JPH05122531A - Image encoder - Google Patents

Image encoder

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JPH05122531A
JPH05122531A JP28495791A JP28495791A JPH05122531A JP H05122531 A JPH05122531 A JP H05122531A JP 28495791 A JP28495791 A JP 28495791A JP 28495791 A JP28495791 A JP 28495791A JP H05122531 A JPH05122531 A JP H05122531A
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data
circuit
component
encoding
output
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Akisuke Shikakura
明祐 鹿倉
Kenichi Nagasawa
健一 長沢
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Abstract

PURPOSE:To provide the device for a high-speed processing, the exact adjustment of a data amount and error countermeasure in case of transmission with a small hardware amount when quantizing data, for which image information is changed into a frequency area, and turning those data into a variable length code. CONSTITUTION:Transformed data outputted from one-frame period delay circuits 34a-34d are quantized by quantizing circuits 32a-32e, data amount information nb1-nb4 in the case of encoding those data by variable length code circuits 40a-40e decides the quantizing steps of respective stages, and the output of the variable length code circuit 40e is defined as the encoded output of an AC component. In comparison with this variable length code 40e, a DC component is extracted from the stage preceding for one frame by a DC extraction circuit 51 and turned to an equal length code through a quantizing circuit 52 and encoding circuit 54. These encoded outputs of DC and AC components are transmitted after adjusting the order of transmission so as to first transmit the DC component by buffer memories 46 and 56 and a multiplexer 48.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は画像符号化装置に関し、
特に画像情報を周波数領域に変換して得た変換データを
量子化し、該量子化された変換データを可変長符号化す
る画像符号化装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image coding apparatus,
In particular, the present invention relates to an image coding apparatus that quantizes conversion data obtained by converting image information into a frequency domain and performs variable length coding on the quantized conversion data.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、カラー画像信号の符号化方式とし
て、適応的DCT(離散的コサイン変換)符号化方式が
注目されており、この種の符号化方式の国際標準化機関
として設立されたグループであるJPEG(Joint
PhotographicExpert Grou
p)における符号化方式においても、DCT符号化方式
が採用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, an adaptive DCT (Discrete Cosine Transform) coding system has been attracting attention as a coding system for color image signals, and a group established as an international standardization organization for this type of coding system. A certain JPEG (Joint
Photographic Expert Group
The DCT coding method is also used in the coding method in p).

【0003】以下、この種の符号化方式の基本システム
の概要について簡単に説明する。
An outline of the basic system of this type of encoding system will be briefly described below.

【0004】図4はDCT変換を用いた従来の符号化方
式の概略構成例を説明するためのブロック図、図5〜図
8は図2に示す符号化方式の処理を説明するための図で
ある。2は符号化しようとするデジタル画像信号の入力
端子であり、ラスタースキャンによるデジタル画像信号
が入力される。該端子2に入力された画像信号は8×8
ブロック化回路4に入力され、ここで2次元的に(8×
8)画素からなる画素ブロックに分割され、この画素ブ
ロック単位で後段に送出される。
FIG. 4 is a block diagram for explaining a schematic configuration example of a conventional coding method using the DCT transform, and FIGS. 5 to 8 are diagrams for explaining processing of the coding method shown in FIG. is there. Reference numeral 2 is an input terminal for a digital image signal to be encoded, to which a digital image signal by raster scanning is input. The image signal input to the terminal 2 is 8 × 8
It is input to the blocking circuit 4 and is two-dimensionally (8 ×
8) Divided into pixel blocks made up of pixels, and these pixel blocks are sent to the subsequent stage.

【0005】6はこのブロック化回路4からの画像信号
をDCT変換し、周波数領域についての(8×8)のデ
ータマトリクスを出力するDCT変換回路である。即
ち、図5に示す如き画像データD11〜D88からなる画素
ブロックは、該回路6により図6に示す如きX11〜X88
からなるデータマトリクスに変換される。
Reference numeral 6 denotes a DCT conversion circuit which performs DCT conversion on the image signal from the blocking circuit 4 and outputs a (8 × 8) data matrix in the frequency domain. That is, the pixel block composed of the image data D 11 to D 88 as shown in FIG. 5 is converted by the circuit 6 into X 11 to X 88 as shown in FIG.
Is converted into a data matrix consisting of

【0006】ここで、X11は画素ブロックの水平方向及
び垂直方向についての直流(DC)成分、即ち、この画
素ブロックの平均値を示している。このX11〜X88を一
般にXijとすると、iが大きい程垂直方向に高い周波数
を有する成分、jが大きい程水平方向に高い周波数を有
する成分を示している。
Here, X 11 represents a direct current (DC) component in the horizontal and vertical directions of the pixel block, that is, an average value of this pixel block. When X 11 to X 88 are generally designated as X ij , a component having a higher frequency in the vertical direction as i increases, and a component having a higher frequency in the horizontal direction as j greater.

【0007】DCT変換回路6から出力されたデータマ
トリクスは線形量子化回路8に入力される。一方、量子
化マトリクス発生回路18は、各DCT係数X11〜X88
に対する量子化ステップサイズの重み付けを示す量子化
マトリクスW11〜W88(図5に示す)を発生し、係数発
生回路16は係数Cを発生する。この量子化マトリクス
11〜W88及び係数Cは乗算器20へ入力される。乗算
器20では(Wij×C)を演算し、線形量子化回路8の
量子化ステップはこの乗算器20の出力Q11〜Q88に従
って決定される。ここでCは正の値であり、このCの値
により画質や発生データ量が制御される。
The data matrix output from the DCT conversion circuit 6 is input to the linear quantization circuit 8. On the other hand, the quantization matrix generation circuit 18 uses the DCT coefficients X 11 to X 88.
To generate a quantization matrix W 11 to W 88 (shown in FIG. 5) indicating weighting of the quantization step size, and the coefficient generation circuit 16 generates a coefficient C. The quantization matrices W 11 to W 88 and the coefficient C are input to the multiplier 20. The multiplier 20 calculates (W ij × C), and the quantization step of the linear quantization circuit 8 is determined according to the outputs Q 11 to Q 88 of the multiplier 20. Here, C is a positive value, and the value of C controls the image quality and the amount of generated data.

【0008】実際には、線形量子化回路8ではXij/Q
ijが演算され、出力される。この線形量子化回路8の出
力をG11〜G88とする。この量子化された変換データG
11〜G88はジグザグ走査回路10にて直流成分から順に
送出される。即ち、ジグザグ走査回路10からは、G11
〜G88がG11,G12,G21,G31,G22,G13,G14
23,G32,G41…G85,G86、77,G68,G78,G
87,G88の順で可変長符号化回路(VLC)12に供給
される。
In practice, the linear quantizing circuit 8 uses X ij / Q
ij is calculated and output. The outputs of the linear quantization circuit 8 are G 11 to G 88 . This quantized converted data G
11 to G 88 are sequentially transmitted from the DC component in the zigzag scanning circuit 10. That is, from the zigzag scanning circuit 10, G 11
~ G 88 is G 11 , G 12 , G 21 , G 31 , G 22 , G 13 , G 14 ,
G 23 , G 32 , G 41 ... G 85 , G 86, G 77 , G 68 , G 78 , G
87 and G 88 are sequentially supplied to the variable length coding circuit (VLC) 12.

【0009】VLC12においては、例えば直流成分G
11については近傍に位置する画素ブロック間で予測値を
算出し、この予測値との予測誤差をハフマン符号化す
る。もしくは、この直流成分のみは等長符号化する。一
方、直流成分G11以外の交流成分G12〜G88について
は、その量子化出力を上述の如く、低周波成分から高周
波成分へとジグザグ走査しながら符号化し、量子化出力
が0でない有意係数はその値により、グループに分類
し、そのグループ識別番号と、直前の有意係数との間に
はさまれた量子化出力が0の無効係数の個数のラン長と
を組にしてハフマン符号化し、続いてグループ内のいず
れの値であるかを等長符号を付加する。
In the VLC 12, for example, a DC component G
For 11 , the prediction value is calculated between pixel blocks located in the vicinity, and the prediction error with this prediction value is Huffman coded. Alternatively, only this DC component is isometrically encoded. On the other hand, for the AC components G 12 to G 88 other than the DC component G 11 , the quantized output is encoded while zigzag scanning from the low frequency component to the high frequency component as described above, and the quantized output is a non-zero significant coefficient. Is classified into groups by that value, and the Huffman coding is performed by grouping the group identification number and the run length of the number of invalid coefficients having a quantized output of 0 sandwiched between the immediately preceding significant coefficients, Then, an isometric code is added to indicate which value in the group.

【0010】一般に、画像の斜め方向の高周波成分は発
生確率が低いため、ジグザグ走査後のGijの後半部分は
すべて0になることが多いと予測される。従って、この
様にして得た可変長符号は非常に高い圧縮率が期待で
き、平均で数分の1程度の圧縮率を想定した場合には、
殆ど画質劣化のない画像が復元できる。
Generally, since a high frequency component in an oblique direction of an image has a low probability of occurrence, it is estimated that the latter half of G ij after zigzag scanning is often all zero. Therefore, the variable length code obtained in this way can be expected to have a very high compression rate, and if a compression rate of a fraction of the average is assumed,
An image with almost no image quality deterioration can be restored.

【0011】一方、一般に伝送路は単位時間あたりの伝
送容量は定められており、動画像を伝送する場合の様に
所定期間毎に1画面を伝送しなければならない場合にお
いては、出力される符号が画面単位もしくは画素ブロッ
ク単位で固定されたビット数となることが望まれる。
On the other hand, in general, the transmission path has a predetermined transmission capacity per unit time, and in the case where one screen must be transmitted every predetermined period as in the case of transmitting a moving image, an output code Is desired to be a fixed number of bits in a screen unit or a pixel block unit.

【0012】ここで、前述の係数Cを大きくとればGij
が0となる確率が増加し、符号化されたデータの総ビッ
ト数NBが減少する。この係数Cと総ビット数NBとの
関係は、画像によって異なるが何れにしても単純減少関
数であり、平均的な画像について図8の如き対数曲線と
なることが知られている。
Here, if the above-mentioned coefficient C is made large, G ij
The probability that 0 becomes 0 increases, and the total number of encoded bits NB decreases. It is known that the relationship between the coefficient C and the total number of bits NB varies depending on the image, but in any case, it is a simple decreasing function, and an average image has a logarithmic curve as shown in FIG.

【0013】そこで、所望の総ビット数NBOを得るた
めの係数C0を予測する手法が、前述のJPEG等によ
り提示されている。即ち、ある係数C1について先ず符
号化を行い、こうして得られた符号の総ビット数nb1
を求める。このnb1及びC1に基づきC0の予測値C
2を計算する、この計算は図6に示す対数曲線が(C
1,nb1)上を通ることから予測することができる。
Therefore, a method for predicting the coefficient C0 for obtaining the desired total number of bits NBO has been presented by the above-mentioned JPEG or the like. That is, a certain coefficient C1 is first encoded, and the total number of bits nb1 of the code thus obtained is
Ask for. Predicted value C of C0 based on this nb1 and C1
2, the logarithmic curve shown in FIG.
1, nb1) and can be predicted.

【0014】この操作を数回繰り返すことにより、所望
の総ビット数NB0に対して数%程度の誤差符号量とす
ることができる。
By repeating this operation several times, an error code amount of about several% can be obtained with respect to the desired total bit number NB0.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
に繰り返し符号化を行い上記係数C0の値を決定する処
理は、非常に時間のかかる処理であり、動画像の様に所
定期間に1画面を必ず伝送しなければならない符号化装
置には適していない。特に、高品位テレビジョン信号の
如くビットレートの極めて高い画像信号を取扱う場合に
はこの様な処理は不可能である。
However, the process of repeatedly performing the coding to determine the value of the coefficient C0 as described above is a very time-consuming process, and one screen is displayed in a predetermined period like a moving image. It is not suitable for encoding devices that must be transmitted. In particular, such processing is not possible when handling an image signal having an extremely high bit rate such as a high definition television signal.

【0016】また、この種の装置に於ては1フレーム等
の所定期間単位で符号の伝送を行う場合に、直流成分の
みをまとめて先に伝送し、その後に可変長符号化された
交流成分を伝送することが望ましい。これは伝送路上で
符号誤りが発生した場合にも、直流成分が保護される確
率が高くなるからである。しかし、この様な処理を行う
ためにはこれらの伝送順序入替のため多量のメモリを必
要とし、ハード規模の増大を招く。
Further, in this type of apparatus, when the code is transmitted in a unit of a predetermined period such as one frame, only the DC component is transmitted first, and then the variable length encoded AC component is transmitted. Is desirable. This is because even if a code error occurs on the transmission path, the DC component is more likely to be protected. However, in order to perform such processing, a large amount of memory is required to change the transmission order, and this causes an increase in hardware scale.

【0017】本発明は斯かる背景下に画像情報を周波数
領域に変換して得たデータを量子化し、該量子化された
変換データを可変長符号化する符号化装置において、高
速の処理が可能で、所定期間毎のデータ量を所望のデー
タ量に設定することができ、且、小さいハード量で符号
誤りの発生を考慮した符号化が行える画像符号化装置を
提供することを目的とする。
Under the above background, the present invention quantizes the data obtained by converting the image information into the frequency domain, and quantizes the quantized converted data in a coding device that can perform high-speed processing. It is therefore an object of the present invention to provide an image coding apparatus capable of setting the data amount for each predetermined period to a desired data amount and capable of performing coding in consideration of the occurrence of code errors with a small hardware amount.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】斯かる目的下に於て、本
発明によれば画像情報を周波数領域に変換して得た変換
データを量子化し、該量子化された変換データを可変長
符号化する符号化装置において、互いに所定期間の時間
差を有する前記変換データを並列に出力して複数チャン
ネルの変換データを出力する並列化手段と、前記並列化
手段の出力する複数チャンネルの変換データを夫々量子
化する量子化手段と、該量子化手段中の第1の量子化器
で量子化された変換データ中の少なくとも交流成分を前
記可変長符号化により符号化した際のデータ量を、前記
所定期間単位で演算する演算手段と、前記量子化手段で
量子化された複数チャンルネルの変換データの1つ中の
少なくとも交流成分を可変長符号化する第1の符号化手
段と、前記演算手段の出力に応じて、前記第1の量子化
器へ入力される変換データに対して前記所定期間前の変
換データの入力される第2の量子化器の量子化ステップ
を前記所定期間単位で制御する制御係数を発生する係数
発生手段と、前記第1の符号化手段で符号化される変換
データに対して前記所定期間後の変換データ中の少なく
とも直流成分を符号化する第2の符号化手段と、同一期
間に於ける前記第1の符号化手段の出力と前記第2の符
号化手段の出力とを、前記第2の符号化手段の出力を先
行させて多重する時間軸多重手段とを備える構成とし
た。
According to the present invention, the converted data obtained by converting the image information into the frequency domain is quantized, and the quantized converted data is variable length coded. In the encoding device for converting, the parallelizing means for outputting the converted data having a time difference of a predetermined period in parallel to output the converted data of a plurality of channels, and the converted data of the plurality of channels output by the parallelizing means, respectively. The quantizing means for quantizing, and the data amount when at least the AC component in the converted data quantized by the first quantizer in the quantizing means is coded by the variable length coding, Calculating means for calculating in units of period; first coding means for variable-length coding at least an AC component in one of the conversion data of a plurality of channels quantized by the quantizing means; Control of the quantization step of the second quantizer to which the conversion data before the predetermined period is input with respect to the conversion data to be input to the first quantizer in accordance with the output of Generating means for generating a control coefficient, and second encoding means for encoding at least a DC component in the conversion data after the predetermined period with respect to the conversion data encoded by the first encoding means. And a time axis multiplexing means for multiplexing the output of the first encoding means and the output of the second encoding means in the same period prior to the output of the second encoding means. Prepared to be equipped.

【0019】[0019]

【作用】上述の如く構成することにより、第2の量子化
手段の制御係数は第1の量子化手段の制御係数に比し、
所望の値に近くなり、この様な処理を並列して多段に行
えばほぼ所望の制御係数を得ることができる。また、符
号化や制御係数の演算を繰り返し行う必要はないので、
処理は極めて高速に行え、動画像等の処理も十分適用す
ることができる。また、上記並列化手段を有効に用いて
直流成分と交流成分と伝送順序を調整するので、誤りの
発生を考慮した符号の伝送をハード量を増加させること
なく実現できる。
With the above configuration, the control coefficient of the second quantizing means is higher than that of the first quantizing means.
The value becomes close to the desired value, and by performing such processing in parallel and in multiple stages, it is possible to obtain a substantially desired control coefficient. Also, since it is not necessary to repeatedly perform encoding and calculation of control coefficients,
The processing can be performed at an extremely high speed, and processing of moving images and the like can be sufficiently applied. Further, since the parallelizing means is effectively used to adjust the transmission order of the DC component and the AC component, the transmission of the code in consideration of the occurrence of an error can be realized without increasing the amount of hardware.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0021】図1は本発明の一実施例としてテレビジョ
ン信号の伝送を行う伝送装置に本発明を適用した符号化
装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an encoding device to which the present invention is applied to a transmission device for transmitting a television signal as an embodiment of the present invention.

【0022】図中、20はアナログテレビジョン信号の
入力端子であり、該端子20から入力されたテレビジョ
ン信号はA/D変換器22にて8ビットにデジタル化さ
れ、図2のブロック化回路4と同様の動作を行う(8×
8)ブロック化回路26にて(8×8)の画素ブロック
に分割され、各ブロック毎にDCT変換回路28に供給
される。
In the figure, reference numeral 20 denotes an analog television signal input terminal, and the television signal input from the terminal 20 is digitized into 8 bits by an A / D converter 22, and the block circuit of FIG. Perform the same operation as 4 (8 ×
8) The block formation circuit 26 divides the pixel block into (8 × 8) pixel blocks, and supplies each block to the DCT conversion circuit 28.

【0023】各ブロックの画素データD11〜D88はDC
T変換回路28にて図4の場合と同様に周波数領域につ
いてのデータマトリクスX11〜X88に変換され、ジグザ
グ走査回路30に供給される。該ジグザグ走査回路30
は、図4の10と同様の動作を行い、DCT変換された
データマトリクスX11〜X88をX11,X12,X21
31,X22,X13,X14,X23,X32,X41…X85,X
86,X77,X68,X78,X87,X88の順で出力する。
The pixel data D 11 to D 88 of each block are DC
As in the case of FIG. 4, the T conversion circuit 28 converts the data matrix into the data matrix X 11 to X 88 in the frequency domain and supplies the data matrix X 11 to X 88 to the zigzag scanning circuit 30. The zigzag scanning circuit 30
Performs the same operation as 10 in FIG. 4 to convert the DCT-converted data matrices X 11 to X 88 into X 11 , X 12 , X 21 ,
X 31 , X 22 , X 13 , X 14 , X 23 , X 32 , X 41 ... X 85 , X
86 , X 77 , X 68 , X 78 , X 87 , X 88 are output in this order.

【0024】量子化マトリクス発生回路36は、前述の
量子化マトリクスW11〜W88を発生する。但し、本実施
例では各量子化回路32a〜32eには既にジグザグ走
査されたデータが入力されるのでこの量子化マトリクス
11〜W88もジグザグ走査に対応した順序で発生され、
乗算回路38a〜38eに供給される。
The quantization matrix generation circuit 36 generates the above-mentioned quantization matrices W 11 to W 88 . However, the quantization matrix W 11 to W-88 Because the data that have already been zigzag scanned in the quantization circuit 32a~32e in this embodiment is also input is generated in an order corresponding to zigzag scanning,
It is supplied to the multiplication circuits 38a to 38e.

【0025】乗算器38aには初期係数発生回路より、
前述の係数(制御係数)Cとして初期係数C1が供給さ
れる。ここで、本実施例ではこの初期係数C1は「1」
とする。なお、この初期係数C1を「1」とした場合に
は、Wij=Qijとなるので乗算回路38aは不要であ
り、量子化マトリクスW11〜W88をそのまま量子化回路
32aに入力すれば良い。
In the multiplier 38a, from the initial coefficient generating circuit,
The initial coefficient C1 is supplied as the above-mentioned coefficient (control coefficient) C. Here, in this embodiment, the initial coefficient C1 is "1".
And When the initial coefficient C1 is set to "1", W ij = Q ij, and thus the multiplication circuit 38a is unnecessary, and the quantization matrices W 11 to W 88 can be directly input to the quantization circuit 32a. good.

【0026】こうして、量子化回路32aにおいてはこ
の制御係数C1による量子化コードG111〜G188が得
られる。この量子化された変換コードG111〜G188
VLC40aに入力される。
In this way, the quantization circuit 32a obtains the quantization codes G1 11 to G1 88 based on the control coefficient C1. The quantized conversion codes G1 11 to G1 88 are input to the VLC 40a.

【0027】本実施例にあってはVLC40a〜40d
は実際の符号化データは出力せず、交流成分について図
4のVLC12と同様の処理を行った場合の各画面毎の
総ビット数情報nb1〜nb4のみを出力する。ここで
VLC40aの出力する総ビット数情報nb1は係数演
算回路44aに入力される。係数演算回路44a〜44
dはVLC40a〜40dからの総ビット数情報nb1
〜nb4及び初期係数と係数演算回路44a〜44cの
出力C1〜C4を用いて所望の総ビット数NB0に対応
する制御係数C0を予測し、夫々制御係数としてC2〜
C5を出力する。ここで、係数演算回路44a〜44d
は量子化回路32a〜32dに入力された1画面分の変
換データによって得られた制御係数C2〜C5を次の1
画面分の変換データが量子化回路32a〜32dに入力
されるタイミングで出力する。尚、後述の如く本実施例
では直流成分については等長符号化するのでこの各VL
C40a〜40dでは交流成分のみの符号化後のデータ
総量を演算する。
In this embodiment, VLCs 40a-40d are used.
Does not output the actual encoded data, but outputs only the total bit number information nb1 to nb4 for each screen when the same processing as the VLC 12 of FIG. 4 is performed on the AC component. Here, the total bit number information nb1 output from the VLC 40a is input to the coefficient calculation circuit 44a. Coefficient calculation circuits 44a to 44
d is total bit number information nb1 from VLCs 40a to 40d
~ Nb4 and the initial coefficient and the outputs C1 to C4 of the coefficient calculation circuits 44a to 44c are used to predict the control coefficient C0 corresponding to the desired total number of bits NB0, and C2 to C2 as the control coefficients, respectively.
Output C5. Here, the coefficient calculation circuits 44a to 44d
Represents the control coefficients C2 to C5 obtained by the conversion data for one screen input to the quantization circuits 32a to 32d as
The converted data for the screen is output at the timing of being input to the quantization circuits 32a to 32d. As will be described later, in the present embodiment, the DC component is equal-length coded, so that each VL is
In C40a-40d, the total amount of data after encoding only the AC component is calculated.

【0028】一方、34a〜34dはジグザグ走査回路
30の出力を1画面(フレーム)期間遅延する回路(1
FDL)であり、従って、係数演算回路44aの出力す
る制御係数C2はこの制御係数C2を得るために用いた
1画面分の変換データが量子化回路32bに入力される
タイミングで乗算器38bに入力される。乗算回路38
bでは(Wij×C)が演算され量子化回路32bに入力
される。即ち、量子化回路32bでは同一の画面につい
て2度目の量子化が行われることになり、制御係数C2
による量子化コードG211〜G288が得られる。この量
子化された変換コードG211〜G288はVLC40bに
入力される。
On the other hand, 34a to 34d are circuits (1 for delaying the output of the zigzag scanning circuit 30 for one screen (frame) period.
Therefore, the control coefficient C2 output from the coefficient calculation circuit 44a is input to the multiplier 38b at the timing when the conversion data for one screen used to obtain the control coefficient C2 is input to the quantization circuit 32b. To be done. Multiplication circuit 38
In (b), (W ij × C) is calculated and input to the quantization circuit 32b. That is, the quantization circuit 32b performs the second quantization on the same screen, and the control coefficient C2
To obtain quantized codes G2 11 to G2 88 . The quantized conversion codes G2 11 to G2 88 are input to the VLC 40b.

【0029】係数演算回路44b〜44d、乗算回路3
8c〜38e、1FDL34b〜34、VLC40b〜
40d及び量子化回路32c〜32eの動作は、夫々係
数演算回路44a、乗算回路38b、1FDL34a、
VLC40a及び量子化回路32bの動作と同様であ
り、これらの回路によって1つの画面についての所望の
制御係数の予測値が順次更新されていく。
Coefficient calculation circuits 44b to 44d and multiplication circuit 3
8c-38e, 1FDL34b-34, VLC40b-
The operations of 40d and the quantization circuits 32c to 32e are performed by the coefficient calculation circuit 44a, the multiplication circuit 38b, the 1FDL 34a,
The operation is similar to that of the VLC 40a and the quantizing circuit 32b, and the predicted value of the desired control coefficient for one screen is sequentially updated by these circuits.

【0030】これによって、係数演算回路44dから得
られる制御係数の予測値C5は、所望の総ビット数NB
0に対応する制御係数C0に極めて近い値に収束してい
る筈であり、本実施例ではこの制御係数C5を最終的な
制御係数Cとして乗算回路38eに供給している。乗算
器38eの出力は量子化回路32eに供給され、該量子
化回路32eでは1FDL34dの出力、即ち、都合4
フレーム期間遅延された変換データ中の少なくとも交流
成分を量子化して、G512〜G588としてVLC40e
に供給する。
As a result, the predicted value C5 of the control coefficient obtained from the coefficient calculation circuit 44d is the desired total number of bits NB.
It should have converged to a value very close to the control coefficient C0 corresponding to 0, and in this embodiment, this control coefficient C5 is supplied to the multiplication circuit 38e as the final control coefficient C. The output of the multiplier 38e is supplied to the quantization circuit 32e, and the quantization circuit 32e outputs the output of the 1FDL 34d, that is, 4
At least an AC component in the converted data frame period delayed quantized, VLC40e as G5 12 ~G5 88
Supply to.

【0031】VLC40eはこの交流成分G512〜G5
88に対し実際に図4にて説明した如き符号化を行い、符
号化データ(DATA)を出力する。
The VLC 40e has the AC components G5 12 to G5.
The 88 is actually encoded as described in FIG. 4, and the encoded data (DATA) is output.

【0032】一方、直流成分については1FDL34c
の出力からDC抽出回路51で分離抽出され、量子化器
52に入力される。量子化器52に於ては前述の係数C
に係らず所定の量子化ステップにて直流成分X11を量子
化し、符号化回路54に入力する。
On the other hand, for the DC component, 1FDL34c
Is extracted and extracted by the DC extraction circuit 51 and input to the quantizer 52. In the quantizer 52, the above-mentioned coefficient C
Regardless of, the DC component X 11 is quantized in a predetermined quantization step and input to the encoding circuit 54.

【0033】符号化回路54は上述の如き直流成分を予
測差分符号化等により等長符号化する。ここで、符号化
回路54で等長符号化された直流成分のデータと、前述
の様にVLC40eにて可変長符号化された交流成分の
データとは夫々バッファメモリ56、46に入力され
る。
The coding circuit 54 performs equal-length coding on the DC component as described above by predictive difference coding or the like. Here, the data of the DC component that has been encoded in the encoding circuit 54 in the same length and the data of the AC component that has been subjected to the variable length encoding in the VLC 40e as described above are input to the buffer memories 56 and 46, respectively.

【0034】メモリ46、メモリ56からの符号化デー
タの読み出しはメモリ制御回路58によって制御されて
おり、同一フレームの符号化データに対し、1フレーム
分すべての直流成分符号化データを先ず読み出し、次に
同じフレームの交流成分符号化データを読み出す様に制
御される。
The reading of the encoded data from the memories 46 and 56 is controlled by the memory control circuit 58. For the encoded data of the same frame, all the DC component encoded data of one frame are read out first, and next. It is controlled to read the AC component encoded data of the same frame.

【0035】ここでメモリ46、メモリ56における記
憶データの書き込みと読み出しの時間関係について説明
する。
Here, a time relationship between writing and reading of stored data in the memories 46 and 56 will be described.

【0036】図2は、メモリ46へのデータの書き込
み、即ち交流成分符号化データ(AC)の書き込み、メ
モリ56へのデータの書き込み、即ち直流成分符号化デ
ータ(DC)の書き込み、及び両メモリからのデータの
読み出しの時間関係を示した図である。
FIG. 2 shows writing of data into the memory 46, that is, writing of AC component encoded data (AC), writing of data into the memory 56, that is, writing of DC component encoded data (DC), and both memories. It is a figure showing the time relation of the reading of the data from.

【0037】直流成分符号化データ(DATA−2)
は、前述の係数Cによらず一定の量子化ステップで量子
化を行うことにより、前述のファクタ演算回路44での
最終係数Cの決定前に先行して量子化を行うことができ
ている。
DC component encoded data (DATA-2)
Quantization can be performed prior to the determination of the final coefficient C in the factor calculation circuit 44 by performing the quantization in a constant quantization step regardless of the coefficient C described above.

【0038】そのために、図1に於て、最終段の1FD
L34dの前段で直流成分データをDC抽出回路50で
分離抽出して、量子化回路52にて量子化を行う構成と
してある。
Therefore, in FIG. 1, the final stage 1FD
Before the L34d, the DC component data is separated and extracted by the DC extraction circuit 50, and the quantization is performed by the quantization circuit 52.

【0039】これにより、注目しているフレームの交流
成分符号化データ(AC)がメモリ46に書き込まれる
期間に、既にメモリ56に記憶されている同一フレーム
の直流成分符号化データ(DC)を、交流成分符号化デ
ータ(AC)に先行して読み出すことが可能となる。
As a result, during the period when the AC component coded data (AC) of the frame of interest is written in the memory 46, the DC component coded data (DC) of the same frame already stored in the memory 56, It is possible to read the AC component encoded data (AC) in advance.

【0040】一方、図3はDC抽出回路51を用いず、
交流成分データと直流成分データを同一フレーム期間で
量子化し、符号化した場合の交流成分符号化データ(A
C)、直流成分符号化データ(DC)に相当するデータ
の書き込み、及び読み出しの時間関係を示した図であ
る。
On the other hand, FIG. 3 does not use the DC extraction circuit 51,
AC component coded data (A when the AC component data and the DC component data are quantized and encoded in the same frame period)
FIG. 6C is a diagram showing a time relationship between writing and reading of data corresponding to DC component encoded data (DC).

【0041】この場合は、データの伝送順序変更のた
め、読み出しは書き込みに対し、1フレーム期間遅れて
行われるための、メモリ容量としてはACについて2フ
レーム分の容量が必要となる。
In this case, since the data transmission order is changed and the reading is performed with a delay of one frame period with respect to the writing, a memory capacity of 2 frames for AC is required.

【0042】以上の説明より、1フレーム単位でデータ
の伝送順序を入れ換える際に必要なメモリ容量は、通常
の構成によれば2フレーム分必要となるが、本実施例に
於ては、交流成分符号化データ(AC)に関して、1フ
レーム分の容量を有するメモリを設けるだけで、データ
の伝送順序の変更が実現可能となる。
According to the above description, the memory capacity required for changing the transmission order of data on a frame-by-frame basis requires two frames according to the normal configuration. However, in this embodiment, the AC component is used. Regarding the encoded data (AC), it is possible to change the data transmission order only by providing a memory having a capacity of one frame.

【0043】ここで、メモリ46、メモリ56がデータ
の所定のビットレートでの読み出しのためのバッファ機
能を兼ねているのは言うまでもない。
Needless to say, the memories 46 and 56 also have a buffer function for reading data at a predetermined bit rate.

【0044】またこの時、メモリ制御回路58は、メモ
リ46からのデータの読み出しアドレスが、書き込みア
ドレスを追い越されない様に、1フレーム単位でのデー
タの読み出し開始時を、書き込み開始時に比べ若干遅ら
せるよう制御している。
Further, at this time, the memory control circuit 58 slightly delays the start of reading the data in units of one frame from the start of the writing so that the read address of the data from the memory 46 is not overtaken by the write address. Control.

【0045】上述の様にしてメモリ46、メモリ56か
ら読み出された交流成分符号化データ(AC)、直流成
分符号化データ(DC)は、マルチプレクサ48にて最
終的な係数Cとともに多重され、所定のビットレートで
端子60により伝送路に出力される。
The AC component coded data (AC) and the DC component coded data (DC) read from the memory 46 and the memory 56 as described above are multiplexed with the final coefficient C by the multiplexer 48, It is output to the transmission line through the terminal 60 at a predetermined bit rate.

【0046】以上の説明より、上述の如き構成によれば
係数Cのフィードバックをまったく行っていないので、
同一の画面に対する制御係数Cの計算を5度行っている
にも拘らず、1画面あたりの処理に要する期間は制御係
数Cを一定とする処理と同一となり、極めて高速の処理
が可能となっている。
From the above description, the coefficient C is not fed back at all according to the above-mentioned configuration.
Even though the control coefficient C is calculated 5 times for the same screen, the period required for the processing for one screen is the same as the processing for keeping the control coefficient C constant, and extremely high speed processing becomes possible. There is.

【0047】また、少ないメモリ容量により、データの
伝送順序の変更、即ち、直流成分符号化データ(DC)
の先送りが可能となっている。
Further, due to the small memory capacity, the data transmission order is changed, that is, DC component encoded data (DC).
It is possible to postpone.

【0048】尚、上述の実施例に於て係数演算回路44
b〜44dは、係数演算回路44a〜44cの出力する
係数C2〜C4と、該係数C2〜C4に従って量子化、
可変長符号化した場合の総ビット数情報nb2〜nb4
を用いて所望の制御回路C0を予測したが、更に前段の
係数及び総ビット数情報を用いてより正確に予測する構
成とすることも可能である。例えば係数演算回路44b
において係数C3を演算するために係数C1、C2及び
総ビット数情報nb1、nb2を用いればより正確に係
数C0を予測することができる。
In the above embodiment, the coefficient calculation circuit 44 is used.
b to 44d are coefficients C2 to C4 output from the coefficient calculation circuits 44a to 44c and quantization according to the coefficients C2 to C4,
Total bit number information nb2 to nb4 when variable length coding is performed
Although the desired control circuit C0 is predicted by using, it is possible to make a more accurate prediction by using the coefficient and total bit number information of the preceding stage. For example, the coefficient calculation circuit 44b
When the coefficients C1 and C2 and the total bit number information nb1 and nb2 are used to calculate the coefficient C3 in, the coefficient C0 can be predicted more accurately.

【0049】更に、本実施例に於ては、極めて高速の処
理を実現するために制御係数Fは各画面毎に決定してい
るが、処理時間に若干の余裕がある場合には、この制御
係数Fの値を決定する単位(期間)を小さく(短く)す
ることも可能である。
Further, in the present embodiment, the control coefficient F is determined for each screen in order to realize extremely high-speed processing, but if there is some margin in processing time, this control is performed. It is also possible to make the unit (period) that determines the value of the coefficient F small (short).

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の画像符号化
装置によれば、画像情報を周波数領域に変換して得たデ
ータを量子化し、該量子化された変換データを可変長符
号化する符号化装置において、所定期間毎のデータ量を
所望のデータ量に設定することができ、且、極めて高速
で処理が可能となった。
As described above, according to the image coding apparatus of the present invention, the data obtained by converting the image information into the frequency domain is quantized, and the quantized converted data is variable length coded. In the encoding device described above, the amount of data for each predetermined period can be set to a desired amount of data, and processing can be performed at extremely high speed.

【0051】また、伝送時の誤り対策に有用なデータの
伝送順序入れ換えのためのメモリ容量を少なくでき、そ
のためのハード規模の増大を最小限におさえた画像符号
化装置が実現できる。
Further, it is possible to reduce the memory capacity for changing the transmission order of the data, which is useful for the error countermeasure at the time of transmission, and to realize the image coding apparatus for which the increase of the hardware scale is suppressed to the minimum.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例としての画像符号化装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus as an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置に於けるデータ伝送順序の制御動作
について説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a control operation of a data transmission order in the device of FIG.

【図3】同時に得られた直流成分と交流成分についての
データ伝送順序の制御動作について説明するための図で
ある。
FIG. 3 is a diagram for explaining a control operation of a data transmission sequence for a DC component and an AC component obtained at the same time.

【図4】DCT変換を用いた従来の符号化方式の概略構
成を説明するためのブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram for explaining a schematic configuration of a conventional coding method using DCT transform.

【図5】(8×8)の画像データよりなる画素ブロック
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a pixel block made up of (8 × 8) image data.

【図6】DCT変換されたデータマトリクスを示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a DCT-converted data matrix.

【図7】量子化ステップサイズの重み付けを示す量子化
マトリクスを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a quantization matrix showing weighting of a quantization step size.

【図8】係数Cと総ビット数との関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a coefficient C and a total number of bits.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

26 ブロック化回路 30 DCT変換回路 32a〜32e 量子化回路 34a〜34d 1フレーム期間遅延回路 36 量子化マトリクス発生回路 38a〜38e 乗算回路 40a〜40e 可変長符号化回路 42 初期係数発生回路 44a〜44d 係数演算回路 46,56 バッファメモリ 48 マルチプレクサ 51 GC(直流成分)抽出回路 52 量子化回路 54 符号化回路 58 バッファ制御回路 26 Blocking circuit 30 DCT conversion circuit 32a to 32e Quantization circuit 34a to 34d 1 frame period delay circuit 36 Quantization matrix generation circuit 38a to 38e Multiplication circuit 40a to 40e Variable length coding circuit 42 Initial coefficient generation circuit 44a to 44d Coefficient Operation circuit 46, 56 Buffer memory 48 Multiplexer 51 GC (DC component) extraction circuit 52 Quantization circuit 54 Encoding circuit 58 Buffer control circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像情報を周波数領域に変換して得た変
換データを量子化し、該量子化された変換データを可変
長符号化する符号化装置において、 互いに所定期間の時間差を有する前記変換データを並列
に出力して複数チャンネルの変換データを出力する並列
手段と、 前記並列化手段の出力する複数チャンネルの変換データ
を夫々量子化する量子化手段と、 該量子化手段中の第1の量子化器で量子化された変換デ
ータ中の少なくとも交流成分を前記可変長符号化により
符号化した際のデータ量を、前記所定期間単位で演算す
る演算手段と、 前記量子化手段で量子化された複数チャネルの変換デー
タの1つ中の少なくとも交流成分を可変長符号化する第
1の符号化手段と、 前記演算手段の出力に応じて、前記第1の量子化器へ入
力される変換データに対して前記所定期間前の変換デー
タの入力される第2の量子化器の量子化ステップを前記
所定期間単位で制御する制御係数を発生する係数発生手
段と、 前記第1の符号化手段で符号化される変換データに対し
て前記所定期間後の変換データ中の少なくとも直流成分
を符号化する第2の符号化手段と、 同一期間に於ける前記第1の符号化手段の出力と前記第
2の符号化手段の出力とを、前記第2の符号化手段の出
力を先行させて多重する時間軸多重手段と、 を備える画像符号化装置。
1. An encoding device for quantizing transform data obtained by transforming image information into a frequency domain and performing variable length coding on the quantized transform data, wherein the transform data have a time difference of a predetermined period from each other. In parallel to output converted data of a plurality of channels, a quantizing means for quantizing the converted data of a plurality of channels output from the parallelizing means, and a first quantum in the quantizing means. A data amount when at least the AC component in the conversion data quantized by the quantizer is coded by the variable-length coding; First encoding means for variable-length encoding at least an AC component in one of the conversion data of a plurality of channels; and a conversion input to the first quantizer in accordance with an output of the arithmetic means. Coefficient generating means for generating a control coefficient for controlling the quantization step of the second quantizer to which the conversion data before the predetermined period is input, in units of the predetermined period; and the first encoding. Second encoding means for encoding at least a direct current component in the conversion data after the predetermined period with respect to the conversion data encoded by the means, and an output of the first encoding means in the same period. An image coding apparatus comprising: a time-axis multiplexing unit that multiplexes the output of the second encoding unit with the output of the second encoding unit preceding.
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