レベル］シンボルを可変長符号化マ
ップにより可変長符号化するＮ個の可変長符号化部ＶＬ
Ｃ1 〜ＶＬＣN と、各可変長符号化部から出力される可
変長符号データを貯蔵するＮ個のバッファＢＦ1〜ＢＦN
と、各可変長符号化部から出力される可変長符号の長さ
をそれぞれ累積するＮ個の可変長符号長さ累積部ＡＣＣ
Ｍ1 〜ＡＣＣＭN とＮ個の可変長符号長さ累積部の累積
された値の中から最小値を選択する最小値選択部５２
と、最小値選択部で選択された可変長符号化チャネルの
バッファ出力を選択して伝送する選択スイッチ５４から
なる。
【００２０】まず、所定大きさのブロック単位に量子化
された量子化係数は第１ないし第Ｎ係数貯蔵部ＣＭ1 〜
ＣＭN にそれぞれ貯蔵される。第１、第２、・・・、及
び第Ｎ係数貯蔵部には第１、第２、・・・、及び第Ｎス
キャンアドレス発生部でそれぞれ発生される第１、第
２、・・・、及び第Ｎスキャンアドレスがそれぞれ供給
される。第１ないし第Ｎスキャンアドレスによりそれぞ
れスキャンされる第１ないし第Ｎ係数貯蔵のうち第１係
数貯蔵部ＣＭ1 に対する符号化チャネルを例として説明
する。
された量子化係数は第１ないし第Ｎ係数貯蔵部ＣＭ1 〜
ＣＭN にそれぞれ貯蔵される。第１、第２、・・・、及
び第Ｎ係数貯蔵部には第１、第２、・・・、及び第Ｎス
キャンアドレス発生部でそれぞれ発生される第１、第
２、・・・、及び第Ｎスキャンアドレスがそれぞれ供給
される。第１ないし第Ｎスキャンアドレスによりそれぞ
れスキャンされる第１ないし第Ｎ係数貯蔵のうち第１係
数貯蔵部ＣＭ1 に対する符号化チャネルを例として説明
する。
【００２１】第１係数貯蔵部ＣＭ1 に貯蔵された量子化
係数は第１スキャンアドレスにより所定のスキャン方向
にスキャンされ、第１ラン・レベル符号化部ＣＤ1 で
［ラン・レベル］シンボルに符号化される。すると、第
１可変長符号化部ＶＬＣ1 は第１ラン・レベル符号化部
ＣＤ1 から供給される［ラン・レベル］シンボルを所定
の可変長符号化マップにより可変長符号化して可変長符
号データＤVLC と可変長符号長さＬVLC をそれぞれ出力
する。第１可変長符号化部ＶＬＣ1 から出力される可変
長符号データＤVLC は第１バッファＢＦ1 に貯蔵され、
可変長符号長さＬVLC は第１可変長符号長さ累積部ＡＣ
ＣＭ1 に供給され累積される。ここで、第１可変長符号
長さ累積部ＡＣＣＭ1 は加算器Ａ１と累積長さ貯蔵部Ｌ
Ｍ1 から構成される。加算器１は第１可変長符号化部Ｖ
ＬＣ1 から供給される可変長符号長さＬVLC と累積長さ
貯蔵部ＬＭ1 でフィードバックされる累積長さを加算す
る。累積長さ貯蔵部ＬＭ1 は加算器Ａ１から出力される
新たな累積長さを再び貯蔵する。
係数は第１スキャンアドレスにより所定のスキャン方向
にスキャンされ、第１ラン・レベル符号化部ＣＤ1 で
［ラン・レベル］シンボルに符号化される。すると、第
１可変長符号化部ＶＬＣ1 は第１ラン・レベル符号化部
ＣＤ1 から供給される［ラン・レベル］シンボルを所定
の可変長符号化マップにより可変長符号化して可変長符
号データＤVLC と可変長符号長さＬVLC をそれぞれ出力
する。第１可変長符号化部ＶＬＣ1 から出力される可変
長符号データＤVLC は第１バッファＢＦ1 に貯蔵され、
可変長符号長さＬVLC は第１可変長符号長さ累積部ＡＣ
ＣＭ1 に供給され累積される。ここで、第１可変長符号
長さ累積部ＡＣＣＭ1 は加算器Ａ１と累積長さ貯蔵部Ｌ
Ｍ1 から構成される。加算器１は第１可変長符号化部Ｖ
ＬＣ1 から供給される可変長符号長さＬVLC と累積長さ
貯蔵部ＬＭ1 でフィードバックされる累積長さを加算す
る。累積長さ貯蔵部ＬＭ1 は加算器Ａ１から出力される
新たな累積長さを再び貯蔵する。
【００２２】このような一連の符号化処理が第２、第
３、・・・、及び第Ｎ係数貯蔵部ＣＭ2 、ＣＭ3 、・・
・、ＣＭN の量子化係数に対して行われる。但し、Ｎ個
の係数貯蔵部にそれぞれ貯蔵されたブロック単位の量子
化係数をスキャンする方法は相違なるスキャン方法をと
る。このように相違なるスキャン方法の一例が図７に示
される。
３、・・・、及び第Ｎ係数貯蔵部ＣＭ2 、ＣＭ3 、・・
・、ＣＭN の量子化係数に対して行われる。但し、Ｎ個
の係数貯蔵部にそれぞれ貯蔵されたブロック単位の量子
化係数をスキャンする方法は相違なるスキャン方法をと
る。このように相違なるスキャン方法の一例が図７に示
される。
【００２３】図７Ａのスキャン方法は０°のスキャン方
向を有し、Ｂのスキャン方法は３０°のスキャン方向を
有し、Ｃのスキャン方法は４５°のスキャン方法を有す
る。
向を有し、Ｂのスキャン方法は３０°のスキャン方向を
有し、Ｃのスキャン方法は４５°のスキャン方法を有す
る。
【００２４】このように相違なるスキャン方式を有する
可変長符号化チャネルにおいて、Ｎ個の可変長符号長さ
累積部ＡＣＣＭ1 〜ＡＣＣＭN は、それぞれの累積長さ
貯蔵部に貯蔵された累積長さデータを最小値選択部５２
のＮ個入力端にそれぞれ供給する。また、Ｎ種のスキャ
ン方式で可変長符号化されたデータが貯蔵されたＮ個の
バッファＢＦ1 〜ＢＦN の各出力端は選択スイッチ５４
のＮ個入力端にそれぞれ連結される。最小値選択部５２
のＮ個の累積長さ貯蔵部ＬＭ1 〜ＬＭN からそれぞれ供
給される累積長さデータのうち最小値を選択する。その
後、最小値選択部５２は選択された最小値の累積長さを
有する可変長符号化チャネルのスキャン方式を示すスキ
ャン方式データＤSCANを出力し、かつ選択された最小累
積長さに当たる所定の選択制御信号ＳＥＬを選択スイッ
チ５４に供給する。すると、選択スイッチ５４は選択制
御信号ＳＥＬに応じてＮ個入力端に印加される入力デー
タのうち最小値累積長さを有する可変長符号データＤVL
C を選択して出力する。
可変長符号化チャネルにおいて、Ｎ個の可変長符号長さ
累積部ＡＣＣＭ1 〜ＡＣＣＭN は、それぞれの累積長さ
貯蔵部に貯蔵された累積長さデータを最小値選択部５２
のＮ個入力端にそれぞれ供給する。また、Ｎ種のスキャ
ン方式で可変長符号化されたデータが貯蔵されたＮ個の
バッファＢＦ1 〜ＢＦN の各出力端は選択スイッチ５４
のＮ個入力端にそれぞれ連結される。最小値選択部５２
のＮ個の累積長さ貯蔵部ＬＭ1 〜ＬＭN からそれぞれ供
給される累積長さデータのうち最小値を選択する。その
後、最小値選択部５２は選択された最小値の累積長さを
有する可変長符号化チャネルのスキャン方式を示すスキ
ャン方式データＤSCANを出力し、かつ選択された最小累
積長さに当たる所定の選択制御信号ＳＥＬを選択スイッ
チ５４に供給する。すると、選択スイッチ５４は選択制
御信号ＳＥＬに応じてＮ個入力端に印加される入力デー
タのうち最小値累積長さを有する可変長符号データＤVL
C を選択して出力する。
【００２５】また、最小値選択部５２は最小値が選択さ
れる時毎に、即ちブロックデータの可変長符号化が完了
される時毎にリセット信号ＲＳＴを発生してＮ個のバッ
ファＢＦ1 〜ＢＦN 及びＮ個の累積長さ貯蔵部ＬＭ1 〜
ＬＭN をリセットさせる。このように可変長符号化器か
ら出力される可変長符号データＤVLC 及びスキャン方式
データＤSCANは受信側に伝送され復号化器に供給され
る。
れる時毎に、即ちブロックデータの可変長符号化が完了
される時毎にリセット信号ＲＳＴを発生してＮ個のバッ
ファＢＦ1 〜ＢＦN 及びＮ個の累積長さ貯蔵部ＬＭ1 〜
ＬＭN をリセットさせる。このように可変長符号化器か
ら出力される可変長符号データＤVLC 及びスキャン方式
データＤSCANは受信側に伝送され復号化器に供給され
る。
【００２６】図６は可変長復号化装置の一実施例を示
す。
す。
【００２７】図６において、受信された可変長符号デー
タＤVLC は可変長復号化部６１に供給され不図示の可変
長復号化マップにより［ラン・レベル］符号に変換され
る。また、符号化装置から伝送されたスキャン方式デー
タＤSCANは複数のスキャン方式（第１〜第Ｎスキャン）
にそれぞれ当たるスキャナアドレスを貯蔵するスキャン
方式選択部６２に供給される。スキャン方式選択部６２
は印加されるスキャン方式データＤSCANに当たるスキャ
ンアドレスＡＤＤＲS を選択して発生する。すると、ラ
ン・レベル復号化部６３は可変長復号部６１から供給さ
れる［ラン・レベル］符号をスキャン方式選択部６２か
ら供給されるスキャンアドレスＡＤＤＲS により２次元
の量子化係数に変換させる。その後、量子化係数は逆量
子化部に供給される。
タＤVLC は可変長復号化部６１に供給され不図示の可変
長復号化マップにより［ラン・レベル］符号に変換され
る。また、符号化装置から伝送されたスキャン方式デー
タＤSCANは複数のスキャン方式（第１〜第Ｎスキャン）
にそれぞれ当たるスキャナアドレスを貯蔵するスキャン
方式選択部６２に供給される。スキャン方式選択部６２
は印加されるスキャン方式データＤSCANに当たるスキャ
ンアドレスＡＤＤＲS を選択して発生する。すると、ラ
ン・レベル復号化部６３は可変長復号部６１から供給さ
れる［ラン・レベル］符号をスキャン方式選択部６２か
ら供給されるスキャンアドレスＡＤＤＲS により２次元
の量子化係数に変換させる。その後、量子化係数は逆量
子化部に供給される。
【００２８】以上、本発明の実施例として２次元データ
に対して説明してきたが、本発明は２次元データの処理
に限らず、多元データの符号化及び復号化にも容易に応
用されうる。
に対して説明してきたが、本発明は２次元データの処理
に限らず、多元データの符号化及び復号化にも容易に応
用されうる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直交変換されたブロックの量子化係数を、ジグザグパタ
ーンを含み異なるスキャニング方向の複数のスキャニン
グパターンでランレベル符号化し、さらに可変長符号化
し、符号化データの累積長が最小となるスキャニングパ
ターンを選択して、対応する符号化データと、選択され
たスキャニングパターンを識別するスキャニングパター
ンデータとを伝送することで、高効率の符号化方法及び
その装置を実現できる。
直交変換されたブロックの量子化係数を、ジグザグパタ
ーンを含み異なるスキャニング方向の複数のスキャニン
グパターンでランレベル符号化し、さらに可変長符号化
し、符号化データの累積長が最小となるスキャニングパ
ターンを選択して、対応する符号化データと、選択され
たスキャニングパターンを識別するスキャニングパター
ンデータとを伝送することで、高効率の符号化方法及び
その装置を実現できる。
【００３０】
【図１】従来の符号化装置の一例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】従来の復号化装置の一例を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】従来のスキャン方法及び符号化過程の一部を説
明するための概念図である。
明するための概念図である。
【図４】可変長符号化された符号の分布状態を説明する
ための概念図である。
ための概念図である。
【図５】本発明の可変長符号化装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】本発明の可変長復号化装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図７Ａ】図５及び図６の装置で０°のスキャン方向で
のスキャン方式を説明するための概念図である。
のスキャン方式を説明するための概念図である。
【図７Ｂ】図５及び図６の装置で３０°のスキャン方向
でのスキャン方式を説明するための概念図である。
でのスキャン方式を説明するための概念図である。
【図７Ｃ】図５及び図６の装置で４５°のスキャン方向
でのスキャン方式を説明するための概念図である。
でのスキャン方式を説明するための概念図である。
１１ 直交変換部 １２ 量子化部 １３ 可変長符号化部 １４ バッファ １５，２２ 逆量子化部 １６，２３ 逆直交変換部 １７，２５ フレームメモリ １８ 動推定部 ＣＭ1 〜ＣＭN 係数貯蔵部 ５２ 最小値選択部 ＳＡＧ1 〜ＳＡＧN スキャンアドレス発生部 ５４ 選択スイッチ ＣＤ1 〜ＣＤN ラン・レベル符号化部 ＶＬＣ1 〜ＶＬＣN 可変長符号化部 ＢＦ1 〜ＢＦN バッファ ＬＭ1 〜ＬＭN 累積長さ貯蔵部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 7/32 Ｈ０４Ｎ 7/137 Ｚ
Claims (4)
- 【請求項１】 所定大きさのブロック単位に区分されて
直交変換された量子化係数を符号化する符号化装置にお
いて、 前記量子化係数がブロック単位に印加される入力端と、 前記入力端を通じて供給される前記量子化係数を複数の
係数貯蔵手段に貯蔵する貯蔵手段と、 前記複数の係数貯蔵手段のそれぞれに対して、ブロック
をスキャンするスキャニング方向の異なる、ジグザグパ
ターンを含む複数のスキャニングパターンを発生するス
キャンパターン発生手段と、 前記複数の係数貯蔵手段に貯蔵された量子化係数のそれ
ぞれを、前記スキャンパターン発生手段から発生される
スキャニング方向の異なる複数のスキャニングパターン
に基づいてランレベル符号化し、シンボルデータに変換
するランレベル符号化手段と、 前記シンボルデータのそれぞれを可変長符号化データに
変換する可変長符号化手段と、 前記可変長符号化データのそれぞれを貯蔵する複数のバ
ッファと、 前記可変長符号化データのそれぞれの長さをブロック単
位で累積する複数の累積手段と、 前記複数の累積手段に累積された累積値のうちから最小
値を選択し、対応する選択信号を出力する最小値選択手
段と、 前記選択信号により、前記複数のバッファのうちの最小
の累積値に対応する１つバッファを選択するバッファ選
択手段と、 前記最小値選択手段で選択された最小値に対応するスキ
ャニング方向のスキャニングパターンを表わすスキャニ
ングパターンデータと前記バッファ選択手段で選択され
たバッファから出力される可変長符号化データとを伝送
路に出力する出力手段とを備えることを特徴とする符号
化装置。 - 【請求項２】 前記複数の累積手段のそれぞれは、 累積値を貯蔵する累積値貯蔵手段と、 前記可変長符号化手段から供給される可変長符号長さの
それぞれと既に前記複数の累積手段のそれぞれに格納さ
れた累積値とを加算する複数の加算手段と、前記複数の
加算手段のそれぞれから出力されるデータを新たな累積
値として前記累積値貯蔵手段に貯蔵する手段とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。 - 【請求項３】 前記最小値選択手段は、前記複数の累積
手段に累積された累積値のうちから最小値を選択し、さ
らに、前記複数のバッファ及び累積手段のそれぞれにリ
セット信号を供給して所定の初期値にリセットすること
を特徴とする請求項１に記載の符号化装置。 - 【請求項４】 所定大きさのブロック単位に区分されて
直交変換された量子化係数を符号化する符号化方法にお
いて、 ブロック単位に供給される前記量子化係数を、スキャニ
ング方向の異なる、ジグザグパターンを含む複数のスキ
ャニングパターンに基づいてランレベル符号化して、そ
れぞれのスキャニングパターン毎にシンボルデータに変
換し、 前記シンボルデータのそれぞれを可変長符号化により可
変長符号化データに変換して蓄積し、前記可変長符号化
データのそれぞれの長さをブロック単位で累積し、 前記累積された累積値のうちから最小値を選択し、 前記選択された最小値に対応するスキャニング方向のス
キャニングパターンを表わすスキャニングパターンデー
タと、前記選択された最小値に対応する前記蓄積された
可変長符号化データとを伝送路に出力することを特徴と
する符号化方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| KR92-13171 | 1992-07-23 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00559297A Expired - Lifetime JP3369422B2 (ja) | 1992-07-23 | 1997-01-16 | データ復号化方法及びその装置 |
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|---|---|
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| KR970009408B1 (ko) * | 1994-01-18 | 1997-06-13 | 대우전자 주식회사 | 인터/인트라 테이블 선택 회로 |
| FI97096C (fi) | 1994-09-13 | 1996-10-10 | Nokia Mobile Phones Ltd | Videonkompressiomenetelmä |
| US5598354A (en) * | 1994-12-16 | 1997-01-28 | California Institute Of Technology | Motion video compression system with neural network having winner-take-all function |
| KR0182058B1 (ko) * | 1995-05-10 | 1999-05-01 | 김광호 | 움직임 추정을 위한 다중 해상도 순환 탐색 장치 및 그 방법 |
| US5825313A (en) * | 1995-08-01 | 1998-10-20 | Sony Corporation | Information signal encoding apparatus, encoding method thereof, information signal decoding method, and information signal record medium thereof |
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