JPH03173285A - 画像符号化装置 - 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、画像信号を２次元周波数領域に分割して圧縮
符号化を行なう画像符号化装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、画像信号は情報量が非常に大きいために、記録
あるいは伝送するに際して、圧縮符号化により情報量を
削減する方法が有力な手段として用いられている。ここ
で、圧縮方法の一つとして。

画像信号をフィルタにより２次元周波数領域（以下、サ
ブバンドという）に分割し、各々のサブバンドの性質に
応じた符号化を行なうサブバンド符号化がある。

第４図は４つのサブバンドに分割する方法を示したもの
である。第４図において、１は入力端子。

２は水平方向のＬＰＦ、３は水平方向のＨＰ　Ｆ、４．
５は水平方向に画素を１／２に間引く間引き回路、６，
７は垂直方向のＬ　Ｐ　Ｆ、８，９は垂直方向のＨＰ　
Ｆであり、１０．１１．１２．１３は垂直方向に画素を
１／２に間引く間引き回路である。

第４図に示した方法により、入力信号は第５図で表わさ
れる以下の４つのサブバンド ＬＬ　・・・・・・水平方向（Ｉ、）、垂直方向（Ｌ）
Ｌ　Ｉ−（・・・・・・水平方向（Ｌ）、垂直方向（■
（）Ｉ−Ｉ　Ｌ　・・・・・・水平方向（Ｈ）、垂直方
向（Ｌ）１（１（・・・・水平方向（Ｌ−ｉ　）、垂直
方向（Ｉ（）（Ｌ：低域、■Ｉ：高域） に分割されるが、水平、垂直ともＨＰ　Ｆを通した後に
画素を間引くため、高域成分は低減に折り返された形と
なる（以後ＬＬ、ＬＨ，ＨＬ、ＨＨ各領域に含まれる信
号をＬＬ信号、Ｌ　Ｈ信号、ＨＬＬ信号ＨＨ倍信号いう
）。このようなサブバンドに分割された信号に対して圧
縮符号化を行なう場合、各々のサブバンドについて、画
素数が元の画面の１／４になっているため、並列に符号
化処理を行なえば処理速度は１／４となる。また、各サ
ブバンドは独立に処理できるため、各サブバンドに含ま
れる信号の性質に応じて、異なった符号化方式を採用す
ることが可能となる。

第６図に従来の画像符号化装置の例を示す。第６図にお
いて、４０１はＬＬ信号の入力端子であり、４０２はＬ
Ｈ信号の入力端子、４０３はＨＬＬ信号入力端子、４０
４はＨＨ倍信号入力端子であり、第５図で示したサブバ
ンドに分割された信号が入力される。次に、４０５はブ
ロック化されたＬＬ信号に対して２次元離散コサイン変
換（以下、ＤＣＴという）を行なうＤＣＴ演算装置、４
０６．４０７．４０８゜４０９は量子化器、４１０．４
１１．４１２．４１３は可変長符号化器、４１４．４１
５．４１６．４１７は送出のデータレートを一定とする
ためのバッファである。

４つのサブバンドを比較した場合、一般にＬＬ信号は最
も信号電力が大きく、ＤＣ成分に代表される画像として
重要な成分を含んでいるのに対し、ＬＨ，ＨＬ、ＨＨ各
サブバンドはＬＬに比較して情報量が少ない。したがっ
て、ＬＬ信号に対してはＯＣＴ符号化を適用し、他の成
分に対しては直接符号化を行なう。また、各サブバンド
の情報量を考慮してあらかじめ所定の符号長が各サブバ
ンドに割り当てられており、バッファにより所定の符号
長を超えることがないよう制御が行なわれる。

まず、Ｌ　Ｌ信号は２次元ＤＣＴＬだ後、ｉ子化器４０
６で量子化し可変長符号化器４１０にて符号化を行なう
が、送出用のバッファ４１４の充足度にしたがって符号
化を制御し、バッファに余裕がある場合は細かく符号化
し、バッファにデータが満たされ余裕が無い場合は粗く
符号化する。次に、Ｌ　Ｈ。

１（Ｌ、ＨＨ各信号については、量子化器４０７．４０
８゜４０９によって直接に子化し、ＬＬ信号と同様にバ
ッファ４１５．４１６．４１７による制御のもとに量子
化器の切り替えを行なう。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の画像符号化装置においては、
ＨＨ領領域水平、垂直方向共に高い周波数成分の信号を
含んでいるが、他のサブバンドに比べてその中に含まれ
る情報量は一般に少なく、画像の性質により情報量は特
に大きく変動する。

したがって、ＨＨ倍信号あらかじめ所定の符号長を割り
当てた場合、細かい画像においては粗く量子化されるた
めに歪が発生し、平坦な画像においては必要以上に細か
く量子化が行なわれる。さらに、エラーの発生を考慮し
て、ある大きさの単位で符号長を一定にする方式を用い
る場合、情報量の偏りが顕著になり、あらかじめ符号長
を割り当てておくことは困難であるという問題があった
。

本発明は上記従来の問題を解決するものであり、各サブ
バンドの情報量に応じて適応的に符号長を割当てること
により効果的な符号化を行なう画像符号化装置を提供す
ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、入力画像信号を
、水平方向の低域成分と垂直方向の低域成分からなる第
１の周波数領域と、水平方向の低域成分と垂直方向の高
域成分からなる第２の周波数領域と、水平方向の高域成
分と垂直方向の低域成分からなる第３の周波数領域と、
水平方向の高域成分と垂直方向の高域成分からなる第４
の周波数領域とに分割し符号化するにあたり、上記第４
の周波数領域の信号を符号化する手段と、上記第、１の
周波数領域の符号長を計算し上記第１の周波数領域に割
り当でる符号長を決定する手段と、上記第１の周波数領
域に割り当てられた符号長を超えることが無いように上
記第１の周波数領域の信号を符号化する手段とを有する
画像符号化装置である。

（作　用） 本発明は上記のような構成により、ＬＬ信号、ＨＨＨ信
号関して、まずＨＨＨ信号符号化して符号長を計算し、
その計算結果にもとずいてＬＬ信号に割り当てる符号長
を決定し、ＬＬ信号については、割り当てられた符号長
を超えないように符号化を行なう６したがって、歪の発
生や情報量の偏りが少ない符号化を行なうことができる
。

（実施例） 第１図は１本発明による第１の実施例における画像符号
化装置のブロック構成を示したものである。第１図にお
いて、２０１はＬＬ信号の入力端子、２０２はＨＨＨ信
号入力端子、２０３はＬ　Ｈ信号の入力端子、２０４は
ＨＬ倍信号入力端子であり、第４図で示したサブバンド
に分割された信号が入力される。２０５はＤＣＴ演算装
置、２０６．２０７．２０８．２０９は量子化器、２１
０．２１１．２１２．２１３は可変長符号化器、２１４
は量子化されたＨＨＨ信号符号長を計算する符号長計算
器、２１５はＬＬ信号の符号長の割当を決定する符号長
割当器、２１６．２１７．２１８は送出のデータレート
を一定とするためのバッファである。

次に、上記実施例における画像符号化装置の動作を説明
する。上記第１の実施例において、ＨＨＨ信号量子化器
２０７により量子化した後可変長符号化器２１１で符号
化し、符号長計算器２１４で符号長の計算を行ない、符
号長！１′算器２１４での計算結果にもとすいて符号長
割当器２１５でＬＬ（５号に割り当てる符号長を決定す
る。ここで、あらかじめＬＬ信号とＨＨＨ信号符号長の
合計は所定の値に定められているため、ＨＨＨ信号符号
長の変動に比例してＬＬ信号に割り当てる符号長も変動
する・例えば、高域成分が多い画像の場合には、ＨＨＨ
信号多く符号長が割り当てられるため、必然的にＬＬ信
号に割り当てられる符号長は少なくなる。

逆に、高域成分が少ない画像の場合は、ＬＬ信号により
多くの符号長が割り当てられることになる。

ト記した方ａ；で符号長を割り当てられたＬＬ信号につ
いてはＤＣＴ演算装置２０５で２次元ＯＣＴを行い、バ
ッファ２１６の制御のもとに、割り当てられた符号長を
超えないように量子化器２０６における−に子化方法を
選択し可変長符号化器２１０で符号化を行なう。

次に、Ｌｌ（、ＨＬ（，４号はバッファ２１７．２１８
の制御のもとにあらかじめ定められた符号長を超えない
ように量子化器２０８．２０９における量子化方法を選
択し、可変長符号化器２１２．２１３にて符号化を行な
う。

以上説明したように１本実施例によれば、ＨＨ信号につ
いては、常に同じ量子化方法を用いるため細かい部分で
歪を生ずることなく符号化を行なうことが可能であり、
ＬＬ信号については、バッファ制御により２割り当てら
れた符号長を超えないように符号化を行なうことができ
る。

第２図は本発明による第２の実施例における画像符号化
装置のブロック構成を示したものである。

第２図において、３０１はＬＬ信号の入力端子、３０２
はＨＨ信号の入力端子、３０３はＬＨ信号の入力端子、
３０４はＨＬ倍信号入力端子であり、第５図で示したサ
ブバンドに分割された信号が入力される。

次に、３０５はＤＣＴ演算装置、３０６．３０７．３０
８゜３０９は量子化器、３１０．３１１．３１２はＤＣ
Ｔ後（７）ＬＬ信号、ＬＨ信号、ＨＬ倍信号ついて粗い
量子化から細かい量子化モードまで複数個の量子化方法
で符号化を行なった場合に必要な符号長を計算する符号
長計算器、３１３は量子化されたＨ　Ｈ（１３号の符号
長を計算する符号長計算器、３１４はＬＬ信号の符号長
の割当を決定する符号長割当器、３１５．３１６゜３１
７は符号長計算器３１０〜３１２における遅れを補償す
るバッファ、３１８．３１９．３２０．３２１は可変長
符号化器である。

本実施例においても、第１図と同様にＨ）Ｉ信号を直接
量子化して符号化し、符号長計算器３１３で符号長を計
算した後符号長割当器３１４でＬＬ信号に割り当てる符
号長を決定する。次にＬＬ信号については、２次元Ｄ　
ＣＴを行なった後、符号長計算器３１０にて符号長の計
算を行なう。符号長計算器３１０では、Ｄ　ＣＴ後のデ
ータについて粗い量子化から細かい量子化まで複数個の
量子化方法で符号化を行なった場合に必要な符号長を計
算する。

ここで、上記したＬＬ信号に割り当てられた符号長と、
符号長計算器３１０の計算結果を比較して量子化方法を
決定し、可変長符号化器３１８で符号化を行なう。

ＬＨ，ＨＬ倍信号ＬＬ信号と同じように符号長計算器３
１１．３１２で符号長を計算し、あらかじめＬＨ，ＨＬ
に割り当てられた符号長を超えないように量子化方法を
選択し、量子化器３０８．３０９で量子化した可変長符
号化器３２０．３２１で符号化する。

以上説明したように、本実施例によれば、ＬＬ信号の符
号化において可変長符号化を行なう前に符号長の計算を
行ない、割り当てられた符号長との比較により量子化方
法を選択するため、特に可変長符号が完結する単位が短
くとった場合に有効である。

なお、上記した２つの実施例において、サブバンドとし
てＬＬ、ＬＨ，ＨＬ、ＨＨの４つを取り上げたが、さら
に細かいサブバンドに分割して本発明を適用することは
可能であり１例えば第３図に示すように、ＬＬをさらに
４つの領域ＬＬＬＬ。

ＬＬＬＨ，ＬＬＨＬ、ＬＬＨＨに分割し、ＬＬ内で本発
明を適用することができる。

また、実施例の中で、ＬＬ信号に対してＤＣＴを適用し
、ＬＨ，ＨＬ、ＨＨ倍信号対しては、直接量子化を適用
したが、符号化の方式は上記した方式に限られたもので
はなく、他の方式を適用しても良いことは明かである。

（発明の効果） 本発明は上記実施例から明らかなように、画像をサブバ
ンドに分割して符号化するにあたり、ＨＨ倍信号関して
は、細かい画像の場合でも大きな歪を生ずることなく符
号化することが可能である。

また、ＨＨ倍信号情報量が少ない場合にはＬＬ信号によ
り多くの符号長を割り当てることにより、画像として重
要な情報を多く含んでいるＬＬ信号をさらに精度良く符
号化することが可能であり、かつ、簡１１１−な構成で
実現できるという大きな効果をイイする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の実施例の画像符号化装置の
ブロック図、第２図は本発明による第２の実施例の画像
符号化装置４のブロック図、第３図は７つに分割された
サブバンドを表わした説明図、第４図は入力信号をサブ
バンドに分割する方法を示したブロック図、第５図は４
つに分割されたサブバンドを表わした説明図、第６図は
従来の画像符号化装置のブロック図である。 ２０５、３０５．４０５−ＤＣＴ演算装置、２０６、２
０７．２０８．２０９．３０６．３０７．３０８゜３０
９、４０６．４０７．４０８．４０９・・・量子化器、
２１０、２１１．２１２．２１３．３１８．３１９．４
１０゜４１１゜ ３１０゜ ２１５゜ ２１８゜ １７ ４１２、４１３・・・可変長符号化器、　　２１４゜３
１１、３１２．３１３・・・符号長計算器、３１４・・
・符号長割当器、２１６．２１７゜３１５．３１６，３
１７，４１４，４１５，４１６゜・・・バッファ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力画像信号を、水平方向の低域成分と垂直方向
   の低域成分からなる第１の周波数領域と、水平方向の低
   域成分と垂直方向の高域成分からなる第２の周波数領域
   と、水平方向の高域成分と垂直方向の低域成分からなる
   第３の周波数領域と、水平方向の高域成分と垂直方向の
   高域成分からなる第４の周波数領域とに分割し符号化す
   るにあたり、前記第４の周波数領域の信号を符号化する
   手段と、前記第４の周波数領域の符号長を計算し前記第
   １の周波数領域に割り当てる符号長を決定する手段と、
   前記第１の周波数領域に割り当てられた符号長を超える
   ことが無いように前記第１の周波数領域の信号を符号化
   する手段とを有することを特徴とする画像符号化装置。
2. （２）第１の周波数領域の符号長と第４の周波数領域の
   符号長の合計の符号長が一定となるように前記第１の周
   波数領域に割り当てる符号長を決定することを特徴とす
   る請求項（１）記載の画像符号化装置。