JP3232160B2 - 符号化装置及びその方法 - Google Patents
符号化装置及びその方法Info
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Description
法に関し、特に符号量の制御処理に関する。
号化する技術として、直交変換符号化装置が知られてい
る。これは、画像信号を所定の画素数毎にまとめてブロ
ック化した後、離散コサイン変換(DCT)等の直交変
換を行い、変換後の係数に対して量子化、エントロピー
符号化等を行うものである(以下、このブロックをDC
Tブロックと称す)。
テープ等の記録媒体に記録する方式が種々提案されてお
り(例えば、テレビジョン学会誌Vol.46No.1
01992,pp1222〜1229)、高能率符号化
の方式としては圧縮率の高い可変長符号化方式が用いら
れる傾向にある。
に記録する場合、特殊再生やエラーの伝搬等を考慮し
て、所定数のDCTブロックで情報量を一定にすること
が望ましい。
符号化装置のブロック図を示す。なお、ここでは、入力
画像信号の8画素(水平)×8画素(垂直)を小ブロッ
クとして2次元DCT変換を行い、更に30DCTブロ
ックを大ブロックとして情報量を一定にするよう制御す
るものとする。
像信号の標本値が入力し、大ブロック化回路1におい
て、1フレームのデータに対し任意の規則で30個のD
CTブロックを選択して大ブロックとする。この入力画
像信号は、次に、小ブロック化回路2に与えられ、上記
小ブロック化回路2で8×8画素の小ブロックに分割さ
れる。
信号の標本値は、次に、直交変換回路3に与えられる。
上記直交変換回路3では、小ブロックに対し2次元DC
T変換を施し、小ブロック単位に64個の変換係数を出
力する。
ァ回路705に記憶されるとともに、分類回路706に
送られる。上記分類回路706では、小ブロック単位
に、例えばDC成分を除く63係数の最大振幅値を求
め、その値に応じ、4つのクラスに分類する。
情報とY(輝度)、Cr,Cb (色差)とを識別して、小
ブロック単位に量子化テーブルを選択し、テーブルに対
応する複数の量子化器と可変長符号化後の情報量を計算
する回路を用いて、大ブロック単位に情報量を算出し、
所定の情報量の範囲内で最も所定の情報量に近くなる量
子化テーブルを選択する。
る手段の一例を表5に示し、これに用いる量子化テーブ
ルを表6および表7に示す。ここでは、小ブロック単位
に、クラス情報とY/Cr /Cb によって4種類のテー
ブル(情報量に関して、T0≧T1≧T2≧T3の関係
を満たす。)を選択する。
o.で構成されていて、直交変換後の係数領域を4つの
帯域に分割し2次元のテーブルとしている。情報量見積
り回路707では、小ブロックの単位に、量子化テーブ
ルを変えながらバイナリサーチ等の手法で上述の条件を
満たす量子化No.を大ブロック単位で選択することと
なる。
707で選択された量子化No.、クラス情報、Y/C
r /Cb の識別信号、係数領域の帯域情報により、バッ
ファ回路705で遅延された変換係数に対し最終的な量
子化を行う。量子化され変換係数は、例えば、可変長符
号化回路8でハフマン符号の可変長符号化が施され、出
力端子Toutに出力される。
クラス情報のような量子化パラメーターによる量子化器
選択方法が、選択された量子化器の量子化特性に依存せ
ずに一定の条件となる。しかしながら、量子化特性によ
る画質劣化の傾向が視覚特性上、Y/Cr /Cb や直交
変換後の係数領域等によって異なるため、従来例では、
選択された量子化器の量子化特性によって、画質劣化が
顕著になることがあった。
れた量子化器の量子化特性によって生じる画質劣化を極
力防止できるようにすることを目的とする。
は、輝度成分信号と色成分信号とで構成されたカラー画
像信号を入力する入力手段と、前記カラー画像信号を前
記成分信号毎にブロック分割するブロック分割手段と、
前記ブロック分割手段によって分割されたブロック単位
に前記各成分信号を直交変換する直交変換手段と、前記
直交変換手段により変換された変換データから前記ブロ
ックの特性を検出する検出手段と、前記ブロックを複数
集めた単位で、符号化した際の符号量が所定量になると
予測される量子化パラメータを発生する発生手段と、前
記符号化を行う対象ブロックの成分信号の種類、及び前
記検出手段の出力、並びに前記発生手段により発生され
た量子化パラメータの特性に応じて、前記発生手段によ
り発生された量子化パラメータを変更する変更手段と、
前記変更手段により変更された量子化パラメータを用い
て、前記変換データを符号化する符号化手段とを有する
ことを特徴とする。また、本発明に係る符号化方法は、
輝度成分信号と色成分信号とで構成されたカラー画像信
号を入力する入力工程と、前記カラー画像信号を前記成
分信号毎にブロック分割するブロック分割工程と、前記
分割されたブロック単位に前記各成分信号を直交変換す
る直交変換工程と、前記直交変換された変換データから
前記ブロックの特性を検出する検出工程と、前記ブロッ
クを複数集めた単位で、符号化した際の符号量が所定量
になると予測される量子化パラメータを発生する発生工
程と、前記符号化を行う対象ブロックの成分信号の種
類、及び前記検出工程の検出結果、並びに前記発生工程
で発生された量子化パラメータの特性に応じて、前記発
生工程で発生された量子化パラメータを変更する変更工
程と、前記変更された量子化パラメータを用いて、前記
変換データを符号化する符号化工程とを含むことを特徴
とする。
実施例を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明
の符号化装置の構成を示すブロック図である。図1に示
したように、本実施例の符号化装置は大ブロック化回路
1、小ブロック化回路2、直交変換回路3、バッファ回
路4、分類回路5、情報量見積もり回路6、量子化回路
7、可変長符号化回路8によって構成されている。
1、小ブロック化回路2、直交変換回路3、バッファ回
路4および可変長符号化回路8は、従来技術を説明する
ために示した図4において、同じ符号を付した回路と実
質的に同じ構成なので、詳細な説明を省略する。
示した従来の符号化装置とでは、バッファ回路4、分類
回路5、情報量見積り回路6、量子化回路7の構成が異
なっている。これらの回路の詳細な構成を、図2のブロ
ック図に示す。
符号化方式を詳しく説明する。表1は、本発明を適用し
た一例であり、Y/Cr /Cb に対して、大ブロックの
量子化No.に同一テーブル上でオフセットを与えるこ
とで、小ブロック単位の量子化器の選択を行うこととし
た場合の量子化No.に対するオフセット量を示してい
るものである。
ブル、表3はクラス情報に対する一定のオフセット量を
示す表である。
の8画素(水平)×8画素(垂直)を小ブロックとして
2次元DCT変換を行い、更に30DCTブロックを大
ブロックとして情報量を一定にするよう制御するものと
する。
信号S1は、入力画像信号の標本値が、1フレームのデ
ータに対し任意の規則で30個のDCTブロックを選択
して大ブロック化され、更に、8×8画素の小ブロック
に分割され、次いで、小ブロックに対し2次元DCT変
換が施され、小ブロック単位に64個出力される変換係
数である。
られるとともに、分類回路5に送られる。バッファ回路
4は、複数のバッファ回路4a、4b、4c、4dによ
り構成されていて、入力された変換係数は大ブロック単
位に順次遅延される。
回路5aおよびクラス分け回路5bにより構成されてい
て、小ブロック単位に、例えばDC成分を除く63係数
の最大振幅値を|AC|max検出回路5aで求め、そ
の値に応じ、クラス分け回路5bで4つのクラスに分類
する。
その後、例えば、図3に示すように、符号量見積り回路
6により量子化No.に対するバイナリィサーチの手法
を用いて、符号量の見積り計算を行う。なお、本実施例
の符号量見積り回路6は、同じ構成の計算回路6a、6
b、6c、6dを4段接続して構成されている。
られている量子化テーブル回路10には、分類回路5で
判断されたクラス情報とY/Cr /Cb の識別信号とが
入力され、表2に示す量子化テーブル上(従来例と同様
に、直交変換後の係数領域を4つの帯域に分割し2次元
のテーブルとしている。)で、量子化No.7の量子化
テーブルに、小ブロック単位にクラス情報とY/Cr /
Cb の識別信号によって、表3に示す量子化No.に対
するオフセットがつけられる。
別信号とによって、表1に示す量子化No.に対するオ
フセットがつけられる。例えば、クラス情報3、Cbの
小ブロックは、7−2+0=5となるので、量子化N
o.5のテーブルで量子化されることになる。
化ステップは、小ブロックの4つの分割された帯域ごと
に量子化器11に送られる。量子化器11では、入力さ
れた変換係数S1を量子化テーブル回路10から送られ
る量子化ステップで量子化する。そして、その量子化結
果を、係数0の連続を検出する0検出回路12とハフマ
ンテーブル回路13に送り、ラン長と振幅で2次元ハフ
マン符号化した場合の符号長を出力する。
長は、ハフマンテーブル回路13の次段に設けられてい
る計数回路14に与えられる。計数回路14では、大ブ
ロック単位にハフマン符号化後の符号量を積算し、積算
結果を判定回路15に出力する。判定回路15は、入力
された積算結果と所定の情報量とを比較して大小判定を
行い、その比較結果を次段に設けられている計算回路6
bに導出する。
り量子化テーブルを選択する。例えば、計算回路6aで
量子化No.7のテーブルが選択されていた場合、図3
に示すように、所定の情報量を超えた場合は、量子化N
o.11について、超えない場合は量子化No.3につ
いて計算回路6aと同様に小ブロック単位にオフセット
をつけて大ブロックの符号量を見積るとともに、所定の
情報量に対する大小判定を行い、次段の量子化No.を
決める。
6dでも上述と同様の計算を行い、所定の情報量を超え
ずに最も近い情報量になる量子化No.を決定し、量子
化回路7に送る。量子化回路7には、量子化テーブル回
路7aと量子化器7bとが設けられている。そして、量
子化テーブル回路7aでは、決定された量子化No.と
クラス情報とY/Cr /Cb の識別信号より量子化ステ
ップを決定し、これを量子化器7bに出力する。
量見積り分の遅延時間を調整された変換係数が入力され
ていて、量子化テーブル回路7aから送られた量子化ス
テップにより最終的な量子化が行なわれ、それが出力端
子tout から出力される。そして、その後、量子化回路
7の次段に設けられている可変長符号化回路8により2
次元ハフマン符号化等の可変長符号化が行われる。
を説明する。上述した第1の実施例では、表1に示した
通り、量子化No.に対して、Y/Cr /Cb に優先順
位をつけてオフセットを定義した。しかし、直交変換後
の係数領域を幾つかの帯域に分割している場合、帯域に
よってオフセットを定義することも可能である。
化No.に対するオフセットの一例を示す。
ーブルを選択する際に、表1を用いた処理を表4に置き
換える以外は、第1の実施例と全く同じ処理となるた
め、詳細な説明は除く。また、量子化No.に対するオ
フセット量を、Y/Cr /Cb 係数領域の帯域の両方に
適応させることも可能である。
覚特性を考慮して量子化パラメータを変更できるので、
画質劣化を極力抑えながら、符号化効率を向上させるこ
とができるという効果を有する。
図である。
図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 輝度成分信号と色成分信号とで構成され
たカラー画像信号を入力する入力手段と、 前記カラー画像信号を前記成分信号毎にブロック分割す
るブロック分割手段と、 前記ブロック分割手段によって分割されたブロック単位
に前記各成分信号を直交変換する直交変換手段と、 前記直交変換手段により変換された変換データから前記
ブロックの特性を検出する検出手段と、 前記ブロックを複数集めた単位で、符号化した際の符号
量が所定量になると予測される量子化パラメータを発生
する発生手段と、 前記符号化を行う対象ブロックの成分信号の種類、及び
前記検出手段の出力、並びに前記発生手段により発生さ
れた量子化パラメータの特性に応じて、前記発生手段に
より発生された量子化パラメータを変更する変更手段
と、 前記変更手段により変更された量子化パラメータを用い
て、前記変換データを符号化する符号化手段とを有する
ことを特徴とする符号化装置。 - 【請求項2】 輝度成分信号と色成分信号とで構成され
たカラー画像信号を入力する入力工程と、 前記カラー画像信号を前記成分信号毎にブロック分割す
るブロック分割工程と、 前記分割されたブロック単位に前記各成分信号を直交変
換する直交変換工程と、 前記直交変換された変換データから前記ブロックの特性
を検出する検出工程と、 前記ブロックを複数集めた単位で、符号化した際の符号
量が所定量になると予測される量子化パラメータを発生
する発生工程と、 前記符号化を行う対象ブロックの成分信号の種類、及び
前記検出工程の検出結果、並びに前記発生工程で発生さ
れた量子化パラメータの特性に応じて、前記発生工程で
発生された量子化パラメータを変更する変更工程と、 前記変更された量子化パラメータを用いて、前記変換デ
ータを符号化する符号化工程とを含むことを特徴とする
符号化方法。
Priority Applications (8)
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US08/218,632 US5861921A (en) | 1993-03-29 | 1994-03-28 | Controlling quantization parameters based on code amount |
EP99203834A EP1006731B1 (en) | 1993-03-29 | 1994-03-28 | Code amount control method and encoding apparatus for carrying it out |
DE69424591T DE69424591T2 (de) | 1993-03-29 | 1994-03-28 | Verfahren zur Kontrolle der Datenmenge und Kodierer zur Durchführung desselben. |
EP94302203A EP0618733B1 (en) | 1993-03-29 | 1994-03-28 | Code amount control method and encoding apparatus for carrying it out. |
KR1019940006310A KR0184905B1 (ko) | 1993-03-29 | 1994-03-29 | 부호량제어장치 및 이것을 사용한 부호화장치 |
US09/190,091 US6438167B1 (en) | 1993-03-29 | 1998-11-12 | Code amount control device and encoding apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-03-30 JP JP9560693A patent/JP3232160B2/ja not_active Expired - Fee Related
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