JPH02170671A - System and device for encoding picture signal - Google Patents

System and device for encoding picture signal

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JPH02170671A
JPH02170671A JP32523488A JP32523488A JPH02170671A JP H02170671 A JPH02170671 A JP H02170671A JP 32523488 A JP32523488 A JP 32523488A JP 32523488 A JP32523488 A JP 32523488A JP H02170671 A JPH02170671 A JP H02170671A
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JP
Japan
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encoding
quantization index
stage
code
quantization
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Pending
Application number
JP32523488A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriko Iwata
岩田 則子
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To perform progressive encoding of high resolution from an initial stage by encoding bits corresponding to one or plural bit positions to be coded in each stage out of quantization bits constituting a quantization index and transmitting coded bits. CONSTITUTION:With respect to variable length encoding, an encoding part 4 codes all bits constituting a quantization index 103 to output a code 104 by the control of a control part 9 and stores it in a code storage part 5. When picture information is divided to plural stages to be transmitted, the position 107 of a bit to be transmitted in each stage is preliminarily stored. The control part 9 reads out one or plural bit positions 107 to be encoded in a first stage and controls the encoding part 4. The same processing as the first stage is performed in following stages. Consequently, when this code is decoded as it is, sequential picture decoding is carried out.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像信号の伝送時間を短縮する、あるいは蓄積
記憶容量を削減するための画像信号符号化方式およびそ
の装!に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention provides an image signal encoding method and apparatus for shortening the transmission time of image signals or reducing storage capacity! Regarding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

多値画像(例えば1画素8bit、256レベル)に対
するデータ圧縮方式には、情報保存型の符号化と情報非
保存型の符号化がある。情報保存型の符号化とは、符号
化の過程に量子化を含まないものを指し、符号化・復号
化の処理によって原画像と全く同一の画像を再生するこ
とが可能であるが、高い圧縮率は得られない、−有情報
非保存型の符号化とは、符号化の過程でなんらかの量子
化処理を含むものを指し、符号化・復号化の処理によっ
て再生画像は量子化雑音を含み画品質の劣化を伴うが、
高い圧縮率が得られる。
Data compression methods for multivalued images (for example, 8 bits per pixel, 256 levels) include information preservation type encoding and information non-preservation type encoding. Information-preserving encoding refers to encoding that does not include quantization in the encoding process, and although it is possible to reproduce an image that is exactly the same as the original image through encoding and decoding, it requires high compression. -Information non-preserving encoding refers to encoding that includes some kind of quantization processing during the encoding process, and the reproduced image contains quantization noise due to the encoding/decoding process. Although accompanied by quality deterioration,
High compression ratio can be obtained.

情報非保存型の符号化の場合には一般に量子化歪(S/
N比)とデータ圧縮率(情報量)との関係で評価される
が、良好なS/N比対情報量の関係を実現するひとつの
方式として直交変換後の変換係数を量子化して可変長符
号化する方式がある。
In the case of non-information preserving encoding, quantization distortion (S/
It is evaluated based on the relationship between the S/N ratio (N ratio) and the data compression rate (information amount), and one method to achieve a good relationship between S/N ratio and information amount is to quantize the transform coefficients after orthogonal transformation and use variable length There is a method of encoding.

この方式においては、一般に変換係数の電力が一部の変
換係数に集中するので、電力の大きな変換係数に対して
多くの情報量を割り当て、電力の小さい変換係数には少
ない情報量しか割り当てないという情報量の偏りを設け
ることにより、大幅な情報量の圧縮が可能となる。
In this method, the power of the conversion coefficients is generally concentrated in some conversion coefficients, so a large amount of information is allocated to conversion coefficients with high power, and only a small amount of information is allocated to conversion coefficients with low power. By providing a bias in the amount of information, it becomes possible to significantly compress the amount of information.

また、通常の画像信号の分布は画像によって大幅に異な
っているが、この変換係数の分布は画像に依らずある一
定のモデルに従っている場合が多い、従って、このモデ
ルに基づいて設計した可変長符号を用いることにより、
画像に依らない情報量の圧縮が実現できる。
In addition, although the distribution of normal image signals differs greatly depending on the image, the distribution of this transformation coefficient often follows a certain model regardless of the image. Therefore, variable length codes designed based on this model By using
It is possible to compress the amount of information independent of images.

さらに、多値画像の符号化方式として、プログレッシブ
符号化方式というものがある。このプログレッシブ符号
化方式とは、まず第1段階として画像全体の大まかな情
報を用いて粗い画像を表示し、順次段階的に細かな情報
を用いてより精細な画像を表示していく方法である。
Furthermore, there is a progressive encoding method as an encoding method for multivalued images. This progressive encoding method is a method in which, in the first step, rough information about the entire image is used to display a coarse image, and then finer information is used in stages to display a finer image. .

このプログレッシブ符号化方式において、第1段階で用
いられる画像全体の大まかな情報の情報量を少なくして
おけば、通信回線の情報の伝送速度が遅い場合でも、と
りあえず、まず第1段階として粗い画像を直ちに表示す
ることができる。この第1段階としては、粗い画像では
あるが画像全体が表示されるので、通常の画像を行単位
に順次精細な画像として復号していく場合に比べて、よ
り早く画像全体の情報を得ることができる。従って、伝
送速度が遅い場合でも利用者に与える負担を大幅に軽減
できる。
In this progressive encoding method, if the amount of rough information of the entire image used in the first stage is kept small, even if the information transmission speed of the communication line is slow, the coarse image can be used as the first stage. can be displayed immediately. In this first step, since the entire image is displayed, although it is a coarse image, information about the entire image can be obtained more quickly than when a normal image is decoded line by line as finer images. Can be done. Therefore, even if the transmission speed is slow, the burden on the user can be significantly reduced.

また、細かな情報を受信するにつれて画像全体が徐々に
精細となって行くので、全ての情報を受信する以前に画
像の判別が可能となる。従って、大量の画像のなかから
必要な画像のみを献策したい場合、判別ができた時点で
情報の伝送を打ち切ることができるので、検索の効率を
大幅に向上できる。
Furthermore, as the detailed information is received, the entire image gradually becomes finer, so it is possible to distinguish the image before receiving all the information. Therefore, when it is desired to select only the necessary images from among a large number of images, the transmission of information can be stopped as soon as the determination is made, so that the efficiency of the search can be greatly improved.

このようなプログレッシブ符号化方式は、直交変換を用
いた符号化方式を応用することにより、容易に実現でき
る。すなわち、全部の直交変換係数を伝送する代わりに
、まず直交変換係数のうちで電力が集中しているものの
みを画像全体について符号化して伝送する。そして、伝
送された直交変換係数のみを逆変換して、復号された画
像を表示する。
Such a progressive encoding method can be easily realized by applying an encoding method using orthogonal transformation. That is, instead of transmitting all the orthogonal transform coefficients, first, among the orthogonal transform coefficients, only those in which power is concentrated are encoded and transmitted for the entire image. Then, only the transmitted orthogonal transform coefficients are inversely transformed and the decoded image is displayed.

この場合、一部の直交変換係数のみを伝送しているので
、全部の直交変換係数を伝送する場合に比べて情報量は
はるかに小さくなる。従って、情報の伝送速度が遅い場
合でも、わずかの時間で情報を伝送してしまうことが可
能である。また、画像全体の情報を伝送しているので、
粗い画像ではあるが画像全体を表示することができる。
In this case, since only some orthogonal transform coefficients are transmitted, the amount of information is much smaller than when all orthogonal transform coefficients are transmitted. Therefore, even if the information transmission speed is slow, it is possible to transmit the information in a short amount of time. Also, since the information of the entire image is transmitted,
Although the image is rough, the entire image can be displayed.

そして、順次残りの直交変換係数を伝送することにより
、より精細な復号画像を得ることができる。
Then, by sequentially transmitting the remaining orthogonal transform coefficients, a more precise decoded image can be obtained.

また、このようなプログレッシブな符号化方式に対して
、通常の行単位に順次画像を符号化して復号化する方式
をシーケンシャルな符号化方式と呼ぶ。この方式を実現
するためには、最初から全部の直交変換係数を符号化す
れば良い。
In addition, in contrast to such a progressive encoding method, a normal method of sequentially encoding and decoding images row by row is called a sequential encoding method. In order to implement this method, it is sufficient to encode all orthogonal transform coefficients from the beginning.

このような直交変換係数を量子化して可変長符号化する
方式を用いる場合、プログレッシブとシーケンシャルと
両方の符号化方式を実現したいという要求が生じる。例
えば、画像を符号化して符号を蓄積しておき、必要に応
じて蓄積された符号を読み出して利用するような場合に
は、シーケンシャル符号化方式で十分である。しかしな
がら、このように蓄積された画像の情報を伝送する場合
には、プログレッシブ符号化方式での伝送が必要になる
When such a method of quantizing orthogonal transform coefficients and variable length coding is used, there is a demand for realizing both progressive and sequential coding methods. For example, when an image is encoded and the codes are stored, and the stored codes are read out and used as needed, the sequential encoding method is sufficient. However, when transmitting image information accumulated in this manner, transmission using a progressive encoding method is required.

ところが、直交変換係数を量子化して可変長符号化する
方式を用いて、プログレッシブまたはシーケンシャルな
符号化方式を実現しようとする場合、それぞれに対応す
る符号の構成は大きく異なってしまう、そこで両方の符
号化方式を利用するためには、それぞれの符号化方式に
対応する符号を別々に蓄積しておかなければならなくな
ってしまう、すなわち、1つの画像に対してプログレッ
シブ用とシーケンシャル用との2つの符号を蓄積するこ
とになり、画像情報を蓄積するための容量を浪費してし
まうという問題点がある。
However, when attempting to realize a progressive or sequential encoding method using a method that quantizes orthogonal transform coefficients and encodes them with variable length, the configurations of the corresponding codes will be significantly different, so both codes are In order to use this encoding method, it is necessary to store codes corresponding to each encoding method separately, that is, two codes for one image, one for progressive and one for sequential. There is a problem in that the capacity for storing image information is wasted.

また、伝送速度に応じてプログレッシブの方法を変化さ
せたいという要求もある。例えば、伝送速度がある程度
高速の場合には、最初の第1段階から多くの直交変換係
数を符号化して、多くの情報を伝送してしまうことがで
きる。反対に、伝送速度が非常に低速の場合には、最初
の第1段階では少しの直交変換係数のみを符号化して画
像全体の非常に大まかな情報のみを少ない情報量で伝送
することになる。しかし、あらかじめプログレッシブ用
の符号を蓄積しておくためには、最初に送るべき直交変
換係数の個数などを固定しておかなければならず、この
ような伝送速度に応じた符号化を実現できない。
There is also a demand for changing the progressive method depending on the transmission speed. For example, when the transmission speed is high to a certain extent, many orthogonal transform coefficients can be encoded from the first stage, and a lot of information can be transmitted. On the other hand, when the transmission speed is very low, only a few orthogonal transform coefficients are encoded in the first stage, and only very rough information about the entire image is transmitted with a small amount of information. However, in order to store progressive codes in advance, it is necessary to fix the number of orthogonal transform coefficients to be sent first, making it impossible to realize encoding according to such a transmission rate.

これらの問題点を解決するために、シーケンシャル用の
符号を蓄積しておき、シーケンシャル符号化方式の時に
はそのまま画像を復号し、プログレッシブ符号化の時に
は、まず、それらを量子化後の直交変換係数まで復号し
て第1段階ではその一部分を符号化し伝送し、順次段階
的に多くの符号を伝送するという方法がある。
In order to solve these problems, sequential codes are stored, and when using the sequential encoding method, images are decoded as they are, and when using progressive encoding, they are first decoded to orthogonal transform coefficients after quantization. There is a method in which a part of the code is encoded and transmitted in the first stage after decoding, and many codes are sequentially transmitted in stages.

この方法は、画像を直交変換し、直交変換係数を量子化
して可変長符号化し、シーケンシャル用の符号として蓄
積しておき、シーケンシャル符号化方式の時はそのまま
画像を復号する。また、プログレッシブ符号化方式の時
は、はじめにシーケンシャル用の符号を可変長復号化し
、量子化後の直交変換係数に戻す。そして第1ステージ
ではその中で電力が集中している部分を画像全体につい
て符号化して伝送し、以後のステージでは残りの量子化
後の直交変換係数を符号化し伝送することにより、より
精細な復号画像を得ることができる。従って初期のステ
ージでは電力が集中している部分の直交変換係数のみが
符号化されて送られる。
In this method, an image is orthogonally transformed, orthogonal transform coefficients are quantized and variable-length encoded, and stored as sequential codes, and in the case of sequential encoding, the image is decoded as is. Furthermore, in the case of a progressive encoding method, the sequential code is first subjected to variable length decoding and then returned to the orthogonal transform coefficients after quantization. Then, in the first stage, the entire image is encoded and transmitted for the part where power is concentrated, and in subsequent stages, the remaining quantized orthogonal transform coefficients are encoded and transmitted, allowing for more precise decoding. You can get the image. Therefore, in the initial stage, only the orthogonal transform coefficients in the portion where power is concentrated are encoded and sent.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記の方法をとると、プログレッシブ符号化方式では、
量子化後の直交変換係数のうち電力が集中している部分
から符号化して伝送するため、初期のステージでは一部
の直交変換係数しか送れない。従って、一部の直交変換
係数のみから画像を復号するため解像度が悪化して再生
画像がぼけてしまうという問題点があった。
Using the above method, in the progressive encoding method,
Since the quantized orthogonal transform coefficients are encoded and transmitted starting from the part where the power is concentrated, only a part of the orthogonal transform coefficients can be sent in the initial stage. Therefore, since the image is decoded only from a part of the orthogonal transform coefficients, there is a problem that the resolution deteriorates and the reproduced image becomes blurred.

本発明は、シーケンシャル用の符号を蓄積しておき、画
像情報の伝送の際にこれを量子化後の直交変換係数まで
復号してプログレッシブ用の符号を生成することで、画
像情報を効率良く蓄積しておくことができ、しかも伝送
速度に応じたプログレッシブ符号化を実現でき、更に初
期のステージから全ての直交変換係数に関する成分を符
号化、伝送することにより、解像度の良い画像が復元で
きる画像信号の符号化方式とその装置を提供することを
目的とする。
The present invention stores sequential codes and decodes them to the quantized orthogonal transform coefficients to generate progressive codes when transmitting image information, thereby efficiently storing image information. This is an image signal that can be stored as a digital image, and that can realize progressive encoding according to the transmission speed.Furthermore, by encoding and transmitting components related to all orthogonal transform coefficients from the initial stage, a high-resolution image can be restored. The purpose of this invention is to provide an encoding method and its device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の画像信号の符号化方式は、複数の画素からなる
ブロック単位で画像信号を読み出し、前記ブロック単位
に直交変換を施して複数の変換係数を求め、前記変換係
数を量子化して各変換係数に対応する量子化インデック
スを求め、前記量子化インデックスを可変長符号化して
生成される符号を蓄積しておき、画像情報を複数のステ
ージに分割して伝送する際に量子化インデックスを構成
するビットのうち各ステージで伝送すべき少くとも1個
のビット位置を与えておき、前記符号を読み出して量子
化インデックスを復号し、前記各ステージで各量子化イ
ンデックスの前記の少くとも1個のビット位置に対応す
る部分を可変長符号化して符号を生成し、前記の各ステ
ージごとに生成された符号を全ブロックについて伝送す
るように構成される。
The image signal encoding method of the present invention reads out an image signal in blocks each consisting of a plurality of pixels, performs orthogonal transformation on each block to obtain a plurality of transform coefficients, and quantizes the transform coefficients to obtain each transform coefficient. Find the quantization index corresponding to the quantization index, store the code generated by variable-length encoding the quantization index, and store the bits that constitute the quantization index when transmitting the image information by dividing it into multiple stages. At least one bit position to be transmitted at each stage is given, the code is read out and the quantization index is decoded, and the at least one bit position of each quantization index is transmitted at each stage. A code is generated by variable-length coding of a portion corresponding to , and the code generated at each stage is transmitted for all blocks.

また、本発明の画像信号の符号化装置は、複数の画素か
らなるブロック単位で画像信号を読み出すブロック読み
出し部と、前記ブロック単位に直交変換を施して複数の
変換係数を求める直交変換部と、前記変換係数を量子化
して各変換係数に対応する量子化インデックスを出力す
る量子化部と、前記画像信号を符号化し蓄積する際には
前記量子化インデックスを構成する全ビットを可変長符
号化し画像情報を複数のステージに分割して伝送する際
には量子化インデックスを構成するビットのうち各ステ
ージで符号化すべき少くとも1個のビット位置に対応す
るものを可変長符号化して符号を出力する符号化部と、
前記符号化部から出力される符号を蓄積する符号蓄積部
と、前記符号化部から出力される符号を伝送する符号伝
送部と、前記符号蓄積部に蓄積された符号を復号して量
子化インデックスを出力する復号化部と、前記の各ステ
ージで量子化インデックスを構成するビットのうち伝送
すべきビット位置を記憶するビット位置記憶部と、前記
画像信号を符号化し蓄積する際には前記量子化インデッ
クスを構成する全ビットを符号化するよう前記符号化部
を制御し、前記画像情報を複数のステージに分割して伝
送する際には前記量子化インデックスを構成するビット
のうち各ステージで符号化すべき少くとも1個のビット
位置に対応するものを符号化するよう前記符号化部を制
御する制御部とを備えて構成される。
Further, the image signal encoding device of the present invention includes a block readout unit that reads out an image signal in units of blocks each consisting of a plurality of pixels, and an orthogonal transformation unit that performs orthogonal transformation on each block to obtain a plurality of transformation coefficients. a quantization unit that quantizes the transform coefficients and outputs a quantization index corresponding to each transform coefficient; and a quantization unit that quantizes the transform coefficients and outputs a quantization index corresponding to each transform coefficient; When transmitting information by dividing it into multiple stages, the bits that constitute the quantization index that correspond to at least one bit position to be encoded in each stage are variable-length coded and a code is output. an encoding unit;
a code storage unit that stores codes output from the encoder; a code transmission unit that transmits the codes output from the encoder; and a quantization index that decodes the codes stored in the code storage unit. a decoding unit that outputs the quantization index; a bit position storage unit that stores the bit position to be transmitted among the bits forming the quantization index at each stage; The encoding unit is controlled to encode all bits constituting the index, and when the image information is divided into a plurality of stages and transmitted, the bits constituting the quantization index are encoded in each stage. and a control section that controls the encoding section so as to encode what corresponds to at least one bit position.

〔作用〕[Effect]

本発明の画像信号の符号化方式について説明する。 The image signal encoding method of the present invention will be explained.

まず、複数の画素からなるブロック単位で画像信号を読
み出す。このブロックとしてはnXn画素からなる正方
形のブロックを用いる場合が多い。
First, image signals are read out in blocks each consisting of a plurality of pixels. As this block, a square block consisting of nXn pixels is often used.

次に、このブロック単位に直交変換を施して複数の変換
係数を求める。この直交変換としては、2次元の離散コ
サイン変換やアダマール変換など、任意の直交変換を用
いることができる。もしnXn画素からなる正方形のブ
ロックを用いた場合、この複数の変換係数も1ブロック
当りnXn個となる。
Next, orthogonal transformation is performed on each block to obtain a plurality of transform coefficients. As this orthogonal transformation, any orthogonal transformation such as two-dimensional discrete cosine transformation or Hadamard transformation can be used. If a square block consisting of nXn pixels is used, the plurality of transform coefficients will also be nXn per block.

そして、各変換係数をあらかじめ与えられた量子化ステ
ップで割ることにより量子化を行い、各変換係数に対応
する量子化インデックスを求める。ただし、ここでは全
ての変換係数を同一の量子化ステップで量子化すること
にするが、各変換係数のブロック内での位置に応じて、
異なる量子化ステップを用いることもできる。
Then, quantization is performed by dividing each transform coefficient by a predetermined quantization step to obtain a quantization index corresponding to each transform coefficient. However, here we will quantize all transform coefficients with the same quantization step, but depending on the position of each transform coefficient within the block,
Different quantization steps can also be used.

こうして求められた量子化インデックスを可変長符号化
して、生成される符号を蓄積しておく。
The quantization index thus obtained is variable-length coded, and the generated codes are stored.

この量子化インデックスを可変長符号化する方法として
は、ブロック内のすべての量子化インデックスをそれぞ
れ個別に可変長符号化する方法が一般的だが、その他に
も有意な量子化インデックス(0でない量子化インデッ
クス)のブロック内での位置と大きさとを可変長符号化
する方法や、まずブロック内の量子化インデックスをジ
グザグにスキャンして連続するOの量子化インデックス
をゼロラインとして−まとめにしてしまい、その長さを
可変長符号化する方法など、様々な方法がある。
A common method for variable-length encoding this quantization index is to individually variable-length encode all quantization indexes in a block, but there are also other significant quantization indexes (non-zero quantization There is a method of variable-length encoding the position and size of the index) within the block, or first, scanning the quantization index within the block in a zigzag manner and grouping the consecutive O quantization indexes as a zero line. There are various methods, such as a method of variable length encoding the length.

このように蓄積された画像情報をプログレッシブ符号化
の形態で複数のステージに分割して伝送する際には、量
子化インデックスを構成するビットのうち各ステージに
おいて符号化すべき1つまたは複数個のビット位置をあ
らかじめ定めておく、ただし、このようにビット位置を
あらかじめ定めておく代わりに、画像の統計量や画像情
報の伝送速度に合わせて決定することもできる。
When the image information accumulated in this way is divided into multiple stages in the form of progressive encoding and transmitted, one or more bits to be encoded at each stage among the bits that make up the quantization index. The position is determined in advance.However, instead of determining the bit position in advance in this way, it can also be determined in accordance with the statistics of the image and the transmission speed of image information.

次に、蓄積された符号を読み出して、量子化インデック
スを復号する。そして、量子化インデックスを構成する
ビットのうち第1ステージにおいて定めた1つまたは複
数個のビット位置に対応するものを可変長符号化し符号
を伝送する。このような符号の伝送を全ブロックについ
て実行して、第1ステージを終了する。
Next, the stored code is read out and the quantization index is decoded. Then, among the bits constituting the quantization index, those corresponding to one or more bit positions determined in the first stage are subjected to variable length coding, and the code is transmitted. The first stage is completed by performing such code transmission for all blocks.

同様に、量子化インデックスを構成するビットのうち、
第2ステージにおいて定めた1つまたは複数個のビット
位置に対応するものを可変長符号化し符号を伝送する。
Similarly, among the bits that make up the quantization index,
What corresponds to one or more bit positions determined in the second stage is variable-length coded and the code is transmitted.

このような符号の伝送を全ブロックについて実行する。Such code transmission is performed for all blocks.

以下のステージでも同様である。The same applies to the following stages.

復号側では、まず第1ステージで伝送された符号を可変
長復号し、第1ステージで定めた量子化インデックスを
構成する1つまたは複数個のビット位置に対応した部分
に入れる。量子化インデックスを構成するビットのうち
、まだ送られてきていないビット位置に対応する部分に
はあらかじめ定めた任意の値を入れて量子化インデック
スを構成し、逆量子化、逆直交変換することにより、粗
い画像を表示する。
On the decoding side, first, the code transmitted in the first stage is variable-length decoded, and is put into a portion corresponding to one or more bit positions constituting the quantization index determined in the first stage. Of the bits that make up the quantization index, a predetermined arbitrary value is placed in the part corresponding to the bit position that has not been sent yet to form the quantization index, and by inverse quantization and inverse orthogonal transformation. , display a grainy image.

次に、第2ステージでは、第2ステージで伝送された符
号を可変長復号し、第2ステージで定めた量子化インデ
ックスを構成する1つまたは複数個のビット位置に対応
した部分に入れる。量子化インデックスを構成するビッ
トのうち、まだ送られてきていないビット位置に対応す
る部分にはあらかしめ定められた任意の値を入れて量子
化インデックスを構成し、逆量子化、逆直交変換するこ
とにより、画像を表示する。
Next, in the second stage, the code transmitted in the second stage is variable-length decoded and placed in a portion corresponding to one or more bit positions constituting the quantization index determined in the second stage. Of the bits that make up the quantization index, a predetermined arbitrary value is put into the part corresponding to the bit position that has not been sent yet to form the quantization index, and then inverse quantization and inverse orthogonal transformation are performed. Display the image by

同様に第3.第4のステージの情報を得ることにより、
順次精細な画像を復号して表示する。
Similarly, the third. By obtaining information on the fourth stage,
Sequentially decode and display finer images.

このように量子化インデックスを構成する量子化ビット
のうち各ステージにおいてあらかじめ定められた1つま
たは複数個のビット位置に対応するものを符号化し、伝
送することにより初期のステージから解像度の良いプロ
グレッシブな符号化が実現できる。
In this way, by encoding and transmitting the quantization bits that constitute the quantization index that correspond to one or more predetermined bit positions at each stage, progressive Encoding can be realized.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により本発明の一実施例を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の画像信号の符号化方式を実現する符号
化装置の一例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an encoding device that implements the image signal encoding method of the present invention.

なお、以下の説明では直交変換として2次元の離散コサ
イン変換を用いているが、アダマール変換などの直交変
換を用いることも可能である。
Note that in the following description, a two-dimensional discrete cosine transform is used as the orthogonal transform, but it is also possible to use an orthogonal transform such as Hadamard transform.

第1図に示すように、ブロック読み出し部1によってD
CT変換を行うブロック単位に画像信号を読み出す。例
えば、1画素当たり8bitの画像信号の縦8画素1横
8画素の計64画素を1ブロツクとして読み出す。そし
てDCT変換部2は読み出された1ブロツク分の画像信
号101の2次元離散コサイン変換を行い、8×8個の
変換係数102を計算する。
As shown in FIG.
Image signals are read out in block units for CT conversion. For example, a total of 64 pixels, 8 pixels vertically and 8 pixels horizontally, of an 8-bit image signal per pixel, are read out as one block. Then, the DCT transform unit 2 performs two-dimensional discrete cosine transform on the read image signal 101 for one block, and calculates 8×8 transform coefficients 102.

こうして計算された変換係数102を受けて、量子化部
3は変換係数102をあらかじめ与えられた量子化ステ
ップで割ることにより量子化を行い、各変換係数102
に対応する量子化インデックス103を出力する。ただ
し、ここではすべての変換係数を同一の量子化ステップ
で量子化することにするが、各変換係数102のブロッ
ク内での位置に応じて、異なる量子化ステップを用いる
こともできる。
Receiving the transform coefficients 102 calculated in this way, the quantization unit 3 performs quantization by dividing the transform coefficients 102 by a pre-given quantization step, and each transform coefficient 102
The quantization index 103 corresponding to is output. However, although all transform coefficients are quantized by the same quantization step here, different quantization steps may be used depending on the position of each transform coefficient 102 within the block.

符号化部4は、これらの量子化インデックス103の可
変長符号化を行い、符号104を生成して出力する。こ
の可変長符号化において、符号化部4は制御部9の制御
により、量子化インデックス103を構成する全ビット
を符号化して符号104を出力する。こうして出力され
た符号104は、符号蓄積部らに蓄積される。
The encoding unit 4 performs variable length encoding on these quantization indexes 103 to generate and output a code 104. In this variable length encoding, the encoding unit 4 encodes all bits constituting the quantization index 103 and outputs a code 104 under the control of the control unit 9. The code 104 thus output is stored in the code storage section.

第2図は量子化インデックス103を複数のステージに
分割して伝送する際の各ステージで符号化するビット位
置の分割方法の一例である。第2図に示すように量子化
インデックス103が8ビツトで構成されている場合、
例えば、第1ステージで上位2ビツトを符号化し、第2
ステージでは次の上位3ヒツトを符号化し、第3ステー
ジでは下位3ビツトを符号化するとする。
FIG. 2 is an example of a method of dividing bit positions encoded in each stage when the quantization index 103 is divided into a plurality of stages and transmitted. When the quantization index 103 is composed of 8 bits as shown in FIG.
For example, the first stage encodes the upper two bits, and the second stage encodes the upper two bits.
At the stage, the next three highest bits are encoded, and at the third stage, the lowest three bits are encoded.

このように画像情報を複数のステージに分割して伝送す
る際には、ビット位置記憶部7に、各ステージにおいて
量子化インデックスを構成するビットのうち伝送するべ
きビットの位置107をあらかじめ記憶させておく。そ
して、まず符号蓄積部5に蓄積された符号104を読み
出して、復号(ヒ部6において符号104の復号処理を
行い量子化インデックス106を復号する。この量子化
インデックス106は、量子化インデックス103と同
一のものである。
When transmitting image information by dividing it into a plurality of stages in this way, the bit position storage section 7 stores in advance the position 107 of the bit to be transmitted among the bits forming the quantization index in each stage. put. First, the code 104 stored in the code storage unit 5 is read out and decoded (the code 104 is decoded in the code storage unit 6 to decode the quantization index 106. This quantization index 106 is the same as the quantization index 103). They are the same.

次に、制御部9は第1ステージにおいて符号化すべき1
つまたは複数個のビット位置107を読み出して、符号
化部4の制御を行う。
Next, the control unit 9 controls the 1 to be encoded in the first stage.
One or more bit positions 107 are read out to control the encoding unit 4.

符号化部4は、制御部9に制御されて量子化インデック
ス106の符号化を行い、符号114を出力する。
The encoding unit 4 encodes the quantization index 106 under the control of the control unit 9 and outputs a code 114.

符号化部4で生成された符号1111は、符号伝送部8
を通じて伝送される。そして、すべてのブロックの符号
114を伝送して第1ステージを終了する。
The code 1111 generated by the encoder 4 is transmitted to the code transmitter 8
transmitted through. Then, the codes 114 of all blocks are transmitted and the first stage ends.

次に第2ステージにおいては、制御部っけ第2ステージ
において符号化すべき1つまたは複数個のビット位置1
07を、ビット位置記憶部7から読み出して、第1ステ
ージと同様に符号化部4を制御して、符号114を伝送
する。
Then, in the second stage, the controller selects one or more bit positions 1 to be encoded in the second stage.
07 is read out from the bit position storage unit 7, the encoding unit 4 is controlled in the same way as in the first stage, and the code 114 is transmitted.

このように符号化部4で生成された符号1]4は、符号
伝送部8を通じて伝送される。そして、すべてのブロッ
クの符号114を伝送して第2ステージを終了する。
The code 1]4 generated by the encoding unit 4 in this manner is transmitted through the code transmission unit 8. Then, the codes 114 of all blocks are transmitted and the second stage ends.

以下のステージでも第2ステージと同様の処理を行い、
最終ステージの処理を行ってから画像情報の伝送処理を
終了する。
The following stages also perform the same processing as the second stage,
After performing the final stage processing, the image information transmission processing ends.

なお、ここでは復号化部6に量子化インデックス106
のメモリを設けておき、第1ステージのみこの復号処理
を行い、以下のステージではこのメモリに記憶された量
子化インデックス106を用いることにした。
Note that here, the decoding unit 6 has a quantization index 106.
It was decided that the decoding process would be performed only in the first stage, and the quantization index 106 stored in this memory would be used in the following stages.

ここで、符号蓄積部5に蓄積された符号104はすべて
の量子化インデックス103を符号化したものであるの
で、シーケンシャル用の符号となっており、この符号を
そのまま復号すれば、シーケンシャルな画像の復号が実
行できる。
Here, the code 104 stored in the code storage unit 5 is a code for all the quantization indexes 103, so it is a sequential code, and if this code is decoded as it is, it will be a sequential image code. Can be decrypted.

また、画像情報の伝送の際には、量子化インデックスを
構成しているビットのうち、ビット位置記憶部7で各ス
テージ毎にあらかじめ決められているビット位置に対応
するものを符号化して伝送しているので、復号側ではこ
れを量子化インデックスまで復号し前記ビット位置に対
応した部分に入れる。そして、まだ送られてきていない
ビット位置に対応する部分にはあらかじめ定めた任意の
数値を入れ画像を復号することによりプログレッシブな
画像の伝送および復号が実行できる。
Furthermore, when transmitting image information, among the bits constituting the quantization index, those corresponding to the bit positions predetermined for each stage in the bit position storage unit 7 are encoded and transmitted. Therefore, on the decoding side, this is decoded up to the quantization index and placed in the part corresponding to the bit position. Progressive image transmission and decoding can be performed by entering predetermined arbitrary values into portions corresponding to bit positions that have not yet been transmitted and decoding the image.

さらに、符号蓄積部5に蓄積された符号104をそのま
ま伝送すれば、シーケンシャルな画像の伝送および復号
も実行できる。
Furthermore, by transmitting the code 104 stored in the code storage section 5 as it is, sequential image transmission and decoding can be performed.

このように、シーケンシャル用の符号を蓄積しておくの
みで、シーケンシャルとプログレッシブの両方を実現す
ることができる。
In this way, both sequential and progressive modes can be realized simply by storing sequential codes.

また、ビット位置記憶部7に記憶されたビット位置の個
数を変化させることにより、プログレッシブに画像情報
を伝送する際の各ステージで伝送する情報量や、画像が
段階的に精細となる様子を自由に設定できる。従って、
様々な伝送速度や画像を対象とした場合でも、それに応
じたプログレッシブ符号化方式を実現できる。
In addition, by changing the number of bit positions stored in the bit position storage section 7, the amount of information to be transmitted at each stage when progressively transmitting image information and the manner in which the image becomes finer in stages can be freely controlled. Can be set to Therefore,
Even when targeting various transmission speeds and images, it is possible to realize a progressive encoding method corresponding to the various transmission speeds and images.

さらに、初期のステージにおいては量子化インデックス
の上位ビットを符号化して伝送する。符号を伝送する際
には、伝送速度の関係からブロック内の全ての量子化イ
ンデックスを全ピット送るには時間がかかる。従って、
短時間で量子化インデックスの全ビットを送ろうとする
とブロック内の一部の量子化インデックスしか送れない
。しかし、上位ビットしか送らない場合は短時間にブロ
ック内のすべての量子化インデックスを送ることができ
る。従って本方式を用いた場合、復号側ではブロック内
の全量子化インデックスの上位ビットから画像を復号す
るため階調性は多少落ちるが、全量子化インデックスか
ら画像を復号することができるので解像度の良い画像を
復元できる。
Furthermore, in the initial stage, the upper bits of the quantization index are encoded and transmitted. When transmitting a code, it takes time to transmit all the quantization indexes in a block and all the pits due to the transmission speed. Therefore,
If you try to send all the bits of the quantization index in a short time, you will only be able to send some of the quantization indexes within the block. However, if only the upper bits are sent, all quantization indices in the block can be sent in a short time. Therefore, when using this method, on the decoding side, the image is decoded from the upper bits of all quantization indexes in the block, so the gradation is somewhat degraded, but since the image can be decoded from all quantization indexes, the resolution can be improved. A good image can be restored.

以上の説明においてはブロックサイズを8×8として説
明したが、別のサイズや形状を用いても差し支えない。
In the above description, the block size is 8×8, but other sizes and shapes may be used.

また、以上の説明においては画像信号として特に規定は
していないが、多値の白黒画像、RGBの各カラー成分
画像、Y・(R−Y)・ (B−Y)等の輝度・色差信
号は、すべてこの画像信号の中に含まれる。同様に、テ
レビジョン信号等の動画像におけるフレーム間差分信号
においても適用でき、十分な効果を得ることができる。
In addition, in the above explanation, image signals are not particularly defined, but multivalued black and white images, RGB color component images, luminance/color difference signals such as Y, (RY), (B-Y), etc. are all included in this image signal. Similarly, the present invention can be applied to interframe difference signals in moving images such as television signals, and sufficient effects can be obtained.

このフレーム間差分信号については、文献:「テレビジ
ョン バンドウィドス コンプレッション トランスミ
ッション バイ モーション コンベンセイティド イ
ンターフレーム コーディング(Television
  BandwidthCompression  t
rans+uission  by  Motion−
compensated  Interframe  
Coding)  」 フイ・イー・イー・イー コミ
ユニケージジン マ力ジン(IEEE  Commun
ication  Magazine)  誌、 19
82年11月号、24−30頁に詳細に述べられている
This interframe difference signal is described in the literature: "Television Bandwidth Compression Transmission by Motion Convenient Interframe Coding".
BandwidthCompression
rans+uission by Motion-
Compensated Interframe
IEEE Commun
cation Magazine) Magazine, 19
It is described in detail in the November 1982 issue, pages 24-30.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明の画像信号の符号化方式および
その装置を用いることにより、シーケンシャル用の符号
を蓄積しておき、画像情報の伝送の際にこれを復号して
プログレッシブ用の符号を生成できる。また、初期のス
テージから高周波成分を送るため、解像度のよい画像が
復元できる。
As described above, by using the image signal encoding method and device of the present invention, sequential codes can be stored and decoded to generate progressive codes when transmitting image information. can. Furthermore, since high-frequency components are sent from the initial stage, images with good resolution can be restored.

従って、画像情報を効率良く蓄積しておくことができ、
しかも伝送速度に応じた解像度のよいプログレッシブ符
号化を実現できる。
Therefore, image information can be stored efficiently,
Moreover, progressive encoding with good resolution corresponding to the transmission speed can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の画像信号の符号化方式を実現する符号
化装置の一例を示すブロック図、第2図は量子化インデ
ックスを複数のステージに分割して伝送する際の各ステ
ージで符号化するビット位置の分割方法の一例を示す説
明図である。 1・・・ブロック読み出し部、2・・・DCT変換部、
3・・・量子化部、4・・・符号化部、5・・・符号蓄
積部、6・・・復号化部、7・・・ビット位置記憶部、
8・・・符号伝送部、9・・・制御部。
Figure 1 is a block diagram showing an example of an encoding device that realizes the image signal encoding method of the present invention, and Figure 2 is a block diagram showing an example of an encoding device that implements the image signal encoding method of the present invention. Figure 2 shows encoding at each stage when the quantization index is divided into multiple stages and transmitted. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a method of dividing bit positions. 1...Block reading unit, 2...DCT conversion unit,
3... Quantization section, 4... Encoding section, 5... Code storage section, 6... Decoding section, 7... Bit position storage section,
8... Code transmission section, 9... Control section.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数の画素からなるブロック単位で画像信号を読
み出し、前記ブロック単位に直交変換を施して複数の変
換係数を求め、前記変換係数を量子化して各変換係数に
対応する量子化インデックスを求め、前記量子化インデ
ックスを可変長符号化して生成される符号を蓄積してお
き、画像情報を複数のステージに分割して伝送する際に
量子化インデックスを構成するビットのうち各ステージ
で伝送すべき少くとも1個のビット位置を与えておき、
前記符号を読み出して量子化インデックスを復号し、前
記各ステージで各量子化インデックスの前記の少くとも
1個のビット位置に対応する部分を可変長符号化して符
号を生成し、前記の各ステージごとに生成された符号を
全ブロックについて伝送することを特徴とする画像信号
の符号化方式。
(1) Read out an image signal in blocks each consisting of a plurality of pixels, perform orthogonal transformation on each block to obtain a plurality of transform coefficients, and quantize the transform coefficients to obtain a quantization index corresponding to each transform coefficient. , the codes generated by variable-length coding the quantization index are stored, and when image information is divided into multiple stages and transmitted, the bits that make up the quantization index should be transmitted at each stage. Provide at least one bit position,
reading out the code and decoding the quantization index, and generating a code by variable length encoding a portion corresponding to the at least one bit position of each quantization index in each stage; An image signal encoding method characterized by transmitting a code generated in each block for all blocks.
(2)複数の画素からなるブロック単位で画像信号を読
み出すブロック読み出し部と、前記ブロック単位に直交
変換を施して複数の変換係数を求める直交変換部と、前
記変換係数を量子化して各変換係数に対応する量子化イ
ンデックスを出力する量子化部と、前記画像信号を符号
化し蓄積する際には前記量子化インデックスを構成する
全ビットを可変長符号化し画像情報を複数のステージに
分割して伝送する際には量子化インデックスを構成する
ビットのうち各ステージで符号化すべき少くとも1個の
ビット位置に対応するものを可変長符号化して符号を出
力する符号化部と、前記符号化部から出力される符号を
蓄積する符号蓄積部と、前記符号化部から出力される符
号を伝送する符号伝送部と、前記符号蓄積部に蓄積され
た符号を復号して量子化インデックスを出力する復号化
部と、前記の各ステージで量子化インデックスを構成す
るビットのうち伝送すべきビット位置を記憶するビット
位置記憶部と、前記画像信号を符号化し蓄積する際には
前記量子化インデックスを構成する全ビットを符号化す
るよう前記符号化部を制御し、前記画像情報を複数のス
テージに分割して伝送する際には前記量子化インデック
スを構成するビットのうち各ステージで符号化すべき少
くとも1個のビット位置に対応するものを符号化するよ
う前記符号化部を制御する制御部とを備えたことを特徴
とする画像信号の符号化装置。
(2) A block readout section that reads out an image signal in units of blocks each consisting of a plurality of pixels; an orthogonal transformation section that performs orthogonal transformation on each block to obtain a plurality of transformation coefficients; and an orthogonal transformation section that quantizes the transformation coefficients to obtain each transformation coefficient. a quantization unit that outputs a quantization index corresponding to the quantization index; and when encoding and storing the image signal, variable length encoding is performed on all bits constituting the quantization index, and the image information is divided into a plurality of stages and transmitted. When doing so, an encoding section that performs variable length encoding on at least one bit position that should be encoded at each stage among the bits constituting the quantization index and outputs a code; a code storage unit that stores output codes; a code transmission unit that transmits the codes output from the encoder; and a decoder that decodes the codes stored in the code storage unit and outputs quantization indexes. a bit position storage unit that stores bit positions to be transmitted among the bits that make up the quantization index at each stage; and a bit position storage unit that stores all the bit positions that make up the quantization index when encoding and storing the image signal. The encoding unit is controlled to encode bits, and when the image information is divided into a plurality of stages and transmitted, at least one of the bits constituting the quantization index is to be encoded in each stage. An image signal encoding device comprising: a control unit that controls the encoding unit to encode a bit position corresponding to the bit position of the image signal.
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