JPH06245077A - ウェーブレット変換符号化方式 - Google Patents
ウェーブレット変換符号化方式Info
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- JPH06245077A JPH06245077A JP2833793A JP2833793A JPH06245077A JP H06245077 A JPH06245077 A JP H06245077A JP 2833793 A JP2833793 A JP 2833793A JP 2833793 A JP2833793 A JP 2833793A JP H06245077 A JPH06245077 A JP H06245077A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 画像信号のウェーブレット変換符号化の符号
化効率の改善を図る。 【構成】 前処理回路１は、入力画像に対して動き保障
適応予測、プリフィルタ等の信号処理を実現する。２次
元ウェーブレット変換回路２は、前処理回路１の出力に
対するウェーブレット変換を実現する。量子化回路３
は，２次元ウェーブレット変換回路２の出力を量子化す
る。走査回路４は、予め設定された走査パターンに応じ
て、量子化出力である２次元ウェーブレット変換係数の
走査を行い、１次元の信号系列を得る。ＶＬＣ回路５
は、１次元の信号系列に対して可変長符号化を施す。Ｖ
ＬＣ回路６は、動きベクトル、量子化ステップサイズ等
の補助情報に対して可変長符号化を施す。多重化回路７
は、可変長符号を多重化し符号化器出力とする。
化効率の改善を図る。 【構成】 前処理回路１は、入力画像に対して動き保障
適応予測、プリフィルタ等の信号処理を実現する。２次
元ウェーブレット変換回路２は、前処理回路１の出力に
対するウェーブレット変換を実現する。量子化回路３
は，２次元ウェーブレット変換回路２の出力を量子化す
る。走査回路４は、予め設定された走査パターンに応じ
て、量子化出力である２次元ウェーブレット変換係数の
走査を行い、１次元の信号系列を得る。ＶＬＣ回路５
は、１次元の信号系列に対して可変長符号化を施す。Ｖ
ＬＣ回路６は、動きベクトル、量子化ステップサイズ等
の補助情報に対して可変長符号化を施す。多重化回路７
は、可変長符号を多重化し符号化器出力とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーブレット変換符
号化、ならびにサブバンド符号化を用いた画像信号の高
能率符号化方式に関する。
号化、ならびにサブバンド符号化を用いた画像信号の高
能率符号化方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像信号を高能率に符号化する方式とし
て、直交変換符号化方式やサブバンド符号化方式、ウェ
ーブレット変換符号化方式が知られている。直交変換符
号化は、入力信号に対して直交変換を施し、特定の変換
係数への電力の集中を図り、その電力の偏りを利用して
高能率な符号化を実現する手法である。サブバンド符号
化は、入力信号を複数の周波数帯域に分割し、低周波数
帯域への電力の偏りを利用して高能率な符号化を実現す
る手法である。ウェーブレット変換符号化では、低域側
の帯域を再帰的に２分割していき、階層化されたサブバ
ンド分割を行なう。これも、その低域成分に電力が集中
していることを利用して、高能率な符号化を実現する手
法である。これらの手法はすべて、画像信号を周波数表
現して符号化する方式として考えることができる。
て、直交変換符号化方式やサブバンド符号化方式、ウェ
ーブレット変換符号化方式が知られている。直交変換符
号化は、入力信号に対して直交変換を施し、特定の変換
係数への電力の集中を図り、その電力の偏りを利用して
高能率な符号化を実現する手法である。サブバンド符号
化は、入力信号を複数の周波数帯域に分割し、低周波数
帯域への電力の偏りを利用して高能率な符号化を実現す
る手法である。ウェーブレット変換符号化では、低域側
の帯域を再帰的に２分割していき、階層化されたサブバ
ンド分割を行なう。これも、その低域成分に電力が集中
していることを利用して、高能率な符号化を実現する手
法である。これらの手法はすべて、画像信号を周波数表
現して符号化する方式として考えることができる。
【０００３】こうして周波数領域で表現された信号は、
各種の技法で高能率に符号化することができる。例え
ば、直交変換符号化方式では，エントロピー符号化の効
果を上げるために、２次元の変換係数を１次元の信号系
列にする走査手段とＥＯＢ（Ｅｎｄ ｏｆ Ｂｌｏｃ
ｋ）符号とを組み合わせた方式が知られている。図８
は、直交変換に対して用いられるその一例を示してい
る。符号器は、２次元の変換係数をその低周波成分から
高周波成分に向かってジグザグに走査し、１次元の信号
系列にする。この１次元信号系列を順次符号化してい
き、配列内のすべての有意係数の符号化が完了した時点
で、ＥＯＢと呼ばれる符号を発生してブロック内の符号
化を完了する。
各種の技法で高能率に符号化することができる。例え
ば、直交変換符号化方式では，エントロピー符号化の効
果を上げるために、２次元の変換係数を１次元の信号系
列にする走査手段とＥＯＢ（Ｅｎｄ ｏｆ Ｂｌｏｃ
ｋ）符号とを組み合わせた方式が知られている。図８
は、直交変換に対して用いられるその一例を示してい
る。符号器は、２次元の変換係数をその低周波成分から
高周波成分に向かってジグザグに走査し、１次元の信号
系列にする。この１次元信号系列を順次符号化してい
き、配列内のすべての有意係数の符号化が完了した時点
で、ＥＯＢと呼ばれる符号を発生してブロック内の符号
化を完了する。
【０００４】また、この方式では走査の方法は一種類だ
が、画像信号の局所的性質が異なることを利用して、適
応的に走査を切替える方式も知られている。例えば、縦
縞の多い絵柄では、電力は図９（ａ）のように垂直方向
の低周波成分の水平方向に集中する。一方、横縞の多い
絵柄では、電力は図９（ｂ）のように水平方向の低周波
数成分の垂直方向に集中する。そこで、画像信号の局所
的性質に応じて、縦縞の多い絵柄では図９（ｃ）のよう
な走査を行ない、横縞の多い絵柄では図９（ｄ）のよう
な走査を行なうことによって効率的な符号化を実現でき
る。
が、画像信号の局所的性質が異なることを利用して、適
応的に走査を切替える方式も知られている。例えば、縦
縞の多い絵柄では、電力は図９（ａ）のように垂直方向
の低周波成分の水平方向に集中する。一方、横縞の多い
絵柄では、電力は図９（ｂ）のように水平方向の低周波
数成分の垂直方向に集中する。そこで、画像信号の局所
的性質に応じて、縦縞の多い絵柄では図９（ｃ）のよう
な走査を行ない、横縞の多い絵柄では図９（ｄ）のよう
な走査を行なうことによって効率的な符号化を実現でき
る。
【０００５】一方、サブバンド符号化方式やウェーブレ
ット符号化方式に関しては、特願平３−３１５０２号に
記載のものが知られている。ここでは、同一の空間領域
を表現する変換係数に対する木構造を定義し、その木構
造において低周波成分から高周波成分に至る走査手段を
与えている。図１０は、ウェーブレット変換における周
波数分割の一例を示したものであり、この例ではＦ０〜
Ｆ９まで、計１０バンドの周波数分割を行なっている。
符号器は、低周波成分に属する変換係数から高周波成分
に属する変換係数に向かって走査を行ない、その１次元
の信号系列を符号化していき、配列内のすべての有意係
数の符号化が完了した時点で、ＥＯＴ（Ｅｎｄ ｏｆ
Ｔｒｅｅ）と呼ばれる符号を発生してひとつの木構造の
符号化を完了する。
ット符号化方式に関しては、特願平３−３１５０２号に
記載のものが知られている。ここでは、同一の空間領域
を表現する変換係数に対する木構造を定義し、その木構
造において低周波成分から高周波成分に至る走査手段を
与えている。図１０は、ウェーブレット変換における周
波数分割の一例を示したものであり、この例ではＦ０〜
Ｆ９まで、計１０バンドの周波数分割を行なっている。
符号器は、低周波成分に属する変換係数から高周波成分
に属する変換係数に向かって走査を行ない、その１次元
の信号系列を符号化していき、配列内のすべての有意係
数の符号化が完了した時点で、ＥＯＴ（Ｅｎｄ ｏｆ
Ｔｒｅｅ）と呼ばれる符号を発生してひとつの木構造の
符号化を完了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１０において、同一
の空間領域を表現する木構造を与える変換係数は、周波
数帯域Ｆ４〜Ｆ９においては複数個存在する。特願平３
−３１５０２号に与えられている、これらの同一の周波
数帯域に含まれる複数個の変換係数の走査方法では、レ
ベルがゼロの信号を連続して発生させるようにはなって
いない。また、その走査方法も一種類に固定されたもの
であり、絵柄の変化に対応して走査を適応的に切替える
ことは言及されていなかった。
の空間領域を表現する木構造を与える変換係数は、周波
数帯域Ｆ４〜Ｆ９においては複数個存在する。特願平３
−３１５０２号に与えられている、これらの同一の周波
数帯域に含まれる複数個の変換係数の走査方法では、レ
ベルがゼロの信号を連続して発生させるようにはなって
いない。また、その走査方法も一種類に固定されたもの
であり、絵柄の変化に対応して走査を適応的に切替える
ことは言及されていなかった。
【０００７】本発明の目的は、ウェーブレット変換符号
化、ならびにサブバンド符号化における変換係数の走査
方式を改善し、エントロピー符号化の効率の良いウェー
ブレット変換符号化方式を提供するものである。
化、ならびにサブバンド符号化における変換係数の走査
方式を改善し、エントロピー符号化の効率の良いウェー
ブレット変換符号化方式を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ために、本発明は、入力された画像信号に対して２次元
ウェーブレット変換を施し、その変換出力から同一の空
間領域を表現する変換係数を取り出して２次元的に配置
し、その２次元的に配置された変換係数に対して量子化
を施し、低周波の周波数帯域に含まれる変換係数から高
周波の周波数帯域に含まれる変換係数に向かって走査し
て１次元の信号系列を生成し、最後の変換係数までゼロ
が連なる場合には、走査打ち切りを示す符号によって一
つの信号系列の符号化を終了する画像信号のウェーブレ
ット変換符号化方式において、周波数帯域毎に周波数帯
域内の前記変換係数の相関関係に従って走査方法を決定
することを第１の特徴としている。
ために、本発明は、入力された画像信号に対して２次元
ウェーブレット変換を施し、その変換出力から同一の空
間領域を表現する変換係数を取り出して２次元的に配置
し、その２次元的に配置された変換係数に対して量子化
を施し、低周波の周波数帯域に含まれる変換係数から高
周波の周波数帯域に含まれる変換係数に向かって走査し
て１次元の信号系列を生成し、最後の変換係数までゼロ
が連なる場合には、走査打ち切りを示す符号によって一
つの信号系列の符号化を終了する画像信号のウェーブレ
ット変換符号化方式において、周波数帯域毎に周波数帯
域内の前記変換係数の相関関係に従って走査方法を決定
することを第１の特徴としている。
【０００９】また、本発明は、前記１次元の信号系列を
生成するに際し、各周波数帯域が走査の対象となる順番
を入力信号の局所性に応じて適応的に切替えることを第
２の特徴としている。
生成するに際し、各周波数帯域が走査の対象となる順番
を入力信号の局所性に応じて適応的に切替えることを第
２の特徴としている。
【００１０】更に、前記１次元の信号系列を生成するに
際し、各周波数帯域内の走査の開始位置を入力信号の局
所性に応じて適応的に切替えることを第３の特徴として
いる。
際し、各周波数帯域内の走査の開始位置を入力信号の局
所性に応じて適応的に切替えることを第３の特徴として
いる。
【００１１】
【作用】本発明の変換係数の走査方式は、ウェーブレッ
ト変換係数の効率的なエントロピー符号化を実現するも
のである。空間的に隣接するウェーブレット変換係数
は、その有意係数の発生箇所に、同一の周波数帯域内、
ならびに異なる周波数帯域間において、ある程度の法則
性が認められる。そこで、こうしたウェーブレット変換
係数の分布を考慮した走査方式を適用することにより、
効率的なエントロピー符号化が可能となる。
ト変換係数の効率的なエントロピー符号化を実現するも
のである。空間的に隣接するウェーブレット変換係数
は、その有意係数の発生箇所に、同一の周波数帯域内、
ならびに異なる周波数帯域間において、ある程度の法則
性が認められる。そこで、こうしたウェーブレット変換
係数の分布を考慮した走査方式を適用することにより、
効率的なエントロピー符号化が可能となる。
【００１２】図１０において、実線で囲まれた領域Ｆ０
〜Ｆ９はウェーブレット変換における周波数分割の一例
を表している。このとき、各周波数帯域の面積の比は各
周波数帯域に属する変換係数の個数の比に対応してお
り、同一の空間領域を表現するために必要な変換係数の
個数は、Ｆ０〜Ｆ３を１個とすると、Ｆ４〜Ｆ６は４
個、Ｆ７〜Ｆ９は１６個となる。
〜Ｆ９はウェーブレット変換における周波数分割の一例
を表している。このとき、各周波数帯域の面積の比は各
周波数帯域に属する変換係数の個数の比に対応してお
り、同一の空間領域を表現するために必要な変換係数の
個数は、Ｆ０〜Ｆ３を１個とすると、Ｆ４〜Ｆ６は４
個、Ｆ７〜Ｆ９は１６個となる。
【００１３】図１１は、空間領域と変換領域の関係を示
したものである。図１１（ａ）において、正方ブロック
は８×８のサイズであるとする。すると、この正方ブロ
ックを中心として斜線部で表された空間領域から求めら
れるウェーブレット変換係数は図１１（ｂ）のように、
６４個の変換係数の組として与えられる。この図での、
Ｆ０〜Ｆ９は、図１０に示した周波数領域に対応してい
る。そして、図１１（ｂ）に示した変換係数を図１１
（ｃ）のように配置して、変換係数のブロックを構成す
る。ここで、小四角形が一つの変換係数に対応してお
り、実線で囲まれた領域内の変換係数は、直交変換の場
合とは異なり、同じ周波数帯域に属するものである。こ
こではまた、同一の周波数領域に属する変換係数を、そ
の空間的な位置に従って記述している。このような変換
係数のブロックを画像全体に対して求め、それぞれを量
子化、走査したのちに符号化を行う。
したものである。図１１（ａ）において、正方ブロック
は８×８のサイズであるとする。すると、この正方ブロ
ックを中心として斜線部で表された空間領域から求めら
れるウェーブレット変換係数は図１１（ｂ）のように、
６４個の変換係数の組として与えられる。この図での、
Ｆ０〜Ｆ９は、図１０に示した周波数領域に対応してい
る。そして、図１１（ｂ）に示した変換係数を図１１
（ｃ）のように配置して、変換係数のブロックを構成す
る。ここで、小四角形が一つの変換係数に対応してお
り、実線で囲まれた領域内の変換係数は、直交変換の場
合とは異なり、同じ周波数帯域に属するものである。こ
こではまた、同一の周波数領域に属する変換係数を、そ
の空間的な位置に従って記述している。このような変換
係数のブロックを画像全体に対して求め、それぞれを量
子化、走査したのちに符号化を行う。
【００１４】このようなウェーブレット変換係数では、
水平方向が低周波帯域で垂直方向が高周波帯域の変換係
数（例えばＦ４、Ｆ７）は、空間的には水平方向に有意
係数が連続して発生する傾向がある。同様に、水平方向
が高周波帯域で垂直方向が低周波帯域の変換係数（例え
ばＦ５、Ｆ８）は、空間的には垂直方向に有意係数が連
続して発生する傾向がある。そこで、図１（ａ）のよう
に変換係数の走査を行なうことにより、レベルがゼロの
信号が連続して発生しやすくなる。
水平方向が低周波帯域で垂直方向が高周波帯域の変換係
数（例えばＦ４、Ｆ７）は、空間的には水平方向に有意
係数が連続して発生する傾向がある。同様に、水平方向
が高周波帯域で垂直方向が低周波帯域の変換係数（例え
ばＦ５、Ｆ８）は、空間的には垂直方向に有意係数が連
続して発生する傾向がある。そこで、図１（ａ）のよう
に変換係数の走査を行なうことにより、レベルがゼロの
信号が連続して発生しやすくなる。
【００１５】さらに、画像の局所性に応じた適応処理の
導入により、必要以上の非有意画素の符号化の無駄を省
き、符号化特性を改善することができる。
導入により、必要以上の非有意画素の符号化の無駄を省
き、符号化特性を改善することができる。
【００１６】図１（ｂ）は、同一周波数帯域内部におけ
る走査の適応化を示したものである。エッジ部分などで
は高周波領域に有意係数が発生するが、空間的には、異
なる周波数領域に跨って、同じ領域に有意係数が発生す
ることが多い。図１０で考えれば、このような相関関係
はＦ１−Ｆ４−Ｆ７、Ｆ２−Ｆ５−Ｆ８、Ｆ３−Ｆ６−
Ｆ９、それぞれについて考えることができる。そこで、
こうした周波数領域間の相関関係を考慮した適応走査を
導入する。
る走査の適応化を示したものである。エッジ部分などで
は高周波領域に有意係数が発生するが、空間的には、異
なる周波数領域に跨って、同じ領域に有意係数が発生す
ることが多い。図１０で考えれば、このような相関関係
はＦ１−Ｆ４−Ｆ７、Ｆ２−Ｆ５−Ｆ８、Ｆ３−Ｆ６−
Ｆ９、それぞれについて考えることができる。そこで、
こうした周波数領域間の相関関係を考慮した適応走査を
導入する。
【００１７】たとえば、図１（ｂ）において２０、２
１、２２、２３はそれぞれ走査の空間的な開始位置を示
しており、２０、２１の走査結果に応じて、走査を２２
から始めるか２３から始めるかを決定する。すなわち、
周波数領域Ｆ５において、２０の走査結果がゼロラン、
２１の走査結果が有意係数を含んだものであるとすれ
ば、空間的には右側の部分に有意係数が発生しやすいも
のと判断し、周波数領域Ｆ８では、走査を２３から始
め、続いて２２からの走査を行なう。これによって、各
周波数領域内において、有意係数の発生を走査の始めの
段階で検出することが可能となる。
１、２２、２３はそれぞれ走査の空間的な開始位置を示
しており、２０、２１の走査結果に応じて、走査を２２
から始めるか２３から始めるかを決定する。すなわち、
周波数領域Ｆ５において、２０の走査結果がゼロラン、
２１の走査結果が有意係数を含んだものであるとすれ
ば、空間的には右側の部分に有意係数が発生しやすいも
のと判断し、周波数領域Ｆ８では、走査を２３から始
め、続いて２２からの走査を行なう。これによって、各
周波数領域内において、有意係数の発生を走査の始めの
段階で検出することが可能となる。
【００１８】次に、図１（ｃ）、図１（ｄ）、図１
（ｅ）は、各周波数領域に対する走査の順番の適応化を
示している。これは、縦縞の多い絵柄、あるいは横縞の
多い絵柄など、画像の局所的な特徴に応じて、各周波数
領域の走査の対象となる順番を適応的に切替える方式で
ある。具体例として、図１（ｃ）が基本的な走査経路を
表しており、垂直方向のエッジを含む空間領域に対して
は図１（ｄ）のような走査経路を、水平方向のエッジを
含む空間領域に対しては図１（ｅ）のような走査経路を
適応的に選択する。これは，図９に示した直交変換の適
応走査と同様の原理に基づいたものであり、有意係数の
検出を走査の早い順番で終了することができ、走査打ち
切り符号の導入によってエントロピー符号化の特性改善
が実現できる。
（ｅ）は、各周波数領域に対する走査の順番の適応化を
示している。これは、縦縞の多い絵柄、あるいは横縞の
多い絵柄など、画像の局所的な特徴に応じて、各周波数
領域の走査の対象となる順番を適応的に切替える方式で
ある。具体例として、図１（ｃ）が基本的な走査経路を
表しており、垂直方向のエッジを含む空間領域に対して
は図１（ｄ）のような走査経路を、水平方向のエッジを
含む空間領域に対しては図１（ｅ）のような走査経路を
適応的に選択する。これは，図９に示した直交変換の適
応走査と同様の原理に基づいたものであり、有意係数の
検出を走査の早い順番で終了することができ、走査打ち
切り符号の導入によってエントロピー符号化の特性改善
が実現できる。
【００１９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００２０】図２において、前処理回路１は、入力画像
に対して動き補償適応予測、プリフィルタ等の信号処理
を実現するものである。ここで図３は、前処理回路１の
一実現例を示したものである。まず、フィルタ回路３０
は、主に入力画像信号の雑音除去を目的として、入力信
号に対して空間方向や時間方向のローパスフィルタを掛
けるものである。減算器３１は、入力画像信号と、予測
器３３の出力である予測画像信号との差分を取るもので
ある。動き検出回路３２は、前フレームの符号化画像信
号と入力画像信号の差分信号のエネルギーがもっとも小
さくなるような動きベクトルを求めるものである。予測
器３３は、フレームメモリ３４から与えられる前フレー
ムの符号化画像信号と動き検出回路３２から与えられる
動きベクトル情報に基づき、現フレーム予測画像信号を
出力するものである。フレームメモリ３４は、前フレー
ムの符号化画像信号を蓄積するものである。
に対して動き補償適応予測、プリフィルタ等の信号処理
を実現するものである。ここで図３は、前処理回路１の
一実現例を示したものである。まず、フィルタ回路３０
は、主に入力画像信号の雑音除去を目的として、入力信
号に対して空間方向や時間方向のローパスフィルタを掛
けるものである。減算器３１は、入力画像信号と、予測
器３３の出力である予測画像信号との差分を取るもので
ある。動き検出回路３２は、前フレームの符号化画像信
号と入力画像信号の差分信号のエネルギーがもっとも小
さくなるような動きベクトルを求めるものである。予測
器３３は、フレームメモリ３４から与えられる前フレー
ムの符号化画像信号と動き検出回路３２から与えられる
動きベクトル情報に基づき、現フレーム予測画像信号を
出力するものである。フレームメモリ３４は、前フレー
ムの符号化画像信号を蓄積するものである。
【００２１】２次元ウェーブレット変換回路２は、前処
理回路１の出力に対するウェーブレット変換を実現する
ものである。ここで図４は、２次元ウェーブレット変換
回路の一実現例を示したものである。フィルタ回路４０
（Ｈ）、およびフィルタ回路４１（Ｇ）は、共に入力信
号にフィルタ操作を施し、さらに２：１のサブサンプリ
ングを行なうものである。ここで、フィルタ回路４０の
フィルタの周波数特性は低減通過特性を示し、フィルタ
回路４１のフィルタの周波数特性は高域通過特性を示
す。そして、水平方向、垂直方向それぞれに対して、図
４に示すようにフィルタ回路を多段に接続することによ
って、２次元のウェーブレット変換を実現する。図４に
示したＦ０〜Ｆ９は、それぞれ図１０に示した周波数領
域に対応している。
理回路１の出力に対するウェーブレット変換を実現する
ものである。ここで図４は、２次元ウェーブレット変換
回路の一実現例を示したものである。フィルタ回路４０
（Ｈ）、およびフィルタ回路４１（Ｇ）は、共に入力信
号にフィルタ操作を施し、さらに２：１のサブサンプリ
ングを行なうものである。ここで、フィルタ回路４０の
フィルタの周波数特性は低減通過特性を示し、フィルタ
回路４１のフィルタの周波数特性は高域通過特性を示
す。そして、水平方向、垂直方向それぞれに対して、図
４に示すようにフィルタ回路を多段に接続することによ
って、２次元のウェーブレット変換を実現する。図４に
示したＦ０〜Ｆ９は、それぞれ図１０に示した周波数領
域に対応している。
【００２２】量子化回路３は、２次元ウェーブレット変
換回路２の出力を量子化するものである。ここで図５
は，量子化回路の一実施例を詳細に示したものである。
量子化回路３６は、ウェーブレット変換係数の量子化を
実現し、ＶＬＣ回路６に対して量子化ステップサイズを
伝送するものである。このとき量子化回路３６は、まず
図１１に従い、同一の空間領域を表現するウェーブレッ
ト変換係数を取り出し、図１１（ｃ）のように２次元的
に配置されたウェーブレット変換係数に対して量子化操
作を施すものである。逆量子化回路３７は、量子化出力
を逆量子化するものである。このとき、量子化回路３
６、および逆量子化回路３７は、さらに多重化回路７の
伝送バッファの状態に応じてレート制御回路８からの制
御情報を受け、量子化ステップサイズを適応的に変更す
る機能を備えている。２次元ウェーブレット逆変換回路
３８は、逆量子化回路３７の出力に対して逆ウェーブレ
ット変換を施すものであり、図６はその一実施例を示し
たものである。ここで、フィルタ回路４２（Ｈ’）およ
びフィルタ回路４３（Ｇ’）は、共に入力信号に対して
１：２のゼロ値補間を行い、さらにフィルタ操作を施す
ものである。また、加算回路４４はそれらの出力の和を
取るものである。
換回路２の出力を量子化するものである。ここで図５
は，量子化回路の一実施例を詳細に示したものである。
量子化回路３６は、ウェーブレット変換係数の量子化を
実現し、ＶＬＣ回路６に対して量子化ステップサイズを
伝送するものである。このとき量子化回路３６は、まず
図１１に従い、同一の空間領域を表現するウェーブレッ
ト変換係数を取り出し、図１１（ｃ）のように２次元的
に配置されたウェーブレット変換係数に対して量子化操
作を施すものである。逆量子化回路３７は、量子化出力
を逆量子化するものである。このとき、量子化回路３
６、および逆量子化回路３７は、さらに多重化回路７の
伝送バッファの状態に応じてレート制御回路８からの制
御情報を受け、量子化ステップサイズを適応的に変更す
る機能を備えている。２次元ウェーブレット逆変換回路
３８は、逆量子化回路３７の出力に対して逆ウェーブレ
ット変換を施すものであり、図６はその一実施例を示し
たものである。ここで、フィルタ回路４２（Ｈ’）およ
びフィルタ回路４３（Ｇ’）は、共に入力信号に対して
１：２のゼロ値補間を行い、さらにフィルタ操作を施す
ものである。また、加算回路４４はそれらの出力の和を
取るものである。
【００２３】走査回路４は、予め設定された走査パター
ンに応じて、量子化出力である２次元のウェーブレット
変換係数の走査を行い、１次元の信号系列を得るもので
ある。走査パターンは、各周波数帯域内は図１（ａ）に
従い、周波数帯域間は図１（ｃ）に従い、低周波の周波
数帯域に含まれる変換係数から高周波の周波数帯域に含
まれる変換係数に向かって走査を行なうことによって１
次元の信号系列を生成する。ＶＬＣ回路５は、予め設定
された可変長符号テーブルに応じて、走査回路４の出力
である１次元の信号系列に対して可変長符号化を施すも
のである。このとき、最後の変換係数までゼロが連なる
場合には、走査打ち切りを示す符号を用いて一つの信号
系列の符号化を終了する。ＶＬＣ回路６は、予め設定さ
れた可変長符号テーブルに応じて、前処理回路１から与
えられる動きベクトル、および量子化回路３から与えら
れる量子化ステップサイズ等の補助情報に対して可変長
符号化を施すものである。多重化回路７は、可変長符号
を多重化し、符号器出力とするものであり、伝送バッフ
ァを備えている。レート制御回路８は、多重化回路７に
送り込まれる符号量を監視し、その伝送バッファの状態
に応じて、量子化回路３に対して量子化ステップサイズ
の制御を施すものである。
ンに応じて、量子化出力である２次元のウェーブレット
変換係数の走査を行い、１次元の信号系列を得るもので
ある。走査パターンは、各周波数帯域内は図１（ａ）に
従い、周波数帯域間は図１（ｃ）に従い、低周波の周波
数帯域に含まれる変換係数から高周波の周波数帯域に含
まれる変換係数に向かって走査を行なうことによって１
次元の信号系列を生成する。ＶＬＣ回路５は、予め設定
された可変長符号テーブルに応じて、走査回路４の出力
である１次元の信号系列に対して可変長符号化を施すも
のである。このとき、最後の変換係数までゼロが連なる
場合には、走査打ち切りを示す符号を用いて一つの信号
系列の符号化を終了する。ＶＬＣ回路６は、予め設定さ
れた可変長符号テーブルに応じて、前処理回路１から与
えられる動きベクトル、および量子化回路３から与えら
れる量子化ステップサイズ等の補助情報に対して可変長
符号化を施すものである。多重化回路７は、可変長符号
を多重化し、符号器出力とするものであり、伝送バッフ
ァを備えている。レート制御回路８は、多重化回路７に
送り込まれる符号量を監視し、その伝送バッファの状態
に応じて、量子化回路３に対して量子化ステップサイズ
の制御を施すものである。
【００２４】図７は、本発明に基づき、画像の局所性に
応じて走査の適応化を図る符号器のブロック図である。
ここで適応制御回路９は、入力信号の局所的な特徴に応
じて、走査回路４の走査パターンを変更するものであ
る。このとき、入力信号の局所的な特徴の決定方法とし
ては、図７（ａ）に示した方式、および図７（ｂ）に示
した方式が考えられる。図７（ａ）は量子化前のウェー
ブレット変換係数のエネルギーの分布に基づき、図７
（ｂ）は量子化後のウェーブレット変換係数の有意係数
の分布に基づき、それぞれ走査回路４の走査パターンを
決定する。
応じて走査の適応化を図る符号器のブロック図である。
ここで適応制御回路９は、入力信号の局所的な特徴に応
じて、走査回路４の走査パターンを変更するものであ
る。このとき、入力信号の局所的な特徴の決定方法とし
ては、図７（ａ）に示した方式、および図７（ｂ）に示
した方式が考えられる。図７（ａ）は量子化前のウェー
ブレット変換係数のエネルギーの分布に基づき、図７
（ｂ）は量子化後のウェーブレット変換係数の有意係数
の分布に基づき、それぞれ走査回路４の走査パターンを
決定する。
【００２５】適応制御回路９は、走査回路４において１
次元の信号系列を生成するに際し、各周波数帯域が走査
の対象となる順番を、入力信号の局所性に応じて適応的
に切替える機能を有している。すなわち、前記変換係数
の分布の偏りに応じて、標準的には図１（ｃ）の走査パ
ターンを、水平方向（Ｆ２、Ｆ５、Ｆ８）にエネルギー
が集中している変換係数群に対しては図１（ｄ）の走査
パターンを、垂直方向（Ｆ１、Ｆ４、Ｆ７）にエネルギ
ーが集中している変換係数群に対しては図１（ｅ）の走
査パターンを、それぞれ走査回路４の走査パターンとし
て選択する。また、適応制御回路９は、走査回路４にお
いて１次元の信号系列を生成するに際し、各周波数帯域
内の走査の開始位置を、入力信号の局所性に応じて適応
的に切替える機能を有している。すなわち、周波数帯域
Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の内部の変換係数の分布に対応して、
周波数帯域Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９の走査パターンを切替え
る。たとえば、図１（ｂ）において、周波数領域Ｆ５に
おける２０の走査結果がゼロラン、２１の走査結果が有
意係数を含んだものであるとすれば、この結果に基づい
て、周波数領域Ｆ８では走査を２３から始め、続いて２
２からの走査を行なうように、走査回路４の走査パター
ンを切替える。
次元の信号系列を生成するに際し、各周波数帯域が走査
の対象となる順番を、入力信号の局所性に応じて適応的
に切替える機能を有している。すなわち、前記変換係数
の分布の偏りに応じて、標準的には図１（ｃ）の走査パ
ターンを、水平方向（Ｆ２、Ｆ５、Ｆ８）にエネルギー
が集中している変換係数群に対しては図１（ｄ）の走査
パターンを、垂直方向（Ｆ１、Ｆ４、Ｆ７）にエネルギ
ーが集中している変換係数群に対しては図１（ｅ）の走
査パターンを、それぞれ走査回路４の走査パターンとし
て選択する。また、適応制御回路９は、走査回路４にお
いて１次元の信号系列を生成するに際し、各周波数帯域
内の走査の開始位置を、入力信号の局所性に応じて適応
的に切替える機能を有している。すなわち、周波数帯域
Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の内部の変換係数の分布に対応して、
周波数帯域Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９の走査パターンを切替え
る。たとえば、図１（ｂ）において、周波数領域Ｆ５に
おける２０の走査結果がゼロラン、２１の走査結果が有
意係数を含んだものであるとすれば、この結果に基づい
て、周波数領域Ｆ８では走査を２３から始め、続いて２
２からの走査を行なうように、走査回路４の走査パター
ンを切替える。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による変換
係数の走査方式によってレベルがゼロの信号が連続して
発生しやすくなり、また走査打ち切りを示す符号が効果
的に活用できることになり、符号化特性を改善すること
ができ、エントロピー符号化の効率の良いウェーブレッ
ト変換符号化方式が提供することができる。
係数の走査方式によってレベルがゼロの信号が連続して
発生しやすくなり、また走査打ち切りを示す符号が効果
的に活用できることになり、符号化特性を改善すること
ができ、エントロピー符号化の効率の良いウェーブレッ
ト変換符号化方式が提供することができる。
【図１】本発明のウェーブレット変換係数の走査方式
【図２】符号器の構成
【図３】前処理回路の一例
【図４】２次元ウェーブレット変換回路の一例
【図５】量子化回路の一例
【図６】２次元ウェーブレット逆変換回路の一例
【図７】適応走査の導入
【図８】直交変換の走査方式
【図９】直交変換の適応走査方式
【図１０】ウェーブレット変換の周波数分割
【図１１】ウェーブレット変換における空間領域と周波
数領域の関係
数領域の関係
１ 前処理回路 ２ 変換回路 ３ 量子化回路 ４ 走査回路 ５ 可変長符号化回路 ６ 可変長符号化回路 ７ 多重化回路 ８ レート制御回路 ９ 適応制御回路 ２０、２１、２２、２３ 走査開始点 ３０ フィルタ回路 ３１ 減算器 ３２ 動き検出回路 ３３ 予測器 ３４ フレームメモリ ３５ 量子化回路 ３６ 逆量子化回路 ３７ ２次元ウェーブレット逆変換回路 ４０、４１、４２、４３ フィルタ回路 ４４ 加算器
Claims (3)
- 【請求項１】 入力された画像信号に対して２次元のウ
ェーブレット変換を施し、その変換出力から同一の空間
領域を表現する変換係数を取り出して２次元的に配置
し、前記配置された変換係数に対して量子化を施し、低
周波の周波数帯域に含まれる変換係数から高周波の周波
数帯域に含まれる変換係数に向かって走査して１次元の
信号系列を生成し、最後の変換係数までゼロが連なる場
合には、走査打ち切りを示す符号によって一つの信号系
列の符号化を終了する画像信号のウェーブレット変換符
号化方式において、周波数帯域毎に周波数帯域内の前記
変換係数の相関関係に従って走査方法を決定することを
特徴とするウェーブレット変換符号化方式。 - 【請求項２】 前記１次元の信号系列を生成するに際
し、各周波数帯域が走査の対象となる順番を入力信号の
局所性に応じて適応的に切替えることを特徴とする請求
項１に記載のウェーブレット変換符号化方式。 - 【請求項３】 前記１次元の信号系列を生成するに際
し、各周波数帯域内の走査の開始位置を入力信号の局所
性に応じて適応的に切替えることを特徴とする請求項
１、２に記載のウェーブレット変換符号化方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2833793A JP2933457B2 (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | ウェーブレット変換符号化方法 |
| US08/601,469 US5657085A (en) | 1993-02-18 | 1996-02-14 | Wavelet transform coding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2833793A JP2933457B2 (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | ウェーブレット変換符号化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06245077A true JPH06245077A (ja) | 1994-09-02 |
| JP2933457B2 JP2933457B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=12245799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2833793A Expired - Lifetime JP2933457B2 (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | ウェーブレット変換符号化方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5657085A (ja) |
| JP (1) | JP2933457B2 (ja) |
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