JP3330524B2 - 離散コサイン変換係数の予測方法 - Google Patents

離散コサイン変換係数の予測方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はビデオ信号の符号化
及び復号化方法に係り、特に隣接ブロックの最大-最小
値を用いてDC係数を予測する離散コサイン変換係数の予
測方法に関する。
【0002】
【従来の技術】離散コサイン符号化器は量子化後の係数
のDC係数を無損失符号化する構造を有する。この際、隣
接ブロック間のDC係数を予測することが離散コサイン変
換領域におけるDC係数の予測方法である。DCT量子化後
のDC係数の予測を用いた無損失符号化器及び復号化器は
図3の通りである。
【0003】図1は既存のDC係数の予測方法を示す。マ
クロブロック101、102、103順番に符号化されるとすれ
ば、マクロブロック101の最初のブロックのDC係数は初
期値128による予測が行われる。マクロブロック内では
方向105のようにジグザグ順番でDC係数の予測が行われ
る。1つのマクロブロックの最後のブロックの符号化が
終わると、この値は次のマクロブロックの最初のブロッ
クのDC係数の予測に利用される。マクロブロック102の
3番目のブロック106が符号化されない場合、次のブロ
ックのDC係数の予測に飛ばす。マクロブロック103のブ
ロック107、108、109も同様である。マクロブロック10
1、102、103の符号化から出たDC係数110は再びそれに続
くマクロブロックの最初のブロックのDC係数の予測に用
いられる。
【0004】即ち、既存のDC係数の予測技術は図1のよ
うに8×8ブロック4つよりなる16×16大きさのマクロブ
ロック単位で符号化される場合、ジグザグスキャニング
方向への直前のDC係数から予測が行われる。ブロックを
離散コサイン変換する場合DC係数はブロックの輝度値の
大きさに該当し、これは隣接したブロック間に類似性を
有する。従って、このような特性によりDC係数を予測し
て性能を改善させる。一方、既存のDC係数の予測方法は
図1のように常に決まったDC係数を予測に利用する。し
かし、常に画像の特性が図1におけるスキャニング方向
に最適の予測が行われることではないため、予測に用い
られるDC係数が足りなくて大きな性能の向上が得られな
い。従って、画像の特性を反映した予測アルゴリズムが
必要である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する技術的課題は、離散コサイン変換領域で現在のブロ
ックに隣接したブロックのDC係数の最大-最小値を用い
て現在のブロックのDC係数を予測する離散コサイン変換
係数の予測方法を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に本発明による離散コサイン変換係数の予測方法は、a)
離散コサイン変換領域において現在のブロックに隣接し
たブロックの量子化されたDC係数と現在ブロックの量子
化されたDC係数を入力する段階と、b) 前記隣接ブロッ
クの量子化されたDC係数のうち最小値と最大値とを求め
る段階と、c)前記最小値と前記最大値のうち前記現在ブ
ロックの量子化されたDC係数の最近似値を現在ブロック
の予測値として設定する段階とを含むことを特徴とす
る。
【0007】前記離散コサイン変換係数の予測方法は、
前記b)段階後に、b1) 前記最小値と前記最大値との差の
絶対値が設定された臨界値より大きいかを判別し、前記
最小値と前記最大値との差の絶対値が設定された臨界値
より大きいと判別された場合に前記c)段階を行う段階
と、b2) 前記b1)段階で前記最小値と前記最大値との差
の絶対値が設定された臨界値以下であると判別された場
合、前記隣接ブロックの量子化されたDC係数のうち任意
の1つDC係数を現在ブロックの予測値として設定する段
階とをさらに含むことが望ましい。
【0008】本発明による離散コサイン変換係数の予測
方法は既存のDC係数の予測技術を向上させるために前の
1つ以上のDC係数を予測に利用する。ブロック間に輝度
値の特性変化がある場合、隣接ブロック間のDC係数にも
大きな差値がある。特に、現在符号化するDC係数が隣接
ブロックの最大値や最小値に傾いた傾向を用いて予測に
利用するDC係数を選定する。本発明による離散コサイン
変換係数の予測方法は既存の動映像符号化アルゴリズム
の性能向上のために効果的に適用される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明をさらに詳しく説明する。本発明では図2のように隣
接した多数のブロックのDC係数を用い、予測に用いられ
るDC係数の選定は図4のように隣接したDC係数の最大値
及び最小値を求めて最大、最小値のうち現在ブロックの
DC係数との差が最小のものをDC係数の予測に適用する。
この場合、最大値及び最小値の選定にオーバーヘッドビ
ットが必要となるが、不要なオーバーヘッドビットを減
らすために最大値と最小値との差が臨界値以下のものは
予測DC係数を固定させる方式を使用する。これは平坦な
領域では敢えてオーバーヘッドビットまで与えて多数の
DC係数中の予測値を選定することが要らないからであ
る。
【0010】図2は本発明のDC係数の予測のための前の
ブロックの位置を示す。現在ブロックDのDC係数を符号
化するためにブロックA、B、CのDC係数のうち1つを選
択して予測に利用する。一般的にDC/AC係数の予測方法
を用いた無損失符号化器及び復号化器は図3のような構
造を有する。入力データ301は離散コサイン変換器302(D
CT:Discrete Cosine Transformer)によりDCT係数303に
変換される。この係数値は損失符号化の量子化器304を
経て量子化される。量子化されたDCT係数305をDC係数予
測器306で予測する。予測された量子化係数307は可変長
符号化器308(VLC encoder)を通して符号化される。可変
長符号化器308から出力されたビットストリーム309は可
変長復号化器310(VLC decoder)を経る。復号化された係
数311はDC係数補償器312を経て補償された量子化係数31
3を得る。この係数313を逆量子化器314で逆量子化し、
逆量子化された係数315を逆離散コサイン変換器316で逆
変換して最終復元データ317を得る。
【0011】図4は本発明による離散コサイン変換係数
の予測方法の流れ図である。401段階ではオーバーヘッ
ドビットを使用して予測するDC係数を決定するか、それ
とも決まったDC係数から予測するかを決定するための臨
界値(THRE)を設定する。403段階ではDCTと量子化された
図2のブロックA、B、Cの量子化されたDC係数DC_A、DC_
B、DC_C及び現在符号化するブロックDのDC係数DC_Dを入
力する。404段階ではブロックA、B、Cの量子化されたDC
係数DC_A、DC_B、DC_Cのうち最大値DC_max及び最小値DC
_minを求める。405段階では最小値DC_minと最大値DC_ma
xとの絶対値の差を求めて、これが401段階で設定した臨
界値THREより大きいかを比較する。
【0012】仮りに、臨界値より大きければ、408段階
のように現在ブロックDのDC係数DC_Dと最小値DC_minと
の絶対値の差と現在ブロックDのDC係数DC_Dと最大値DC_
maxとのの絶対値の差の大きさを比較して現在ブロックD
のDC係数DC_Dが最小値DC_minと最大値DC_maxのうちどち
らに近いかを判別する。もし、現在ブロックDのDC係数D
C_Dが最大値DC_maxに近ければ、413段階で現在ブロック
Dの予測値DC_Pを最大値DC_maxに選定する。仮りに、現
在ブロックDのDC係数DC_Dが最小値DC_minに近ければ、4
12段階で現在ブロックDの予測値DC_Pを最小値DC_minに
選定する。
【0013】もし、405段階で最大値DC_maxと最小値DC_
minとの差が臨界値THREより小さければデータ特性が平
坦な特性なので、どちらの値をDC係数の予測値に設定し
ても別に差はない。従って、411段階でのようにブロッ
クCのDC係数DC_Cを予測値に選定する。予測DC係数DC_P
が選定されると、414段階のように予測値DC_Pと現在ブ
ロックDのDC係数DC_Dとの差を実際の符号化に利用す
る。
【0014】
【発明の効果】前述したように本発明によれば、離散コ
サイン変換領域において現在ブロックに隣接したブロッ
クのDC係数の最大値と最小値とを現在のDC係数の予測に
利用することにより、DC/AC係数の予測性能を向上させ
うる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 離散コサイン変換領域においてDC係数の予測
のためのジグザグスキャニング方法を説明するための図
面である。
【図2】 現在符号化されるブロックDと隣接ブロック
A、B、Cを示した図面である。
【図3】 離散コサイン変換領域においてDC係数の予測
を用いた無損失符号化器及び復号化器を示したブロック
図である。
【図4】 本発明による離散コサイン変換係数の予測方
法を説明するための流れ図である。
【符号の説明】
302 DCT 304 量子化器 306 DC係数予測器 308 VLC符号化器 310 VLC復号化器 312 DC係数補償器 314 逆量子化器 316 IDCT
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)離散コサイン変換領域において現在の
    ブロックに隣接したブロックの量子化されたDC係数と現
    在ブロックの量子化されたDC係数を入力する段階と、 b) 前記隣接ブロックの量子化されたDC係数のうち最小
    値と最大値とを求める段階と、 c) 前記最小値と前記最大値のうち前記現在ブロックの
    量子化されたDC係数の最近似値を現在ブロックの予測値
    として設定する段階とを含むことを特徴とする離散コサ
    イン変換係数の予測方法。
  2. 【請求項2】 前記b)段階後に、 b1) 前記最小値と前記最大値との差の絶対値が設定され
    た臨界値より大きいかを判別し、前記最小値と前記最大
    値との差の絶対値が設定された臨界値より大きいと判別
    された場合に前記c)段階を行う段階と、 b2) 前記b1)段階で前記最小値と前記最大値との差の絶
    対値が設定された臨界値以下であると判別された場合、
    前記隣接ブロックの量子化されたDC係数のうち任意の1
    つDC係数を現在ブロックの予測値として設定する段階と
    をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の離散コ
    サイン変換係数の予測方法。
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