JPH02179073A - 画像信号の適応型木符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は画像信号の高能率符号化方式に関し、特に本
符号化方式を用い九画儂信号の適応型木符号化方式に関
する。

〔従来の技術〕

従来、画像信号の高能率符号化方式の１つとして、すで
に符号化された画素値から次の画素値の予測値を求め、
その値と実際の画素値との差（予測誤差）を符号化する
予測符号化方式があり、この予測符号化方式は比較的高
い符号化ビットレートで高画質な再生画像を得るのに有
利な方式である。

次に従来の予測符号化方式について図面を参照して説明
する。

第３図（ａ）は従来の予測符号化方式の符号器、同図伽
）は復号器である。

第３図（ａ）において符号器１０の動作を説明する。

符号化しようとする画像信号Ｘは標本化されて加算ａ５
のＡ点に入力される。これに対して、現在までの画像信
号Ｘの標本値によって次に予測される標本値の予測値は
予測器２から加算器５に出力される。したがって、実際
、加算器５に入力された標本値と標本値の予測値との差
分、す力わち予測誤差信号は加算器５を経て量子化器１
に出力され、ここでこの予測誤差信号は量子化および符
号化がなされた後、符号化信号Ｙとして出力される。

なお、この符号化信号Ｙと標本値の予測値とは加算器６
に入力されるので、この予測値と符号化信号Ｙとの和１
すなわち加算器５に入力された画像信号Ｘの近似値は加
算器６から予測器２に入力されることに４る。

第３図伽）において復号器２０の動作を説明する。

復号しようとする符号化信号Ｙは加算器Ｔに入力される
。これに対して、標本値の予測値が予測器３から加算器
Ｔに出力されるので、この予測値と符号化信号Ｙとの和
、すなわち復号された画像信号Ｘが加算器７から出力さ
れることになる。

第４図は予測符号化方式における予測関数が５次の場合
、予測に用いる画素関係を示す図である。

現在までに予測器に入力された５つの画素８１〜Ｓｇに
よって次の画素８．の予測がなされる。

また、符号器における予測誤差は次のようにして求めら
れる。

ｓ（１，ｊ）：画素（ｔ、ｊ）の標本値企（１，ｊ）：
画素（１，ｊ）の予測値の標本値ａ　（ｋ　ｒ　ｔ　）
：予測系数 Ωｐ　　　：予測に用いるｐ個の画素の集合とすれば、
画素（ｉ、ｊ）における予測誤差ｅ（１、ｊ）は次の（
１）式のように求められる。

ａ（ｔ、ｊ）　＝８（１，ｊ）−瞥（１，ｊ）＝Ｓ（ｉ
　ｌ）　　Ｎｘｔ＆（ｋ、ｔ）Ｓ（ｉ　ｋ。

ｊ−ｔ）（ｋ、ｔ）６Ωｐ このようにして求められた予測誤差信号は量子化器によ
って非線形量子化がなされる。この非線形童子化は、予
測誤差の分布が密なところでは量子化のステップ幅を小
さくシ、これに対して予測誤差の分布が疎なところでは
量子化ステップを大きくすることによって全体としての
量子化雑音を低減させるものである。

ところで、第５図において破線で示すように、予測誤差
の絶対値ｌｅｔが大きくなるに従ってこの予測誤差の頻
度Ｐｅは小さくなる傾向がある。

したがって、第５図において実線で示すように予測誤差
の絶対値ｌｅｌが小さい、すなわち予測誤差の頻度Ｐｅ
が大きいほど量子化ステップＤの幅が小さくなシ、これ
とは逆に予測誤差の絶対値ｔｅｌが大きい、すなわち予
測誤差の頻度Ｐｅが小さいはト量子化ステップＤの幅が
大きくなる傾向になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した従来の予測符号化方式では、予測誤差
を符号化する以前の情報だけで量子化特性および量子化
コード（量子化符号）が決定されているので、決定され
た量子化コードが予測誤差を符号化した以降においても
最適か否かはわからないという欠点がある。また、この
ような予測符号化方式では、非線形童子化を用いて全体
としての量子化雑音を小さくしても、低ビツトレートで
の符号化では量子化レベル数を滅らさ々くてはならない
ので、結果的に量子化雑音が増大して性能が低下してし
まう問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の画像信号の適応型木符号化方式は次の各手段
を有している。

（ａ）　　静止画像情報を入力して符号化しようとする
画素の周囲の既に符号化された画素によって符号化画素
の画素値を予測する予測器、 伽）静止画像情報を所定ブロックに分割してこのブロッ
クごとに最適な量子化特性を設定する量子化器、 （ｃ）　　符号化画素から未来の時点で符号化する画素
まで符号化操作を行って最適なバスを選択する木符号化
器。

〔作　用〕

符号化しようとする画素の周囲の既に符号化された画素
によって符号化画素の画素値は予測され、静止画像情報
は所定ブロックに分割されてこのブロックごとに最適な
量子化特性が設定され、符号化画素から未来の時点で符
号化される画素まで符号化操作が行われて最適なパスが
選択される。

〔実施例〕

次にこの発明について図面を参照して説明する。

第１図（ａ）はこの発明の一実施例における符号器のブ
ロック図、第１図ｂ）は同実施例における復号器、第２
図は同実施例における木符号化における量子化出力の決
定方法を示す機能図である。なお、第１図（ａ）および
（ｂ）において第３図（Ｃ）および（ｂ）と同一符号は
同一部分を示す。

第１図（ａ）において、１ａは左右対称３レベルの量子
化特性を有する量子化器であ勺、１枚の両像を所定のブ
ロックに分割してそのブロックごとに符号化効率の良い
量子化レベルを決定する。２＆は第３図（ａ）の予測器
２と同様の予測器であり、４は符号化時の量子化出力が
以後の量子化特性にどのような影響を与えるかを考慮し
て量子化歪の最も小さい符号化を行う木符号化器である
。なお、量子化器１１１の量子化特性を左右対称３レベ
ルにすることによって低ビツトレートでの符号化の実現
およびハードウェア規模の縮小が可能となる。

以上のよう危構成において、画像信号Ｘの予測誤差・（
１，ｊ）は第３図（ａ）の従来例と同様に求められて量
子化器１ａに出力される。量子化器１１ではｍ儂が所定
のブロックに分割されるが、ＷＪ偉の平坦部と輪郭部と
で量子化レベル数を変えずに対応するため、ブロックの
大きさを変化させている。このようにして量子化された
予測誤差信号は木符号化器４で符号化される。この木符
号化器４では、第２図に示すように符号化時の量子化出
力が以後の量子化特性にどのような影響を与えるかを考
慮して最小の量子化歪になるようにバスが選択されて符
号化がなされることによって符号化信号Ｙが出力される
。

なお、第２図６）に示した復号器２０は予測器３ａから
なっており、動作は第３図（ｂ＞に示し九従来例と同様
である。

〔発明の効果〕

以上説明し念ようにこの発明によれば、画像は所定ブロ
ックに分割されて最適々量子化レベルが決定され、画像
の平坦部と輪郭部とで量子化レベル数を変えずに対応す
るためにブロックの大きさを変えてブロックごとに量子
化レベルを求め、符号化時の量子化出力が以後の量子化
特性にどのような影響を与えるかを考慮して量子化出力
を決定する木符号化を用いたので、従来できなかった低
ビツトレートでの符号化をほぼ従来と同じ装置構成によ
って実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の一実施例における符号器のブ
ロック図、同図缶）は同実施例における復号器のブロッ
ク図、第２図は同実施例における量子化出力の決定方法
を示す機能図、第３図（ａ）は従来例における符号器の
ブロック図、同図（ｂ）は従来例における復号器のブロ
ック図、第４図は画紫関係を示す関係図、第５図は従来
例における量子化の特性図である。 １ｍ　　・・ｅ・左右対称３レベル量子化器、２ａｌａ
ａ　・・・・予測器、４・・・・木符号化器、１０ａ　
　・・昏−符号化器、２０ａ　・・・曇復号器。 第１図 （ａ） （ｂ） 特許出願人　　日本電気株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 静止画像情報を入力して符号化しようとする画素の周囲
   の既に符号化された画素によつて符号化画素の画素値を
   予測する予測器と、 前記静止画像情報を所定ブロックに分割してこのブロッ
   クごとに最適な量子化特性を設定する量子化器と、 前記符号化画素から未来の時点で符号化する画素まで符
   号化操作を行つて最適なパスを選択する木符号化器と を有することを特徴とする画像信号の適応型木符号化方
   式。