JPH04185172A - ディジタル画像信号の高能率符号化装置 - Google Patents
ディジタル画像信号の高能率符号化装置Info
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- JPH04185172A JPH04185172A JP2317206A JP31720690A JPH04185172A JP H04185172 A JPH04185172 A JP H04185172A JP 2317206 A JP2317206 A JP 2317206A JP 31720690 A JP31720690 A JP 31720690A JP H04185172 A JPH04185172 A JP H04185172A
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- Japan
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- 238000013139 quantization Methods 0.000 abstract description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
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- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
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- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
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- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
- H04N19/98—Adaptive-dynamic-range coding [ADRC]
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】
産業上の利用分野
本発明は、ディジタル画像信号を効率良く圧縮する高能
率符号化装置に関し、特に圧縮されたディジタルデータ
の符号化ビットレートを一定に制御するのに適したディ
ジタル画像信号の高能率符号化装置に関するものである
。
率符号化装置に関し、特に圧縮されたディジタルデータ
の符号化ビットレートを一定に制御するのに適したディ
ジタル画像信号の高能率符号化装置に関するものである
。
従来の技術
画像信号のディジタル化に伴って、ディジタル信号を効
率良く伝送したり、蓄積したりするためにディジタルデ
ータを高能率符号化する種々の方式が盛んに研究されて
いる。中でも可変長処理を行う方式は圧縮率と画質の両
面からみて非常に効率の良い方式と言われている。この
方式のブロック図を第７図に示す。以下第７図に従って
説明する。入力された画像信号を、まずブロック化回路
７０１でｎｘｎ画素のブロックに分割した後、初期設定
された符号化条件に従って符号化器７０２により圧縮符
号化を行う。符号化データは更に、可変長符号化器７０
３により可変長処理された後、それぞれの伝送路や蓄積
メディアに整合した符号化ビットレートとするためにバ
ッファー７０４で蓄えられる。バッファー７０４の情報
量に従ってバッファー７０４は符号化制御信号を出力し
、この信号は符号化条件設定回路７０５に入力される。
率良く伝送したり、蓄積したりするためにディジタルデ
ータを高能率符号化する種々の方式が盛んに研究されて
いる。中でも可変長処理を行う方式は圧縮率と画質の両
面からみて非常に効率の良い方式と言われている。この
方式のブロック図を第７図に示す。以下第７図に従って
説明する。入力された画像信号を、まずブロック化回路
７０１でｎｘｎ画素のブロックに分割した後、初期設定
された符号化条件に従って符号化器７０２により圧縮符
号化を行う。符号化データは更に、可変長符号化器７０
３により可変長処理された後、それぞれの伝送路や蓄積
メディアに整合した符号化ビットレートとするためにバ
ッファー７０４で蓄えられる。バッファー７０４の情報
量に従ってバッファー７０４は符号化制御信号を出力し
、この信号は符号化条件設定回路７０５に入力される。
一方、画質を確保するために、符号化されたデータは一
旦ローカルデコーダ７０６で復号されて画質判定回路７
０７で原画像と比較される。画質判定回路７０７は、原
画像と復元画像の比較結果（例えば誤差の平均２乗和）
により符号化制御信号を出力し、この信号は符号化条件
設定回路７０５に入力される。符号化条件設定回路７０
５は２つの符号化制御信号により符号化条件の設定変更
を適時行うものである。
旦ローカルデコーダ７０６で復号されて画質判定回路７
０７で原画像と比較される。画質判定回路７０７は、原
画像と復元画像の比較結果（例えば誤差の平均２乗和）
により符号化制御信号を出力し、この信号は符号化条件
設定回路７０５に入力される。符号化条件設定回路７０
５は２つの符号化制御信号により符号化条件の設定変更
を適時行うものである。
発明が解決しようとする課題
しかしながらこのような方式では、符号化条件の設定が
フィードバック制御により行われるため、１画面内で復
号画質が変化してしまう、あるいは、符号化器側にロー
カルデコーダやバッファーが必要であり、回路規模が大
きなものとなってしまい、高速処理に不向きであるとい
う欠点が生じていた。
フィードバック制御により行われるため、１画面内で復
号画質が変化してしまう、あるいは、符号化器側にロー
カルデコーダやバッファーが必要であり、回路規模が大
きなものとなってしまい、高速処理に不向きであるとい
う欠点が生じていた。
本発明はかかる点に鑑み、小回路規模で、符号化ビット
レートと復号画質が一意に決定されるディジタル画像信
号の高能率符号化装置を提供することを目的とする。
レートと復号画質が一意に決定されるディジタル画像信
号の高能率符号化装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は、ディジタル画像信号をブロック化して高能率
符号化する際に、ディジタル画像信号の局所的特徴を抽
出し、その局所的特徴を有するブロックの度数分布と、
あらかじめ定めた復号画質をパラメータとした画像信号
の局所的特徴とそれに与えられる符号量との関係を示す
テーブルとから符号化ビットレートと復号画質が一意に
決定されるように符号化条件を設定し、その符号化条件
に従ってディジタル画像信号に対して各ブロックに与え
られる符号量を変える可変長処理を含んだ高能率符号化
を施すことを特徴とするディジタル画像信号の高能率符
号化装置である。
符号化する際に、ディジタル画像信号の局所的特徴を抽
出し、その局所的特徴を有するブロックの度数分布と、
あらかじめ定めた復号画質をパラメータとした画像信号
の局所的特徴とそれに与えられる符号量との関係を示す
テーブルとから符号化ビットレートと復号画質が一意に
決定されるように符号化条件を設定し、その符号化条件
に従ってディジタル画像信号に対して各ブロックに与え
られる符号量を変える可変長処理を含んだ高能率符号化
を施すことを特徴とするディジタル画像信号の高能率符
号化装置である。
作用
本発明は、ディジタル画像信号の局所的特徴に関する情
報だけから符号化ビットレートと復号画質が一意に決定
されるため、小回路規模で符号化ビットレートに対して
あらかじめ定められた最適な復号画質を得ることができ
る。
報だけから符号化ビットレートと復号画質が一意に決定
されるため、小回路規模で符号化ビットレートに対して
あらかじめ定められた最適な復号画質を得ることができ
る。
実施例
第１図は本発明の一実施例におけるディジタル画像信号
の高能率符号化装置のブロック図である。第１図におい
て、１０１は例えば２次元画像信号をＮｘＭ画素で構成
される微小ブロックに分割するブロック化回路、１０２
はブロック化回路１０１により分割された微小ブロック
毎の特徴を抽出する特徴抽出回路、１０３は特徴抽出回
路１０２で抽出された特徴毎にブロックの度数分布を検
出する度数分布検出回路、１０４は度数分布検出回路１
０３により検出された各特徴毎の度数分布とあらかじめ
定めた復号画質をパラメータとした各特徴に対して与え
られる符号量との関係を示すテーブルとから符号化ビッ
トレートと復号画質が一意に決定されるように符号化条
件を設定する符号化条件設定回路、１０５は符号化条件
設定回路１０４で設定された符号化条件に従ってブロッ
ク化回路１０１によりブロック分割されたディジタル画
像信号に対して各ブロックに与えられる符号量を変える
可変長処理を含んだ符号化器である。第２図は本実施例
の符号化条件設定回路１０４のブロック図である。第２
図において、２０１はあらかじめ定めた復号画質をパラ
メータとした各特徴に対して与えられる符号量との関係
を示す符号化条件テーブル、２０２は符号化条件テーブ
ル２０１と度数分布とから符号化ビットレートを算出す
る符号化ビットレート算出回路、２０３は符号化ビット
レート算出回路２０２で算出された各テーブル毎の符号
化ビットレートを所定のビットレートと比較し、所定の
ビットレート内で最も近いテーブルを判定する符号化ビ
ットレート判定回路、２０４は符号化ビットレート判定
回路２０３により判定されたテーブルを選択するセレク
タである。第１図および第２図に従って詳しく説明する
。いま１フレームの画像データが第３図に示すような水
平、垂直ともに１６６画素構成されているとする。第３
図の１つの枠が１画素に対応し、その中の数字は８ビツ
トで量子化されたレベルを表わしている。このディジタ
ル画像データに対してブロック化回路２０１で４×４画
素で構成されるブロックに分割したとすると合計１６個
のブロックに分割される。ブロック分割を第３図の実線
で表わす。４×４画素ブロックの特徴として各ブロック
内のダイナミックレンジを定義し、特徴抽出回路２０２
でこれを抽出する。第４図は第３図の各ブロックのダイ
ナミックレンジを示したものである。次に１フレ一ム単
位のダイナミックレンジ毎のブロックの度数分布を度数
分布計数回路２０３により計数する。例えば第４図の場
合、ダイナミックレンジ毎のブロックの度数分布は第５
図のようになる。符号化条件テーブル２０４には、Ｏ〜
２５５のすべてのダイナミ・ツクレンジに対する数種類
の画質をパラメータとした量子化ビット数のテーブルが
用意されている。第６図にその一例として３種類の場合
を示す。度数分布計数回路２０３からの各ダイナミック
レンジ毎の度数分布とそれに対する符号化条件テーブル
２０４の量子化ビット数はお互いに符号化ビ、ソトレー
ト算出回路２０５で積和演算され、それぞれのテーブル
毎に１フレ一ム分の符号化ビットレートが算出される。
の高能率符号化装置のブロック図である。第１図におい
て、１０１は例えば２次元画像信号をＮｘＭ画素で構成
される微小ブロックに分割するブロック化回路、１０２
はブロック化回路１０１により分割された微小ブロック
毎の特徴を抽出する特徴抽出回路、１０３は特徴抽出回
路１０２で抽出された特徴毎にブロックの度数分布を検
出する度数分布検出回路、１０４は度数分布検出回路１
０３により検出された各特徴毎の度数分布とあらかじめ
定めた復号画質をパラメータとした各特徴に対して与え
られる符号量との関係を示すテーブルとから符号化ビッ
トレートと復号画質が一意に決定されるように符号化条
件を設定する符号化条件設定回路、１０５は符号化条件
設定回路１０４で設定された符号化条件に従ってブロッ
ク化回路１０１によりブロック分割されたディジタル画
像信号に対して各ブロックに与えられる符号量を変える
可変長処理を含んだ符号化器である。第２図は本実施例
の符号化条件設定回路１０４のブロック図である。第２
図において、２０１はあらかじめ定めた復号画質をパラ
メータとした各特徴に対して与えられる符号量との関係
を示す符号化条件テーブル、２０２は符号化条件テーブ
ル２０１と度数分布とから符号化ビットレートを算出す
る符号化ビットレート算出回路、２０３は符号化ビット
レート算出回路２０２で算出された各テーブル毎の符号
化ビットレートを所定のビットレートと比較し、所定の
ビットレート内で最も近いテーブルを判定する符号化ビ
ットレート判定回路、２０４は符号化ビットレート判定
回路２０３により判定されたテーブルを選択するセレク
タである。第１図および第２図に従って詳しく説明する
。いま１フレームの画像データが第３図に示すような水
平、垂直ともに１６６画素構成されているとする。第３
図の１つの枠が１画素に対応し、その中の数字は８ビツ
トで量子化されたレベルを表わしている。このディジタ
ル画像データに対してブロック化回路２０１で４×４画
素で構成されるブロックに分割したとすると合計１６個
のブロックに分割される。ブロック分割を第３図の実線
で表わす。４×４画素ブロックの特徴として各ブロック
内のダイナミックレンジを定義し、特徴抽出回路２０２
でこれを抽出する。第４図は第３図の各ブロックのダイ
ナミックレンジを示したものである。次に１フレ一ム単
位のダイナミックレンジ毎のブロックの度数分布を度数
分布計数回路２０３により計数する。例えば第４図の場
合、ダイナミックレンジ毎のブロックの度数分布は第５
図のようになる。符号化条件テーブル２０４には、Ｏ〜
２５５のすべてのダイナミ・ツクレンジに対する数種類
の画質をパラメータとした量子化ビット数のテーブルが
用意されている。第６図にその一例として３種類の場合
を示す。度数分布計数回路２０３からの各ダイナミック
レンジ毎の度数分布とそれに対する符号化条件テーブル
２０４の量子化ビット数はお互いに符号化ビ、ソトレー
ト算出回路２０５で積和演算され、それぞれのテーブル
毎に１フレ一ム分の符号化ビットレートが算出される。
第５図および第６図から第６図の画質Ａ、Ｂ、Ｃの各テ
ーブルに対して４２゜５０．５６ビツトと符号化ビット
レートが算出される。この算出結果はそれぞれ符号化ビ
ットレート判定回路２０６に入力され、所定のビットレ
ート内で最も所定のビットレートに近いテーブルがセレ
クタ２０７により選択される。所定ビットレートが５０
であれば画質Ｂのテーブルが選択される。ブロック化さ
れた原画像データはセレクタ２０７により選択された符
号化条件に従って各ブロックに与えられる符号量を変え
る可変長処理を含んだ符号化器２０８で順次符号化され
る。それぞれのブロックの符号化条件は既に明らかにな
っているので、バッファーを設ける必要がない。この構
成では符号化ビットレートに対する符号化条件の設定が
、特徴抽出したディジタル画像信号の局所的特徴に関す
る情報とあらかじめ定めた数種類の復号画質をパラメー
タとする局所的特徴に対する量子化ビット数とから行わ
れる構成となっているため、小回路規模で符号化ビット
レートに対してあらかじめ定められた最適な復号画質を
得ることができる。
ーブルに対して４２゜５０．５６ビツトと符号化ビット
レートが算出される。この算出結果はそれぞれ符号化ビ
ットレート判定回路２０６に入力され、所定のビットレ
ート内で最も所定のビットレートに近いテーブルがセレ
クタ２０７により選択される。所定ビットレートが５０
であれば画質Ｂのテーブルが選択される。ブロック化さ
れた原画像データはセレクタ２０７により選択された符
号化条件に従って各ブロックに与えられる符号量を変え
る可変長処理を含んだ符号化器２０８で順次符号化され
る。それぞれのブロックの符号化条件は既に明らかにな
っているので、バッファーを設ける必要がない。この構
成では符号化ビットレートに対する符号化条件の設定が
、特徴抽出したディジタル画像信号の局所的特徴に関す
る情報とあらかじめ定めた数種類の復号画質をパラメー
タとする局所的特徴に対する量子化ビット数とから行わ
れる構成となっているため、小回路規模で符号化ビット
レートに対してあらかじめ定められた最適な復号画質を
得ることができる。
なお、本実施例では画像信号を２次元子面内でブロック
化して説明したが、１次元あるいは３次元でブロック化
しても同様の効果が得られる。更に特徴抽出する画像信
号として予測誤差信号を用いても同様の効果が得られる
。また、本実施例では、あらかじめ定めた復号画質をパ
ラメータとした画像信号の局所的特徴とそれに与えられ
る符号量との関係を示すテーブルとして、ダイナミック
レンジに対する数種類の画質をパラメータとした量子化
ビット数を用いて説明したが、量子化ビット数の代わり
に量子化ステップ数で与えれば更に細かい制御が可能と
なる。
化して説明したが、１次元あるいは３次元でブロック化
しても同様の効果が得られる。更に特徴抽出する画像信
号として予測誤差信号を用いても同様の効果が得られる
。また、本実施例では、あらかじめ定めた復号画質をパ
ラメータとした画像信号の局所的特徴とそれに与えられ
る符号量との関係を示すテーブルとして、ダイナミック
レンジに対する数種類の画質をパラメータとした量子化
ビット数を用いて説明したが、量子化ビット数の代わり
に量子化ステップ数で与えれば更に細かい制御が可能と
なる。
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、画像信号の局所的特
徴に関する情報だけから符号化ビットレートと復号画質
が決定されるため、小回路規模で符号化ビットレートに
対してあらかじめ定められた最適な復号画質を得ること
ができ、その実用的効果は大きい。また高速処理に適し
ている。
徴に関する情報だけから符号化ビットレートと復号画質
が決定されるため、小回路規模で符号化ビットレートに
対してあらかじめ定められた最適な復号画質を得ること
ができ、その実用的効果は大きい。また高速処理に適し
ている。
第１図は本発明における一実施例のディジタル画像信号
の高能率符号化装置のブロック図、第２図は本発明にお
ける一実施例の符号化条件設定回路のブロック図、第３
図は１フレ一ム画像データの一例を示した図、第４図は
各ブロック毎のダイナミックレンジを示した図、第５図
は第４図の各ダイナミックレンジを有するブロックの度
数分布を示した図、第６図（ａ）〜（（２）は復号画質
をパラメータとしたダイナミックレンジに対する量子化
ビット数のテーブルの一例を示した図、第７図は従来例
のブロック図である。 １０１・・・・・・ブロック化回路、１０２・・・・・
・特徴抽出回路、１０３・・・・・・度数分布検出回路
、１０４・・・・・・符号化条件設定回路、１０５・・
・・・・符号化器、２０１・・・・・・符号化条件テー
ブル、２０２・・・・・・符号化ビットレート算出回路
、２０３・・・・・・符号化ビットレート判定回路、２
０４・・・・・・セレクタ、７０１・・・・・・ブロッ
ク化回路、７０２・・・・・・符号化器、７０３・・・
・・・可変長符号化器、７０４・・・・・・バッファー
、７０５・・・・・・符号化条件設定回路、７０６・・
・・・・ローカルデコーダ、７０７・・・・・・画質判
定回路。 代理人の氏名 弁理士小蝦治明 ほか２名第 １ 閏 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 フ０７
の高能率符号化装置のブロック図、第２図は本発明にお
ける一実施例の符号化条件設定回路のブロック図、第３
図は１フレ一ム画像データの一例を示した図、第４図は
各ブロック毎のダイナミックレンジを示した図、第５図
は第４図の各ダイナミックレンジを有するブロックの度
数分布を示した図、第６図（ａ）〜（（２）は復号画質
をパラメータとしたダイナミックレンジに対する量子化
ビット数のテーブルの一例を示した図、第７図は従来例
のブロック図である。 １０１・・・・・・ブロック化回路、１０２・・・・・
・特徴抽出回路、１０３・・・・・・度数分布検出回路
、１０４・・・・・・符号化条件設定回路、１０５・・
・・・・符号化器、２０１・・・・・・符号化条件テー
ブル、２０２・・・・・・符号化ビットレート算出回路
、２０３・・・・・・符号化ビットレート判定回路、２
０４・・・・・・セレクタ、７０１・・・・・・ブロッ
ク化回路、７０２・・・・・・符号化器、７０３・・・
・・・可変長符号化器、７０４・・・・・・バッファー
、７０５・・・・・・符号化条件設定回路、７０６・・
・・・・ローカルデコーダ、７０７・・・・・・画質判
定回路。 代理人の氏名 弁理士小蝦治明 ほか２名第 １ 閏 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 フ０７
Claims (3)
- （１）ディジタル画像信号をブロック化して高能率符号
化する際に、前記ディジタル画像信号の局所的特徴を抽
出する手段と、前記局所的特徴を有するブロックの度数
分布を検出する手段と、あらかじめ定めた復号画質をパ
ラメータとした画像信号の局所的特徴とそれに与えられ
る符号量との関係を示すテーブルと前記ブロックの度数
分布とから符号化ビットレートと復号画質が一意に決定
されるように符号化条件を設定する手段と、前記符号化
条件に従ってディジタル画像信号に対して各ブロックに
与えられる符号量を変える可変長処理を含んだ高能率符
号化を施す手段とを具備することを特徴とするディジタ
ル画像信号の高能率符号化装置。 - （２）画像信号の局所的特徴に対する符号量の関係を示
すテーブルは、復号画質をパラメータとした微小ブロッ
ク内に含まれる画像信号のダイナミックレンジに対する
可変長処理後の符号量で与えられることを特徴とする請
求項（１）記載のディジタル画像信号の高能率符号化装
置。 - （３）画像信号の局所的特徴に対する符号量の関係を示
すテーブルは、復号画質をパラメータとした微小ブロッ
ク内に含まれる画像信号の予測誤差信号のダイナミック
レンジに対する可変長処理後の符号量で与えられること
を特徴とする請求項（１）記載のディジタル画像信号の
高能率符号化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2317206A JPH04185172A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | ディジタル画像信号の高能率符号化装置 |
| US07/794,218 US5307177A (en) | 1990-11-20 | 1991-11-19 | High-efficiency coding apparatus for compressing a digital video signal while controlling the coding bit rate of the compressed digital data so as to keep it constant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2317206A JPH04185172A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | ディジタル画像信号の高能率符号化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04185172A true JPH04185172A (ja) | 1992-07-02 |
Family
ID=18085649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2317206A Pending JPH04185172A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | ディジタル画像信号の高能率符号化装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5307177A (ja) |
| JP (1) | JPH04185172A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Families Citing this family (32)
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