JP3235761B2 - 高能率符号化装置 - Google Patents
高能率符号化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像や音声情報の記
録、伝送を行う際に、より少ない情報量で信号をディジ
タル化する高能率符号化装置に係り、特にブロック単位
で量子化ステップ幅が設定され、スカラー量子化が行わ
れる符号化装置に関する。
録、伝送を行う際に、より少ない情報量で信号をディジ
タル化する高能率符号化装置に係り、特にブロック単位
で量子化ステップ幅が設定され、スカラー量子化が行わ
れる符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像や音声の高能率符号化では、画像間
予測や離散コサイン変換（ＤＣＴ）に代表される変換処
理が行われた信号に対し、量子化処理が行われる。そこ
では、複数の画素や直交変換係数がまとめられたブロッ
クで、共通の量子化ステップ幅が使われる。
予測や離散コサイン変換（ＤＣＴ）に代表される変換処
理が行われた信号に対し、量子化処理が行われる。そこ
では、複数の画素や直交変換係数がまとめられたブロッ
クで、共通の量子化ステップ幅が使われる。
【０００３】図３に、従来例の符号化装置のブロック構
成図の一例を示す。画像信号入力１より入力された信号
は、離散コサイン変換部であるＤＣＴ２に供給される。
ＤＣＴ２では、画像信号の場合には８×８画素のブロッ
ク単位で２次元離散コサイン変換（ＤＣＴ）が行われ、
変換された信号（ＤＣＴ係数）は量子化器（Ｑ）１１に
供給される。
成図の一例を示す。画像信号入力１より入力された信号
は、離散コサイン変換部であるＤＣＴ２に供給される。
ＤＣＴ２では、画像信号の場合には８×８画素のブロッ
ク単位で２次元離散コサイン変換（ＤＣＴ）が行われ、
変換された信号（ＤＣＴ係数）は量子化器（Ｑ）１１に
供給される。
【０００４】量子化器（Ｑ）１１では、バッファ（Buff
er）５から与えられるステップ幅（ＱＳ）で信号が量子
化され、固定長符号が可変長符号化器（ＶＬＣ）１３に
与えられる。量子化は各係数毎に複数のしきい値と入力
値の関係から、入力値がどのしきい値の間に入るか判断
され、その情報が固定長符号で出力される。しきい値
は、ステップ幅の間隔でブロック毎に設定される。予測
残差信号に対する量子化では０近辺の間隔が広く設定さ
れる場合がある。
er）５から与えられるステップ幅（ＱＳ）で信号が量子
化され、固定長符号が可変長符号化器（ＶＬＣ）１３に
与えられる。量子化は各係数毎に複数のしきい値と入力
値の関係から、入力値がどのしきい値の間に入るか判断
され、その情報が固定長符号で出力される。しきい値
は、ステップ幅の間隔でブロック毎に設定される。予測
残差信号に対する量子化では０近辺の間隔が広く設定さ
れる場合がある。
【０００５】また、ブロック単位に設定されるステップ
幅（ＱＳ）がそのまま用いられず、ＤＣＴの係数毎に視
覚特性に応じた重み係数が乗じられる場合もある。この
様な量子化では、一般に量子化ステップ幅を細かくする
と発生符号量の増加に伴って量子化誤差は少なくなる。
しかし、ブロックによっては量子化ステップ幅が広い方
が、むしろ量子化誤差が少なくなる場合があり、その一
例を図５と共に説明する。
幅（ＱＳ）がそのまま用いられず、ＤＣＴの係数毎に視
覚特性に応じた重み係数が乗じられる場合もある。この
様な量子化では、一般に量子化ステップ幅を細かくする
と発生符号量の増加に伴って量子化誤差は少なくなる。
しかし、ブロックによっては量子化ステップ幅が広い方
が、むしろ量子化誤差が少なくなる場合があり、その一
例を図５と共に説明する。
【０００６】図５は量子化の様子を比較して示した図で
ある。図５において、横実線は量子化のしきい値を示
し、黒丸はブロック内の各被量子化信号値を示し、矢印
の先がそれに対応する量子化代表値で、矢印は量子化逆
量子化で生じる誤差を夫々示している。
ある。図５において、横実線は量子化のしきい値を示
し、黒丸はブロック内の各被量子化信号値を示し、矢印
の先がそれに対応する量子化代表値で、矢印は量子化逆
量子化で生じる誤差を夫々示している。
【０００７】被量子化信号値が図５に示した様な場合に
は、Ｑステップ幅が広い（量子化が粗い）図５（ｂ）に
示した方が図５（ａ）に示したものより、量子化誤差が
少なくなる。これは被量子化信号値が図５（ｂ）の量子
化代表値の方に近いためである。この様な逆転現象は予
測残差信号など信号振幅が小さく、わずかな被量子化信
号のみが非０となる場合に起こり易い。
は、Ｑステップ幅が広い（量子化が粗い）図５（ｂ）に
示した方が図５（ａ）に示したものより、量子化誤差が
少なくなる。これは被量子化信号値が図５（ｂ）の量子
化代表値の方に近いためである。この様な逆転現象は予
測残差信号など信号振幅が小さく、わずかな被量子化信
号のみが非０となる場合に起こり易い。
【０００８】可変長符号化器（ＶＬＣ）１３では、固定
長符号が可変長符号化されて圧縮された符号となり、次
の多重化器（ＭＵＸ）４に供給される。可変長符号化の
具体的な方法は、ＤＣＴの２次元配列をジグザグスキャ
ンで１次元配列の信号列にし、非０値はその値を、０は
その連続数（ランレングス）をハフマン符号で符号化す
る。ハフマン符号は非０値やランレングスの値が大きく
なるに従って語長も長くなるように作られているので、
符号量に関しては量子化誤差の様な逆転現象は起こらな
い。
長符号が可変長符号化されて圧縮された符号となり、次
の多重化器（ＭＵＸ）４に供給される。可変長符号化の
具体的な方法は、ＤＣＴの２次元配列をジグザグスキャ
ンで１次元配列の信号列にし、非０値はその値を、０は
その連続数（ランレングス）をハフマン符号で符号化す
る。ハフマン符号は非０値やランレングスの値が大きく
なるに従って語長も長くなるように作られているので、
符号量に関しては量子化誤差の様な逆転現象は起こらな
い。
【０００９】多重化器（ＭＵＸ）４では、可変長符号器
（ＶＬＣ）１３から与えられる符号とバッファ（Buffe
r）５から与えられるステップ幅（ＱＳ）の情報を多重
化し、その出力信号をバッファ（Buffer）５に供給す
る。バッファ（Buffer）５では、可変長符号化で生じる
発生符号量の変動を吸収し、一定の転送レートにして符
号出力６より出力する。また、発生符号量制御のため
に、バッファ（Buffer）５の充足度により量子化ステッ
プ幅（ＱＳ）を決め、その情報を量子化器（Ｑ）１１に
供給する。
（ＶＬＣ）１３から与えられる符号とバッファ（Buffe
r）５から与えられるステップ幅（ＱＳ）の情報を多重
化し、その出力信号をバッファ（Buffer）５に供給す
る。バッファ（Buffer）５では、可変長符号化で生じる
発生符号量の変動を吸収し、一定の転送レートにして符
号出力６より出力する。また、発生符号量制御のため
に、バッファ（Buffer）５の充足度により量子化ステッ
プ幅（ＱＳ）を決め、その情報を量子化器（Ｑ）１１に
供給する。
【００１０】次に、図３の符号化装置に対応する復号化
装置ついて以下に説明する。図４は、従来例の復号化装
置の一例を示すブロック構成図である。符号入力４１よ
り与えられた画像データは、バッファ（Buffer）４２を
介して、多重分離器（De MUX）４３に供給される。多重
分離器（De MUX）４３では、量子化ステップ幅（ＱＳ）
の情報が分離されて逆量子化器（Ｑ-1）１２に供給さ
れ、残りの可変長符号が可変長復号器（ＶＬＤ）４４に
供給される。
装置ついて以下に説明する。図４は、従来例の復号化装
置の一例を示すブロック構成図である。符号入力４１よ
り与えられた画像データは、バッファ（Buffer）４２を
介して、多重分離器（De MUX）４３に供給される。多重
分離器（De MUX）４３では、量子化ステップ幅（ＱＳ）
の情報が分離されて逆量子化器（Ｑ-1）１２に供給さ
れ、残りの可変長符号が可変長復号器（ＶＬＤ）４４に
供給される。
【００１１】可変長復号器（ＶＬＤ）４４では、可変長
符号が固定長に戻され、得られた固定長符号が次の逆量
子化器（Ｑ-1）１２に与えられる。逆量子化器（Ｑ-1）
１２では、固定長符号に対応する量子化代表値が量子化
ステップ幅に従って求められ、次の逆ＤＣＴ（ＩＤＣ
Ｔ）４５に供給される。逆ＤＣＴ４５では、図３のＤＣ
Ｔ２の逆変換処理が行われ、これにより再生された信号
が画像出力（信号出力）４６から出力される。
符号が固定長に戻され、得られた固定長符号が次の逆量
子化器（Ｑ-1）１２に与えられる。逆量子化器（Ｑ-1）
１２では、固定長符号に対応する量子化代表値が量子化
ステップ幅に従って求められ、次の逆ＤＣＴ（ＩＤＣ
Ｔ）４５に供給される。逆ＤＣＴ４５では、図３のＤＣ
Ｔ２の逆変換処理が行われ、これにより再生された信号
が画像出力（信号出力）４６から出力される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ブロック単位で設定さ
れた量子化ステップ幅で各被量子化信号をスカラー量子
化する処理において、量子化ステップ幅を細かくすると
発生符号量の増加に伴って量子化誤差は少なくなる。
れた量子化ステップ幅で各被量子化信号をスカラー量子
化する処理において、量子化ステップ幅を細かくすると
発生符号量の増加に伴って量子化誤差は少なくなる。
【００１３】しかし、量子化後に非０となる信号や係数
が僅かな場合、量子化ステップ幅（ＱＳ）を少し粗くし
た方が、被量子化信号と逆量子化の代表点が適合し、量
子化誤差がむしろ少なくなる場合がある。さらに、各ブ
ロックの発生符号量まで考慮した場合、発生符号量と量
子化誤差は大略反比例の関係になるが、かなりのばらつ
きを生じるという問題があった。
が僅かな場合、量子化ステップ幅（ＱＳ）を少し粗くし
た方が、被量子化信号と逆量子化の代表点が適合し、量
子化誤差がむしろ少なくなる場合がある。さらに、各ブ
ロックの発生符号量まで考慮した場合、発生符号量と量
子化誤差は大略反比例の関係になるが、かなりのばらつ
きを生じるという問題があった。
【００１４】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、粗さ方向に互いに異なる複数種類の量子化ステップ
幅の量子化器を複数用意し、それらで量子化及び逆量子
化して量子化誤差を求め、量子化誤差の最も少なくなる
量子化ステップ幅の量子化器を選択することで、あるい
は、それらの量子化誤差を発生符号量で正規化し、正規
化誤差の最も少なくなる量子化ステップ幅の量子化器を
選択することで、符号化全体での量子化誤差を最少にす
る高能率符号化装置を提供することを目的とする。
で、粗さ方向に互いに異なる複数種類の量子化ステップ
幅の量子化器を複数用意し、それらで量子化及び逆量子
化して量子化誤差を求め、量子化誤差の最も少なくなる
量子化ステップ幅の量子化器を選択することで、あるい
は、それらの量子化誤差を発生符号量で正規化し、正規
化誤差の最も少なくなる量子化ステップ幅の量子化器を
選択することで、符号化全体での量子化誤差を最少にす
る高能率符号化装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の高能率符号化装
置は、量子化ステップ幅（Ｑ）の量子化器の他に、それ
と僅かに異なる量子化ステップ幅（Ｑ＋１，Ｑ＋２）の
量子化器を複数用意し、それらで量子化及び逆量子化し
て量子化誤差を求め、それらの量子化誤差の最も少なく
なる量子化ステップ幅の量子化器を選択する構成とし
た。
置は、量子化ステップ幅（Ｑ）の量子化器の他に、それ
と僅かに異なる量子化ステップ幅（Ｑ＋１，Ｑ＋２）の
量子化器を複数用意し、それらで量子化及び逆量子化し
て量子化誤差を求め、それらの量子化誤差の最も少なく
なる量子化ステップ幅の量子化器を選択する構成とし
た。
【００１６】また、本発明は、量子化ステップ幅（Ｑ）
の量子化器の他に、それと僅かに異なる量子化ステップ
幅（Ｑ＋１，Ｑ−１）の量子化器を複数用意し、それら
で量子化及び逆量子化して量子化誤差を求め、それらの
量子化誤差を発生符号量で正規化し、正規化誤差の最も
少なくなる量子化ステップ幅の量子化器を選択する構成
とした。
の量子化器の他に、それと僅かに異なる量子化ステップ
幅（Ｑ＋１，Ｑ−１）の量子化器を複数用意し、それら
で量子化及び逆量子化して量子化誤差を求め、それらの
量子化誤差を発生符号量で正規化し、正規化誤差の最も
少なくなる量子化ステップ幅の量子化器を選択する構成
とした。
【００１７】さらにまた、本発明は、符号量カウントは
行わず、予め統計的に求められたＱＳとＱＳ−１，ＱＳ
＋１の平均発生符号量を誤差量に乗じる構成、あるい
は、予め統計的に求められている各量子化ステップ幅間
での比較定数を誤差量に乗じる構成とした。
行わず、予め統計的に求められたＱＳとＱＳ−１，ＱＳ
＋１の平均発生符号量を誤差量に乗じる構成、あるい
は、予め統計的に求められている各量子化ステップ幅間
での比較定数を誤差量に乗じる構成とした。
【００１８】
【作用】本発明の高能率符号化装置では、粗さ方向に互
いに異なる複数種類の量子化ステップ幅の量子化器を複
数用意し、それらで量子化及び逆量子化して量子化誤差
を求め、量子化誤差の最も少なくなる量子化ステップ幅
の量子化器を選択することで、あるいは、それらの量子
化誤差を発生符号量で正規化し、正規化誤差の最も少な
くなる量子化ステップ幅の量子化器を選択することで、
仮設定された量子化ステップ幅と若干異なった量子化ス
テップ幅で量子化が行われる。
いに異なる複数種類の量子化ステップ幅の量子化器を複
数用意し、それらで量子化及び逆量子化して量子化誤差
を求め、量子化誤差の最も少なくなる量子化ステップ幅
の量子化器を選択することで、あるいは、それらの量子
化誤差を発生符号量で正規化し、正規化誤差の最も少な
くなる量子化ステップ幅の量子化器を選択することで、
仮設定された量子化ステップ幅と若干異なった量子化ス
テップ幅で量子化が行われる。
【００１９】これにより、各ブロックの符号量や量子化
誤差は、従来例の量子化ステップ幅の場合と僅かに変化
するが、発生符号量と量子化誤差の関係で最も効率の良
いものが選択されているので、総符号量を一定とする
と、全体の量子化誤差は従来例の量子化ステップ幅のみ
の場合より少なくなる。
誤差は、従来例の量子化ステップ幅の場合と僅かに変化
するが、発生符号量と量子化誤差の関係で最も効率の良
いものが選択されているので、総符号量を一定とする
と、全体の量子化誤差は従来例の量子化ステップ幅のみ
の場合より少なくなる。
【００２０】
【実施例】本発明の高能率符号化装置の第１の実施例に
ついて、以下に図面と共に説明する。図１は符号化装置
の第１の実施例を示すブロック構成図である。図３の従
来例と同じブロック部分には、同じ番号を付してある。
ついて、以下に図面と共に説明する。図１は符号化装置
の第１の実施例を示すブロック構成図である。図３の従
来例と同じブロック部分には、同じ番号を付してある。
【００２１】図３に示した従来例とは、量子化器（Ｑ）
２１，３１、逆量子化器（Ｑ-1）１２，２２，３２、可
変長符号化器（ＶＬＣ）２３，３３、遅延器（Ｄ）１
４，２４，３４、減算器１５，２５，３５、ブロック誤
差検出器（ＭＳＥ）１６，２６，３６、符号量カウンタ
（ Count）１７，２７，３７、乗算器１８，２８，３
８、最小値検出器７、切換スイッチ３を有する点で構成
上大きく異なっている。
２１，３１、逆量子化器（Ｑ-1）１２，２２，３２、可
変長符号化器（ＶＬＣ）２３，３３、遅延器（Ｄ）１
４，２４，３４、減算器１５，２５，３５、ブロック誤
差検出器（ＭＳＥ）１６，２６，３６、符号量カウンタ
（ Count）１７，２７，３７、乗算器１８，２８，３
８、最小値検出器７、切換スイッチ３を有する点で構成
上大きく異なっている。
【００２２】第１の実施例を示す図１で、符号化の基本
的動作は図３に示した従来例と同じであり、量子化処理
動作のみが異なるものである。信号入力１より供給され
た画像信号は離散コサイン変換部であるＤＣＴ２に与え
られる。ＤＣＴ２で変換された信号は、量子化器１１〜
３１と減算器１５〜３５とに夫々供給される。量子化器
（Ｑ）１１〜３１では，少しずつ異なった量子化ステッ
プ幅で量子化が行われる。
的動作は図３に示した従来例と同じであり、量子化処理
動作のみが異なるものである。信号入力１より供給され
た画像信号は離散コサイン変換部であるＤＣＴ２に与え
られる。ＤＣＴ２で変換された信号は、量子化器１１〜
３１と減算器１５〜３５とに夫々供給される。量子化器
（Ｑ）１１〜３１では，少しずつ異なった量子化ステッ
プ幅で量子化が行われる。
【００２３】量子化器（Ｑ）１１は、バッファ（Buffe
r）５から与えられるステップ幅（ＱＳ）で量子化が行
われ、次の量子化器２１は、ＱＳより１つ粗いステップ
幅（ＱＳ＋１）で、更に次の量子化器３１では、ＱＳよ
り１つ細かいステップ幅（ＱＳ−１）で量子化が夫々行
われる。
r）５から与えられるステップ幅（ＱＳ）で量子化が行
われ、次の量子化器２１は、ＱＳより１つ粗いステップ
幅（ＱＳ＋１）で、更に次の量子化器３１では、ＱＳよ
り１つ細かいステップ幅（ＱＳ−１）で量子化が夫々行
われる。
【００２４】量子化器１１〜３１の出力である固定長符
号は、それぞれ逆量子化器（Ｑ-1）１２〜３２と可変長
符号化器（ＶＬＣ）１３〜３３とに供給される。逆量子
化器１２〜３２は各量子化器（Ｑ）から出力される固定
長符号に対応する量子化の代表値を発生し、再生信号と
して出力する。
号は、それぞれ逆量子化器（Ｑ-1）１２〜３２と可変長
符号化器（ＶＬＣ）１３〜３３とに供給される。逆量子
化器１２〜３２は各量子化器（Ｑ）から出力される固定
長符号に対応する量子化の代表値を発生し、再生信号と
して出力する。
【００２５】減算器１５〜３５では、再生信号から量子
化する前の信号を減算し、求められた量子化誤差を次の
誤差検出器（ＭＳＥ）１６〜３６に夫々供給する。誤差
検出器１６〜３６では、入力される量子化誤差を二乗
し、１ブロック分累積加算して、ブロック平均二乗誤差
（ＭＳＥ）を求める。誤差検出器１６〜３６で求められ
た誤差は、それぞれ次の乗算器１８〜３８に与えられ
る。
化する前の信号を減算し、求められた量子化誤差を次の
誤差検出器（ＭＳＥ）１６〜３６に夫々供給する。誤差
検出器１６〜３６では、入力される量子化誤差を二乗
し、１ブロック分累積加算して、ブロック平均二乗誤差
（ＭＳＥ）を求める。誤差検出器１６〜３６で求められ
た誤差は、それぞれ次の乗算器１８〜３８に与えられ
る。
【００２６】一方、可変長符号化器（ＶＬＣ）１３〜３
３では、量子化器（Ｑ）１１〜３１の出力である固定長
符号を可変長符号に変換し、その出力を符号量カウンタ
（ Count）１７〜３７と遅延器１４〜３４とに供給す
る。符号量カウンタ（ Count）１７〜３７では、ブロッ
ク毎に符号量を計数し、各ブロックの符号量が乗算器１
８〜３８に夫々供給される。
３では、量子化器（Ｑ）１１〜３１の出力である固定長
符号を可変長符号に変換し、その出力を符号量カウンタ
（ Count）１７〜３７と遅延器１４〜３４とに供給す
る。符号量カウンタ（ Count）１７〜３７では、ブロッ
ク毎に符号量を計数し、各ブロックの符号量が乗算器１
８〜３８に夫々供給される。
【００２７】乗算器１８〜３８では、ブロック毎に、誤
差と符号量が乗算される。ＭＳＥと符号量は反比例関係
にあり、共に少ない方が符号化効率が良いことになるの
で、この符号量で正規化された誤差量が、それぞれの量
子化ステップ幅での符号化効率の指標となる。乗算器１
８〜３８の出力は、夫々最小値検出器７に供給される。
最小値検出器７は、最小値がどれかを判断し、最も効率
の良い量子化ステップ幅の情報を切換スイッチ３と多重
化器（ＭＵＸ）４とに夫々供給する。
差と符号量が乗算される。ＭＳＥと符号量は反比例関係
にあり、共に少ない方が符号化効率が良いことになるの
で、この符号量で正規化された誤差量が、それぞれの量
子化ステップ幅での符号化効率の指標となる。乗算器１
８〜３８の出力は、夫々最小値検出器７に供給される。
最小値検出器７は、最小値がどれかを判断し、最も効率
の良い量子化ステップ幅の情報を切換スイッチ３と多重
化器（ＭＵＸ）４とに夫々供給する。
【００２８】一方、切換スイッチ３には、遅延器（Ｄ）
１４〜３４で符号化効率の算出と最小値検出との処理時
間だけ遅延させられた可変長符号が供給され、最小値検
出器７から与えられる情報により、最も効率の良い量子
化ステップ幅で量子化された可変長符号が切換スイッチ
３により切換え選択される。選択された可変長符号は次
の多重化器（ＭＵＸ）４に供給される。
１４〜３４で符号化効率の算出と最小値検出との処理時
間だけ遅延させられた可変長符号が供給され、最小値検
出器７から与えられる情報により、最も効率の良い量子
化ステップ幅で量子化された可変長符号が切換スイッチ
３により切換え選択される。選択された可変長符号は次
の多重化器（ＭＵＸ）４に供給される。
【００２９】多重化器（ＭＵＸ）４では、可変長符号と
量子化ステップ幅の情報を多重化し、次のバッファ（Bu
ffer）５に与える。ここで、量子化ステップ幅はバッフ
ァ（Buffer）５から与えられるＱＳと、最小値検出器７
から出力される選択情報を組み合わせ、例えばＱＳが１
５で選択情報がＱＳ＋１なら、実際に使われた量子化ス
テップ幅は１６なので、その値を最終的な量子化ステッ
プ幅の情報として多重化する。
量子化ステップ幅の情報を多重化し、次のバッファ（Bu
ffer）５に与える。ここで、量子化ステップ幅はバッフ
ァ（Buffer）５から与えられるＱＳと、最小値検出器７
から出力される選択情報を組み合わせ、例えばＱＳが１
５で選択情報がＱＳ＋１なら、実際に使われた量子化ス
テップ幅は１６なので、その値を最終的な量子化ステッ
プ幅の情報として多重化する。
【００３０】バッファ（Buffer）５は、可変速度で書き
込み、固定速度で読み出して、転送レートを一定にする
ものである。従って、バッファ（Buffer）５に蓄えられ
る符号量は変化し、蓄えられる量が多くなった場合には
発生符号量を減らす必要があるので、仮量子化ステップ
幅ＱＳを大きくし、蓄えられる量が少なくなった場合に
は、ＱＳを小さくする。仮量子化ステップ幅ＱＳは量子
化器１１〜３１と多重化器４に与えられる。バッファ
（Buffer）５で一定の転送レートとなった符号は符号出
力６から出力される。
込み、固定速度で読み出して、転送レートを一定にする
ものである。従って、バッファ（Buffer）５に蓄えられ
る符号量は変化し、蓄えられる量が多くなった場合には
発生符号量を減らす必要があるので、仮量子化ステップ
幅ＱＳを大きくし、蓄えられる量が少なくなった場合に
は、ＱＳを小さくする。仮量子化ステップ幅ＱＳは量子
化器１１〜３１と多重化器４に与えられる。バッファ
（Buffer）５で一定の転送レートとなった符号は符号出
力６から出力される。
【００３１】本発明の高能率符号化装置の第２の実施例
について、以下に図面と共に説明する。図２は符号化装
置の第２の実施例を示す構成図である。図１の第１の実
施例と同じ部分には、同じ番号を付してある。図１の第
１の実施例とは構成上、符号量カウンタ（ Count）１７
〜３７や乗算器１８〜３８等がなく、従って、符号量で
の正規化を行わない点が、図１の構成とは大きく異なっ
ているものである。
について、以下に図面と共に説明する。図２は符号化装
置の第２の実施例を示す構成図である。図１の第１の実
施例と同じ部分には、同じ番号を付してある。図１の第
１の実施例とは構成上、符号量カウンタ（ Count）１７
〜３７や乗算器１８〜３８等がなく、従って、符号量で
の正規化を行わない点が、図１の構成とは大きく異なっ
ているものである。
【００３２】図２で符号化の基本動作は図１と同じであ
る。信号入力１より入力された信号は離散コサイン変換
部であるＤＣＴ２に与えられる。ＤＣＴ２で変換された
信号は、量子化器（Ｑ）１１〜３１と、減算器１５〜３
５とに夫々与えられる。ここで、量子化器（Ｑ）１１、
２１は図１の場合と同様に、（ＱＳ）と（ＱＳ＋１）で
量子化が行われるが、量子化器（Ｑ）３１は、量子化ス
テップ幅を（ＱＳ−１）とはせずに、量子化ステップ幅
を（ＱＳ＋２）とする。
る。信号入力１より入力された信号は離散コサイン変換
部であるＤＣＴ２に与えられる。ＤＣＴ２で変換された
信号は、量子化器（Ｑ）１１〜３１と、減算器１５〜３
５とに夫々与えられる。ここで、量子化器（Ｑ）１１、
２１は図１の場合と同様に、（ＱＳ）と（ＱＳ＋１）で
量子化が行われるが、量子化器（Ｑ）３１は、量子化ス
テップ幅を（ＱＳ−１）とはせずに、量子化ステップ幅
を（ＱＳ＋２）とする。
【００３３】これは、量子化ステップ幅が細かな方は、
誤差が少なくなる代わりに、符号量も多くなっている可
能性が高く、符号量による正規化をしないで誤差のみで
判断することが出来ないためである。一方、量子化ステ
ップ幅が粗い方は符号量が多くなる可能性はなく、誤差
が少なければ明らかに符号化効率が良くなっていると言
える。
誤差が少なくなる代わりに、符号量も多くなっている可
能性が高く、符号量による正規化をしないで誤差のみで
判断することが出来ないためである。一方、量子化ステ
ップ幅が粗い方は符号量が多くなる可能性はなく、誤差
が少なければ明らかに符号化効率が良くなっていると言
える。
【００３４】逆量子化器（Ｑ-1）１２〜３２、減算器１
５〜３５、ブロック誤差検出器（ＭＳＥ）１６〜３６、
最小値検出器７の動作は、図１の第１の実施例の場合と
全く同じである。遅延器（Ｄ）１９〜３９は、量子化器
（Ｑ-1）１１〜３１の出力の固定長符号に適用される。
５〜３５、ブロック誤差検出器（ＭＳＥ）１６〜３６、
最小値検出器７の動作は、図１の第１の実施例の場合と
全く同じである。遅延器（Ｄ）１９〜３９は、量子化器
（Ｑ-1）１１〜３１の出力の固定長符号に適用される。
【００３５】切換スイッチ３は、最小値検出器７から与
えられる選択情報により量子化器（Ｑ）１１〜３１の出
力の中から最も誤差の少ないものを選ぶ。多重化器（Ｍ
ＵＸ）４、バッファ（Buffer）５の動作は図１の場合と
同じであり、圧縮され固定転送レートとなった符号が符
号出力６から出力される。この様に符号量による正規化
を行わない場合、ＱＳ以外が選択される可能性は、図１
の場合より少なくなり、効率の改善も少なくなる。
えられる選択情報により量子化器（Ｑ）１１〜３１の出
力の中から最も誤差の少ないものを選ぶ。多重化器（Ｍ
ＵＸ）４、バッファ（Buffer）５の動作は図１の場合と
同じであり、圧縮され固定転送レートとなった符号が符
号出力６から出力される。この様に符号量による正規化
を行わない場合、ＱＳ以外が選択される可能性は、図１
の場合より少なくなり、効率の改善も少なくなる。
【００３６】本発明の高能率符号化装置の第３の実施例
について、以下に説明する。図１と図２の中間的な手法
として、符号量カウントは行わず、予め統計的に求めら
れたＱＳとＱＳ−１，ＱＳ＋１の平均発生符号量を誤差
量に乗じる構成、あるいは、予め統計的に求められてい
る各量子化ステップ幅間での比較定数を誤差量に乗じる
構成のものである。
について、以下に説明する。図１と図２の中間的な手法
として、符号量カウントは行わず、予め統計的に求めら
れたＱＳとＱＳ−１，ＱＳ＋１の平均発生符号量を誤差
量に乗じる構成、あるいは、予め統計的に求められてい
る各量子化ステップ幅間での比較定数を誤差量に乗じる
構成のものである。
【００３７】この場合、ブロック構成は図２で誤差検出
器１６〜３６の出力に図１と同様に乗算器１８〜３８を
使用し、その乗算器１８〜３８のもう片方の入力には、
前記統計的に求められた平均発生符号量、あるいは、比
較定数が供給される。
器１６〜３６の出力に図１と同様に乗算器１８〜３８を
使用し、その乗算器１８〜３８のもう片方の入力には、
前記統計的に求められた平均発生符号量、あるいは、比
較定数が供給される。
【００３８】なお、必要なのは発生符号量の各量子化ス
テップ幅間の比なので、符号量そのものの代わりに、量
子化誤差に予め統計的に求められている各量子化ステッ
プ幅間での比較定数を乗じても結果は同じである。この
場合、ＱＳ以外が選択される割合は増加するが、選択さ
れた量子化ステップ幅は必ずしも効率が最高ではなく、
全体の効率は図１の場合より劣る。
テップ幅間の比なので、符号量そのものの代わりに、量
子化誤差に予め統計的に求められている各量子化ステッ
プ幅間での比較定数を乗じても結果は同じである。この
場合、ＱＳ以外が選択される割合は増加するが、選択さ
れた量子化ステップ幅は必ずしも効率が最高ではなく、
全体の効率は図１の場合より劣る。
【００３９】前記符号化装置の各実施例に対応する復号
化装置は、すべて図４の従来例のブロック構成図と同じ
ものを使用することが出来る。
化装置は、すべて図４の従来例のブロック構成図と同じ
ものを使用することが出来る。
【００４０】
【発明の効果】本発明の高能率符号化装置では、ブロッ
クに対し設定される、粗さ方向に互いに異なる複数種類
の量子化ステップ幅でぞれぞれ被量子化信号を量子化
し、各量子化ステップ幅での符号を得る複数の量子化器
を用意し、それらで量子化及び逆量子化して量子化誤差
を求め、それらの量子化誤差の最も少なくなる量子化ス
テップ幅の量子化器を選択することで、総符号量を一定
とすると、全体の量子化誤差は少なくなり、また量子化
誤差を一定量とすると、総符号量を減らすことが、より
簡単な構成で可能になる。また、粗さ方向に互いに異な
る複数種類の量子化ステップ幅の量子化器を複数用意
し、それらで量子化及び逆量子化して量子化誤差を求
め、それらの量子化誤差を発生符号量で正規化し、正規
化誤差の最も少なくなる量子化ステップ幅の量子化器を
選択することで、発生符号量と量子化誤差の関係で最も
効率のよい量子化ステップ幅が選択されているので、総
符号量を一定とすると、全体の量子化誤差は少なくな
り、また量子化誤差を一定量とすると、総符号量を減ら
すことが可能になる。また、符号量カウントは行わず、
予め統計的に求められたＱＳとＱＳ−１，ＱＳ＋１の平
均発生符号量を誤差量に乗じる構成、あるいは、予め統
計的に求められている各量子化ステップ幅間での比較定
数を誤差量に乗じる構成としているので、符号量カウン
タが不要となり、総符号量を一定とすると、全体の量子
化誤差は少なくなり、また量子化誤差を一定量とする
と、総符号量を減らすことが、より簡単な構成で可能に
なる。また、復号化装置は従来と同じものが使用出来、
符号化装置の改善変更のみで画質や効率の改善が行なえ
る。
クに対し設定される、粗さ方向に互いに異なる複数種類
の量子化ステップ幅でぞれぞれ被量子化信号を量子化
し、各量子化ステップ幅での符号を得る複数の量子化器
を用意し、それらで量子化及び逆量子化して量子化誤差
を求め、それらの量子化誤差の最も少なくなる量子化ス
テップ幅の量子化器を選択することで、総符号量を一定
とすると、全体の量子化誤差は少なくなり、また量子化
誤差を一定量とすると、総符号量を減らすことが、より
簡単な構成で可能になる。また、粗さ方向に互いに異な
る複数種類の量子化ステップ幅の量子化器を複数用意
し、それらで量子化及び逆量子化して量子化誤差を求
め、それらの量子化誤差を発生符号量で正規化し、正規
化誤差の最も少なくなる量子化ステップ幅の量子化器を
選択することで、発生符号量と量子化誤差の関係で最も
効率のよい量子化ステップ幅が選択されているので、総
符号量を一定とすると、全体の量子化誤差は少なくな
り、また量子化誤差を一定量とすると、総符号量を減ら
すことが可能になる。また、符号量カウントは行わず、
予め統計的に求められたＱＳとＱＳ−１，ＱＳ＋１の平
均発生符号量を誤差量に乗じる構成、あるいは、予め統
計的に求められている各量子化ステップ幅間での比較定
数を誤差量に乗じる構成としているので、符号量カウン
タが不要となり、総符号量を一定とすると、全体の量子
化誤差は少なくなり、また量子化誤差を一定量とする
と、総符号量を減らすことが、より簡単な構成で可能に
なる。また、復号化装置は従来と同じものが使用出来、
符号化装置の改善変更のみで画質や効率の改善が行なえ
る。
【図１】本発明の第１の実施例符号化装置のブロック構
成例を示す図である。
成例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例符号化装置のブロック構
成例を示す図である。
成例を示す図である。
【図３】従来例の符号化装置のブロック構成例を示す図
である。
である。
【図４】従来例の復号化装置のブロック構成例を示す図
である。
である。
【図５】量子化の様子を示す図である。
１ 信号入力 ２ ＤＣＴ ３ 切換スイッチ ４ ＭＵＸ（多重化器） ５，４２ バッファ（Ｂｕｆｆｅｒ）） ６ 符号出力 ７ 最小値検出器 １１，２１，３１ 量子化器（Ｑ） １２，２２，３２ 逆量子化器（Ｑ−１） １３，２３，３３ ＶＬＣ（可変長符号化器） １４，１９，２４，２９，３４，３９ ブロック遅延器
（Ｄ） １５，２５，３５ 減算器 １６，２６，３６ ブロック誤差検出器（ＭＳＥ） １７，２７，３７ 符号量カウンタ（Ｃｏｕｎｔ） １８，２８，３８ 乗算器 ４１ 符号入力 ４３ 多重分離器（ＤｅＭＵＸ） ４４ 可変長復号器（ＶＬＤ） ４５ ＩＤＣＴ（逆ＤＣＴ） ４６ 信号出力 ＱＳ ステップ幅
（Ｄ） １５，２５，３５ 減算器 １６，２６，３６ ブロック誤差検出器（ＭＳＥ） １７，２７，３７ 符号量カウンタ（Ｃｏｕｎｔ） １８，２８，３８ 乗算器 ４１ 符号入力 ４３ 多重分離器（ＤｅＭＵＸ） ４４ 可変長復号器（ＶＬＤ） ４５ ＩＤＣＴ（逆ＤＣＴ） ４６ 信号出力 ＱＳ ステップ幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 7/24 Ｈ０４Ｎ 7/13 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】複数の被量子化信号からなるブロック単位
で量子化ステップ幅を設定し、スカラー量子化を行う符
号化装置において、 前記ブロックに対し設定される、粗さ方向に互いに異な
る複数種類の量子化ステップ幅でぞれぞれ被量子化信号
を量子化し、各量子化ステップ幅での符号を得る複数の
量子化手段と、 前記符号を逆量子化して各量子化ステップ幅での再生信
号を得る複数の逆量子化手段と、 前記再生信号から被量子化信号を減算し、各量子化ステ
ップ幅でのブロック量子化誤差を求める複数の誤差検出
手段と、 前記各量子化ステップ幅でのブロック量子化誤差を比較
し、最も誤差の少ない量子化ステップ幅の符号を選択す
る選択手段とで構成したことを特徴とする高能率符号化
装置。 - 【請求項２】複数の被量子化信号からなるブロック単位
で量子化ステップ幅を設定し、スカラー量子化を行う符
号化装置において、 前記ブロックに対し設定される、粗さ方向に互いに異な
る複数種類の量子化ステップ幅でぞれぞれ被量子化信号
を量子化し、各量子化ステップ幅での符号を得る複数の
量子化手段と、 前記符号を逆量子化し、各量子化ステップ幅での再生信
号を得る複数の逆量子化手段と、 前記再生信号から被量子化信号を減算し、各量子化ステ
ップ幅でのブロック量子化誤差を求める複数の誤差算出
手段と、 前記符号を可変長符号化して符号量を計数し、各量子化
ステップ幅での発生符号量を求める複数の発生符号量計
数手段と、前記各量子化ステップ幅でのブロック量子化誤差を各量
子化ステップ幅毎に対応する前記各量子化ステップ幅で
の発生符号量により正規化して 、各量子化ステップ幅で
の符号化効率を得る複数の符号化効率検出手段と、 前記各量子化ステップ幅での符号化効率を比較し、最も
効率の良い量子化ステップ幅の符号を選択する選択手段
とで構成したことを特徴とする高能率符号化装置。 - 【請求項３】請求項１の高能率符号化装置において、予め統計的に求められている各量子化ステップ幅での発
生符号量、あるいは、予め統計的に求められている各量
子化ステップ幅間での比較定数を、各量子化ステップ幅
毎に対応する前記ブロック量子化誤差に乗じて、補正さ
れた各量子化ステップ幅でのブロック量子化誤差を 求め
る誤差補正手段を有し、 前記選択手段は、この補正された各量子化ステップ幅で
のブロック量子化誤差を比較し、最も誤差の少ない量子
化ステップ幅の符号を選択するよう構成したことを特徴
とする高能率符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29065194A JP3235761B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 高能率符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29065194A JP3235761B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 高能率符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08130479A JPH08130479A (ja) | 1996-05-21 |
| JP3235761B2 true JP3235761B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=17758734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29065194A Expired - Lifetime JP3235761B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 高能率符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235761B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6366614B1 (en) | 1996-10-11 | 2002-04-02 | Qualcomm Inc. | Adaptive rate control for digital video compression |
| JP4697557B2 (ja) * | 2009-01-07 | 2011-06-08 | ソニー株式会社 | 符号化装置、符号化方法、記録媒体及び画像処理装置 |
| EP3324628B1 (en) * | 2016-11-18 | 2021-12-29 | Axis AB | Method and encoder system for encoding video |
-
1994
- 1994-10-31 JP JP29065194A patent/JP3235761B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08130479A (ja) | 1996-05-21 |
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