JPH0465976A

JPH0465976A - 映像信号の符号化装置

Info

Publication number: JPH0465976A
Application number: JP2174749A
Authority: JP
Inventors: Masazumi Yamada; 正純山田; Tatsuro Shigesato; 達郎重里
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1992-03-02

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映像信号の符号化装置に関する。

従来の技術映像信号の高能率符号化方法の一つに直交変換によるも
のがある。

これは画面を小ブロックに分割し、各ブロック内を直交
変換し、この係数を符号化するものである。一般に映像
信号では、画素間の相関性が強く、小ブロックに分割し
たものに直交変換を施すと、値の大きな係数は低周波部
分、すなわち２次元の行列で示した場合の左上の部分に
集中する傾向がある。また、ブロック内に特徴的な周波
数成分がみられる場合には、その周波数に相当する部分
の係数が大きく現われる。このように集中した係数の付
近のみに量子化する範囲を限定したり、量子化の幅を可
変にすることにより、係数の符号化に要するビット数を
小さくすることができる。

第４図は従来の直交変換を用いた映像信号の符号化方法
を説明するための符号器、復号器の構成図である。同図
において（ａ）は符号器の構成図であり、２２はブロッ
ク化器、２３．２４はバッファメモリ、２５は直交変換
器、２６は量子化器である。

バッファメモリ２３に蓄えられた画像は、ブロック化器
２２により縦８画素＊横８画素などのブロックに分割さ
れる。それぞれのブロックの信号は直交変換器２５、量
子化器２６により順に符号化される。

量子化結果はバッファメモリ２４に蓄えられた後、出力
される。

第４図（ｂ）は復号器の構成図である。同図において２
７．３１はバッファメモリ、２８は逆量子化器、２９は
逆直交変換器、３０は逆ブロツク化器である。

符号化入力はバッファメモリ２７に蓄えられた後、逆量
子化器２８、逆直交変換器２９により復号化する。

復号化結果はバッファメモリ３１に蓄えられた後、逆ブ
ロツク化器３０により元の配列に戻され出力される。

発明が解決しようとする課題しかしながら、従来の方法では、符号化データ量を小さ
くした場合、高域成分が正しく復元されなくなり、それ
ぞれのブロックの間に不連続が生じ、ブロックノイズと
呼ばれる劣化が生じる。

本発明はかかる点に鑑み、従来よりもブロックノイズが
目立たず、より効率の高い映像信号の符号化方法を提供
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画面を小ブロックに分割して符号化を行なう装
置において、縦ｉ番目、横ｊ番目の位置にあるブロック
のうちｉ＋ｊが偶数となるブロックに対して第１の符号
化手段を適用して、符号化データを得るとともに、前記
第１の符号化手段に対応した第１の復号化手段を設けて
ブロックの復号データを得、残りｉ＋ｊが奇数のブロッ
クの各々に対しては、各々をさらに複数のサブブロック
に分割し、第１の符号化復号化を行なったブロックの復
号データおよび同ブロック内で既に符号化復号化済みの
サブブロックの復号データから、順次予測値を計算する
手段を設けて予測値を得、前記予測値と真値との差分値
を符号化する第２の符号化手段を設けて１画面の符号化
を実行し、同様に復号に際しては、縦ｉ番目、横ｊ番目
の位置にあるブロックのうちｉ＋ｊが偶数となるブロッ
クに対して第１の復号化手段を適用して復号データを得
、残りｉ＋ｊが奇数のブロックの各々に対しては、第１
の符号化復号化を行なったブロックの復号データおよび
同ブロック内で既に符号化復号化済みのサブブロックの
復号データから、順次符号化時と同様に予測値を計算す
る手段を設けて予測値を得るとともに、第２の符号化手
段に対応した復号化手段を設けて差分値の復号データを
得、前記予測値と差分値の復号データとの和を求めるこ
とにより１画面の復号化を実行することを特徴とする映
像信号の符号化装置である。

作用本発明は前記した装置により、ブロック境界における誤
差を小さく抑えることができ、より効率の高い符号化を
行なうことができる。

また、第１の復号化と残りのブロックの予測により、第
２の復号化を行なうことなく簡易的に画面を再生できる
ため、早送りなどの特殊再生に適した符号化方法を実現
できる。

実施例第１図は本発明の第１の実施例における映像信号の符号
化方法を説明するための符号器、復号器の構成図である
。同図において（ａ）は符号器の構成図であり、１はブ
ロック化器、２，３．１４はバッファメモリ、４は切り
替え器、５はアドレス発生器、６は直交変換器、７は量
子化器、８は逆量子化器、９は逆直交変換器、１０は内
挿信号発生器、１１は減算器、１２は直交変換（離散サ
イン変換）器、１３は量子化器である。

ブロック化器１は縦８Ｍ素×横８画素を１ブロック単位
として画面を分割する。画面が縦に７個、横にｈ個のブ
ロックに分割されたとして、各々のブロックＢ　（ｉ、
　　ｊ）　　（ｉ　：　１〜ｈ、　　ｊ　：　１〜ｖ）
は、切り替え器４によりｉ＋ｊが偶数の組と奇数の組に
分けられ、それぞれバッファメモリ２．３に入れられる
。

第１の符号化として、バッファメモリ２中のブロックは
直交変換器６、量子化器７、逆量子化器８、逆直交変換
器９により順に符号化、復号化される。量子化結果はバ
ッファメモリ１４に蓄えられた後、出力される。復号化
結果は再びバッファメモリ２に入れられ、バッファメモ
リ３に入れられたブロックの予測に用いられる。

次にバッファメモリ３に入れられたブロックの符号化を
行なう。

バッファメモリ３から読みだされるそれぞれのブロック
に対し、その４辺に接して取り囲む位置、すなわち元の
ブロック位置において１ブロツク前、１ブロツク後、ｈ
ブロック前、ｈブロック後のブロックをアドレス発生器
４からのアドレスを元にバッファメモリ１から読み出す
。

同時にバッファメモリ３から読みだされたブロックを、
サブブロック化器により第２図（ａ）に示すように４つ
のサブブロックに分割する。

バッファメモリ１から読みだされた４つのブロック信号
値より、求めるサブブロックの信号値を内挿信号発生器
１０を用いて予測する。

第２の符号化として、予測値と実際値との差分を減算器
１１によって算出し、差分値を直交変換器１２、量子化
器１３によって符号化する。この場合、周辺の情報を用
いて内挿するため、差分値はブロック境界付近で小さく
、中心付近で大きくなると考えられる。離散サイン変換
はサイン関数で近似するため、境界でＯ１中心で大きく
なる信号の近似に適している。このため、直交変換器１
２には離散サイン変換を用いることにより効率よい量子
化ができる。

符号化結果はバッファメモリ１４に蓄えられた後、出力
される。

第１図（ｂ）は本発明の第１の実施例における復号器の
構成図である。図において１５．１６．１９はバッファ
メモリ、１７は逆量子化器、１８は逆直交変換器、２０
は加算器、２１は逆ブロツク化器である。

第１の符号化により符号化された部分、すなわちｉ＋ｊ
が偶数のブロック部分を読みだしバッファメモ１月５に
蓄えた後、第１の復号化として、逆量子化器８、逆直交
変換器９により復号化する。

復号化結果はバッファメモ１月８に蓄えられる。

復号化されたブロックの信号値より、４つのブロックに
取り囲まれるブロックの信号値を内挿信号発生器１０を
用いて予測する。

次に第２の復号化として、第２の符号化により符号化さ
れた部分、すなわちｉ＋ｊが奇数のブロック部分を読み
だしバッファメモリ１６に蓄えた後、逆量子化器１７、
逆直交変換器１８によって各サブブロックにおける差分
値を復号化する。復号化された差分値を、符号化時と同
様に予測された信号値に加算器２０により加えて復号値
とする。各サブブロックの復号化結果は、逆サブブロッ
ク器によりもとのブロック配列に戻されたのちバッファ
メモ１月９に蓄えられ、第１の復号結果とともに逆ブロ
ツク化器２２により元の配列に戻された後出力される。

ここで、第１の復号化結果と残りのブロックの予測結果
を直接バッファメモリ１９に送り、出力することにより
、第２の復号化の手順、すなわち符号化入力の読みだし
、逆量子化、逆直交変換、加算の手順を行なうことなく
簡易的に画面を再生できる。この場合、簡易再生に要す
る時間は、データの読みだし時間、演算時間とも通常再
生の約半分となり、早送りなどの特殊再生に適した符号
化方法を実現できる。

なお、サブブロックへの分割の仕方は図に示したような
４等分としたが、この分割数、分割の仕方は任意である
。

第３図は本発明の第２の実施例における映像信号の符号
化方法を説明するための符号器、復号器の構成図である
。同図において（ａ）は符号器の構成図であり、１はブ
ロック化器、２，３．１４はバッファメモリ、４は切り
替え器、５はアドレス発生器、６は直交変換器、７は量
子化器、８は逆量子化器、９は逆直交変換器、ｌＯは内
挿信号発生器、１１は減算器、１２は直交変換（＃散す
イン変換）器、１３は量子化器である。

ブロック化器１は縦８画素×横８画素を１ブロック単位
として画面を分割する。画面が縦にＶ個、横にｈ個のブ
ロックに分割されたとして、各々のブロックＢ（ｉ、ｊ
）（ｉ：１〜ｈ、ｊ：１〜■）は、切り替え器４により
ｉ　＋　ｊが偶数の組と奇数の紐に分けられ、それぞれ
バッファメモリ２，３に入れられる。

同時にバッファメモリ３から読みだされたブロックを、
サブブロック化器により第２図ら）に示すように４つの
サブブロックに分割する。

バッファメモリｌから読みだされた４つのブロックの信
号値より、求めるサブブロックの信号値を内挿信号発生
器１０を用いて予測する。

第２の符号化として、予測値と実際値との差分を減算器
１１によって算出し、差分値を直交変換器１２、量子化
器１３によって符号化する。

符号化結果はバッファメモリ１４に蓄えられた後、出力
される。さらに逆量子化器１７、逆直交変換器１８によ
って差分値を復号化する。復号化された差分値を、予測
された信号値に加算器により加えて同サブブロックの復
号値とし、バッファメモリに蓄える。

残りのサブブロックに関しては第２図（ｂ）に示すよう
に順次、バッファメモリ１から読みだされた第１の符号
化復号化結果の信号値と、バッファメモリにたくわえら
れた同ブロック中で先に符号化復号化されたサブブロッ
クの信号値から予測を行なう。予測値と実際値との差分
を減算器１１によって算出し、差分値を直交変換器１２
、量子化器１３によって符号化する。

第３図（ｂ）は本発明の第１の実施例における復号器の
構成図である。図において１５．１６．１９はバッファ
メモリ、１７は逆量子化器、１８は逆直交変換器、２０
は加算器、２１は逆ブロツク化器である。

第１の符号化により符号化された部分、すなわちｉ＋ｊ
が偶数のブロック部分を読みだしバッファメモリ１５に
蓄えた後、第１の復号化として、逆量子化器８、逆直交
変換器９により復号化する。

復号化結果はバッファメモ１月８に蓄えられる。

次に第２の復号化として、第２の符号化により符号化さ
れた部分、すなわちｉ＋ｊが奇数のブロック部分を読み
だしバッファメモリ托に蓄えた後、逆量子化器１７、逆
直交変換器１８によって各サブブロックにおける差分値
を復号化する。復号化された差分値を、符号化時と同様
に予測された信号値に加算器２０により加えて復号値と
する。各サブブロックの復号化結果は、逆サブブロック
器によりもとのブロック配列に戻されたのちバッファメ
モ１月９に蓄えられ、第１の復号結果とともに逆ブロツ
ク化器２２により元の配列に戻された後出力される。

有効画面の最も外周のブロックについては、ｉ＋ｊが偶
数となるようなブロックに加えて、最も外周のブロック
をすべて第１の符号化および復号化のグループに入れる
ようにする。この場合、第２の符号化および復号化を行
なうすべてのブロックに対して、４辺に接するブロック
が存在することになり、すべて同一の予測方法で処理で
きる。

なお、本実施例においてブロックの分割を８×８画素毎
としたが、ブロックの大きさは任意である。また、第１
の符号化をｉ＋ｊが偶数のブロック、第２の符号化をｉ
＋ｊが奇数のブロックに通用したが、これは第１の符号
化を奇数ブロックに、第２の符号化を偶数ブロックに適
用してもよい。

また、量子化器の前に直交変換器を設けたが、これは予
測符号化器のような他の方法を用いてもよい。また、第
２の変換の方法は離散サイン変換を用いるとしたが、こ
れは他の方法を用いてもよい。

発明の詳細な説明したように、本発明によれば、ブロックノイズが
目立たず、より効率の高い符号化を行なうことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施
例における映像信号の符号化方法を説明するための符号
器、復号器の構成図、第２図（ａ）、　（ｂ）はそれぞ
れ本発明の第１および第２の実施例におけるサブブロッ
ク分割方法を説明するための図、第３図（ａ）。（ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施例における映像信
号の符号化方法を説明するための符号器、復号器の構成
図、第４図（ａ）、　（ｂ）はそれぞれ従来の直交変換
による映像信号の符号化方法を説明するための符号器、
復号器の構成図である。ｌ、２１・・・・・・ブロック化器、２．　３．１４．
１５．１６゜１９．２３．２４．２７．３Ｌ　３４・・
・・・・バッファメモリ、４・・・・・・切り替え器、
５・・・・・・アドレス発生器、６，１２゜２５・・・
・・・直交変換器、７．１３．２６・・・・・・量子化
器、８゜１７、２８・・・・・・逆量子化器、９．１８
．２９・・・・・・逆直交変換器、１０・・・・・・内
挿信号発生器、１１・・・・・・減算器、２０・・・・
・・加算器、２１．３０・・・・・・逆ブロツク化器、
３２・・・・・・サブブロック化器、３３・・・・・・
逆サブブロック化器。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第図（ｂ）第図（ｂ）第図（ｂ）１シ図（（ＩＩ第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画面を小ブロックに分割して符号化を行なう装置
において、縦ｉ番目、横ｊ番目の位置にあるブロックの
うちｉ＋ｊが偶数となるブロックに対して第１の符号化
手段を適用して、符号化データを得るとともに、前記第
１の符号化手段に対応した第１の復号化手段を設けてブ
ロックの復号データを得、残りｉ＋ｊが奇数のブロック
の各々に対しては、各々をさらに複数のサブブロックに
分割し、第１の符号化復号化を行なったブロックの復号
データから各サブブロック内の予測値を計算する手段を
設けて予測値を得、前記予測値と真値との差分値を符号
化する第２の符号化手段を設けて１画面の符号化を実行
し、同様に復号に際しては、縦ｉ番目、横ｊ番目の位置
にあるブロックのうちｉ＋ｊが偶数となるブロックに対
して第１の復号化手段を適用して、復号データを得、残
りｉ＋ｊが奇数のブロックの各々に対しては、第１の符
号化復号化を行なったブロックの復号データから符号予
測と同様に各サブブロック内の予測値を計算する手段を
設けて予測値を得るとともに、第２の符号化手段に対応
した復号化手段を設けて差分値の復号データを得、前記
予測値と差分値の復号データとの和を求めることにより
１画面の復号化を実行することを特徴とする映像信号の
符号化装置。
（２）画面を小ブロックに分割して符号化を行なう装置
において、縦ｉ番目、横ｊ番目の位置にあるブロックの
うちｉ＋ｊが偶数となるブロックに対して第１の符号化
手段を適用して、符号化データを得るとともに、前記第
１の符号化手段に対応した第１の復号化手段を設けてブ
ロックの復号データを得、残りｉ＋ｊが奇数のブロック
の各々に対しては、各々をさらに複数のサブブロックに
分割し、第１の符号化復号化を行なったブロックの復号
データおよび符号化しようとするブロック内で既に符号
化復号化済みのサブブロックの復号データから、順次各
サブブロック内の予測値を計算する手段を設けて予測値
を得、前記予測値と真値との差分値を符号化する第２の
符号化手段および前記第２の符号化手段に対応した第２
の復号化手段を設けて１画面の符号化を実行し、同様に
復号に際しては、縦ｉ番目、横ｊ番目の位置にあるブロ
ックのうちｉ＋ｊが偶数となるブロックに対して第１の
復号化手段を適用して、復号データを得、残りｉ＋ｊが
奇数のブロックの各々に対しては、各サブブロックの４
辺中の数辺に接する、第１の符号化復号化を行なったブ
ロックの復号データおよび同ブロック内で既に符号化復
号化済みのサブブロックの復号データから、順次符号化
時と同様に各サブブロック内の予測値を計算する手段を
設けて予測値を得るとともに、第２の符号化手段に対応
した復号化手段を設けて差分値の復号データを得、前記
予測値と差分値の復号データとの和を求めることにより
１画面の復号化を実行することを特徴とする映像信号の
符号化装置。
（３）請求項第１において、分割されたブロックのうち
ｉ＋ｊが奇数となるブロックに対し第１の符号化手段及
び復号化手段を適用し、残りのｉ＋ｊが偶数となるブロ
ックに対し第２の符号化手段及び復号化手段を適用する
ことを特徴とする請求項（１）記載の映像信号の符号化
装置。
（４）分割されたブロックのうちｉ＋ｊが奇数となるブ
ロック及び有効画面のもっとも外側の画素を含むブロッ
クに対して第１の符号化手段及び復号化手段を適用し、
残りのｉ＋ｊが偶数となるブロックのうち有効画面のも
っとも外側の画素を含むブロックを除くブロックに対し
第２の符号化手段及び復号化手段を適用することを特徴
とする請求項（２）記載の映像信号の符号化装置。
（５）第１及び第２の符号化手段及び復号化手段におい
て、直交変換を用いることを特徴とする請求項（１）、
（２）、（３）または（４）記載の映像信号の符号化装
置。
（６）第２の符号化手段及び復号化手段において、離散
サイン変換を用いることを特徴とする請求項（１）、（
２）、（３）または（４）記載の映像信号の符号化装置
。