JPH03270388A - Data compressing device - Google Patents
Data compressing deviceInfo
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- JPH03270388A JPH03270388A JP2071096A JP7109690A JPH03270388A JP H03270388 A JPH03270388 A JP H03270388A JP 2071096 A JP2071096 A JP 2071096A JP 7109690 A JP7109690 A JP 7109690A JP H03270388 A JPH03270388 A JP H03270388A
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Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野J
本発明は、例えば、カラー静止画像を圧縮して、所定の
記録媒体に記録する場合等に用いて好適なデータ圧縮装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application J] The present invention relates to a data compression device suitable for use, for example, when compressing a color still image and recording it on a predetermined recording medium.
[従来の技術1
画像データを磁気ディスク等の記録媒体に記録するとき
、効率的な記録を行なうため、データが圧縮される。こ
の圧縮のため、例えば、画像データはNXN(あるいは
NXM)画素毎のブロックに分割され、各ブロック毎に
直交変換される。直交変15!!されたデータは、ざら
に所定の量子化ステップで量子化された後、ゼロランレ
ングス符号化またはハフマン符号化される。このように
してデータを圧縮すると、効果的にデータが圧縮される
が、画像によって符号量が異なってくる。[Prior Art 1] When recording image data on a recording medium such as a magnetic disk, the data is compressed for efficient recording. For this compression, for example, image data is divided into blocks each having NXN (or NXM) pixels, and each block is orthogonally transformed. Orthogonal variation 15! ! The resulting data is roughly quantized with a predetermined quantization step, and then zero-run length encoded or Huffman encoded. Compressing data in this way effectively compresses the data, but the amount of code varies depending on the image.
そこで、従来、次のようにして、符号量を一定にするた
めの制御が行なわれている。Therefore, conventionally, control has been performed to keep the code amount constant as follows.
その第1の方法は、所定の量子化ステップで実際に量子
化されたデータの量を演算し、その演算結果に対応して
、データ量が所望の値になるように、量子化ステップ数
を変更して、再度量子化をやり直す方法である。The first method is to calculate the amount of data actually quantized at a predetermined quantization step, and then adjust the number of quantization steps according to the calculation result so that the amount of data reaches the desired value. This method is to change it and redo the quantization.
その第2の方法は、直交変換後のデータの係数が、符号
量と所定の関係を有していることに着目したもので、ブ
ロック毎の係数の2乗和を演算し、2乗和の大きさに対
応して各ブロックを、例えば4つのクラスに区分し、デ
ータ量の大きいクラスのブロックには多くのビットを配
分し、小さいクラスのブロックには少ないビットを配分
するようにしたものである。The second method focuses on the fact that the coefficients of the data after orthogonal transformation have a predetermined relationship with the code amount, and calculates the sum of squares of the coefficients for each block. Each block is divided into, for example, four classes according to its size, and more bits are allocated to blocks in classes with larger amounts of data, and fewer bits are allocated to blocks in smaller classes. be.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記した第1の方法は、実際に量子化し
たデータの符号量を演算する行程を、少なくとも2回は
繰り返さなければならないので、高速の処理が困難であ
る。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the first method described above, the process of actually calculating the code amount of quantized data must be repeated at least twice, so high-speed processing is difficult. be.
また、上記した第2の方法は、直交変換処理を実行しな
ければならないばかりでなく、クラスを示す情報を付加
しなければならないので、符号量が多くなり、複雑な処
理が必要になる。Furthermore, in the second method described above, not only it is necessary to perform orthogonal transformation processing, but also information indicating the class must be added, which increases the amount of code and requires complicated processing.
また、いずれの方法においても、複数フィールドまたは
複数フレーム間にわたる符号量の配分ができなかった。Furthermore, in either method, it is not possible to allocate the amount of code between multiple fields or multiple frames.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、簡単
かつ高速の処理を可能にするものである。The present invention was made in view of this situation, and enables simple and high-speed processing.
また、複数フィールドまたは複数フレーム間にわたって
符号量の配分の調整ができるようにするもので−ある。Furthermore, it is possible to adjust the allocation of code amount over multiple fields or multiple frames.
[課題を解決するための手段1
請求項1に記載のデータ圧縮装置は、入力されたデータ
を所定画素毎のブロックに分割し、直交変換した後、量
子化し、さらに符号化するデータ圧縮装置において、入
力されたデータをフィルタ処理する第1の処理手段と、
第1の処理手段により処理されたデータについて、少な
くとも加算を含む演算を行なう演算手段と、演算手段が
出力するアクティビティ値を、標準量子化ステップまた
は標準帯域制限値における対応する符号量予測値に変換
する標準符号量値変換手段と、データ量の目標値を設定
する目標値設定手段と、目標値設定手段により設定され
た目標値と標準符号量値変換手段より出力された符号量
予測値とを比較し、その差に対応する量子化ステップ値
または帯域制限値を出力する設定値出力手段と、設定値
出力手段が出力する量子化ステップ値または帯域制限値
に対応してデータを量子化または帯域制限する第2の処
理手段と、標準符号量値変換手段が出力した過去のアク
ティビティ値、過去のアクティビティ値から予測した標
準量子化ステップまたは標準帯域制限値における前記符
号量予測値、および過去のアクティビティ値に対応して
設定した量子化ステップ値または帯域制限値において符
号化した過去の符号量値の少なくとも1つを記憶する記
憶手段とを備え、標準符号量値変換手段は、記憶手段に
記憶された値を利用してアクティビティ値の符号量予測
値への変換動作を行なうことを特徴とする
請求項2に記載のデータ圧縮装置は、入力された画像デ
ータを所定画素毎のブロックに分割し、直交変換した後
、量子化し、さらに符号化するデータ圧縮装置において
、入力された画像データの符号量を予測する符号量予測
手段と、符号量予測手段の出力に対応して画像データを
、その帯域を制限するか、または量子化する処理手段と
、処理手段により処理された画像データを符号化する符
号化手段と、複数のブロックを1グループとし、複数の
グループを1セグメントとし、各セグメントの符号量が
一定になるように、符号量予測手段を制御する制御手段
とを備えることを特徴とする。[Means for Solving the Problems 1] The data compression device according to claim 1 is a data compression device that divides input data into blocks each having a predetermined number of pixels, performs orthogonal transformation, quantizes, and further encodes the data. , a first processing means for filtering input data;
A calculation means that performs an operation including at least addition on the data processed by the first processing means, and converts the activity value outputted by the calculation means into a corresponding predicted code amount value in a standard quantization step or standard band limit value. a standard code amount value converting means for setting a target value of the data amount; a target value setting means for setting a target value of the data amount; and a target value set by the target value setting means and a code amount predicted value outputted from the standard code amount value converting means. a set value output means for comparing and outputting a quantization step value or a band limit value corresponding to the difference; The second processing means for limiting, the past activity value output by the standard code amount value conversion means, the predicted code amount value at the standard quantization step or standard band limit value predicted from the past activity value, and the past activity. and a storage means for storing at least one of the past code amount values encoded with the quantization step value or the band limit value set corresponding to the value, and the standard code amount value converting means is provided with a storage means for storing at least one of the past code amount values encoded with the quantization step value or the band limit value set corresponding to the value. The data compression device according to claim 2, wherein the data compression device performs the operation of converting the activity value into the predicted code amount value using the value obtained by dividing the input image data into blocks each having a predetermined number of pixels; In a data compression device that performs orthogonal transformation, quantization, and further encoding, there is a code amount prediction unit that predicts the code amount of input image data, and a code amount prediction unit that predicts the code amount of input image data, and a code amount prediction unit that predicts the code amount of the image data according to the output of the code amount prediction unit. processing means for limiting or quantizing the image data; encoding means for encoding the image data processed by the processing means; a plurality of blocks as one group, a plurality of groups as one segment; It is characterized by comprising a control means for controlling the code amount prediction means so that the amount is constant.
[作用]
請求項1に記載のデータ圧縮装置においては、データを
フィルタ処理し、さらに、例えば、絶対値加算して得ら
れる過去のアクティビティ値から、標準量子化ステップ
または標準帯域制限値における符号量が予測される。そ
して、予測結果に対応して、量子化ステップ数または帯
域制限値が調整される。[Operation] In the data compression device according to claim 1, the data is filtered, and the code amount at the standard quantization step or the standard band limit value is determined from the past activity value obtained by, for example, adding absolute values. is predicted. Then, the number of quantization steps or the band limit value is adjusted according to the prediction result.
従って、簡単かつ高速の処理が可能になる。Therefore, simple and high-speed processing becomes possible.
また、請求項2に記載のデータ圧縮装置においては、複
数フィールドまたは複数フレームか1セグメントとされ
、各セグメントにおける符号量が調整される。Furthermore, in the data compression apparatus according to the second aspect, a plurality of fields or a plurality of frames are made into one segment, and the amount of code in each segment is adjusted.
従って、複数フ、イールドまたは複数フレームで完結す
るような符号化アルゴリズムにおいても、適切な符号量
の配分が可能になる。Therefore, even in an encoding algorithm that is completed with multiple frames, yields, or multiple frames, it is possible to allocate an appropriate amount of code.
[実施例]
第1図は本発明のデータ圧縮装置の一実施例の構成を示
すブロック図である。[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a data compression device of the present invention.
入力された画像データのうち、フレーム内予測データは
直接、またフレーム間予測データは、動き補償および差
分データ生成器6を介して、それぞれ符号量子i1’!
II器1(符号量予測手段)に入力される。符号量予測
器1は入力されたデータから符号量を予測し、予測値に
対応する帯域制限値と量子化ステップ数を設定し、ブリ
フィルタ2(第2の処理手段または処理手段)と量子化
器4(第2の処理手段または処理手段)に出力する。Of the input image data, intra-frame predicted data is directly generated, and inter-frame predicted data is generated via the motion compensation and difference data generator 6, respectively, to code quantum i1'!
It is input to II unit 1 (code amount prediction means). The code amount predictor 1 predicts the code amount from the input data, sets the band limit value and the number of quantization steps corresponding to the predicted value, and performs quantization with the Bri filter 2 (second processing means or processing means). output to the device 4 (second processing means or processing means).
ブリフィルタ2は符号量予測器1から供給されるデータ
を、やはり符号量予測器1により設定された帯域制限値
に対応して帯域制限し、D CT (Discrete
cosine transfer)回路3に出力する
。DCT回路3により処理されたデータは、量子化器4
に入力され、符号量予測器1により設定された量子化ス
テップ数で量子化される。量子化されたデータは、符号
器5(符号化手段)に入力され、符号化される。The BRI filter 2 band-limits the data supplied from the code amount predictor 1 in accordance with the band limit value set by the code amount predictor 1, and performs D CT (Discrete
(cosine transfer) circuit 3. The data processed by the DCT circuit 3 is sent to a quantizer 4
and is quantized by the number of quantization steps set by the code amount predictor 1. The quantized data is input to an encoder 5 (encoding means) and encoded.
バッファメモリ7(記憶手段)は符号量予測器1の出力
と符号器5の出力を記憶し、CPU8(制御手段)の制
御の下に、必要なデータを符号量予測器1に供給する。A buffer memory 7 (storage means) stores the output of the code amount predictor 1 and the output of the encoder 5, and supplies necessary data to the code amount predictor 1 under the control of the CPU 8 (control means).
符号量予測器1は、例えば、第2図に示すように構成さ
れる。The code amount predictor 1 is configured as shown in FIG. 2, for example.
入力された画像データは、フレームメモリ11に一旦記
憶される。フレームメモリ11より読み出されたデータ
は、オペレータ処理器12(第1の処理手段)によりフ
ィルタ処理された後、絶対値和算出回路13(演算手段
)に入力され、演算される。The input image data is temporarily stored in the frame memory 11. The data read from the frame memory 11 is filtered by the operator processor 12 (first processing means) and then input to the absolute value sum calculation circuit 13 (calculation means) where it is calculated.
絶対値和算出回路13の出力(アクティビティ値)は、
標準符号量線変換器14(標準符号量値変換手段)に入
力され、標準量子化ステップで、かつ、標準帯域制限値
のときの符号量予測値に変換される。The output (activity value) of the absolute value sum calculation circuit 13 is
The signal is input to the standard code amount line converter 14 (standard code amount value conversion means), and is converted into a code amount predicted value at the standard quantization step and standard band limit value.
この符号量予測値は量子化ステップ変換器15(設定値
出力手段)と帯域制限値変換器16(設定値出力手段)
に出力される。This code amount predicted value is calculated by the quantization step converter 15 (setting value output means) and the band limit value converter 16 (setting value output means).
is output to.
量子化ステップ変換器15と帯域制限値変換器16には
、制御データ値送信回路17(目標値設定手段)を介し
てCPU8より、設定されるべきデータ量の目標値が入
力されている。量子化ステップ変換器15と帯域制限値
変換器16ば、標準符号量線変換器14から入力される
符号量予測値と、制御データ値送信回路17から入力さ
れる目標値とを比較し、その誤差に対応する量子化ステ
ップ値と帯域制限値を、量子化器4とブリフィルタ2に
それぞれ出力する。A target value for the amount of data to be set is input to the quantization step converter 15 and the band limit value converter 16 from the CPU 8 via the control data value transmitting circuit 17 (target value setting means). The quantization step converter 15 and the band limit value converter 16 compare the code amount predicted value inputted from the standard code amount line converter 14 and the target value inputted from the control data value transmission circuit 17. A quantization step value and a band limit value corresponding to the error are output to the quantizer 4 and the Buri filter 2, respectively.
次に、その動作を説明する。Next, its operation will be explained.
入力画像データはフレームメモリ11に入力され、そこ
に、1フレ一ム分の画像データが一旦記憶される。フレ
ームメモリ11に記憶されたデータは、読み出され、オ
ペレータ処理器12に供給され、フィルタ処理される。Input image data is input to the frame memory 11, and image data for one frame is temporarily stored therein. The data stored in frame memory 11 is read out, provided to operator processor 12, and filtered.
この、フィルタ処理について、第3図を参照して説明す
る。This filter processing will be explained with reference to FIG. 3.
第3図(a)乃至(C)は、それぞれ、バイパスフィル
タ、ローパスフィルタ、またはラプラシアンの、各処理
を行なう場合の9個(3X3)の係数を表わしている。FIGS. 3(a) to 3(C) each represent nine (3×3) coefficients of a bypass filter, a low-pass filter, or a Laplacian when each process is performed.
フレームメモリ11から所定の領域の3×3の画素デー
タが読み出され、これらのデータと、第3図に示す3×
3の係数が、対応する位置同士で乗算される。この乗算
した結果得られる9個のデータは、さらに加算される。3×3 pixel data of a predetermined area is read out from the frame memory 11, and these data and 3×3 pixel data shown in FIG.
A factor of 3 is multiplied between the corresponding positions. The nine pieces of data obtained as a result of this multiplication are further added.
次に、フレームメモリ11から読み出される領域が、例
えば右に1画素分ずらされ、そこから読み出された3×
3の画素データについて、同様の処理が実行される。以
下、同様の処理が、1フレ一ム分のデータ全部について
行なわれる。Next, the area read out from the frame memory 11 is shifted, for example, by one pixel to the right, and the 3×
Similar processing is performed for pixel data No. 3. Thereafter, similar processing is performed on all data for one frame.
このとき、領域を順次ずらす量を、1画素ではなく、2
画素、3画素等とすることもできる。At this time, the amount by which the area is sequentially shifted is not 1 pixel but 2 pixels.
It can also be a pixel, three pixels, etc.
このようにして、フィルタ処理されたデータは、絶対値
和算出回路13に入力される。絶対値和算出回路13は
、オペレータ処理器12より上述したようにして、3X
3の画素データをフィルタ処理する毎に1個得られるデ
ータの絶対値を演算し、その絶対値を1フレ一ム分につ
いて加算する。この加算値(絶対値和)は標準符号量線
変換器14に入力される。The data thus filtered is input to the absolute value sum calculation circuit 13. The absolute value sum calculation circuit 13 receives the 3X data from the operator processor 12 as described above.
The absolute value of one piece of data obtained every time 3 pixel data is filtered is calculated, and the absolute values are added for one frame. This added value (sum of absolute values) is input to the standard code amount line converter 14.
絶対値和算出回路13が出力する絶対値和(アクティビ
ティ値)は、第4図に示すように、符号量にほぼ対応し
ている。すなわち、所定のアクティビティ値が与えられ
たとき、その画像データの符号量は、第4図にハツチン
グを施した部分の範囲で表わされる。標準符号量線変換
器14は、例えばROMにより構成され、第4図に実線
で示すように、所定のアクティビティ値に対応する符号
量の平均値が記憶されている。そこで、標準符号量線変
換器14は、絶対値和算出回路13より入力されるアク
ティビティ値を、対応する符号量予測値に変換し、量子
化ステップ変換器15と帯域制限値変換器16に出力す
る。The absolute value sum (activity value) output by the absolute value sum calculation circuit 13 approximately corresponds to the code amount, as shown in FIG. That is, when a predetermined activity value is given, the code amount of the image data is represented by the hatched area in FIG. The standard code amount line converter 14 is constituted by, for example, a ROM, and stores the average value of the code amount corresponding to a predetermined activity value, as shown by the solid line in FIG. Therefore, the standard code amount line converter 14 converts the activity value inputted from the absolute value sum calculation circuit 13 into a corresponding code amount predicted value, and outputs it to the quantization step converter 15 and the band limit value converter 16. do.
標準符号量線変換器14における動作を数式を用いてさ
らに詳述すると、次のようになる。The operation of the standard code amount line converter 14 will be explained in more detail using mathematical expressions as follows.
標準符号量線変換器14には、いろいろな絵柄を持つ多
数の画像のデータを、予め設定しである標準帯域制限値
(A = O)で帯域制限し、かつ、標準量子化ステッ
プ(F=50)で量子化した場合に得られる符号量を計
算したものが、統計的に、アクティビティ値と符号量が
1対1に対応するようにデラオルトデータとして、記憶
されている。The standard code amount line converter 14 is configured to band-limit the data of a large number of images with various patterns using a preset standard band limit value (A = O), and to perform a standard quantization step (F = The code amount obtained when quantizing in step 50) is calculated and stored as dera ortho data so that the activity value and the code amount correspond statistically to one to one.
そして、過去のデータかまだ存在しない第1番目のフレ
ームまたはフィールドのデータを符号化する場合、次の
ような演算が行なわれる。When encoding past data or data of the first frame or field that does not yet exist, the following calculations are performed.
B ID (50、O) :ACT X kここでBI
D(50,O)は、標準量子化ステップ(F=50)、
かつ、標準帯域制限値(A = 0 )における符号量
の予測値、ACTはアクティビティ値、kは定数である
。すなわち、絶対値和算出回路13より入力されるアク
ティビティ値に定数kを乗算して符号量予測値BID(
50,0)を出力する。B ID (50, O): ACT X k here BI
D(50,O) is the standard quantization step (F=50),
In addition, the predicted value of the code amount at the standard band limit value (A = 0), ACT is an activity value, and k is a constant. That is, the activity value inputted from the absolute value sum calculation circuit 13 is multiplied by the constant k to calculate the code amount predicted value BID(
50,0).
また、過去のデータが存在する第2番目以降のフレーム
またはフィールドのデータを符号化する場合、次のよう
な演算が行なわれる。Furthermore, when encoding data of the second and subsequent frames or fields in which past data exists, the following calculations are performed.
BID(50,0)=ACTX (BID−’ (F、
八)/TGT)X (BID−” (50,0)/AC
T−’)ここで、B I D−”(50,0)は、過去
(この実施例の場合前回)の標準量子化ステップかつ標
準帯域制限値における符号量予測値、B I D−’(
F 、A)は、過去(前回)の実際に使われた量子化ス
テップ(F)かっ帯域制限値(A)における符号量値、
ACT−1は過去(前回)のアクティビティ値、TGT
は目標符号量を、それぞれ表わしている。BID(50,0)=ACTX(BID-'(F,
8)/TGT)X (BID-” (50,0)/AC
T-') Here, BID-'(50,0) is the code amount predicted value at the past (previous time in this example) standard quantization step and standard band limit value, BID-'(
F, A) is the code amount value at the past (previous) actually used quantization step (F) and the band limit value (A);
ACT-1 is the past (previous) activity value, TGT
represent the target code amount, respectively.
過去の符号量予測値B I D−’(50,0)とアク
ティビティ値ACT’″1は、標準符号電値変換器14
よりバッファメモリ7に出力され、記憶されている。ま
た、過去の符号量値BID″″’(F、A)は、符号器
5よりバッファメモリ7に出力され、記憶されている。The past code amount predicted value BI D-' (50, 0) and the activity value ACT'''1 are converted to the standard code data value converter 14.
The data is outputted to the buffer memory 7 and stored therein. Further, the past code amount value BID'''' (F, A) is output from the encoder 5 to the buffer memory 7 and is stored therein.
バッファメモリ7に記憶された値がバッファメモリ7よ
り標準符号電値変換器14に供給されている。The values stored in the buffer memory 7 are supplied from the buffer memory 7 to the standard code electric value converter 14.
TGTは制御データ値送信回路17より標準符号電値変
換器14に供給されている。The TGT is supplied from the control data value transmitting circuit 17 to the standard code electric value converter 14.
上式のうち、B I D−”(F 、A)/T G T
は、実際の符号量と目標符号量の誤差の傾向を、また、
BI D−’(50、O)/ACT−”は、第4図にハ
ツチングを施した部分における傾きのうち、予測する時
点から見て最も相関の強い1回前の傾きを、それぞれ次
の符号化のためにフィードバックし、誤差が小さくなる
ようにするものである。In the above formula, B I D-”(F, A)/T G T
is the tendency of the error between the actual code amount and the target code amount, and
BI D-'(50, O)/ACT-'' is the slope in the hatched area in Figure 4 that has the strongest correlation from the time of prediction, and is expressed by the following code. This provides feedback to reduce errors.
制御データ値送信回路17は、予め設定されたデータ量
の目標値を量子化ステップ変換器15と帯域制限値変換
器16に出力している。量子化ステップ変換器15と帯
域制限値変換器16も、例えば、ROMにより構成され
、所定の符号量を得るのに適切な量子化ステップ数と帯
域制限値とを対応してそれぞれ記憶している。従って、
量子化ステップ変換器15と帯域制限値変換器16は、
符号電値変換器14より入力された符号量予測値と、制
御データ値送信回路17より入力された目標値とを比較
し、その誤差に対応して、設定されている目標値を得る
のに適切な量子化ステップ数と帯域制限値とを読み出し
、量子化器4とブリフィルタ2に出力する。The control data value transmitting circuit 17 outputs a preset target value of data amount to the quantization step converter 15 and the band limit value converter 16. The quantization step converter 15 and the band limit value converter 16 are also configured by, for example, a ROM, and each stores a corresponding number of quantization steps and a band limit value appropriate for obtaining a predetermined amount of code. . Therefore,
The quantization step converter 15 and the band limit value converter 16 are
The code amount prediction value input from the code electric value converter 14 and the target value input from the control data value transmitting circuit 17 are compared, and the set target value is obtained in accordance with the error. The appropriate number of quantization steps and band limit value are read out and output to the quantizer 4 and the Buri filter 2.
ブリフィルタ2は、例えば、第5図に示すように、帯域
制限値(カットオフ周波数)が基準値の15/■6から
1/16の範囲で1716ずつ順次変化する■5種類の
特性のフィルタを有し、帯域制限値変換器16から入力
される帯域制限値に対応する特性のフィルタを選択する
。この選択されたフィルタにより帯域制限されたデータ
がDCT回路3に供給される。For example, as shown in Fig. 5, the Buri filter 2 is a filter with five types of characteristics in which the band limit value (cutoff frequency) sequentially changes in steps of 1716 in the range from 15/6 to 1/16 of the reference value. , and selects a filter with characteristics corresponding to the band limit value input from the band limit value converter 16. Data band-limited by the selected filter is supplied to the DCT circuit 3.
あるいはまた、ブリフィルタ2は、第6図に示すように
構成することもできる。Alternatively, the brifilter 2 can also be configured as shown in FIG.
この実施例の場合、ブリフィルタ2は、フィルタ21と
、乗算器22.23と、加算器24により構成されてい
る。フィルタ21は、第7図に示すように、基準値の1
72の帯域制限値を有している。In this embodiment, the Brifilter 2 includes a filter 21, multipliers 22, 23, and an adder 24. The filter 21 has a reference value of 1, as shown in FIG.
It has a band limit value of 72.
第1表
入力データはフィルタ21により帯域制限された後、乗
算器22に入力され、第1表に示すように、入力データ
のレベルO乃至16に対応して、O/16乃至16/1
6の各係数が乗算される。After the input data in Table 1 is band-limited by the filter 21, it is input to the multiplier 22.
6 are multiplied by each coefficient.
また、フィルタ21を経ない入力データは、乗算器23
に入力され、そのレベルに対応して、16/16乃至○
/16の各係数が乗算される。乗算器22と23の出力
が加算器24で加算され、OCT回路3に出力される。Furthermore, the input data that has not passed through the filter 21 is sent to the multiplier 23.
16/16 to ○ corresponding to the level.
/16 are multiplied by each coefficient. The outputs of multipliers 22 and 23 are added by adder 24 and output to OCT circuit 3.
このようにしても、第5図に示した場合と同様の動作を
実行させることができる。Even in this case, the same operation as shown in FIG. 5 can be performed.
DCT回路3は、入力されたデータをブロック毎に区分
し、直交変換する。直交変換されたデータは、量子化器
4に入力される。The DCT circuit 3 divides the input data into blocks and orthogonally transforms the data. The orthogonally transformed data is input to the quantizer 4.
量子化器4は、入力されたデータを、量子化ステップ変
換器15により設定された量子化ステップ数で量子化し
、符号器5に出力する。量子化ステップ数が大きい程、
符号量は小さくなる。符号器5は量子化されたデータを
、ランレングス符号化、またはハフマン符号化する。あ
るいはまた、ランレングス符号化とハフマン符号化の両
方を行なう。The quantizer 4 quantizes the input data by the number of quantization steps set by the quantization step converter 15 and outputs it to the encoder 5. The larger the number of quantization steps,
The amount of code becomes smaller. The encoder 5 performs run-length encoding or Huffman encoding on the quantized data. Alternatively, both run-length encoding and Huffman encoding are performed.
以上においては、入力された画像データをそのまま符号
量予測器1に入力し、処理するようにしたが、動き補賀
および差分データ生成器6において動き補償を行なった
後、基準の画像データとフレーム間予測画像データとの
差分を生成し、この差分データを符号量予測器1に入力
するようにすることもできる。In the above, the input image data is input as is to the code amount predictor 1 and processed, but after motion compensation is performed in the motion compensation and difference data generator 6, the reference image data and the frame are It is also possible to generate a difference with the inter-predicted image data and input this difference data to the code amount predictor 1.
このときCPU8は、第8図に示すように、複数フレー
ムまたはフィールドを1セグメントとして、各回路、手
段に処理させる。この実施例の場合、フレーム内で符号
化した1個のフレーム(イントラ)と、イントラとの差
分データに対して動き補償した3個のフレーム(第1乃
至第3インク)よりなる4フレームが1セグメントとさ
れている。At this time, the CPU 8 makes each circuit and means process a plurality of frames or fields as one segment, as shown in FIG. In the case of this example, one frame consists of one frame encoded within the frame (intra) and three frames (first to third ink) motion-compensated for the difference data between the intra and intra frames. It is considered a segment.
例えば、第9図に示すように、このセグメント全体の符
号量を150Kbitsとする場合、過去のセグメント
における動きベクトル情報等の付加情報の符号量が30
Kb i t sであるとき、CPU8は各回路、手段
を制御し、今回のセグメントの付加情報も同程度の符号
量であると予想して、150Kbijsから30Kb
i t sを差し引いた120Kbitsを各フレーム
のデータの符号量に割当てさせる。For example, as shown in FIG. 9, if the code amount of the entire segment is 150 Kbits, the code amount of additional information such as motion vector information in the past segment is 30 Kbits.
Kb it s, the CPU 8 controls each circuit and means, and predicts that the additional information of the current segment will have the same amount of code, and changes it from 150 Kb to 30 Kb.
120 Kbits, which is obtained by subtracting i t s, is allocated to the code amount of data of each frame.
そして、CPU8は、絶対値和算出回路13が出力する
第1乃至第3インクとイントラのアクティビティ値の比
を演算し、120Kbitsをその比に対応して配分す
る。例えば、これらの比が、1: l: l: 3
であるとき、第1乃至第3インクに対して20Kb i
t sを、イントラに対して60Kb i t sを
、それぞれ対応きせる。これらの値が制御データ値送信
回路17に出力され、これにより、第1乃至第3インタ
は20Kb i t sを目標符号量としてそれぞれ符
号化される。Then, the CPU 8 calculates the ratio of the first to third inks output by the absolute value sum calculation circuit 13 and the intra activity value, and allocates 120 Kbits in accordance with the ratio. For example, if these ratios are 1: l: l: 3
, 20Kb i for the first to third inks
t s and 60 Kbit s for intra, respectively. These values are output to the control data value transmitting circuit 17, whereby the first to third inters are respectively encoded with a target code amount of 20 Kbits.
また、CPU8は、バッファメモリ7を介して符号器5
により実際に行なわれた符号量を監視する。そして、目
標値と実際の符号量の誤差を蓄積し、最後に符号化され
るイントラに関しては、残りの符号量を目標符号量とし
て制御データ値送信回路17に出力する。例えば、第1
乃至第3インクの実際の符号量が、それぞれ25Kbi
ts。Further, the CPU 8 connects the encoder 5 to the encoder 5 via the buffer memory 7.
The amount of code actually executed is monitored. Then, the error between the target value and the actual code amount is accumulated, and for the last encoded intra, the remaining code amount is output to the control data value transmitting circuit 17 as the target code amount. For example, the first
The actual code amount of each of the third to third inks is 25 Kbi.
ts.
20Kbits、25Kbitsであるとき、イントラ
の目標符号量は50Kb i t sとされる。When the data is 20Kbits and 25Kbits, the intra target code amount is 50Kbits.
あるいはまた、第10図に示すように、アクティビティ
値の比に所定の重み付けを行なって、目標符号量を設定
するようにしてもよい。例えば、アクティビティ値の比
が、1: 1: 1: 3であるとき、インクに
対しては一律に0.5倍し、イントラに対しては一律に
1.5倍すると、第1乃至第3インタに10Kbits
が、イントラに90Kbitsが、それぞれ配分される
。Alternatively, as shown in FIG. 10, the target code amount may be set by applying a predetermined weight to the ratio of activity values. For example, when the ratio of activity values is 1: 1: 1: 3, if you uniformly multiply by 0.5 for ink and uniformly multiply by 1.5 for intra, the first to third 10Kbits to the internet
However, 90Kbits are allocated to each intranet.
以上においては、4フレームを1セグメントとしたが、
複数のブロックで1グループを構成し、複数のグループ
で1セグメントを構成するようにしてもよい。この場合
、1セグメントはlフィールド若しくは1フレーム内で
あってもよいし、複数フィールド若しくは複数フレーム
にわたってもよい。In the above, 4 frames were considered as 1 segment, but
A plurality of blocks may constitute one group, and a plurality of groups may constitute one segment. In this case, one segment may be within one field or one frame, or may span multiple fields or multiple frames.
また、以上においては、オペレータ処理器上2の出力の
絶対値和を演算するようにしたが、各出力の2乗値の和
(2乗和)、あるいは、2乗値の和の平均@(2乗平均
値)を演算するようにしてもよい。In addition, in the above, the sum of absolute values of the outputs of the operator processor 2 is calculated, but the sum of the square values of each output (sum of squares) or the average of the sum of square values @( The root mean square value) may also be calculated.
さらに、以上においては、帯域制限値と量子化ステップ
数の両方を制御するようにしたが、いずれか一方とする
こともできる。Furthermore, in the above description, both the band limit value and the number of quantization steps are controlled, but either one of them may be controlled.
[発明の効果]
以上のように、請求項1に記載のデータ圧縮装置によれ
ば、過去のアクティビティ値を利用して符号量を予測す
るようにしたので、高速かつ簡単に、予測の統計的なバ
ラツキを抑制しながら符号量を予測することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the data compression device according to claim 1, since the code amount is predicted using past activity values, the statistical prediction can be performed quickly and easily. It is possible to predict the code amount while suppressing large variations.
また、請求項2に記載のデータ圧縮装置によれば、セグ
メント単位でデータを処理するようにしたので、複数フ
レームまたは複数フィールドで構成されるセグメントの
符号量を一定値に制御することができる。Further, according to the data compression apparatus according to the second aspect, since data is processed in units of segments, the amount of code of a segment composed of a plurality of frames or a plurality of fields can be controlled to a constant value.
第1図は本発明のデータ圧縮装置の一実施例の構成を示
すブロック図、第2図は第1図の実施例における符号量
予測器の一実施例の構成を示すブロック図、第3図(a
)乃至(c)は第2図の実施例におけるフィルタ処理の
動作を説明する図、第4図は第2図の実施例における標
準符号電値変換器の特性を説明する図、第5図は第1図
のブリフィルタの特性を説明する図、第6図は第1図の
ブリフィルタの一実施例の構成を示すブロック図、第7
図は第6図のフィルタの特性を説明する図、第8図乃至
第1O図は、フレーム間予測データの処理を説明する図
である。
1・・・符号量予測器、2・・・ブリフィルタ、3・・
・DCT回路、4・・・量子化器、5・・・符号器、6
・・・動き補償および差分データ生成器、7・・・バッ
ファメモリ、8・・・CPU、11・・・フレームメモ
リ、12・・・オペレータ処理器、13・・・絶対値和
算出回路、14・・・標準符号電値変換器、15・・・
量子化ステップ変換器、16・・・帯域制限値変換器、
17・−・制御データ漬込43回路、21・・・フィル
タ、22.23・・・乗算器、 24・・・加算器。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a data compression device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the code amount predictor in the embodiment of FIG. 1, and FIG. (a
) to (c) are diagrams explaining the operation of filter processing in the embodiment of FIG. 2, FIG. 4 is a diagram explaining the characteristics of the standard code electric value converter in the embodiment of FIG. 2, and FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the Buri filter shown in FIG. 1, and FIG.
This figure is a diagram for explaining the characteristics of the filter shown in FIG. 6, and FIGS. 8 to 10 are diagrams for explaining the processing of interframe prediction data. 1... Code amount predictor, 2... Buri filter, 3...
・DCT circuit, 4... quantizer, 5... encoder, 6
...Motion compensation and difference data generator, 7.Buffer memory, 8.CPU, 11.Frame memory, 12.Operator processor, 13.Absolute value sum calculation circuit, 14. ...Standard sign electric value converter, 15...
Quantization step converter, 16...band limit value converter,
17.--Control data immersion circuit 43, 21.. Filter, 22.23.. Multiplier, 24.. Adder.
Claims (2)
し、直交変換した後、量子化し、さらに符号化するデー
タ圧縮装置において、 入力されたデータをフィルタ処理する第1の処理手段と
、 前記第1の処理手段により処理されたデータについて、
少なくとも加算を含む演算を行なう演算手段と、 前記演算手段が出力するアクティビティ値を、標準量子
化ステップまたは標準帯域制限値における対応する符号
量予測値に変換する標準符号量値変換手段と、 データ量の目標値を設定する目標値設定手段と、前記目
標値設定手段により設定された前記目標値と前記標準符
号量値変換手段より出力された前記符号量予測値とを比
較し、その差に対応する量子化ステップ値または帯域制
限値を出力する設定値出力手段と、 前記設定値出力手段が出力する前記量子化ステップ値ま
たは帯域制限値に対応して前記データを量子化または帯
域制限する第2の処理手段と、前記標準符号量値変換手
段が出力した過去の前記アクティビティ値、過去の前記
アクティビティ値から予測した前記標準量子化ステップ
または標準帯域制限値における前記符号量予測値、およ
び過去の前記アクティビティ値に対応して設定した前記
量子化ステップ値または帯域制限値において符号化した
過去の前記符号量値の少なくとも1つを記憶する記憶手
段とを備え、 前記標準符号量値変換手段は、前記記憶手段に記憶され
た値を利用して前記アクティビティ値の前記符号量予測
値への変換動作を行なうことを特徴とするデータ圧縮装
置。(1) In a data compression device that divides input data into blocks of predetermined pixels, performs orthogonal transformation, quantizes, and further encodes the input data, a first processing means that performs filter processing on the input data; Regarding the data processed by the first processing means,
a calculation means for performing an operation including at least addition; a standard code amount value conversion means for converting an activity value output by the calculation means into a corresponding code amount predicted value in a standard quantization step or standard band limit value; and data amount. a target value setting means for setting a target value of , and comparing the target value set by the target value setting means and the code amount predicted value outputted from the standard code amount value converting means, and responding to the difference. a set value output means for outputting a quantization step value or a band limit value, and a second set value output means for quantizing or band limiting the data in accordance with the quantization step value or band limit value output by the set value output means. processing means, the past activity value outputted by the standard code amount value conversion means, the code amount predicted value in the standard quantization step or standard band limit value predicted from the past activity value, and the past storage means for storing at least one of the past code amount values encoded using the quantization step value or the band limit value set corresponding to the activity value; A data compression device, characterized in that the activity value is converted into the predicted code amount value using a value stored in a storage means.
分割し、直交変換した後、量子化し、さらに符号化する
データ圧縮装置において、 入力された前記画像データの符号量を予測する符号量予
測手段と、 前記符号量予測手段の出力に対応して前記画像データを
、その帯域を制限するか、または量子化する処理手段と
、 前記処理手段により処理された前記画像データを符号化
する符号化手段と、 複数の前記ブロックを1グループとし、複数の前記グル
ープを1セグメントとし、各セグメントの符号量が一定
になるように、前記符号量予測手段を制御する制御手段
とを備えることを特徴とするデータ圧縮装置。(2) In a data compression device that divides input image data into blocks of predetermined pixels, performs orthogonal transformation, quantizes, and further encodes the data, code amount prediction predicts the code amount of the input image data. means, processing means for limiting the band or quantizing the image data in accordance with the output of the code amount prediction means, and encoding for encoding the image data processed by the processing means. and control means for controlling the code amount prediction means so that a plurality of the blocks are treated as one group, a plurality of the groups are treated as one segment, and the code amount of each segment is constant. data compression device.
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