JPH02200061A - 符号化装置 - 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 本発明は、画像情報を伝送する場合に用いる符号化装置
に関するものである。

従来の技術 画像信号のディジタル化にともなって高能率の符号化技
術が重要になってきている。符号化の効率を上げるため
には、情報量の大きいところに多くのビットを割り当て
、小さいところに少ないビットを割り当てる必要がある
。このため可変長符号化がよく用いられる。表１は３ビ
ツトのデータ（０１１１，、、、？）に対する可変長符
号化の対応表である。

表１ に対して３ビツト、　　４．　５．６．７に対して４ビ
ツトを割り当てている。０，１の発生確率が４．５．６
．７に比べてかなり大きい場合には、符号化された後の
平均ビット数が３ビツトより小さくなるため、可変長符
号化の効果が現われる。

従来の可変長符号化では、直交変換された信号に対して
実際に伝送する直交成分の量子化値を可変長符号化し、
どの直交成分を伝送するかという伝送情報と共に伝送し
ていた。このためデータ量の制御は、可変長符号化され
た符号語と伝送情報を一度バッフＴ−に蓄積し、そのバ
ッファーのデータ量を検出して特定の範囲でデータ量が
一定になるように量子化を制御していた。またその制御
方法としてはバッファー内のデータが増加してきた場合
には、量子化時のまるめを大きくシ、データ量が減少し
てきた場合にはまるめを小さくすることによって制御で
きる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら可変長符号化では、１ビツトでも誤りが発
生すると語同期がはずれるため、その誤り以降の全ての
情報が消失してしまう。このため特定の小さな範囲で一
定長になるように量子化を制御して、誤り伝搬をその範
囲内でリセットする必要がある。

ところが従来例のようなバッファを用いた構成で一定長
になる範囲の大きさを小さ（すると、大きい情報量を持
つブロックでは、伝送すべきデータ量がオーバーフロー
してしまい、大きく歪んでしまう。逆に情報量の小さい
ブロックでは伝送すべきデータ量が少なすぎるため、ダ
ミーデータを伝送しなければならなくなる。このため小
さな範囲で一定長になるように効率的に制御するために
は、前記のようなフィードバック処理ではなく、実際の
符号化の前にデータ量を計算して量子化を制御するフォ
ワード処理が必要になる。しかしながら通常の可変長符
号化では、符号化前に量子化値から実際に伝送するデー
タ量を計算するのは困難であった。

本発明はこのような従来の可変長符号化における問題点
を解消する符号化装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解消するため本発明の符号化装置は、入力信
号の標本値を水平方向にＨ個、垂直方向に７個集めてＨ
×Ｖの長方形にブロック化するブロック化手段と、前記
ブロック化されたブロック毎に直交変換する直交変換手
段と、前記直交変換手段によって得られる周波数成分を
水平、垂直それぞれ独立に低い周波数を表す直交成分か
ら順に並べて新たにＨ×Ｖの長方形のブロックを作る並
べ換え手段と、前記並べ換え手段によって得られる並べ
換えられた直交成分を量子化する量子化手段と、前記量
子化手段で得られる量子化値に対して前記Ｈ×Ｖの長方
形ブロック内のＨ方向、■方向共に１番低い周波数成分
を表す量子化値を１つの頂点（原点）とする全てのＯで
ない成分を含む最小の長方形（伝送領域）を検出する伝
送領域検出手段と、前記伝送領域検出手段によって得ら
れる伝送領域に囲まれる部分の量子化値だけをその量子
化値が０の場合は符号長が１に成るように符号化する可
変長符号化手段と、可変長符号化された符号語と前記伝
送領域検出手段によって得られた長方形の原点に対角上
にある頂点を表す情報とを伝送する伝送手段とを備える
ことを特徴とする。

また本発明の符号化装置には、上記構成と同様のものに
おいて可変長符号化手段が伝送領域検出手段によって得
られる伝送領域に囲まれる部分の量子化値だけをその量
子化値の絶対値の桁数Ｋに対して符号長Ｎが２Ｋ＋１ま
たは２Ｋに成るように符号化することを特徴とするもの
が含まれる。

作　　　用 本発明によれば前記した第１の構成により、先ず伝送す
る量子化値の数Ｍは伝送領域の長方形の面積に等しいた
め、水平方向のＯでない最も高い周波数を表す成分の原
点からの距離と、垂直方向のＯでない最も高い周波数を
表す成分の原点からの距離との積で表されるため簡単に
得られる。

次に量子化値Ｒ１に対する符号長Ｎｉが、（Ｒｉ　＝Ｏ
のとき）　　Ｎ１＝１ であるため、長方形の頂点の情報のビット数をＴとする
と、伝送する総データ量りは、 Ｄ　＝　Σ（Ｎｉ−１）　　＋　　Ｍ　　＋　　Ｔで表
されるため簡単に求めることが出来る。

また本発明によれば前記した第２の構成により、まず上
記と同様に伝送する量子化値の数Ｍは水平方向のＯでな
い最も高い周波数を表す成分の原点からの距離と垂直方
向のＯでない最も高い周波数を表す成分の原点からの距
離との積で表される。

次に量子化値Ｒｉに対する符号長Ｎ１はその量子化値の
桁数をＫｉとすると、 Ｎｉ　　＝　　２　　Ｘ　　Ｋｉ　　＋　　１で表され
るため、伝送する総データ量りは、Ｄ　　＝　　２　　
×　　ΣＫｆ　　　　＋　　Ｍ　　　＋　　Ｔで表され
るため、非常に簡単に求めることが出来る。

実施例 以下に、本発明の第１の実施例を第１図を参照しながら
説明する。

第１図において１は本実施例の入力部分、２はブロック
化手段、３は直交変換手段、４は並べ換え手段、５は量
子化手段、６は伝送領域検出手段、７は可変長符号化手
段である。

先ず入力部分１から入力された画像信号の標本値は、ブ
ロック化手段２で画面上で長方形になるブロックに分割
される。ここで以下の説明を簡単にするために画面上で
水平方向に８画素、垂直方向に８画素からなる８４画素
で構成されるブロックを用いて説明する。ブロック化さ
れた標本値は直交変換手段３で水平方向、垂直方向共に
直交変換される。第２図は直交変換手段３の構成を示す
ブロック図であり、この図の８はブロック化された標本
値の入力部分、９はディスクリートコサイン変換（以下
ＤＣＴと略する）器、１０は水平垂直並べ換え手段、１
１はＤＣＴ器である。第１図のブロック化手段２でブロ
ック化された標本値は第２図の入力部分８から入力され
、ＤＣＴ器９で水平方向にＤＣＴされる。水平方向にＤ
ＣＴされた直交成分は、水平垂直並べ換え手段１０で垂
直方向に並べ換えられる。並べ換えられた直交成分はＤ
ＣＴ器１１で垂直方向にＤＣＴされて出力される。この
ようにして水平、垂直にＤＣＴされたブロック毎の直交
成分は、第１図の並べ換え手段４に入力される。並べ換
え手段４では、入力された直交成分を第３図に示すよう
に水平方向、垂直方向共に低周波成分を表す直交成分か
ら順番に並べかえる。並べ換えられた直交成分は、第１
図の量子化手段５で量子化される。一般に実際に伝送す
る情報量の制御は量子化を制御することによって行なわ
れる。つまり直交成分を粗く量子化すると符号化後のデ
ータ量は減少し、量子化を細かく（密に）するとデータ
量は増加する。次に伝送領域検出手段６では量子化手段
５で得られる直交成分の量子化値を用いて、ブロック内
で実際に伝送される量子化値を決定する。その決定方法
を第４図を用いて説明する。第４図は量子化値を第３図
に示した順番に並べた様子を示している。本発明では、
水平、垂直の最も低い周波数成分（第４図の水平０、垂
直０の量子化値で、以下原点と呼ぶ）を１つの頂点とし
、全てのＯでない量子化値を含む最小の長方形に囲まれ
る部分（第４図の実線で囲まれた部分）だけを伝送する
。ただし原点は常に伝送するものとする。従ってこのブ
ロックの伝送領域（第４図の長方形）は、水平方向、垂
直方向それぞれの０でない最も高い周波数成分を表す量
子化値の位置で決定される。同時に伝送する量子化値の
数はこの伝送領域の面積で決定されるため、水平方向の
最高周波数の位置と垂直方向の最高周波数の位置の積に
よって簡単に計算できる。

また本実施例では伝送領域の情報は、第４図のように水
平方向の座標３ビツトと垂直方向の座標３ビツトの合計
６ビツトで表現できる。このようにして求められた伝送
領域に基づいて、第１図の可変長符号化手段７で可変長
符号化され、伝送領域の情報と同時に伝送される。

ここで可変長符号化の方法について説明する。

本発明では、量子化値がＯの時に符号長が１ビツトとな
る可変長符号を用いる。つまりある量子化値Ｒ１に対し
て符号長Ｎｉは、 Ｒｉ＝Ｏのとき　Ｎｔ＝１ となる。このため１ブロック分の全ての量子化値に対し
て（Ｎｉ−１）の和を求めたものに、伝送する量子化値
の数と長方形の頂点の座標６ビツトを加算することによ
って、伝送するデータ量が求められる。従ってデータ量
の計算において、符号長の和の計算と伝送領域の計算を
独立に実行できるため、回路の簡単化と高速化が可能に
なる。また水平、垂直共に最も低い周波数を表す量子化
値に対しては、固定長の符号化を割り当てることも可能
である。

次にもう一つの可変長符号化の例について説明する。先
ず可変長符号化の割当を表２Ｋ示す。

表２ 表３ 表２のＸは任意の１ビツトの数が割り当てられる。例え
ば符号長が５ビツトの符号語の１例を表３に示す。

表３の可変長符号化では符号長Ｎｉは量子化値の絶対値
の桁数Ｋｆに対して、 Ｎｉ　　＝　　２　　Ｘ　　Ｋｉ　　＋　　１で表され
る。従・って符号長は、量子化値の桁数を求めることに
よって容易に計算できる。これにより伝送する総データ
量りは、伝送する量子化値の数Ｍと長方形の頂点の座標
６ビツトとを併せて、Ｄ　＝　２　×　ΣＫｉ＋Ｍ＋６ で表されるため簡単に求めることができる。また表２の
可変長符号において、 ＝ｔ：　１２８−２５５　　ノ部分を、　　１１１１１
１１１ＸＸＸＸＸＸＸＸに変更することも可能である。

以上のように本発明に用いる可変長符号化および伝送領
域の制御では、量子化値から伝送データ量の計算が容易
にできる。このため量子化を決定する前にいくつかの量
子化についてデータ量を計算し、その結果を用いて量子
化を決定するフォワード処理が可能になる。

発明の効果 本発明によれば前記した構成により符号化後のデータ量
が簡単に計算できる。このためデータ量の制御において
、１度符号化後のデータ量を計算してからそのデータ量
によって量子化を制御するフォワード制御が可能になる
。これによって従来は困難であった小さい範囲で一定長
になる可変長符号化の制御が可能になる。また、本発明
を用いることによって伝送路で誤りが生じた場合におい
ても、誤りの影響範囲の小さい可変長符号化が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の符号化装置のブロック図、
第２図は同実施例の直交変換手段の構成を示すブロック
図、第３図は同実施例の並べ換え手段によって並べ換え
られた直交成分の配置を示す図、第４図は同実施例にお
ける具体的な量子化値を並べた様子を示す図である。 ２・・・ブロック化手段、３・・・直交変換手段、５・
Φ・量子化手段、６・・・伝送領域検出手段可変長符号
化手段。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１８第　３　図 低域　　　　　　　水平方向ｉ域 ０Ｊ２３４５６’７

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号の標本値を水平方向にＨ個、垂直方向に
   Ｖ個集めてＨ×Ｖの長方形にブロック化するブロック化
   手段と、前記ブロック化されたブロック毎に直交変換す
   る直交変換手段と、前記直交変換手段によって得られる
   周波数成分を水平、垂直それぞれ独立に低い周波数を表
   す直交成分から順に並べて新たにＨ×Ｖの長方形のブロ
   ックを作る並べ換え手段と、前記並べ換え手段によって
   得られる並べ換えられた直交成分を量子化する量子化手
   段と、前記量子化手段で得られる量子化値に対して前記
   Ｈ×Ｖの長方形ブロック内のＨ方向、Ｖ方向共に１番低
   い周波数成分を表す量子化値を１つの頂点（原点）とす
   る全ての０でない成分を含む最小の長方形（伝送領域）
   を検出する伝送領域検出手段と、前記伝送領域検出手段
   によって得られる伝送領域に囲まれる部分の量子化値だ
   けをその量子化値が０の場合は符号長が１に成るように
   符号化する可変長符号化手段と、可変長符号化された符
   号語と前記伝送領域検出手段によって得られた長方形の
   原点に対角上にある頂点を表す情報とを伝送する伝送手
   段とを備えることを特徴とする符号化装置。
2. （２）入力信号の標本値を水平方向にＨ個、垂直方向に
   Ｖ個集めてＨ×Ｖの長方形にブロック化するブロック化
   手段と、前記ブロック化されたブロック毎に直交変換す
   る直交変換手段と、前記直交変換手段によって得られる
   周波数成分を水平、垂直それぞれ独立に低い周波数を表
   す直交成分から順に並べて新たにＨ×Ｖの長方形のブロ
   ックを作る並べ換え手段と、前記並べ換え手段によって
   得られる並べ換えられた直交成分を量子化する量子化手
   段と、前記量子化手段で得られる量子化値に対して前記
   Ｈ×Ｖの長方形ブロック内のＨ方向、Ｖ方向共に１番低
   い周波数成分を表す量子化値を１つの頂点（原点）とす
   る全ての０でない成分を含む最小の長方形（伝送領域）
   を検出する伝送領域検出手段と、前記伝送領域検出手段
   によって得られる伝送領域に囲まれる部分の量子化値だ
   けをその量子化値の絶対値の桁数Ｋに対して符号長Ｎが
   ２Ｋ＋１または２Ｋに成るように符号化する可変長符号
   化手段と、可変長符号化された符号語と前記伝送領域検
   出手段によって得られた長方形の原点に対角上にある頂
   点を表す情報とを伝送する伝送手段とを備えることを特
   徴とする符号化装置。