JPH07143493A - 画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化装置

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JPH07143493A
JPH07143493A JP28827493A JP28827493A JPH07143493A JP H07143493 A JPH07143493 A JP H07143493A JP 28827493 A JP28827493 A JP 28827493A JP 28827493 A JP28827493 A JP 28827493A JP H07143493 A JPH07143493 A JP H07143493A
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JP
Japan
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data
coding
circuit
image
image signal
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Withdrawn
Application number
JP28827493A
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English (en)
Inventor
Nobuitsu Yamashita
伸逸 山下
Nobukuni Rotsupongi
信邦 六本木
Koji Takahashi
宏爾 高橋
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/004Predictors, e.g. intraframe, interframe coding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な回路を用いることなく、高画質を保ち
ながら画像信号の高能率符号化を実現する画像符号化装
置を提供する。 【構成】 入力されたデジタル画像信号をフィールドオ
フセットサブサンプリング回路4によりサンプリング
し、そのサンプリングされた画像信号から予測値が減算
回路8により減算された差信号により該画像信号を圧縮
符号化する第1の符号化モードと、前記差信号を用いる
ことなく該画像信号を圧縮符号化する第2の符号化モー
ドとを選択的に切り換えて圧縮符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は符号化装置にかかり、
特にブロック符号化を行う符号化装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】画像信号のデジタル化に伴って高能率符
号化技術が重要になってきている。高能率符号化の有効
な手段として直交変換符号化がある。
【0003】直交変換とは入力される時系列信号を直交
する成分(例えば周波数成分)に変換するもので、DC
T(離散コサイン変換)が有名である。
【0004】ここでDCTを用いた画像符号化方法につ
いて説明する。図7は従来のDCTを用いた画像符号化
装置の構成例を示すブロック図である。
【0005】図7において、101はアナログ画像信号
の入力端子、102はA/D変換回路、103はブロッ
ク化回路、104はDCT回路、105は量子化回路、
106は可変長符号化回路、107は出力端子である。
【0006】以上のように構成された符号化装置の画像
符号化処理を説明する。
【0007】入力端子101から入力されたアナログ画
像信号をA/D変換回路102でデジタル画像信号に変
換する。A/D変換回路102によりデジタル信号に変
換されたデジタル画像信号はブロック化回路103でD
CT単位のブロックに分割する。画像の符号化では水平
8画素・垂直8画素の合計64画素の2次元DCTがよ
く用いられている。ブロック化された画像信号はDCT
回路104で2次元DCTされてDCT成分に変換され
る。変換されたDCT成分は量子化回路105で量子化
され、可変長符号化回路106で可変長符号化され、出
力端子107より出力される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の符号化方法では、現行テレビジョン信号の4倍
以上の情報量を有するHD(igh efinit
ion)テレビジョン信号を符号化した場合、画質を優
先すれば情報量が増え、情報量を削減すれば画質が劣化
してしまい、画質を保ちながら情報量を削減することが
難しいという問題があった。
【0009】本願発明は斯かる背景下に於て、複雑な回
路を用いることなく、高画質を保ちながら画像信号の高
能率符号化を実現する画像符号化装置を提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願は斯かる目的下にそ
の一つの発明として、入力されたデジタル画像信号をサ
ブサンプリングするサンプリング手段と、符号化すべき
前記サブサンプリングされた画像信号から予測値が減算
された差信号により該画像信号を圧縮符号化する第1の
符号化モードと、前記差信号を用いることなく該画像信
号を圧縮符号化する第2の符号化モードとを選択的に切
り換えて符号化する符号化手段とを有することを特徴と
する画像符号化装置を提示するものである。
【0011】
【作用】上記発明によれば、複雑な回路を用いることな
く、高画質を保ちながら画像信号の高能率符号化を実現
する。
【0012】
【実施例】以下、本発明にかかる実施例の画像符号化装
置を説明する。
【0013】図1は本発明にかかる実施例の画像符号化
装置の構成例を示すブロック図である。
【0014】図1において、1は入力端子であり、アナ
ログ画像信号が印加される。2は前記アナログ画像信号
をデジタル信号に変換するA/D変換回路、3はA/D
変換回路から出力された画像データ中の2次元空間周波
数領域を減衰するプレフィルタ、4はプレフィルタ2の
出力信号に対してフィールドオフセットサブサンプルを
施すフィールドオフセットサブサンプリング回路(以
下、FOSSと称する)、5は第1フィールドの画像デ
ータを記憶するフィールドメモリ、6は第2フィールド
の画像データを記憶するフィールドメモリ、7は補間回
路、8は減算回路、9はデータ量比較回路、10は切換
スイッチ、11はDCT回路、12は適応量子化回路、
13は可変長符号化回路、14はバッファメモリ、15
は画像データと量子化情報データを多重する多重回路、
16はフィールドメモリ5,6,切換スイッチ10、適
応量子化回路12及び可変長符号化回路13を制御する
システム制御回路、17は多重化回路15より出力され
を出力する出力端子である。
【0015】以上のように構成された符号化装置の処理
について詳細に説明する。
【0016】入力端子1には、アナログ画像信号(テレ
ビジョン信号)が入力され、A/D変換回路2により例
えば8ビットのデジタルテレビジョン信号が印加され、
プレフィルタ3によって所定の2次元空間周波数領域を
減衰され、FOSS4によりオフセットサブサンプリン
グがなされる。
【0017】ここで、オフセットサブサンプリングにつ
いて説明する。
【0018】図2に示すパターンに従って行われる。図
2において、実線は第1フィールドの走査線を表し、破
線は第2フィールドの走査線を表している。尚、ここで
は入力信号が2対1インターレースされたテレビジョン
信号であるものとする。そして、プレフィルタ3より出
力されるテレビジョン信号は〇及び×印で示す点で格子
状に標本化されており、FOSS4は〇印の標本点(画
素データ)のみを伝送している(尚、fs は標本化周波
数である)。このように、千鳥状に画素を抽出する。ま
た、伝送されなかった標本点(×印)は所定の補間フィ
ルタによって補間することにより、水平及び垂直の解像
度を低下させることなく伝送することができる。但し、
斜め方向の解像度は劣化するが、人の視覚特性は斜め方
向の解像力が水平及び垂直に比べて小さいため、それほ
ど大きな劣化にはならない。尚、プレフィルタ3の特性
は、空間周波数の斜め方向を減衰するように設計されて
おり、上述のFOSS4による折り返し歪みを防止して
いる。また、標本化周波数fs の取り方としては、テレ
ビジョン信号の伝送帯域幅の2倍より少し上になるよう
に設定する。例えば、HDテレビジョン信号の場合、伝
送帯域20〜30MHzであるから、標本化周波数を7
4.25MHzとしている。
【0019】FOSS4によって、サブサンプルされた
画像データは、画像データ中の第1フィールドの画像デ
ータをフィールドメモリ5に入力し、画像データ中の第
2フィールドの画像データをフィールドメモリ6へ記憶
する。
【0020】次に、システム制御回路16はフィールド
メモリ5から(8×8)画素のブロックデータを読み出
し、切換スイッチ10(a端子側)を介してDCT回路
11へ出力する。また、前記ブロックデータは補間回路
7及びデータ量比較回路9にも入力される。尚、データ
量比較回路9の処理動作は後述する。
【0021】DCT回路11に入力されたブロックデー
タは、DCT成分に変換されて適応量子化回路12で量
子化される。量子化されたブロックデータは図4に示す
ようにジグザグスキャンされて1次元データ列に変換さ
れたデータが可変長符号化回路13で入力される。
【0022】第1フィールドの(8×8)ブロックの量
子化処理が終了し、1次元データ列に変換されて可変長
符号化回路13へ入力が終了すると、フィールドメモリ
6から第2フィールドの(8×8)画素のブロックデー
タを読み出す。
【0023】ここで、フィールドメモリ6から(8×
8)画素のブロックデータの読み出し位置を説明する。
フィールドメモリ6からはフィールドメモリ5から読み
出された第1フィールドの(8×8)ブロックデータと
同位置に相当する(8×8)ブロックデータを読み出
す、つまり、図3に示す位置関係の画像データを読み出
す。
【0024】フィールドメモリ6から読み出されたブロ
ックデータは減算回路8に入力され、補間回路7より出
力される第1フィールドのブロックデータにより生成さ
れた第2フィールドのブロックデータに相当する予測デ
ータとの減算を行う。
【0025】ここで、その予測データの算出方法を図3
を用いて説明する。ここで、第1フィールドの(8×
8)ブロックデータである64個の画素データを図4に
示すような番号で表す。
【0026】例えば第2フィールドのa位置に相当する
画素データを予測する場合は、11,12,21,22
の位置の4つの画素データの平均を計算し、それをaの
予測データとする。
【0027】また、第2フィールドのb位置に相当する
画素データを予測する場合は、18,19,28,29
の位置の4つの画素データの平均を計算し、それをbの
予測データとする。つまり、隣のブロックの画素データ
をもフィールドメモリ5から読み出して予測データを計
算している。
【0028】尚、上述した予測値の算出方法は一例であ
り、全画素データの端の画素データを予測するときは2
画素データで予測したり、1画素データで予測したり、
ダミーデータ(グレーデータ)を加算して予測してもよ
い。
【0029】図1の処理動作の説明に戻り、減算回路8
より出力された差分値はデータ量比較回路9及び切換ス
イッチ10(b端子側)を介してDCT回路11に入力
され、DCT成分に変換されて適応量子化回路12で量
子化される。量子化されたブロックデータは図4に示す
ようにジグザグスキャンされて1次元データ列に変換さ
れたデータが可変長符号化回路13で入力される。
【0030】可変長符号化回路13に図4のように並び
換えられた第1フィールドと第2フィールドとの1次元
データ列が入力されると、可変長符号化処理を実行す
る。本実施例では2次元ハフマン符号化を実行してい
る。例えば、連続したゼロ(RUN)及びそれに続くゼ
ロ以外の値(LEVEL)で、発生頻度が高い組み合わ
せのものは短い符号を割り当て、発生頻度が低い組み合
わせのものは長い符号を割り当てている。
【0031】上述のように可変長符号化され符号化デー
タはバッファメモリ14に入力される。バッファメモリ
14からは一定レートに変換された画像データを多重化
回路15へ出力する。多重化回路15ではシステム制御
回路16から出力される量子化情報データ(後述する)
を画像データに多重して出力端子17から出力する。
【0032】つまり、本実施例では第1フィールドの
(8×8)ブロックデータの量子化処理が終了すると第
2フィールドの(8×8)ブロックデータの処理を行
う。そして、可変長符号化回路13に1次元データ列に
変換された第1フィールド及び第2フィールドのブロッ
クデータが入力されると可変長符号化処理を行って出力
する。上述の処理を繰り返して1フレームの画像データ
の符号化処理を行うものである。
【0033】次に、本実施例の適応量子化回路12を説
明する。
【0034】適応量子化回路12の量子化幅はバッファ
メモリ14の蓄積データ量によって切り換えられてい
る。これは、可変長符号化を用いると画質によって符号
化後のデータレートが変化し、バッファメモリ14がオ
ーバーフローやアンダーフローを起こさないようにする
ために、バッファメモリ14内のデータ量が増加してき
た場合には、適応量子化回路12において、量子化時の
量子化幅を大きくし、データ量が減少してきた場合は、
量子化幅を小さくするようにシステム制御回路16によ
って制御している。
【0035】また、量子化幅は更にブロック内でも異な
っている。図5及び図6はDCT回路11より出力され
た(8×8)ブロックデータの直交成分をDC成分を除
いて4つの帯域に分割したものである。
【0036】図5、図6内の番号は各帯域の番号を示し
ている。一般に人間の視覚は低域成分の歪みに敏感で、
高域成分の歪みには鈍感である。このため、高域成分ほ
ど量子化幅の大きな量子化を行うことによって、視覚上
劣化を小さくしながら圧縮率を改善することが可能にな
る。そこで、図5、図6に示す帯域毎に量子化幅を制御
している。つまり、図5、図6中の番号0が一番量子化
幅を小さくし、番号が大きくなるにしたがって量子化幅
は大きくなる。本実施例では番号3が一番量子化幅が大
きい。
【0037】また、本実施例では第2フィールド処理時
に図6(a),(b),(c)に示すように3種類の量
子化テーブルをシステム制御回路16によって適応的に
切り換えている。
【0038】以下、この量子化テーブルの切り換え処理
について詳細に説明する。
【0039】前述したように可変長符号化処理されるペ
アの第1フィールドのブロックデータと第2フィールド
の差分ブロックデータとはデータ量比較回路9によりデ
ータ量が比較されている。そのデータ量の差に応じて量
子化テーブル(図6参照)を選択する。
【0040】第2フィールドの差分ブロックデータ量
が第1フィールドのブロックデータ量より所定値A以上
小さい場合は、ほぼ静止画と判定して、図6(c)の量
子化テーブルを選択して、量子化幅の小さい量子化を行
う。
【0041】第2フィールドの差分ブロックデータ量
が第1フィールドのブロックデータ量より所定値B以上
小さくて、所定値A以上小さくない場合(但し、A>
B)は図6(a)の量子化テーブルを選択する。
【0042】上記以外の関係の時は、第1フィー
ルドと第2フィールドとの相関が低い、例えば動きが激
しい画像と判断して、図6(b)の量子化テーブルを選
択して、量子化幅の大きい量子化を行う。
【0043】上述した処理により、第1フィールド画像
と第2フィールド画像との復号時、画質に相違が生じて
第1フィールドと第2フィールドとの切り換えでフリッ
カーが生じるのを防止することができる。
【0044】尚、本実施例では上述したように量子化テ
ーブルを3種類用意したが、その3種類に限るようなも
のではなく、3種類以上あってもよい。
【0045】この量子化幅に関する情報データ(量子化
テーブルNo.等)はシステム制御回路16より多重化
回路15へ出力している。
【0046】また、本実施例ではブロックの大きさを横
8画素・縦8画素としたがそれに限るものではない。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように本願発明によれば、
複雑な回路を用いることなく、高画質を保ちながら画像
信号の高能率符号化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる実施例の画像符号化装置の構成
例を示すブロック図である。
【図2】フィールドオフセットサブサンプリングのサン
プリングパターンを説明する図である。
【図3】本発明にかかる実施例のフィールドメモリから
第2フィールドのブロックデータの読み出し方を説明す
る図である。
【図4】本発明にかかる実施例のブロックデータを1次
元データ列に変換の説明及び可変長符号化処理を行う単
位の説明図である。
【図5】本発明にかかる実施例の第1フィールドの画像
データの量子化テーブルを説明する図である。
【図6】本発明にかかる実施例の第2フィールドの画像
データの量子化テーブルを説明する図である。
【図7】従来の画像符号化装置の構成例を示すブロック
図である。
【符号の説明】 4 フィールドオフセットサブサンプリング回路 5,6 フィールドメモリ 7 補間回路 8 減算回路 9 データ量比較回路 10 切換スイッチ 11 DCT回路 12 適応量子化回路 13 可変長符号化回路 14 バッファメモリ 15 多重化回路 16 システム制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/30 H04N 7/133 Z

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたデジタル画像信号をサブサン
    プリングするサンプリング手段と、 前記サブサンプリングされた画像信号から予測値が減算
    された差信号により該画像信号を圧縮符号化する第1の
    符号化モードと、前記差信号を用いることなく該画像信
    号を圧縮符号化する第2の符号化モードとを選択的に切
    り換えて符号化する符号化手段とを有することを特徴と
    する画像符号化装置。
  2. 【請求項2】 前記画像信号はインターレースされた信
    号であり、前記第1の符号化モードは第1フィールドの
    画像信号を符号化する際に用いられ、前記第2の符号化
    モードは第2フィールドの画像信号を符号化する際に用
    いられ、前記予測値は前記第1フィールドの画像信号を
    補間して生成されたことを特徴とする請求項1の画像符
    号化装置。
  3. 【請求項3】 前記符号化手段は前記画像信号をブロッ
    ク化して周波数成分に変換する直交変換手段と、前記直
    交変換手段より出力されたブロックデータを量子化する
    量子化手段と、前記量子化手段より出力されたブロック
    データを可変長符号化する可変長符号化手段とを有する
    ことを特徴とする請求項2の画像符号化装置。
  4. 【請求項4】 前記符号化手段は前記第1の符号化モー
    ドと前記第2の符号化モードを交互に実行することを特
    徴とする請求項3の画像符号化装置。
  5. 【請求項5】 前記符号化手段は前記画像信号をブロッ
    ク化して周波数成分に変換する直交変換手段と、前記直
    交変換手段より出力されたブロックデータを量子化する
    量子化手段と、前記量子化手段より出力されたブロック
    データを可変長符号化する可変長符号化手段とを有する
    ことを特徴とする請求項1の画像符号化装置。
  6. 【請求項6】 前記量子化手段は複数の量子化テーブル
    を有し、前記第1の符号化モードでは前記複数の量子化
    テーブルを適応的に切換えて量子化することを特徴とす
    る請求項5の画像符号化装置。
JP28827493A 1993-11-16 1993-11-17 画像符号化装置 Withdrawn JPH07143493A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28827493A JPH07143493A (ja) 1993-11-17 1993-11-17 画像符号化装置
US08/920,865 US6137835A (en) 1993-11-16 1997-08-29 Picture coding apparatus using orthogonal transforms

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JP28827493A JPH07143493A (ja) 1993-11-17 1993-11-17 画像符号化装置

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JP (1) JPH07143493A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007208311A (ja) * 2006-01-30 2007-08-16 Mitsubishi Electric Corp 動画像符号化装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007208311A (ja) * 2006-01-30 2007-08-16 Mitsubishi Electric Corp 動画像符号化装置

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Effective date: 20010130