JPH06233276A - Picture encoder - Google Patents

Picture encoder

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JPH06233276A
JPH06233276A JP1319493A JP1319493A JPH06233276A JP H06233276 A JPH06233276 A JP H06233276A JP 1319493 A JP1319493 A JP 1319493A JP 1319493 A JP1319493 A JP 1319493A JP H06233276 A JPH06233276 A JP H06233276A
Authority
JP
Japan
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coefficient
image
coefficients
dct
block
Prior art date
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Pending
Application number
JP1319493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Okuma
克己 大熊
Takanori Shimura
隆則 志村
Hiromi Watanabe
浩已 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1319493A priority Critical patent/JPH06233276A/en
Publication of JPH06233276A publication Critical patent/JPH06233276A/en
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)

Abstract

PURPOSE:To dispense with a memory buffer and an adder by executing orthogonal transformation for plural times by the same block in an encoder. CONSTITUTION:The DCT of picture data in a picture memory 42 is executed by a DCT computing element 43 by the scanning of a first time, and the DCT coefficients are quantized by a quantizer 44, and only the effective coefficients are inputted to an entropy encoder 46. A coefficient selector 45 transfers only the quantized DC coefficient C00 by a switching signal from the outside, and inputs the end signal of the transformation coefficients of the block to the entropy encoder 46, and the entropy encoder 46 encodes the transformed coefficients, into entropy and converts them into compressed picture data. By the scanning of a second time, the DCT is executed similarly, and the coefficient selector 45 scans in zigzag fashion the transformation coefficients from a low frequency component including the DC coefficient similarly to the case of sequential encoding, and transfers the effective transformed coefficients, and when all the higher components become ineffective, it inputs the end signal of the transformation coefficients of the block to the entropy encoder 46.

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、直交変換を用いた画像
の高能率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 a high-efficiency image coding apparatus using orthogonal transform.

【0002】[0002]

【従来の技術】テレビ信号の高能率符号化復号化装置の
冗長度圧縮伸張方式として、DCT(離散コサイン変
換)に代表される直交変換がある。一般に、テレビ信号
の圧縮伸張に直交変換を利用する場合には、1画面をN
画素×N画素のブロックで分割し、2次元の直交変換を
行う。ここで、N画素×N画素の1ブロックの信号を
[Dij]とし、2次元のDCTを例に簡単に述べる。
2. Description of the Related Art As a redundancy compression / expansion method of a high-efficiency coding / decoding apparatus for television signals, there is an orthogonal transform represented by DCT (discrete cosine transform). Generally, when orthogonal transformation is used for compression / expansion of a television signal, one screen has N
Divide into blocks of pixels × N pixels and perform two-dimensional orthogonal transformation. Here, a signal of one block of N pixels × N pixels is set to [Dij], and a two-dimensional DCT will be briefly described as an example.

【0003】DCTの変換行列を[Tij]とすると、2
次元のDCTは次式の行列演算により実行され、変換係
数[Cij]が得られる。
If the transformation matrix of the DCT is [Tij], then 2
The three-dimensional DCT is executed by the matrix operation of the following equation to obtain the transform coefficient [Cij].

【0004】 [Cij]=[Tij][Dij][Tij]t ・・・・・・
・・(1) DCTは、信号を相関の無い周波数軸上へ変換する、一
種の周波数変換であり、画像信号に適用すると低い周波
数成分に有効な変換係数が集中する。この性質を利用し
て以下のように変換係数を伝送することにより、画像信
号の冗長度を圧縮している。
[Cij] = [Tij] [Dij] [Tij] t ...
.. (1) DCT is a kind of frequency conversion that converts a signal on a frequency axis having no correlation, and when applied to an image signal, effective conversion coefficients concentrate on low frequency components. By utilizing this property, the transform coefficient is transmitted as follows, thereby compressing the redundancy of the image signal.

【0005】即ち、変換係数を低い周波数成分からC0
0,C01,C10,C20,C11,C02,...CN-1N-1と
ジグザグにスキャンして、有効な変換係数が現れる周波
数成分まで伝送し、それ以上の成分については伝送を省
略する。例えば、C20まで有効な変換係数があったとす
ると、伝送はC00,C01,C10,C20,まで行なった
後、ブロックの変換係数の終了を示すE0B(End Of B
lock)符号を伝送するような方式が採られている。これ
により伝送すべき変換係数の個数は、もとのブロックの
画素数より大幅に減少するので伝送ビット数を削減でき
る。また、復号側では、伝送された変換係数[Cij]を
逆DCTすることにより元の画像データ[Dij]を得
る。
That is, the conversion coefficient is changed from the low frequency component to C0.
0, C01, C10, C20, C11, C02 ,. . . It scans zigzag with CN-1N-1 and transmits up to frequency components at which effective transform coefficients appear, and omits transmission for components above it. For example, if there are valid conversion coefficients up to C20, transmission is performed up to C00, C01, C10, C20, and then E0B (End Of B) indicating the end of the conversion coefficient of the block.
lock) code is transmitted. As a result, the number of transform coefficients to be transmitted is significantly smaller than the number of pixels in the original block, so that the number of transmission bits can be reduced. On the decoding side, the original image data [Dij] is obtained by inverse DCT of the transmitted transform coefficient [Cij].

【0006】JPEG(Joint Photographic Experts G
roup)−CD 10918−1 Digital Compression
and Coding of Continuous-tone Still Images Part I:
Requirements and guidelines 3.5 Modes of operation
(1991年3月15日)には、静止画像のDCT利用
型の符号化処理の手法として、ディスプレイ等のソフト
コピー表示を対象とした場合、復号画像の表示順序の観
点から以下の2通りを規定している。第一の手法はシー
ケンシャル符号化で、1つの画像の全ての色成分あるい
は一部の色成分が画像の上から下までの1つのスキャン
で符号化されるものである。復号側では送られてきた変
換係数から、逆DCTの行列演算を行い画像データを得
て、最終的な画像品質の復号画像が上から順次表示され
るものである。
JPEG (Joint Photographic Experts G
roup) -CD 10918-1 Digital Compression
and Coding of Continuous-tone Still Images Part I:
Requirements and guidelines 3.5 Modes of operation
(March 15, 1991), as a method of DCT-based encoding processing of a still image, in the case of soft copy display such as a display, the following two methods are described from the viewpoint of the display order of the decoded image. Stipulates. The first method is sequential encoding in which all or some of the color components of one image are encoded in one scan from the top to the bottom of the image. On the decoding side, the inverse DCT matrix operation is performed from the transmitted transform coefficient to obtain image data, and the decoded image of the final image quality is sequentially displayed from the top.

【0007】第二の手法は、プログレッシブ符号化であ
る。これは、1つの画像の全ての色成分あるいは一部の
色成分が複数のスキャンに分割されて送られるものであ
る。即ち各ブロックの係数をn個のゾーンに分割し、1
回目のスキャンでは第1番目のゾーンに属する係数を画
像の上から下まで伝送し、2回目のスキャンでは第2番
目のゾーンに属する係数を画像の上から下まで伝送し、
同様の操作をn回繰り返していく。復号側では、解像度
の低いおおまかな復号画像が上から下まで表示された後
に順次解像度が向上していく。この方式は符号化した画
像の符号量が大きい場合や符号の伝送に時間がかかる場
合等に、短時間で画像の概容を伝えることができるの
で、復号側での心理的負担が軽減されるという利点があ
る。
The second technique is progressive coding. In this method, all or some of the color components of one image are divided into a plurality of scans and sent. That is, the coefficient of each block is divided into n zones and 1
In the second scan, the coefficients belonging to the first zone are transmitted from the top to the bottom of the image, in the second scan the coefficients belonging to the second zone are transmitted from the top to the bottom of the image,
The same operation is repeated n times. On the decoding side, the resolution is gradually improved after a rough decoded image with low resolution is displayed from top to bottom. This method can convey the outline of the image in a short time when the code amount of the encoded image is large or when it takes time to transmit the code, so that the psychological burden on the decoding side is reduced. There are advantages.

【0008】図1(a)は従来のプログレッシブ符号化
の符号化装置の構成図の一例である。この画像符号化装
置1は、2次元直交変換を用いた画像符号化方式の符号
化装置であり、画像メモリ2、直交変換器3、量子化器
4、係数メモリバッファ5、係数選択器6、エントロピ
ー符号化器7、により構成されている。図2(a)は1
ブロック内での変換係数の伝送順序、図2(b)はプロ
グレッシブ符号化における変換係数のゾーン分割の一例
である。この場合第1ゾーン21は0番目の変換係数即
ち直流係数、第2ゾーン22は1番目から14番目の変
換係数、第3ゾーン23は15番目から63番目の係数
を含んでいることを意味する。図2(b)のゾーン分割
をした場合の図1(a)の動作について説明する。画像
メモリ2内の画像データは直交変換器3に入力され、直
交変換が行われる。各ブロックの変換係数は量子化器4
で量子化され、1画面内の全てのブロックに対して係数
メモリバッファ5に入力される。第1回目のスキャンで
は、係数選択器6は係数メモリバッファ5に対して図2
(b)の0番目の変換係数の読み出しを要求する。する
と係数メモリバッファ5は、指定された図2(b)の0
番目の変換係数を係数選択器6に出力する。係数選択器
6は読みだした変換係数と、ブロックの変換係数の終了
信号をエントロピー符号化器7に入力する。これを1画
面分のすべてのブロックに対して繰り返す。第2回目の
スキャンでは、係数選択器6は係数メモリバッファ5に
対して低い周波数成分から順に図2(b)の1番目から
14番目の変換係数の読み出しを要求する。すると係数
メモリバッファ5は指定された次数の変換係数を係数選
択器6に出力する。係数選択器6は読みだした変換係数
と、ブロックの変換係数の終了信号をエントロピー符号
化器7に入力する。これを1画面分のすべてのブロック
に対して繰り返す。第3回目のスキャンでは係数選択器
6は、係数メモリバッファ5に対して低い周波数成分か
ら順に図2(b)の15番目から63番目の変換係数の
読み出しを要求する。すると係数メモリバッファ5は指
定された次数の変換係数を係数選択器6に出力する。係
数選択器6はそれ以上の成分が全て無効になるまで、読
みだした変換係数を、エントロピー符号化器7に入力す
る。それ以上の成分が全て無効になった後はブロックの
変換係数の終了信号をエントロピー符号化器7に入力す
る。これを1画面分のすべてのブロックに対して繰り返
す。エントロピー符号化器7は有効な変換係数を符号化
データに変換し、圧縮画像データを得る。図3は従来の
プログレッシブ符号化における符号化ビット列の一例を
示す図である。図のCn0、Cn1は各ブロックの最終の有
効係数を示している。この場合1ブロック内の変換係数
を3つに分割しており、3回のスキャンで得られる全て
の変換係数によって1画面分の画像が構成されている。
FIG. 1A is an example of a block diagram of a conventional progressive coding apparatus. The image coding device 1 is a coding device of an image coding system using a two-dimensional orthogonal transform, and includes an image memory 2, an orthogonal transformer 3, a quantizer 4, a coefficient memory buffer 5, a coefficient selector 6, It is composed of an entropy encoder 7. 2 (a) is 1
The transmission order of transform coefficients in a block, FIG. 2B is an example of zone division of transform coefficients in progressive coding. In this case, it means that the first zone 21 includes the 0th conversion coefficient, that is, the DC coefficient, the second zone 22 includes the first to 14th conversion coefficients, and the third zone 23 includes the 15th to 63rd coefficients. . The operation of FIG. 1A when the zone division of FIG. 2B is performed will be described. The image data in the image memory 2 is input to the orthogonal transformer 3 and subjected to orthogonal transformation. The transform coefficient of each block is the quantizer 4
Are quantized by and input to the coefficient memory buffer 5 for all blocks in one screen. In the first scan, the coefficient selector 6 operates as shown in FIG.
The reading of the 0th transform coefficient in (b) is requested. Then, the coefficient memory buffer 5 is set to the designated 0 in FIG.
The th transform coefficient is output to the coefficient selector 6. The coefficient selector 6 inputs the read transform coefficient and the end signal of the transform coefficient of the block to the entropy encoder 7. This is repeated for all blocks for one screen. In the second scan, the coefficient selector 6 requests the coefficient memory buffer 5 to read the first to 14th transform coefficients in order from the lowest frequency component in FIG. Then, the coefficient memory buffer 5 outputs the conversion coefficient of the designated order to the coefficient selector 6. The coefficient selector 6 inputs the read transform coefficient and the end signal of the transform coefficient of the block to the entropy encoder 7. This is repeated for all blocks for one screen. In the third scan, the coefficient selector 6 requests the coefficient memory buffer 5 to read the 15th to 63rd conversion coefficients in order from the lowest frequency component in FIG. 2B. Then, the coefficient memory buffer 5 outputs the conversion coefficient of the designated order to the coefficient selector 6. The coefficient selector 6 inputs the read transform coefficients to the entropy encoder 7 until all further components become invalid. After all the further components are invalidated, the end signal of the transform coefficient of the block is input to the entropy encoder 7. This is repeated for all blocks for one screen. The entropy encoder 7 converts the effective transform coefficient into encoded data to obtain compressed image data. FIG. 3 is a diagram showing an example of a coded bit string in conventional progressive coding. Cn0 and Cn1 in the figure indicate the final effective coefficient of each block. In this case, the transform coefficient in one block is divided into three, and an image for one screen is configured by all transform coefficients obtained by three scans.

【0009】図1(b)は図1(a)の符号化装置に対
応する画像復号化装置の一例であり、エントロピー復号
器9、逆量子化器10、逆直交変換器11、加算器1
2、画像メモリ13、により構成されている。この画像
復号化装置8の動作について説明する。入力された圧縮
画像データはエントロピー復号器9に入力され、変換係
数及びその次数が解読される。解読されたデータ即ち有
効な変換係数は逆量子化器10に入力されて逆量子化が
行われ、さらに逆直交変換器11に入力される。逆直交
変換の結果は第1回目のスキャンにおいては画像メモリ
13にそのまま記憶され、それ以降のスキャンにおいて
は以前に伝送された画像メモリ13内のデータと加算器
12によって加算され、再び画像メモリ13に再生画像
データとして記憶される。この再生画像データは図示し
ない画像出力回路によって読み出され、再生画像が表示
される。第1回目のスキャンで解像度の低いおおまかな
再生画像が上から下まで表示された後に、第2回のスキ
ャン、第3回目のスキャンと順次解像度が向上してい
く。
FIG. 1B is an example of an image decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus of FIG. 1A, and includes an entropy decoder 9, an inverse quantizer 10, an inverse orthogonal transformer 11, and an adder 1.
2. The image memory 13 is provided. The operation of the image decoding device 8 will be described. The input compressed image data is input to the entropy decoder 9, and the transform coefficient and its order are decoded. The decoded data, that is, the effective transform coefficient, is input to the inverse quantizer 10 to be inversely quantized, and further input to the inverse orthogonal transformer 11. The result of the inverse orthogonal transform is stored in the image memory 13 as it is in the first scan, is added by the data in the image memory 13 previously transmitted in the adder 12 in the subsequent scans, and is again added in the image memory 13. Stored as reproduced image data. This reproduced image data is read by an image output circuit (not shown) and the reproduced image is displayed. After a rough reproduced image with a low resolution is displayed from the top to the bottom in the first scan, the resolution is sequentially improved from the second scan to the third scan.

【0010】図7を用いて係数選択器6の動作を説明す
る。係数選択器6は次数カウンタ71、開始次数レジス
タ72、終了次数レジスタ73、一致検出器74、係数
レジスタ75、から構成されている。開始次数レジスタ
72内のデータは次数カウンタ71の初期値となる。終
了次数レジスタ73と次数カウンタ71のデータは一致
検出器74に入力され、一致するとブロック終了信号E
OBが出力される。第1回目のスキャンの場合には、外
部より開始次数レジスタ72に”0”、終了次数レジス
タ73に”0”が入力される。つまり次数カウンタ71
は初期値”0”に設定され、前段の量子化器4に対して
0番目(第0次)のデータの出力を要求する。量子化器
4から出力された量子化後の変換係数は、係数レジスタ
75に入力される。このとき次数カウンタ71と終了次
数レジスタ73の値が一致しているので、一致検出器7
4はブロック終了信号EOBを出力する。従って第0
次、即ち直流係数を符号化した段階でEOBが出力され
るため、1画面全体に直流成分だけが符号化されること
になる。第2回目のスキャンの場合には、外部より開始
次数レジスタ72に”1”、終了次数レジスタ73に”
14”が入力される。つまり次数カウンタ71は初期
値”1”に設定され、前段の量子化器4に対して1番目
(第1次)のデータの出力を要求し、データの読み出し
の度に”14”までカウントアップされる。読み出され
た量子化後の変換係数は、次々と係数レジスタ75に入
力される。次数カウンタ71が”14”になると一致検
出器74はブロック終了信号EOBを出力する。従って
1番目から14番目のデータを符号化した段階でEOB
が出力されることになる。第3回目のスキャンの場合に
は、外部より開始次数レジスタ72に”15”、終了次
数レジスタ73に”63”が入力される。つまり次数カ
ウンタ71は初期値”15”に設定され、前段の量子化
器に対して15番目(第15次)のデータの出力を要求
し、データの読み出しの度に”63”までカウントアッ
プされる。読み出された量子化後の変換係数は、次々と
係数レジスタ75に入力される。次数カウンタ71が”
63”になると一致検出器74はブロック終了信号EO
Bを出力する。従って、第15次から最終の有効な係数
までを符号化した段階でEOBが出力されることにな
る。
The operation of the coefficient selector 6 will be described with reference to FIG. The coefficient selector 6 is composed of an order counter 71, a start order register 72, an end order register 73, a coincidence detector 74, and a coefficient register 75. The data in the start order register 72 becomes the initial value of the order counter 71. The data of the end order register 73 and the order counter 71 are input to the coincidence detector 74, and when they coincide, the block end signal E
OB is output. In the case of the first scan, “0” is input to the start order register 72 and “0” is input to the end order register 73 from the outside. That is, the order counter 71
Is set to an initial value "0" and requests the quantizer 4 of the previous stage to output the 0th (0th) data. The quantized transform coefficient output from the quantizer 4 is input to the coefficient register 75. At this time, since the values of the order counter 71 and the end order register 73 match, the match detector 7
4 outputs a block end signal EOB. Therefore 0th
Since the EOB is output next, that is, at the stage of coding the DC coefficient, only the DC component is coded on the entire screen. In the case of the second scan, the start order register 72 is set to "1" and the end order register 73 is set to "1" from the outside.
14 "is input. That is, the order counter 71 is set to the initial value" 1 ", requests the quantizer 4 of the previous stage to output the first (first) data, and reads the data every time. The read-out quantized transform coefficients are sequentially input to the coefficient register 75. When the order counter 71 reaches "14", the coincidence detector 74 outputs the block end signal EOB. Therefore, EOB is output at the stage of encoding the 1st to 14th data.
Will be output. In the case of the third scan, “15” is input to the start order register 72 and “63” is input to the end order register 73 from the outside. That is, the order counter 71 is set to the initial value "15", requests the quantizer in the previous stage to output the 15th (15th) data, and is incremented to "63" each time the data is read. It The read quantized transform coefficients are sequentially input to the coefficient register 75. The order counter 71 is "
When it becomes 63 ″, the coincidence detector 74 outputs the block end signal EO.
Output B. Therefore, EOB is output at the stage of encoding the 15th to the last effective coefficient.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のプログ
レッシブ符号化を実現しようとした場合、上記シーケン
シャル符号化の場合と比較して、符号化装置については
量子化器とエントロピー符号化器の間に画像サイズの係
数メモリバッファをつけ加える必要がある。また、復号
化装置にはそれまでに伝送された画像と新たに伝送され
た画像データを蓄積加算するための加算器が必要とな
る。
When it is attempted to realize the progressive coding of the above-mentioned prior art, as compared with the case of the above-mentioned sequential coding, the coding device is provided between the quantizer and the entropy coder. It is necessary to add a coefficient memory buffer for the image size. Further, the decoding device requires an adder for accumulating and adding the image transmitted so far and the image data newly transmitted.

【0012】本発明の目的は、上記メモリバッファや加
算器をなくし、符号化装置復号化装置の規模を低減する
ことを目的とする。
It is an object of the present invention to eliminate the memory buffer and the adder and to reduce the scale of the encoding device and the decoding device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では1ブロックの変換係数をN個のゾーンに
分割し、第i番目(1≦i≦N)の符号化では直交変換
を行った係数のうち第1からi番目のゾーンの係数につ
いて1画面分符号化及び伝送し、第1番目の符号化デー
タから第N番目の符号化データまで順に伝送する。つま
り、N回の符号化について全て直流係数から符号化して
いき、符号化終了のゾーン即ち変換係数の次数を符号化
の回数に従って増やして行く。
In order to achieve the above object, in the present invention, one block of transform coefficients is divided into N zones, and an orthogonal transform is performed in the i-th (1≤i≤N) coding. The coefficients of the first to i-th zones among the coefficients that have been performed are encoded and transmitted for one screen, and are sequentially transmitted from the first encoded data to the N-th encoded data. That is, all the N times of coding are coded from the DC coefficient, and the zone of the coding end, that is, the order of the transform coefficient is increased according to the number of times of coding.

【0014】[0014]

【作用】復号化側では、N種類のデータをそれぞれ1画
面ずつの独立した画像として復号化すれば良いために、
プログレッシブ符号化の復号化装置において必要であっ
た加算器が不要となる。符号化装置においては、同一の
ブロックにつきN回の直交変換を行うことにより画像サ
イズの係数メモリバッファが不要になる。
On the decoding side, since it is sufficient to decode N kinds of data as independent images of one screen each,
The adder required in the decoding device for progressive coding is not required. In the encoding device, the coefficient memory buffer for the image size becomes unnecessary by performing the orthogonal transformation N times for the same block.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図4を用い
て説明する。図4(a)に示す画像符号化装置41は、
2次元DCTを用いた画像符号化方式の符号化装置であ
り、画像メモリ42、DCT演算器43、量子化器4
4、係数選択器45、エントロピー符号化器46、によ
り構成されている。始めにこの画像符号化装置がシーケ
ンシャル符号化装置として動作する場合を説明する。画
像メモリ42内の画像データはDCT演算器43に入力
され、DCTが行われる。DCT係数の低い周波数成分
から図2(a)の数字の順番にジグザグにスキャンさ
れ、量子化器44で量子化され、エントロピー符号化器
46に入力される。この時係数選択器45は量子化され
た変換係数をエントロピー符号化器46に転送し、それ
以上の成分が全て無効になったときには、ブロックの変
換係数の終了信号EOBをエントロピー符号化器46に
出力する。エントロピー符号化器46は有効な変換係数
を符号化データに変換し、出力する。図4(b)に示す
画像符号化装置47は図4(a)の画像符号化装置41
に対応する復号化装置であり、エントロピー復号器4
8、逆量子化器49、逆DCT演算器50、画像メモリ
51、により構成されている。伝送された圧縮画像デー
タはエントロピー復号器48に入力され、DCT係数及
びその次数が解読される。解読されたデータ即ち有効な
DCT係数は逆量子化器49に入力されて逆量子化が行
われ、逆量子化されたデータは逆DCT演算器50に入
力される。逆DCTの結果は画像メモリ51に再生画像
データとして記憶される。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to FIG. The image coding device 41 shown in FIG.
An image coding apparatus using a two-dimensional DCT, which includes an image memory 42, a DCT calculator 43, and a quantizer 4.
4, a coefficient selector 45, and an entropy encoder 46. First, a case where this image coding apparatus operates as a sequential coding apparatus will be described. The image data in the image memory 42 is input to the DCT calculator 43, and DCT is performed. The low frequency component of the DCT coefficient is zigzag scanned in the order of the numbers in FIG. 2A, quantized by the quantizer 44, and input to the entropy encoder 46. At this time, the coefficient selector 45 transfers the quantized transform coefficient to the entropy encoder 46, and when all the components above it are invalid, the end signal EOB of the transform coefficient of the block is sent to the entropy encoder 46. Output. The entropy encoder 46 converts the effective transform coefficient into encoded data and outputs it. The image encoding device 47 shown in FIG. 4B corresponds to the image encoding device 41 shown in FIG.
Is a decoding device corresponding to the entropy decoder 4
8, an inverse quantizer 49, an inverse DCT calculator 50, and an image memory 51. The transmitted compressed image data is input to the entropy decoder 48, and the DCT coefficient and its order are decoded. The decoded data, that is, the effective DCT coefficient, is input to the inverse quantizer 49 and inversely quantized, and the inverse quantized data is input to the inverse DCT calculator 50. The result of the inverse DCT is stored in the image memory 51 as reproduced image data.

【0016】次にこの画像符号化装置がプログレッシブ
符号化装置として動作する場合を説明する。ここでは例
としてゾーンを2つに分割し、第1のゾーンは直流係数
のみ、第2のゾーンは交流係数全てとした場合について
説明する。第1回目のスキャンで、画像メモリ42内の
画像データはDCT演算器43に入力され、DCTが行
われる。DCT係数は量子化器44で量子化され、有効
な係数だけがエントロピー符号化器46に入力される。
この時係数選択器45は、外部からの切替信号により、
量子化された直流係数C00だけを転送し、ブロックの変
換係数の終了信号をエントロピー符号化器46に入力す
る。エントロピー符号化器46は変換係数をエントロピ
ー符号化し、圧縮画像データに変換する。第1回目のス
キャンが終了した時点で伝送されるデータは解像度の低
い、大まかな画像となる。
Next, a case where this image coding apparatus operates as a progressive coding apparatus will be described. Here, as an example, the case where the zone is divided into two, and the first zone has only the DC coefficient and the second zone has all the AC coefficients will be described. In the first scan, the image data in the image memory 42 is input to the DCT calculator 43, and DCT is performed. The DCT coefficients are quantized by the quantizer 44, and only effective coefficients are input to the entropy encoder 46.
At this time, the coefficient selector 45 receives the switching signal from the outside,
Only the quantized DC coefficient C00 is transferred, and the end signal of the transform coefficient of the block is input to the entropy encoder 46. The entropy encoder 46 entropy-encodes the transform coefficient and transforms it into compressed image data. The data transmitted at the time when the first scan is completed is a rough image with low resolution.

【0017】第2回目のスキャンでは、再び画像メモリ
42内の画像データがDCT演算器43に入力され、D
CTが行われる。DCT係数は量子化器44で量子化さ
れ有効な係数がエントロピー符号化器46に入力され
る。この時係数選択器45はシーケンシャル符号化の時
と同様に、変換係数を直流係数を含む低い周波数成分か
ら図2(a)の順序でジグザグにスキャンして、有効な
変換係数を転送し、それ以上の成分が全て無効になった
ときには、ブロックの変換係数の終了信号をエントロピ
ー符号化器46に入力する。エントロピー符号化器46
は変換係数をエントロピー符号化し、圧縮画像データに
変換する。第2回目のスキャンが終了した時点で伝送さ
れるデータは最終的な画像品質の圧縮画像データであ
る。この時、DCTは各色成分の同一ブロックについて
2回ずつ行うことになる。第1回、第2回のスキャンに
よる圧縮画像データの例を図5に示す。図のCn0、Cn
1...は各ブロックの最終の有効係数を示している。
この時図4(b)の画像復号化装置47では、2回のス
キャンの圧縮画像データを、それぞれ独立のシーケンシ
ャル符号化モードのデータとして解読すればよい。上記
の例ではゾーンを2つに分割した例を説明したが、ゾー
ンを3つ以上N個に分割した場合も同様である。この場
合第i番目のスキャンでは第1からi番目のゾーンの係
数を符号化することになる。また、DCTは各色成分の
同一ブロックについてN回ずつ行うことになる。
In the second scan, the image data in the image memory 42 is input to the DCT calculator 43 again, and D
CT is performed. The DCT coefficient is quantized by the quantizer 44, and the effective coefficient is input to the entropy encoder 46. At this time, the coefficient selector 45 scans the transform coefficient in a zigzag manner from the low frequency component including the DC coefficient in the order of FIG. 2A to transfer the effective transform coefficient, as in the case of the sequential encoding. When all the above components become invalid, the end signal of the transform coefficient of the block is input to the entropy encoder 46. Entropy encoder 46
Entropy-encodes the transform coefficient and transforms it into compressed image data. The data transmitted at the end of the second scan is the compressed image data with the final image quality. At this time, DCT is performed twice for the same block of each color component. An example of compressed image data obtained by the first and second scans is shown in FIG. Cn0 and Cn in the figure
1. . . Indicates the final effective coefficient of each block.
At this time, in the image decoding device 47 of FIG. 4B, the compressed image data of the two scans may be decoded as the data of the independent sequential encoding mode. In the above example, an example in which the zone is divided into two has been described, but the same applies when the zone is divided into three or more N pieces. In this case, in the i-th scan, the coefficients of the first to i-th zones will be encoded. Further, DCT is performed N times for the same block of each color component.

【0018】次に本発明の特徴である係数選択器45を
図8を用いて説明する。係数選択器45は次数カウンタ
81、終了次数切替スイッチ82、一致検出器83、係
数レジスタ84、から構成されている。図7の次数カウ
ンタ71と異なり、次数カウンタ81の初期値は常に”
0”である。また従来のシーケンシャル符号化における
係数選択器に比べると終了次数切替スイッチ82の部分
が異なっている。入力された量子化後の変換係数は、係
数レジスタ84に入力され、同時に次数カウンタ81が
カウントされる。係数レジスタ84内のデータは次段の
エントロピー符号化器46へ出力され、符号化される。
シーケンシャル符号化の場合には外部より終了次数切替
スイッチ82が切り替えられ、一致検出器83の入力の
一方が”63”に設定される。つまり次数カウンタ81
が”63”に一致すると一致検出器83はブロック終了
信号EOBを出力する。次段のエントロピー符号化器4
6は最終の有効係数まで符号化した後にEOBを符号化
する。係数レジスタ84のデータは有効な場合に次段の
エントロピー符号化器46へ出力される。即ち一致検出
器83がEOBを出力していたとき、同時に係数レジス
タ84のデータが有効ならば63番目の次数の変換係数
まで有効であることを示し、無効ならばその直前に有効
であった係数までが有効であったことを意味している。
プログレッシブ符号化の第1回目のスキャンの場合に
は、終了次数切替スイッチ82が切り替えられ、一致検
出器83の入力の一方が”0”に設定される。つまり次
数カウンタ81が”0”に一致すると一致検出器83は
ブロック終了信号EOBを出力する。従って第0次、即
ち直流係数を符号化した段階でEOBが出力されるた
め、1画面全体に直流成分だけが符号化されることにな
る。プログレッシブ符号化の最終のスキャン、本実施例
では第2回目のスキャンの場合には、シーケンシャル符
号化の場合と同様に、終了次数切替スイッチ82が切り
替えられ一致検出器83の入力の一方が”63”に設定
され、最終品質の画像を符号化する事になる。
Next, the coefficient selector 45, which is a feature of the present invention, will be described with reference to FIG. The coefficient selector 45 is composed of an order counter 81, an end order changeover switch 82, a coincidence detector 83, and a coefficient register 84. Unlike the order counter 71 of FIG. 7, the initial value of the order counter 81 is always "
In addition, the end order changeover switch 82 is different from the coefficient selector in the conventional sequential coding. The input quantized transform coefficient is input to the coefficient register 84 and at the same time the order is changed. The counter 81 counts.The data in the coefficient register 84 is output to the entropy encoder 46 at the next stage and encoded.
In the case of sequential encoding, the end order switch 82 is switched from the outside, and one of the inputs of the coincidence detector 83 is set to "63". That is, the order counter 81
Coincides with "63", the coincidence detector 83 outputs a block end signal EOB. Entropy encoder 4 at the next stage
6 encodes EOB after encoding up to the final effective coefficient. When the data in the coefficient register 84 is valid, it is output to the entropy encoder 46 at the next stage. That is, when the coincidence detector 83 outputs EOB, if the data in the coefficient register 84 is valid at the same time, it indicates that the conversion coefficient of the 63rd order is valid, and if the data is invalid, the coefficient that was valid immediately before that is valid. Up to was valid.
In the case of the first scan of progressive coding, the end order switch 82 is switched and one of the inputs of the coincidence detector 83 is set to "0". That is, when the order counter 81 matches "0", the match detector 83 outputs the block end signal EOB. Therefore, since the EOB is output at the 0th order, that is, the stage where the DC coefficient is encoded, only the DC component is encoded in the entire one screen. In the case of the final scan of the progressive coding, that is, the second scan in the present embodiment, as in the case of the sequential coding, the end order switch 82 is switched and one of the inputs of the coincidence detector 83 is "63". Is set to "" and the final quality image will be encoded.

【0019】ところで、上記実施例では全ての色成分に
対して同一のゾーン分割を行った場合について説明した
が、最終のスキャン以外は画像の概要を伝えるためのデ
ータであるから、全ての色成分を伝送する必要はない。
つまり、特定の色成分に対してゾーン分割を変えて最終
のスキャン以外はその色成分を伝送しない、または0な
どの定数を伝送することも可能である。例えば輝度と色
差の成分から構成される画像の場合、1回目のスキャン
については輝度成分だけDCTを行い、その低次の成分
だけエントロピー符号化を行い、色差成分については色
差成分0のデータをエントロピー符号化する。このよう
にする事によってDCT演算器や量子化器の負担を低減
する事もできる。
By the way, in the above embodiment, the case where the same zone division is performed for all color components has been described. However, since it is data for transmitting the outline of the image except for the final scan, all color components are Need not be transmitted.
That is, it is possible to change the zone division for a specific color component and not transmit the color component except for the final scan, or to transmit a constant such as 0. For example, in the case of an image composed of luminance and color difference components, DCT is performed only on the luminance component for the first scan, entropy coding is performed only on the lower order components, and data of color difference component 0 is entropy encoded for the color difference component. Encode. By doing this, it is possible to reduce the load on the DCT calculator and the quantizer.

【0020】また、上記実施例では各ブロックの直流係
数を独立に伝送する符号化方式の符号化装置について説
明したが、ブロックの直流係数を前のブロックの直流係
数との差分を伝送する方式の符号化装置でも本発明を実
施できる。この場合の符号化装置の一実施例を図6
(a)に、復号化装置の一実施例を図6(b)に示す。
上記実施例と異なる点は、符号化装置60においては直
流係数レジスタ61に前のブロックの直流係数を記録し
ておき、符号化時にはこの係数との差分を符号化する点
であり、復号化装置62においては直流係数レジスタ6
3に前のブロックの直流係数を記録しておき、復号化時
にはこの係数との和を直流係数とする点である。その他
の動作は上記実施例と同じとなることは明白である。
In the above embodiment, the coding apparatus of the coding system for independently transmitting the DC coefficient of each block has been described. However, the DC coefficient of the block is transmitted by the difference from the DC coefficient of the previous block. The present invention can be implemented with an encoding device. An embodiment of the encoding device in this case is shown in FIG.
FIG. 6B shows an example of the decoding device in FIG.
The difference from the above embodiment is that in the coding device 60, the DC coefficient of the previous block is recorded in the DC coefficient register 61, and at the time of coding, the difference from this coefficient is coded. In 62, the DC coefficient register 6
The point is that the DC coefficient of the previous block is recorded in 3 and the sum with this coefficient is used as the DC coefficient at the time of decoding. Obviously, the other operations are the same as those in the above embodiment.

【0021】また、上記実施例では直交変換の例として
2次元DCTを用いた符号化装置について説明したが、
本発明は直交変換の種類に依存するものではなく、DC
T以外の直交変換を用いた場合でも動作は同じになるこ
とは明白である。
In the above embodiment, the coding apparatus using the two-dimensional DCT has been described as an example of orthogonal transformation.
The present invention does not depend on the type of orthogonal transformation, but DC
Obviously, the operation will be the same when an orthogonal transform other than T is used.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によると、 (1)プログレッシブ符号化の復号化装置において従来
必要であった加算器が不要となる。符号化装置において
直交変換を同一ブロックで複数回行うことにより画像サ
イズの係数メモリバッファが不要になる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, (1) an adder which has been conventionally required in a decoding device for progressive coding is not required. By performing the orthogonal transform a plurality of times in the same block in the encoding device, the coefficient memory buffer for the image size becomes unnecessary.

【0023】(2)シーケンシャル符号化による符号化
装置の係数選択器に、僅かの回路を付加することでプロ
グレッシブ符号化と同等の画像表示効果を実現すること
が可能となる。
(2) An image display effect equivalent to that of progressive coding can be realized by adding a small number of circuits to the coefficient selector of the coding device by sequential coding.

【0024】(3)シーケンシャル符号化による復号化
装置で、プログレッシブ符号化と同等の画像表示効果を
実現することが可能となる。また、復号化装置ではシー
ケンシャル符号化とプログレッシブ符号化の違いを認識
する必要がない。
(3) It is possible to realize an image display effect equivalent to that of progressive coding in a decoding device by sequential coding. In addition, the decoding device does not need to recognize the difference between sequential coding and progressive coding.

【0025】以上により、本発明は実用に供して効果が
大きい。
As described above, the present invention has a large effect in practical use.

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

【図1】従来のプログレッシブ符号化の符号化復号化装
置の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an encoding / decoding device of conventional progressive encoding.

【図2】プログレッシブ符号化での変換係数のゾーン分
割の一例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of zone division of transform coefficients in progressive coding.

【図3】従来のプログレッシブ符号化での符号化ビット
列の一例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a coded bit string in conventional progressive coding.

【図4】本発明の一実施例を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図5】本発明による符号化ビット列の一例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of a coded bit string according to the present invention.

【図6】本発明の他の一実施例を示す構成図。FIG. 6 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図7】従来のプログレッシブ符号化における係数選択
器の一例を示す構成図。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a coefficient selector in conventional progressive coding.

【図8】本発明による係数選択器の一実施例を示す構成
図。
FIG. 8 is a configuration diagram showing an embodiment of a coefficient selector according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2---画像メモリ、3---直交変換器、4---量子化器、5---
係数メモリバッファ、6---係数選択器、7---エントロピ
ー符号化器、9---エントロピー復号器、10--逆量子化
器、11--逆直交変換器、12--加算器、13--画像メモリ、
42--画像メモリ、43--DCT演算器、44--量子化器、45
--係数選択器、46--エントロピー符号化器、48--エント
ロピー復号器、49--逆量子化器、50--逆DCT演算器、
51--画像メモリ、61,63---直流係数レジスタ、71,81---
次数カウンタ、72--開始次数レジスタ、73--終了次数レ
ジスタ、74,83---一致検出器、75,84---係数レジスタ、
82--終了次数切替スイッチ。
2 --- Image memory, 3 --- Orthogonal transformer, 4 --- Quantizer, 5 ---
Coefficient memory buffer, 6 --- coefficient selector, 7 --- entropy encoder, 9 --- entropy decoder, 10--inverse quantizer, 11--inverse orthogonal transformer, 12--adder , 13--image memory,
42--image memory, 43--DCT calculator, 44--quantizer, 45
--Coefficient selector, 46--entropy encoder, 48--entropy decoder, 49--inverse quantizer, 50--inverse DCT calculator,
51--Image memory, 61,63 --- DC coefficient register, 71,81 ---
Order counter, 72--Start order register, 73--End order register, 74,83 --- Match detector, 75,84 --- Coefficient register,
82--End order switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】2次元直交変換を用いた画像の高能率符号
化装置であって、入力画像信号を一時的に記憶するため
の画像信号記録手段と、該画像信号記録手段から読み出
された同一の画像信号に対して複数回の直交変換を行う
直交変換手段と、該直交変換手段からの出力信号に対し
て量子化を行う量子化手段と、該量子化手段からの出力
に外部から指定された次数までの有効係数を出力するた
めの係数選択手段と、該係数選択手段からの出力にたい
してエントロピー符号化を行う手段とから構成され、上
記直交変換手段は、画像情報の1ブロックの変換係数を
N個のゾーンに分割し、最初の変換では、第1番目のゾ
ーンを変換し、第i番目(1≦i≦N)の符号化では第
1からi番目のゾーンの係数を1画面分符号化すること
を特徴とする画像符号化装置。
1. A high-efficiency image encoding apparatus using two-dimensional orthogonal transformation, comprising image signal recording means for temporarily storing an input image signal, and read from the image signal recording means. Orthogonal transform means for performing the orthogonal transform a plurality of times on the same image signal, quantizing means for quantizing the output signal from the orthogonal transform means, and externally designating the output from the quantizing means The coefficient conversion means for outputting effective coefficients up to the selected order and means for entropy coding the output from the coefficient selection means. The orthogonal conversion means is a conversion coefficient for one block of image information. Are divided into N zones, the first transformation is performed on the first zone, and the i-th (1 ≦ i ≦ N) encoding is performed by using the coefficients of the first to i-th zones for one screen. Image characterized by encoding Goka apparatus.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997037496A1 (en) * 1996-03-29 1997-10-09 Sony Corporation Image receiver, image reception method, image transmitter, image transmission method, image transmitter/receiver and image transmission/reception method
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