JPH0226475A - 画像符号化方式 - Google Patents
画像符号化方式Info
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- JPH0226475A JPH0226475A JP63177318A JP17731888A JPH0226475A JP H0226475 A JPH0226475 A JP H0226475A JP 63177318 A JP63177318 A JP 63177318A JP 17731888 A JP17731888 A JP 17731888A JP H0226475 A JPH0226475 A JP H0226475A
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- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 30
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、原画像に含まれる情報を圧縮して符号化する
画像符号化方式に関するものである。
画像符号化方式に関するものである。
［背景技術］
従来より画像信号の統計的性質を利用してデータ量を圧
縮する画像符号化方式として、離散コサイン変換ベクト
ル量子化法（相澤、原島、宮用：“′離散コサイン変換
ベクトル量子化（ＤＣＴ−ＶＱ）”。
縮する画像符号化方式として、離散コサイン変換ベクト
ル量子化法（相澤、原島、宮用：“′離散コサイン変換
ベクトル量子化（ＤＣＴ−ＶＱ）”。
テレビジョン学会誌、 Ｖｏｌ、３９． Ｎｂ、１０．
ｐｐ、９２０−９２５（１９８５））が知られている
。この画像符号化方式では、原画像を複数画素からなる
ブロックに分割した後、このブロック内の画素信号列（
χ１．）に対して、第３図に示すように、離散コサイン
変換部２１で離散コサイン変換を施し、得られた変換係
数列（Ｘ、、ｌをベクトル量子化部２２においてベクト
ル量子化し、さらに量子化インデックスｉを符号化部２
３において２進符号化して圧縮符号Ｃを出力するように
しているのである。圧縮符号Ｃを復号化するには、逆の
手順を行えばよいのであり、復号化部２４において量子
化インデックスｉを復号化し、逆ベクトル量子化部２５
において変換係数列（文ＩＪ）を再生し、さらに逆離散
コサイン変換部２６において逆離散コサイン変換を施し
て再生画素信号列（ｉ ＩＪ＋を得るのである。
ｐｐ、９２０−９２５（１９８５））が知られている
。この画像符号化方式では、原画像を複数画素からなる
ブロックに分割した後、このブロック内の画素信号列（
χ１．）に対して、第３図に示すように、離散コサイン
変換部２１で離散コサイン変換を施し、得られた変換係
数列（Ｘ、、ｌをベクトル量子化部２２においてベクト
ル量子化し、さらに量子化インデックスｉを符号化部２
３において２進符号化して圧縮符号Ｃを出力するように
しているのである。圧縮符号Ｃを復号化するには、逆の
手順を行えばよいのであり、復号化部２４において量子
化インデックスｉを復号化し、逆ベクトル量子化部２５
において変換係数列（文ＩＪ）を再生し、さらに逆離散
コサイン変換部２６において逆離散コサイン変換を施し
て再生画素信号列（ｉ ＩＪ＋を得るのである。
上記構成は、原画像から得た画素信号列（χ１．）にコ
サイン変換を施しているものであるから、ブロック間冗
長度を十分に除去して符号化能率を高めるには、ブロッ
クサイズを８×８画素程度の大きさに設定する必要があ
る。したがって、変換係数列ｆＸ、、ｌのサイズも８×
８程度の大きなものとなる。すなわち、変換係数列（Ｘ
ＩＪ）の各要素についてベクトル量子化を施すとすれば
、最適再生ベクトルの探索に要する計算量が膨大になる
という問題が発生する。そこで、上記文献に記載された
離散コサイン変換ベクトル量子化法においては、変換係
数列（Ｘ＋、）の性買を利用し、第４図に示すように、
ｉ＋ｊ＝一定となる変換係数を成分としたサブベクトル
■。〜Ｖ １４に分割し、各サブベクトル■。〜Ｖ １
４に対してベクトル量子化を施すようにしている。ここ
に、ｉ ＋ｊ ＝Ｏとなる変換係数は直流分に相当する
から、スカラー量子化を施すのである。
サイン変換を施しているものであるから、ブロック間冗
長度を十分に除去して符号化能率を高めるには、ブロッ
クサイズを８×８画素程度の大きさに設定する必要があ
る。したがって、変換係数列ｆＸ、、ｌのサイズも８×
８程度の大きなものとなる。すなわち、変換係数列（Ｘ
ＩＪ）の各要素についてベクトル量子化を施すとすれば
、最適再生ベクトルの探索に要する計算量が膨大になる
という問題が発生する。そこで、上記文献に記載された
離散コサイン変換ベクトル量子化法においては、変換係
数列（Ｘ＋、）の性買を利用し、第４図に示すように、
ｉ＋ｊ＝一定となる変換係数を成分としたサブベクトル
■。〜Ｖ １４に分割し、各サブベクトル■。〜Ｖ １
４に対してベクトル量子化を施すようにしている。ここ
に、ｉ ＋ｊ ＝Ｏとなる変換係数は直流分に相当する
から、スカラー量子化を施すのである。
［発明が解決しようとする課Ｗ１］
上述のように、画素信号列にコサイン変換を施してベク
トル量子化を行う場合は、変換係数列をそのままベクト
ル量子化すれば変換領域のサイズが大きく、計算量が大
きくなって処理時間が長くなるという問題がある。一方
、処理時間を短縮しようとすると、第５図に示すように
、サブベクトルに分割するサブベクトル分割器２６と、
スカラー量子化器２７．と、並列に設けた複数のベクト
ル量子化器２７１〜２７１４とが必要になり、ハードウ
ェアが大規模になって複雑化するという欠点がある。
トル量子化を行う場合は、変換係数列をそのままベクト
ル量子化すれば変換領域のサイズが大きく、計算量が大
きくなって処理時間が長くなるという問題がある。一方
、処理時間を短縮しようとすると、第５図に示すように
、サブベクトルに分割するサブベクトル分割器２６と、
スカラー量子化器２７．と、並列に設けた複数のベクト
ル量子化器２７１〜２７１４とが必要になり、ハードウ
ェアが大規模になって複雑化するという欠点がある。
本発明は上記問題点を解決することを目的とするもので
あり、外挿予測により得られた予測誤差列を直交変換し
た後に、ベクトル量子化を施すことにより、ブロックサ
イズを４×４程度に縮小し、もってベクトル量子化に要
するハードウェアの規模を縮小し、ハードウェアの構成
を簡易化できるようにした画像符合化方式を提供しよう
とするものである。
あり、外挿予測により得られた予測誤差列を直交変換し
た後に、ベクトル量子化を施すことにより、ブロックサ
イズを４×４程度に縮小し、もってベクトル量子化に要
するハードウェアの規模を縮小し、ハードウェアの構成
を簡易化できるようにした画像符合化方式を提供しよう
とするものである。
［課題を解決する手段］
本発明では、上記目的を達成するために、原画像を複数
画素からなるブロックに分割し、各ブロック内の画素信
号列を、その時点までに符号化したブロックを復号化し
て得られた再生画像のブロックから外挿的に予測して得
られる予測信号列と比較して予測誤差列を求め、予測誤
差列に直交変換を、施して変換係数列を求め、変換係数
列にベクトル量子化を施すのである。
画素からなるブロックに分割し、各ブロック内の画素信
号列を、その時点までに符号化したブロックを復号化し
て得られた再生画像のブロックから外挿的に予測して得
られる予測信号列と比較して予測誤差列を求め、予測誤
差列に直交変換を、施して変換係数列を求め、変換係数
列にベクトル量子化を施すのである。
［作用］
上記構成によれば、外挿的に予測して得られる再生画像
のブロックと原画像のブロックとの予測誤差列を直交変
換した後に、ベクトル量子化を施すから、冗長度を十分
に圧縮するのに必要なブロックサイズが４×４程度とな
り、従来構成に比較して計算処理量が大幅に削減され、
ハードウェアが小規模になり、比較的簡単な構成としな
がらも実用的な計算時間で処理を行うことができるよう
になるのである。
のブロックと原画像のブロックとの予測誤差列を直交変
換した後に、ベクトル量子化を施すから、冗長度を十分
に圧縮するのに必要なブロックサイズが４×４程度とな
り、従来構成に比較して計算処理量が大幅に削減され、
ハードウェアが小規模になり、比較的簡単な構成としな
がらも実用的な計算時間で処理を行うことができるよう
になるのである。
［実施例コ
第１図に示すように、離散サイン変換を行なう離散サイ
ン変換部１を有しており、原画像を分割したブロックを
符号化の後に復号化した再生画像のブロックから外挿的
に予測することによりブロック間の冗長度の除去を行な
った後に、予測誤差に対して離散サイン変換を行なって
予測誤差に残存する冗長度を除去するようにしたもので
ある。ここに、ブロックサイズは４×４に設定しである
。
ン変換部１を有しており、原画像を分割したブロックを
符号化の後に復号化した再生画像のブロックから外挿的
に予測することによりブロック間の冗長度の除去を行な
った後に、予測誤差に対して離散サイン変換を行なって
予測誤差に残存する冗長度を除去するようにしたもので
ある。ここに、ブロックサイズは４×４に設定しである
。
すなわち、再生画像により外挿予測された予測信号列（
＝ ＩＪＩの各成分を原画像の画素信号列（ＸＩＪ）の
各成分から減算して得た予測誤差列（ｙ ＩＪ）を離散
サイン変換部１で離散サイン変換し変換係数列（Ｙｌ、
）を得て、さらに、変換係数列（Ｙ、Ｊ）を１個のベク
トルとみなしてベクトル量子化部２でベクトル量子化を
施し、得られた量子化インデックスｉを符号化部３で２
進符号化することによって圧縮符号Ｃを得るようにして
いるのである。予測信号列ｉｆ 、、）は次のようにし
て得られる。すなわち、量子化インデックスｉを逆ベク
トル敬子化部４において変換係数列（’？、ａｌに復号
化し、さらに、逆離散サイン変換部５で予測誤差列（ｙ
、ｔ）を得た後に、予測誤差列（ｙ ＩＪ）を予測信
号列ｆ５ｃ＋ｒ）と加算する。この値は再生画像のブロ
ック内の画素信号列（χ目）に対応し、遅延メモリ６に
格納されることになる。遅延メモリ６に格納された画素
信号列（χ１．）は、外挿的に予測を行なう外挿予測部
７に入力されて予測信号列＜９ 、、ｌに変換され、そ
の後に入力される原画像の画素信号列（χ４．）と比較
されるのである。
＝ ＩＪＩの各成分を原画像の画素信号列（ＸＩＪ）の
各成分から減算して得た予測誤差列（ｙ ＩＪ）を離散
サイン変換部１で離散サイン変換し変換係数列（Ｙｌ、
）を得て、さらに、変換係数列（Ｙ、Ｊ）を１個のベク
トルとみなしてベクトル量子化部２でベクトル量子化を
施し、得られた量子化インデックスｉを符号化部３で２
進符号化することによって圧縮符号Ｃを得るようにして
いるのである。予測信号列ｉｆ 、、）は次のようにし
て得られる。すなわち、量子化インデックスｉを逆ベク
トル敬子化部４において変換係数列（’？、ａｌに復号
化し、さらに、逆離散サイン変換部５で予測誤差列（ｙ
、ｔ）を得た後に、予測誤差列（ｙ ＩＪ）を予測信
号列ｆ５ｃ＋ｒ）と加算する。この値は再生画像のブロ
ック内の画素信号列（χ目）に対応し、遅延メモリ６に
格納されることになる。遅延メモリ６に格納された画素
信号列（χ１．）は、外挿的に予測を行なう外挿予測部
７に入力されて予測信号列＜９ 、、ｌに変換され、そ
の後に入力される原画像の画素信号列（χ４．）と比較
されるのである。
一方、このようにして得られた圧縮信号Ｃから再生画像
を得るのは、圧縮符号Ｃを得るために予測信号列（９ｉ
ｊｌを得たのと同じ方法が適用できるのであって、第２
図に示すように、圧縮符号Ｃを復号化部１３で復号化し
て量子化インデックスｉを求め、逆ベクトル量子化部１
４で逆ベクトル量子化を行うことにより、変換係数列（
♀ＩＪ）を得る。
を得るのは、圧縮符号Ｃを得るために予測信号列（９ｉ
ｊｌを得たのと同じ方法が適用できるのであって、第２
図に示すように、圧縮符号Ｃを復号化部１３で復号化し
て量子化インデックスｉを求め、逆ベクトル量子化部１
４で逆ベクトル量子化を行うことにより、変換係数列（
♀ＩＪ）を得る。
次に、これを逆離散サイン変換部１５で逆離散サイン変
換し、遅延メモリ１６に格納されている再生済みの画素
信号列から外挿予測部１７で外挿的に予測した予測信号
列（／１ｌ−０）と各成分ごとに加算すれば、再生画像
の画素信号列＜９ ｔｒ’ｔを得ることができるのであ
る。
換し、遅延メモリ１６に格納されている再生済みの画素
信号列から外挿予測部１７で外挿的に予測した予測信号
列（／１ｌ−０）と各成分ごとに加算すれば、再生画像
の画素信号列＜９ ｔｒ’ｔを得ることができるのであ
る。
この画像符号化方式では、外挿的な予測によりブロック
間の冗長度を除去した後に、予測誤差に残存する冗長度
を除去するので、４×４画素程度のサイズのブロックを
用いることが可能となり、その結果、ベクトル量子化の
処理量を大幅に削減することができ、また、サブベクト
ルに分割する必要がなく、ハードウェアの規模を縮小す
ることができ、構成を簡略化できるのである０本発明方
式と、従来例として示した離散コサイン変換ベクトル量
子化法（ＤＣＴ−ＶＱ）との１画素（０，５ｂｉｔ／ｐ
ｅｌ）当たりの処理量を下表に示す。
間の冗長度を除去した後に、予測誤差に残存する冗長度
を除去するので、４×４画素程度のサイズのブロックを
用いることが可能となり、その結果、ベクトル量子化の
処理量を大幅に削減することができ、また、サブベクト
ルに分割する必要がなく、ハードウェアの規模を縮小す
ることができ、構成を簡略化できるのである０本発明方
式と、従来例として示した離散コサイン変換ベクトル量
子化法（ＤＣＴ−ＶＱ）との１画素（０，５ｂｉｔ／ｐ
ｅｌ）当たりの処理量を下表に示す。
上表において、ＤＣＴ−ＶＱ−１は、離散コサイン変換
ベクトル量子化法において、サブベクトルに分割せずに
原信号空間に処理を施した場合の例であり、Ｄ ＣＴ
−Ｖ Ｑ−２は、サブベクトルに分割した場合の例であ
る。サブベクトルをベクトル量子化する場合のビット割
り当ては、第４図中においてｖ０＝８、Ｖ ＋ ＝ Ｖ
ｚ ＝ ７、Ｖ ｓ ＝ ６ 、Ｖ ４＝４とし、そ
の他は０とした。ベクトル量子化としては前探索ベクト
ル量子化の場合を示しな。上表を見れば明らかなように
、本発明方式の処理量は、サブベクトルに分割しない場
合のＤＣＴ−ＶＱに比較すれば格段に小さく、また、サ
ブベクトルに分割した場合のＤＣＴ−ＶＱに比較しても
、負担の大きな乗算回数が少なくなっている。また、サ
ブベクトルに分割する場合には、ハードウェアの規模が
大きく構成が複雑であるが、本発明方式では、ハードウ
ェアの規模が比較的小さいから、ＤＣＴ−ＶＱに比較す
れば経済的であるといえるのである。
ベクトル量子化法において、サブベクトルに分割せずに
原信号空間に処理を施した場合の例であり、Ｄ ＣＴ
−Ｖ Ｑ−２は、サブベクトルに分割した場合の例であ
る。サブベクトルをベクトル量子化する場合のビット割
り当ては、第４図中においてｖ０＝８、Ｖ ＋ ＝ Ｖ
ｚ ＝ ７、Ｖ ｓ ＝ ６ 、Ｖ ４＝４とし、そ
の他は０とした。ベクトル量子化としては前探索ベクト
ル量子化の場合を示しな。上表を見れば明らかなように
、本発明方式の処理量は、サブベクトルに分割しない場
合のＤＣＴ−ＶＱに比較すれば格段に小さく、また、サ
ブベクトルに分割した場合のＤＣＴ−ＶＱに比較しても
、負担の大きな乗算回数が少なくなっている。また、サ
ブベクトルに分割する場合には、ハードウェアの規模が
大きく構成が複雑であるが、本発明方式では、ハードウ
ェアの規模が比較的小さいから、ＤＣＴ−ＶＱに比較す
れば経済的であるといえるのである。
（発明の効果〕
本発明は上述のように、原画像を複数画素からなるブロ
ックに分割し、各ブロック内の画素信号列を、その時点
までに符号化したブロックを復号化して得られた再生画
像のブロックから外挿的に予測して得られる予測信号列
と比較して予測誤差列を求め、予測誤差列に直交変換を
施して変換係数列を求め、変換係数列にベクトル量子化
を施すものであり、外挿的に予測することで冗長度を低
減した後に、直交変換によってさらに冗長度を低減する
から、ブロックサイズを４×４程度の小さなものとして
も符号化歪を小さくすることができるのであり、得られ
た予測誤差列をベクトル量子化することによって、計算
処理量を大幅に削減でき、ハードウェアを小規模にし、
比較的簡単な構成としながらも、実用的な計算時間で処
理を行うことができるという利点を有する。
ックに分割し、各ブロック内の画素信号列を、その時点
までに符号化したブロックを復号化して得られた再生画
像のブロックから外挿的に予測して得られる予測信号列
と比較して予測誤差列を求め、予測誤差列に直交変換を
施して変換係数列を求め、変換係数列にベクトル量子化
を施すものであり、外挿的に予測することで冗長度を低
減した後に、直交変換によってさらに冗長度を低減する
から、ブロックサイズを４×４程度の小さなものとして
も符号化歪を小さくすることができるのであり、得られ
た予測誤差列をベクトル量子化することによって、計算
処理量を大幅に削減でき、ハードウェアを小規模にし、
比較的簡単な構成としながらも、実用的な計算時間で処
理を行うことができるという利点を有する。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は同
上により生成された圧縮符号を復号化する復号化処理部
のブロック図、第３図は従来例を示すブロック図、第４
図は離散コサイン変換ベクトル量子化法におけるサブベ
クトルの作成例を示す説明図、第５図は同上における要
部ブロック図である。 １・・−離散サイン変換部、２・・・ベクトル量子化部
、３・・・符号化部、４・・・逆ベクトル量子化部、５
・・・逆離散サイン変換部、６・・・遅延メモリ、７・
・・外挿予測部。 代理人 弁理士 石 １）長 七 第２図 第３図 第４ＷＪ 第５図
上により生成された圧縮符号を復号化する復号化処理部
のブロック図、第３図は従来例を示すブロック図、第４
図は離散コサイン変換ベクトル量子化法におけるサブベ
クトルの作成例を示す説明図、第５図は同上における要
部ブロック図である。 １・・−離散サイン変換部、２・・・ベクトル量子化部
、３・・・符号化部、４・・・逆ベクトル量子化部、５
・・・逆離散サイン変換部、６・・・遅延メモリ、７・
・・外挿予測部。 代理人 弁理士 石 １）長 七 第２図 第３図 第４ＷＪ 第５図
Claims (1)
- （１）原画像を複数画素からなるブロックに分割し、各
ブロック内の画素信号列、をその時点までに符号化した
ブロックを復号化して得た再生画像のブロックから外挿
的に予測して得られる予測信号列と比較して予測誤差列
を求め、予測誤差列に直交変換を施して変換係数列を求
め、変換係数列にベクトル量子化を施すことを特徴とす
る画像符号化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63177318A JPH0226475A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 画像符号化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63177318A JPH0226475A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 画像符号化方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226475A true JPH0226475A (ja) | 1990-01-29 |
Family
ID=16028887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63177318A Pending JPH0226475A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 画像符号化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0226475A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07154797A (ja) * | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Victor Co Of Japan Ltd | 画像ブロック符号化装置 |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63177318A patent/JPH0226475A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07154797A (ja) * | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Victor Co Of Japan Ltd | 画像ブロック符号化装置 |
| JP2917782B2 (ja) * | 1993-11-29 | 1999-07-12 | 日本ビクター株式会社 | 画像ブロック符号化装置 |
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