JPH0514873A - Image encoder - Google Patents

Image encoder

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JPH0514873A
JPH0514873A JP19128091A JP19128091A JPH0514873A JP H0514873 A JPH0514873 A JP H0514873A JP 19128091 A JP19128091 A JP 19128091A JP 19128091 A JP19128091 A JP 19128091A JP H0514873 A JPH0514873 A JP H0514873A
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image
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Abstract

PURPOSE:To improve encoding efficiency by obviating a circuit, etc., detecting a memory and a difference for movement detection to make a circuit scale small and detecting movement in parallel with DCT to attain the shortening of a processing time and efficient movement detection. CONSTITUTION:A blocking circuit 12 divides image data into a block setting nXn pieces in spatial arrangement to be one block. A DCT circuit 13 calculates a conversion coefficient by DCT of image data in the respective blocks. A quantization circuit 14 sorts the respective blocks into moving images and still images based on the conversion coefficient, sets the area of low frequency components to be an encoding area at a still image area, sets the areas of low/high frequent components to be an encoding area at a moving image block, forms quantization data by quantizing the conversion coefficiency of the encoding area and outputs the quantization data.

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、特に画像データを離散余弦変換によって高能率符号
化する画像符号化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image coding apparatus, and more particularly to an image coding apparatus for highly efficient coding image data by discrete cosine transform.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像データを伝送したり、例えば磁気テ
ープ等の記録媒体に記録するとき、画像情報圧縮のため
に種々の符号化が採用されている。例えば所謂予測符号
化、変換符号化、ベクトル量子化等が知られている。
2. Description of the Related Art When transmitting image data or recording it on a recording medium such as a magnetic tape, various encodings are used for compressing image information. For example, so-called predictive coding, transform coding, vector quantization, etc. are known.

【0003】ところで、上記変換符号化は、画像信号の
有する相関性を利用し、標本値(以下画像データとい
う)を相互に直交する軸に変換して画像データ間の相関
を無相関化し、データ量の削減を行うものであり、所謂
基底ベクトルが互いに直交し、変換前の平均信号電力の
総和と直交変換により得られる所謂変換係数の平均電力
の総和が等しく、かつ低周波成分への電力集中度に優れ
た直交変換が採用されており、例えば所謂アダマール変
換、ハール変換、カールネン・ルーベ(K−L)変換、
離散余弦変換(以下DCT:Discrete Cosine Transfor
m という)、離散正弦変換(以下DST:Discrete Sin
e Transform という)、傾斜(スラント)変換等が知ら
れている。
By the way, the transform coding utilizes the correlation of image signals to transform sample values (hereinafter referred to as image data) into mutually orthogonal axes to uncorrelate the correlation between image data, The so-called basis vectors are orthogonal to each other, the sum of the average signal power before conversion and the sum of the average power of so-called conversion coefficients obtained by orthogonal conversion are equal, and the power is concentrated on low-frequency components. An excellent orthogonal transform is adopted, for example, so-called Hadamard transform, Haar transform, Karnen-Roube (KL) transform,
Discrete Cosine Transfor
m), discrete sine transformation (hereinafter DST: Discrete Sin)
e Transform), slant transform, etc. are known.

【0004】ここで、上記DCTについて簡単に説明す
る。DCTは、画像を空間配置における水平・垂直方向
ともにn個(n×n)の画素からなる画像ブロックに分
割し、画像ブロック内の画像データを余弦関数を用いて
直交変換するものである。このDCTは、高速演算アル
ゴリズムが存在し、画像データの実時間変換を可能にす
る1チップの所謂LSIが実現したことにより、画像デ
ータの伝送や記録に広く用いられるようになっている。
また、DCTは、符号化効率として、効率に直接影響す
る低周波成分への電力集中度の点で最適な変換である上
記K−L変換と殆ど同等の特性を有するものである。し
たがって、DCTにより得られる変換係数を、電力が集
中する成分のみを符号化することにより、全体として情
報量の大幅な削減が可能となる。
Here, the DCT will be briefly described. The DCT divides an image into image blocks each consisting of n (n × n) pixels in the horizontal and vertical directions in a spatial arrangement, and orthogonally transforms image data in the image blocks using a cosine function. The DCT has come to be widely used for transmission and recording of image data because a high-speed operation algorithm exists and a one-chip so-called LSI that enables real-time conversion of image data is realized.
Further, the DCT has almost the same characteristics as the KL conversion, which is the optimum conversion in terms of the coding efficiency in terms of the degree of power concentration on the low-frequency component that directly affects the efficiency. Therefore, it is possible to significantly reduce the information amount as a whole by encoding the transform coefficient obtained by the DCT only for the component where the power is concentrated.

【0005】具体的には、n×n個の画像データをDC
Tして得られる変換係数を例えばCij(i=0〜n−
1,j=0〜n−1)で表すと、変換係数C00は画像ブ
ロック内の平均輝度値を表す直流成分に対応し、その電
力は、通常、他の成分に比べてかなり大きくなる。そこ
で、この直流成分を粗く量子化した場合、視覚的に大き
な画質劣化として感じられる直交変換符号化特有の雑音
である所謂ブロック歪みが生じるところから、変換係数
00に多くのビット数(例えば8ビット以上)を割り当
てて均等量子化し、直流成分を除く他の成分(以下交流
成分という)の変換係数Cij(C00を除く)には、例え
ば視覚の空間周波数が高域では低下するという視覚特性
を利用して、高周波成分ほどビット数の割り当てを減少
させて量子化するようになっている。
Specifically, n × n image data is DC
The conversion coefficient obtained by T is, for example, C ij (i = 0 to n−
1, j = 0 to n−1), the conversion coefficient C 00 corresponds to the DC component representing the average luminance value in the image block, and its power is usually considerably larger than the other components. Therefore, when the coarsely quantizing the DC components, from where the so-called block distortion is visually orthogonal transform coding specific noise felt as a large image quality degradation occurs, the number of number of bits to transform coefficients C 00 (e.g., 8 (Equal to or more bits) are equally quantized, and the conversion coefficient C ij (excluding C 00 ) of the other components (hereinafter referred to as AC components) excluding the DC component is, for example, that the visual spatial frequency decreases in the high range. By utilizing the characteristics, the higher the frequency component is, the more the bit number is allocated and the quantization is performed.

【0006】また、例えば、変換係数Cijの1画像ブロ
ックに相当する領域において、値が零以外の有意変換係
数Cij(≠0)が存在する最大の行番号と列番号を検出
し、有意変換係数をこの行と列とで決定される四角形で
囲み、この囲まれた領域(以下、このような領域を単に
符号化領域という)に含まれる変換係数Cijのみを量子
化する所謂ゾーンコーディング(Zonal Coding)におい
て、画像ブロックを動きのある動画ブロックと動きのな
い静止画ブロックに分類し、動画ブロックと静止画ブロ
ックで符号化領域の大きさを変えて量子化を行い、符号
化効率を高めることが行われている。
Further, for example, in a region corresponding to one image block of transform coefficients C ij, to detect the maximum line number and column number value exists significant transform coefficients C ij other than zero (≠ 0), a significant So- called zone coding in which transform coefficients are surrounded by a rectangle determined by the rows and columns, and only the transform coefficients C ij included in the enclosed area (hereinafter, such an area is simply referred to as a coding area) are quantized. In (Zonal Coding), an image block is classified into a moving image block with motion and a still image block without motion, and quantization is performed by changing the size of the coding area between the moving image block and the still image block to improve coding efficiency. Is being raised.

【0007】具体的には、静止画ブロックでは、例えば
図8に示すように、変換係数Cijの画像ブロックに相当
する領域80を例えば8×8の大きさとすると、有意変
換係数Cijが低周波領域に集中する。一方、動画ブロッ
クでは、例えば図9に示すように有意変換係数Cijの低
周波領域への集中度が低くなる。
[0007] Specifically, in the still image block, for example, as shown in FIG. 8, when the size of the transform coefficients C ij corresponds to an image block area 80, for example, 8 × 8, the low significant transform coefficients C ij Focus on the frequency domain. On the other hand, in the moving image block, as shown in FIG. 9, for example, the degree of concentration of the significant conversion coefficient C ij in the low frequency region is low.

【0008】そこで、従来の装置では、2つの所謂フレ
ームメモリを備え、各画像ブロック毎にフレーム間の差
分を検出し、差分が大きい画像ブロックを動画ブロック
とし、差分が小さな画像ブロックを静止画ブロックして
画像ブロックの分類を行うようになっている。そして、
動画ブロックに対しては符号化領域を広くし、静止画ブ
ロックに対しては符号化領域を狭くして適応的に量子化
を行うことにより、データ量を削減して、符号化効率を
高めるようになっている。
Therefore, the conventional apparatus is provided with two so-called frame memories, detects a difference between frames for each image block, sets an image block having a large difference as a moving image block, and an image block having a small difference as a still image block. Then, the image blocks are classified. And
By increasing the coding area for moving picture blocks and narrowing the coding area for still picture blocks and adaptively quantizing, the amount of data is reduced and coding efficiency is improved. It has become.

【0009】そして、画像データの伝送や記録では、画
像データをDCTして得られる変換係数Cijを上述のよ
うに量子化した後、さらに圧縮を行うために所謂ハフマ
ン符号化(Huffman coding)やランレングス符号化(Ru
n Length coding )等の可変長符号化を施し、得られる
符号化データに同期信号やパリティ等を付加して伝送や
記録を行うようになっている。
In the transmission and recording of image data, the transform coefficient C ij obtained by DCT of the image data is quantized as described above, and so-called Huffman coding or Run length coding (Ru
Variable length coding such as n length coding) is performed, and a sync signal and a parity are added to the obtained coded data for transmission and recording.

【0010】さらに、例えば映像信号をディジタル信号
として磁気テープに記録するディジタルビデオテープレ
コーダ(以下単にVTRという)では、編集や変速再生
等を考慮すると1フレームあるいは1フィールドのデー
タ量が一定(固定長)であることが望ましく、また回路
規模を考慮すると、1画像ブロックの符号化データのデ
ータ量あるいは符号化データを所定の画像ブロック数分
集めた処理単位のデータ量も一定であることが望まし
い。そこで、VTRでは、量子化幅が互いに異なる複数
の量子化器を準備しておき、例えば画像ブロックのデー
タ量が所定値以下であって量子化幅が最小の量子化器を
選択して量子化を行うようになっている。
Further, in a digital video tape recorder (hereinafter simply referred to as VTR) for recording a video signal as a digital signal on a magnetic tape, the data amount of one frame or one field is fixed (fixed length) in consideration of editing and variable speed reproduction. In view of the circuit scale, it is desirable that the data amount of encoded data of one image block or the data amount of a processing unit in which the encoded data is collected by a predetermined number of image blocks is constant. Therefore, in the VTR, a plurality of quantizers having different quantizing widths are prepared, and for example, a quantizer having a data amount of an image block equal to or less than a predetermined value and having a smallest quantizing width is selected and quantized. Is supposed to do.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のゾー
ンコーディングにおける動き検出を伴う適応的な量子化
では、高い符号化効率を得ることができるが、動き検出
のために、上述のように2つのフレームメモリや差分を
検出するための回路等が必要となり、従来の装置では回
路規模が大きくなっていた。また、動き検出のために処
理時間が長くなっていた。
By the way, although high coding efficiency can be obtained by the adaptive quantization accompanied by the motion detection in the zone coding described above, it is possible to obtain the two coding values as described above for the motion detection. A frame memory, a circuit for detecting a difference, and the like are required, and the circuit scale is large in the conventional device. Further, the processing time is long due to the motion detection.

【0012】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、従来の装置に比して回路規模を小さくす
ることができると共に、処理時間を短くすることがで
き、また、動き検出を精度良く行い得、符号化効率が高
い画像符号化装置の提供を目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the circuit scale, the processing time, and the motion detection as compared with the conventional device. It is an object of the present invention to provide an image coding apparatus which can perform the above-mentioned processing with high accuracy and has high coding efficiency.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するために、画像データを空間配置におけるn×n
個を1ブロックとするブロックに分割するブロック化手
段と、該ブロック化手段からの各ブロックの画像データ
を余弦関数を用いて直交変換して変換係数を算出する離
散余弦変換手段と、該離散余弦変換手段からの変換係数
を量子化して量子化データを形成し、該量子化データを
出力する量子化手段と、上記離散余弦変換手段からの変
換係数に基づいて、上記各ブロックが動きがある動画ブ
ロックか動きがない静止画ブロックかを検出し、ブロッ
クが静止画ブロックのときは変換係数の低周波成分を量
子化し、ブロックが動画ブロックのときは変換係数の上
記低周波成分及び高周波成分を量子化するように上記量
子化手段を制御する制御手段とを有することを特徴とす
る。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, image data is arranged in a spatial arrangement of n × n.
Blocking means for dividing each block into one block, discrete cosine transforming means for orthogonally transforming image data of each block from the blocking means using a cosine function to calculate transform coefficients, and the discrete cosine A moving image in which each block moves based on the quantizing means that quantizes the transform coefficient from the transforming means to form quantized data and outputs the quantized data, and the transform coefficient from the discrete cosine transforming means. Detects whether the block is a still image block with no motion, quantizes the low frequency component of the transform coefficient when the block is a still image block, and quantizes the low frequency component and the high frequency component of the transform coefficient when the block is a moving image block. Control means for controlling the quantizing means so as to change the value.

【0014】[0014]

【作用】本発明に係る画像符号化装置では、画像データ
を空間配置におけるn×n個を1ブロックとするブロッ
クに分割し、各ブロックの画像データを余弦関数を用い
て直交変換して変換係数を算出し、この変換係数を量子
化して量子化データを形成し、該量子化データを出力す
る際に、変換係数に基づいて各ブロックが動きがある動
画ブロックか動きがない静止画ブロックかを検出し、ブ
ロックが静止画ブロックのときは変換係数の低周波成分
を量子化し、ブロックが動画ブロックのときは変換係数
の上記低周波成分及び高周波成分を量子化するようにす
る。
In the image coding apparatus according to the present invention, the image data is divided into blocks in which n × n in the spatial arrangement is one block, and the image data of each block is orthogonally transformed using the cosine function to obtain transform coefficients. Is calculated, and the transform coefficient is quantized to form quantized data, and when the quantized data is output, whether each block is a moving image block with motion or a still image block with no motion is determined based on the transform coefficient. When the block is a still image block, the low frequency component of the transform coefficient is quantized, and when the block is a moving image block, the low frequency component and the high frequency component of the transform coefficient are quantized.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明に係る画像符号化装置の一実施
例を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明を適
用した画像符号化装置の回路構成を示すものであり、図
2は、この画像符号化装置を適用したディジタルビデオ
テープレコーダ(以下単にVTRという)の記録系の回
路構成を示すものであり、図3は、該VTRの再生系の
回路構成を示すものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an image coding apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit configuration of an image coding apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a circuit configuration of a recording system of a digital video tape recorder (hereinafter simply referred to as VTR) to which the image coding apparatus is applied. FIG. 3 shows a circuit configuration of a reproduction system of the VTR.

【0016】まず、このVTRについて説明する。この
VTRは、図2に示すように、アナログ映像信号をディ
ジタル信号に変換し、得られる画像データに所謂変換符
号化等のデータ処理を施してデータ圧縮を行った後、磁
気ヘッド21を介して磁気テープ1に記録する記録系
と、図3に示すように、磁気テープ1から磁気ヘッド3
1によって再生される再生信号を2値化すると共に、復
号化等のデータ処理を施した後、アナログ信号に変換し
てアナログ映像信号を再生する再生系とから構成され
る。
First, the VTR will be described. As shown in FIG. 2, this VTR converts an analog video signal into a digital signal, performs data processing such as so-called conversion coding on the obtained image data to perform data compression, and then, through the magnetic head 21. A recording system for recording on the magnetic tape 1 and the magnetic tape 1 to the magnetic head 3 as shown in FIG.
The reproduction signal reproduced by 1 is binarized, and after being subjected to data processing such as decoding, it is converted into an analog signal and reproduced as an analog video signal.

【0017】上記記録系は、上述の図2に示すように、
映像信号をサンプリングし、ディジタル信号に変換して
画像データを形成するアナログ/ディジタル変換器(以
下A/D変換器という)11と、該A/D変換器11か
らの画像データを空間配置におけるn×n個を1ブロッ
クとする画像ブロックGh (h=1〜H、Hは1フレー
ムの画素数及び画像ブロックGh の画素数n2 に依存す
る)に分割すると共に、所定数の画像ブロックGhから
なる、例えばデータ処理や伝送の1単位となる処理単位
を形成するブロック化回路12と、該ブロック化回路1
2からの画像データを余弦関数を用いて直交変換(以下
DCT:Discrete Cosine Transform という)して各画
像ブロックGh の変換係数Cij(i=0〜n−1,j=
0〜n−1)を算出する離散余弦変換回路(以下DCT
回路という)13と、該DCT回路13からの変換係数
ijを量子化して量子化データを形成する量子化回路1
4と、該量子化回路14からの量子化データを、例えば
所謂可変長符号により符号化して符号化データVLCij
(i=0〜n−1,j=0〜n−1)を形成する符号化
回路15と、該符号化回路15からの符号化データVL
ijに、例えばエラー検出やエラー訂正のためのパリテ
ィを処理単位毎に付加するパリティ付加回路17と、該
パリティ付加回路17からのパリティが付加された符号
化データVLCijに、同期信号と画像ブロックGh の番
号h等を識別する識別ビット(以下IDという)を処理
単位毎に付加して伝送データを形成する同期信号挿入回
路18と、該同期信号挿入回路18からパラレルデータ
として送られてくる伝送データをシリアルデータに変換
するパラレル/シリアル(以下P/Sという)変換器1
9と、該P/S変換器19からの伝送データに記録に適
した変調処理を施して記録信号を生成し、上記磁気ヘッ
ド21に供給するチャンネルエンコーダ(以下ENCと
いう)20とから構成される。
The recording system, as shown in FIG.
An analog / digital converter (hereinafter referred to as an A / D converter) 11 that samples a video signal and converts it into a digital signal to form image data, and the image data from the A / D converter 11 is n in a spatial arrangement. A predetermined number of image blocks are divided into image blocks G h (h = 1 to H, H is dependent on the number of pixels in one frame and the number of pixels n 2 of the image blocks G h ) in which n is one block. Blocking circuit 12 that forms a processing unit, which is one unit of data processing or transmission, that is composed of G h , and the blocking circuit 1
The image data from 2 is orthogonally transformed (hereinafter referred to as DCT: Discrete Cosine Transform) using the cosine function, and the transformation coefficient C ij (i = 0 to n−1, j =) of each image block G h
Discrete cosine transform circuit (hereinafter DCT) for calculating 0 to n-1)
Circuit 13 and a quantizing circuit 1 for quantizing transform coefficients C ij from the DCT circuit 13 to form quantized data.
4 and the quantized data from the quantization circuit 14 are encoded by, for example, a so-called variable length code to obtain encoded data VLC ij.
Encoding circuit 15 forming (i = 0 to n-1, j = 0 to n-1), and encoded data VL from the encoding circuit 15
For example, a parity addition circuit 17 for adding a parity for error detection or error correction to C ij for each processing unit, and a coded data VLC ij to which a parity from the parity addition circuit 17 is added are provided with a synchronization signal and an image. An identification bit (hereinafter referred to as an ID) for identifying the number h or the like of the block G h is added to each processing unit to form transmission data, and a synchronization signal insertion circuit 18 sends parallel data from the synchronization signal insertion circuit 18. Parallel / serial (hereinafter referred to as P / S) converter 1 for converting incoming transmission data into serial data
9 and a channel encoder (hereinafter referred to as ENC) 20 which applies a modulation process suitable for recording to the transmission data from the P / S converter 19 to generate a recording signal and supplies the recording signal to the magnetic head 21. ..

【0018】そして、この記録系は、端子2を介してア
ナログ信号として供給される映像信号を画像データに変
換した後、例えば1フレーム分の画像データを画像ブロ
ックGh に分割し、各画像ブロックGh の画像データを
DCTして変換係数Cijを算出し、この変換係数Cij
量子化して量子化データを形成すると共に、可変長符号
により量子化データを符号化して符号化データVLCij
を形成するようになっている。また、この記録系は、符
号化データVLCijに同期信号等を処理単位毎に付加し
て伝送データを形成した後、この伝送データに記録に適
した変調、例えばスクランブルやNRZI変調処理を施
し、磁気ヘッド21よって磁気テープ1に記録するよう
になっている。
In this recording system, after converting a video signal supplied as an analog signal via the terminal 2 into image data, for example, one frame of image data is divided into image blocks G h , and each image block is divided into image blocks G h. The transform coefficient C ij is calculated by performing DCT on the image data of G h, the transform coefficient C ij is quantized to form quantized data, and the quantized data is encoded by the variable length code to obtain the encoded data VLC ij.
Are formed. Further, in this recording system, a sync signal or the like is added to the encoded data VLC ij for each processing unit to form transmission data, and then the transmission data is subjected to modulation suitable for recording, for example, scrambling or NRZI modulation processing, Recording is performed on the magnetic tape 1 by the magnetic head 21.

【0019】かくして、本発明に係る画像符号化装置、
すなわち上述のように構成されるVTRの要部は、上記
ブロック化回路12〜量子化回路14から構成され、具
体的には、以下のようになっている。
Thus, the image coding apparatus according to the present invention,
That is, the main part of the VTR configured as described above is composed of the blocking circuit 12 to the quantizing circuit 14, and is specifically as follows.

【0020】上記ブロック化回路12は、例えば図1に
示すように、例えば1フレーム分の記憶容量を有し、画
像データを記憶するメモリ12aと、該メモリ12aか
ら画像データを空間配置におけるn×n個を1ブロック
とする画像ブロックGh に分割すると共に、1フレーム
分を複数に分割した所定数の画像ブロックGh からなる
処理単位毎に読み出すブロック化器12bとから構成さ
れる。
As shown in FIG. 1, for example, the blocking circuit 12 has a memory capacity of, for example, one frame, stores a memory 12a for storing image data, and n × n the image data from the memory 12a in a spatial arrangement. with dividing n number of the image blocks G h to 1 block, composed of a blocking unit 12b read out for each processing unit consisting of the image block G h predetermined number obtained by dividing one frame into a plurality.

【0021】そして、このブロック化回路12は、端子
4を介して供給される画像データをメモリ12aに1フ
レーム毎に記憶すると共に、このメモリ12aに記憶さ
れている画像データを空間配置における例えば8×8個
を1ブロックとする画像ブロックGh に分割すると共
に、所定数の画像ブロックGh からなる処理単位毎に読
み出し、この読み出した画像データをDCT回路13に
供給するようになっている。
The blocking circuit 12 stores the image data supplied through the terminal 4 in the memory 12a for each frame, and the image data stored in the memory 12a in the spatial arrangement of, for example, 8 bits. The image block G h is divided into 8 × 8 blocks as one block, and the read image data is supplied to the DCT circuit 13 for each processing unit consisting of a predetermined number of image blocks G h .

【0022】上記DCT回路13は、例えば所謂DSP
(Digital Signal Processor)等からなり、余弦関数を
用いて垂直方向に直交変換するDCT13aと、更に水
平方向に直交変換するDCT13bとから構成され(以
下、1方向の直交変換を1次元DCTといい、2方向の
直交変換を2次元DCTという)、ブロック化回路12
から処理単位毎に供給される画像データを2次元DCT
して変換係数Cijを算出し、この変換係数Cijを量子化
回路14に供給するようになっている。
The DCT circuit 13 is, for example, a so-called DSP.
(Digital Signal Processor) and the like, and is composed of a DCT 13a that performs orthogonal transform in the vertical direction using a cosine function and a DCT 13b that performs orthogonal transform in the horizontal direction (hereinafter, the orthogonal transform in one direction is referred to as a one-dimensional DCT, The orthogonal transformation in two directions is referred to as a two-dimensional DCT), the block circuit 12
2D DCT of image data supplied from
Then, the transform coefficient C ij is calculated, and the transform coefficient C ij is supplied to the quantization circuit 14.

【0023】上記量子化回路14は、同じく図1に示す
ように、上記DCT回路13からの変換係数Cijを処理
単位毎に記憶するバッファメモリ14aと、該バッファ
メモリ14aから読み出された変換係数Cijをそれぞれ
量子化して量子化データを形成する量子化器Q1
2 、Q3 と、上記DCT13aからの垂直方向の変換
係数に基づいて各画像ブロックGh の動きを検出し、こ
れらの画像ブロックGhを動きのある動画ブロックと動
きのない静止画ブロックに分類する動き検出回路50
と、該動き検出回路50からの分類情報に基づいて、上
記DCT回路13からの変換係数Cijのうち、値が零以
外の有意変換係数Cij(≠0)を、動画ブロックと静止
画ブロックで互いに異なる所定の形状で囲み、この囲ま
れた領域の変換係数Cijのみを量子化する所謂ゾーンコ
ーディング(Zonal Coding)を行うために、量子化の対
象となる領域(以下符号化領域という)を決定する領域
決定回路14bと、該領域決定回路14bで決定された
符号化領域に含まれる変換係数Cijを量子化した後、所
謂ハフマン符号(Huffman code)により符号化して画像
ブロックGh のデータ量を検出すると共に、該データ量
に基づいて上記量子化器Q1 、Q2 、Q3 の量子化幅を
制御する符号量算出回路14cと、該符号量算出回路1
4cにハフマン符号の符号化則(以下テーブルという)
を与えるハフマン符号テーブル回路14dと、上記符号
量算出回路14cの制御のもとに上記量子化器Q1 、Q
2 、Q3 の出力の1つを選択するセレクタ14eとから
構成される。
As shown in FIG. 1, the quantization circuit 14 includes a buffer memory 14a for storing the conversion coefficient C ij from the DCT circuit 13 for each processing unit, and the conversion read from the buffer memory 14a. A quantizer Q 1 , which quantizes the coefficients C ij to form quantized data,
The motion of each image block G h is detected based on Q 2 and Q 3 and the conversion coefficient in the vertical direction from the DCT 13a, and these image blocks G h are made into a moving image block with motion and a still image block without motion. Motion detection circuit 50 for classification
Based on the classification information from the motion detection circuit 50, among the conversion coefficients C ij from the DCT circuit 13, significant conversion coefficients C ij (≠ 0) other than zero are set as moving image blocks and still image blocks. In order to perform so-called zone coding in which only the transform coefficients C ij of the enclosed area are quantized by being surrounded by predetermined shapes different from each other, the area to be quantized (hereinafter referred to as an encoding area) Of the image block G h after the quantization of the transform coefficient C ij included in the coding region decided by the region decision circuit 14b for deciding the image block G h by the so-called Huffman code. and detects the amount of data, and the code amount calculation circuit 14c for controlling the quantization width of the quantizer Q 1, Q 2, Q 3 based on the amount of data, said code amount calculation circuit 1
Huffman coding rule in 4c (hereinafter referred to as table)
A Huffman code table circuit 14d to give, the code amount calculation circuit 14c based on the quantizer Q 1, Q control of
2, composed of a selector 14e for selecting one of the outputs of the Q 3.

【0024】さらに、上記動き検出回路50は、例えば
図4に示すように、上記DCT13aから端子55を介
して供給される垂直方向の変換係数のn列分を、高周波
成分から順に累積する累積回路51と、該累積回路51
からの累積値と所定の閾値THを比較して、累積値が閾
値THを超える行番号kを検出する比較回路52と、該
比較回路52からの検出された行番号kに基づいて、各
画像ブロックGh を動画ブロックと静止画ブロックに分
類する分類回路53とから構成される。
Further, the motion detecting circuit 50 is, for example, as shown in FIG. 4, an accumulating circuit for accumulating n columns of vertical transform coefficients supplied from the DCT 13a through a terminal 55 in order from a high frequency component. 51 and the accumulating circuit 51
Based on the detected row number k from the comparison circuit 52, which compares the cumulative value from the predetermined threshold value TH with the predetermined threshold value TH to detect the row number k whose cumulative value exceeds the threshold value TH. It is composed of a classification circuit 53 for classifying the block G h into a moving image block and a still image block.

【0025】そして、この量子化回路14は、DCT回
路13からの変換係数Cijを、動画ブロックと静止画ブ
ロックとで異なる形状の符号化領域を用いてゾーンコー
ディングすると共に、画像ブロックGh のデータ量が所
定のデータ量以下であって量子化歪みが最小となるよう
に最小の量子化幅で(細かく)量子化して量子化データ
を形成し、この量子化データを符号化回路15に供給す
るようになっている。
Then, the quantizing circuit 14 zone-codes the transform coefficient C ij from the DCT circuit 13 by using coding regions having different shapes for the moving image block and the still image block, and at the same time, for the image block G h . The amount of data is equal to or less than a predetermined amount of data, and quantization data is quantized (finely) with a minimum quantization width so that quantization distortion is minimized, and the quantized data is supplied to the encoding circuit 15. It is supposed to do.

【0026】具体的には、累積回路51は、DCT13
aからの画像データを垂直方向に1次元DCTして得ら
れる変換係数Dij(i=0〜n−1,j=0〜n−1)
の例えば絶対値を、垂直方向の高周波成分から順次累積
し、累積値を各行毎に出力する。例えば画像ブロックG
h の大きさを8×8とすると、各行の変換係数Dijの合
計Ti は、下記(1)式により求められる。
More specifically, the accumulator circuit 51 includes a DCT 13
Transform coefficients D ij (i = 0 to n-1, j = 0 to n-1) obtained by performing one-dimensional DCT on the image data from a in the vertical direction
For example, the absolute value is sequentially accumulated from the high frequency component in the vertical direction, and the accumulated value is output for each row. For example, image block G
Assuming that the size of h is 8 × 8, the total T i of the conversion coefficients D ij of each row can be calculated by the following equation (1).

【0027】 Ti =|Di0|+|Di1|+|Di1|+・・・+|Di7| ・・・(1)T i = | D i0 | + | D i1 | + | D i1 | + ... + | D i7 | (1)

【0028】そして、各行の変換係数Dijの合計T
i を、下記(2)式に示すように高周波成分から順次累
積し、この累積値Sを各行毎に比較回路52に供給す
る。 Si =Si+1 +Ti (i=7〜0) ・・・(2)
Then, the total T of the conversion coefficients D ij of each row
i is sequentially accumulated from high frequency components as shown in the following formula (2), and the accumulated value S is supplied to the comparison circuit 52 for each row. S i = S i + 1 + T i (i = 7 to 0) (2)

【0029】比較回路52は、この累積値Si と閾値T
Hを各行毎に比較して、累積値Si が閾値THを超える
行番号kを検出し、この行番号kを分類回路53に供給
する。
The comparison circuit 52 uses the accumulated value S i and the threshold value T i.
By comparing H for each row, the row number k for which the cumulative value S i exceeds the threshold value TH is detected, and this row number k is supplied to the classification circuit 53.

【0030】分類回路53は、この行番号kを所定値、
例えば「5」と比較し、行番号kが「5」以上のとき
は、当該画像ブロックGh を動画ブロックと、行番号k
が「5」未満のときは、当該画像ブロックGh を静止画
ブロックと判別する。そして、例えば、動画ブロックで
は論理「1」と、静止画ブロックでは論理「0」を分類
情報として端子56を介して上述の図1に示す領域決定
回路14b及び上述の図2に示すパリティ付加回路17
に供給する。
The classification circuit 53 sets the row number k to a predetermined value,
For example, when compared with “5” and the line number k is “5” or more, the image block G h is regarded as the moving image block and the line number k.
Is less than “5”, the image block G h is determined as a still image block. Then, for example, logic "1" in the moving image block and logic "0" in the still image block are used as classification information through the terminal 56 to determine the area determination circuit 14b shown in FIG. 1 and the parity addition circuit shown in FIG. 17
Supply to.

【0031】かくして、動き検出回路50は、DCT1
3aからの垂直方向に1次元DCTして得られる変換係
数Dijの分布に基づいて、高周波成分が多く含まれる画
像ブロックGh を動画ブロックとし、高周波成分が多く
含まれない画像ブロックGh を静止画ブロックとして各
画像ブロックGh を分類し、分類情報を領域決定回路1
4bに供給するようになっている。
Thus, the motion detection circuit 50 has the DCT1
Based on the distribution of the transform coefficients D ij obtained by one-dimensional DCT in the vertical direction from 3a, the image block G h containing a large amount of high frequency components is set as a moving image block, and the image block G h containing a small amount of high frequency components is defined as Each image block G h is classified as a still image block, and the classification information is used as the area determination circuit 1.
4b.

【0032】領域決定回路14bは、画像ブロックGh
が静止画ブロックのときは、例えば図5aに示すよう
に、DCT回路13からの変換係数Cijの1画像ブロッ
クGh に相当する領域60において、値が零以外である
有意変換係数Cij(≠0)を四角形で囲み、この囲まれ
た(斜線で示す)領域を符号化領域61とし、また例え
ば図5bに示すように、有意変換係数Cijを三角形で囲
み、この囲まれた領域を符号化領域62とする。一方、
画像ブロックGh が動画ブロックのときは、この領域決
定回路14bは、例えば図6aに示すように、上述の形
状が四角形の符号化領域61に加えて垂直方向の高周波
成分を含む領域を符号化領域63とし、また例えば図6
bに示すように、上述の形状が三角形の符号化領域62
に加えて垂直方向の高周波成分を含む領域を符号化領域
64とする。そして、領域決定回路14bは、符号化領
域を識別するための領域情報、例えば、静止画ブロック
では上述の図5aに示す行番号U1 と列番号V1 、ある
いは上述の図5bに示す行番号U2 と列番号V2 を符号
量算出回路14cに供給し、一方、動画ブロックでは、
上述の図6aに示す列番号v1、v2 、あるいは上述の
図6bに示す行番号u1 と列番号v2 、v3 を符号量算
出回路14cに供給する。
The area determination circuit 14b is used by the image block G h.
Is a still image block, for example, as shown in FIG. 5A, in the region 60 corresponding to one image block G h of the transform coefficient C ij from the DCT circuit 13, the significant transform coefficient C ij (value of which is non-zero). ≠ 0) is surrounded by a quadrangle, and the enclosed area (shown by diagonal lines) is a coding area 61. Further, for example, as shown in FIG. 5b, the significant conversion coefficient C ij is enclosed by a triangle, and this enclosed area is surrounded by a triangle. The coding area 62 is used. on the other hand,
When the image block G h is a moving image block, the area determination circuit 14 b encodes an area including a high frequency component in the vertical direction in addition to the above-described encoded area 61 having a rectangular shape as shown in FIG. 6A. The area 63 is used, and, for example, FIG.
As shown in FIG. 5b, the above-described shape is a triangular encoded area 62.
In addition to the above, a region including a high frequency component in the vertical direction is set as a coding region 64. Then, the area determination circuit 14b uses the area information for identifying the encoded area, for example, in the still image block, the row number U 1 and the column number V 1 shown in FIG. 5a, or the row number shown in FIG. 5b. U 2 and the column number V 2 are supplied to the code amount calculation circuit 14c, while in the moving image block,
The column numbers v 1 and v 2 shown in FIG. 6a or the row numbers u 1 and column numbers v 2 and v 3 shown in FIG. 6b are supplied to the code amount calculation circuit 14c.

【0033】符号量算出回路14cは、領域決定回路1
4bからの領域情報に基づいて、符号化領域に含まれる
変換係数Cijを、低周波成分ほど小さな量子化幅で量子
化するような複数の量子化幅の組合せで画像ブロックG
h毎に量子化した後、ハフマン符号テーブル回路14d
からのハフマン符号テーブルに基づいて符号化して画像
ブロックGh のデータ量を検出し、画像ブロックGh
データ量が所定値以下であって最小の量子化幅の(量子
化歪みが最小となる)組合せを検出する。そして、この
符号量算出回路14cは、検出された量子化幅の組合せ
を示す量子化番号mを量子化器Q1 、Q2 、Q3 に供給
し、領域情報をセレクタ14eに供給すると共に、この
量子化番号mと領域情報を端子6、7をそれぞれ介して
上述の図2に示すパリティ付加回路17に供給する。
The code amount calculating circuit 14c is a region determining circuit 1
Based on the area information from 4b, the image block G is formed by combining a plurality of quantization widths such that the transform coefficient C ij included in the coding area is quantized with a smaller quantization width for lower frequency components.
After quantization for each h , Huffman code table circuit 14d
To detect the data amount of the image block G h by performing encoding based on the Huffman code table from (1) to (4) and the data amount of the image block G h is a predetermined value or less and the minimum quantization width (quantization distortion becomes minimum. ) Detect the combination. Then, the code amount calculation circuit 14c supplies the quantizers Q 1 , Q 2 , and Q 3 with the quantization number m indicating the combination of the detected quantization widths, and supplies the region information to the selector 14e. The quantization number m and the area information are supplied to the parity adding circuit 17 shown in FIG. 2 via the terminals 6 and 7, respectively.

【0034】量子化器Q1 、Q2 、Q3 は、それぞれの
量子化幅が符号量算出回路14cからの量子化番号mに
基づいて制御されるようになっており、例えば量子化番
号mが「0」(以下単にm=0という)のとき、量子化
器Q1 、Q2 、Q3 の全てが所定の量子化幅qで量子化
を行い、m=1のとき、量子化器Q1 、Q2 は量子化幅
qで量子化を行い、量子化器Q3 は量子化幅2qで量子
化を行い、m=2のとき、量子化器Q1 は量子化幅qで
量子化を行い、量子化器Q2 、Q3 は量子化幅2qで量
子化を行い、m=3のとき、量子化器Q1 、Q2 、Q3
の全てが量子化幅2qで量子化を行い・・・、すなわち
量子化番号mが小さく、また添字の番号が若い量子化器
ほど小さな量子化幅で(細かく)量子化を行うようにな
っており、バッファメモリ14aから読み出された変換
係数Cijをそれぞれ量子化して、同一の変換係数Cij
対して例えば互いに異なるデータ量の量子化データをそ
れぞれ形成し、これらの量子化データをセレクタ14e
に供給する。なお、量子化幅を2倍(例えばqに対して
2q)にする代わりに、変換係数Cij自体を1/2倍に
しても同等である。
The quantizers Q 1 , Q 2 and Q 3 have their respective quantization widths controlled on the basis of the quantization number m from the code amount calculating circuit 14c. For example, the quantization number m Is “0” (hereinafter simply referred to as m = 0), all of the quantizers Q 1 , Q 2 , and Q 3 perform quantization with a predetermined quantization width q, and when m = 1, the quantizer Q 1 and Q 2 quantize with a quantization width q, quantizer Q 3 quantizes with a quantization width 2q, and when m = 2, quantizer Q 1 quantizes with a quantization width q. And quantizers Q 2 , Q 3 quantize with a quantization width of 2q, and when m = 3, quantizers Q 1 , Q 2 , Q 3
All perform quantization with a quantization width of 2q ... That is, a quantizer with a smaller quantization number m and a smaller subscript number has a smaller quantization width (finer). Therefore, the transform coefficients C ij read from the buffer memory 14a are quantized, quantized data of different data amounts are formed for the same transform coefficient C ij , and the quantized data are selected. 14e
Supply to. In addition, instead of doubling the quantization width (for example, 2q with respect to q), the conversion coefficient C ij itself may be halved.

【0035】セレクタ14eは、符号量算出回路14c
からの領域情報に基づいて量子化器Q1 、Q2 、Q3
らの量子化データを切り換え選択する。例えば図7に示
すように、セレクタ14eは、変換係数Cijの1画像ブ
ロックGh に相当する領域70を低周波成分の領域7
1、中間の周波数成分の領域72、高周波成分の領域7
3の3つの領域に分け、量子化データが、符号化領域の
うちの領域71に含まれる変換係数Cijに相当するとき
は、量子化器Q1 からの量子化データを選択し、量子化
データが、符号化領域のうちの領域72に含まれる変換
係数Cijに相当するときは、量子化器Q2 からの量子化
データを選択し、量子化データが、符号化領域のうちの
領域73に含まれる変換係数Cijに相当するときは、量
子化器Q3 からの量子化データを選択し、量子化データ
が符号化領域以外の領域の変換係数Cijに相当するとき
は、いずれの量子化器Q1 、Q2 、Q3 からの量子化デ
ータも選択せず、このようにして選択した量子化データ
を符号化回路15に供給する。
The selector 14e includes a code amount calculation circuit 14c.
The quantized data from the quantizers Q 1 , Q 2 and Q 3 are switched and selected based on the area information from For example, as shown in FIG. 7, the selector 14e causes the area 70 corresponding to one image block G h of the conversion coefficient C ij to be the area 7 of the low frequency component.
1, intermediate frequency component region 72, high frequency component region 7
When the quantized data is divided into three regions of 3 and corresponds to the transform coefficient C ij included in the region 71 of the coding region, the quantized data from the quantizer Q 1 is selected and quantized. When the data corresponds to the transform coefficient C ij included in the area 72 of the coding area, the quantized data from the quantizer Q 2 is selected, and the quantized data is the area of the coding area. 73 corresponds to the transform coefficient C ij , the quantized data from the quantizer Q 3 is selected, and when the quantized data corresponds to the transform coefficient C ij of the area other than the coding area, Also, the quantized data from the quantizers Q 1 , Q 2 , and Q 3 are not selected, and the quantized data thus selected is supplied to the encoding circuit 15.

【0036】この結果、例えば上述の図7に示すよう
に、画像ブロックGhが静止画ブロックであって符号化
領域が上述の図5bに示す符号化領域62(図7では破
線で示す)であり、m=1のときは、符号化領域62の
うちの領域71に含まれる変換係数Cijが量子化幅qで
量子化され、符号化領域62のうちの領域72に含まれ
る変換係数Cijが量子化幅2qで量子化され得られる量
子化データが符号化回路15に供給される。すなわち、
画像ブロックGh を動画ブロックと静止画ブロックに分
類し、動画ブロックと静止画ブロックとで符号化領域の
形状を変え、この符号化領域において、低周波成分ほど
小さな量子化幅で(細かく)量子化されて得られる量子
化データが符号化回路15に供給される。
As a result, for example, as shown in FIG. 7 described above, the image block G h is a still image block and the coding area is the coding area 62 shown in FIG. 5b (shown by a broken line in FIG. 7). Yes, when m = 1, the transform coefficient C ij included in the region 71 of the coding region 62 is quantized with the quantization width q, and the transform coefficient C included in the region 72 of the coding region 62. Quantized data obtained by quantizing ij with a quantization width of 2q is supplied to the encoding circuit 15. That is,
The image block G h is classified into a moving image block and a still image block, the shape of the coding region is changed between the moving image block and the still image block, and in this coding region, the lower the frequency component, the smaller the quantization width (fine) the quantum. The quantized data obtained by the coding is supplied to the coding circuit 15.

【0037】上記符号化回路15は、可変長符号化を行
う例えばハフマン符号器と所謂ランレングス符号(Run
Length code )器等から構成され、この符号化回路15
は、セレクタ14eからの量子化データをハフマン符号
とランレングス符号によりそれぞれ符号化して符号化デ
ータVLCijを形成し、この符号化データVLCijを端
子5を介して上述の図2に示すパリティ付加回路17に
供給するようになっている。
The coding circuit 15 is, for example, a Huffman coder for performing variable length coding and a so-called run length code (Run).
Length code) device and the like, and this encoding circuit 15
Encodes the quantized data from the selector 14e with a Huffman code and a run length code, respectively, to form encoded data VLC ij . The encoded data VLC ij is added via the terminal 5 to the parity addition shown in FIG. It is adapted to be supplied to the circuit 17.

【0038】この結果、符号化回路15からは、画像ブ
ロックGh のデータ量が所定値以下であって量子化歪み
が最小となるように量子化されて得られる符号化データ
VLCijが出力される。そして、このとき、符号化領域
を、従来の装置のように有意変換係数Cijが存在する最
大の行及び列で囲まれる四角形の領域と一義的に決定す
るのではなく、垂直方向の1次元DCTして得られる変
換係数Dijに基づいて画像ブロックGh を動画ブロック
と静止画ブロックに分類し、動画ブロックと静止画ブロ
ックにおいて、例えば上述の図5、6に示すように、符
号化領域を互いに異なる形状の領域とすることにより、
例えば従来の技術で述べたような図8に示す静止画ブロ
ックの変換係数Cijの分布、すなわち低域集中度が高い
分布、図9に示す動画ブロックの変換係数Cijの分布、
すなわち低域集中度が低い分布にそれぞれ適合した量子
化を行うことができ、高い符号化効率を得ることができ
る。また、画像ブロックGh を動画ブロックと静止画ブ
ロックに分類するための動き検出をDCT13aからの
変換係数Dijを用いて行っており、従来の装置のよう
に、動き検出のためのフレームメモリや差分を検出する
回路等を必要とせず、回路規模をより小さくすることが
できる。また、動き検出を垂直方向の1次元DCTして
得られる変換係数Dijに基づいて、すなわち垂直方向の
周波数解析に基づいて行っているので、動き検出の精度
がよい。さらに、動き検出を水平方向の1次元DCTと
同時に進行して行うことができ、処理時間を短くするこ
とができる。
As a result, the coding circuit 15 outputs coded data VLC ij obtained by being quantized so that the data amount of the image block G h is a predetermined value or less and the quantization distortion is minimized. It Then, at this time, the coding area is not uniquely determined as a rectangular area surrounded by the maximum rows and columns in which the significant conversion coefficient C ij exists as in the conventional apparatus, but one-dimensional in the vertical direction. The image block G h is classified into a moving image block and a still image block based on the transform coefficient D ij obtained by DCT, and in the moving image block and the still image block, for example, as shown in FIGS. By setting the areas of different shapes,
For example, the distribution of the conversion coefficient C ij of the still image block shown in FIG. 8 as described in the related art, that is, the distribution having a high low-frequency concentration, the distribution of the conversion coefficient C ij of the moving image block shown in FIG. 9,
That is, it is possible to perform quantization that is suitable for each distribution having a low low-frequency concentration, and it is possible to obtain high coding efficiency. Further, the motion detection for classifying the image block G h into the moving image block and the still image block is performed by using the conversion coefficient D ij from the DCT 13a, and the frame memory for motion detection and the like as in the conventional device are used. The circuit scale can be further reduced without requiring a circuit for detecting the difference. In addition, since the motion detection is performed based on the conversion coefficient D ij obtained by the one-dimensional DCT in the vertical direction, that is, based on the frequency analysis in the vertical direction, the accuracy of the motion detection is good. Furthermore, the motion detection can be performed simultaneously with the one-dimensional DCT in the horizontal direction, and the processing time can be shortened.

【0039】そして、上述の図2に示すパリティ付加回
路17と同期信号挿入回路18は、符号化回路15から
の符号化データVLCij、量子化回路14からの各画像
ブロックGh の分類情報、採用された量子化番号m及び
領域情報(行番号u1 、U1 、列番号v1 、V1 等)を
時分割多重すると共に、パリティ、同期信号を付加して
伝送データを形成する。この結果、例えば、1処理単位
が先頭から順に同期信号、ID、各画像ブロックGh
分類情報、量子化番号m及び領域情報、所定数の画像ブ
ロックGh の符号化データVLCij、パリティからなる
伝送データが出力される。なお、上述のように領域情報
を各画像ブロックGh 毎に記録しておくのは、後述する
ように再生の際に符号化領域を認識できるようにするた
めであるが、例えば画像ブロックGh の大きさを8×8
とすると、行番号u1 、U1 、列番号v1 、V1 等の値
は最大で「7」であるから、領域情報のために新たに必
要とされるビット数は6(=3×2)あるいは9(=3
×3)ビットとなり、符号化効率に対しては殆ど影響を
与えることはない。
Then, the parity addition circuit 17 and the synchronization signal insertion circuit 18 shown in FIG. 2 described above include the encoded data VLC ij from the encoding circuit 15 and the classification information of each image block G h from the quantization circuit 14, The adopted quantization number m and area information (row numbers u 1 , U 1 , column numbers v 1 , V 1, etc.) are time-division multiplexed, and parity and synchronization signals are added to form transmission data. As a result, for example, one processing unit in order from the beginning is the synchronization signal, the ID, the classification information of each image block G h , the quantization number m and the region information, the encoded data VLC ij of a predetermined number of image blocks G h , and the parity. The transmission data is output. Incidentally, the area information as described above is recorded for each image block G h is in order to be able to recognize the coding region when the regeneration as described below, for example, an image block G h Size of 8 × 8
Then, since the values of the row numbers u 1 , U 1 , column numbers v 1 , V 1, etc. are “7” at maximum, the number of bits newly required for the area information is 6 (= 3 ×). 2) or 9 (= 3
× 3) bits, which hardly affects the coding efficiency.

【0040】以上のように、この画像符号化装置は、端
子4を介して供給される画像データをメモリ12aに一
旦記憶し、記憶した画像データを、空間配置におけるn
×n個を1ブロックとする画像ブロックGh に分割する
と共に、所定数の画像ブロックGh からなる処理単位毎
に読み出し、各画像ブロックGh の画像データをDCT
した後、得られる変換係数Cijを、画像ブロックGh
データ量が所定値以下であって量子化歪みが最小となる
量子化幅の組合せで量子化し、この量子化データを可変
長符号化し、得られる符号化データVLCijを端子5を
介して出力する際に、DCT13aからの垂直方向に1
次元DCTして得られる変換係数Dijに基づいて、各画
像ブロックGh を動画ブロックと静止画ブロックに分類
し、符号化領域を、静止画ブロックでは低周波成分の領
域とし、動画ブロックでは低周波成分及び高周波成分の
領域とし、符号化領域の変換係数Cijのみを量子化する
ことにより、符号化効率を高くすることができる。ま
た、動き検出を垂直方向の1次元DCTして得られる変
換係数Dijに基づいて、すなわち垂直方向の周波数解析
に基づいて行っているので、動き検出の精度がよい。さ
らに、動き検出を水平方向の1次元DCTと同時に進行
して行うことができ、処理時間を短くすることができ
る。
As described above, this image coding apparatus temporarily stores the image data supplied via the terminal 4 in the memory 12a, and stores the stored image data in the n spatial arrangement.
The image data is divided into image blocks G h having × n blocks as one block, and read for each processing unit including a predetermined number of image blocks G h, and the image data of each image block G h is DCT.
After that, the obtained transform coefficient C ij is quantized with a combination of quantization widths in which the data amount of the image block G h is a predetermined value or less and the quantization distortion is minimum, and this quantized data is variable-length coded. , When outputting the obtained encoded data VLC ij via the terminal 5, it is 1 in the vertical direction from the DCT 13a.
Based on the transformation coefficient D ij obtained by the dimension DCT, each image block G h is classified into a moving image block and a still image block, and the coding region is a low frequency component region in the still image block and low in the moving image block. Encoding efficiency can be increased by quantizing only the transform coefficient C ij of the encoding region as the region of the frequency component and the high frequency component. In addition, since the motion detection is performed based on the conversion coefficient D ij obtained by the one-dimensional DCT in the vertical direction, that is, based on the frequency analysis in the vertical direction, the accuracy of the motion detection is good. Furthermore, the motion detection can be performed simultaneously with the one-dimensional DCT in the horizontal direction, and the processing time can be shortened.

【0041】つぎに、このVTRの再生系について説明
する。この再生系は、上述の図3に示すように、磁気テ
ープ1から磁気ヘッド31によって再生される再生信号
にNRZI復調等の信号処理を施して伝送データを再生
するチャンネルデコーダ(以下単にDECという)32
と、該DEC32からシリアルデータとして送られてく
る伝送データをパラレルデータに変換するシリアル/パ
ラレル(以下S/Pという)変換器33と、該S/P変
換器33からの伝送データの同期を引き込むと共に、符
号化データVLCijを再生する同期信号検出回路34
と、該符号化データVLCijの再生の際に生じる時間軸
の変動を補正する時間軸補正回路(以下TBC:Time B
ase Corrector という)35と、該TBC35からの符
号化データVLCijのエラー訂正を行うと共に、エラー
訂正できなかった符号化データVLCijに対してエラー
フラグEFをセットするエラー訂正回路36と、該エラ
ー訂正回路36からの記録の際に可変長符号化された符
号化データVLCijを復号化して量子化データを再生す
る復号化回路37と、該復号化回路37からの量子化デ
ータに逆量子化の信号処理を施して変換係数Cijを再生
する逆量子化回路38と、該逆量子化回路38からの変
換係数Cijを直交変換して画像データを再生する逆離散
余弦変換回路(以下IDCT回路という)39と、該I
DCT回路39から画像ブロックGh 毎に供給される画
像データから1フレーム分の画像データを形成する逆ブ
ロック化回路40と、上記エラー訂正回路36からのエ
ラーフラグEFに基づいて上記逆ブロック化回路40か
らの画像データにエラー補正を施すエラー補正回路41
と、該エラー補正回路41からの画像データをアナログ
信号に変換して出力するディジタル/アナログ変換器
(以下D/A変換器という)42とから構成される。
Next, the reproducing system of this VTR will be described. As shown in FIG. 3 described above, this reproducing system is a channel decoder (hereinafter simply referred to as DEC) that reproduces transmission data by performing signal processing such as NRZI demodulation on a reproduced signal reproduced from the magnetic tape 1 by the magnetic head 31. 32
And a serial / parallel (hereinafter referred to as S / P) converter 33 for converting transmission data sent as serial data from the DEC 32 into parallel data, and pulling in synchronization of transmission data from the S / P converter 33. Together with the synchronization signal detection circuit 34 for reproducing the encoded data VLC ij
And a time axis correction circuit (hereinafter TBC: Time B) for correcting the fluctuation of the time axis that occurs during reproduction of the encoded data VLC ij.
ASE Corrector) 35, an error correction circuit 36 that performs error correction of the encoded data VLC ij from the TBC 35, and sets an error flag EF for the encoded data VLC ij that could not be error-corrected. A decoding circuit 37 that decodes the encoded data VLC ij that has been variable-length encoded at the time of recording from the correction circuit 36 and reproduces quantized data, and dequantization into quantized data from the decoding circuit 37. an inverse quantization circuit 38 to reproduce the transform coefficients C ij performs signal processing, inverse discrete cosine transform circuit for reproducing image data by orthogonal transformation transform coefficients C ij from inverse quantization circuit 38 (hereinafter IDCT 39) and the I
A deblocking circuit 40 that forms one frame of image data from the image data supplied from the DCT circuit 39 for each image block G h , and the deblocking circuit based on the error flag EF from the error correction circuit 36. Error correction circuit 41 for performing error correction on image data from 40
And a digital / analog converter (hereinafter referred to as D / A converter) 42 which converts the image data from the error correction circuit 41 into an analog signal and outputs the analog signal.

【0042】つぎに、以上のように構成される再生系の
動作について説明する。DEC32は、磁気テープ1か
ら磁気ヘッド31によって再生される再生信号を2値化
した後、NRZI復調すると共に、ディスクランブル処
理を施して伝送データを再生し、この伝送データをS/
P変換器33を介して同期信号検出回路34に供給す
る。
Next, the operation of the reproducing system configured as described above will be described. The DEC 32 binarizes the reproduction signal reproduced by the magnetic head 31 from the magnetic tape 1, then performs NRZI demodulation, performs descrambling processing to reproduce the transmission data, and reproduces the transmission data by S / S.
The signal is supplied to the sync signal detection circuit 34 via the P converter 33.

【0043】同期信号検出回路34は、S/P変換器3
3でパラレルデータに変換された伝送データから同期信
号を検出して同期を引き込むと共に、符号化データVL
ijを再生し、この符号化データVLCijをTBC35
に供給する。
The synchronizing signal detection circuit 34 is used for the S / P converter 3
The sync signal is detected from the transmission data converted into parallel data in step 3 to pull in synchronization, and the encoded data VL
C ij is reproduced and this encoded data VLC ij is converted to TBC35.
Supply to.

【0044】TBC35は、符号化データVLCijの時
間軸補正を行い、再生の際に生じる時間軸の変動を吸収
し、この時間軸補正された符号化データVLCijをエラ
ー訂正回路36に供給する。
The TBC 35 corrects the time axis of the encoded data VLC ij , absorbs the fluctuation of the time axis that occurs during reproduction, and supplies the time axis corrected encoded data VLC ij to the error correction circuit 36. ..

【0045】エラー訂正回路36は、符号化データVL
ijのエラー訂正を記録の際に付加されたパリティを用
いて行うと共に、エラー訂正能力を超えたエラーを有す
る符号化データVLCijに対してエラーフラグEFをセ
ットし、エラー訂正された符号化データVLCijを復号
化回路37に供給する。
The error correction circuit 36 uses the encoded data VL.
The error correction of C ij is performed using the parity added at the time of recording, and the error flag EF is set for the coded data VLC ij having an error exceeding the error correction capability, and the error-corrected coding is performed. The data VLC ij is supplied to the decoding circuit 37.

【0046】復号化回路37は、記録の際にハフマン符
号及びランレングス符号により符号化されている符号化
データVLCijを復号化して量子化データを再生し、こ
の量子化データを逆量子化回路38に供給する。
The decoding circuit 37 decodes the coded data VLC ij coded by the Huffman code and the run length code at the time of recording to reproduce the quantized data, and dequantizes the quantized data. 38.

【0047】逆量子化回路38は、符号化データVLC
ijと共に再生される各画像ブロックGh の分類情報、量
子化番号m及び領域情報(行番号u、U、列番号v、
V)に基づいて、記録の際に用いられた量子化幅の組合
せと符号化領域を認識する。そして、例えば、画像ブロ
ックGh が静止画ブロックであって符号化領域が上述の
図5bに示す符号化領域62であり、m=1のときは、
符号化領域62であって領域71に含まれる量子化デー
タを量子化幅qで逆量子化し、符号化領域62であって
領域72に含まれる量子化データを量子化幅2qで逆量
子化し、符号化領域62以外の領域では値を「0」とし
て変換係数Cijを再生し、この変換係数CijをIDCT
回路39に供給する。
The dequantization circuit 38 uses the encoded data VLC.
classification information of each image block G h reproduced together with ij , quantization number m, and area information (row number u, U, column number v,
Based on V), the combination of the quantization widths used at the time of recording and the coding area are recognized. Then, for example, when the image block G h is a still image block, the coding region is the coding region 62 shown in FIG. 5b, and when m = 1,
The quantized data included in the region 71 and the encoded region 62 is inversely quantized with the quantization width q, and the quantized data included in the region 72 and the encoded region 62 is inversely quantized with the quantization width 2q. In the areas other than the coding area 62, the conversion coefficient C ij is reproduced by setting the value to “0”, and this conversion coefficient C ij is IDCT.
Supply to the circuit 39.

【0048】IDCT回路39は、記録の際に用いられ
た変換行列に対応する転置行列を用いて変換係数Cij
直交変換して画像データを画像ブロックGh 毎に再生
し、この画像データを逆ブロック化回路40に供給す
る。
The IDCT circuit 39 orthogonally transforms the transform coefficient C ij using the transposed matrix corresponding to the transform matrix used at the time of recording, reproduces the image data for each image block G h, and reproduces this image data. It is supplied to the inverse blocking circuit 40.

【0049】逆ブロック化回路40は、画像ブロックG
h 毎に再生される画像データから1フレーム分の画像デ
ータを形成してエラー補正回路41に供給する。
The deblocking circuit 40 uses the image block G.
Image data for one frame is formed from the image data reproduced for each h and supplied to the error correction circuit 41.

【0050】エラー補正回路41は、例えば、上述のエ
ラー訂正回路36においてエラー訂正できなった画像デ
ータの近隣のエラーがない画像データを用いて補間処理
を行うことにより、エラー訂正できなった画像データの
エラー補正を行い、このエラーが補正された画像データ
をD/A変換器42に供給する。
The error correction circuit 41 performs an interpolation process using, for example, image data having no error in the vicinity of the image data that cannot be error-corrected by the error correction circuit 36 described above, so that the error-corrected image data cannot be corrected. Error correction is performed, and the image data with this error corrected is supplied to the D / A converter 42.

【0051】D/A変換器42は、エラー補正された画
像データをアナログ信号に変換し、端子3からアナログ
映像信号を例えば輝度信号Y及び色差信号U、Vとして
出力する。
The D / A converter 42 converts the error-corrected image data into an analog signal, and outputs the analog video signal from the terminal 3 as a luminance signal Y and color difference signals U and V, for example.

【0052】以上のように、画像ブロックGh のデータ
量を所定値以下とし、すなわち所定数の画像ブロックG
h からなる処理単位を固定長とし、各画像ブロックGh
の画像データをDCTし、得られる変換係数Cijを量子
化して記録を行う際に、垂直方向に1次元DCTして得
られる変換係数Dijに基づいて、各画像ブロックGh
動画ブロックと静止画ブロックに分類し、符号化領域
を、静止画ブロックでは低周波成分の領域とし、動画ブ
ロックでは低周波成分及び高周波成分の領域とし、符号
化領域の変換係数Cijのみを量子化すると共に、各画像
ブロックGh の分類情報、量子化番号m及び符号化領域
を示す領域情報を記録しておき、再生の際に、これらの
分類情報、量子化番号m及び領域情報に基づいて逆量子
化を行って再生を行うことにより、記録の際に効率良く
符号化しているので、良好な画質を得ることができる。
また、処理単位が固定長であり、編集や変速再生等を簡
単に行うことができる。
As described above, the data amount of the image block G h is set to a predetermined value or less, that is, the predetermined number of image blocks G h.
A processing unit consisting of h has a fixed length, and each image block G h
DCT of the image data and the obtained conversion coefficient C ij is quantized and recorded, each image block G h is regarded as a moving image block based on the conversion coefficient D ij obtained by one-dimensional DCT in the vertical direction. The coding area is classified into still image blocks, the coding area is defined as a low frequency component area in the still image block, and the low frequency component and high frequency component area is defined in the moving image block, and only the transform coefficient C ij of the coding area is quantized. , The classification information of each image block G h , the quantization number m, and the area information indicating the coding area are recorded, and the inverse quantum based on the classification information, the quantization number m, and the area information at the time of reproduction. By performing the encoding and the reproduction, the encoding is efficiently performed at the time of recording, so that a good image quality can be obtained.
Further, since the processing unit is a fixed length, editing and variable speed reproduction can be easily performed.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上の説明でも明らかなように、本発明
では、画像データを空間配置におけるn×n個を1ブロ
ックとするブロックに分割し、各ブロックの画像データ
を余弦関数を用いて直交変換して変換係数を算出し、こ
の変換係数を量子化して量子化データを形成し、量子化
データを出力する際に、変換係数に基づいて、各ブロッ
クが動きがある動画ブロックか動きがない静止画ブロッ
クかを検出し、ブロックが静止画ブロックのときは変換
係数の低周波成分を量子化し、ブロックが動画ブロック
のときは変換係数の低周波成分及び高周波成分を量子化
することにより、動き検出のためのメモリや差分を検出
する回路等が不要になり、従来の装置に比して回路規模
を小さくすることができる。また、動き検出を2次元D
CTの処理と平行して行うことにより、処理時間を短く
することができる。さらに、動き検出を精度良く行い
得、符号化効率が高くすることができる。
As is apparent from the above description, in the present invention, the image data is divided into blocks each having n × n in the spatial arrangement as one block, and the image data of each block is orthogonalized using a cosine function. Transform to calculate transform coefficient, quantize this transform coefficient to form quantized data, and output the quantized data, based on the transform coefficient, each block is moving video block or no moving block Motion is detected by detecting whether it is a still image block, quantizing the low frequency component of the transform coefficient when the block is a still image block, and quantizing the low frequency component and high frequency component of the transform coefficient when the block is a moving image block. A memory for detection, a circuit for detecting a difference, and the like are unnecessary, and the circuit scale can be reduced as compared with the conventional device. In addition, motion detection is performed in two-dimensional D
The processing time can be shortened by performing the processing in parallel with the CT processing. Furthermore, the motion detection can be performed with high accuracy, and the coding efficiency can be improved.

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

【図1】本発明を適用した画像符号化装置の回路構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an image encoding device to which the present invention has been applied.

【図2】上記画像符号化装置を適用したディジタルビデ
オテープレコーダの記録系の回路構成を示すブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a recording system of a digital video tape recorder to which the image encoding device is applied.

【図3】上記画像符号化装置を適用したディジタルビデ
オテープレコーダの再生系の回路構成を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of a reproduction system of a digital video tape recorder to which the image encoding device is applied.

【図4】上記画像符号化装置を構成する動き検出回路の
具体的な構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration of a motion detection circuit that constitutes the image encoding device.

【図5】静止画ブロックの符号化領域を説明するための
変換係数の領域を示す図である。
[Fig. 5] Fig. 5 is a diagram illustrating a region of a transform coefficient for explaining a coding region of a still image block.

【図6】動画ブロックの符号化領域を説明するための変
換係数の領域を示す図である。
[Fig. 6] Fig. 6 is a diagram illustrating a region of a transform coefficient for explaining a coding region of a moving image block.

【図7】上記符号化領域の量子化幅を説明するための変
換係数の領域を示す図である。
[Fig. 7] Fig. 7 is a diagram illustrating a region of a transform coefficient for explaining the quantization width of the coding region.

【図8】静止画ブロックの変換係数の分布を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a distribution of transform coefficients of a still image block.

【図9】動画ブロックの変換係数の分布を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a distribution of conversion coefficients of moving image blocks.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12・・・ブロック化回路 13・・・DCT回路 14・・・量子化回路 14b・・・領域決定手段 14c・・・符号量算出回路 50・・・動き検出回路 Q1 、Q2 、Q3 ・・・量子化器12 ... blocking circuit 13 ... DCT circuit 14 ... quantization circuit 14b ... region determining unit 14c ... code amount calculating circuit 50 ... motion detection circuit Q 1, Q 2, Q 3 ... Quantizer

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 画像データを空間配置におけるn×n個
を1ブロックとするブロックに分割するブロック化手段
と、 該ブロック化手段からの各ブロックの画像データを余弦
関数を用いて直交変換して変換係数を算出する離散余弦
変換手段と、 該離散余弦変換手段からの変換係数を量子化して量子化
データを形成し、該量子化データを出力する量子化手段
と、 上記離散余弦変換手段からの変換係数に基づいて、上記
各ブロックが動きがある動画ブロックか動きがない静止
画ブロックかを検出し、ブロックが静止画ブロックのと
きは変換係数の低周波成分を量子化し、ブロックが動画
ブロックのときは変換係数の上記低周波成分及び高周波
成分を量子化するように上記量子化手段を制御する制御
手段とを有することを特徴とする画像符号化装置。
Claim: What is claimed is: 1. A block forming means for dividing image data into blocks each of which has n * n pieces in a spatial arrangement, and image data of each block from the block forming means is set to a cosine function. Discrete cosine transform means for orthogonally transforming to calculate transform coefficients, quantizing means for quantizing transform coefficients from the discrete cosine transform means to form quantized data, and outputting the quantized data, Based on the transform coefficient from the discrete cosine transform means, it is detected whether each block is a moving image block or a still image block that does not move, and when the block is a still image block, the low frequency component of the transform coefficient is quantized. When the block is a moving image block, it has a control means for controlling the quantizing means so as to quantize the low frequency component and the high frequency component of the transform coefficient. Image coding device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006118288A1 (en) * 2005-05-03 2006-11-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dynamic image encoding method, dynamic image decoding method, and device thereof

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WO2006118288A1 (en) * 2005-05-03 2006-11-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dynamic image encoding method, dynamic image decoding method, and device thereof

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