JPH08116544A - 量子化装置および量子化方法 - Google Patents
量子化装置および量子化方法Info
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- JPH08116544A JPH08116544A JP27710094A JP27710094A JPH08116544A JP H08116544 A JPH08116544 A JP H08116544A JP 27710094 A JP27710094 A JP 27710094A JP 27710094 A JP27710094 A JP 27710094A JP H08116544 A JPH08116544 A JP H08116544A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 画質劣化を防止し、量子化値として、量子化
誤差が大きいようなかけ離れた値が出力されることを防
止する。 【構成】 処理部１３の判定部１６では、入力信号値と
量子化復号値の量子化誤差であるＳ／Ｎ評価値と、入力
信号値の空間変動と量子化復号値の空間変動の差分であ
る空間変動評価値と、入力信号値の時間変動と量子化復
号値の時間変動の差分である時間変動評価値とが重み付
け加算されることによって、新規範評価値が算出され
る。この評価値は、制限された数の量子化値候補、すな
わち、Ｓ／Ｎ評価値を最小とする量子化値と、その上下
の量子化値との３個の量子化値候補について計算され、
新規範評価値を最小とする量子化候補が選択的に出力端
子１４に取り出される。
誤差が大きいようなかけ離れた値が出力されることを防
止する。 【構成】 処理部１３の判定部１６では、入力信号値と
量子化復号値の量子化誤差であるＳ／Ｎ評価値と、入力
信号値の空間変動と量子化復号値の空間変動の差分であ
る空間変動評価値と、入力信号値の時間変動と量子化復
号値の時間変動の差分である時間変動評価値とが重み付
け加算されることによって、新規範評価値が算出され
る。この評価値は、制限された数の量子化値候補、すな
わち、Ｓ／Ｎ評価値を最小とする量子化値と、その上下
の量子化値との３個の量子化値候補について計算され、
新規範評価値を最小とする量子化候補が選択的に出力端
子１４に取り出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばディジタル画
像信号を量子化する場合に入力信号値と量子化復号値と
で定義される量子化誤差最小規範に対して、さらに視覚
特性を考慮した空間変動規範、および／または、時間変
動規範を加味するようにした量子化装置および量子化方
法に関する。
像信号を量子化する場合に入力信号値と量子化復号値と
で定義される量子化誤差最小規範に対して、さらに視覚
特性を考慮した空間変動規範、および／または、時間変
動規範を加味するようにした量子化装置および量子化方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、各画素が８ビットで表されるデ
ィジタル画像信号が入力され、各画素を８ビットより少
ないビット数で量子化（再量子化）することによって、
データ量を圧縮することが行われる。従来この量子化と
しては、入力信号値と量子化復号値との量子化誤差が最
小となるように量子化値が選択されていた。この量子化
装置において、入力信号レベルの分布に極端な偏りがな
い場合、その量子化誤差の積算値は最小となりＳ／Ｎ
（Signal/Noise）比は、最良となる。そのため、従来の
量子化装置は、Ｓ／Ｎ規範に基づいて量子化値が決定さ
れている。この規範とは、のっとるべき規則を言い、す
なわちＳ／Ｎ規範とは、量子化誤差を最小とする量子化
値を選択する規則を意味する。
ィジタル画像信号が入力され、各画素を８ビットより少
ないビット数で量子化（再量子化）することによって、
データ量を圧縮することが行われる。従来この量子化と
しては、入力信号値と量子化復号値との量子化誤差が最
小となるように量子化値が選択されていた。この量子化
装置において、入力信号レベルの分布に極端な偏りがな
い場合、その量子化誤差の積算値は最小となりＳ／Ｎ
（Signal/Noise）比は、最良となる。そのため、従来の
量子化装置は、Ｓ／Ｎ規範に基づいて量子化値が決定さ
れている。この規範とは、のっとるべき規則を言い、す
なわちＳ／Ｎ規範とは、量子化誤差を最小とする量子化
値を選択する規則を意味する。
【０００３】ここで、Ｓ／Ｎ規範Ｑ１は式（１）で表さ
れる。Ｌ（ｉ）は入力信号値を表し、Ｌ（ｉ）＾は量子
化復号値を表し、ｑ（ｉ）は量子化値を表し、ｎは量子
化ビット数を表す。また、一般的な８ビット量子化の入
力ディジタル画像信号に対する量子化式と復号式を式
（２）、（３）に示す。
れる。Ｌ（ｉ）は入力信号値を表し、Ｌ（ｉ）＾は量子
化復号値を表し、ｑ（ｉ）は量子化値を表し、ｎは量子
化ビット数を表す。また、一般的な８ビット量子化の入
力ディジタル画像信号に対する量子化式と復号式を式
（２）、（３）に示す。
【０００４】 Ｑ１＝ＭＩＮ〔｜Ｌ（ｉ）＾−Ｌ（ｉ）｜〕 （１） ｑ（ｉ）＝Ｌ（ｉ）／（２５５／２n ） （２） Ｌ（ｉ）＾＝ｑ（ｉ）・２５５／２n （３）
【０００５】式（１）におけるＭＩＮ〔 〕は、〔 〕
内の値が最小値となる量子化値を選択することを意味す
る。入力信号値に対する各量子化値の量子化復号値の量
子化誤差を比較し、Ｓ／Ｎ規範Ｑ１に基づいて量子化値
が選択される。図４に３ビット量子化の例を示す。従来
のＳ／Ｎ規範量子化装置は、入力信号を８階調に量子化
し、各量子化区間の中央値を量子化復号値として出力す
る。
内の値が最小値となる量子化値を選択することを意味す
る。入力信号値に対する各量子化値の量子化復号値の量
子化誤差を比較し、Ｓ／Ｎ規範Ｑ１に基づいて量子化値
が選択される。図４に３ビット量子化の例を示す。従来
のＳ／Ｎ規範量子化装置は、入力信号を８階調に量子化
し、各量子化区間の中央値を量子化復号値として出力す
る。
【０００６】図４によると、入力信号の変化が小さくな
る平坦領域において画質劣化が認められる。つまり、入
力信号が領域境界レベルを挟み僅かに変動しているにも
拘らず、量子化復号値においては、量子化ステップ幅に
相当する信号変動に拡大されることになる。このような
画質劣化は空間方向と時間方向の両者に発生し、画像の
エッジ部分がザラザラと見える、すなわちエッジビジネ
スや時間的劣化の原因となる。このように、人間の視覚
特性を考慮すると、必ずしもＳ／Ｎ規範による量子化が
最適とは言えない。特に人間の視覚特性は、入力信号の
空間的、あるいは時間的な信号変化に対する感度が高い
と考えられるにも拘らず、従来の量子化装置は、入力信
号値そのものを基準として量子化を行うため、信号変化
に伴う画質劣化が目立つという欠点があった。
る平坦領域において画質劣化が認められる。つまり、入
力信号が領域境界レベルを挟み僅かに変動しているにも
拘らず、量子化復号値においては、量子化ステップ幅に
相当する信号変動に拡大されることになる。このような
画質劣化は空間方向と時間方向の両者に発生し、画像の
エッジ部分がザラザラと見える、すなわちエッジビジネ
スや時間的劣化の原因となる。このように、人間の視覚
特性を考慮すると、必ずしもＳ／Ｎ規範による量子化が
最適とは言えない。特に人間の視覚特性は、入力信号の
空間的、あるいは時間的な信号変化に対する感度が高い
と考えられるにも拘らず、従来の量子化装置は、入力信
号値そのものを基準として量子化を行うため、信号変化
に伴う画質劣化が目立つという欠点があった。
【０００７】このような従来のＳ／Ｎ規範のみに基づく
量子化装置の欠点を克服するため、本出願人は、上述の
ような人間の視覚特性を考慮した新規範Ｑ２を用いた量
子化装置を先に提案している（特開平６−１６９２５７
号公報参照）。新規範Ｑ２を式（４）に示す。 Ｑ２＝ＭＩＮ〔α〔Ｓ／Ｎ〕＋β〔ΔＳ〕＋γ〔ΔＴ〕〕 （４）
量子化装置の欠点を克服するため、本出願人は、上述の
ような人間の視覚特性を考慮した新規範Ｑ２を用いた量
子化装置を先に提案している（特開平６−１６９２５７
号公報参照）。新規範Ｑ２を式（４）に示す。 Ｑ２＝ＭＩＮ〔α〔Ｓ／Ｎ〕＋β〔ΔＳ〕＋γ〔ΔＴ〕〕 （４）
【０００８】ここで、〔Ｓ／Ｎ〕はＳ／Ｎ評価値を表
し、〔ΔＳ〕は空間変動評価値を表し、〔ΔＴ〕は時間
変動評価値を表し、さらにα、β、γはそれぞれの重み
を表している。この式（４）で表される新規範Ｑ２は、
複数の量子化値候補に関して、Ｓ／Ｎ評価値、空間変動
評価値および時間変動評価値を重み付け加算した新規範
評価値を求め、この評価値を最小とする量子化値候補を
出力量子化値として選択する規則である。図５には、空
間的に対応するｋフレームと（ｋ−１）フレームの画素
配置図を示す。ｋフレームのＬｘ（ｋ）の値を有する画
素の量子化を行う場合、新量子化規範Ｑ２で用いられる
各評価値は次式で表される。
し、〔ΔＳ〕は空間変動評価値を表し、〔ΔＴ〕は時間
変動評価値を表し、さらにα、β、γはそれぞれの重み
を表している。この式（４）で表される新規範Ｑ２は、
複数の量子化値候補に関して、Ｓ／Ｎ評価値、空間変動
評価値および時間変動評価値を重み付け加算した新規範
評価値を求め、この評価値を最小とする量子化値候補を
出力量子化値として選択する規則である。図５には、空
間的に対応するｋフレームと（ｋ−１）フレームの画素
配置図を示す。ｋフレームのＬｘ（ｋ）の値を有する画
素の量子化を行う場合、新量子化規範Ｑ２で用いられる
各評価値は次式で表される。
【０００９】 〔Ｓ／Ｎ〕＝｜Ｌｘ（ｋ）＾−Ｌｘ（ｋ）｜ （５） 〔ΔＳ〕＝〔ΔＳ1 〕＋〔ΔＳ2 〕＋〔ΔＳ3 〕＋〔ΔＳ4 〕 （６） 〔ΔＴ〕＝｜（Ｌｘ（ｋ）＾−Ｌｘ（ｋ−１）＾）−（Ｌｘ（ｋ）−Ｌｘ（ｋ −１））｜ （７） 但し、〔ΔＳ1 〕、〔ΔＳ2 〕、〔ΔＳ3 〕、〔Δ
Ｓ4 〕は、次式で定義される。
Ｓ4 〕は、次式で定義される。
【００１０】 〔ΔＳ1 〕＝｜（Ｌｘ（ｋ）＾−Ｌａ（ｋ）＾）−（Ｌｘ（ｋ）−Ｌａ（ｋ） ）｜ （８） 〔ΔＳ2 〕＝｜（Ｌｘ（ｋ）＾−Ｌｂ（ｋ）＾）−（Ｌｘ（ｋ）−Ｌｂ（ｋ） ）｜ （９） 〔ΔＳ3 〕＝｜（Ｌｘ（ｋ）＾−Ｌｃ（ｋ）＾）−（Ｌｘ（ｋ）−Ｌｃ（ｋ） ）｜ （１０） 〔ΔＳ4 〕＝｜（Ｌｘ（ｋ）＾−Ｌｄ（ｋ）＾）−（Ｌｘ（ｋ）−Ｌｄ（ｋ） ）｜ （１１）
【００１１】Ｓ／Ｎ評価値〔Ｓ／Ｎ〕は、従来の量子化
装置で評価されるのと同様の量子化誤差である。空間変
動評価値〔ΔＳ〕は、空間内の量子化復号値の信号変化
量（すなわち、空間内の量子化復号値の傾き）と入力信
号の信号変化量（すなわち、空間内の入力信号値の傾
き）との比較を行うものである。量子化復号値の信号変
化量を算出する場合、既に新規範Ｑ２により決定済み
の、過去の画素の量子化値を使用して比較するという処
理上の制約がある。図５においては、量子化対象画素Ｌ
ｘ（ｋ）に関し、処理済み画素は近傍４画素Ｌａ
（ｋ）、Ｌｂ（ｋ）、Ｌｃ（ｋ）、Ｌｄ（ｋ）であり、
これらを使用して〔ΔＳ1 〕、〔ΔＳ2 〕、〔Δ
Ｓ3 〕、〔ΔＳ4 〕がそれぞれ求められる。
装置で評価されるのと同様の量子化誤差である。空間変
動評価値〔ΔＳ〕は、空間内の量子化復号値の信号変化
量（すなわち、空間内の量子化復号値の傾き）と入力信
号の信号変化量（すなわち、空間内の入力信号値の傾
き）との比較を行うものである。量子化復号値の信号変
化量を算出する場合、既に新規範Ｑ２により決定済み
の、過去の画素の量子化値を使用して比較するという処
理上の制約がある。図５においては、量子化対象画素Ｌ
ｘ（ｋ）に関し、処理済み画素は近傍４画素Ｌａ
（ｋ）、Ｌｂ（ｋ）、Ｌｃ（ｋ）、Ｌｄ（ｋ）であり、
これらを使用して〔ΔＳ1 〕、〔ΔＳ2 〕、〔Δ
Ｓ3 〕、〔ΔＳ4 〕がそれぞれ求められる。
【００１２】時間変動評価値〔ΔＴ〕は、量子化対象画
素Ｌｘ（ｋ）と同一位置にある前フレームの画素Ｌｘ
（ｋ−１）とに関し、入力信号のフレーム間の変化量と
量子化復号値のフレーム間の信号変化量とを比較するも
のである。上述のように式（４）のＭＩＮ〔 〕は、
〔 〕内の評価値を最小とする量子化値候補が最終的な
量子化値として選択されることを意味する。その結果、
従来の量子化装置で問題となる画質劣化が低減される。
素Ｌｘ（ｋ）と同一位置にある前フレームの画素Ｌｘ
（ｋ−１）とに関し、入力信号のフレーム間の変化量と
量子化復号値のフレーム間の信号変化量とを比較するも
のである。上述のように式（４）のＭＩＮ〔 〕は、
〔 〕内の評価値を最小とする量子化値候補が最終的な
量子化値として選択されることを意味する。その結果、
従来の量子化装置で問題となる画質劣化が低減される。
【００１３】その様子を図４に示す。すなわち、従来の
量子化装置では、入力信号が量子化境界レベル近傍で僅
かに変動している場合、量子化復号値においては量子化
ステップ幅に相当する信号変動に拡大されていたが、上
述の式（４）に基づく新規範量子化装置においては、こ
の信号変動は抑圧され安定した量子化復号化値が得られ
る。こうして新規範量子化装置によって、意図した画質
改善が達成できる。
量子化装置では、入力信号が量子化境界レベル近傍で僅
かに変動している場合、量子化復号値においては量子化
ステップ幅に相当する信号変動に拡大されていたが、上
述の式（４）に基づく新規範量子化装置においては、こ
の信号変動は抑圧され安定した量子化復号化値が得られ
る。こうして新規範量子化装置によって、意図した画質
改善が達成できる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述の新規範量子化装
置と従来の量子化装置とを比較すると、画質劣化はかな
り低減される。しかしながら、各評価値に対する重み
α、β、γの組合せが適切でないと、入力信号変化の忠
実性を重視するあまり、Ｓ／Ｎ規範量子化値とかけ離れ
た量子化値が選択される問題がある。
置と従来の量子化装置とを比較すると、画質劣化はかな
り低減される。しかしながら、各評価値に対する重み
α、β、γの組合せが適切でないと、入力信号変化の忠
実性を重視するあまり、Ｓ／Ｎ規範量子化値とかけ離れ
た量子化値が選択される問題がある。
【００１５】従って、この発明の目的は、新規範による
量子化を行なう時に、量子化値候補を制限することによ
って、出力される量子化値がかけ離れたものとなること
を防止できる量子化装置および量子化方法を提供するこ
とにある。
量子化を行なう時に、量子化値候補を制限することによ
って、出力される量子化値がかけ離れたものとなること
を防止できる量子化装置および量子化方法を提供するこ
とにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明は、所定の量子
化ビット数の入力信号値が供給され、量子化ビット数と
異なるｎビットの量子化値を出力する量子化装置におい
て、量子化値の複数の量子化値候補に関して、入力信号
値と量子化値候補の復号値の差であるＳ／Ｎ評価値と、
入力信号値の空間変動と量子化値候補の復号値の空間変
動の差である空間変動評価値および／または入力信号値
の時間変動と量子化値候補の復号値の時間変動の差であ
る時間変動評価値とを重み付け加算した評価値をそれぞ
れ求め、評価値を最小とする量子化値候補を出力すべき
量子化値として選択的に出力すると共に、量子化値候補
の数を制限することを特徴とする量子化装置および量子
化方法である。また、この発明は、量子化値候補を制限
する時に、Ｓ／Ｎ評価値を最小とする量子化値を基準と
するものである。
化ビット数の入力信号値が供給され、量子化ビット数と
異なるｎビットの量子化値を出力する量子化装置におい
て、量子化値の複数の量子化値候補に関して、入力信号
値と量子化値候補の復号値の差であるＳ／Ｎ評価値と、
入力信号値の空間変動と量子化値候補の復号値の空間変
動の差である空間変動評価値および／または入力信号値
の時間変動と量子化値候補の復号値の時間変動の差であ
る時間変動評価値とを重み付け加算した評価値をそれぞ
れ求め、評価値を最小とする量子化値候補を出力すべき
量子化値として選択的に出力すると共に、量子化値候補
の数を制限することを特徴とする量子化装置および量子
化方法である。また、この発明は、量子化値候補を制限
する時に、Ｓ／Ｎ評価値を最小とする量子化値を基準と
するものである。
【００１７】
【作用】入力信号の信号変化に対して、量子化値の変化
を忠実とする量子化を行なう時に、量子化値候補の数を
制限することによって、Ｓ／Ｎ規範による量子化値とか
け離れた量子化値が発生することを防止する。
を忠実とする量子化を行なう時に、量子化値候補の数を
制限することによって、Ｓ／Ｎ規範による量子化値とか
け離れた量子化値が発生することを防止する。
【００１８】
【実施例】以下、この発明に係る量子化装置の一実施例
について、図面を参照しながら説明する。図１は、入力
信号値とＳ／Ｎ規範量子化復号値と新規範量子化復号値
との一例を示す。この図１は、縦軸に信号レベルを表
し、横軸に座標を表す。座標方向に入力信号値がＬ０〜
Ｌ６のように変化するとき、従来の量子化装置では、式
（１）で定義されるＳ／Ｎ規範により量子化値ｑ（ｉ）
が決定される。図１では、○がＳ／Ｎ規範による量子化
復号値を示す。従来の量子化装置による画質劣化の典型
例は、画素Ｌ１のように、その量子化復号値Ｌ（ｉ）＾
では信号変化が拡大することである。このようにＳ／Ｎ
規範による量子化復号値Ｌ（ｉ）＾では、入力信号値Ｌ
（ｉ）が量子化境界近傍であると、入力信号の微小変化
が量子化ステップ幅により拡大され、エッジビジネスや
時間変動などの画質劣化が発生する。
について、図面を参照しながら説明する。図１は、入力
信号値とＳ／Ｎ規範量子化復号値と新規範量子化復号値
との一例を示す。この図１は、縦軸に信号レベルを表
し、横軸に座標を表す。座標方向に入力信号値がＬ０〜
Ｌ６のように変化するとき、従来の量子化装置では、式
（１）で定義されるＳ／Ｎ規範により量子化値ｑ（ｉ）
が決定される。図１では、○がＳ／Ｎ規範による量子化
復号値を示す。従来の量子化装置による画質劣化の典型
例は、画素Ｌ１のように、その量子化復号値Ｌ（ｉ）＾
では信号変化が拡大することである。このようにＳ／Ｎ
規範による量子化復号値Ｌ（ｉ）＾では、入力信号値Ｌ
（ｉ）が量子化境界近傍であると、入力信号の微小変化
が量子化ステップ幅により拡大され、エッジビジネスや
時間変動などの画質劣化が発生する。
【００１９】一方、入力信号変化に忠実な特性を持つ新
規範（式（４））に基づく量子化装置においては、図１
において、◎で復号値の変化を示すように、安定した量
子化復号値を得ることが可能となる。既に提案されてい
る、新規範に基づく量子化は、ｎビットの場合の全ての
量子化値候補に関して評価値を計算し、最小の評価値を
与える量子化値候補を選択する処理である。この量子化
では、Ｓ／Ｎ評価値のみで決定される量子化値とかけ離
れた量子化値が選択されるおそれが生じる。従って、こ
の発明は、量子化値候補の数を制限する。量子化値候補
数を制限する場合、ここでは、Ｓ／Ｎ規範に基づいて決
定された量子化値と、その上下の量子化値との３個の量
子化値を候補する。但し、このような制限に限らず、周
囲の入力信号値の分布等を調べ、その結果に基づいて数
を制限しても良い。
規範（式（４））に基づく量子化装置においては、図１
において、◎で復号値の変化を示すように、安定した量
子化復号値を得ることが可能となる。既に提案されてい
る、新規範に基づく量子化は、ｎビットの場合の全ての
量子化値候補に関して評価値を計算し、最小の評価値を
与える量子化値候補を選択する処理である。この量子化
では、Ｓ／Ｎ評価値のみで決定される量子化値とかけ離
れた量子化値が選択されるおそれが生じる。従って、こ
の発明は、量子化値候補の数を制限する。量子化値候補
数を制限する場合、ここでは、Ｓ／Ｎ規範に基づいて決
定された量子化値と、その上下の量子化値との３個の量
子化値を候補する。但し、このような制限に限らず、周
囲の入力信号値の分布等を調べ、その結果に基づいて数
を制限しても良い。
【００２０】上述した可変重み新規範量子化の量子化値
決定の一例を図２のフローチャートに示す。基本的に
は、設定された量子化ビット数ｎで生成可能な全ての線
形量子化値ｑ（ｉ）に関し、式（４）で定義される新規
範評価値を算出し、その最小値を有する量子化コードを
出力値とする。この図２のフローチャートにおいては、
量子化値候補と対応する、量子値候補用のカウンタｑを
用いる。まず、ステップ１の初期化において、カウンタ
ｑに `０' が設定される。
決定の一例を図２のフローチャートに示す。基本的に
は、設定された量子化ビット数ｎで生成可能な全ての線
形量子化値ｑ（ｉ）に関し、式（４）で定義される新規
範評価値を算出し、その最小値を有する量子化コードを
出力値とする。この図２のフローチャートにおいては、
量子化値候補と対応する、量子値候補用のカウンタｑを
用いる。まず、ステップ１の初期化において、カウンタ
ｑに `０' が設定される。
【００２１】次にステップ２の基準量子化値算出におい
て、Ｓ／Ｎ規範で決定される基準量子化値が決定され
る。例えば図１におけるＬ１の場合では、（Ｑ＋１）で
あり、Ｌ２の場合では、Ｑである。そして、続く処理で
は、基準量子化値と、その上下の量子化値との合計３個
の量子化値候補について、式（４）を使用した評価値の
算出がなされる。
て、Ｓ／Ｎ規範で決定される基準量子化値が決定され
る。例えば図１におけるＬ１の場合では、（Ｑ＋１）で
あり、Ｌ２の場合では、Ｑである。そして、続く処理で
は、基準量子化値と、その上下の量子化値との合計３個
の量子化値候補について、式（４）を使用した評価値の
算出がなされる。
【００２２】処理の順序としては、最も下側の量子化値
候補から評価値の算出が開始される。すなわち、ステッ
プ３の評価値の算出、および登録において、最も下側の
量子化値候補に関し、式（４）を使用して新規範評価値
が算出され、算出された新規範評価値が登録される。
候補から評価値の算出が開始される。すなわち、ステッ
プ３の評価値の算出、および登録において、最も下側の
量子化値候補に関し、式（４）を使用して新規範評価値
が算出され、算出された新規範評価値が登録される。
【００２３】ステップ４のインクリメントでは、カウン
タｑに `＋１' が加算され、ステップ５へ制御が移る。
ステップ５のｑ＝Ｎでは、ステップ４（インクリメン
ト）において加算されたカウンタｑがＮと等しいか否か
が判別され、ｑ≠Ｎの場合、ステップ３（評価値の算出
および登録）へ制御が戻り、ｑ＝Ｎの場合、ステップ６
へ制御が移る。すなわち、評価対象量子化値の数が（Ｎ
−１）（この例では、０，１，２）の場合に、この（Ｎ
−１）で設定される回数、ステップ３およびステップ４
の処理が繰り返され、カウンタｑがＮに等しくなると
き、ループは終了する。
タｑに `＋１' が加算され、ステップ５へ制御が移る。
ステップ５のｑ＝Ｎでは、ステップ４（インクリメン
ト）において加算されたカウンタｑがＮと等しいか否か
が判別され、ｑ≠Ｎの場合、ステップ３（評価値の算出
および登録）へ制御が戻り、ｑ＝Ｎの場合、ステップ６
へ制御が移る。すなわち、評価対象量子化値の数が（Ｎ
−１）（この例では、０，１，２）の場合に、この（Ｎ
−１）で設定される回数、ステップ３およびステップ４
の処理が繰り返され、カウンタｑがＮに等しくなると
き、ループは終了する。
【００２４】次に、ステップ６の評価値の最小値検出に
おいて、量子化コード候補の内で最小の新規範評価値の
を生じさせる量子化コードｑが最終結果として選択され
る。ステップ７の量子化値ｑ登録において、選択された
量子化コードｑが登録され、このフローチャートは終了
する。
おいて、量子化コード候補の内で最小の新規範評価値の
を生じさせる量子化コードｑが最終結果として選択され
る。ステップ７の量子化値ｑ登録において、選択された
量子化コードｑが登録され、このフローチャートは終了
する。
【００２５】次に、この発明の量子化装置の処理を実現
する一実施例のブロック図を図３に示す。入力端子１１
から供給される入力信号値Ｌ（ｉ）、例えば各画素が８
ビットに量子化されたディジタル画像信号は、量子化器
１２、処理部１３へ供給される。この処理部１３は、重
み決定部１５、判定部１６、メモリ部１７から構成さ
れ、入力端子１１から供給された入力信号値Ｌ（ｉ）
は、重み決定部１５、判定部１６、およびメモリ部１７
へ供給される。量子化器１２において、供給された入力
信号値Ｌ（ｉ）が８ビットより少ないｎビットへ量子化
される。この量子化器１２からは、２n の数の量子化値
候補が発生する。
する一実施例のブロック図を図３に示す。入力端子１１
から供給される入力信号値Ｌ（ｉ）、例えば各画素が８
ビットに量子化されたディジタル画像信号は、量子化器
１２、処理部１３へ供給される。この処理部１３は、重
み決定部１５、判定部１６、メモリ部１７から構成さ
れ、入力端子１１から供給された入力信号値Ｌ（ｉ）
は、重み決定部１５、判定部１６、およびメモリ部１７
へ供給される。量子化器１２において、供給された入力
信号値Ｌ（ｉ）が８ビットより少ないｎビットへ量子化
される。この量子化器１２からは、２n の数の量子化値
候補が発生する。
【００２６】量子化器１２により生成された線形量子化
値ｑ（ｉ）は、ｄ１として重み決定部１５、および判定
部１６へ供給される。重み決定部１５は、固定あるいは
可変の重みを発生し、重み決定部１５からの重みα、
β、γがｄ２として判定部１６へ供給される。
値ｑ（ｉ）は、ｄ１として重み決定部１５、および判定
部１６へ供給される。重み決定部１５は、固定あるいは
可変の重みを発生し、重み決定部１５からの重みα、
β、γがｄ２として判定部１６へ供給される。
【００２７】新規範量子化においては、式（４）で定義
される新規範Ｑ２が用いられるため、入力信号値Ｌ
（ｉ）と決定済み量子化値ｄ０を記憶しておく必要があ
る。メモリ部１７からは、必要に応じて記憶データｄ０
（すなわち、決定済み量子化値）が、判定部１６へ供給
される。判定部１６では、上述した図２に示すフローチ
ャートの処理が行われる。すなわち、供給された入力信
号値Ｌ（ｉ）、線形量子化値ｄ１、重みｄ２、記憶デー
タｄ０から式（４）の判定が実行され、最終的な量子化
値ｑ（ｉ）が選択され、出力端子１４から取り出され
る。
される新規範Ｑ２が用いられるため、入力信号値Ｌ
（ｉ）と決定済み量子化値ｄ０を記憶しておく必要があ
る。メモリ部１７からは、必要に応じて記憶データｄ０
（すなわち、決定済み量子化値）が、判定部１６へ供給
される。判定部１６では、上述した図２に示すフローチ
ャートの処理が行われる。すなわち、供給された入力信
号値Ｌ（ｉ）、線形量子化値ｄ１、重みｄ２、記憶デー
タｄ０から式（４）の判定が実行され、最終的な量子化
値ｑ（ｉ）が選択され、出力端子１４から取り出され
る。
【００２８】この新規範量子化装置により、従来の量子
化装置の画質劣化を低減し、視覚特性に合致する量子化
画像を得ることができる。
化装置の画質劣化を低減し、視覚特性に合致する量子化
画像を得ることができる。
【００２９】図２中の量子化器１２において、全ての量
子化値を発生するのと異なり、Ｓ／Ｎ規範に基づいて選
択された基準の量子化値を生成し、この量子化値と、そ
の上下の量子化値の３種類の量子化値候補について、判
定部１６が新規範評価値をそれぞれ求め、この３個の新
規範評価値の中で最小のものと対応する量子化値候補を
選択的に出力する構成としても良い。
子化値を発生するのと異なり、Ｓ／Ｎ規範に基づいて選
択された基準の量子化値を生成し、この量子化値と、そ
の上下の量子化値の３種類の量子化値候補について、判
定部１６が新規範評価値をそれぞれ求め、この３個の新
規範評価値の中で最小のものと対応する量子化値候補を
選択的に出力する構成としても良い。
【００３０】なお、この発明は、空間変動評価値と時間
変動評価値との一方のみを使用して新規範評価値を構成
するようにしても良い。例えば、ディジタルオーディオ
信号のような場合には、Ｓ／Ｎ評価値と時間変動評価値
とを使用した評価値を使用することができる。
変動評価値との一方のみを使用して新規範評価値を構成
するようにしても良い。例えば、ディジタルオーディオ
信号のような場合には、Ｓ／Ｎ評価値と時間変動評価値
とを使用した評価値を使用することができる。
【００３１】
【発明の効果】この発明によれば、視覚特性を考慮した
量子化が行えることで、量子化境界レベル近傍の入力信
号値の変化が拡大されることによる空間方向、あるいは
時間方向の画質劣化を低減することができる。
量子化が行えることで、量子化境界レベル近傍の入力信
号値の変化が拡大されることによる空間方向、あるいは
時間方向の画質劣化を低減することができる。
【００３２】また、この発明によれば、量子化値候補が
Ｓ／Ｎ規範に基づく量子化値とかけ離れた値となること
を防止することができ、新規範量子化装置の特有な画質
劣化を排除することが可能となる。
Ｓ／Ｎ規範に基づく量子化値とかけ離れた値となること
を防止することができ、新規範量子化装置の特有な画質
劣化を排除することが可能となる。
【００３３】さらに、この発明によれば、元の量子化ビ
ット数より少ないビット数でも良好な画像を得ることが
でき、例えばディジタル入力信号の圧縮を良好に得るこ
とができる。
ット数より少ないビット数でも良好な画像を得ることが
でき、例えばディジタル入力信号の圧縮を良好に得るこ
とができる。
【図１】この発明に係る量子化復号波形の一例を示す略
線図である。
線図である。
【図２】この発明に係る可変重みの新規範量子化装置の
判定部の一実施例を示すフローチャートである。
判定部の一実施例を示すフローチャートである。
【図３】この発明に係る新規範量子化装置の一実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】入力信号に対して３ビット量子化が行われた一
例を示す略線図である。
例を示す略線図である。
【図５】画素の配置の一例を示すブロック図である。
１２ 量子化器 １３ 新規範処理部 １５ 規範重み決定部 １６ 判定部 １７ メモリ部
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 5/14 Ｚ
Claims (7)
- 【請求項１】 所定の量子化ビット数の入力信号値が供
給され、上記量子化ビット数と異なるｎビットの量子化
値を出力する量子化装置において、 上記量子化値の複数の量子化値候補に関して、上記入力
信号値と上記量子化値候補の復号値の差であるＳ／Ｎ評
価値と、上記入力信号値の空間変動と上記量子化値候補
の復号値の空間変動の差である空間変動評価値および／
または上記入力信号値の時間変動と上記量子化値候補の
復号値の時間変動の差である時間変動評価値とを重み付
け加算した評価値をそれぞれ求め、上記評価値を最小と
する上記量子化値候補を上記出力すべき量子化値として
選択的に出力すると共に、 上記量子化値候補の数を制限することを特徴とする量子
化装置。 - 【請求項２】 所定の量子化ビット数の入力信号値が供
給され、上記量子化ビット数と異なるｎビットの量子化
値を出力する量子化装置において、 上記量子化値の複数の量子化値候補に関して、上記入力
信号値と上記量子化値候補の復号値の差であるＳ／Ｎ評
価値と、上記入力信号値の空間変動と上記量子化値候補
の復号値の空間変動の差である空間変動評価値および／
または上記入力信号値の時間変動と上記量子化値候補の
復号値の時間変動の差である時間変動評価値とを重み付
け加算した評価値をそれぞれ求め、上記評価値を最小と
する上記量子化値候補を上記出力すべき量子化値として
選択的に出力すると共に、 上記Ｓ／Ｎ評価値を最小とする量子化値を基準として、
上記量子化値候補の数を制限することを特徴とする量子
化装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の量子化
装置において、 空間変動評価値および時間変動評価値は、入力信号値
と、決定済みの量子化値の復号値とを使用して求められ
ることを特徴とする量子化装置。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の量子化
装置において、 入力信号がディジタルビデオ信号であって、空間変動評
価値が同一フィールドまたは同一フレーム内の入力信号
値と復号値とを用いて求められることを特徴とする量子
化装置。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の量子化
装置において、 入力信号がディジタルビデオ信号であって、時間変動評
価値が現フレームの入力信号値および復号値と前フレー
ムの入力信号値と復号値とを用いて求められることを特
徴とする量子化装置。 - 【請求項６】 所定の量子化ビット数の入力信号値が供
給され、上記量子化ビット数と異なるｎビットの量子化
値を出力する量子化方法において、 上記量子化値の量子化値候補の数を制限するステップ
と、 上記量子化値候補に関して、上記入力信号値と上記量子
化値候補の復号値の差であるＳ／Ｎ評価値と、上記入力
信号値の空間変動と上記量子化値候補の復号値の空間変
動の差である空間変動評価値および／または上記入力信
号値の時間変動と上記量子化値候補の復号値の時間変動
の差である時間変動評価値とを重み付け加算した評価値
をそれぞれ求め、上記評価値を最小とする上記量子化値
候補を上記出力すべき量子化値として選択的に出力する
ステップとからなることを特徴とする量子化装置。 - 【請求項７】 所定の量子化ビット数の入力信号値が供
給され、上記量子化ビット数と異なるｎビットの量子化
値を出力する量子化装置において、 上記Ｓ／Ｎ評価値を最小とする量子化値を基準として、
上記量子化値候補の数を制限するステップと、 上記量子化値の複数の量子化値候補に関して、上記入力
信号値と上記量子化値候補の復号値の差であるＳ／Ｎ評
価値と、上記入力信号値の空間変動と上記量子化値候補
の復号値の空間変動の差である空間変動評価値および／
または上記入力信号値の時間変動と上記量子化値候補の
復号値の時間変動の差である時間変動評価値とを重み付
け加算した評価値をそれぞれ求め、上記評価値を最小と
する上記量子化値候補を上記出力すべき量子化値として
選択的に出力するステップとからなることを特徴とする
量子化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27710094A JP3648772B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 量子化装置および量子化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27710094A JP3648772B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 量子化装置および量子化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08116544A true JPH08116544A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3648772B2 JP3648772B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=17578782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27710094A Expired - Lifetime JP3648772B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 量子化装置および量子化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3648772B2 (ja) |
-
1994
- 1994-10-17 JP JP27710094A patent/JP3648772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3648772B2 (ja) | 2005-05-18 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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