JPH02244874A

JPH02244874A - 直交変換符号化方式

Info

Publication number: JPH02244874A
Application number: JP6485389A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Hashimoto; 康明橋本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-03-16
Filing date: 1989-03-16
Publication date: 1990-09-28

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】（発明の目的）（産業上の利用分野）本発明は、中ｍ贋やカラー画像などの多値データの符号
化に好適な直交変換符号化方式に関するものである。

（従来の技術）直交変換符号化方式は、対象となる画像信号をブロック
単位に分割後、その各ブロックの画像信号が持つ周波数
成分を直交変換によって求め、その中の主要周波数成分
のみを符号化することにより１画像信号の帯域を大幅に
圧縮するものである。

ここで、多値画像は一般的に全体が緩かに変化する。従
って、直交変換を行った場合、低周波数領域に成分が集
中し、高周波数領域の成分は余り多くない。従って、Ｒ
初に、低周波数成分の係数に量子化ビットを多く割当て
、逆に高周波数成分の係数には量子化ピットを少なく割
当てたり、あるいは省略するという量子化処理により、
相当ωの情報量の削減が可能になる。

さらに、各ブロックの周波数成分の変換係数を第４図に
示すように低周波数成分から高周波数成分に向かって走
査し、［零」でない変換係数の値とその位置をエンド０
ビ一符号化する。この際特に、高周波数成分領域の変換
係数は、重子化処理によりて［零］、すなわち省略可能
である場合が多いので、第６図で示すように、ある成分
の係数から最後の係数まで「零」が連続する場合には、
それらの係数をひとまとめにしてｒＥＯ８＜ＥｎｄＯｆ
　Ｂ　１ｏｃｋ）　Ｊと呼ぶ特殊なコードを割当てるこ
とにより、各ブロックの情ｆｆｌ量の圧縮率をさらに高
めることができる。

ところが、多値画像は必ずしも緩かに変化するとは限ら
ず、輪郭部のように大きくレベルが変化するブロックも
ある。これらのブロックの周波数成分は第５図（ａ）〜
（ｄ）のようになることが知られている。同図（ａ）は
緩かに変化するブロックであり、（ｂ）は縦線のような
変化、（Ｃ）は横線のような変化、（ｄ）は斜線のよう
な変化の場合に対応する。なお、図中で斜線部分は変化
の激しい部分または周波数成分の大きい部分であること
を示している。

（発明が解決しようとする課題）ところが、従来の直交変換符号化方式における変換係数
の走査順は、多Ｍ画像の持つ一般的な性質、すなわち画
像は覆かに変化するという前提に基づいて第４図のよう
に１種類の走査順に固定しているため、第５図＜ａ＞の
ような画像の場合には前述したｒＥＯＢＪコードによる
情報圧縮の効果は大きい。しかし、画像の変化の徴しい
第５図（ｂ）〜（ｄ）のような場合には、（ａ）とは異
なフた状態でＦ零Ｊの係数が集中しているにもかかわら
ず、第４図で示した固定走査順では「零Ｊの係数の３Ｉ
続性が切れてしまい、ｒＥＯＢＪコードによる情報圧縮
の効果が出てこないうという問題点がある。

本発明ではこのような問題を除去し、変化の激しい画像
に対しても圧縮率の高い符号化を行うことができる直交
変換符号化方式を提供することを目的とする。

（発明の構成〕（５１題を解決するための手段）本発明は、！！ｉ数の画素から成る画像信号をブロック
単位で読出す画像読出し手段と、読出されたブロック単
位の画像信号に対して直交変換を行う直交変換部と、こ
の直交変換部で変換された変換係数を量子化する量子（
Ｅ手段と、童子化された変換係数をそれぞれ異なる走査
順で読出す複数の係数読出し手段と、読出された童子化
変換係数の中で零が連ＩＦｊＬする長さを数える計数手
段と、計数された零の連続長のうち最も長いものを選択
し、最も長い零の連続長が発生する係数の走査順を示す
付加情報を発生するする最大連続長選択手段と、この付
加情報で示される走査順に従って前記量子化された変換
係数をエントロピー符号化する符号化手段とを備えるこ
とにより、構成される。

（作用）本発明では、従来のように走査順を１つに固定するので
はなく、複数の走査順を用意し、エントロピー符号イヒ
のための走査順とは逆の走査順で「零」の係数をカラン
１〜していくことにより、これらの走査順の中から最も
ｆ’ＥＯＢＪコードによる圧縮効果が大きいと思われる
走査順を予め選択する。次に、選択された走査順に従っ
て係数をエントロピー符号化する。

つまり、対量となる係数の値には何も手を加えず、エン
トロピー符号化に際しての走査順のみを最適なものに変
更する。これにより、従来の方式と比較して画質が変化
することなく、しかも変化の激しい画像の／ｄｉ率も向
上させることができる。

（実施例）第１図は本発明を適用した符号化＠置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は復合化装置の一実施例を示すブロ
ック図である。

第１図において、例えば８画素×８画素で構成されるブ
ロック単位で画像読出し部１より読出されたブロック画
像２は、直交変換部３に入力され、ここで直交変換され
る６直交変換によって得られた変換係数４は、量子化部
５に入力されて量子化計数６に変換された後、！！数の
係数バッフ７−７−１〜７−４に対して同時並列に書込
まれる。

ここでは走査順として第３図＜ａ）〜（ｄ）に示すよう
な４３１１つを考えるものとする。これは、第５図（ａ
３〜（ｄ）で示したように変検債の係数が大きく４通り
に分布ブると考えるからである。

係数バッフ７７−１〜７−４への塵込みを終了すると、
異なる位置の量子化係数を同時に読出していく。これは
、全バッファ７−１〜７−４に共通に設けた６４進カウ
ンタ８に対し、各バッファ７−１〜７−４にそれぞれ対
応したカウンタ出力変換１１Ｂ５９−１〜９−４を設け
、６４進カウンタ８から出力される読出しアドレスをカ
ウンタ出力変換部９−１〜９−４で第３図（ａ）　〜（
ｄ）　に示すような走査順に対応してアドレスが変化す
る読出しアドレス１０−１〜１０−４に変換することに
よって実現される。また、６４進カウンタ８はアップダ
ウンカウンタで構成するものとし、「零Ｊの連ＰＣ数を
数えるための読出しはアップモードで動作させる。

このようにして４個のバッファ７−１〜７−４から読出
した量子化係数１１−１〜１１−４は、それぞれ対応す
る零係数カウンタ部１２−１〜１２−４に入力され、こ
こでが「零」の係数の連続する回数が計数される。各カ
ウンタ部１２−１〜１２−４は、量子化係数が一旦「零
」でなくなるとそれまでの「零」連続数１３−１〜１３
−４を保持する。

６４１［！ｌの全係数の読出しが終了すると、最大層選
択部１４は４個のカウンタ１２−１〜１２−４それぞれ
が保持している計数値の中から最大値を示しているもの
を選択し、その最大値に対応する走査順を選択し、その
選択された走査順を示す付加情報１５を出力する。付ｈ
ａ情報は４通りの選択を行うには２ピツト必要であり、
例えば第５図（ｂ）のような画像ブロックを画像読出し
部１より読出した場合には、量子化された変換係数を水
平方向に走査すると＠後に「零］が連続するので、第３
図＜ｂ）のような走査順での零連続数が愚人値であると
選択し、この第３図（ｂ）の走査順を示す［０１Ｊの付
加情報１５を出力する。同様に、第５図（Ｃ）のような
画像ブロックを読出した場合には、童子化された変換係
数を垂直方向に走査すると最後にＦ零Ｊが連続するので
、第３図（Ｃ）のような走査順での零連続数が最大値で
あると選択し、この第３図（Ｃ）の走査順を示す「１０
」の付加情報１５を出力し、第５図（ｄ）のような画像
ブロックの場合には、童子化された変換係数を斜めの渦
巻き状態に走査するとＲｖＩに［零Ｊが連続するので、
第３図＜（ｊ）のような走査順での零連続数が最大値で
あると選択し、このＭ３図（ｄ）の走査順を示す「１１
」の付加情報１５を出力する。なお、第５図（ａ）のよ
うに緩かな変化をする画像ブロックに対しては最大層選
択部１４は、従来通りの走査順（第３図ａの走査順）で
あることを示す「００」を出力する。

この付加情報１５を受けた係数バッフ１選択部１６は、
４ｇの零係数カウンタ部１２−１〜１２＝４の中から最
大長を計数したカウンタ部１２（ｉ＝１〜４のいずれか
）に対応した係数バッフ１７−１を選択する。続いて６
４進カウンタ８をダウンモードで動作、すなわち、第３
図（ａ）〜（ｄ）に示した「零Ｊの連続数を８を数する
ための読出し走査順とは全く逆に再走査し、計数バッフ
ァ７−ｉに格納された量子化係数を読出し、エントロピ
ー符号化部１７で符号化させる。

データ冬至化部１９は、付加情報１５とエントロピー符
号１８とを多重化して符号データ２０として伝送路２１
に出力する。

一方、第２図の復号化′ｆ！ｉ買側の符号分離部２２は
、伝送路２１を介して送られてきた符号データ２０から
付加情報１５とエントロピー符号１８を分離した後、付
加情報１５を構成する２ピツトは走査順選択部２３に入
力し、エントロピー符号１８は復号部２４で復号させる
。そこで、走査順選択部２３は、復号化装置の６４進カ
ウンタ２５とカウンタ出力変ｊｌｊ！部２６−１〜２６
〜４で作られる符号化装置側での４通りの走査順のうち
、２ビットの付加情報で示される１つの走査順に対応し
て変化する係数バッフＦｌ込みアドレス２７を選択出力
し、係数バッファ２８に対し復号された直交変換係数２
９の書込みを行う。この時点で係数は正しい位置に戻さ
れる。

逆量子化ＢＩＡ３０は係数バッファ２８から復号後の直
交変換係数を読出して逆量子化係数３１に変換し、逆直
交変換部３２に入力する。逆直交変換部３２は入力され
た逆量子化係数３１の逆直交変換を行い、ブロック画像
３３を再生する。

なお、上記実＃１ｆｌＡでは、量子化計数の走査順を第
３図に示したように４通りとしているが、この発明はこ
れに限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明においては、画像ブロックご
との符号量の圧縮効果が最も高いと思われる直交変換後
の量子化係数の走査順を予め決定した後、その走査順に
従って再走査してエントロピー符号化するようにＩＩ４
成したため、特に縦線。

横線、ｖ４線のような変化の激しい画像ブロックに対す
るｆＥＯＢＪコードを活用した符号量の削減効果が大き
く、走査順を示す付加情報が数ビツト程度追加になって
も全体的な符号層は大幅に減少し、高い圧縮率を得るこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す符号化装置側のブロッ
ク図、第２図は複合化装置側のブロック図、第３図（ａ
）〜（ｄ）は実施例における「零」の係数の計数走査順
の一例を示す説明図、第４図は従来の量子化係数の走査
順を示す図、第５図（ａ）〜（ｄ）は画像領域と直交変
換領域の関係を示す図、第６図はＥＯＢコードの説明図
である。１・・・画像読出し部、２・・・ブロック画像情報、３
・・・直交変換部、４・・・直交変換係数、５・・・量
子化部、６・・・量子化係数、７−１〜７−４・・・係
数バッフ１．８．２５・・・６４進カウンタ、９−１〜
９−４゜２６−１〜２６−４・・・カウンタ出力変換部
、１２−１〜１２−４・・・零係数カウンタ部、１４・
・・最大長選択部、１５・・・付加情報、１６・・・係
数バッフ１選択部、１７・・・エンドロビー符号化部、
１８・・・エントロピー符号、１９・・・データ多重化
部、２１・・・伝送路、２２・・・符号分離部、２３・
・・走査順選択部。２４・・・復号部、２７・・・係数バッファ１書込みア
ドレス、２８・・・係数バッファ、３０・・・逆量子化
部、３１・・・逆量子化係数、３２・・・逆直交変換部
。＠３図第５図

Claims

【特許請求の範囲】複数の画素から成る画像信号をブロック単位で読出す画
像読出し手段と、読出されたブロック単位の画像信号に対して直交変換を
行う直交変換部と、この直交変換部で変換された変換係数を量子化する量子
化手段と、量子化された変換係数をそれぞれ異なる走査順で読出す
複数の係数読出し手段と、読出された量子化変換係数の中で零が連続する長さを数
える計数手段と、計数された零の連続長のうち最も長いものを選択し、最
も長い零の連続長が発生する係数の走査順を示す付加情
報を発生する最大連続長選択手段と、この付加情報で示される走査順に従つて前記量子化され
た変換係数をエントロピー符号化する符号化手段とを備えた直交変換符号化方式。