JPH0678284A - 画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 画像信号をブロックに分割し、このブロック
毎に画像信号の複雑さの度合いを求めて、この度合いが
ほぼ均等になる様に、各ブロックの並べ換えを行った後
符号化する画像符号化装置である。 【効果】 画面内の各ブロックを符号化する際変動の少
ない量子化スケールを選択でき、良好な量子化が実現で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画面間における量子化
スケールの変動を防止する手段を備えた画像符号化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から動画像を符号化する装置として
は、各画面間の差を抽出して、参照画像との差分情報を
符号化して伝送することで、符号化情報量をおさえ、符
号化効率を向上させることができる方式が採用されてい
る。更に、動きが激しい被写体をとらえた画像を符号化
する際には、各画面間をただ単に差分処理するだけで
は、被写体の動きに合わせた差分処理が行えないため、
この画面の中をブロックに分割し、このブロック単位に
処理を行う方式も既に提案されている。この方式を採用
した装置は、まず入力映像信号をＮ個のブロックに分割
し、このブロックを制御の単位とし、量子化を含む符号
化復号化を行う装置であり、各ブロック毎に予め目標符
号化量を設定しｎ番目のブロックの符号化を行い、ｎ番
目までの符号化後の発生符号量と設定したｎ番目までの
目標符号量により、ｎ＋１番目のブロックの量子化を制
御し、発生符号量が目標符号量となるように制御するも
のである。予め目標符号量を設定する方法として、各ブ
ロックでの映像信号の複雑さ（以下アクティビティとい
う）を求め、アクティビティの高いブロックには多くの
設定符号量を、アクティビティの低いブロックいは少な
い目標符号量を割り当てることにより、各ブロックに同
一の目標符号量を設定した場合よりも、画面内各ブロッ
クの量子化スケールの変動を小さく抑え、画質向上を実
現できることも既に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上述べてきた通り、
各ブロックでの映像信号のアクティビティを求め、各ブ
ロック毎の目標符号量を割り当てる方式においても、目
標符号量と発生符号量との差が発生する事がある。この
場合、画面内の隣接する各ブロック間では、一般的に相
関が強くその傾向が連続する可能性が大きい。例えば、
細かい絵柄のブロック近傍では、目標符号量が不足する
傾向が連続し、発生符号量が目標符号量よりも大きくな
り、発生符号量を、小さくするために量子化スケールが
大きくなる。その結果、このブロックの量子化誤差が大
きくなる。逆に平坦なブロックでは、目標符号量が過剰
となる傾向が連続し、発生符号量が目標符号量よりも小
さくなり、発生符号量を大きくするため量子化スケール
が小さくなる。その結果、このブロックの量子化誤差が
小さくなる。以上の結果、画面内全体では、目標符号量
と発生符号量との差が発生した場合、画面のアクティビ
ティに応じるて量子化スケールの変動が発生し、細かい
絵柄のブロック近傍では、量子化スケールが大きくな
り、平坦なブロックの近傍では、量子化スケールが小さ
くなるため、量子化誤差の画面内での変動が発生し画質
劣化につながるという問題点が生じる。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、各ブロック毎の映像信号の複雑さの度合いを求
め、この度合いがほぼ均等になる様、各ブロックの並べ
換えを行い符号化することにより量子化の変動をおさえ
ることができる画像符号化装置を提供することを目的と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、所定の画素数分を示す複数のブ
ロック信号に映像信号を分割する手段と、各ブロック信
号毎に映像の複雑さの度合いを求める手段と、この映像
の複雑さの度合いに応じて、各ブロック信号の順序を並
べ換えるブロック信号順序変換手段と、このブロック信
号順序変換手段により並べ換えた順序で各ブロック信号
を符号化する手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００６】

【作用】映像信号を複数の画素数分の信号からなる複数
のブロック信号に分割し、この各ブロック信号毎に映像
の複雑さの度合いを求めて、この度合いに応じて各ブロ
ック信号の順序を並べ換えた後、並べ換えた順序で各ブ
ロック信号を符号化しているので、画面内での変動の少
ない量子化スケールが選択でき、これによって良好な量
子化処理が実現できる。

【０００７】

【実施例】以下図面を参照して、本発明の一実施例を説
明する。図１に本発明の第１の実施例である画像符号化
装置を示したものである。この画像符号化装置は、ブロ
ック化部１０、各ブロックのアクティビティ測定部２
０、ブロック順序変換部３０、量子化装置４０、ブロッ
ク順序逆変換部５０で構成される。量子化部４０は、目
標符号量設定部４１、発生符号量測定部４２、量子化制
御部４３、及び量子化部４４で構成される。ブロック化
部１０は、入力映像信号を所定の画素数分の情報信号か
らなる複数のブロックに変換処理する。これらの各ブロ
ックが、量子化制御の単位となる。この実施例では、映
像信号のＩラインを１ブロックとする。アクティビティ
測定部２０は、各ブロックの複雑さを示すアクティビテ
ィAct(i)を求める。アクティビティとしては、例えば各
ブロックの分散などを使用する。ブロック順序変換部３
０は、アクティビティ測定部２０の各ブロックのアクテ
ィビティ測定値により、元々のブロックの並びを所定の
方法によりブロック順序の変換をする。例えばアクティ
ビティの最も大きなブロックを最初に出力し、次にアク
ティビティの最も小さいブロックを出力し、次にアクテ
ィビティの２番目に大きなブロックを出力し、順次アク
ティビティの大きなブロックと小さなブロックを交互に
出力する方法が考えられる。量子化装置４０は、ブロッ
ク順序変換部３０より出力された映像信号を量子化し、
ブロック順序逆変換部５０に出力する。次に、量子化装
置４０の内部を説明する。目標符号量測定部４１では、
各ブロックのアクティビティAct(i)により各ブロックの
目標符号量Trg(i)を設定する。例えば１画面への符号量
がBits picである時、Trg(i)を次式で設定する。

【０００８】

【数１】

【０００９】発生符号量測定部４２は、量子化したブロ
ックの発生符号量Use(i)を計算し、量子化制御部４３に
出力する。量子化制御部４３では、量子化が終了したｋ
ブロックまでの目標符号量と発生符号量で仮想バッファ
占有量Buf(k)を次式でまず計算する。

【００１０】

【数２】

【００１１】この仮想バッファ占有量により、次ブロッ
クｋ＋１の量子化スケールを決定する。量子化スケール
を決定する方法としては、例えば仮想バッファの正負の
最大量を決め、仮想バッファ占有量が正の最大量の時、
最大の量子化スケールが選ばれ、負の最大量の時、最小
の量子化スケールが選ばれるようにする。この様に決定
された量子化スケールを量子化部４４に次ブロックの量
子化スケールとして出力する。量子化部４４では、量子
化制御部４３で決定した量子化スケールで１ブロックを
量子化し、量子化データを発生符号量測定部４２とブロ
ック順序逆変換部５０に出力する。ブロック順序逆変換
部５０では、量子化された映像信号のブロック順序をブ
ロック順序部３０の入力と同じ順序に並び変え出力す
る。図３にブロック順序変換前の入力ブロック順序に対
する各ブロックのアクティビティの大きさ、（図３
（ａ））、及び目標符号量（図３（ｂ））を示す。アク
ティビティの大きなブロックは、細かい絵柄の部分であ
り、大きな目標符号量が設定され、アクティビティの小
さなブロックは、平坦な部分であり、小さな目標符号量
が設定される事が理解できる。図４にブロック順序変換
を行わずに量子化を行った場合の各ブロック量子化後の
仮想バッファ占有量の変化（図４（ｂ））と量子化スケ
ールの変化（図４（ａ））の様子を示す。細かい絵柄の
部分では、仮想バッファの占有量が大きくなり、それに
伴い、量子化スケールが大きくなる。また、平坦な絵柄
の部分では、仮想バッファの占有量が小さくなり、それ
に伴い量子化スケールが小さくなる。このため画面全体
では、量子化スケールが変動し、細かい絵柄のところで
大きな量子化誤差が発生し画質劣化の原因となっている
事が理解できる。図２にブロック順序変換を行い量子化
を行った場合の各ブロック量子化後の仮想バッファ占有
量の変化（図２（ｂ））と量子化スケールの変化（図２
（ａ））の様子を示す。横軸は、ブロック順序変換を行
った後の量子化装置４０に入力するブロック順序であ
る。仮想バッファ占有量の変動が絵柄に大きく左右され
ず、小さくなる。それに伴い量子化スケールの変動も小
さくなり、画面内でほぼ均等の量子化スケールが選択さ
れ、良好な量子化が実現できている事が理解できる。

【００１２】次に、図５及び図６に示した第２の実施例
について説明する。この例は、ブロック順序逆変換を復
号化装置で実行する例である。図５に示した符号化装置
は、ブロック化部６０、各ブロックアクティビティ測定
部７０、ブロック順序変換部８０、量子化部９０、量子
化制御部１００、送信バッファ部１１０で構成される。
図６に示した画像復号化装置は、受信バッファ部１２
０、逆量子化部１３０、ブロック順序逆変換部１４０、
逆ブロック変換部１５０で構成される。ブロック化部６
０は、入力映像信号をブロックに変換する。このブロッ
クが、量子化制御の単位となる。この実施例では、映像
信号のＩラインを１ブロックとする。アクティビティ測
定部７０は、各ブロックの複雑さを示すアクティビティ
Act(i)を求める。アクティビティとしては、例えば各ブ
ロックの分散などを使用する。ブロック順序変換部８０
は、アクティビティ測定部７０の各ブロックのアクティ
ビティ測定値により、ブロック順序を変換する。アクテ
ィビティの最も大きなブロックを最初に出力し、次にア
クティビティの最も小さいブロックを出力し、次にアク
ティビティの２番目に大きなブロックを出力し、順次ア
クティビティの大きなブロックと小さなブロックを交互
に出力する。量子化部９０は、ブロック順序変換８０よ
り出力された映像信号を量子化制御部１００により制御
された量子化スケールで量子化し、送信バッファ部１１
０に出力する。量子化制御部１００は、送信バッファ部
１１０の占有量により量子化スケールを決定し量子化部
９０を制御する。送信バッファ部１１０は、符号化した
映像データを伝送路に出力する。画像復号化装置の動作
を説明する。伝送路から入力した符号化された映像デー
タは、受信バッファ部１２０に入力され、逆量子化部１
３０に出力される。逆量子化部１３０は、逆量子化を行
い、ブロック順序逆変換部１４０に出力する。ブロック
順序逆変換部１４０は、ブロック順序を画像符号化装置
のブロック順序変換部１８０の入力順序に変換する。逆
ブロック化部１５０は、ブロック化されている画像信号
を画像符号化装置のブロック化部６０の入力画像信号の
フォーマットに変換する。この様な構成に於いても第一
の実施例と同様な効果を得る事ができる。

【００１３】

【発明の効果】以上詳述してきた通り本発明によれば、
画面内を各ブロックに分割して、この各ブロック毎に映
像の複雑さの度合いを求め、この度合いがほぼ均等にな
る様に、各ブロックの並べ換えを行い符号化をしている
ので、画面内での変動の少ない量子化スケールが選択で
き、これによって良好な量子化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例を示した図。

【図２】 本発明に係わるブロック順序変換後のバッフ
ァ占有量の変化と量子化スケールの変化の様子を示した
図。

【図３】 本発明に係わるブロックの順序変換前の各ブ
ロックのアクティビティの大きさと目標符号量を示した
図。

【図４】 ブロック順序の変換を行わずに量子化を行っ
た場合のバッファ占有量の変化と量子化スケールの変化
の様子を示した図。

【図５】 本発明の第２の実施例を示した図。

【図６】 図５に対する復号化装置の構成を示した図。

【符号の説明】

１０…ブロック化部 ２０…アクティビティ測定部 ３０…ブロック順序変換部 ４０…量子化測定

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の画素数分を示す複数のブロック信号
   に映像信号を分割する手段と、 前記各ブロック信号毎に映像の複雑さの度合いを求める
   手段と、 前記映像の複雑さの度合いに応じて、前記各ブロック信
   号の順序を並べ換えるブロック信号順序変換手段と、 このブロック信号順序変換手段により順序を並べ換えた
   前記各ブロック信号を符号化する手段とを備えたことを
   特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】ブロック信号順序変換手段は、前記映像の
   複雑さの度合いが大きなブロック信号と小さなブロック
   信号が交互になるように前記ブロック信号の順序を並べ
   換えることを特徴とする請求項１記載の画像符号化装
   置。