JPH0697834A - 可変多値算術符号化方法 - Google Patents

可変多値算術符号化方法

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JPH0697834A
JPH0697834A JP4242883A JP24288392A JPH0697834A JP H0697834 A JPH0697834 A JP H0697834A JP 4242883 A JP4242883 A JP 4242883A JP 24288392 A JP24288392 A JP 24288392A JP H0697834 A JPH0697834 A JP H0697834A
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JP
Japan
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variable
coding
arithmetic
coefficient
block
Prior art date
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Application number
JP4242883A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoichi Takashima
洋一 高嶋
Original Assignee
Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt>
日本電信電話株式会社
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多値算術符号を適用するにあたって従来の劣
化を低減するためにブロックの成分毎に用いる多値レベ
ルを切り替えることにより可変レート可変解像度に適用
する可変多値算術符号化方法を提供する。 【構成】 画像信号等を直交変換した係数に対し、可変
長符号化に多値算術信号を用いて画像を符号化する場合
において、使用する算術符号の多値レベルを直交変換の
ブロック内の係数の位置により定めている。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明は、直交変換を用いる画像
符号化方式における情報量削減のための直交変換係数の
可変多値算術符号化方法に関する。

【0002】

【従来の技術】動画像、静止画像の高能率符号化方法と
しては、入力画像信号を一定の個数毎に区切り(以下ブ
ロックという)、これに対して、離散コサイン変換(D
CT)などの直交変換を用いることが代表的である。こ
の直交変換の出力を適当な量子化器で量子化し得られる
変換係数をある適当な順序(通常はジグザクスキャン)
で並べ、零係数の連続数と非零係数の係数値との組とブ
ロックの最後を示す符号(EOB)を可変長符号化する
方法が用いられている。

【0003】しかも、通信用符号化国際標準であるH.
261、蓄積用映像符号化国際標準であるMPEG、静
止画用符号化国際標準であるJPEGいずれも同じ可変
長符号が用いられている。この可変長符号は標準化され
ているということでは有用性が高いが、かなり低い伝送
速度での係数の分布に基づき符号が構成されているの
で、例えばHDTVなどの高い伝送速度の場合、実際の
変換係数の分布とずれが生じ、符号化効率の劣化をまね
いている。JPEGなどでは、この可変長符号以外にこ
のずれを少なくすることを目的としてオプションとして
算術符号を用いることが出来るようになっている。しか
し、それでも十分な符号化効率が得られない。これは、
多値シンボルを2値に変換して2値の算術符号を適用す
るので、2値化の際に元のシンボルの確率分布がいかさ
れず、2値化されたあとの確率分布で算術符号化される
ためである。

【0004】一方、多値シンボルに対し多値算術符号を
適用するという方法もあるが、レベルの種類が少ない
(例えば高周波成分)場合に、出現しないシンボルに対
しても他と区別するための確率区間を設定する必要があ
るため、そのことが符号化効率の劣化を招いている。

【0005】

【発明が解決しようとする課題】変換係数は、量子化方
法、絵柄、解像度などにより、さまざまな分布をとり、
固定の分布に基づく符号化方法では、実際の分布との違
いに起因する符号化効率低下が生じる。算術符号は、こ
の点を改良し、実際の分布に追従できる機構を備えてお
り、適応的に分布に近付けることが可能になる。算術符
号は一般には装置化などの制約により2値のものが良く
用いられるが、多値の方が2値に変換することによる情
報源の特性の変化を受けずに済むので優れている。しか
し、単純に多値にしただけでは効率は良くならない。こ
れは、出現確率が極端に低いシンボルに対しても確率区
間を設ける(符号を割り当てる)必要があり、この確率
区間が、用意した長さのレジスタで表現できる確率より
も低い場合に効率の劣化が生じるからである。

【0006】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、多値算術符号を適用するにあ
たって上述した劣化を低減するためにブロックの成分毎
に用いる多値レベルを切り替えることにより可変レート
可変解像度に適用する可変多値算術符号化方法を提供す
ることにある。

【0007】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の可変多値算術符号化方法は、画像信号等を
直交変換した係数に対し、可変長符号化に多値算術信号
を用いて画像を符号化する可変多値算術符号化方法であ
って、使用する算術符号の多値レベルを直交変換のブロ
ック内の係数の位置により定めることを要旨とする。

【0008】また、本発明の可変多値算術符号化方法
は、画像信号等を直交変換した係数に対し、可変長符号
化に多値算術符号を用いて画像を符号化する可変多値算
術符号化方法であって、予め係数を走査することにより
係数の位置毎の出現頻度分布を求めて、使用する算術符
号の多値レベルを変化させることを要旨とする。

【0009】

【作用】本発明の可変多値算術符号化方法では、使用す
る算術符号の多値レベルを直交変換のブロック内の係数
の位置により定めている。

【0010】また、本発明の可変多値算術符号化方法で
は、予め係数を走査することにより係数の位置毎の出現
頻度分布を求めて、使用する算術符号の多値レベルを変
化させている。

【0011】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【0012】図1は、本発明の一実施例に係わる可変多
値算術符号化方法を実施する可変多値算術符号化装置の
構成を示すブロック図である。同図において、画像信号
入力端子10から入力された画像信号は、直交変換器1
1により変換され、その直交変換係数が、本発明の特徴
となる可変多値算術符号化部14で符号化される。

【0013】位置検出器12によって変換係数のブロッ
ク内の位置が検出され、それによりスイッチ13,15
が切替えられ、可変多値算術符号化部14内のどの多値
算術符号化器14iを用いられるかが選択され、選択さ
れた多値算術符号化器14iで符号化され、データ出力
端子16より出力される。

【0014】多値算術符号化器14iは、ブロック内の
位置iにより扱えるレベルの数が異なるようにする。一
般に、低周波成分はシンボルの種類、すなわち直交変換
後の変換係数の種類が多く高周波成分は少ないので、例
えば、8×8を1ブロックとするとき、多値算術符号化
器14i(i=1,…,64)のそれぞれの扱うレベル
の数を

【表1】 のように割り当てる。つまり、(1,1)要素は256
値の算術符号を用い、(8,8)要素は4値の算術符号
を用いて算術符号化する。(8,8)要素に用いる算術
符号は、{0,+1,−1,(それ以外)}の4値とす
る。復号側では、(それ以外)を受けとると適当な値
(例えば2)として復号する。この時可逆性が失われる
が、(それ以外)が出る確率が極端に低いので、このこ
とによる符号化効率の劣化は少ない。

【0015】また、{0,+1,−1,(それ以外)}
と割り当てるのではなく、量子化器のステップ幅を調節
し、量子化器出力が4値になるようにする方法もある。
この場合は、あらかじめ送受で、ブロック内の係数の位
置により量子化器のステップ幅を設定しておく。

【0016】多値の算術符号は、例えば文献(J.Rissan
en,K.M.Mohiuddin,"A Multiplication-Free Multialpha
bet Arithmetic Code",IEEE,Trans.Comm.COM-37,No.2,p
p.93-98,Feb.1989)などに載っている方法で構成すれば
良い。可変多値算術符号化部14では、上記の割り当て
に従い4,8,16,32,64,128,256値の
算術符号化器をあらじめ用意しておけばよい。

【0017】図2は、本発明の他の実施例に係わる可変
多値算術符号化方法を実施する可変多値算術符号化装置
の構成を示すブロック図である。同図において、画像信
号入力端子10から入力された画像信号は、直交変換器
11により変換され、その直交変換係数が、本発明の特
徴となる可変多値算術符号化部14で符号化される。

【0018】直交変換器11の出力のレベルの数をあら
かじめレベル数計数器22でブロック内の位置毎に求め
ておき、位置検出器23でどの多値算術符号化器14i
を選択するかを決定する。一方、直交変換器11の出力
をバッファ21に貯めておき、そこから先に決定した多
値算術符号化器14iを位置検出器23に従ってスイッ
チ13,15を切替え、符号化データをデータ出力端子
16より出力する。復号側ではどの多値算術符号が用い
られているかを知らせるため、切替え情報出力端子24
から切替え情報を出力する。通信路が1本の時には、切
替え情報出力端子24から出力される情報を適当に符号
化し、データ出力端子16の情報と多重化すればよい。

【0019】上記実施例の可変多値算術符号化方法にお
いては、各シンボル、すなわち直交変換後の変換係数の
出現頻度分布を記憶する確率推定器を有する多値算術符
号化器をブロックの位置毎に備えており、符号化する変
換係数のブロック内の位置によりその確率推定器、すな
わち多値算術符号化器を切り替えて、符号化効率を向上
させている。従って、レートを変えたり、図柄を変えた
り、解像度を変えたりしても符号のミスマッチを従来の
固定のもの(例えば、H.261)に比較して低減する
ことができる。

【0020】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レベルの数が少ない場合には、レベルの数の少ない多値
算術符号化器が選定されるため、従来のような効率の劣
化を抑えることができるとともに、また多値算術符号を
使用しているので、直交変換係数を2値化することな
く、多値のまま扱うことができ、適応的な処理を行うこ
とが容易である。更に、入力部分に相当する情報源符号
化の部分には何も制約を要求しないので、既存の可変長
符号化部分を入れ換えることにより従来以上の効率をあ
げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の一実施例に係わる可変多値算術符号化
方法を実施する可変多値算術符号化装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図2】本発明の他の実施例に係わる可変多値算術符号
化方法を実施する可変多値算術符号化装置の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

11 直交変換器 12 位置検出器 13,15 切替えスイッチ 14 多値算術符号化部 21 バッファ 22 レベル数計数器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/13 Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像信号等を直交変換した係数に対し、
    可変長符号化に多値算術信号を用いて画像を符号化する
    可変多値算術符号化方法であって、使用する算術符号の
    多値レベルを直交変換のブロック内の係数の位置により
    定めることを特徴とする可変多値算術符号化方法。
  2. 【請求項2】 画像信号等を直交変換した係数に対し、
    可変長符号化に多値算術符号を用いて画像を符号化する
    可変多値算術符号化方法であって、予め係数を走査する
    ことにより係数の位置毎の出現頻度分布を求めて、使用
    する算術符号の多値レベルを変化させることを特徴とす
    る可変多値算術符号化方法。
JP4242883A 1992-09-11 1992-09-11 可変多値算術符号化方法 Granted JPH0697834A (ja)

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WO2005041420A1 (ja) * 2003-10-29 2005-05-06 Nec Corporation 算術符号の復号器または符号化器と逆2値化変換器または2値化変換器との間に中間バッファが挿入された復号装置または符号化装置

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