JPH0366263A - 画像信号符号化方法 - 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 本発明は画像信号の高能率符号化を行なう画像信号符号
化方法に関するものである。

従来の技術 標本化及び量子化された画像信号の伝送速度は数百Ｍｄ
ｐｓ以上に及び、現実の伝送路容量及び伝送コストから
考えて好ましくない。高能率符号化は画像信号に含まれ
る冗長度を除去し伝送速度を低減する技術であり、様々
な方法の符号化方法が考案されている。それらの中で、
直交変換を用いた直交変換符号化は、低転送速度で有効
な符号化方法である。以下に二次元ブロックに対して行
なう二次元直交変換符号化方法を例にとり、従来技術を
説明する。

第６図は第一の従来の直交変換符号化装置のブロック図
である。第７図は第二の従来の直交変換符号化装置のブ
ロック図である。第６図において６１は入力データ端子
、６２は入カパッファ、６３は直交変換ブロック、６４
は二次元ブロックのアクティライティ評価ブロック、６
５は二次元ブロックの類別ブロック、６６は変換係数の
エネルギ計算ブロック、６７はビット配分計算ブロック
、６８は変換係数の正規化ブロック、６９は変換係数の
量子化器、６１０はマルヂプレクナ、６１１↓上出力バ
ツフア、６１２は伝送路である。第７図において、７１
は入力データ端子、７２は直交変換ブロック、７３はし
きい値ブロック、７４は変換係、数の正規化ブロック、
７５は量子化器、７６は符号化器、７７は出力バッファ
、７８は伝送路である。

以上のように構成された直交変換符号化装置による直交
変換符号化方法について、以下にその方法を説明する。

まず、第６図において、入力データ端子６１から二次元
にブロック化された画像標本点（二次元ブロックと称す
）は人力バッファ６２に格納される。二次元ブロックは
直交変換ブロック６３で直交変換され、各二次元ブロッ
クに対応する変換係数はアクティヴイティ評価ブロソク
６４に送られ、その二次元ブロックの画像が持つアクテ
ィヴイティが次式で計算される。

Ｅ　＝Σ　Σ［Ｆ　（ｕ、ｖ）ＸＦ　（ｕ、ｖ）コＦ　
　（０，０）２ （ｕ＝ｏ〜Ｍ−１、ｖ＝ｏ　−Ｎ−１）ここで、Ｆ　（
ｕ、ｖ）は二次元ブロックの変換係数である。計算され
たアクティヴイティは類別ブロック６５に送られ、二次
元ブロックはエネルギの大きさにしたがってｋ（ｋは整
数）通りに類別される。類別された二次元ブロックはエ
ネルギ計算ブロック６６で類毎に変換係数の分散が計算
される。計算された分散値に従ってビット配分計算ブロ
ック６７は各類のビット配分を次式にしたがって計算し
、ビット配分表を作成する。

ＮＫ　　（、ｕ、Ｖ）　−ＩＡ］ｏｇ２　　［σに２　
（ｕ、ｖ）］１１０ｇ２　［Ｄ　］ （ｕ、ｖ）≠（０，０） ここでσに２　（ｕ、ｖ）はｆｆｋに分類された変換係
数の分散値、Ｄはパラメータである。Ｎ、　（ｕＶ）は
、所望の転送速度になるように引算される。

さて、ビット配分計算ブロック６７は各類毎に正規化係
数を算出する。正規化係数は簡単には分散値でもよいし
、類に含まれる変換係数の最大値を用いてもよい。さて
、直交変換ブロック６３の出力の変換係数は正規化ブＩ
Ｉ　ンク６８に送られ先はど計算された正規化係数で正
規化された後、計算されたビット配分に従って量子化器
６９で量子化される。量子化ばあらかしめ変換係数の統
計的性質に基づいて設計された非線形量化器が用いられ
る。量子化出力、ビット配分表、類識別子はマルヂブレ
クザ６１０に送られ符号化された後、出力バッファ６１
１で転送速度制御され伝送路６１２に送り出される。

次に第７図において、入力データ端子７１から二次元に
ブロック化された画像標本点（二次元ブロックと称す）
は直交変換ブロック７２で直交変換され、変換係数はし
きい値ブロック７３で出力バッファ７７に蓄えられたデ
ータ量に依存して決められるしきい値でもって、そのし
きい値以下であればＯに置き換えられる。さらに正規化
ブロック７４に送られた変換係数は、しきい値開様に出
力バッファ７７に蓄えられたデータ量に依存して決めら
れる正規化係数で正規化された後、量子化器７５で線形
量子化される。量子化出力は第７図に示すように変換係
数があらかじめ定められた順序によって出力され、符号
化器７６でランレンクス符号化と可変長符号化が施され
出力ハンファ７７で転送出力制御が行なわれ伝送路７８
に送り出される。なお、しきい値ブロック７３で用いら
。

れるしきい値と、正規化ブロック７４で用いられる正規
化係数は出力バッファ７７に格納されている符号量で決
められる。［例えば、アール・ジェー・クラーク“′ト
ランスフオーム　コーディングオブ　イメージ゛、アカ
デ旦ツタ　プレス、　１９８５（Ｒ，Ｊ、Ｃ１ａｒｋｅ
　”Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ｃｏｄｉｎｇ　ｏｆ　Ｉｍａ
Ｂｅｓ＾ｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ、　１９８５）　
］発明が解決しようとする課題 しかしながら、第６図のような二次元構成ではフレーム
内相関しか利用していないため圧縮効率に限界があり、
より高能率な圧縮が困難であるという問題点があった。

また、転送速度制御を行なうための手段として、ビット
配分を決定し非線形量子化器を用いているが、画像の局
所的な性質は時間とともに大きく変動し、非線形量子化
特性と画像がミスマツチし画質低下をもたらすという間
１ 照点があった。また、第７図のような構成では第６図同
様二次元構成であり、フレーム内相関しか利用していな
いための圧縮効率の限界の問題とともに、出力バッファ
を用いた転送速度制御であるためバッファ内容に依存し
て画像品質が左右され、画像の局所的性質に忠実に反映
した符号化がされないという問題を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、三次元ブロックを用いるこ
とによりフレーム間相関を有効に利用し、それと共に符
号化によるビット発生量を適応化して転送速度制御を簡
単化し、かつ画像の局所的性質をできるだけ忠実に反映
する画像信号符号化方法を提供することを目的としてい
る。

課題を解決するための手段 本発明の画像信号符号化方法は、画像信号の標本点を水
平、垂直２時間方向を含めてＭ×Ｎ×Ｋ（Ｍ、　Ｎ、　
　Ｋは整数）標本点毎に三次元ブロック化し、前記三次
元ブロック化された標本点ｆ　（ｘ。

ｙ、ｔ）（但し、ｘ＝０〜Ｍ−１、ｙ＝０〜Ｎ１．１＝
０〜ｋ−１）を直交変換した三次元の変２ 換係数をＦ　（ｕ、　　Ｖ、　　Ｔ）　　（但し、ｕ−
０〜Ｍ１、ｖ−０〜Ｎ−Ｌ　　ｒ−０〜ｋ−１）とし、
実空間上の時間軸ｔの逆軸に相当する変換空間上のτ軸
をτ＝０で切る第一平面上の変換係数Ｆ（ｕｖ、０）の
全エネルギを Ｅｏ−Σ　Σ　［Ｆ（ｕ、ｖ、０）ｘＦ（ｕ、ｖ、０）
］Ｆ　　（０，０，０）２ とし、τ軸をτ≠０で切る第二平面以降の変換係数Ｆ　
（ｕ、　　ｖ、　　τ）（τ≠０）の全エネルギをＥ、
＝Σ　Σ　Σ　　［Ｆ　（ｕ、ｖ、　　τ）ＸＦ　　（
ｕ、ｖ、　　τ）］ とし、前記両エネルギの比Ｅ。／Ｅ、が予め定められた
値より小さければ動ブロック、大きければ静止ブロック
と識別するように構成している。

また、本発明は少なくともにフレーム（Ｋは整数）の画
像信号の標本点を水平、垂直２時間方向を含めてＭ×Ｎ
×Ｋ　（Ｍ、Ｎ、には整数）標本点毎に三次元ブロック
化し、前記ブロック化された標本点ｆ　（ｘ、　　ｙ、
　　ｔ）　　（但し、Ｘ＝０〜Ｍ−１、ｙ＝０〜Ｎ−１
，１＝０〜ｋ−１）を直交変換した三次元の変換係数Ｆ
　（ｕ、ｖ、　　τ）（但し、Ｕ−０〜Ｍ−１、ｖ＝０
〜Ｎ−１，ｒ−０−に−１）の集合を、各三次元ブロッ
クが持つエネルギＦ　　（０，０，０）２ の大きさによりに種に類別し、前記各類に含まれる前記
三次元ブロックの前記変換係数の分散値σに２　（ｕ、
ｖ、　　τ）に比例して前記各類毎にビット配分を決定
する構成を有している。

また、本発明はにフレームの画像標本点を水平。

垂直１時間方向を含めて三次元ブロックにブロック化し
、前記三次元ブロック化された標本点を直交変換した三
次元の変換係数の集合において、前述の方法により前記
三次元ブロックを動ブロックか静止ブロックかに識別し
動ブロック・グループと静止ブロック・グループに分類
した後、各グループ毎に前記ビット配分法で前記三次元
ブロックをそれぞれに１種、Ｎ２種に類別し前記各頻毎
にビット配分を決定するように構成している。

さらに、本発明は少なくともにフレームの画像標本点を
水平、垂直２時間方向を含めて三次元ブロック化し、前
記三次元ブロック化された標本点を直交変換した三次元
の変換係数の集合において、前述の方法で、前記三次元
ブロックをに種の頻に類別し、前記各類に属する前記三
次元ブロックの個数をｎＫ、前記各類に属する前記三次
元ブロックに割り当てられるビット数をｂＫとしたとき
、ビット配分の合計Σ（ｂＩ（×ｎＫ）があらかじめ定
められたにフレームでの許容発生ビット数になるように
ビット配分ｂＫを決定するように構成している。

また、本発明は画像標本点を水平、垂直２時間方向を含
めて三次元ブロック化し、ブロック化された標本点を直
交変換した三次元の変換係数をあらかしめ定められた順
序で符号化し、前記符号化による発生ヒソ１−ｆｆｌが
前記符号化している前記三次元ブロックにあらかじめ定
められたビｙ＋−ｍを５ 超えたときに前記符号化している前記三次元ブロックの
符号化を終えるように構成し、さらには、画像標本点を
水平、垂直１時間方向を含めて三次元ブロック化し、ブ
ロック化された標本点を直交変換した三次元の変換係数
にあらかじめ定められたヅーナルフィルタをかけて前記
変換係数を削減してから符号化するように構成している
。

また、本発明は画像標本点を水平、垂直１時間方向を含
めて三次元ブロック化し、ブロック化された標本点を直
交変換した三次元の変換係数の量子化において、あらか
じめ量子化ステップサイズを変換係数のシーケンシに応
して定めておき、前記三次元ブロックの全エネルギに対
応する重みを量子化ステップサイズに乗じたもので量子
化するように構成している。

さらに、本発明は画像標本点を水平１垂直３時間方向を
含めてＭ×Ｎ×Ｋ　（Ｍ、Ｎ、には整数）標本点毎に三
次元ブロック化し、ブロック化された標本点を直交変換
した三次元の変換係数の符号化において実空間上の鴫間
軸の逆軸に相当する褒６ 換空間上のτ軸をτ＝０で切る変換空間の第一平面から
、τＩｔｌ＋上をτ＝１で切る第二平面、さらに第三、
第四へと順次第（Ｋ−１）平面まで符号化するように構
成して、さらに本発明は画像信号の標本点を水平、垂直
２時間方向を含めてＭ×Ｎ×Ｋ　（Ｍ、　Ｎ、　　Ｋは
整数）標本点毎に三次元ブロック化し、前記三次元ブロ
ック化された標本点ｆ　（ｘ、ｙ、ｔ）（ｘ＝０〜Ｍ−
１、ｙ＝　０−Ｎ１．１＝ａ〜に−１）を直交変換した
三次元の変換係数壱Ｆ　（ｕ、Ｖ、Ｔ）（１１＝０〜Ｍ
−工、ｖ＝０−Ｎ−１、τ＝０〜ｋ−１）とし、前記変
換係数の符号化において前記変換係数の低シーケンシ成
分から順次符号化するために、前記変換係数Ｆ　（ｕ、
ｖ、　　τ）の変換空間上の座標ｕ、　　ｖτの和が小
さくかつτが小さいものから順に伝送するものである。

作用 本発明の画像信号符号化方法は上記方法により、三次元
ブロックを用いることによりフレーム間相関を有効に利
用し、かつ動ブロックと静止ブロックの識別及び三次元
ブロックの持つエネルギの大きさにより三次元ブロック
を類別化してビット量を配分する操作により、画像の局
所的性質をできるだけ忠実に反映する様に適応的に符号
化し、それと共に転送速度制御を簡単化し、符号化効率
を向上させているため画像品質を低下させることなく高
効率の圧縮を施すことが可能となる。

実施例 以下本発明の画像信号符号化方法の実施例について図面
を参照しながら説明する。第１図は本発明の画像信号符
号化方法の一実施例を示す三次元直交変換を用いた画像
符号化装置のブロック図、第２図は本発明の画像信号符
号化方法のプリゾーナルフィルタの形状の一実施例を示
す図、第３図は本発明の画像信号符号化方法の量子化ス
テップ幅の一実施例を示す図、第４図及び第５図は本発
明の画像信号符号化方法に於ける変換空間上の三次元ブ
ロックの変換係数の送り出しの順序の一実施例を示す図
である。第１図において、１１は画像入力端子、１２は
入力バッファ、１３は三次元直交変換ブロック、１４は
ブリ・ゾーナルフィルタ、１５はアクティヴイティ評価
ブロック、１６は類別ブロック、１７はエネルギ計算ブ
ロック、１８はビット量計算ブロック、１９は量子化器
、１１０はラン、レンクス符号化器、１１１は可変長符
号化器、１１２はスイッチ回路、１１３はマルチプレク
サ、１１４は出カバソファ、１１５は伝送路である。

まず第１図を用いて本発明の画像信号符号化方法につい
て説明する。

圧縮効率を高めるために、フレーム間相関を利用するこ
とは大きな効果があることは知られている。本発明では
符号化対象とするブロックとして、水平、垂直３時間方
向を含む三次元ブロックを用い上記フレーム間相関を利
用する。画像人力データ端子１１から水平、垂直２時間
方向を含めて（Ｍ×Ｎ×Ｋ）（Ｍ、Ｎ、には整数）標本
毎に三次元ブロック化された画像標本点（三次元ブロッ
クと称す）が入力バッファ１２に格納される。：次元ブ
ロックの画像標本点をｆ　（ｘ、ｙ、ｔ）９ （ただし、ｘ＝０〜Ｍ−１、ｙ＝０〜Ｎ−１、を−〇〜
に−１）として表わす。

三次元ブロックは三次元直交変換ブロック１３で直交変
換され、その出力である変換係数は変換空間上で三次元
ブロックを構成する。その変換空間上の変換係数の三次
元ブロックをＦ　（ｕ、　　ｖ。

τ）（ただし、ｕ−０〜Ｍ−１、ｖ＝０〜Ｎ−１、τ＝
０〜ｋ−１）として表わす。

次に変換空間上の三次元ブロックはブリ・ゾーナルフィ
ルタ１４に送られ、第２図に一例を示すような形状のゾ
ーナルフィルタがかけられ、高次の変換係数が削られる
。このブリ・ゾーナルフィルタは画像の垂直及び水平解
像度を低下させ、全体に画像をぼけさせる欠点を持つが
、逆に高次の変換係数を捨てることにより低次の変換係
数により多くのビットを割り当てられることが可能にな
り、視覚的にはより良好な画像が得られるという効果を
持っている。なお、ブリ・ゾーナルフィルタは第２図に
示す形状に限らず、また省略しても構わない。

０ 画像の局所的性質に適合する符号化を行うためには、画
像の持つそれらの性質をある時間幅で観測し、その特徴
を抽出する必要がある。そのために本発明では、少なく
ともＫ（Ｋは整数）フレーム以上の画像に対して観測を
行ないその画像に適合する符号化パラメータを抽出する
。観測の対象となる画像はにフレームの倍数の時間的長
さを持っていると都合がよい。説明を簡単にするため、
以下ではにフレームの画像を扱い、そこに含まれる（Ｍ
×Ｎ×Ｋ）の標本点の三次元ブロックの集合から符号化
パラメータを抽出する。

符号化パラメータの抽出はさまざまなものが考えられる
が、同じ局所的性質をもった画像の三次元ブロックを類
別し、各類の持つ画像の性質を抽出しそれに適合する適
応的符号化を行なうことにより、圧縮効率を高めること
は効果があることが知られている。ところで本発明では
、三次元ブロックを採用したために画像の動き成分が変
換空間上の三次元ブロックの変換係数に出現するが、そ
の動き成分の大きな三次元ブロックと動き成分が小さく
静的な三次元ブロックを分離して符号化する方が、画像
の局所的成分に適合する符号化が可能であり、更に符号
化効率の点でも有利である。

本発明では以下に説明する方法で両成分を識別し圧縮効
率を向上させる。

＝次元直交変換ブロック１３より出力された変換係数で
構成される変換空間上の三次元ブロックは、アクティヴ
イティ評価ブロック１５に送られ、その三次元ブロック
の画像が持つアクティヴイティが次式で計算される。こ
こでいうアクティヴイティとは画像の高周波成分に相当
しく以下ＡＣ成分と呼ぶ）、画像の持つ複雑さの尺度を
反映させたものと解釈できる。

Ｅｏ−Σ　Σ［Ｆ（ｕ、ｖ、０）ＸＦ（ｕ、ｖ、０）］
（０，０，０）２ （ｕ＝０〜Ｍ−１，ｖ＝０〜Ｎ−１．ｒ−０−に−１）
Ｅ　　−Σ　　Σ Σ［Ｆ　（ｕ　＋　ｖ　ｌ　Ｔ　）　Ｘ　Ｆ　（ｕ　＋
　ｖ　＋　τ）　］ここで、Ｆ（ｕ、ｖ、　　τ）変換
空間上の三次元ブロックの変換係数であり、Ｅｏは変換
空間上でて一〇である変換係数Ｆ　（ｕ、ｖ、Ｏ）がも
つ静的な画像アクティヴイティを示すＡＣ成分（静止画
の複雑さ）であり、Ｅｌは変換空間上でτ≠０である変
換係数Ｆ　（ｕ、　　ｖ、　　τ）がもつ時間輔方向の
動きを示すＡＣ成分（動画の複雑さ及び激しい動き）で
あると解釈でき、この両者の大きさの比は動きがあるか
静止画的であるかの情報を含むと考えられる。シミュレ
ーションによれば、この両エネルギの比Ｅ。／Ｅ、が４
〜５以上であれば、実際に人間の目で識別できる動きと
対応がつくことが確かめられている。従って、本発明で
はこの両エネルギの比Ｅ。／Ｅ、でもって、動きのある
三次元ブロックと静的な三次元ブロックを識別し、Ｋフ
レームに含まれる全三次元ブロックを動ブロックと静止
ブロックに大別する。もちろん、これらを識別するため
のしきい値（本実施例では４〜５）はこの値に限らず、
また入力画像の種類によって適応的に変えることも可能
である。

以下上記方法で大別された静止ブロック、動ブ３ ０ツクそれぞれの集合において各三次元ブロックの持つ
局所的性質に従い類別化を行なう。以下その類別化方法
について説明するが、動ブロック。

静止ブロックの集合ともに同し方法で類別化を行なうの
で、以下の説明では動ブロック、静止ブロックの区別は
省略する。まず、変換空間上の各三次元ブロックは類別
ブロック１６に送られ、ｋ通りに類別される。この類別
の方法は幾通りか考えられるが、簡単には次式で示され
る全ＡＣエネルギを変換空間上の各三次元ブロック毎に
計算し、エネルギの大きいものからｍ個ずつ取っていけ
ばよい。

Ｆ（０，０，０）２ ここで、ｍ−（Ｋフレームに含まれる全三次元ブロック
数／ｋ）である。端数は一番エネルギの小さい類に属す
る三次元ブロックの個数で調整すればよい。しかし、類
別化方法はこれに限定するものではない。

４ 次は各類へのビット配分について説明する。以上の様に
して類別された変換空間上の三次元ブロックは類毎に集
められ、エネルギ計算ブロック１７で各類に属する変換
係数値の分散が計算される。この分散値に従い、ビット
配分計算ブロック１８は各類のビット配分を計算する。

例えば次式に従い、各類に属する変換空間上の三次元ブ
ロックに許容されるビット量が計算できる。

ＮＫ−Σ　Σ　Σ（％ｌｏｇ２　　［σに２（ｕ、ｖτ
）］ｌｏｇ２［Ｄ］）、但しく　ｕ　＋　ｖ　＋　ｒ　
）≠（０，０，０）ここでσに２　（ｕ、ｖ、　　τ）
は類ｋに分類された変換係数の分散値、Ｄはパラメータ
であり、Ｄを制御することにより、ＮＫが所望の転送速
度になるようにできる。例えば、所望の転送速度がＲの
場合、ＢＫをにフレームに含まれる全三次元ブロック数
とすると、 Ｒ＝Σ（ＮＫＸｍＫ）／ＢＫ／Ｎ／Ｍ／Ｋになるように
Ｄを調整すればよい。以上の操作で各類に属する変換空
間上の三次元ブロックに許容されるビット量が計算され
、確定した。

次に変換係数の量子化方法について説明する。

量子化器には大きく分けて一様量子化器と非一様量子化
器があり、前者は構造が簡単でありまたエントロピー符
号化との組合せにより冗長度の削減が可能であることは
知られている。後者はよ（知られたＭＡＸの量子化手法
等で、量子化雑音が最小になるように量子化特性等を設
計でき同時に符号の持つ冗長度も削減可能であるが、そ
れらは量子化されるデータの統計的性質に太き（依存す
るため、量子化特性がデータの性質とミスマツチする場
合の効率低下という問題がある。本発明では一様量子化
器とエントロピー符号化の組合せを選択し、画像の統計
的性質への追従は後述する量子化された変換係数の伝送
方法で行なう。以下に量子化方法を説明する。さて、ブ
リ・ゾーナルフィルタをかけられ高次の変換係数を削減
された変換空間上の三次元ブロックは量子化器１９で一
様量子化される。量子化ステップ幅はあらかじめ変換係
数のシーケンシに対して決めておく。この量子化ステッ
プ幅は人間の視覚特性にマソチするように決めておくこ
とにより量子化雑音による視覚的な劣化は軽減すること
ができる。三次元ブロックの大きさが（８Ｘ８Ｘ８）の
場合の量子化特性の一実施例を第３図に示す。ただし、
第３図においてはτ＝０に於ける量子化ステップ幅だけ
を示している。さらに、三次元ブロックが属する類のエ
ネルギに応じた重みによりこれらの量子化ステップを変
化させることにより、ビット発生量を削減することがで
きる。つまり、エネルギの大きい三次元ブロックは粗く
量子化し、逆にエネルギの小さい三次元ブロックは細か
く量子化することにより、画質劣化を視覚的に軽減する
ことになる。

次に変換係数の伝送方法について説明する。量子化され
た後の変換係数のインデックスはあらかじめ定められた
順序で送り出される。一般に変換空間上では変換係数の
エネルギは低シーケンシ側に片寄るので、エネルギの大
きい変換係数を優先的に伝送し、エネルギの小さい変換
係数を切り捨てることが一般に行なわれる。本発明の画
像信号７ 符号化方法に於ける変換空間上の三次元ブロックの変換
係数の送り出しの実施例を第４図および第５図に示す。

第４図においては（８Ｘ８Ｘ８）の三次元ブロックの変
換係数の伝送順序を示している。

但し、τ＝０〜７まですべて同じ転送順の例であり、τ
の小さいものから伝送する。また第５図では変換係数Ｆ
　（ｕ、　　ｖ、　　τ）の変換空間上での座標の和（
ｕ＋ｖ＋τ）が小さくかつτが小さいものから送ってい
る例である。但し、簡単のため三次元ブロックは（３Ｘ
３Ｘ３）の例を示しである。

しかし、この順序に限定するものではない。送り出され
た変換係数のインデックスはラン・レンクス符号化器１
１０でラン・レンクス符号化される。

ラン・レンクス符号化された出力は可変長符号化器１１
１で可変長符号化される。ここで用いる可変長符号は、
あらかじめラン長と量子化インデックスそれぞれの発生
頻度にしたがって設計しておく。あるいは、ラン長と量
子化インデックスの二次元符号化をあらかじめ設計して
用いても良い。

さて、可変長符号化された出力はスイッチ回路８ １１２に送られる。スイッチ回路１１２には今、伝送さ
れてきた変換係数の量子化インデックスが属する類識別
子が同時に送られ、またその類に許容されるビット量の
情報も送られる。スイッチ回路１１２はその類に許容さ
れるビット量までは可変長符号化器１１１から送られて
きた符号を伝送するが、許容さるビット量を越えた場合
はそれ以上のデータは捨てられる。もちろん、切捨ては
ランレンクス符号化の単位で行なわれなければならない
。最後にマルチプレクサ１１３は三次元ブロックが属す
る類の類識別子とその他の付加情報を多重化して出力バ
ッファ１４を通して伝送路１１５に符号を送り出される
。以上の操作により、Ｋフレーム単位での発生ビット量
が制御されているから、Ｋフレーム単位での転送速度が
容易に制御されることになる。

発明の効果 本発明の画像信号符号化方法は上記方法により、三次元
ブロックを用いることによりフレーム間相関を有効に利
用し、かつ動ブロックと静止ブロックの識別及び三次元
ブロックの持つエネルギの大きさにより三次元ブロック
を類別化してビット量を配分する操作により、画像の局
所的性質をできるだけ忠実に反映する様に適応的に符号
化し、それと共に転送速度制御を簡単化して符号化効率
を向上させているため、画像品質を低下させることなく
高効率の圧縮を施すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像信号符号化方法の一実施例を示す
三次元直交変換を用いた画像符号化装置のブロック図、
第２図は本発明の画像信号符号化方法のブリ・ゾーナル
フィルタの形状の一実施例を示す図、第３図は本発明の
画像信号符号化方法の量子化ステップ幅の一実施例を示
す図、第４図及び第５図は本発明の画像信号符号化方法
に於ける変換空間上の三次元ブロックの変換係数の送り
出しの一実施例を示す図、第６図は第一の従来の直交変
換符号化装置のブロック図である。第７図は第二の従来
の直交変換符号化装置のブロック図である。 １１・・・・・・画像入力端子、１２・・・・・・入力
バッファ、１３・・・・・・三次元直交変換ブロック、
１４・・・・・・プリゾーナルフィルタ、１５・・・・
・・アクティヴイティ評価ブロンク、１６・・・・・・
類別ブロック、１７・・・・・・エネルギ計算ブロック
、１８・・・・・・ビットＭ計算ブロック、１９・・・
・・・量子化器、１１０・・・・・・ラン・レンクス符
号化器、１１１・・・・・・可変長符号化器、１１２・
・・・・・スイッチ回路、１１３・・・・・・マクチプ
レクサ、１１４・・・・・・出力バッファ、１１５・・
・・・・伝送路。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号の標本点を水平、垂直、時間方向を含め
   て（Ｍ×Ｎ×Ｋ）（Ｍ、Ｎ、Ｋは整数）標本点毎に三次
   元ブロック化し、前記三次元ブロック化された標本点ｆ
   （ｘ、ｙ、ｔ）（ｘ＝０〜Ｍ−１、ｙ＝０〜Ｎ−１、ｔ
   ＝０〜ｋ−１）を直交変換した三次元の変換係数をＦ（
   ｕ、ｖ、τ）（ｕ＝０〜Ｍ−１、ｖ＝０〜Ｎ−１、τ＝
   ０〜ｋ−１）とし、実空間上の時間軸ｔの逆軸に相当す
   る変換空間上のτ軸をτ＝０で切る第一平面上の変換係
   数Ｆ（ｕ、ｖ、０）の全エネルギを ▲数式、化学式、表等があります▼ −Ｆ（０、０、０）＾２ とし、τ軸をτ≠０で切る第二平面以降の変換係数Ｆ（
   ｕ、ｖ、τ）（τ≠０）の全エネルギを ▲数式、化学式、表等があります▼ とし、前記両エネルギの比Ｅ＿０／Ｅ＿１が予め定めら
   れた値より小さければ動ブロック、大きければ静止ブロ
   ックと識別することを特徴とする画像信号符号化方法。
2. （２）少なくともＫ（Ｋは整数）フレームの画像信号の
   標本点を水平、垂直、時間方向を含めて（Ｍ×Ｎ×Ｋ）
   標本点毎に三次元ブロック化し、前記三次元ブロック化
   された標本点ｆ（ｘ、ｙ、ｔ）（ｘ＝０〜Ｍ−１、ｙ＝
   ０〜Ｎ−１、ｔ＝０〜ｋ−１）を直交変換した三次元の
   変換係数Ｆ（ｕ、ｖ、τ）（ｕ＝０〜Ｍ−１、ｖ＝０〜
   Ｎ−１、τ＝０〜ｋ−１）の集合を、各前記三次元ブロ
   ックが持つエネルギ ▲数式、化学式、表等があります▼ −Ｆ（０、０、０）＾２ の大きさによりＫ種（Ｋは整数）に類別し、前記各類に
   含まれる前記三次元ブロックの変換係数の分散値σ＿Ｋ
   ＾２（ｕ、ｖ、τ）に比例して前記各類毎にビット配分
   決定をすることを特徴とする画像信号符号化方法。
3. （３）Ｋフレームの画像標本点を水平、垂直、時間方向
   を含めて三次元ブロックにブロック化し、前記三次元ブ
   ロック化された標本点を直交変換した三次元の変換係数
   の集合において、請求項（１）記載の画像信号符号化方
   法により前記三次元ブロックを動ブロックか静止ブロッ
   クかに識別し、動ブロックグループと静止ブロックグル
   ープに分類した後、各グループ毎に請求項（２）記載の
   画像信号符号化方法で前記三次元ブロックをそれぞれｋ
   ＿１種、ｋ＿２種（ｋ＿１、ｋ＿２は整数）に類別し各
   類毎にビット配分を決定することを特徴とする画像信号
   符号化方法。
4. （４）少なくともＫフレームの画像標本点を水平、垂直
   、時間方向を含めて三次元ブロック化し、前記三次元ブ
   ロック化された標本点を直交変換した三次元の変換係数
   の場合において、請求項（２）または請求項（３）記載
   の画像信号符号化方法で、前記三次元ブロックをｋ種（
   ｋは整数）の類に類別し、前記各類に属する前記三次元
   ブロックの個数をｎ＿Ｋ、前記各類に属する前記三次元
   ブロックに割り当てられるビット数をｂ＿Ｋとしたとき
   、ビット配分の合計Σ（ｂ＿Ｋ×ｎ＿Ｋ）があらかじめ
   定められたＫフレームでの許容発生ビット数になるよう
   にビット配分ｂ＿Ｋを決定することを特徴とする画像信
   号符号化方法。
5. （５）画像標本点を水平、垂直、時間方向を含めて三次
   元ブロック化し、前記三次元ブロック化された標本点を
   直交変換した三次元の変換係数をあらかじめ定められた
   順序で符号化し、符号化による発生ビット量が符号化し
   ている前記三次元ブロックにあらかじめ定められたビッ
   ト量を超えたときに前記符号化している三次元ブロック
   の符号化を終えることを特徴とする画像信号符号化方法
   。
6. （６）画像標本点を水平、垂直、時間方向を含めて三次
   元ブロック化し、前記三次元ブロック化された標本点を
   直交変換した三次元の変換係数にあらかじめ定められた
   ゾーナルフィルタをかけて前記変換係数を削減してから
   符号化することを特徴とする請求項（２）記載の画像信
   号符号化方法。
7. （７）画像標本点を水平、垂直、時間方向を含めて三次
   元ブロック化し、前記三次元ブロック化された標本点を
   直交変換した三次元の変換係数の量子化において、あら
   かじめ量子化ステップサイズを前記変換係数のシーケン
   シに応じて定めておき、前記三次元ブロックに属する前
   記変換係数の全エネルギに対応する重みを量子化ステッ
   プサイズに乗じたもので量子化することを特徴とする画
   像信号符号化方法。
8. （８）画像標本点を水平、垂直、時間方向を含めて（Ｍ
   ×Ｎ×Ｋ）（Ｍ、Ｎ、Ｋは整数）標本点毎に三次元ブロ
   ック化し、前記三次元ブロック化された標本点を直交変
   換した三次元の変換係数の符号化において、実空間上の
   時間軸の逆軸に相当する変換空間上のτ軸をτ＝０で切
   る変換空間の第一平面から、τ軸上をτ＝１で切る第二
   平面、さらに第三、第四へと順次第（Ｋ−１）平面まで
   符号化することを特徴とする画像信号符号化方法。
9. （９）画像信号の標本点を水平、垂直、時間方向を含め
   て（Ｍ×Ｎ×Ｋ）（Ｍ、Ｎ、Ｋは整数）標本点毎に三次
   元ブロック化し、前記三次元ブロック化された標本点ｆ
   （ｘ、ｙ、ｔ）（ｘ＝０〜Ｍ−１、ｙ＝０〜Ｎ−１、ｔ
   ＝０〜ｋ−１）を直交変換した三次元の変換係数をＦ（
   ｕ、ｖ、τ）（ｕ＝０〜Ｍ−１、ｖ＝０〜Ｎ−１、τ＝
   ０〜ｋ−１）とし、前記変換係数の符号化において前記
   変換係数の低シーケンシ成分から順次符号化するために
   、前記変換係数Ｆ（ｕ、ｖ、τ）の変換空間上の座標ｕ
   、ｖ、τの和が小さくかつτが小さいものから順に伝送
   することを特徴とする画像信号符号化方法。