JP3509346B2 - Encoding device and encoding method - Google Patents

Encoding device and encoding method

Info

Publication number
JP3509346B2
JP3509346B2 JP31356095A JP31356095A JP3509346B2 JP 3509346 B2 JP3509346 B2 JP 3509346B2 JP 31356095 A JP31356095 A JP 31356095A JP 31356095 A JP31356095 A JP 31356095A JP 3509346 B2 JP3509346 B2 JP 3509346B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
code
layer
image signal
quantization
quantized
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
JP31356095A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08237137A (en
Inventor
哲二郎 近藤
泰弘 藤森
健治 高橋
邦雄 川口
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 JP31356095A priority Critical patent/JP3509346B2/en
Publication of JPH08237137A publication Critical patent/JPH08237137A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3509346B2 publication Critical patent/JP3509346B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ディジタルオー
ディオ信号、ディジタル画像信号等の入力信号とこれか
ら生成された予測値との残差を量子化するための量子化
装置および量子化方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quantizing device and a quantizing method for quantizing a residual between an input signal such as a digital audio signal and a digital image signal and a prediction value generated from the input signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタルオーディオ信号、ディジタル
画像信号等の伝送情報量を圧縮するための符号化とし
て、予測符号化が知られている。例えば1次元DPCM
は、時間方向において、入力サンプル値と予測値との差
分(残差)を形成し、2次元DPCMは、空間方向にお
いて入力サンプル値と予測値との残差を形成する。ディ
ジタル情報信号は、時間方向、空間方向の相関を有して
いるので、残差が0付近に集中する。従って、残差信号
を元の量子化ビット数より少ないビット数により量子化
することが可能で、それによって、情報量を圧縮でき
る。また、残差信号の分布の集中を利用して可変長符号
化を行うことによって、さらに、情報量を圧縮できる。
2. Description of the Related Art Predictive coding is known as coding for compressing the amount of transmission information such as digital audio signals and digital image signals. For example, one-dimensional DPCM
Forms the difference (residual) between the input sample value and the predicted value in the time direction, and the two-dimensional DPCM forms the residual difference between the input sample value and the predicted value in the spatial direction. Since the digital information signal has a correlation in the time direction and the spatial direction, the residual error is concentrated near 0. Therefore, the residual signal can be quantized with a smaller number of bits than the original number of quantized bits, whereby the amount of information can be compressed. Further, the amount of information can be further compressed by performing the variable length coding by utilizing the concentration of the distribution of the residual signal.

【0003】一般的に、残差信号の度数分布では、0付
近に値が集中するため、残差信号を対象とする量子化装
置としては、0付近の量子化ステップ幅を細かくし、レ
ベルが大きくなるほど、量子化ステップ幅を粗くする非
線形量子化装置が周知である。この非線形量子化を含め
て従来の量子化装置は、発生しうる残差信号の全てのレ
ベルを量子化対象としている。例えばディジタル画像信
号の1サンプル(1画素)が8ビットに量子化されてい
る場合、残差信号としては、(−255〜+255)の
値が存在しうる。従来の量子化装置は、この全範囲を量
子化の対象としている。
Generally, in the frequency distribution of the residual signal, the values are concentrated near 0. Therefore, as a quantizer for the residual signal, the quantization step width near 0 is made fine and the level is Non-linear quantizers are known that make the quantization step width coarser as the size increases. A conventional quantizing device including this non-linear quantizing targets all levels of a residual signal that can be generated as a quantizing object. For example, when one sample (one pixel) of the digital image signal is quantized to 8 bits, the residual signal may have a value of (-255 to +255). In the conventional quantizer, this entire range is targeted for quantization.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ここで、従来の量子化
装置では、2進数によるビット表現により量子化値を表
すため、量子化ステップ数が偶数に限られてきた。この
量子化ステップ数が偶数に限られ(ると)、差分データ
を量子化する場合、0を復号値として持つように設計す
ると量子化が正負対称にならなかった。あるいは、量子
化ステップ数が2n−1で良い場合でも、2nの量子化
ステップ数を使用しなければならないため無駄があっ
た。
Here, in the conventional quantizer, since the quantized value is represented by the bit representation by the binary number, the number of quantization steps has been limited to an even number. When the number of quantization steps is limited to an even number, and when the difference data is quantized, if the design is made to have 0 as a decoded value, the quantization does not become positive and negative symmetry. Alternatively, even if the number of quantization steps is 2n-1, it is wasteful because the number of quantization steps of 2n must be used.

【0005】また、量子化ビット数を例えば2ビットか
ら3ビットに変更した場合には、量子化ステップ数が4
から8に増加する。この例のように、量子化ビット数に
対する量子化ステップ数の変化の程度が大きい。このこ
とは、伝送データ量を略一定に制御する目的で量子化ビ
ット数を可変する場合、ビット数の変化に対する量子化
ステップ幅の変化が大きくなり、復元画像の画質の変化
が大きくなる問題があった。
When the number of quantization bits is changed from 2 bits to 3 bits, the number of quantization steps is 4.
To 8 As in this example, the degree of change in the number of quantization steps with respect to the number of quantization bits is large. This means that when the number of quantization bits is varied for the purpose of controlling the transmission data amount to be approximately constant, the change in the quantization step width with respect to the change in the number of bits becomes large, and the change in the image quality of the restored image becomes large. there were.

【0006】従って、この発明の目的は、量子化ステッ
プ数が奇数/偶数の何れでも良く、また、量子化ステッ
プ数の変化の程度が抑えることが可能な量子化装置およ
び量子化方法を提供することにある。
Accordingly, the purpose of this invention, it quantization step number is either odd / even, also, Oyo quantizer capable of suppressing the degree of change in the number of quantization steps
And providing a quantization method .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した課題を達成する
ために、請求項1の発明は、入力されたディジタル信号
を量子化し、量子化されたディジタル信号に対して可変
長化符号を行なう符号化装置において、ディジタル信号
を、所定の量子化ステップ数で量子化して量子化コード
を生成する量子化コード生成手段と、量子化ステップ数
に基づいて複数の可変長符号化方法のうちの一つを決定
し、量子化コードに対して可変長符号化を行なう可変長
符号化手段とを有することを特徴とする符号化装置であ
る。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is a code for quantizing an input digital signal and performing a variable length coding on the quantized digital signal. One of a plurality of variable length coding methods based on the number of quantization steps, and a quantization code generation means for generating a quantization code by quantizing a digital signal with a predetermined number of quantization steps And a variable length coding means for performing variable length coding on the quantized code.

【0008】請求項の発明は、入力されたディジタル
信号と予測値との残差信号を量子化し、量子化された残
差信号に対して可変長符号化を行う符号化装置におい
て、残差信号を、所定の量子化ステップ数で量子化して
量子化コードを生成する量子化コード生成手段と、量子
化ステップ数に基づいて複数の可変長符号化方法のうち
の一つを決定し、量子化コードに対して可変長符号化を
行なう可変長符号化手段とを有することを特徴とする符
号化装置である。
According to the present invention of claim 8 , the residual signal between the input digital signal and the prediction value is quantized, and the quantized residual signal is subjected to variable length coding. Quantize the signal with a predetermined number of quantization steps to generate a quantization code, and determine one of a plurality of variable length coding methods based on the number of quantization steps, And a variable length coding means for performing variable length coding on the coded code.

【0009】請求項に記載の発明は、第1階層の画像
信号よりも画素数が減少された第2階層の画像信号を形
成し、第2階層の画像信号から第1階層の画像信号を予
測し、第1階層の画像信号と予測値との差分値を生成
し、第2階層の画像信号おいて差分値を伝送する符号化
装置において、差分値および第2階層の画像信号が第1
および第2の量子化装置に対して供給され、第1および
第2の量子化装置は、入力されたディジタル信号を任意
の量子化ステップ数で量子化して量子化コードを生成す
る量子化コード生成手段と、量子化コードを予め定めら
れた可変長符号に対応させることにより量子化値を生成
する量子化手段とを有することを特徴とする、符号化装
置である。
According to a ninth aspect of the present invention, an image signal of the second layer in which the number of pixels is smaller than that of the image signal of the first layer is formed, and the image signal of the first layer is converted from the image signal of the second layer. In a coding device that performs prediction, generates a difference value between a first layer image signal and a predicted value, and transmits the difference value in the second layer image signal, the difference value and the second layer image signal are first
And a second quantizing device, and the first and second quantizing devices generate a quantized code by quantizing the input digital signal with an arbitrary number of quantization steps. An encoding device having means and a quantizer for generating a quantized value by associating a quantized code with a predetermined variable length code.

【0010】請求項10に記載の発明は、第1階層の画
像信号よりも画素数が減少された第2階層の画像信号を
形成し、第2階層の画像信号から第1階層の画像信号を
予測し、第1階層の画像信号と予測値との差分値を生成
し、第2階層の画像信号おいて差分値を伝送する符号化
装置において、第1階層の画像信号を用いて、第2階層
の画像信号を形成する形成手段と、第2階層の画像信号
から第1の画像信号の値を予測することで予測値を生成
する予測手段と、第1階層の画像信号と予測値との差分
値を生成する生成手段と、差分値を量子化する第1の量
子化手段と、第2階層の画像信号を量子化する第2の量
子化手段とを有し、第1の量子化手段は、差分値を任意
の量子化ステップ数で量子化して量子化コードを生成
し、量子化コードを予め定められた可変長符号に対応さ
せることにより量子化値を生成し、第2の量子化手段
は、第2階層の画像信号を任意の量子化ステップ数で量
子化して量子化コードを生成し、量子化コードを予め定
められた可変長符号に対応させることにより量子化値を
生成することを特徴とする、符号化装置である。
According to a tenth aspect of the present invention, an image signal of the second layer in which the number of pixels is smaller than that of the image signal of the first layer is formed, and the image signal of the first layer is converted from the image signal of the second layer. In a coding device that performs prediction, generates a difference value between a first-layer image signal and a predicted value, and transmits the difference value in the second-layer image signal, a second-layer image signal is generated using the first-layer image signal. A forming means for forming an image signal of a hierarchy, a predicting means for generating a predicted value by predicting a value of the first image signal from an image signal of the second hierarchy; and an image signal of the first hierarchy and the predicted value. A first quantizing means for generating a difference value, a first quantizing means for quantizing the difference value, and a second quantizing means for quantizing the image signal of the second layer; Quantizes the difference value with an arbitrary number of quantization steps to generate a quantized code. To generate a quantized value by making it correspond to a variable-length code determined in advance, and the second quantizing means quantizes the image signal of the second layer with an arbitrary number of quantization steps to generate a quantized code. An encoding device is characterized in that a quantized value is generated by associating a quantized code with a predetermined variable length code.

【0011】この発明は、量子化ステップ数を実質的に
奇数とすることができる。従って、差分データ(残差信
号)を量子化する場合、0を復号値として持つように設
計しても量子化が正負対称になる。また、量子化ステッ
プ数が2n−1が最適な場合、その最適な量子化ステッ
プ数を用いて量子化することができる。
The present invention can make the number of quantization steps substantially odd. Therefore, when the difference data (residual signal) is quantized, the quantization becomes positive and negative symmetry even if it is designed to have 0 as a decoded value. When the number of quantization steps is 2n-1, the quantization can be performed using the optimal number of quantization steps.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て図面を参照して説明する。ここで、残差信号を発生す
る予測符号化のエンコーダの一例を図1に示す。図1A
において、11で示す入力端子に例えばディジタル画像
信号が供給される。ディジタル画像信号が予測部12お
よび減算器13に供給され、減算器13では、各画素値
から予測部12で生成された予測値が減算され、その出
力に残差信号が発生する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, an example of a predictive coding encoder that generates a residual signal is shown in FIG. Figure 1A
At, for example, a digital image signal is supplied to the input terminal indicated by 11. The digital image signal is supplied to the prediction unit 12 and the subtractor 13, and the subtractor 13 subtracts the prediction value generated by the prediction unit 12 from each pixel value, and a residual signal is generated at its output.

【0013】この残差信号がブロック化回路14を介し
て量子化部15に供給され、元の量子化ビット数より少
ない量子化ビット数で量子化される。この量子化部15
に対してこの発明が適用され、その一例が図4に示され
る。量子化部15からは、可変長符号化された量子化値
とサイド情報とが発生する。サイド情報が出力端子17
に取り出される。実際的には、図1Bに示すように、減
算器13の出力を局部復号器12´に供給し、局部復号
器12´からの復号出力が減算器13に供給される。
This residual signal is supplied to the quantizer 15 via the blocking circuit 14 and quantized with a smaller number of quantization bits than the original number of quantization bits. This quantizer 15
The present invention is applied to, and an example thereof is shown in FIG. The quantization unit 15 generates a variable-length coded quantized value and side information. Side information is output terminal 17
Taken out. Practically, as shown in FIG. 1B, the output of the subtractor 13 is supplied to the local decoder 12 ′, and the decoded output from the local decoder 12 ′ is supplied to the subtractor 13.

【0014】図1に示すエンコーダと対応するデコーダ
を図2に示す。量子化値およびサイド情報が入力端子2
1および22にそれぞれ供給される。量子化値およびサ
イド情報が逆量子化部24に供給され、量子化値がそれ
ぞれ量子化復号値(代表値)へ変換される。
A decoder corresponding to the encoder shown in FIG. 1 is shown in FIG. Input terminal 2 with quantized value and side information
1 and 22 respectively. The quantized value and the side information are supplied to the inverse quantization unit 24, and the quantized value is converted into a quantized decoded value (representative value).

【0015】逆量子化部24からの量子化復号値が加算
器25に供給される。加算器25の出力が出力端子27
に導かれると共に、予測部26に供給される。予測部2
6から予測値が得られ、この予測値が加算器25に供給
される。エンコーダの時に、誤差の累積を防止するため
に、周期的にリフレッシュ用のサンプル値それ自体が挿
入される時には、加算器25は、加算動作を行わずに、
量子化復号値をそのまま出力端子27に導く。
The quantized decoded value from the inverse quantizer 24 is supplied to the adder 25. The output of the adder 25 is the output terminal 27.
And is supplied to the prediction unit 26. Prediction unit 2
The predicted value is obtained from 6, and this predicted value is supplied to the adder 25. At the time of the encoder, when the refresh sample value itself is periodically inserted to prevent the accumulation of errors, the adder 25 does not perform the addition operation,
The quantized decoded value is led to the output terminal 27 as it is.

【0016】図3は、予測の一例を説明するためのもの
で、1画面の一部を示す。a〜hのそれぞれは、局部復
号された画素値を示し、A〜Pは、符号化される前の画
素値を示す。画素値Aに対しての予測値A´は、近傍の
局部復号画素値を使用して形成される。例えばA´=4
c−3(b−f)、A´=f+c−d等により画素値A
の予測値が形成される。画素値Bに対する予測値も、同
様の演算によって、局部復号値を使用してなされる。
FIG. 3 is for explaining an example of prediction and shows a part of one screen. Each of a to h indicates a locally decoded pixel value, and each of A to P indicates a pixel value before being encoded. The predicted value A ′ for the pixel value A is formed using the locally decoded pixel values in the vicinity. For example, A '= 4
c-3 (b-f), A '= f + c-d, etc.
The predicted value of is formed. The prediction value for the pixel value B is also calculated using the locally decoded value by the same calculation.

【0017】そして、真の画素値例えばAから予測値例
えばA´が減算され(すなわち、Δa=A−A´)、残
差Δaが形成される。ブロック化回路14によって、残
差を図3に示すように、4画素×4画素のブロックに分
割する。なお、ディジタルオーディオ信号を扱う場合に
は、時間方向の予測値が形成され、1次元の残差信号の
ブロックが形成される。
Then, the predicted value, for example, A'is subtracted from the true pixel value, for example, A (that is, Δa = A-A ') to form the residual Δa. The blocking circuit 14 divides the residual into blocks of 4 pixels × 4 pixels as shown in FIG. When handling a digital audio signal, a prediction value in the time direction is formed and a block of a one-dimensional residual signal is formed.

【0018】ここで、図4に、量子化部15の詳細な構
成の一実施例を示す。入力端子31を介して、減算器1
3から残差信号が量子化部15に供給される。量子化部
15には、ROM32、量子化器34、アクティビティ
ー検出回路33が含まれる。上述したように残差信号が
4画素×4画素のブロックに分割され、ブロック化され
たデータは、アクティビティー検出回路33および量子
化器34へ供給される。
Here, FIG. 4 shows an embodiment of the detailed configuration of the quantizer 15. Subtractor 1 via input terminal 31
The residual signal from 3 is supplied to the quantizer 15. The quantizer 15 includes a ROM 32, a quantizer 34, and an activity detection circuit 33. As described above, the residual signal is divided into blocks of 4 pixels × 4 pixels, and the blocked data is supplied to the activity detection circuit 33 and the quantizer 34.

【0019】このアクティビティー検出回路33におけ
るアクティビティー判定法の一例としては、ダイナミッ
クレンジが用いられる。また、ダイナミックレンジ以外
では、平均値に対する差分絶対値和、標準偏差の絶対値
などをアクティビティーとして用いることも可能であ
る。
Dynamic range is used as an example of the activity determination method in the activity detection circuit 33. In addition to the dynamic range, the sum of absolute differences with respect to the average value, the absolute value of standard deviation, and the like can be used as activities.

【0020】そして、アクティビティー検出回路33に
おいて、検出されたアクティビティーに基づいて量子化
特性が決定される。この例では、量子化ステップ数が決
定され、量子化器34およびROM32へ量子化ステッ
プ数を指示する制御信号が供給される。量子化器34
は、ブロック化された残差信号のデータをこの量子化ス
テップ数で量子化する。また、アクティビティー検出回
路33から量子化ステップ数を示すIDがサイド情報と
して出力端子17から取り出される。量子化器34から
の量子化コードおよびIDがROM32にアドレスとし
て供給され、ROM32からは可変長符号が出力端子1
6に取り出される。
Then, the activity detecting circuit 33 determines the quantization characteristic based on the detected activity. In this example, the number of quantization steps is determined, and a control signal indicating the number of quantization steps is supplied to the quantizer 34 and the ROM 32. Quantizer 34
Quantizes the data of the blocked residual signal with this number of quantization steps. Further, the ID indicating the number of quantization steps is taken out from the output terminal 17 as side information from the activity detection circuit 33. The quantization code and ID from the quantizer 34 are supplied to the ROM 32 as an address, and the variable length code is output from the ROM 32 to the output terminal 1
6 is taken out.

【0021】こおように、量子化部15が量子化器34
とROM32とを一体とした構成とすることで、従来の
偶数の量子化ステップ数とは異なり、奇数の量子化ステ
ップ数を使用することができるようにする。すなわち、
伝送あるいは記録されるのは可変長符号化された量子化
値であり、その前段階の量子化ステップ数は、任意に選
定することが可能である。ROM32内に格納される可
変長符号化のコード変換テーブルを適切に設計すること
によって、伝送情報量の増加が抑えられる。コード変換
テーブルの一例について、以下に説明する。この例は、
説明を簡単とするため量子化ステップ数が3のときの一
例である。この図5は、入力値(量子化34からの量
子化コード)(−255〜+255)とROM32から
読出される出力値(−255〜+255)との関係を示
したものである。このように、量子化ステップ数を奇数
(3)とすることで、一つの量子化コードの代表値が必
ず0となり、さらに、正負対称に量子化ステップ幅Δを
配することができる。
As described above, the quantizer 15 includes the quantizer 34.
By combining the ROM 32 with the ROM 32, it is possible to use an odd number of quantization steps, unlike the conventional even number of quantization steps. That is,
What is transmitted or recorded is a variable-length encoded quantized value, and the number of quantized steps in the preceding stage can be arbitrarily selected. By properly designing the variable length code conversion table stored in the ROM 32, an increase in the amount of transmission information can be suppressed. An example of the code conversion table will be described below. This example
For simplification of description, this is an example when the number of quantization steps is 3. FIG 5 is (quantization code from the quantizer 34) input values (- 255~ + 255) and shows the relationship between the output value to be read (-255~ + 255) from the ROM 32. In this way, by setting the number of quantization steps to an odd number (3), the representative value of one quantization code is always 0, and the quantization step width Δ can be arranged symmetrically in positive and negative directions.

【0022】アクティビティー検出回路33では、ブロ
ックの残差信号のレベル分布の最大値MAXおよび最小
値MINを検出し、上述したようにダイナミックレンジ
DR(=MAX−MIN)を演算する。検出されたダイ
ナミックレンジDRが0〜63のとき、量子化ステップ
数を1とする。また、DRが64〜128のとき、量子
化ステップ数を3とし、さらにDRが129〜191の
とき、量子化ステップ数を5とし、そしてDRが192
〜255のとき、量子化ステップ数を7とする。この奇
数の量子化ステップ数に基づいて量子化ステップ幅Δが
決定される。
The activity detecting circuit 33 detects the maximum value MAX and the minimum value MIN of the level distribution of the residual signal of the block, and calculates the dynamic range DR (= MAX-MIN) as described above. When the detected dynamic range DR is 0 to 63, the number of quantization steps is 1. When DR is 64 to 128, the number of quantization steps is 3, and when DR is 129 to 191, the number of quantization steps is 5, and DR is 192.
When the number is up to 255, the number of quantization steps is 7. The quantization step width Δ is determined based on this odd number of quantization steps.

【0023】ROM32には、この量子化ステップ数と
量子化コード、および可変長符号化の一例としてのハフ
マンコードとの対応表が格納されている。このハフマン
コードが伝送される。この図6に示すように量子化ステ
ップ数が1のとき、量子化コードが1のみとなり、ハフ
マンコードが0となる。また、量子化ステップ数が3の
とき、量子化コードが1、2、3となり、量子化コード
が1の場合、ハフマンコードが10となり、量子化コー
ドが2の場合、ハフマンコードが0となり、量子化コー
ドが3の場合、ハフマンコードが11となる。そして、
量子化ステップ数が5のとき、量子化コードが1、2、
3、4、5となり、量子化コードが1の場合、ハフマン
コードが1100となり、量子化コードが2の場合、ハ
フマンコードが100となり、量子化コードが3の場
合、ハフマンコードが0となり、量子化コードが4の場
合、ハフマンコードが101となり、量子化コードが5
の場合、ハフマンコードが1101となる。
The ROM 32 stores a correspondence table of the number of quantization steps, a quantization code, and a Huffman code as an example of variable length coding. This Huffman code is transmitted. As shown in FIG. 6, when the number of quantization steps is 1, the quantization code is only 1 and the Huffman code is 0. Further, when the number of quantization steps is 3, the quantization code is 1, 2, 3; when the quantization code is 1, the Huffman code is 10, and when the quantization code is 2, the Huffman code is 0, When the quantization code is 3, the Huffman code is 11. And
When the number of quantization steps is 5, the quantization code is 1, 2,
When the quantization code is 1, the Huffman code is 1100, when the quantization code is 2, the Huffman code is 100, and when the quantization code is 3, the Huffman code is 0, If the code is 4, the Huffman code is 101 and the quantization code is 5.
In this case, the Huffman code is 1101.

【0024】さらに、量子化ステップ数が7のとき、量
子化コードが1、2、3、4、5、6、7となり、量子
化コードが1の場合、ハフマンコードが00100とな
り、量子化コードが2の場合、ハフマンコードが000
となり、量子化コードが3の場合、ハフマンコードが0
1となり、量子化コードが4の場合、ハフマンコードが
10となり、量子化コードが5の場合、ハフマンコード
が11となり、量子化コードが6の場合、ハフマンコー
ドが0011となり、量子化コードが7の場合、ハフマ
ンコードが00101となる。このように、発生度数が
多い0レベルと対応する量子化コードに対して、少ない
ビット数が割り当てられ、発生度数が少ない量子化コー
ドに対して、多いビット数が割り当てられることによ
り、全体で伝送ビット数を圧縮することができる。な
お、上述の量子化ステップ数の選択、並びに可変長符号
化のテーブルは、一例であって、これ以外の量子化特
性、可変長符号化を使用することも可能である。
Further, when the number of quantization steps is 7, the quantization code is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and when the quantization code is 1, the Huffman code is 00100 and the quantization code is If is 2, the Huffman code is 000
And when the quantization code is 3, the Huffman code is 0
When the quantization code is 4, the Huffman code is 10, when the quantization code is 5, the Huffman code is 11, and when the quantization code is 6, the Huffman code is 0011 and the quantization code is 7. In this case, the Huffman code is 00101. In this way, a small number of bits is assigned to a quantized code corresponding to a 0 level with a high occurrence frequency, and a large number of bits is assigned to a quantized code with a low occurrence frequency. The number of bits can be compressed. Note that the above-described selection of the number of quantization steps and the variable length coding table are examples, and it is also possible to use other quantization characteristics and variable length coding.

【0025】この発明は、図1に示す予測符号化のエン
コーダに限らず、以下に説明するような階層符号化のエ
ンコーダの量子化装置に対しても適用することができ
る。ここで説明する階層符号化装置は、階層間で予測を
行ない、また、階層間データに対し単純な算術式を用い
ることで、符号化対象画素数の増加を防止することがで
きるものである。
The present invention can be applied not only to the predictive coding encoder shown in FIG. 1 but also to a quantizing device for a hierarchical coding encoder as described below. The hierarchical coding apparatus described here can prevent an increase in the number of pixels to be coded by performing prediction between layers and using a simple arithmetic expression for inter-layer data.

【0026】図7を参照してこの階層符号化方法につい
て説明する。図7は、一例として第1階層を最下位階層
(原画)とし、第4階層を最上位階層とする4階層から
なる階層間の模式図を示している。例えば、上位階層デ
ータ生成法として、空間的に対応する4画素の下位階層
データの平均化を採用する場合、上位階層データをM、
下位階層画素値をx0 、x1 、x2 、x3 とすると、伝
送画素が増大せず、4画素のままで良い。
This hierarchical coding method will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows, as an example, a schematic diagram between four layers, where the first layer is the lowest layer (original image) and the fourth layer is the highest layer. For example, when averaging spatially corresponding lower layer data of 4 pixels is adopted as the upper layer data generation method, the upper layer data is M,
If the lower layer pixel values are x 0 , x 1 , x 2 , and x 3 , the number of transmission pixels does not increase, and the number of pixels may be 4 pixels.

【0027】すなわち、M、x0 、x1 、x2 を用い
て、 x3 =4・M−(x0 +x1 +x2 ) ・・・(1) という単純な算術式により非伝送画素x3 を容易に復元
することが可能となる。各階層データは、下位階層の4
画素平均により生成されている。そこで、例えば図中の
斜線部のデータを伝送しなくとも、式(1)により全デ
ータを復元することが可能となる。
That is, by using M, x 0 , x 1 and x 2 , the non-transmission pixel x is obtained by a simple arithmetic expression: x 3 = 4 · M− (x 0 + x 1 + x 2 ) ... (1) 3 can be easily restored. Each layer data is 4 in the lower layer.
It is generated by pixel averaging. Therefore, for example, it is possible to restore all the data by the equation (1) without transmitting the shaded data in the figure.

【0028】次に、平均化による階層データの5階層の
構成例を図8に示す。第1階層が入力画像の解像度レベ
ルであるとする。この第1階層は、ブロックサイズ(1
×1)のデータ構成からなる。第2階層データは、第1
階層データの4画素平均により生成される。この例で
は、第1階層データX1 (0)〜X1 (3)の平均値に
より、第2階層データX2 (0)が生成される。X
2 (0)に隣接する第2階層データX2 (1)〜X
2 (3)も同様に第1階層データの4画素平均により生
成される。この第2階層は、ブロックサイズ(1/2×
1/2)のデータ構成からなる。
Next, FIG. 8 shows a configuration example of five layers of hierarchical data by averaging. It is assumed that the first layer is the resolution level of the input image. The first layer has a block size (1
X1) has the data structure. The second layer data is the first
It is generated by averaging four pixels of hierarchical data. In this example, the second layer data X 2 (0) is generated by the average value of the first layer data X 1 (0) to X 1 (3). X
2nd layer data X 2 (1) to X adjacent to 2 (0)
2 (3) is similarly generated by averaging four pixels of the first layer data. This second layer has a block size (1/2 ×
1/2) data structure.

【0029】さらに、第3階層データは、空間的に対応
する第2階層データの4画素平均により生成される。上
述と同様にこの第3階層は、ブロックサイズ(1/4×
1/4)のデータ構成からなる。また、第4階層のデー
タも同様に第3階層のデータから制御され、そのデータ
構成は、ブロックサイズ(1/8×1/8)からなる。
最後に、最上位階層である第5階層データX5 (0)
が、第4階層データX4(0)〜X4 (3)の平均化に
より生成される。この第5階層のデータ構成は、ブロッ
クサイズ(1/16×1/16)からなる。
Further, the third hierarchical data is generated by averaging four pixels of the spatially corresponding second hierarchical data. Similar to the above, this third layer has a block size (1/4 ×
It has a data structure of 1/4). Similarly, the data of the fourth layer is also controlled by the data of the third layer, and the data structure thereof has a block size (1/8 × 1/8).
Finally, the fifth layer data X 5 (0), which is the highest layer
Are generated by averaging the fourth layer data X 4 (0) to X 4 (3). The data structure of the fifth layer has a block size (1/16 × 1/16).

【0030】上述した符号化対象画素数の増加を防止し
た階層構造データに対し、上位階層データにクラス分類
適応予測を適用することで、下位階層データを予測し、
下位階層データとその予測値との差分(すなわち、残差
信号)を生成することで信号電力の削減を図る構成例を
図9に示すブロック図を用いて説明する。この図9は、
階層符号化のエンコーダ側の構成例を示す。入力端子7
1を介して第1階層データd0が入力画像データd0と
して平均化回路72および減算器76へ供給される。第
1階層データが元の解像度の画像データである。
By applying the class classification adaptive prediction to the upper layer data with respect to the hierarchical structure data in which the increase in the number of pixels to be encoded is prevented, the lower layer data is predicted,
A configuration example for reducing the signal power by generating the difference between the lower layer data and its predicted value (that is, the residual signal) will be described with reference to the block diagram shown in FIG. This Figure 9
The structural example at the encoder side of hierarchical encoding is shown. Input terminal 7
The first layer data d0 is supplied to the averaging circuit 72 and the subtractor 76 as input image data d0 via 1. The first layer data is the image data of the original resolution.

【0031】供給された入力画素データd0は、平均化
回路72において、図8に示した2画素×2画素ブロッ
クによる1/4平均処理が実行され、階層データd1が
生成される。この階層データd1は、図8に示す第2階
層データに対応する。生成された階層データd1は、平
均化回路73および減算器77へ供給される。
The supplied input pixel data d0 is subjected to ¼ averaging processing by the 2 pixel × 2 pixel block shown in FIG. 8 in the averaging circuit 72 to generate hierarchical data d1. This hierarchical data d1 corresponds to the second hierarchical data shown in FIG. The generated hierarchical data d1 is supplied to the averaging circuit 73 and the subtractor 77.

【0032】階層データd1に対して、平均化回路73
では、上述の平均化回路72と同様な処理が施され、階
層データd2が生成される。この階層データd2は、第
3階層データに対応する。生成された階層データd2
は、平均化回路74および減算器78へ供給される。ま
た、平均化回路74でも同様に階層データd2に対して
上述の平均化回路72および73と同様な処理が施さ
れ、階層データd3が生成される。この階層データd3
は、第4階層データに対応する。生成された階層データ
d3は、平均化回路75および減算器79へ供給され
る。さらに、平均化回路75でも同様に階層データd3
に対して上述の平均化回路72、73および74と同様
な処理が施され、階層データd4が生成される。この階
層データd4は、第5階層データに対応する。生成され
た階層データd4は、量子化器84へ供給される。
The averaging circuit 73 is applied to the hierarchical data d1.
Then, the same processing as that of the averaging circuit 72 described above is performed to generate the hierarchical data d2. This hierarchical data d2 corresponds to the third hierarchical data. Generated hierarchical data d2
Is supplied to the averaging circuit 74 and the subtractor 78. Similarly, the averaging circuit 74 also performs the same processing on the hierarchical data d2 as the above-described averaging circuits 72 and 73 to generate hierarchical data d3. This hierarchical data d3
Corresponds to the fourth layer data. The generated hierarchical data d3 is supplied to the averaging circuit 75 and the subtractor 79. Further, in the averaging circuit 75, similarly, the hierarchical data d3
Is subjected to the same processing as that of the averaging circuits 72, 73 and 74 described above, and hierarchical data d4 is generated. This hierarchical data d4 corresponds to the fifth hierarchical data. The generated hierarchical data d4 is supplied to the quantizer 84.

【0033】そして、これら5つの階層データについて
階層間で予測が行われる。先ず、第5階層においては、
圧縮のための量子化処理が量子化部84において、実行
される。この量子化部84の出力データd21が逆量子
化部88へ供給される。量子化部84の出力が出力端子
106に第5階層のデータとして取り出される。符号化
データd21が供給された逆量子化部88の出力データ
d16がクラス分類適応予測回路92へ供給される。
Then, prediction is performed between layers for these five hierarchical data. First, in the fifth layer,
Quantization processing for compression is executed in the quantization unit 84. The output data d21 of the quantizer 84 is supplied to the inverse quantizer 88. The output of the quantizer 84 is taken out to the output terminal 106 as data of the fifth layer. The output data d16 of the inverse quantization unit 88 to which the encoded data d21 is supplied is supplied to the class classification adaptive prediction circuit 92.

【0034】クラス分類適応予測回路92では、データ
d16を使用して予測処理がなされ、第4階層データの
予測値d12が生成され、この予測値d12が減算器7
9へ供給される。この減算器79では、平均化回路74
から供給される階層データd3と予測値d12との差分
値が求められ、その差分値d8が量子化部83へ供給さ
れる。
In the class classification adaptive prediction circuit 92, a prediction process is performed using the data d16 to generate a prediction value d12 of the fourth hierarchical data, and this prediction value d12 is used as the subtractor 7
9 is supplied. In the subtractor 79, the averaging circuit 74
The difference value between the hierarchical data d3 supplied from the above and the predicted value d12 is obtained, and the difference value d8 is supplied to the quantization unit 83.

【0035】差分値d8が供給された量子化部83で
は、量子化部84と同様に圧縮処理が行われる。この量
子化部83の出力データが演算器96および逆量子化部
87へ供給される。この演算器96では、4画素から1
画素を間引く処理が行われる。演算器96から出力され
るデータd20が出力端子105に第4階層の出力デー
タとして取り出される。
The quantizing unit 83, to which the difference value d8 is supplied, carries out the compression process in the same manner as the quantizing unit 84. The output data of the quantizer 83 is supplied to the calculator 96 and the inverse quantizer 87. In this computing unit 96, 4 pixels to 1
A process of thinning out pixels is performed. The data d20 output from the arithmetic unit 96 is taken out to the output terminal 105 as the output data of the fourth layer.

【0036】逆量子化部87の出力データd15がクラ
ス分類適応予測回路91へ供給される。クラス分類適応
予測回路91では、データd15を使用して予測処理が
なされ、第3階層データの予測値d11が生成され、減
算器78へ供給される。この減算器78では、平均化回
路3から供給されるデータd2と予測値d11との差分
値が求められ、その差分値d7が量子化部82へ供給さ
れる。
The output data d15 of the dequantizer 87 is supplied to the class classification adaptive prediction circuit 91. In the class classification adaptive prediction circuit 91, a prediction process is performed using the data d15, a predicted value d11 of the third hierarchical data is generated, and the predicted value d11 is supplied to the subtractor 78. In the subtractor 78, the difference value between the data d2 supplied from the averaging circuit 3 and the predicted value d11 is obtained, and the difference value d7 is supplied to the quantization unit 82.

【0037】差分値d7が供給された量子化部82の出
力データが演算器95および逆量子化部86へ供給され
る。この演算器95では、4画素から1画素を間引く処
理が行われる。演算器95から出力される第3階層デー
タd19が出力端子104に取り出される。
The output data of the quantizer 82 to which the difference value d7 is supplied is supplied to the calculator 95 and the inverse quantizer 86. The arithmetic unit 95 performs a process of thinning out one pixel from four pixels. The third hierarchical data d19 output from the calculator 95 is taken out to the output terminal 104.

【0038】量子化部82から符号化データが供給され
た逆量子化部86の出力データd14がクラス分類適応
予測回路90へ供給される。クラス分類適応予測回路9
0では、データd14を使用して予測処理がなされ、第
2階層データの予測値d10が生成され、減算器77へ
供給される。この減算器77では、平均化回路72から
供給されるデータd1と予測値d10との差分値が求め
られ、その差分値d6が量子化部81へ供給される。
The output data d14 of the dequantization unit 86 to which the encoded data is supplied from the quantization unit 82 is supplied to the class classification adaptive prediction circuit 90. Class classification adaptive prediction circuit 9
At 0, the prediction process is performed using the data d14, the predicted value d10 of the second hierarchical data is generated, and is supplied to the subtractor 77. In the subtractor 77, a difference value between the data d1 supplied from the averaging circuit 72 and the predicted value d10 is obtained, and the difference value d6 is supplied to the quantizer 81.

【0039】差分値d6が供給された量子化部81の出
力データは、演算器94および逆量子化部85へ供給さ
れる。この演算器94では、4画素から1画素を間引く
処理が行われる。演算器94から出力される第2階層デ
ータd18が出力端子103に取り出される。
The output data of the quantizer 81 to which the difference value d6 is supplied is supplied to the calculator 94 and the inverse quantizer 85. In this arithmetic unit 94, a process of thinning out one pixel from four pixels is performed. The second hierarchical data d18 output from the arithmetic unit 94 is taken out to the output terminal 103.

【0040】量子化部81から符号化データが供給され
た逆量子化部85の出力データd13がクラス分類適応
予測回路89へ供給される。クラス分類適応予測回路8
9では、データd13を使用して予測処理がなされ、第
1階層データの予測値d9が生成され、減算器76へ供
給される。この減算器76では、入力端子71から供給
される入力画素データd0と予測値d9との差分値が求
められ、その差分値d5が量子化部80へ供給される。
The output data d13 of the inverse quantizer 85 to which the encoded data is supplied from the quantizer 81 is supplied to the class classification adaptive prediction circuit 89. Class classification adaptive prediction circuit 8
In 9, the prediction process is performed using the data d13, the predicted value d9 of the first layer data is generated, and the predicted value d9 is supplied to the subtractor 76. The subtractor 76 obtains a difference value between the input pixel data d0 supplied from the input terminal 71 and the predicted value d9, and the difference value d5 is supplied to the quantizer 80.

【0041】差分値d5が供給された量子化部80の出
力データは、演算器93へ供給される。この演算器93
では、4画素から1画素を間引く処理が行われる。演算
器93から出力される第1階層データd17が出力端子
102に取り出される。上述の量子化部80〜84は、
それぞれ前述した図4に示すような構成を有する。すな
わち、量子化ステップ数が奇数であって、また、可変長
符号化のためのROMを有する。逆量子化部85〜88
は、それぞれ可変長の量子化値を量子化コードへ変換
し、量子化コードを代表値へ変換する。
The output data of the quantizer 80 to which the difference value d5 is supplied is supplied to the arithmetic unit 93. This calculator 93
In, the process of thinning out one pixel from four pixels is performed. The first layer data d17 output from the arithmetic unit 93 is taken out to the output terminal 102. The quantizers 80 to 84 described above
Each has the structure as shown in FIG. 4 described above. That is, the number of quantization steps is an odd number, and a ROM for variable length coding is provided. Inverse quantizer 85-88
Converts the variable-length quantized value into a quantized code, and the quantized code into a representative value.

【0042】クラス分類適応予測回路89、90、9
1、92は、予測しようとする下位階層の画素をその空
間的に近傍の複数の画素(上位階層に含まれる)のレベ
ル分布に基づいてクラス分類する。そして、予め学習に
よって得られている、クラス毎の予測係数あるいは予測
値のテーブルをメモリに格納しておき、クラスに対応し
た複数の予測係数あるいは1個の予測値をメモリから読
出す。予測値は、そのまま使用され、予測係数は、複数
の画素との線形1次結合により予測値を生成する。この
ようなクラス分類適応予測は、例えば本願出願人の提案
による特願平4−155719号に開示されている。
Class classification adaptive prediction circuits 89, 90, 9
1 and 92 classify the pixel of the lower hierarchy to be predicted based on the level distribution of a plurality of pixels spatially nearby (included in the upper hierarchy). Then, a table of prediction coefficients or prediction values for each class, which is obtained by learning in advance, is stored in the memory, and a plurality of prediction coefficients or one prediction value corresponding to the class is read from the memory. The prediction value is used as it is, and the prediction coefficient is generated by linear linear combination with a plurality of pixels. Such class classification adaptive prediction is disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 4-155719 proposed by the present applicant.

【0043】次に、上述のエンコーダと対応する階層符
号化のデコーダ側の構成例を図10に示す。エンコーダ
側で生成された各階層データは、d30〜d34として
入力端子131、132、133、134、135にそ
れぞれ供給される。そして、各階層のデータが逆量子化
部146、147、148、149、150にそれぞれ
供給される。
Next, FIG. 10 shows an example of the configuration on the decoder side of hierarchical encoding corresponding to the above encoder. The respective hierarchical data generated on the encoder side are supplied to the input terminals 131, 132, 133, 134 and 135 as d30 to d34, respectively. Then, the data of each layer is supplied to the inverse quantizers 146, 147, 148, 149, 150, respectively.

【0044】先ず、第5階層入力データd34は、逆量
子化部150において、エンコーダで施された量子化に
対応する復号処理が行われ、画像データd39となり、
クラス分類適応予測回路162および演算器158へ供
給される。また画像データd39は、第5階層の画像出
力として、出力端子167から取り出される。
First, the fifth layer input data d34 is subjected to a decoding process corresponding to the quantization applied by the encoder in the inverse quantizer 150, and becomes the image data d39,
It is supplied to the class classification adaptive prediction circuit 162 and the calculator 158. Further, the image data d39 is taken out from the output terminal 167 as an image output of the fifth layer.

【0045】クラス分類適応予測回路162では、第4
階層の画像データに対してクラス分類適応予測が施さ
れ、第4階層データの予測値d47が生成される。逆量
子化部149からのデータd38(すなわち、差分値)
と予測値d47とが加算器154で加算される。加算器
154から画像データd43が演算器158へ供給さ
れ、演算器158では、式(1)の演算が実行され、逆
量子化部150から供給された画像データd39と画像
データd43から第4階層の全画素値が復元される。こ
の演算器158において、復元された全画素値は、画像
データd51として、クラス分類適応予測回路161お
よび演算器157へ供給される。また画像データd51
は、第4階層の出力として、出力端子166から取り出
される。
In the class classification adaptive prediction circuit 162, the fourth
The class classification adaptive prediction is performed on the image data of the hierarchy, and the prediction value d47 of the fourth hierarchy data is generated. Data d38 from the inverse quantization unit 149 (that is, difference value)
And the predicted value d47 are added by the adder 154. The image data d43 is supplied from the adder 154 to the arithmetic unit 158, and the arithmetic unit 158 executes the operation of Expression (1), and the image data d39 and the image data d43 supplied from the inverse quantization unit 150 are included in the fourth layer. All pixel values of are restored. In this calculator 158, the restored all pixel values are supplied to the class classification adaptive prediction circuit 161 and the calculator 157 as image data d51. Also, the image data d51
Is taken out from the output terminal 166 as an output of the fourth layer.

【0046】クラス分類適応予測回路161では、上述
と同様に第3階層の画像データに対してクラス分類適応
予測が施され、第3階層データの予測値d46が生成さ
れる。逆量子化部148からのデータd37と予測値d
46とが加算器153で加算される。加算器153から
画像データd42が演算器157へ供給され、演算器1
57では、式(1)の演算が実行され、演算器158か
ら供給された画像データd51と画像データd42から
第3階層の全画素値が復元される。この演算器157に
おいて、復元された全画素値は、画像データd50とし
て、クラス分類適応予測回路160および演算器156
へ供給される。また画像データd50は、第3階層の出
力として、出力端子165から取り出される。
In the class classification adaptive prediction circuit 161, similarly to the above, the class classification adaptive prediction is performed on the image data of the third layer, and the predicted value d46 of the third layer data is generated. The data d37 from the inverse quantizer 148 and the predicted value d
46 and 46 are added by the adder 153. The image data d42 is supplied from the adder 153 to the calculator 157, and the calculator 1
In 57, the calculation of Expression (1) is executed, and all the pixel values of the third layer are restored from the image data d51 and the image data d42 supplied from the calculator 158. In this computing unit 157, the all pixel values restored are image classification data d50, and the class classification adaptive prediction circuit 160 and computing unit 156.
Is supplied to. The image data d50 is taken out from the output terminal 165 as the output of the third layer.

【0047】また、クラス分類適応予測回路160で
は、上述と同様に第2階層の画像データに対してクラス
分類適応予測が施され、第2階層データの予測値d45
が生成される。逆量子化部147からのデータd36と
予測値d45とが加算器152で加算される。加算器1
52から画像データd41が演算器156へ供給され、
演算器156では、式(1)の演算が実行され、演算器
157から供給された画像データd50と画像データd
41から第2階層の全画素値が復元される。この演算器
156において、復元された全画素値は、画像データd
49として、クラス分類適応予測回路159および演算
器155へ供給される。また画像データd49は、第2
階層の出力として、出力端子164から取り出される。
Further, in the class classification adaptive prediction circuit 160, the class classification adaptive prediction is performed on the image data of the second layer in the same manner as described above, and the prediction value d45 of the second layer data is obtained.
Is generated. The data d36 from the inverse quantization unit 147 and the predicted value d45 are added by the adder 152. Adder 1
The image data d41 is supplied from 52 to the calculator 156,
The arithmetic unit 156 executes the arithmetic operation of the equation (1), and the image data d50 and the image data d50 supplied from the arithmetic unit 157.
From 41, all pixel values of the second layer are restored. In this computing unit 156, the restored all pixel values are the image data d
As 49, it is supplied to the class classification adaptive prediction circuit 159 and the calculator 155. The image data d49 is the second
The output of the hierarchy is taken out from the output terminal 164.

【0048】さらに、クラス分類適応予測回路159で
は、上述と同様に第1階層の画像データに対してクラス
分類適応予測が施され、第1階層データの予測値d44
が生成される。逆量子化部146からのデータd35と
予測値d44とが加算器151で加算される。加算器1
51から画像データd40が演算器155へ供給され、
演算器155では、式(1)の演算が実行され、演算器
156から供給された画像データd49と画像データd
40から第1階層の全画素値が復元される。この演算器
155において、復元された全画素値は、画像データd
48として、第1階層の出力として、出力端子163か
ら取り出される。こうして、符号化対象画素数の増加を
防止した階層符号化において、クラス分類適応予測を導
入することで符号化効率の向上を図ることが可能とな
る。
Further, in the class classification adaptive prediction circuit 159, the class classification adaptive prediction is performed on the image data of the first layer in the same manner as described above, and the prediction value d44 of the first layer data is obtained.
Is generated. The data d35 from the inverse quantization unit 146 and the predicted value d44 are added by the adder 151. Adder 1
The image data d40 is supplied from 51 to the calculator 155,
The arithmetic unit 155 executes the arithmetic operation of the equation (1), and the image data d49 and the image data d supplied from the arithmetic unit 156.
From 40, all pixel values of the first layer are restored. In this computing unit 155, the restored all pixel values are the image data d
As 48, the output of the first layer is taken out from the output terminal 163. Thus, in hierarchical coding in which the number of pixels to be coded is prevented from increasing, it is possible to improve coding efficiency by introducing the class classification adaptive prediction.

【0049】上述の階層符号化システムの具体的な応用
例としては、ハイビジョンテレビ静止画像のデータベー
スを構成した場合、最下位階層データ、すなわち第1階
層(原画像)データがハイビジョン解像度の再生データ
であり、第2階層データが標準解像度の再生データとな
り、最上位階層データ、すなわち、第5階層データは、
高速検索用の低解像度の再生データとなる。
As a concrete application example of the above-mentioned hierarchical coding system, when a database of still image of high-definition television is constructed, the lowest layer data, that is, the first layer (original image) data is reproduction data of high-definition resolution. Yes, the second layer data becomes the reproduction data of the standard resolution, and the highest layer data, that is, the fifth layer data,
This is low-resolution playback data for high-speed search.

【0050】なお、情報量の削減を目的として圧縮符号
化を採用する場合には、復号化装置により得られた再生
画像データは、入力された原画像データと必ずしも一致
しないが、視覚的に劣化を検知できない程度にすること
が可能である。また、平均値を形成するのに単純平均値
に限らず、加重平均値を形成しても良い。
When compression coding is used for the purpose of reducing the amount of information, the reproduced image data obtained by the decoding device does not always match the input original image data, but it is visually deteriorated. Can be made undetectable. Further, the average value is not limited to the simple average value, but a weighted average value may be formed.

【0051】また、この発明は、上述した予測符号化以
外の予測符号化で発生した残差信号の量子化に対しても
適用できる。また、この発明は、量子化ステップ幅Δを
制御することによって、発生データ量を制御するバッフ
ァリングの構成を有するシステムに対しても適用するこ
とができる。
The present invention can also be applied to the quantization of the residual signal generated by the predictive coding other than the predictive coding described above. The present invention can also be applied to a system having a buffering configuration that controls the amount of generated data by controlling the quantization step width Δ.

【0052】[0052]

【発明の効果】この発明に依れば、量子化ステップ数と
して、奇数の量子化ステップ数を使用することができ、
差分データ(残差信号)を量子化する場合、0を復号値
として持つように設計した場合、量子化特性が正負対称
になる。また、この発明に依れば、量子化装置の設計の
自由度が高まり符号化効率を改善することができる。
According to the present invention, an odd number of quantization steps can be used as the number of quantization steps,
When the difference data (residual signal) is quantized, when the design is made to have 0 as a decoded value, the quantization characteristic becomes positive and negative symmetry. Further, according to the present invention, the degree of freedom in designing the quantizer is increased and the coding efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明を適用できる予測符号化のエンコーダ
のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a predictive coding encoder to which the present invention can be applied.

【図2】この発明を適用できる予測符号化のデコーダの
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a predictive coding decoder to which the present invention can be applied.

【図3】予測符号化の一例を説明するための略線図であ
る。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of predictive coding.

【図4】この発明の量子化装置の一実施例のブロック図
である。
FIG. 4 is a block diagram of an embodiment of a quantization device of the present invention.

【図5】量子化ステップ数の説明に用いる略線図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram used for explaining the number of quantization steps.

【図6】この発明に係る可変長符号化の説明に用いる略
線図である。
FIG. 6 is a schematic diagram used to explain variable-length coding according to the present invention.

【図7】この発明を適用できる階層符号化の一例の説明
に用いる略線図である。
FIG. 7 is a schematic diagram used to describe an example of hierarchical encoding to which the present invention can be applied.

【図8】階層符号化の一例の説明に用いる略線図であ
る。
FIG. 8 is a schematic diagram used to describe an example of hierarchical encoding.

【図9】階層符号化のエンコード側の構成の一例を示す
ブロック図である。
[Fig. 9] Fig. 9 is a block diagram illustrating an example of a configuration on the encoding side of hierarchical encoding.

【図10】階層符号化のデコード側の構成の一例を示す
ブロック図である。
[Fig. 10] Fig. 10 is a block diagram illustrating an example of a configuration on the decoding side of hierarchical encoding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 予測部 13 減算器 15 量子化部 12 Predictor 13 Subtractor 15 Quantizer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 邦雄 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−314266(JP,A) 安田浩 編著,1.2.2 DCT方 式のアルゴリズム,マルチメディア符号 化の国際標準,日本,丸善(株)出版, 1991年 6月30日,p19,22,23,90   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kunio Kawaguchi               6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo               Knee Co., Ltd.                (56) References JP-A-4-314266 (JP, A)                 Edited by Hiroshi Yasuda, 1.2.2 DCT method               Expression algorithm, multimedia code               International Standardization, Maruzen Publishing Co., Ltd.,               June 30, 1991, p19,22,23,90

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力されたディジタル信号を量子化し、
量子化された前記ディジタル信号に対して可変長化符号
を行なう符号化装置において、 前記ディジタル信号を、所定の量子化ステップ数で量子
化して量子化コードを生成する量子化コード生成手段
と、 前記量子化ステップ数に基づいて複数の可変長符号化方
法のうちの一つを決定し、前記量子化コードに対して可
変長符号化を行なう可変長符号化手段とを有することを
特徴とする符号化装置。
1. Quantizing an input digital signal,
In a coding device for performing variable length coding on the quantized digital signal, quantization code generating means for quantizing the digital signal with a predetermined number of quantization steps to generate a quantization code, A code having variable length coding means for determining one of a plurality of variable length coding methods based on the number of quantization steps and performing variable length coding on the quantized code. Device.
【請求項2】 前記所定の量子化ステップ数は、奇数個
のステップであることを特徴とする請求項1記載の符号
化装置。
2. The predetermined number of quantization steps is an odd number.
The code according to claim 1, which is a step of
Device.
【請求項3】 供給される量子化コードと可変長符号と
が対応付けられた、量子化ステップ数毎のコード変換テ
ーブルを格納するメモリ手段を有し、 前記量子化手段は、前記メモリ手段で前記量子化コード
と可変長符号とを対応させることを特徴とする、請求項
1に記載の符号化装置。
3. A memory means for storing a code conversion table for each number of quantization steps, in which the supplied quantization code and the variable length code are associated with each other, wherein the quantization means is the memory means. The encoding device according to claim 1, wherein the quantized code and the variable length code are associated with each other.
【請求項4】 前記ディジタル信号の局所的性質を検出
して、当該局所的性質に基づいて前記量子化ステップ数
を選択する手段を有することを特徴とする、請求項1に
記載の符号化装置。
4. A detecting local properties of the digital signal, characterized in that it comprises means for selecting a pre SL amount coca number of steps based on the local characteristics, codes of claim 1 Device.
【請求項5】 前記可変長符号は、発生度数の多い量子
化コードに対しては少ないビット数が割り当てられ、発
生度数の少ない量子化コードに対しては多いビット数が
割り当てられていることを特徴とする、請求項1に記載
符号化装置。
5. The variable-length code is assigned a small number of bits for a quantized code with a high occurrence frequency and a large number of bits for a quantized code with a low occurrence frequency. Coding device according to claim 1, characterized in that
【請求項6】 前記量子化コード生成手段は、正負対称
に量子化ステップ幅を配して量子化コードを生成するこ
とを特徴とする、請求項1に記載の符号化装置。
Wherein said quantization code generation means, and generating a quantization code by arranging the quantization step width on the positive and negative symmetrical encoding apparatus according to claim 1.
【請求項7】 一つの量子化コードの代表値が0である
ことを特徴とする、請求項1に記載の符号化装置。
7. The encoding apparatus according to claim 1, wherein a representative value of one quantization code is 0.
【請求項8】 入力されたディジタル信号と予測値との
残差信号を量子化し、量子化された前記残差信号に対し
て可変長符号化を行う符号化装置において、 前記残差信号を、所定の量子化ステップ数で量子化して
量子化コードを生成する量子化コード生成手段と、 前記量子化ステップ数に基づいて複数の可変長符号化方
法のうちの一つを決定し、前記量子化コードに対して可
変長符号化を行なう可変長符号化手段とを有することを
特徴とする符号化装置。
8. An encoding device for quantizing a residual signal between an input digital signal and a predicted value and performing variable length coding on the quantized residual signal, wherein the residual signal is and quantization code generation means for generating a quantized code, based on the number of quantization steps determining one of a plurality of variable length coding method are quantized by a predetermined number of quantization steps, the quantization An encoding device, comprising: variable length encoding means for performing variable length encoding on a code.
【請求項9】 第1階層の画像信号よりも画素数が減少
された第2階層の画像信号を形成し、前記第2階層の画
像信号から前記第1階層の画像信号を予測し、前記第1
階層の画像信号と予測値との差分値を生成し、前記第2
階層の画像信号おいて前記差分値を伝送する符号化装置
において、 前記差分値および前記第2階層の画像信号が第1および
第2の量子化装置に対して供給され、 前記第1および第2の量子化装置は、入力されたディジ
タル信号を任意の量子化ステップ数で量子化して量子化
コードを生成する量子化コード生成手段と、前記量子化
コードを予め定められた可変長符号に対応させることに
より量子化値を生成する量子化手段とを有することを特
徴とする、符号化装置。
9. An image signal of the second layer in which the number of pixels is smaller than that of the image signal of the first layer is formed, the image signal of the first layer is predicted from the image signal of the second layer, and the image signal of the first layer is predicted. 1
The difference value between the image signal of the hierarchy and the predicted value is generated, and the second value is generated.
In an encoding device for transmitting the difference value in an image signal of a layer, the difference value and the image signal of the second layer are supplied to first and second quantizers, and the first and second And a quantizing device for quantizing the input digital signal with an arbitrary number of quantizing steps to generate a quantizing code, and the quantizing code corresponds to a predetermined variable length code. And a quantizing unit for generating a quantized value.
【請求項10】 第1階層の画像信号よりも画素数が減
少された第2階層の画像信号を形成し、前記第2階層の
画像信号から前記第1階層の画像信号を予測し、前記第
1階層の画像信号と予測値との差分値を生成し、前記第
2階層の画像信号おいて前記差分値を伝送する符号化装
置において、 前記第1階層の画像信号を用いて、前記第2階層の画像
信号を形成する形成手段と、 前記第2階層の画像信号から前記第1の画像信号の値を
予測することで前記予測値を生成する予測手段と、 前記第1階層の画像信号と前記予測値との差分値を生成
する生成手段と、前記差分値を量子化する第1の量子化
手段と、 前記第2階層の画像信号を量子化する第2の量子化手段
とを有し、 前記第1の量子化手段は、前記差分値を任意の量子化ス
テップ数で量子化して量子化コードを生成し、前記量子
化コードを予め定められた可変長符号に対応させること
により量子化値を生成し、 前記第2の量子化手段は、前記第2階層の画像信号を任
意の量子化ステップ数で量子化して量子化コードを生成
し、前記量子化コードを予め定められた可変長符号に対
応させることにより量子化値を生成することを特徴とす
る、符号化装置。
10. An image signal of a second layer in which the number of pixels is smaller than that of an image signal of the first layer is formed, the image signal of the first layer is predicted from the image signal of the second layer, and the image signal of the first layer is predicted. In a coding device that generates a difference value between a one-layer image signal and a predicted value and transmits the difference value in the second-layer image signal, the second-layer image signal is generated using the first-layer image signal. Forming means for forming an image signal of a hierarchy; prediction means for generating the predicted value by predicting a value of the first image signal from the image signal of the second hierarchy; and an image signal of the first hierarchy It has a generating means for generating a difference value from the predicted value, a first quantizing means for quantizing the difference value, and a second quantizing means for quantizing the image signal of the second layer. , The first quantizing means measures the difference value by an arbitrary number of quantization steps. Generate a quantized code, generate a quantized value by associating the quantized code with a predetermined variable-length code, and the second quantizing means generates the quantized value of the image signal of the second layer. An encoding apparatus, which quantizes an arbitrary number of quantization steps to generate a quantized code, and generates a quantized value by making the quantized code correspond to a predetermined variable length code.
【請求項11】 前記量子化ステップは、奇数ステップ
を含むことを特徴とす請求項10に記載の符号化装置。
11. The encoding apparatus according to claim 10, wherein the quantization step includes an odd step.
【請求項12】 前記第1乃至第2の量子化手段は、前
記量子化ステップ数と前記量子化コードに対応した可変
長符号の値が格納されたテーブルを保持していることを
特徴とする請求項10に記載の符号化装置。
12. The first to second quantizing means holds a table storing a value of a variable length code corresponding to the number of quantization steps and the quantization code. The encoding device according to claim 10.
【請求項13】 前記符号化装置は、更に、 量子化された前記第2階層の画像信号を逆量子化する逆
量子化手段を有し、 前記予測手段は、逆量子化手段にて逆量子化された前記
第2階層の画像信号を用いて、前記予測値を生成するこ
とを特徴とする請求項1に記載の符号化装置。
13. The encoding device further includes an inverse quantizer that inversely quantizes the quantized image signal of the second layer, and the predictor that is inversely quantized by the inverse quantizer. The encoding apparatus according to claim 1, wherein the prediction value is generated by using the image signal of the second layer that has been encoded.
【請求項14】 前記形成手段は、前記第1階層の画像
信号の平均値を求めることで、前記第2階層の画像信号
を形成することを特徴とする請求項10に記載の符号化
装置。
14. The encoding apparatus according to claim 10, wherein the forming unit forms the image signal of the second layer by obtaining an average value of the image signals of the first layer.
【請求項15】 前記可変長符号は、発生度数の多い量
子化コードに対しては少ないビット数が割り当てられ、
発生度数の少ない量子化コードに対しては多いビット数
が割り当てられていることを特徴とする、請求項10に
記載の符号化装置。
15. The variable-length code is assigned a small number of bits for a quantized code with a high occurrence frequency,
11. The encoding device according to claim 10, wherein a large number of bits are assigned to a quantized code having a low occurrence frequency.
【請求項16】 前記量子化コード生成手段は、正負対
称に量子化ステップ幅を配して量子化コードを生成する
ことを特徴とする、請求項10に記載の符号化装置。
16. The encoding apparatus according to claim 10, wherein the quantization code generation means generates a quantization code by arranging the quantization step widths in positive and negative symmetry.
【請求項17】 一つの量子化コードの代表値が0であ
ることを特徴とする請求項10に記載の符号化装置。
17. The encoding apparatus according to claim 10, wherein a representative value of one quantization code is 0.
【請求項18】 入力されたディジタル信号を量子化
し、量子化された前記ディジタル信号に対して可変長化
符号を行なう符号化方法において、 前記ディジタル信号を、所定の量子化ステップ数で量子
化して量子化コードを生成する量子化コード生成ステッ
プと、 前記量子化ステップ数に基づいて複数の可変長符号化方
法のうちの一つを決定し、前記量子化コードに対して可
変長符号化を行なう可変長符号化ステップとを有するこ
とを特徴とする符号化方法。
18. Quantizing an input digital signal
The variable length of the quantized digital signal.
In a coding method for performing coding, the digital signal is quantized by a predetermined number of quantization steps.
To generate a quantized code.
And a plurality of variable length coding methods based on the number of quantization steps
Determine one of the modalities and
A variable length coding step for performing variable length coding.
And an encoding method characterized by:
【請求項19】 入力されたディジタル信号と予測値と
の残差信号を量子化し、量子化された前記残差信号に対
して可変長符号化を行う符号化方法において、 前記残差信号を、所定の量子化ステップ数で量子化して
量子化コードを生成する量子化コード生成ステップと、 前記量子化ステップ数に基づいて複数の可変長符号化方
法のうちの一つを決定し、前記量子化コードに対して可
変長符号化を行なう可変長符号化ステップとを有するこ
とを特徴とする符号化方法。
19. The input digital signal and predicted value
Quantized the residual signal of
In the coding method for performing variable length coding, the residual signal is quantized by a predetermined number of quantization steps.
A quantization code generation step for generating a quantization code, and a plurality of variable length coding methods based on the number of quantization steps
Determine one of the modalities and
A variable length coding step for performing variable length coding.
And an encoding method characterized by:
【請求項20】 第1階層の画像信号よりも画素数が減
少された第2階層の画像信号を形成し、前記第2階層の
画像信号から前記第1階層の画像信号を予測し、前記第
1階層の画像信号と予測値との差分値を生成し、前記第
2階層の画像信号おいて前記差分値を伝送する符号化方
法において、 前記差分値および前記第2階層の画像信号が第1および
第2の量子化装置に対して供給され、 前記第1および第2の量子化装置は、入力されたディジ
タル信号を任意の量子化ステップ数で量子化して量子化
コードを生成する量子化コード生成ステップと、前記量
子化コードを予め定められた可変長符号に対応させるこ
とにより量子化値を生成する量子化ステップとを有する
ことを特徴とする、符号化方法。
20. The number of pixels is smaller than that of the image signal of the first layer.
A reduced second layer image signal is formed, and the second layer image signal of the second layer is formed.
Predicting the image signal of the first layer from the image signal,
A difference value between the image signal of one layer and the predicted value is generated,
Encoding method for transmitting the difference value in a two-layer image signal
In the method, the difference value and the image signal of the second layer are first and
A second quantizer, wherein the first and second quantizers are the input digitizers.
Quantize the Tal signal by quantizing it with an arbitrary number of quantization steps
A quantization code generating step for generating a code, and said quantity
Make the child code correspond to a predetermined variable length code.
And a quantization step to generate a quantized value by
An encoding method characterized by the above.
【請求項21】 第1階層の画像信号よりも画素数が減
少された第2階層の画像信号を形成し、前記第2階層の
画像信号から前記第1階層の画像信号を予測し、前記第
1階層の画像信号と予測値との差分値を生成し、前記第
2階層の画像信号おいて前記差分値を伝送する符号化方
法において、 前記第1階層の画像信号を用いて、前記第2階層の画像
信号を形成する形成ステップと、 前記第2階層の画像信号から前記第1の画像信号の値を
予測することで前記予測値を生成する予測ステップと、 前記第1階層の画像信号と前記予測値との差分値を生成
する生成ステップと、 前記差分値を量子化する第1の量子化ステップと、 前記第2階層の画像信号を量子化する第2の量子化ステ
ップとを有し、 前記第1の量子化ステップは、前記差分値を任意の量子
化ステップ数で量子化して量子化コードを生成し、前記
量子化コードを予め定められた可変長符号に対応させる
ことにより量子化値を生成し、 前記第2の量子化ステップは、前記第2階層の画像信号
を任意の量子化ステップ数で量子化して量子化コードを
生成し、前記量子化コードを予め定められた可変長符号
に対応させることにより量子化値を生成することを特徴
とする、符号化方法。
21. The number of pixels is smaller than that of the image signal of the first layer.
A reduced second layer image signal is formed, and the second layer image signal of the second layer is formed.
Predicting the image signal of the first layer from the image signal,
A difference value between the image signal of one layer and the predicted value is generated,
Encoding method for transmitting the difference value in a two-layer image signal
Method, using the image signal of the first layer, the image of the second layer
A forming step of forming a signal, and calculating the value of the first image signal from the second layer image signal.
A prediction step of generating the prediction value by performing prediction, and a difference value between the image signal of the first layer and the prediction value
Generating step, a first quantizing step for quantizing the difference value, and a second quantizing step for quantizing the image signal of the second layer.
And the first quantizing step converts the difference value into an arbitrary quantum value.
Quantized by the number of quantization steps to generate a quantized code,
Make the quantization code correspond to a predetermined variable length code
To generate a quantized value, and the second quantizing step is performed by the second layer image signal.
Is quantized by an arbitrary number of quantization steps, and the quantization code is
A variable length code that is generated and that has the predetermined quantization code.
Is characterized by generating a quantized value by corresponding to
The encoding method.
JP31356095A 1994-12-29 1995-11-07 Encoding device and encoding method Expired - Lifetime JP3509346B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31356095A JP3509346B2 (en) 1994-12-29 1995-11-07 Encoding device and encoding method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6-338553 1994-12-29
JP33855394 1994-12-29
JP31356095A JP3509346B2 (en) 1994-12-29 1995-11-07 Encoding device and encoding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08237137A JPH08237137A (en) 1996-09-13
JP3509346B2 true JP3509346B2 (en) 2004-03-22

Family

ID=26567618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31356095A Expired - Lifetime JP3509346B2 (en) 1994-12-29 1995-11-07 Encoding device and encoding method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3509346B2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
安田浩 編著,1.2.2 DCT方式のアルゴリズム,マルチメディア符号化の国際標準,日本,丸善(株)出版,1991年 6月30日,p19,22,23,90

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08237137A (en) 1996-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1529401B1 (en) System and method for rate-distortion optimized data partitioning for video coding using backward adaptation
CN1078428C (en) Image coding method and apparatus therefor
CN102316320B (en) Skip macroblock coding
US9077960B2 (en) Non-zero coefficient block pattern coding
CN1647540A (en) System and method for providing single-layer video encoded bitstreams suitable for reduced-complexity decoding
JP3805734B2 (en) Method for predicting discrete cosine transform coefficients
US20050100233A1 (en) Method and system for compressing motion image information
CN1822677A (en) Apparatus and method for predicting coefficients of video block
JP2006523991A (en) System and method for performing data division with rate distortion optimized for video coding using parametric rate distortion model
KR100444931B1 (en) Hierarchical Image Encoding Device and Hierarchical Image Encoding Method
JP2006500849A (en) Scalable video encoding
US20050226322A1 (en) Non-scalable to scalable video conversion method, scalable to non-scalable video conversion method
JPWO2003079692A1 (en) Hierarchical encoding apparatus and decoding apparatus
KR100423226B1 (en) Quantization Device and Quantization Method
JP3509346B2 (en) Encoding device and encoding method
JP2004511978A (en) Motion vector compression
JP3309639B2 (en) Quantization device and quantization method
JP2000165873A (en) Compression method for moving picture information and its system
JP3629826B2 (en) Information signal encoding apparatus, encoding method, and information signal decoding method
JP3496402B2 (en) Information signal encoding apparatus, encoding method, and information signal decoding method
JPH0388488A (en) Picture coding system
JP3341528B2 (en) Quantization device and quantization method
JP3968799B2 (en) Information signal encoding apparatus, encoding method, and information signal decoding method
JP3381007B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
KR100488421B1 (en) Lossy coding method of binary image

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20031209

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20031222

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080109

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100109

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100109

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110109

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110109

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term