JP3364939B2 - Image coding device - Google Patents

Image coding device

Info

Publication number
JP3364939B2
JP3364939B2 JP35318091A JP35318091A JP3364939B2 JP 3364939 B2 JP3364939 B2 JP 3364939B2 JP 35318091 A JP35318091 A JP 35318091A JP 35318091 A JP35318091 A JP 35318091A JP 3364939 B2 JP3364939 B2 JP 3364939B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
coefficient
image
circuit
transform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP35318091A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05168001A (en
Inventor
尚史 柳原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP35318091A priority Critical patent/JP3364939B2/en
Publication of JPH05168001A publication Critical patent/JPH05168001A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3364939B2 publication Critical patent/JP3364939B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、画像符号化装置に関
し、特に画像データを離散余弦変換によって高能率符号
化する画像符号化装置に関する。 【0002】 【従来の技術】画像データを伝送したり、例えば磁気テ
ープ等の記録媒体に記録するとき、画像情報圧縮のため
に種々の符号化が採用されている。例えば所謂予測符号
化、変換符号化、ベクトル量子化等が知られている。 【0003】ところで、上記変換符号化は、画像信号の
有する相関性を利用し、標本値(以下画像データとい
う)を相互に直交する軸に変換して画像データ間の相関
を無相関化してデータ量の削減を行うものであり、所謂
基底ベクトルが互いに直交し、変換前の平均信号電力の
総和と直交変換により得られる所謂変換係数の平均電力
の総和が等しく、かつ低域成分への電力集中度に優れた
直交変換が採用されており、例えば所謂アダマール変
換、ハール変換、カールネン・ルーベ(K−L)変換、
離散余弦変換(以下DCT:Discrete Cosine Transfor
m という)、離散正弦変換(以下DST:Discrete Sin
e Transform という)、傾斜(スラント)変換等が知ら
れている。 【0004】ここで、上記DCTについて簡単に説明す
る。DCTは、画像を空間配置における水平・垂直方向
ともにn個(n×n)の画素からなる画像ブロックに分
割し、画像ブロック内の画像データを余弦関数を用いて
直交変換するものである。このDCTは、高速演算アル
ゴリズムが存在し、画像データの実時間変換を可能にす
る1チップのLSIが出現したことにより画像データの
伝送や記録に広く用いられるようになっている。また、
DCTは、符号化効率として、効率に直接影響する低域
成分への電力集中度の点で最適変換である上記K−L変
換と殆ど同等の特性を有するものである。したがって、
DCTにより得られる変換係数を、電力が集中する成分
のみを符号化することにより、全体として情報量の大幅
な削減が可能となる。 【0005】具体的には、画像データをDCTして得ら
れる変換係数を例えばCij(i=0〜n−1,j=0〜
n−1)で表すと、変換係数C00は画像ブロック内の平
均輝度値を表す直流成分に対応し、その電力は、通常、
他の成分に比べてかなり大きくなる。そこで、この直流
成分を粗く量子化した場合、視覚的に大きな画質劣化と
して感じられる直交変換符号化特有の雑音である所謂ブ
ロック歪みが生じるところから、変換係数C00に多くの
ビット数(例えば8ビット以上)を割り当てて均等量子
化し、直流成分を除く他の成分(以下交流成分という)
の変換係数Cij(C00を除く)には、例えば視覚の空間
周波数が高域では低下するという視覚特性を利用して、
高域成分ほどビット数の割り当てを減少させて量子化す
るようになっている。 【0006】そして、画像データの伝送や記録では、画
像データをDCTして得られる変換係数Cijを上述のよ
うに量子化した後、さらに圧縮を行うために所謂ハフマ
ン符号化(Huffman coding)やランレングス符号化(Ru
n Length coding )等の可変長符号化を施し、得られる
符号化データに同期信号やパリティ等を付加して伝送や
記録を行うようになっている。 【0007】さらに、例えば映像信号をディジタル信号
として磁気テープに記録するディジタルビデオテープレ
コーダ(以下単にVTRという)では、編集や変速再生
等を考慮すると1フレームあるいは1フィールドのデー
タ量が一定(固定長)であることが望ましく、また回路
規模を考慮すると、符号化データを所定の画像ブロック
数分集めたシンクブロックも固定長であることが望まし
い。そこで、VTRでは、量子化幅が互いに異なる複数
の量子化器を準備しておき、シンクブロック内の全ての
画像ブロックに対しては1つ量子化器を用いる条件のも
とに、シンクブロックのデータ量が所定値以下であって
量子化幅が最小の量子化器を選択して量子化を行うよう
になっている。これは、シンクブロック内の画像ブロッ
ク毎に量子化器を切換選択して量子化を行うと、用いた
量子化器の情報を画像ブロック毎に記録しておかなけれ
ばならず、そのためにデータ量(オーバヘッド)が増え
るので、それを回避するためである。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に1つのシンクブロックの画像ブロックに対して同一の
量子化器を用いると、交流成分の電力(Cij 2 、i,j
≠0)で定義される所謂精細度(アクティビティ)が異
なる画像ブロックが同一シンクブロック内に混在すると
共に、アクティビティが高い画像ブロックが多くなる
と、変換係数Cijの低域成分への集中が減り、結果的に
大きな量子化幅の量子化器が選択されることになる。こ
の場合、アクティビティが低い、すなわち絵柄が単調で
ダイナミックレンジが小さな画像ブロックは、ダイナミ
ックレンジに対して相対的に量子化幅が大きく(粗く)
量子化されることになり、所謂量子化歪みやブロック歪
みが視覚的に目立つという問題が生じる。 【0009】そこで、各画像ブロックのアクティビティ
を検出し、アクティビティに応じて変換係数Cijに重み
付けして量子化することも考えられるが、単調な絵柄の
ブロックであっても、例えば水平や垂直方向の輪郭(エ
ッジ)が存在する画像ブロックでは、アクティビティが
高く検出され、粗く量子化されるという問題が生じる。 【0010】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、複雑な絵柄の画像ブロックのみを高精細
度の画像ブロックとして検出することができ、例えば変
換係数に重み付けをして量子化する際に、ブロック歪み
や量子化歪みを視覚的に目立たなくし得、良好な画質を
得ることができるようにした画像符号化装置の提供を目
的とするものである。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明に係る画像符号化
装置は、上記課題を解決するために、画像データを空間
配置におけるn×n個を1ブロックとするブロックに分
割するブロック化手段と、該ブロック化手段からの各ブ
ロックの画像データを余弦関数を用いて直交変換して変
換係数を算出する離散余弦変換手段と、該離散余弦変換
手段により算出された変換係数から水平方向の高域成分
を内在する領域、垂直方向の高域成分を内在する領域及
び斜め方向の高域成分を内在する領域の各領域毎の変換
係数を検出する領域係数検出手段と、該領域係数検出手
段で検出された変換係数のうち各領域における閾値以上
の変換係数の数を各領域毎に求め、その数に基づいて各
領域の精細度の高低を検出する精細度検出手段と、全て
の領域で精細度が高いと検出された場合、当該ブロック
の精細度が高いと判定する精細度判定手段と、該精細度
判定手段により判定された精細度の高低に応じた重み係
数を上記離散余弦変換手段により算出された変換係数に
乗算する重み係数乗算手段と、該重み係数乗算手段によ
り重み係数が乗算された変換係数を、複数ブロックから
なる処理単位で同じ量子化器を使用して量子化する量子
化手段とを有することを特徴とする。 【0012】 【0013】 【0014】 【作用】 本発明に係る画像符号化装置では、画像デー
タを空間配置におけるn×n個を1ブロックとするブロ
ックに分割し、各ブロックの画像データを余弦関数を用
いて直交変換して変換係数を算出し、この変換係数につ
いて水平方向の高域成分を内在する領域、垂直方向の高
域成分を内在する領域及び斜め方向の高域成分を内在す
る領域の各領域毎の変換係数を検出し、検出された変換
係数のうち各領域における閾値以上の変換係数の数を各
領域毎に求め、その数に基づいて各領域の精細度の高低
を検出し、全ての領域で精細度が高いと検出された場
合、当該ブロックの精細度が高いと判定し、判定された
精細度の高低に応じた重み係数を乗算した変換係数を、
複数ブロックからなる処理単位で同じ量子化器を使用し
て量子化する。 【0015】 【0016】 【0017】 【実施例】以下、本発明に係る画像符号化装置の実施例
を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明を適用
した画像符号化装置の回路構成を示すものであり、図2
は、この画像符号化装置を適用したディジタルビデオテ
ープレコーダ(以下単にVTRという)の記録系の回路
構成を示すものであり、図3は、VTRの再生系の回路
構成を示すものである。 【0018】まず、このVTRについて説明する。この
VTRは、図2に示すように、アナログ映像信号をディ
ジタル信号に変換し、得られる画像データに所謂変換符
号化等のデータ処理を施してデータ圧縮を行った後、磁
気ヘッド21を介して磁気テープ1に記録する記録系
と、図3に示すように、磁気テープ1から磁気ヘッド3
1によって再生される再生信号を2値化すると共に、復
号化等のデータ処理を施した後、アナログ信号に変換し
てアナログ映像信号を再生する再生系とから構成され
る。 【0019】上記記録系は、上述の図2に示すように、
映像信号をサンプリングし、ディジタル信号に変換して
画像データを形成するアナログ/ディジタル変換器(以
下A/D変換器という)11と、該A/D変換器11か
らの画像データを空間配置におけるn×n個を1ブロッ
クとする画像ブロックGh (h=0〜H、Hは1フレー
ムあるいは1フィールドの画素数及び1画像ブロックの
画素数n2 に依存する)に分割するブロック化回路12
と、該ブロック化回路12からの画像データを余弦関数
を用いて直交変換(以下DCT:Discrete Cosine Tran
sform という)して各画像ブロックGh の変換係数Cij
(i=0〜n−1,j=0〜n−1)を算出する離散余
弦変回路(以下DCT回路という)13と、該DCT回
路13からの変換係数Cijを、複数の画像ブロックGh
からなる、例えば伝送の1単位となるシンクブロック毎
に量子化して量子化データを形成する量子化回路14
と、該量子化回路14からの量子化データを、例えば所
謂可変長符号により符号化して符号化データVLC
ij(i=0〜n−1,j=0〜n−1)を形成する符号
化回路15と、該符号化回路15からの符号化データV
LCijに、例えばエラー検出やエラー訂正のためのパリ
ティをシンクブロック毎に付加するパリティ付加回路1
7と、該パリティ付加回路17からのパリティが付加さ
れた符号化データVLCijに、同期信号等をシンクブロ
ック毎に付加して伝送データを形成する同期信号挿入回
路18と、該同期信号挿入回路18からパラレルデータ
として送られてくる伝送データをシリアルデータに変換
するパラレル/シリアル(以下P/Sという)変換器1
9と、該P/S変換器19からの伝送データに記録に適
した変調を施して記録信号を生成し、上記磁気ヘッド2
1に供給するチャンネルエンコーダ(以下ENCとい
う)20とから構成される。 【0020】そして、この記録系は、端子2を介してア
ナログ信号として供給される映像信号を画像データに変
換した後、例えば1フレームあるいは1フィールド分の
画像データを画像ブロックGh に分割し、各画像ブロッ
クGh の画像データをDCTして変換係数Cijを算出
し、この変換係数Cijをシンクブロック毎に量子化して
量子化データを形成すると共に、可変長符号により量子
化データを符号化して符号化データVLCijを形成する
ようになっている。また、この記録系は、符号化データ
VLCijに同期信号等をシンクブロック毎に付加して伝
送データを形成した後、この伝送データに記録に適した
変調、例えばスクランブルやNRZI変調処理を施し、
磁気ヘッド21よって磁気テープ1に記録するようにな
っている。 【0021】かくして、本発明に係る画像符号化装置、
すなわち上述のように構成されるVTRの要部は、上記
ブロック化回路12〜量子化回路14から構成され、具
体的には、以下のようになっている。 【0022】ブロック化回路12は、例えば1フレーム
あるいは1フィールド分の記録容量を有するメモリ等か
ら構成され、例えば図1に示すように、端子4を介して
例えば所謂輝度信号Y及び色差信号U、Vとして供給さ
れる画像データを順次記憶し、上述のように空間配置に
おけるn×n個、例えば8×8個を1ブロックとする画
像ブロックGh に分割して読み出し、DCT回路13に
供給する。 【0023】DCT回路13は、例えば所謂DSP(Di
gital Signal Processor)等から構成され、ブロック化
回路12から画像ブロックGh 毎に供給される画像デー
タを上述のように余弦関数を用いて直交変換して変換係
数Cijを算出し、この変換係数Cijを量子化回路14に
供給する。 【0024】量子化回路14は、上述の図1に示すよう
に、上記DCT回路13からの変換係数Cijの水平方向
の高域成分、垂直方向の高域成分、斜め方向の高域成分
に基づいて各画像ブロックGh の所謂精細度(以下アク
ティビティという)Ah (h=0〜H)を算出するアク
ティビティ検出回路51と、該アクティビティ検出回路
51からのアクティビティAh に基づいた重み係数Kh
(h=0〜H)を発生する重み係数発生回路52と、該
重み係数発生回路52からの重み係数Kh を上記DCT
回路13からの変換係数Cijに画像ブロックGh 毎に乗
算する乗算器53と、互いに異なる量子化幅を有し、上
記乗算器53からの重み付けされた変換係数(Kh ×C
ij)をそれぞれ量子化して、同一画像ブロックGh に対
して互いに異なるデータ量の量子化データをそれぞれ形
成する量子化器Qm (m=1〜M)とから構成される。 【0025】そして、アクティビティ検出回路51は、
変換係数Cijの水平方向の高域成分を内在する領域の係
数の大きさ、垂直方向の高域成分を内在する領域の変換
係数の大きさ、斜め方向の高域成分を内在する領域の係
数の大きさを検出すると共に、それらの係数の論理積を
求め、各画像ブロックGh のアクティビティAh を検出
するようになっている。 【0026】具体的には、アクティビティ検出回路51
は、例えば図4に示すように、変換係数Cijの水平、垂
直及び斜め方向の各高域成分を分離するゲート回路61
と、該ゲート回路61からの各方向の高域成分を対応す
る方向の閾値THとそれぞれ比較する比較器62h、6
2v、62dと、該比較器62h、62v、62dの出
力の例えばハイレベル(以下Hレベルという)の数をそ
れぞれ検出するカウンタ63h、63v、63dと、該
カウンタ63h、63v、63dの各出力(以下カウン
ト値という)を対応する方向の閾値thと比較する比較
器64h、64v、64dと、該比較器64h、64
v、64dの各出力の論理積を求めるアンドゲート65
とから構成される。 【0027】そして、ゲート回路61は、例えば図5に
示すように、DCT回路13から端子66を介して画像
ブロックGh 毎に供給される変換係数Cijの全領域70
を、水平方向の高域成分を内在する例えば4×3の大き
さの領域71と、垂直方向の高域成分を内在する例えば
3×4の大きさの領域72と、斜め方向の高域成分を内
在する例えば4×4の大きさの領域73に分割し、領域
71の変換係数Cij(i=4〜7、j=0〜2)を比較
器62hに供給し、領域72の変換係数Cij(i=0〜
2、j=4〜7)を比較器62vに供給し、領域73の
変換係数Cij(i=j=4〜7)を比較器62dに供給
する。 【0028】比較器62hは、領域71の変換係数Cij
を水平方向の閾値THh と比較して、変換係数Cijが大
きいときは、例えばHレベルを出力し、比較器62v
は、領域72の変換係数Cijを垂直方向の閾値THv
比較して、変換係数Cijが大きいときは、例えばHレベ
ルを出力し、比較器62dは、領域73の変換係数Cij
を斜め方向の閾値THd と比較して、変換係数Cijが大
きいときは、例えばHレベルを出力する。 【0029】カウンタ63h、63v、63dは、比較
器62h、62v、62dの各出力のHレベルの数をそ
れぞれカウントし、各カウント値をそれぞれ比較器64
h、64v、64dに供給する。すなわち、カウンタ6
3hからは、領域71における閾値THh 以上の変換係
数Cijの数が出力され、カウンタ63vからは、領域7
2における閾値THv 以上の変換係数Cijの数が出力さ
れ、カウンタ63dからは、領域73における閾値TH
d 以上の変換係数Cijの数が出力される。 【0030】比較器64h、64v、64dは、カウン
タ63h、63v、63dからの各カウント値を対応す
る方向の閾値thh 、thv 、thd とそれぞれ比較
し、カウント値が大きいときに、例えばHレベルを出力
する。すなわち、比較器64hからは、領域71におけ
る閾値THh 以上の変換係数Cijの数が閾値thh 以上
のとき、Hレベルが出力され、比較器64vからは、領
域72における閾値THv 以上の変換係数Cijの数が閾
値thv 以上のとき、Hレベルが出力され、比較器64
dからは、領域73における閾値THd 以上の変換係数
ijの数が閾値tthd 以上のとき、Hレベルが出力さ
れる。 【0031】具体的には、例えば図6aに示すように、
画像ブロックGh の画像データの領域90が右側の暗い
(斜線部が暗いことを表す)領域91と左側の明るい領
域92からなり、垂直方向のエッジを有する画像ブロッ
クGh では、変換係数Cijの水平方向の高域成分が多く
なり、すなわち領域71に閾値THh 以上の変換係数C
ijが数多く発生すると共に、領域73に閾値THd 以上
の変換係数Cijが数多く発生し、比較器64h、64d
からはHレベルの信号が出力され、比較器64vからL
レベルの信号が出力される。 【0032】また、例えば図6bに示すように、画像ブ
ロックGh の画像データの領域90が上側の暗い領域9
3と下側の明るい領域94からなり、水平方向のエッジ
を有する画像ブロックGh では、変換係数Cijの垂直方
向の高域成分が多くなり、すなわち領域72に閾値TH
v 以上の変換係数Cijが数多く発生すると共に、領域7
3に閾値THd 以上の変換係数Cijが数多く発生し、比
較器64v、64dからはHレベルの信号が出力され、
比較器64hからLレベルの信号が出力される。 【0033】また、例えば絵柄が複雑な画像ブロックG
h や、例えば図6cに示すように、画像ブロックGh
画像データの領域90が斜め上側の暗い領域95と斜め
下側の明るい領域96からなり、斜め方向のエッジを有
する画像ブロックGh では、変換係数Cijの水平及び垂
直の両方向における高域成分が大きくなり、すなわち領
域71、72、73にそれぞれ閾値THh 、THv 、T
d 以上の変換係数Cijが数多く発生し、全ての比較器
64h、64v、64dからHレベルの信号が出力され
る。 【0034】アンドゲート65は、上述のようにして得
られる比較器64h、64v、64dの各出力の論理積
を求める。この結果、アンドゲート65からは、複雑な
絵柄を有する画像ブロックGh や斜め方向のエッジを有
する画像ブロックGh に対してはHレベルの信号が出力
され、水平あるいは垂直方向のエッジを有する画像ブロ
ックGh に対してはLレベルの信号が出力される。そし
て、このアンドゲート65は、このようにして検出され
た信号を、HレベルのときはアクティビティAh が高い
ものとし、LレベルのときはアクティビティAh が低い
ものとして、端子67を介して重み係数発生回路52に
供給する。 【0035】重み係数発生回路52は、このアクティビ
ティAh に基づいて、アクティビティAh が低いときは
大きく、アクティビティAh が高いときは小さな重み係
数Kh を発生し、この重み係数Kh を乗算器53に供給
する。乗算器53は変換係数Cijに重み係数Kh をブロ
ック毎に乗算し、重み係数が乗算された変換係数Cij
量子化器Qm に供給する。 【0036】量子化器Qm は、互いに異なる量子化幅を
有すると共に、例えば図7に示すように、画像ブロック
h の変換係数Cijの領域100を16個の領域101
〜116に分割し、高域成分ほど粗く量子化する。具体
的には、例えば下記に示す表1のように、量子化器Q1
は、領域101〜103において変換係数Cijを1/2
倍し、領域104〜106において変換係数Cijを1/
4倍し、領域107〜108において変換係数Cijを1
/6倍し、領域109〜111において変換係数Cij
1/8倍し、領域112において変換係数Cijを1/1
0倍し、領域113〜116において変換係数Cijを1
/16倍した後、所定の量子化幅qで量子化を行い、ま
た、量子化器Q2 は、領域101〜103において変換
係数Cijを1/2倍し、領域104において変換係数C
ijを1/4倍し、領域105〜108において変換係数
ijを1/6倍し、領域109〜111において変換係
数Cijを1/8倍し、領域112において変換係数Cij
を1/10倍し、領域113〜115において変換係数
ijを1/16倍し、領域116において変換係数Cij
を1/32倍した後、所定の量子化幅qで量子化を行
い、・・・のようになっており、同一画像ブロックGh
に対して互いに異なるデータ量の量子化データをそれぞ
れ形成する。そして、こられの量子化データを符号化回
路15に供給する。 【0037】 【表1】【0038】符号化回路15は、上述の図1に示すよう
に、上記量子化器Qm からの互いに異なるデータ量の各
量子化データを、可変長符号によりそれぞれ符号化し、
同一シンクブロックに対して互いに異なるデータ量の符
号化データVLCijをそれぞれ形成する符号器CODm
(m=1〜M)と、 該各符号器CODm からの符号化
データVLCijをそれぞれ記憶し、所定の記憶容量を有
するバッファメモリBUFm (m=1〜M)と、該各バ
ッファメモリBUFm からそれぞれ読み出された符号化
データVLCijの1つを選択するセレクタ54と、上記
各バッファメモリBm のオーバーフローを検出して得ら
れる後述する量子化器選択信号により上記セレクタ54
を制御する制御回路55とから構成される。 【0039】そして、この符号化回路15は、各量子化
器Qm からの互いに異なるデータ量の量子化データを、
例えば所謂ハフマン符号(Huffman code)とランレング
ス符号(Run Length code )によりそれぞれ符号化して
同一シンクブロックに対して互いに異なるデータ量の符
号化データVLCijをそれぞれ形成し、この各符号化デ
ータVLCijをバッファメモリBUFm にそれぞれ記憶
すると共に、これらの各バッファメモリBUFm のオー
バーフローを検出し、オーバーフローをおこさず、かつ
最大のデータ量となる量子化器Qm を選択するための量
子化器選択信号、すなわち量子化器Qm の番号mをセレ
クタ54に供給し、セレクタ54で選択された符号化デ
ータVLCijを端子5を介して、上述の図2に示すパリ
ティ付加回路17に出力するようになっている。この結
果、この符号化回路15からは、シンクブロックのデー
タ量が所定量に収まり、かつデータ量が最大となるよう
に最小の量子化幅で量子化された符号化データVLCij
が出力される。換言すると、所定数の画像ブロックGh
からなるシンクブロックを固定長とすると共に、その固
定長であるデータ容量の範囲内で変換係数Cijを最も細
かく量子化して得られる符号化データVLCijが出力さ
れる。 【0040】上記パリティ付加回路17と同期信号挿入
回路18から構成される回路は、上述の図1に示すよう
に、パリティを発生するパリティ発生器56と、同期信
号及びIDを発生する同期信号発生器57と、上記アク
ティビティ検出回路51、セレクタ54〜同期信号発生
器57からそれぞれ供給されるアクティビティAh 、量
子化器Qm の番号m、符号化データVLCij、パリテ
ィ、同期信号及びIDを時分割多重するMUX58とか
ら構成される。 【0041】そして、このMUX58からは、例えば、
1シンクブロックが先頭から順に同期信号、ID、当該
シンクブロックで採用された量子化器Qm の番号m、各
画像ブロックGh のアクティビティAh 、所定数の画像
ブロックGh の符号化データVLCij、パリティからな
る伝送データが出力される。 【0042】以上のように、この画像符号化装置では、
端子4を介して供給される画像データを空間配置におけ
るn×n個からなる画像ブロックGh に分割し、各画像
ブロックGh の画像データをDCTした後、得られる変
換係数Cijを、所定数の画像ブロックGh からなるシン
クブロックが固定長となると共に、許容されるデータ量
内で量子化幅が最小の量子化器Qm を用いて量子化し、
得られる量子化データを可変長符号化して伝送データを
形成し、この伝送データを端子5を介して出力する際
に、各画像ブロックGh のアクティビティAh に基づい
て、例えばアクティビティAh が低いときは大きな重み
係数Kh を、逆にアクティビティAh が高いときは小さ
な重み係数Kh を、画像ブロックGh 毎に変換係数Cij
に乗算して量子化するとにより、シンクブロック内の全
ての画像ブロックGh に対して同一の量子化器Qm を用
いても、アクティビティAh が低い画像ブロックGh
変換係数Cijを相対的に細かく量子化することができ、
再生の際のブロック歪みや量子化歪みを視覚的に目立た
なくし得、良好な画質を得ようにすることができる。 【0043】特に、上述のように、各画像ブロックGh
のアクティビティAh に基づいて、アクティビティAh
が高い画像ブロックGh は粗く、アクティビティAh
低い画像ブロックGh は細かく量子化するようにしてい
るが、アクティビティAh を検出する際に、水平方向の
高域成分を内在する領域71、垂直方向の高域成分を内
在する領域72及び斜め方向の高域成分を内在する領域
73の各領域で、それぞれの閾値以上の変換係数Cij
数を検出し、それらの論理積に基づいて、各画像ブロッ
クGh のアクティビティAh を検出するようにすること
により、例えば図6a、6bに示すように、水平あるい
は垂直方向のみのエッジを有する画像ブロックGh に対
しては、アクティビティAh を低く検出することができ
ると共に、複雑な絵柄の画像ブロックGh に対しては、
アクティビティAh を高く検出でき、この図6a、bに
示すような単調な絵柄の画像ブロックGh を細かく量子
化することができ、所謂モスキートノイズの発生を防止
することができる。 【0044】なお、例えば図6cに示すように、斜め方
向のエッジを有する画像ブロックGh では、上述したよ
うに、アクティビティAh が高く検出され、粗く量子化
されるが、視覚上は斜め方向成分は目立たないので、問
題とはならない。 【0045】ここで、アクティビティAh 検出の他の方
法について説明する。上述の実施例では、領域71、7
2、73において閾値以上の変換係数Cijの数に基づい
てアクティビティAh を検出するようにしているが、領
域71、72、73において、変換係数の絶対値の和を
それぞれ求め、その絶対値和をそれぞれ所定の閾値と比
較し、各領域の比較結果の論理積によって、アクティビ
ティAh を検出するようにする。この結果、上述の実施
例と同様に、水平あるいは垂直のエッジを有する画像ブ
ロックGh を除いて、高域成分を有する複雑な絵柄の画
像ブロックGh を検出することができ、上述の実施例と
同様の効果を得ることができる。 【0046】つぎに、このVTRの再生系について説明
する。この再生系は、上述の図3に示すように、磁気テ
ープ1から磁気ヘッド31によって再生される再生信号
に例えばNRZI復調等の信号処理を施して伝送データ
を再生するチャンネルデコーダ(以下単にDECとい
う)32と、該DEC32からシリアルデータとして送
られてくる伝送データをパラレルデータに変換するシリ
アル/パラレル(以下S/Pという)変換器33と、該
S/P変換器33からの伝送データの同期を引き込むと
共に、符号化データVLCijを再生する同期信号検出回
路34と、該符号化データVLCijの再生の際に生じる
時間軸の変動を補正する時間軸補正回路(以下TBC:
Time Base Corrector という)35と、該TBC35か
らの符号化データVLCijのエラー訂正を行うと共に、
エラー訂正できなかった符号化データVLCijにエラー
フラグEFをセットするエラー訂正回路36と、該エラ
ー訂正回路36からの記録の際に可変長符号化されてい
る符号化データVLCijを復号化して量子化データを再
生する復号化回路37と、該復号化回路37からの量子
化データに逆量子化等の信号処理を施して変換係数Cij
を再生する逆量子化回路38と、該逆量子化回路38か
らの変換係数Cijを直交変換して画像データを再生する
逆離散余弦変換回路(以下IDCT回路という)39
と、該IDCT回路39から画像ブロックGh 毎に供給
される画像データから1フレームあるいは1フィールド
分の画像データを形成する逆ブロック化回路40と、上
記エラー訂正回路36からのエラーフラグEFに基づい
て上記逆ブロック化回路40からの画像データにエラー
補正を施すエラー補正回路41と、該エラー補正回路4
1からの画像データをアナログ信号に変換して出力する
ディジタル/アナログ変換器(以下D/A変換器とい
う)42とから構成される。 【0047】つぎに、以上のように構成される再生系の
動作について説明する。DEC32は、磁気テープ1か
ら磁気ヘッド31によって再生される再生信号を2値化
した後、例えばNRZI復調すると共に、ディスクラン
ブル処理を施して伝送データを再生し、この伝送データ
をS/P変換器33を介して同期信号検出回路34に供
給する。 【0048】同期信号検出回路34は、S/P変換器3
3でパラレルデータに変換された伝送データから同期信
号を検出して同期を引き込むと共に、符号化データVL
ijを再生し、この符号化データVLCijをTBC35
に供給する。 【0049】TBC35は、符号化データVLCijの時
間軸補正を行い、再生の際に生じる時間軸の変動を吸収
し、この時間軸補正された符号化データVLCijをエラ
ー訂正回路36に供給する。 【0050】エラー訂正回路36は、符号化データVL
ijのエラー訂正を記録の際に付加されたパリティを用
いて行うと共に、エラー訂正能力を超えたエラーを有す
る符号化データVLCijに対してエラーフラグEFをセ
ットし、エラー訂正された符号化データVLCijを復号
化回路37に供給する。 【0051】復号化回路37は、記録の際にハフマン符
号及びランレングス符号により符号化されている符号化
データVLCijを復号化して量子化データを再生し、こ
の量子化データを逆量子化回路38に供給する。 【0052】逆量子化回路38は、符号化データVLC
ijと共に再生される量子化器Qm の番号mに基づいて、
記録の際に用いられた量子化器Qm を認識し、この量子
化器Qm に対応する量子化幅で量子化データを逆量子化
すると共に、同じく符号化データVLCijと共に再生さ
れるアクティビティAh に基づいて、記録の際に乗算し
た各画像ブロックGh の重み係数Kh を認識し、量子化
されたデータに重み係数Kh の逆数を乗算して変換係数
ijを再生し、この変換係数CijをIDCT回路39に
供給する。 【0053】IDCT回路39は、記録の際の変換行列
の転置行列を用いて変換係数Cijを直交変換して画像デ
ータを画像ブロックGh 毎に再生し、この画像データを
逆ブロック化回路40に供給する。 【0054】逆ブロック化回路40は、画像ブロックG
h 毎に再生される画像データから1フレームあるいは1
フィールド分の画像データを形成してエラー補正回路4
1に供給する。 【0055】エラー補正回路41は、例えば、上述のエ
ラー訂正回路36においてエラー訂正できなった画像デ
ータの近隣のエラーがない画像データを用いて補間処理
を行うことにより、エラー訂正できなった画像データの
エラー補正を行い、このエラーが補正された画像データ
をD/A変換器42に供給する。 【0056】D/A変換器42は、エラー補正された画
像データをアナログ信号に変換し、端子を介してアナロ
グ映像信号を例えば輝度信号Yと色差信号U、Vとして
出力する。 【0057】以上のように、記録の際に、シンクブロッ
ク内の全ての画像ブロックGh に対して同一の量子化器
m を用いて変換係数Cijを量子化し、画像ブロックG
h のアクティビティAh に基づいて、アクティビティA
h が低い画像ブロックGh の変換係数Cijを相対的に細
かく量子化し、アクティビティAh が高い画像ブロック
h の変換係数Cijを相対的に粗く量子化して、磁気テ
ープ1に記録すると共に、量子化器Qm の番号mと各画
像ブロックGh のアクティビティAh を記録しておくこ
とにより、再生の際に、これらの情報を用いて上述のよ
うな再生を行うことによって、ブロック歪みや量子化歪
みが視覚的に目立たない良好な画質の映像信号を再生す
ることができる。特に、記録の際のアクティビティAh
の検出を、水平、垂直及び斜め方向の各高域成分に基づ
いて、すなわち、3つの領域71、72、73における
閾値以上の変換係数Cijの数、あるいは各領域の変換係
数Cijの絶対値和に基づいて行い、これらの領域全てに
おいて、閾値以上の変換係数Cijの数あるいは変換係数
ijの絶対値和が閾値以上のとき、高アクティビティA
h とすることにより、水平あるいは垂直方向のエッジを
有する画像ブロックGh を除外して、高域成分を多く含
む複雑な絵柄の画像ブロックGh を検出することがで
き、モスキートノイズの発生を防止することができる。 【0058】 以上の説明でも明らかなように、本発明
では、画像データを空間配置におけるn×n個を1ブロ
ックとするブロックに分割し、各ブロックの画像データ
を余弦関数を用いて直交変換して変換係数を算出し、こ
の変換係数について水平方向の高域成分を内在する領
域、垂直方向の高域成分を内在する領域及び斜め方向の
高域成分を内在する領域の各領域毎の変換係数を検出
し、検出された変換係数のうち各領域における閾値以上
の変換係数の数を各領域毎に求め、その数に基づいて各
領域の精細度の高低を検出する。そして、全ての領域で
精細度が高いと検出された場合、当該ブロックの精細度
が高いと判定し、判定された精細度の高低に応じた重み
係数を乗算した変換係数を、複数ブロックからなる処理
単位で同じ量子化器を使用して量子化することにより、
精細度が低いブロックの変換係数を相対的に細かく量子
化することができ、ブロック歪みや量子化歪みを視覚的
に目立たなくし得、良好な画質を得るようにすることが
できる。 【0059】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an image coding apparatus.
In particular, image data is highly efficient encoded by discrete cosine transform.
The present invention relates to an image encoding device to be converted. [0002] 2. Description of the Related Art Image data is transmitted, for example, by magnetic tape.
When recording on a recording medium such as a
Various encodings are employed. For example, so-called prediction code
, Transform coding, vector quantization and the like are known. [0003] By the way, the above-mentioned transform coding is based on the image signal.
Utilizing the correlations, sample values (hereinafter referred to as image data)
) Is converted to mutually orthogonal axes and the correlation between image data
Is de-correlated to reduce the amount of data.
The basis vectors are orthogonal to each other and the average signal power before
Average power of so-called transform coefficients obtained by summation and orthogonal transform
And the power concentration on the low-frequency component is excellent.
Orthogonal transformation is adopted, for example, so-called Hadamard transformation.
In other words, Haar transformation, Karnen-Roube (KL) transformation,
Discrete Cosine Transfor (DCT)
m), discrete sine transform (hereinafter DST: Discrete Sin
e Transform), slant transformation, etc.
Have been. Here, the DCT will be briefly described.
You. DCT transforms images horizontally and vertically in spatial arrangement
Both are divided into image blocks consisting of n (n × n) pixels.
Divide the image data in the image block using the cosine function
The orthogonal transformation is performed. This DCT is a high-speed calculation algorithm.
Algorithm that enables real-time conversion of image data.
The emergence of one-chip LSI
It is widely used for transmission and recording. Also,
DCT is a coding efficiency that is a low frequency band that directly affects the efficiency.
The above KL transformation, which is an optimal transformation in terms of the power concentration to the components
It has almost the same characteristics as the replacement. Therefore,
The transform coefficient obtained by DCT is calculated as
Encoding only the data, greatly increasing the amount of information as a whole
A significant reduction is possible. Specifically, image data obtained by DCT is obtained.
The conversion coefficient to be used is, for example, Cij(I = 0 to n-1, j = 0 to
n-1), the conversion coefficient C00Is the flat in the image block
It corresponds to the DC component representing the average brightness value, and its power is usually
It is considerably larger than other components. So this DC
When the components are coarsely quantized, visually large image quality degradation and
Noise that is peculiar to orthogonal transform coding
Since the lock distortion occurs, the conversion coefficient C00Many
Equal quantum by allocating the number of bits (for example, 8 bits or more)
And other components except DC component (hereinafter referred to as AC component)
Conversion coefficient Cij(C00), For example, visual space
Utilizing the visual characteristic that the frequency decreases at high frequencies,
Quantize by reducing the number of bits assigned to higher frequency components
It has become so. In the transmission and recording of image data,
Conversion coefficient C obtained by DCT of image dataijThe above
After the quantization, so-called Hahma
Coding (Huffman coding) and run-length coding (Ru
n Length coding)
Synchronization and parity are added to encoded data for transmission and
Records are made. Further, for example, a video signal is converted into a digital signal.
Digital video tape recording on magnetic tape
Editing and variable-speed playback in a coder (hereinafter simply referred to as VTR)
And so on, one frame or one field of data
It is desirable that the data amount be constant (fixed length).
Considering the scale, the encoded data is
It is also desirable that the sync blocks collected for several minutes have a fixed length.
No. Therefore, in a VTR, a plurality of quantization widths different from each other are used.
Of the sync block
The condition for using one quantizer for image blocks is also
And the data amount of the sync block is less than or equal to a predetermined value.
Select the quantizer with the smallest quantization width to perform quantization.
It has become. This is the image block in the sync block.
When the quantization is performed by switching and selecting the quantizer for each
Quantizer information must be recorded for each image block
The amount of data (overhead) increases
Therefore, it is to avoid it. [0008] However, as described above,
Same for the image block of one sync block
When a quantizer is used, the power of the AC component (Cij Two, I, j
The so-called definition (activity) defined in (0) is different.
Image blocks are mixed in the same sync block
In both cases, there are many image blocks with high activity
And the conversion coefficient CijConcentration in the low-frequency components of the
A quantizer having a large quantization width will be selected. This
In the case of, the activity is low, that is, the pattern is monotonous
Image blocks with a small dynamic range
The quantization width is relatively large (coarse) with respect to the
It is quantized, so-called quantization distortion or block distortion
There is a problem that only the eye is visually conspicuous. Therefore, the activity of each image block
Is detected, and the conversion coefficient C is determined according to the activity.ijWeight
It is conceivable to attach and quantize, but a monotonous pattern
Even for blocks, for example, horizontal or vertical
Activity) in the image block where
The problem of high detection and coarse quantization occurs. The present invention has been made in view of such circumstances.
High-definition only image blocks with complex patterns
Image blocks of different degrees.
When performing quantization by weighting the permutation coefficient,
And quantization distortion can be made visually inconspicuous,
To provide an image encoding device
It is the target. [0011] SUMMARY OF THE INVENTION Image coding according to the present invention
In order to solve the above-mentioned problem, the apparatus spatially converts the image data.
The block is divided into n × n blocks as one block.
Dividing means to be divided and each block from the blocking means.
The image data of rock is transformed by orthogonal transformation using the cosine function.
Discrete cosine transform means for calculating a commutation coefficient, and said discrete cosine transform
High-frequency component in the horizontal direction from the conversion coefficient calculated by the means
And the region that contains the vertical high-frequency component.
For each region of the region that contains the high-frequency component in the oblique direction
Region coefficient detecting means for detecting a coefficient;
More than the threshold value in each area among the transform coefficients detected in the step
Is calculated for each area, and based on the number,
A fineness detection means for detecting the level of fineness of the area, and all
If high definition is detected in the area of
Definition determining means for determining that the definition is high, and the definition
Weighting function according to the level of definition determined by the determining means
To the conversion coefficient calculated by the discrete cosine conversion means.
Weighting factor multiplying means for multiplying, and the weighting factor multiplying means.
From the multiple blocks.
Quantization using the same quantizer in a processing unit
And conversion means. [0012] [0013] [0014] In the image encoding device according to the present invention, the image data
Block with n × n blocks in the spatial arrangement as one block
The image data of each block using the cosine function.
Orthogonal transform to calculate a conversion coefficient, and
Area that contains the high-frequency component in the horizontal direction and the height in the vertical direction.
Intrinsic region and oblique high-frequency component
Conversion coefficients for each area of the
The number of transform coefficients above the threshold in each area
Determined for each area, and based on the number, the degree of definition of each area
Is detected, and if high definition is detected in all regions,
If it is determined that the definition of the block is high,
The conversion coefficient obtained by multiplying the weight coefficient according to the level of the definition is
The same quantizer is used for the processing unit consisting of multiple blocks.
And quantize. [0015] [0016] [0017] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following is an embodiment of an image coding apparatus according to the present invention.
Will be described with reference to the drawings. FIG. 1 applies the present invention
FIG. 2 shows a circuit configuration of an image encoding apparatus according to the first embodiment.
Is a digital video
-Precoder (hereinafter simply referred to as VTR) recording system circuit
FIG. 3 shows a circuit of a reproduction system of a VTR.
2 shows the configuration. First, the VTR will be described. this
The VTR converts the analog video signal as shown in FIG.
Digital signal, and convert the resulting image data into a so-called conversion code.
After performing data processing such as encryption and data compression,
Recording system for recording on magnetic tape 1 via air head 21
And, as shown in FIG.
1 to binarize the reproduction signal reproduced by
After performing data processing such as encoding, it is converted to an analog signal.
And a playback system that plays back analog video signals.
You. The above recording system, as shown in FIG.
Sampling the video signal and converting it to a digital signal
An analog / digital converter that forms image data
Lower A / D converter) 11 and the A / D converter 11
These image data are divided into n × n
Image block Gh(H = 0 to H, H is 1 frame
Number of pixels in one frame or one field and one image block
Number of pixels nTwoCircuit 12 divided into
And the image data from the blocking circuit 12 as a cosine function
Orthogonal transform (hereinafter DCT: Discrete Cosine Tran)
sform) for each image block GhConversion coefficient Cij
Discrete remainder for calculating (i = 0 to n-1, j = 0 to n-1)
A string transformation circuit (hereinafter referred to as a DCT circuit) 13 and the DCT circuit
Conversion coefficient C from road 13ijTo a plurality of image blocks Gh
, For example, for each sync block that is one unit of transmission
Circuit 14 which quantizes data to form quantized data
And the quantized data from the quantizing circuit 14
Coded data VLC encoded by a so-called variable length code
ijCode forming (i = 0 to n-1, j = 0 to n-1)
Encoding circuit 15 and encoded data V from the encoding circuit 15
LCijFor example, Paris for error detection and error correction
Parity adding circuit 1 for adding a parity to each sync block
7 and the parity from the parity adding circuit 17 are added.
Encoded data VLCijSync signal, etc.
Synchronization signal insertion time that is added for each
Path 18 and the parallel data from the synchronization signal insertion circuit 18.
Converts transmission data sent as serial data to serial data
Parallel / serial (hereinafter referred to as P / S) converter 1
9 suitable for recording on the transmission data from the P / S converter 19.
The modulation is performed to generate a recording signal.
1 channel encoder (hereinafter referred to as ENC)
C) 20). The recording system is connected to the
Convert video signals supplied as analog signals to image data
After the conversion, for example, for one frame or one field
Convert image data to image block GhDivided into image blocks
Ku GhDCT of the image data ofijCalculate
And the conversion coefficient CijIs quantized for each sync block
While forming the quantized data, the variable length code
Encoded data VLC by encoding encoded dataijForm
It has become. Also, this recording system uses encoded data
VLCijA sync signal is added to each sync block for transmission.
After forming the transmission data, the transmission data
Perform modulation, for example scrambling or NRZI modulation processing,
The recording is performed on the magnetic tape 1 by the magnetic head 21.
ing. Thus, an image coding apparatus according to the present invention,
That is, the main part of the VTR configured as described above is
A block circuit 12 to a quantization circuit 14;
Physically, it looks like this: The blocking circuit 12 is, for example, one frame.
Or a memory with a recording capacity for one field?
And, for example, as shown in FIG.
For example, supplied as so-called luminance signal Y and color difference signals U, V
Image data is sequentially stored and arranged in a spatial arrangement as described above.
Of n × n, for example, 8 × 8 in one block
Image block GhAnd read it out to the DCT circuit 13.
Supply. The DCT circuit 13 includes, for example, a so-called DSP (Di-
gital Signal Processor) etc.
Image block G from circuit 12hImage data supplied for each
Is orthogonally transformed using the cosine function as described above.
Number CijIs calculated, and the conversion coefficient CijTo the quantization circuit 14
Supply. The quantizing circuit 14 is provided as shown in FIG.
The conversion coefficient C from the DCT circuit 13ijHorizontal direction
High frequency component, vertical high frequency component, diagonal high frequency component
Based on each image block GhThe so-called definition of
A)h(H = 0 to H)
Activity detection circuit 51 and the activity detection circuit
Activity A from 51hWeighting factor K based onh
(H = 0 to H), a weight coefficient generation circuit 52,
Weight coefficient K from weight coefficient generation circuit 52hWith the above DCT
Conversion coefficient C from circuit 13ijImage block GhEvery power
And a multiplier 53 having different quantization widths from each other.
The weighted conversion coefficient (Kh× C
ij) Are quantized to form the same image block GhTo
To form different quantized data
The resulting quantizer Qm(M = 1 to M). The activity detection circuit 51
Conversion coefficient CijOf the region that contains the horizontal high-frequency component of
Transformation of regions with large numbers and vertical high-frequency components
The relationship between the magnitude of the coefficient and the area that contains the high-frequency component in the oblique direction
Detects the magnitude of a number and calculates the logical product of those coefficients.
Find each image block GhActivity AhDetect
It is supposed to. More specifically, the activity detection circuit 51
Is, for example, as shown in FIG.ijHorizontal, vertical
Gate circuit 61 for separating each high-frequency component in the direct and oblique directions
And high-frequency components in each direction from the gate circuit 61.
62h, 6 which are respectively compared with the threshold value TH in
2v, 62d and the outputs of the comparators 62h, 62v, 62d.
For example, the number of high level (hereinafter referred to as H level)
Counters 63h, 63v, 63d for detecting
Each output of the counters 63h, 63v, 63d (hereinafter referred to as a counter)
Value) is compared with the threshold value th in the corresponding direction.
Devices 64h, 64v, 64d and the comparators 64h, 64
AND gate 65 for calculating the logical product of each output of v and 64d
It is composed of The gate circuit 61 is, for example, as shown in FIG.
As shown, the image from the DCT circuit 13
Block GhConversion coefficient C supplied for eachijThe whole area 70
Is a size of, for example, 4 × 3 which contains a high-frequency component in the horizontal direction.
Region 71 and a high-frequency component in the vertical direction.
The region 72 of 3 × 4 size and the high frequency component in the oblique direction
Is divided into existing areas 73 having a size of 4 × 4, for example.
Conversion coefficient C of 71ij(I = 4-7, j = 0-2)
And the conversion coefficient C in the area 72ij(I = 0 to
2, j = 4 to 7) are supplied to the comparator 62v, and the
Conversion coefficient Cij(I = j = 4 to 7) is supplied to the comparator 62d.
I do. The comparator 62h calculates the conversion coefficient C of the area 71.ij
Is the horizontal threshold THhAnd the conversion coefficient CijIs large
When the threshold is high, for example, an H level is output and the comparator 62v
Is the conversion coefficient C of the area 72ijIs the threshold TH in the vertical direction.vWhen
By comparison, the conversion coefficient CijIs large, for example, H level
And the comparator 62d outputs the conversion coefficient Cij
Is the threshold value TH in the oblique direction.dAnd the conversion coefficient CijIs large
When the threshold is high, for example, an H level is output. The counters 63h, 63v and 63d compare
The number of H level of each output of the devices 62h, 62v and 62d is
Each of them is counted, and each count value is compared with a comparator 64
h, 64v, 64d. That is, the counter 6
3h, the threshold value TH in the area 71hThe above conversion staff
Number CijAre output, and the counter 63v indicates that the area 7
Threshold value TH at 2vThe above conversion coefficient CijNumber of output
From the counter 63d, the threshold value TH in the area 73 is obtained.
dThe above conversion coefficient CijIs output. The comparators 64h, 64v, 64d are
The respective count values from the data 63h, 63v, 63d correspond to the count values.
Threshold thh, Thv, ThdCompare with each
When the count value is large, for example, output the H level
I do. That is, from the comparator 64h, the region 71
Threshold THhThe above conversion coefficient CijIs the threshold thhthat's all
, The H level is output, and the comparator 64v outputs
Threshold TH in region 72vThe above conversion coefficient CijNumber of thresholds
Value thvAt this time, the H level is output and the comparator 64
From d, the threshold value TH in the area 73 is obtained.dConversion factor above
CijIs the threshold value tthdIn the above case, the H level is output.
It is. Specifically, for example, as shown in FIG.
Image block GhImage data area 90 is dark on the right side
The area 91 (the shaded area represents darkness) and the bright area on the left side
Image block having a vertical edge
Ku GhThen, the conversion coefficient CijMany horizontal high-frequency components
That is, the threshold value TH is set in the area 71.hThe above conversion coefficient C
ijOccur, and the threshold value TH is set in the area 73.dthat's all
Conversion coefficient CijAre generated, and the comparators 64h and 64d
Outputs an H level signal, and the comparator 64v outputs an L level signal.
A level signal is output. Also, for example, as shown in FIG.
Rock GhImage data area 90 is the upper dark area 9
3 and lower bright area 94, horizontal edge
Image block G havinghThen, the conversion coefficient CijVertical
The high-frequency component in the direction
vThe above conversion coefficient CijAre generated, and the area 7
The threshold value TH is 3dThe above conversion coefficient CijMany occur, the ratio
H level signals are output from the comparators 64v and 64d.
An L level signal is output from comparator 64h. For example, an image block G having a complicated pattern
hOr, for example, as shown in FIG.hof
The image data area 90 is obliquely above the dark area 95 on the upper side.
It consists of a lower bright area 96 with diagonal edges.
Image block GhThen, the conversion coefficient CijHorizontal and vertical
The high-frequency component in both directions is large,
The thresholds TH are respectively assigned to the areas 71, 72, 73h, THv, T
HdThe above conversion coefficient CijOccur in all comparators
H level signals are output from 64h, 64v, 64d
You. The AND gate 65 is obtained as described above.
Of the outputs of the comparators 64h, 64v, 64d
Ask for. As a result, from the AND gate 65, a complicated
Image block G with picturehWith diagonal edges
Image block GhH level signal is output
Image blocks with horizontal or vertical edges
Gookh, An L-level signal is output. Soshi
The AND gate 65 is thus detected.
Signal at the H levelhIs high
Activity A at the L levelhIs low
The weight coefficient generation circuit 52 via the terminal 67.
Supply. The weight coefficient generation circuit 52 performs the
Tee AhActivity A based onhIs low
Large, activity AhWhen the weight is high
Number KhAnd the weight coefficient KhIs supplied to the multiplier 53.
I do. The multiplier 53 has a conversion coefficient CijWeight coefficient KhThe bro
Conversion coefficient C multiplied by each weight and multiplied by a weight coefficientijTo
Quantizer QmTo supply. Quantizer QmHave different quantization widths
And an image block, for example, as shown in FIG.
GhConversion coefficient CijRegion 100 into 16 regions 101
116116, and the higher frequency components are coarsely quantized. Concrete
Specifically, for example, as shown in Table 1 below, the quantizer Q1
Is the conversion coefficient C in the regions 101 to 103ij1/2
And transform coefficients C in the regions 104 to 106ijTo 1 /
4 times, and transform coefficients C in the regions 107 to 108ij1
/ 6 times, and transform coefficients C in regions 109 to 111ijTo
Multiply by 1/8 and transform coefficient C in area 112ijIs 1/1
0, and transform coefficients C in regions 113 to 116ij1
After multiplying by / 16, quantization is performed with a predetermined quantization width q.
The quantizer QTwoIs converted in the areas 101 to 103
Coefficient CijIs multiplied by 、, and the conversion coefficient C
ijIs multiplied by 1/4, and the conversion coefficients are
CijIs multiplied by 1/6, and the conversion
Number CijIs multiplied by 8, and the conversion coefficient Cij
Is multiplied by 1/10, and the conversion coefficients are calculated in regions 113 to 115.
CijIs multiplied by 1/16, and the conversion coefficient Cij
Is multiplied by 1/32 and then quantized with a predetermined quantization width q.
The same image block Gh
Quantized data with different data amounts
Formed. Then, these quantized data are encoded
Supply to road 15. [0037] [Table 1]The encoding circuit 15 operates as shown in FIG.
In addition, the quantizer QmEach with a different amount of data from
Each of the quantized data is encoded by a variable length code,
Codes with different data amounts for the same sync block
Encoded data VLCijEncoders COD respectively formingm
(M = 1 to M) and each encoder CODmEncoding from
Data VLCijRespectively, and have a predetermined storage capacity.
Buffer memory BUFm(M = 1 to M) and
Buffer memory BUFmEncoding read from each
Data VLCijSelector 54 for selecting one of
Each buffer memory BmIs detected by detecting the overflow of
The selector 54 is provided by a quantizer selection signal described later.
And a control circuit 55 for controlling The encoding circuit 15 performs each quantization.
Container QmQuantized data of different data amount from
For example, so-called Huffman code and run-length
Code by Run Length code
Codes with different data amounts for the same sync block
Encoded data VLCijAnd each of these encoded data
Data VLCijTo the buffer memory BUFmRemember each
And each of these buffer memories BUFmOh no
Detects bar flow, does not cause overflow, and
Quantizer Q for maximum data amountmThe quantity for choosing
The quantizer selection signal, that is, the quantizer QmSelect number m
To the encoded data selected by the selector 54.
Data VLCijThrough the terminal 5 to the Paris shown in FIG.
Output to the tee adding circuit 17. This result
As a result, the encoding circuit 15 outputs the data of the sync block.
Data amount is within the specified amount and the data amount is maximized.
Coded data VLC quantized with the minimum quantization widthij
Is output. In other words, a predetermined number of image blocks Gh
And the fixed length of the sink block
Conversion coefficient C within the range of fixed length data capacityijThe most detailed
Coded data VLC obtained by quantizationijIs output
It is. Synchronization signal insertion with parity addition circuit 17
The circuit composed of the circuit 18 is as shown in FIG.
A parity generator 56 for generating parity and a synchronization signal
A synchronizing signal generator 57 for generating a signal and an ID,
Activity detection circuit 51, selector 54-generation of synchronization signal
Activity A respectively supplied from the device 57h,amount
Child device QmNumber m, encoded data VLCij, Parite
MUX58 for time division multiplexing of synchronization signal and ID
It is composed of From the MUX 58, for example,
One sync block includes a synchronization signal, an ID,
Quantizer Q used in sync blockmNumber m, each
Image block GhActivity Ah, A certain number of images
Block GhEncoded data VLCijFrom parity
Is output. As described above, in this image coding apparatus,
The image data supplied via the terminal 4 is arranged in a spatial arrangement.
N × n image blocks GhSplit into each image
Block GhAfter DCT of the image data of
Conversion coefficient CijWith a predetermined number of image blocks GhShin consisting of
Block is fixed length and the amount of data allowed
Quantizer Q with minimum quantization width withinmAnd quantized using
Variable length coding of the obtained quantized data
When forming and transmitting this transmission data via the terminal 5
And each image block GhActivity AhBased on
For example, activity AhWhen weight is low, large weight
Coefficient KhAnd activity AhSmall when high
Weight coefficient KhTo the image block GhConversion coefficient C for eachij
Is multiplied and quantized, so that all the
Image block GhThe same quantizer QmFor
Activity AhLow image block Ghof
Conversion coefficient CijCan be relatively finely quantized,
Visually distinguish block distortion and quantization distortion during playback
Good image quality can be obtained. In particular, as described above, each image block Gh
Activity AhActivity A based onh
High image block GhIs coarse, activity AhBut
Low image block GhIs finely quantized
But activity AhWhen detecting
Region 71 with high-frequency component inside, vertical high-frequency component inside
Region 72 and the region in which the high-frequency component in the oblique direction exists.
In each area of 73, the conversion coefficient C equal to or more than the respective thresholdijof
Number and detect each image block based on their intersection.
Ku GhActivity AhTo detect
For example, as shown in FIGS. 6a, 6b
Is an image block G having edges only in the vertical directionhTo
Then Activity AhCan be detected lower
Image blocks G with complex patternshFor
Activity Ah6a and 6b can be detected.
Image block G with a monotonous pattern as shownhFinely quantified
To prevent so-called mosquito noise
can do. For example, as shown in FIG.
Block G with Directional EdgehThen, I mentioned above
Sea urchin AhIs detected high and coarsely quantized
However, since the diagonal component is visually inconspicuous,
It doesn't matter. Here, activity AhThe other side of detection
The method will be described. In the above embodiment, the regions 71 and 7
Conversion coefficients C equal to or larger than the threshold value in 2, 73ijBased on the number of
Activity AhIs detected, but the
In the regions 71, 72 and 73, the sum of the absolute values of
Each is calculated, and the sum of the absolute
And the activity is determined by the logical product of the comparison results in each area.
Tee AhTo be detected. As a result, the implementation
As in the example, image blocks with horizontal or vertical edges
Rock GhExcept for complex patterns with high-frequency components
Image block GhCan be detected, and the above-described embodiment and
Similar effects can be obtained. Next, the reproduction system of this VTR will be described.
I do. This reproducing system, as shown in FIG.
Signal reproduced by the magnetic head 31 from the loop 1
Is subjected to signal processing such as NRZI demodulation to transmit data
Channel decoder (hereinafter simply referred to as DEC)
) 32 and transmitted from the DEC 32 as serial data.
To convert incoming transmission data into parallel data.
An al / parallel (S / P) converter 33;
When synchronizing transmission data from S / P converter 33,
Both are encoded data VLCijTo play the sync signal
Path 34 and the encoded data VLCijOccurs when playing
A time axis correction circuit (hereinafter, TBC:
Time Base Corrector) 35 and TBC 35
Coded data VLCijError correction,
Encoded data VLC that could not be correctedijError
An error correction circuit 36 for setting a flag EF;
-Variable-length coded when recording from the correction circuit 36
Encoded data VLCijAnd decode the quantized data again.
The decoding circuit 37 to generate and the quantum from the decoding circuit 37
Conversion processing by subjecting the quantized data to signal processing such as inverse quantizationij
And an inverse quantization circuit 38 for reproducing the
Conversion coefficient CijImage data by orthogonal transformation of
Inverse discrete cosine transform circuit (hereinafter referred to as IDCT circuit) 39
And the image block G from the IDCT circuit 39.hSupply each
1 frame or 1 field from image data
A reverse blocking circuit 40 for forming image data of
Based on the error flag EF from the error correction circuit 36
Error in the image data from the deblocking circuit 40
An error correction circuit 41 for performing correction, and the error correction circuit 4
Converts image data from 1 to analog signal and outputs
Digital / analog converter (hereinafter referred to as D / A converter)
) 42. Next, of the reproduction system configured as described above,
The operation will be described. DEC32 is magnetic tape 1
Binarize the reproduction signal reproduced by the magnetic head 31
After performing NRZI demodulation, for example,
The transmission data is reproduced by performing
Is supplied to a synchronization signal detection circuit 34 via an S / P converter 33.
Pay. The synchronizing signal detection circuit 34 is provided with the S / P converter 3
From the transmission data converted to parallel data in step 3
Signal, the synchronization is pulled in, and the encoded data VL
CijTo reproduce the encoded data VLCijTo TBC35
To supply. The TBC 35 is an encoded data VLCijtime
Perform inter-axis correction to absorb fluctuations in the time axis that occur during playback
And the time-axis corrected encoded data VLCijThe Ella
To the correction circuit 36. The error correction circuit 36 outputs the encoded data VL
CijError correction using the parity added when recording
And has an error that exceeds the error correction capability.
Encoded data VLCijError flag EF
And the error-corrected coded data VLCijDecrypt
To the conversion circuit 37. The decoding circuit 37 outputs a Huffman code
Encoding encoded by a signal and a run-length code
Data VLCijTo reproduce the quantized data,
Is supplied to the inverse quantization circuit 38. The inverse quantization circuit 38 generates the encoded data VLC
ijQuantizer Q reproduced together withmBased on the number m of
Quantizer Q used for recordingmRecognizes this quantum
Chemistry QmInverse quantization of quantization data with quantization width corresponding to
And the encoded data VLCijPlayed with
Activity AhIs multiplied during recording based on
Each image block GhWeighting factor KhRecognize and quantize
Weighted coefficient KhMultiply the reciprocal of
CijAnd the conversion coefficient CijTo the IDCT circuit 39
Supply. The IDCT circuit 39 has a conversion matrix for recording.
Using the transpose ofijBy orthogonal transformation
Data to image block GhPlayback each time, this image data
It is supplied to the inverse blocking circuit 40. The deblocking circuit 40 generates the image block G
hOne frame or one frame from the image data reproduced every time
Error correction circuit 4 for forming image data for the field
Feed to 1. The error correction circuit 41, for example,
Image data that could not be corrected by the error correction circuit 36.
Interpolation using error-free image data near the data
Of the image data that could not be corrected
Error correction is performed, and the image data with this error corrected
Is supplied to the D / A converter 42. The D / A converter 42 outputs the error-corrected image.
Converts image data into analog signals, and
Video signals as a luminance signal Y and color difference signals U and V, for example.
Output. As described above, when recording, the sync block
All image blocks GhThe same quantizer for
QmUsing the conversion coefficient CijIs quantized into an image block G
hActivity AhActivity A based on
hLow image block GhConversion coefficient CijIs relatively thin
Activity AhHigh image blocks
GhConversion coefficient CijIs relatively coarsely quantized,
And the quantizer QmNumber m and each picture
Image block GhActivity AhRecord
By using this information during playback,
Block reproduction and quantization distortion
Plays a video signal with good image quality that is not visually noticeable
Can be In particular, activity A when recordingh
Detection based on horizontal, vertical, and diagonal high-frequency components.
That is, in three regions 71, 72, 73
Conversion coefficient C above thresholdijThe number of, or the converter for each area
Number CijBased on the sum of absolute values of
, The conversion coefficient C equal to or larger than the thresholdijNumber or conversion factor
CijHigh activity A when the sum of absolute values of
hBy setting the horizontal or vertical edge
Image block G havinghExcluding high frequency components
Image block G with complicated patternhCan detect
Mosquito noise can be prevented. As is clear from the above description, the present invention
Then, the image data is divided into n × n pieces in the spatial arrangement by one block.
Image data of each block
Is orthogonally transformed using a cosine function to calculate a transform coefficient.
For the transform coefficients of
Area, the area that contains the high-frequency component in the vertical direction, and the
Detects conversion coefficients for each region of the region containing high-frequency components
Of the detected conversion coefficients,
Is calculated for each area, and based on the number,
Detects the degree of definition of the area. And in all areas
If high definition is detected, the definition of the block
Is determined to be high, and the weight according to the level of the determined fineness is determined.
Process of transforming multiplied coefficients into multiple blocks
By quantizing using the same quantizer in units,
Quantize transform coefficients of blocks with low definition relatively finely
Visualization of block distortion and quantization distortion
In order to obtain good image quality.
it can. [0059]

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明を適用した画像符号化装置の実施例の回
路構成を示すブロック図である。 【図2】上記画像符号化装置を適用したディジタルビデ
オテープレコーダの記録系の回路構成を示すブロック図
である。 【図3】上記画像符号化装置を適用したディジタルビデ
オテープレコーダの再生系の回路構成を示すブロック図
である。 【図4】上記画像符号化装置を構成するアクティビティ
検出回路の回路構成を示すブロック図である。 【図5】上記アクティビティ検出回路の動作を説明する
ための変換係数の領域を示す図である。 【図6】エッジを有する絵柄の画像ブロックを模式的に
示す図である。 【図7】上記画像符号化装置を構成するアクティビティ
検出回路の量子化器の動作を説明するための変換係数の
領域を示す図である。 【符号の説明】 12、62・・・ブロック化回路 13・・・DCT回路 14・・・量子化回路 51・・・アクティビティ検出回路 Qm ・・・量子化器
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an embodiment of an image encoding device to which the present invention has been applied. FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a recording system of a digital video tape recorder to which the image encoding device is applied. FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of a reproduction system of a digital video tape recorder to which the image encoding device is applied. FIG. 4 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an activity detection circuit included in the image encoding device. FIG. 5 is a diagram illustrating a conversion coefficient area for explaining the operation of the activity detection circuit; FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a picture image block having an edge. FIG. 7 is a diagram illustrating a region of a transform coefficient for explaining an operation of a quantizer of an activity detection circuit included in the image encoding device. [Description of Reference Numerals] 12, 62 ... blocking circuit 13 ... DCT circuit 14 ... quantization circuit 51 ... activity detecting circuit Q m ... quantizer

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−105792(JP,A) 特開 平2−84894(JP,A) 村田和行,”適応的量子化を用いたD CT符号化法 −ディジタルカラー複写 機への適用−”,画像電子学会誌,日 本,社団法人 画像電子学会,1991年10 月25日,第20巻,第5号,P.467−475 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419 Continuation of front page (56) References JP-A-2-105792 (JP, A) JP-A-2-84894 (JP, A) Kazuyuki Murata, "DCT coding method using adaptive quantization-digital Application to Color Copier-", Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan, Japan, The Institute of Image Electronics Engineers of Japan, October 25, 1991, Vol. 20, No. 5, p. 467-475 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 7/ 24-7/68 H04N 1/41-1/419

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 画像データを空間配置におけるn×n個
を1ブロックとするブロックに分割するブロック化手段
と、 該ブロック化手段からの各ブロックの画像データを余弦
関数を用いて直交変換して変換係数を算出する離散余弦
変換手段と、 該離散余弦変換手段により算出された変換係数から水平
方向の高域成分を内在する領域、垂直方向の高域成分を
内在する領域及び斜め方向の高域成分を内在する領域の
各領域毎の変換係数を検出する領域係数検出手段と、該領域係数検出手段で検出された変換係数のうち各領域
における閾値以上の変換係数の数を各領域毎に求め、そ
の数に基づいて各領域の精細度の高低を検出する精細度
検出手段と、 全ての領域で精細度が高いと検出された場合、当該ブロ
ックの精細度が高いと判定する精細度判定手段と、 該精細度判定手段により判定された精細度の高低に応じ
た重み係数を上記離散余弦変換手段により算出された変
換係数に乗算する重み係数乗算手段と、 該重み係数乗算手段により重み係数が乗算された変換係
を、複数ブロックからなる処理単位で同じ量子化器を
使用して量子化する量子化手段とを有することを特徴と
する画像符号化装置。
(57) [Claim 1] Blocking means for dividing image data into blocks of n × n blocks in a spatial arrangement, and image data of each block from the blocking means. A discrete cosine transform unit for performing an orthogonal transform using a cosine function to calculate a transform coefficient; and an area having a horizontal high-frequency component and a vertical high-frequency component from the transform coefficient calculated by the discrete cosine transform means. a domain coefficient detecting means for detecting the transform coefficients of each region in the region underlying the high frequency component of the intrinsic region and the oblique direction, each region of the transform coefficients detected by the region coefficient detection means
The number of conversion coefficients equal to or larger than the threshold in
To detect the degree of detail of each area based on the number of
Detecting means and, if high definition is detected in all the regions,
And a weight for multiplying the conversion coefficient calculated by the discrete cosine conversion means by a weight coefficient corresponding to the level of the fineness determined by the fineness determination means. Coefficient multiplying means, and transform coefficients multiplied by the weighting coefficients by the weighting coefficient multiplying means , using the same quantizer in a processing unit consisting of a plurality of blocks.
And a quantizing means for performing quantization by using the image encoding apparatus.
JP35318091A 1991-12-18 1991-12-18 Image coding device Expired - Lifetime JP3364939B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35318091A JP3364939B2 (en) 1991-12-18 1991-12-18 Image coding device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35318091A JP3364939B2 (en) 1991-12-18 1991-12-18 Image coding device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05168001A JPH05168001A (en) 1993-07-02
JP3364939B2 true JP3364939B2 (en) 2003-01-08

Family

ID=18429101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35318091A Expired - Lifetime JP3364939B2 (en) 1991-12-18 1991-12-18 Image coding device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3364939B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1605401A2 (en) 2004-06-07 2005-12-14 Sony Corporation Image processing apparatus and method, and programm

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996028937A1 (en) * 1995-03-09 1996-09-19 Sony Corporation Method and device for encoding picture signal
KR100571027B1 (en) 1996-09-06 2006-11-30 소니 가부시끼 가이샤 Data encoding method and apparatus
JP4392583B2 (en) 2003-06-27 2010-01-06 ソニー株式会社 Signal processing apparatus, signal processing method, program, and recording medium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
村田和行,"適応的量子化を用いたDCT符号化法 −ディジタルカラー複写機への適用−",画像電子学会誌,日本,社団法人 画像電子学会,1991年10月25日,第20巻,第5号,P.467−475

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1605401A2 (en) 2004-06-07 2005-12-14 Sony Corporation Image processing apparatus and method, and programm

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05168001A (en) 1993-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0583696A (en) Picture encoding device
US5434623A (en) Method and apparatus for image data compression using combined luminance/chrominance coding
EP0550012B1 (en) Apparatus for compression encoding video signals
JP3097665B2 (en) Time-lapse recorder with anomaly detection function
JPH0522715A (en) Picture encoder
JPH04373286A (en) Picture encoder
JP3364939B2 (en) Image coding device
JP3271098B2 (en) Digital image signal decoding apparatus and method
JP2890740B2 (en) Digital video signal playback device
JP3036182B2 (en) Image coding device
JPS63284974A (en) Picture compression system
JP3326828B2 (en) Digital image signal receiving / reproducing device
JP3382959B2 (en) Image coding device
JPH05176311A (en) Image coding device
JP3143970B2 (en) Image coding device
JP3627256B2 (en) Apparatus and method for receiving / reproducing digital image signal
JPH04367183A (en) Picture encoder
JP3161110B2 (en) High-efficiency encoder for digital video signals.
JPH0514739A (en) Picture encoding device
JP3271097B2 (en) Digital image signal decoding device
JPH04367184A (en) Picture encoder
JP3271100B2 (en) Digital image signal decoding apparatus and method
JPH0522716A (en) Picture encoder
JPH04373260A (en) Picture coder
Guillotel et al. FLC and VLC coding for professional digital HDTV recording—Application to D1-like recorders

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020730

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20021001

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081101

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091101

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091101

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101101

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111101

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121101

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121101

Year of fee payment: 10