JPH0622293A - 画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化装置

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JPH0622293A
JPH0622293A JP32404492A JP32404492A JPH0622293A JP H0622293 A JPH0622293 A JP H0622293A JP 32404492 A JP32404492 A JP 32404492A JP 32404492 A JP32404492 A JP 32404492A JP H0622293 A JPH0622293 A JP H0622293A
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JP
Japan
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block
priority
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coefficients
blocks
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JP32404492A
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English (en)
Inventor
Hideki Inomata
英樹 猪股
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 広帯域ISDN等の網でデータ(セル)の廃
棄が起こり得るので、符号化部においてハードウェアを
増加させずに、セルに優先度を割付け、画質劣化を抑え
る符号化装置を得ることを目的とする。 【構成】 画像信号を複数画素から構成されるブロック
に分割し、このブロック内の直交変換係数を求める直交
変換符号化手段と、この求めた直交変換係数の設定値以
下の数を演算する手段と、上記演算結果が閾値以下の場
合は、上記ブロックは優先ブロックであると判定し、優
先セルを割り付けて伝送するセル化手段を備えた。また
は複数ブロックをグループブロックとし、優先ブロック
数の多いものに優先セルを割り付けるようにした。更に
必要に応じてグループブロックの先頭を優先セルに割り
付けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、画像信号を高能率符
号化し、伝送する画像通信技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図12は例えば、真鍋他“ATM用映像
符号化装置の試作と画質評価”(信学技報vol.90
IE90−79)の試作符号化装置構成図である。図
において1は前フレームとの差分を算出するための減算
器、2は主要符号化部であるDCT(離散コサイン変換
部)、7は量子化部、8は局部復号するための逆量子化
部、9は局部復号するための逆DCT部である。10は
局部復号するための加算器、11は予測するためのフレ
ームメモリである。16はDCT係数の低域と高域を分
離するための階層化部、17は階層化したMSP(重要
部分)とLSP(非重要部分)を多重するためのセル多
重化部である。
【0003】次に動作について説明する。ディジタル化
された画像データは減算器1にて前フレームとの差分を
とり、その後DCT変換部2にてDCT係数に変換され
る。そして量子化部7にて圧縮率と画質に応じた幅の量
子化が行われる。次に階層化部16でDCTブロック内
でジグザグスキャンされた順にある閾値で低域と高域に
分離する。差分データに対してDCTを行なうと係数は
低域に集まる修正があるので、低域は重要な情報とし
て、高域は非重要な情報として扱われる。ここで、低域
をMSP、高域をLSPと呼ぶ。階層化された画像デー
タは、MSPがフレーム間予測データに用いられ、LS
Pは予測データとして用いない。これはATM網のよう
に網で廃棄が起こる可能性があるため、LSPが廃棄さ
れても次のフレームで回復するためである。予測信号と
して用いられるMSPは逆量子化部8に送られ、逆DC
T変換部9でベースバンドに落とされた後、加算器10
とフレーム間予測部11によって局部復号される。MS
PとLSPはセル多重化部17でセル(53バイトのパ
ケット)化され、共に多重化されて伝送路へ送出され
る。また画像をDCT符号化する際に、幾つかの複数の
画像をブロック化し、更に複数のブロックをまとめてそ
の集合体をGOBと呼び、伝送効率を上げるためにGO
B単位で可変長符号化される。伝送時には、このGOB
の先頭をセルの先頭と合わせている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の符号化器は上記
の様に構成されており、DCT係数をMSP/LSPに
分離し別処理するためにハードウェア量が増加する。ま
た、分離することで本来1つのブロックのデータを2つ
に分けてしまうため余分なオーバーヘッドが付き、伝送
効率を落としていた。また伝送上のセル廃棄がLSPで
あっても、それがGOBの先頭セルであった場合、GO
Bスタートコードも脱落してしまうためGOBの認識が
できず、そのGOBのLSP符号全てが復号できなくな
り、画質劣化が大きくなるという課題もあった。
【0005】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、ハードウェアを増加させることな
く、また伝送効率の低下を抑え、更にセル廃棄の際の画
質劣化を抑える画像符号化装置を得ることを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる画像符
号化装置は、画像信号を複数画素から構成されるブロッ
クに分割し、このブロック内の直交変換係数を求める離
散コサイン変換手段と、この求めた直交変換係数の設定
値以下の数を演算する手段と、上記演算結果が閾値以下
の場合は、上記ブロックは優先ブロックであると判定
し、優先セルを割り付けて伝送するセル化手段を備え
た。また請求項2の発明は、更にブロックを複数個集め
てグル−プブロックとするグル−プブロック化手段を備
え、直交変換係数の設定値以下の数が閾値以上のブロッ
クが一定値以上集まったグル−プブロックを非優先グル
−プブロックとして、非優先セルを割り付けて伝送する
セル化手段を備えた。また請求項3の発明は、請求項1
または請求項2の発明に、更に非優先ブロックまたは非
優先グループブロックであっても先頭ブロックまたは先
頭グループブロックである場合は、優先セルを割りつけ
て伝送するセル化手段を備えた。
【0007】
【作用】この発明における画像符号化装置は、まず離散
コサイン変換(DCT)され、そのゼロ係数がカウント
され、その数が一定値以上のブロックは非優先セルとし
て伝送される。または複数ブロック毎にゼロ係数がカウ
ントされ、ある数の非優先ブロックの集まりは非優先グ
ル−プブロックとして非優先セルで伝送される。更に請
求項3の発明では、グループブロックの先頭は、または
必要に応じてブロックの先頭は、必ず優先セルとして伝
送される。
【0008】
【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図1は本発明の一実施例である画像符
号化装置の構成図である。図において1、2、7〜11
は従来と同等の構成要素である。即ち、1は前フレーム
との差分を算出するための減算器、2は主要符号化部で
あるDCT部である。7は量子化部、8は局部復号する
ための逆量子化部、9は局部復号するための逆DCT
部、10は局部復号の加算器、11は予測するためのフ
レームメモリである。新規な部分として、3は2次元の
DCT係数を低域から高域へ順番を並び変えるためのス
キャン変換部、4は“0”の係数をカウントするための
ゼロ係数カウント部、5はそのブロックを優先にするか
非優先にするかを判定するためのゼロ係数閾値、6はそ
のブロックを優先にするか非優先にするかを判定するブ
ロック識別部である。また、12は可変長符号化器、1
3は送信バッファメモリ、17aはセル化部である。
【0009】次に動作について説明する。ディジタル化
された画像データはブロック化された後、減算器1にて
前フレームとの差分をとり、その後DCT変換部2にて
DCT係数に変換される。そしてスキャン変換部3で低
域から高域へと係数の順序を並び変える。DCT変換結
果を説明する図が図2(a)である。図2(a)は8画
素×8ラインの例で、図の左上端がこの8×8=64個
で構成されるブロックのDC成分を表し、以下、右下端
がそのブロックの最高域“シ−ケンシー”の係数を表
す。スキャンの動作は、この図2(a)の形になった係
数を2次元のDCT係数を低減から高域へジグザグスキ
ャンして1次元の係数に変換する。一般に画像信号(動
画)のフレ−ム間差分をDCTすると非ゼロ係数は低域
に集まるという特徴がある。特に静止画などは全ての係
数がゼロとなり、無効のブロックとなる。つまり、その
場合には更新情報は利用されず、以前の画面がそのまま
表示される。
【0010】このようにして、ゼロ係数カウント部4に
おいてブロック内のDCT係数の内、“0”の係数のみ
をカウントする。この具体的なゼロ係数カウント部の回
路例を示したものが図2(b)の回路図である。なお、
この場合はDCT係数が“0”であるものをカウントし
ているが、その他の非常に低位な“設定値”を“0”に
替えて設定してもよい。そしてブロック識別部6で優先
ブロックの判定を行なう。DCTブロックが8画素×8
ラインのとき、64個のDCT係数が発生するが、64
個の内、例えば50個以上“0”の係数が発生した場
合、このDCTブロックは重要度が低いと判断して、非
優先ブロックとする。この時の判定の閾値−−上記の例
では50である−−は5のゼロ係数閾値部によって与え
られる。一次元に並び替えられたDCT係数のシ−ケン
シ−とは、図 3に示す矢印の各数値のことであり、図で
は7番目の係数を示している。これら閾値は自由に設定
ができる。
【0011】こうしてブロック識別部6でブロックの優
先度が判定された後、量子化部7にて圧縮率と画質に応
じた幅の量子化が行われる。そして一方は可変長符号化
部12に送られ、ここでハフマン符号化される。そして
その後、送信バッファ13に蓄積し、ここで情報発生量
のバースト性をある程度平滑化して伝送レートに応じた
速度で読み出す。そしてセル化部17aで先程の優先ブ
ロックと非優先ブロックに応じて優先セルと非優先セル
に分離する。ここで優先セル、非優先セルの送出方法は
以下の識別子つきで回線に送る。例えばセルのヘッダに
1ビットを付加して、図4に示すように順次回線に乗せ
れば、受信側では容易に区別が出来る。なお、実際には
図4のセル化デ−タは、優先セル、非優先セルが多重化
されて伝送される。一方量子化部7からは、ローカルデ
コーダ系として逆量子化部8に送られ、逆DCT変換部
9でベースバンドに落とされた後、加算器10とフレー
ム間予測部11によって局部復号される。
【0012】実施例2.次にこの発明の他の実施例を図
について説明する。図5は他の画像符号化装置の構成図
であり、実施例1にシ−ケンシ−の成分を識別する要素
を付加したものである。図において、14はシ−ケンシ
−閾値部で、図3の1ないし64の係数について各々あ
る値が設定されている。その他の要素は実施例1と同様
である。
【0013】この動作を説明する。シ−ケンシ−の高
域、低域の判定に関する動作以外の部分、つまり画像デ
−タのブロック化、DCT化、量子化、セル化について
は実施例1と同様なので説明を省略する。ここではDC
T係数のカウントの方法について説明する。8画素×8
ラインのブロックの場合、実施例1では64個の内例え
ば40個以上“0”の係数が発生した場合、このDCT
ブロックは重要度が低いと判断し、セルとしては非優先
セルを割り当てる。しかし、実施例2ではさらに係数の
シーケンシーに閾値を設け、例えば40個以上“0”が
発生していても、それがシ−ケンシ−のナンバ15〜6
4という高域側で発生している場合には低域側は変化が
あるので優先セルとする。この具体的な回路を図6に示
す。図6の回路によれば、シ−ケンシ−の高域(または
低域)のナンバのみの“0”係数をカウントすることが
出来る。つまり、シーケンシーのある閾値以上の領域で
の“0”の数をカウントしている。
【0014】実施例3.この発明のさらに他の実施例を
図について説明する。図7は本発明の他の画像符号化装
置の構成図であり、実施例2に複数のブロックをひとま
とめにして1グル−プとする要素を付加したものであ
る。図において、15がそのグル−プブロック化部であ
る。グル−プブロック化の意味は、処理の単位を大きく
することである。例えばDCTブロック8個を1グル−
プにまとめる。まとめた1グループをマクロブロックと
かGOBと称している。そして、伝送の際にセル化する
時DCTブロック単位での優先/非優先は細か過ぎる場
合があり、このマクロブロックもしくはGOBを単位と
して優先/非優先を決定するようにした。その他の要素
は実施例2と同様である。
【0015】次に動作を説明する。グループブロック化
に関する動作以外の部分−−画像データの処理から伝送
のための準備まで−−は実施例1または実施例2と同様
なので説明を省略する。ここではグループブロック化の
方法について説明する。1グループブロックが8ブロッ
クから構成されていて、上記の例の8ブロックのうち優
先ブロックが何ブロック以上あるかでグループブロック
が優先グループブロックか非優先グループであるかを判
定する。いま、グループブロック内の優先ブロック数を
Gnとし、判定基準の一定数値をGthとして、 Gn>Gthの場合 → 優先GOB Gn≦Gthの場合 → 非優先GOB とする。図8の例で、Gth=4とすると、この場合は
Gn=3なので非優先グループとなり、従ってセル化部
17aでは非優先セルとして取り扱われる。上記以外の
動作は、セル化部17aから伝送される伝送化部分を除
き、実施例2と同様である。
【0016】なお、実施例1、実施例2では各ブロック
単位で優先セル/非優先セルを区別し、識別子を付加し
て伝送するようにした。実施例3においても同様形式で
構成することもできるが、以下の構成がより伝送効率が
高まる。即ち、図9に示すように、伝送バッファ部13
からの伝送データを優先グループと非優先グループに分
配する。各々を別のバッファにつめ、優先セルと非優先
セルを別々に用意し、最後に多重化して伝送する。こう
することで高能率のセル伝送が出来る。
【0017】実施例4.また、上記実施例1〜3におい
て、DCT部2は直交変換の一種であるが、特にこの部
分はDCTに限らず、周波数領域の係数に変換するもの
であれば離散フーリェ変換等どのような方式でもよい。
【0018】実施例5.優先セル/非優先セルの区別
は、上記実施例の識別子によるもの、多重のチャンネル
によるもの以外にも、2者を区別、伝送できるものであ
ればどのようなものでもよい。例えば、データ長を違え
てもよい。
【0019】実施例6.実施例1ではブロック毎に優先
セルにするか非優先セルにするかを選択するようにし
た。同様に、実施例3ではグループブロック単位で優先
/非優先セルを選択するようにした。ところで画像伝送
においては伝送上の輻輳等から非優先セルが廃棄される
可能性がある。LSPが非優先せるにされる可能性が高
いが、それでも廃棄されると、そのGOB全体のLSP
が復号されず、画質が大幅に劣化する。これを防ぐた
め、図10に示すように18のブロック優先制御部を設
ける。
【0020】図11はブロック優制御部の18の動作を
説明する図である。図11(a)はブロック毎に優先/
非優先セルを選択する時に更にブロックの先頭セルを優
先セルとする場合の動作説明図である。図11(a)に
おいて、第1ブロックは非優先ブロックでセル化すると
3.5セルになったとする。第2ブロックは優先セルで
1セル分に相当し、第3ブロックは優先ブロックでセル
化すると6.2セル分に相当している。図で第4セルの
ように非優先ブロックの後半と優先ブロックの前半を同
一セルに搭載するときは、優先ブロックが一部にでもあ
れば優先セルとする。図10のブロック優先制御部18
は、各ブロックの先頭が非優先セルとなっていても、こ
れを優先セルに乗せかえるように制御する。つまり新し
いブロックコードを検出する度毎に、そのセルを優先セ
ルとするように動作する。図11(a)で、第2のフレ
ーム、または第2のGOBにおける第1ブロック、第2
ブロックについても、上記のように、非優先ブロックで
あっても先頭セルだけは優先セルとなるように制御す
る。
【0021】図11(b)は実施例3に更に請求項3を
適用した例である。つまりグループブロック単位で優先
/非優先セルを選択し、更にグループブロックの先頭セ
ルを優先セルとする場合の動作説明図である。図10の
ブロック優先制御部18は、この例では以下のように動
作する。図11(b)において、第1GOBは非優先グ
ループブロック、第2GOBは優先グループブロックで
あった場合に、各先頭セルは優先セルになるように制御
する。
【0022】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、画像符
号化装置において、直交変換係数の設定値以下の数を求
める演算手段と、優先セルか非優先セルかを判定し、伝
送するセル化手段を設けたので、直交変換係数のブロッ
ク内で係数を独立させて、優先係数と非優先係数を別々
に処理する必要がなくなり、回路規模を縮小できる効果
がある。請求項2の発明では、さらに回路規模を縮小で
き、伝送効率も向上する効果がある。請求項3の発明で
は、ブロックまたはグループブロックの先頭セルは廃棄
されることが少なくなり、画質低下が防げる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例である画像符号化装置の構
成図である。
【図2】DCT結果の説明図とゼロ係数カウント部の回
路図である。
【図3】一次元に展開したDCT係数列の説明図であ
る。
【図4】セル列の伝送の説明図である。
【図5】この発明の他の実施例である実施例2の画像符
号化装置の構成図である。
【図6】実施例2のシーケンシーの低域の重み付けカウ
ント回路図である。
【図7】実施例3の画像符号化装置の構成図である。
【図8】グループブロックの優先、非優先を説明する図
である。
【図9】高能率伝送方式のブロック図である。
【図10】この発明の実施例6の画像符号化装置の構成
図である。
【図11】ブロック優先制御部の動作説明図である。
【図12】従来発明による画像符号化装置を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
2 DCT(離散コサイン変換)部 3 スキャン変換部 4 ゼロ係数カウント部 5 ゼロ係数閾値 6 ブロック識別部 12 可変長符号化部 13 送信バッファ部 14 周波数閾値 15 グループブロック化部 16 階層化部 17 セル多重化部 17a セル化部 18 ブロック優先制御部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一画面の画像信号を複数画素から構成さ
    れるブロックに分割し、上記ブロック内の直交変換係数
    を求める離散コサイン変換手段と、 上記求めた直交変換係数の設定値以下の数を演算する手
    段と、 上記演算結果が閾値以下の場合は、上記ブロックは優先
    ブロックであると判定し、優先セルを割り付けて伝送す
    るセル化手段を備えた画像符号化装置。
  2. 【請求項2】 一画面の画像信号を複数画素から構成さ
    れるブロックに分割し、上記ブロック内の直交変換係数
    を求める離散コサイン変換手段と、 上記求めた直交変換係数の設定値以下の数を演算する手
    段と、 上記ブロックを複数個集めてグル−プブロックとするグ
    ル−プブロック化手段と、 上記各ブロックでの直交変換係数の設定値以下の数の演
    算結果が閾値以上の場合は、上記各ブロックは非優先ブ
    ロックであると判定し、上記非優先ブロックが一定値以
    上集まったグル−プブロックを非優先グル−プブロック
    として、非優先セルに割り付けして伝送するセル化手段
    を備えた画像符号化装置。
  3. 【請求項3】 一画面の画像信号を複数画素から構成さ
    れるブロックに分割し、上記ブロック内の直交変換係数
    を求める離散コサイン変換手段と、 上記求めた直交変換係数の設定値以下の数を演算する手
    段と、 更に必要に応じて上記ブロックを複数個集めてグル−プ
    ブロックとするグル−プブロック化手段と、 上記各ブロックでの直交変換係数の設定値以下の数の演
    算結果が閾値以上の場合は、上記各ブロックは非優先ブ
    ロックであると判定して非優先セルを割りつけて、また
    は上記非優先ブロックが一定値以上集まったグル−プブ
    ロックを非優先グル−プブロックとして非優先セルに割
    り付けて、ブロックまたはグループブロックの先頭デー
    タに対しては非優先ブロックまたは非優先グループブロ
    ックであっても優先セルを割りつけて、伝送するセル化
    手段を備えた画像符号化装置。
JP32404492A 1992-05-08 1992-12-03 画像符号化装置 Pending JPH0622293A (ja)

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JP32404492A JPH0622293A (ja) 1992-05-08 1992-12-03 画像符号化装置

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JP11571692 1992-05-08
JP4-115716 1992-05-08
JP32404492A JPH0622293A (ja) 1992-05-08 1992-12-03 画像符号化装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002005566A1 (en) * 2000-07-07 2002-01-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image coding apparatus and image coding method
US7079582B2 (en) 2000-07-07 2006-07-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image coding apparatus and image coding method

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CN1330188C (zh) * 2000-07-07 2007-08-01 松下电器产业株式会社 图像编码装置和图像编码方法

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