JPH0514875A - 画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化装置

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JPH0514875A
JPH0514875A JP3187009A JP18700991A JPH0514875A JP H0514875 A JPH0514875 A JP H0514875A JP 3187009 A JP3187009 A JP 3187009A JP 18700991 A JP18700991 A JP 18700991A JP H0514875 A JPH0514875 A JP H0514875A
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JP3187009A
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Hisafumi Yanagihara
尚史 柳原
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Sony Corp
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ブロック化回路12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
する。DCT回路13は、各ブロックの画像データをD
CTして変換係数を算出する。量子化回路14は、変換
係数の領域50を行番号と列番号が所定値K以上である
領域51とその他の領域52に分割し、各領域51、5
2において有意変換係数が存在する最大の行番号u、U
と最大の列番号v、Vをそれぞれ検出して、行番号と列
番号がそれぞれu、v、U、V以下である領域53、5
4を検出し、領域53、54の変換係数のみを量子化し
て量子化データを形成して出力する 【効果】 従来の装置に比して符号化領域をより狭くす
ることができ、符号化効率を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【0006】また、例えば、変換係数Cijの画像ブロッ
クに相当する領域において、値が零以外の有意変換係数
ij(≠0)を例えば四角形で囲み、この囲まれた領域
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)が知られている。
【0007】具体的には、例えば図6a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8×
8の大きさとし、有意変換係数Cijが存在する最大の行
番号u1 及び最大の列番号v1 を検出し、これらの行番
号u1 及び列番号v1 によって分割され、有意変換係数
ijが含まれる(斜線で示す)領域81の変換係数Cij
を量子化し(以下、このように量子化の対象となる領域
81等を符号化領域という)、それ以外の領域に含まれ
る変換係数Cijは量子化の対象としないで、データ量を
削減するようになっている。また、例えば図6bに示す
ように、有意変換係数Cijが含まれる領域を、頂点の行
番号と列番号をそれぞれ(0,0)、(u2 ,0)、
(0,v2 )とする三角形で囲んだ符号化領域82の変
換係数Cijのみを量子化し、データ量を削減するように
なっている。
【0008】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。
【0009】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。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のゾー
ンコーディングでは、符号化領域81あるいは符号化領
域82にも、値が零である無意変換係数Cijが含まれて
いる場合があり、これらの無意変換係数Cijにもビット
が割り当てられることになり、符号化効率の劣化の原因
となっていた。あるいは、画像ブロックのデータ量を一
定とすると、無意変換係数Cijにビットを割り当てるこ
とは、量子化幅を大きくして量子化を行うことになり、
量子化歪みが増大する原因となっていた。
【0011】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有意変換係数を含む
符号化領域をより狭くすることができ、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。
【0012】
【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Cij(i=0
〜n−1,j=0〜n−1)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Cij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C
ijの上記1ブロックに相当する領域を、行番号i及び列
番号jが所定値K以上である第1の領域と、行番号iあ
るいは列番号jが所定値K未満である第2の領域とに分
割する分割手段と、該分割手段で分割された第1の領域
に含まれる変換係数Cij(i=K〜n−1,j=K〜n
−1)のうちの値が零以外である有意変換係数Cij(≠
0)が存在する最大の行番号u及び最大の列番号vを検
出すると共に、該第1の領域のうちの行番号iと列番号
jがそれぞれu、v以下である第3の領域を検出する第
1の検出手段と、上記分割手段で分割された第2の領域
に含まれる変換係数Cij(i=0〜K−1,j=0〜n
−1、あるいはi=0〜n−1,j=0〜K−1)のう
ちの値が零以外である有意変換係数Cij(≠0)が存在
する最大の行番号U及び最大の列番号Vを検出すると共
に、該第2の領域のうちの行番号iと列番号jがそれぞ
れU、V以下である第4の領域を検出する第2の検出手
段と、上記第1の検出手段で検出された第3の領域に含
まれる変換係数Cij(i=K〜u,j=K〜v)及び上
記第2の検出手段で検出された第4の領域に含まれる変
換係数Cij(i=0〜K−1,j=0〜V、あるいはi
=0〜U,j=0〜K−1)を量子化するように上記量
子化手段を制御すると共に、上記第1及び第2の検出手
段で検出された行番号u、U及び列番号v、Vを出力す
る制御手段とを有することを特徴とする。
【0013】
【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Cijを算出し、この変換係数C
ij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Cijの1ブロックに相当する領
域を行番号i及び列番号jが所定値K以上である第1の
領域と行番号iあるいは列番号jが所定値K未満である
第2の領域とに分割し、第1の領域に含まれる変換係数
ijのうちの値が零以外である有意変換係数Cijが存在
する最大の行番号u及び最大の列番号vを検出すると共
に、この第1の領域のうちの行番号iと列番号jがそれ
ぞれu、v以下である第3の領域を検出し、また、第2
の領域に含まれる変換係数Cijのうちの値が有意変換係
数Cijが存在する最大の行番号U及び最大の列番号Vを
検出すると共に、この第2の領域のうちの行番号iと列
番号jがそれぞれU、V以下である第4の領域を検出す
る。そして、検出された第3及び第4の領域に含まれる
変換係数Cijのみを量子化するようにすると共に、検出
された行番号u、U及び列番号v、Vを出力する。
【0014】
【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。
【0015】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。
【0016】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=0〜H、Hは1フレー
ムあるいは1フィールドの画素数及び画像ブロックの画
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12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回
路(以下DCT回路という)13と、該DCT回路13
からの変換係数Cijを量子化して量子化データを形成す
る量子化回路14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VLCij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19と、該P/S変換器19からの伝送デ
ータに、例えば所謂スクランブルやNRZI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。
【0017】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フレームあるいは1フィールド分の
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を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。
【0018】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。
【0019】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フレームあるいは1フィールド分
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フレームあるいは1フィールド分を複数に
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。
【0020】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
レームあるいは1フィールド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
h 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。
【0021】上記DCT回路13は、例えば所謂DSP
(Digital Signal Processor)等から構成され、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
上述のように余弦関数を用いて直交変換して、変換係数
ij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。
【0022】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
ijを量子化した後、所謂ハフマン符号(Huffman cod
e)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
1 、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14c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 、Q2 、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。
【0023】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、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
以下であって低周波成分をより小さな量子化幅で(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。
【0024】具体的には、領域決定回路14bは、例え
ば図4に示すように、DCT回路13からの変換係数C
ijの1画像ブロックGh に相当する領域50を、行番号
i及び列番号jが所定値K以上である領域51と、行番
号iあるいは列番号jが所定値K未満である領域52と
に分割し、領域51に含まれる変換係数Cij(i=K〜
n−1,j=K〜n−1)のうちの値が零以外である有
意変換係数Cij(≠0)が存在する最大の行番号u及び
最大の列番号vを検出すると共に、この領域51のうち
の行番号iと列番号jがそれぞれu、v以下である領域
53を検出し、また、領域52に含まれる変換係数Cij
(i=0〜K−1,j=0〜n−1、あるいはi=0〜
n−1,j=0〜K−1)のうちの値が零以外である有
意変換係数Cij(≠0)が存在する最大の行番号U及び
最大の列番号Vを検出すると共に、この領域52のうち
の行番号iと列番号jがそれぞれU、V以下である領域
54を検出する。そして、この領域決定回路14bは、
検出した領域情報(行番号u、U、列番号 v、V)を
符号量算出回路14cに供給する。
【0025】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、領域53と領域54を
符号化領域とし、この符号化領域に含まれる変換係数C
ij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 の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
1 、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。
【0026】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倍し
ても同等である。
【0027】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5に示
すように、量子化データが、行番号i及び列番号jが所
定値K未満である領域54aの変換係数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、領域54から領域54aを除いた領域5
4bの変換係数Cijに相当するときは、量子化器Q2
らの量子化データを選択し、量子化データが領域53の
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。この結果、例えばm=1のときは、領域54
aの変換係数Cijが量子化幅qで量子化され、領域5
3、54bの変換係数Cijが量子化幅2qで量子化され
て得られる量子化データが符号化回路15に供給され
る。すなわち、有意変換係数Cijを含む領域53、54
を符号化領域とし、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。
【0028】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、量子化器50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。
【0029】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量子化データ
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番
号U及び列番号Vで囲まれる四角形の領域(例えば図6
aに示す領域81)とはせず、上述の図4に示すように
領域53、54とすることにより、符号化領域に含まれ
る値が零である無意変換係数Cijを従来の装置に比して
削減すること、すなわち符号化領域を狭くすることがこ
とができ、符号化効率を高くすることができる。換言す
ると、画像ブロックGh のデータ量が一定のときは、量
子化歪みを低減することができ、良好な画質を得ること
ができる。
【0030】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 で採用された量子化番号m及び領域情報
(行番号u、U、列番号v、V)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 で採用された量子化番
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G
h 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
u、U、列番号v、V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12
(=3×4)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。また、例えば領域53の形状
を正方形に限定すると、行番号uと列番号vは同じ値と
なるので、どちらか一方を記録すればよく、必要なビッ
ト数を9ビットにすることができる。
【0031】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、従来の装置に比して符号化領域を
狭く、すなわち量子化の対象となる変換係数Cijの数を
少なくすることができ、符号化効率を高くすることがで
きる。換言すると、画像ブロックGh のデータ量が一定
のときは、量子化歪みを低減することができ、良好な画
質を得ることができる。
【0032】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フレームあるいは1フィールド分の画像
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。
【0033】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。
【0034】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。
【0035】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。
【0036】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。
【0037】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。
【0038】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m=1のときは、上述の
図5に示す領域54aに含まれる量子化データを量子化
幅qで逆量子化し、領域54b及び領域53に含まれる
量子化データを量子化幅2qで逆量子化して変換係数C
ijを再生し、この変換係数CijをIDCT回路39に供
給する。
【0039】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。
【0040】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フレームあるいは1
フィールド分の画像データを形成してエラー補正回路4
1に供給する。
【0041】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。
【0042】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。
【0043】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、符号化領域を従来の装置に比し
て狭くすると共に、各画像ブロックGh で用いられた量
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、この量子化番号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。
【0044】
【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Cijを算出
し、この変換係数Cij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Cijの1ブ
ロックに相当する領域を行番号i及び列番号jが所定値
K以上である第1の領域と行番号iあるいは列番号jが
所定値K未満である第2の領域とに分割し、第1の領域
に含まれる変換係数Cijのうちの値が零以外である有意
変換係数Cijが存在する最大の行番号u及び最大の列番
号vを検出すると共に、この第1の領域のうちの行番号
iと列番号jがそれぞれu、v以下である第3の領域を
検出し、また、第2の領域に含まれる変換係数Cijのう
ちの値が有意変換係数Cijが存在する最大の行番号U及
び最大の列番号Vを検出すると共に、この第2の領域の
うちの行番号iと列番号jがそれぞれU、V以下である
第4の領域を検出する。そして、検出された第3の領域
と第4の領域を符号化領域とし、この符号化領域に変換
係数Cijのみを量子化すると共に、検出された行番号
u、U及び列番号v、Vを出力するすることにより、従
来の装置に比して符号化領域をより狭くすることがで
き、符号化効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【図4】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。
【図5】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。
【図6】従来の画像符号化装置で用いられていた符号化
領域を説明するための変換係数の領域を示す図である。
【符号の説明】
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 Q1 、Q2 、Q3 ・・・量子化器

Claims (1)

  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Cij(i=0〜n−
    1,j=0〜n−1)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Cij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Cijの上記1ブロ
    ックに相当する領域を、行番号i及び列番号jが所定値
    K以上である第1の領域と、行番号iあるいは列番号j
    が所定値K未満である第2の領域とに分割する分割手段
    と、 該分割手段で分割された第1の領域に含まれる変換係数
    ij(i=K〜n−1,j=K〜n−1)のうちの値が
    零以外である有意変換係数Cij(≠0)が存在する最大
    の行番号u及び最大の列番号vを検出すると共に、該第
    1の領域のうちの行番号iと列番号jがそれぞれu、v
    以下である第3の領域を検出する第1の検出手段と、 上記分割手段で分割された第2の領域に含まれる変換係
    数Cij(i=0〜K−1,j=0〜n−1、あるいはi
    =0〜n−1,j=0〜K−1)のうちの値が零以外で
    ある有意変換係数Cij(≠0)が存在する最大の行番号
    U及び最大の列番号Vを検出すると共に、該第2の領域
    のうちの行番号iと列番号jがそれぞれU、V以下であ
    る第4の領域を検出する第2の検出手段と、 上記第1の検出手段で検出された第3の領域に含まれる
    変換係数Cij(i=K〜u,j=K〜v)及び上記第2
    の検出手段で検出された第4の領域に含まれる変換係数
    ij(i=0〜K−1,j=0〜V、あるいはi=0〜
    U,j=0〜K−1)を量子化するように上記量子化手
    段を制御すると共に、上記第1及び第2の検出手段で検
    出された行番号u、U及び列番号v、Vを出力する制御
    手段とを有することを特徴とする画像符号化装置。
JP3187009A 1991-07-02 1991-07-02 画像符号化装置 Withdrawn JPH0514875A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0746594A (ja) * 1993-04-13 1995-02-14 Samsung Electron Co Ltd 符号化方法およびその装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0746594A (ja) * 1993-04-13 1995-02-14 Samsung Electron Co Ltd 符号化方法およびその装置

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Effective date: 19981008