JPH08214310A - 画像データ符号化方法及び画像データ符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来に比して一段と効率良くデータ圧縮するこ
とができる画像データ符号化方法及び画像データ符号化
装置を提案する。 【構成】直交変換して得られる係数データを、ゼロラン
と規程サイズ以下の有意係数、ゼロラン、これら以外の
有意係数にグループ化し、ゼロランと規程サイズ以下の
有意係数、ゼロランについては、複数符号に１符号を割
り当てて符号化し、これら以外の有意係数については、
直前に符号化する係数値に応じてテーブルを切り換えて
符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データ符号化方法
及び画像データ符号化装置に関し、例えばＤＣＴ等によ
って直交変換した画像データを符号化する集積回路に適
用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＪＰＥＧ（Joint Photographic c
oding Experts Group ）、ＭＰＥＧ（Moving Picture E
xperts Group）等により規定される画像データの圧縮に
おいては、ＤＣＴ（Discreate Cosine Transform：離散
コサイン変換）した画像データを２次元ハフマン符号を
用いて可変長符号化し、これにより効率良くデータ圧縮
するようになされている。

【０００３】すなわち図１９は、ＪＰＥＧ方式に適用さ
れるエンコーダを示すブロック図であり、このエンコー
ダ１では、画像データＤＶをＤＣＴ変換器２に入力す
る。なおこのエンコーダ１では、それぞれ規定のサンプ
リング周波数で輝度信号及び色差信号をサンプリングし
て形成された画像データに対して、前処理部において規
定の処理を実行して画像データＤＶを生成し、この画像
データＤＶをＤＣＴ変換器２に入力する。

【０００４】ＤＣＴ変換器２は、この画像データＤＶ
を、水平及び垂直方向に８×８画素単位のブロック（す
なわちマクロブロックでなる）に分割し、各ブロック毎
にＤＣＴ処理を実行する。これによりＤＣＴ変換器２
は、８×８画素のブロックに対応する８×８（６４）個
のＤＣＴ係数を生成する。

【０００５】量子化器３は、規定の量子化テーブルを用
いて、この８×８個のＤＣＴ係数を再量子化して出力す
る。スキャン変換器４は、この量子化器３からの出力デ
ータの配列を切り換えて出力し、これにより図２０に示
すように、ジグザグスキャン（zig-zag scanning）によ
り順次ＤＣＴ係数が連続してなる係数データを出力す
る。

【０００６】すなわちこのようにＤＣＴ処理して得られ
る係数においては、水平方向及び垂直方向について高域
側に値０の係数（すなわち無効係数でなる）が集中し、
低域側に値０以外の係数（すなわち有意係数でなる）が
集中する。従ってジグザグスキャンして得られる係数デ
ータにおいては、スキャンの終了端側に無効係数が集中
する。

【０００７】可変長符号化器５は、この無効係数が集中
する性質を有効に利用して、係数データを効率良く可変
長符号化する。すなわち可変長符号化器５は、スキャン
変換器４から出力される係数デ─タのうち、ＡＣ係数
（すなわち交流成分を表す係数データでなり、図２０に
おいて、直流成分を表す左上端のＤＣ係数以外の係数で
なる）をゼロ判定部６に与える。なお可変長符号化器５
は、ＤＣ係数については、別途符号化処理して出力す
る。

【０００８】ゼロ判定部６は、このＡＣ係数が値０か否
か判断し、判断結果によりＡＣ係数を選択出力し、これ
により無効係数及び有意係数をそれぞれランレングスカ
ウンタ７及びグループ化部８に選択出力する。

【０００９】ランレングスカウンタ７は、ゼロ判定部６
より無効係数が順次入力されると、この入力に対応して
カウント値をアップカウントする。さらにランレングス
カウウンタ７は、無効係数の入力が停止すると、２次元
ハフマン符号化部９にカウント値を出力した後、このカ
ウント値をリセットする。これによりランレングスカウ
ンタ７は、連続して値が０となるＡＣ係数の数（すなわ
ちゼロランでなる）を検出し、この検出結果を２次元ハ
フマン符号化部９に出力する。

【００１０】グループ化部８は、ゼロ判定部６から出力
される有意係数について、内蔵のグループ化テーブルに
従って、この有意係数の属するグループ番号を検出し、
検出結果を２次元ハフマン符号化部９に出力する。

【００１１】ここで図２１に示すように、このグループ
化テーブルは、有意係数に対応するように、グループ番
号と付加ビット数が規定されて形成されるようになされ
ている。すなわちＪＰＥＧにおいては、ゼロランとこの
ゼロランに続く有意係数とを符号化の単位に設定し、ゼ
ロランを形成する無効係数とゼロランに続く有意係数と
でなる複数符号に１符号を割り当て符号化し、これによ
り効率良くデータ圧縮する。

【００１２】さらにＪＰＥＧにおいては、ゼロランとこ
のゼロランに続く有意係数の発生頻度に対応して、この
１ワードの符号長を規定し、これによりいわゆるエント
ロピー符号化の手法を適用してデータ圧縮の効率を向上
する。

【００１３】このため可変長符号化器５では、有意係数
の属するグループ番号により符号化テーブルを選択する
と共に、ゼロランに応じてこの選択した符号化テーブル
から符号語を検出する。さらに可変長符号化器５は、こ
の検出した符号語に規定の付加ビットを付加して符号化
データを生成する。

【００１４】すなわち可変長符号化器５において、ＡＣ
符号化テーブルメモリ１０は、グループ番号に対応する
複数の符号化テーブルを有し、２次元ハフマン符号化部
９は、グループ番号及びゼロランを基準にしてこのＡＣ
符号化テーブルメモリ１０をアクセスすることにより、
グループ番号に対応する符号化テーブルを選択すると共
に、この選択したテーブルからゼロランで指定される符
号語を選択する。

【００１５】フォーマット部１１は、２次元ハフマン符
号化部９で検出された符号語に対して、グループ化テー
ブルで規定された付加ビット数だけ付加ビットを付加
し、これにより符号化データＤ１を出力する。これによ
りこの種のエンコーダ１では、画像データを効率良くデ
ータ圧縮するようになされている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのようにジ
グザグスキャンして得られる係数においては、連続する
係数間で一定の相関が検出される。すなわち絶対値の大
きな係数においては、続いて絶対値の近接した係数が連
続する。また無効係数においては、続いて絶対値の小さ
な係数ほど発生頻度が高くなり、さらに連続する無効係
数の数が少ない場合ほど（すなわちゼロランの値が小さ
いほど）、無効係数の発生頻度が高くなる。

【００１７】従ってこれらの連続する係数間の相関を利
用して符号化テーブルを切り換えるようにすれば、効率
良くデータ圧縮できると考えられる。実験した結果によ
れば、この方法は、無効係数、サイズ１の有意係数（値
１及び−１の有意係数でなる）の発生頻度が低い高ビッ
トレートの画像データを圧縮する場合、ゼロランとこの
ゼロランに続く有意係数とを単位にして符号化する従来
の符号化方式に比して、圧縮効率が優れることが判っ
た。

【００１８】またこれとは逆に、無効係数、サイズ１の
有意係数の発生頻度が高い低ビットレートの画像データ
を圧縮する場合、この方法は、従来の符号化方式に比し
て、圧縮効率が劣ることも判った。

【００１９】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、これらの特徴を有効に利用して従来に比して一段と
効率良くデータ圧縮することができる画像データ符号化
方法及び画像データ符号化装置を提案しようとするもの
である。

【００２０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、画像データを直交変換して得られ
る係数データを符号化する画像データ符号化方法におい
て、この係数データを規定順序で配列した後、該配列し
た係数データを第１、第２及び第３のグループにグルー
プ化して符号化し、このグループ化は、値０の係数デー
タが連続した後、絶対値が規程値以下の係数データが続
くとき、先の連続する値０の係数データ及び規程値以下
の係数データを第１のグループにグループ化し、先の第
１のグループに属さない係数データにおいて、値０の係
数データが連続するとき、該連続する値０の係数データ
を第２のグループにグループ化し、絶対値が先の規程値
より大きな係数データを先の第３のグループにグループ
化し、先の符号化は、先の第１のグループについて、連
続する値０の係数データ及び規程値以下の係数データに
１の符号を割り当てて符号化し、先の第２のグループに
ついて、連続する値０の係数データに１の符号を割り当
てて符号化し、先の第３のグループについて、１符号前
に符号化する係数データに応じて符号化のテーブルを切
り換えて符号化する。

【００２１】このとき先の符号化が、第１及び第２のグ
ループについても、１符号前に符号化する係数データに
応じて符号化のテーブルを切り換えるようにする。

【００２２】また画像データを直交変換して得られる係
数データを符号化する画像データ符号化装置において、
この係数データを規定順序に配列する変換手段と、該配
列した係数データを第１、第２及び第３のグループにグ
ループ化するグループ化手段と、グループ化した先の係
数データを符号化する符号化手段とを備え、先のグルー
プ化手段は、値０の係数データが連続した後、絶対値が
規程値以下の係数データが続くとき、これらの連続する
値０の係数データ及び規程値以下の係数データを先の第
１のグループにグループ化し、先の第１のグループに属
さない係数データにおいて、値０の係数データが連続す
るとき、該連続する値０の係数データを第２のグループ
にグループ化し、絶対値が先の規程値より大きな係数デ
ータを第３のグループにグループ化し、先の符号化手段
は、この第１のグループについて、連続する値０の係数
データ及び規程値以下の係数データに１の符号を割り当
てて符号化し、第２のグループについて、連続する値０
の係数データに１の符号を割り当てて符号化し、第３の
グループについて、１符号前に符号化する係数データに
応じて符号化のテーブルを切り換えて符号化する。

【００２３】このとき先の符号化手段が、第１及び第２
のグループについても、１符号前に符号化する係数デー
タに応じて符号化のテーブルを切り換えるようにする。

【００２４】

【作用】直交変換して得られる係数データを規定順序で
配列した後、該配列した係数データを第１、第２及び第
３のグループにグループ化して符号化するにつき、値０
の係数データが連続した後、絶対値が規程値以下の係数
データが続くとき、先の連続する値０の係数データ及び
規程値以下の係数データを第１のグループにグループ化
し、これら連続する値０の係数データ及び規程値以下の
係数データに１の符号を割り当てて符号化すれば、複数
符号の係数デ−タに１符号を割り当てて符号化でき、こ
の第１のグループに属する係数データを効率良く符号化
することができる。これに対して先の第１のグループに
属さない係数データにおいて、値０の係数データが連続
するとき、該連続する値０の係数データを第２のグルー
プにグループ化し、連続する値０の係数データに１の符
号を割り当てて符号化し、さらに絶対値が先の規程値よ
り大きな係数データを先の第３のグループにグループ化
し、１符号前に符号化する係数データに応じて続く符号
化のテーブルを切り換えて符号化すれば、第３のグルー
プについては、係数デ−タ間の相関を有効に利用して効
率良く符号化することができ、また第１及び第３のグル
ープに属さない第２のグループについては、複数符号の
係数デ−タに１符号を割り当てて符号化でき、効率良く
符号化することができる。これにより第１のグループに
属する係数データが多く発生する低ビットレートで優位
な符号化方法と、第３のグループに属する係数データが
多く発生する高ビットレートで優位な符号化方法との双
方の長所を組み合わせて、係数データを符号化すること
ができる。

【００２５】またこのとき第１及び第２のグループにつ
いても、１符号前に符号化する係数データに応じて符号
化のテーブルを切り換えるようにすれば、第１及び第２
のグループについても、係数間の相関を有効に利用して
効率良く符号化することができる。

【００２６】これによりこれらの手法を適用して画像デ
ータ符号化装置を形成して、簡易な構成で、データ圧縮
効率の高い画像データ符号化装置を得ることができる。

【００２７】

【実施例】以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施
例を詳述する。

【００２８】図２は、本発明の一実施例に係るエンコー
ダを示すブロック図であり、このエンコーダ２０は、動
画の画像データを符号化処理する。なおこのエンコーダ
２０は、動画の画像データに関する以外の部分について
は、図１９について上述したエンコーダ１と構成を共通
にすることにより、対応する構成は同一の符号を付して
示し、重複した説明を省略する。

【００２９】ここでエンコーダ２０は、前処理部におい
て、動き補償等の処理を実行し、その結果得られる画像
データＤＶ１をＤＣＴ変換器２に入力する。量子化器２
１は、この画像データＤＶ１の符号化制御に対応して量
子化テーブルを切り換え、ＤＣＴ変換器２から出力され
る係数データを再量子化して出力する。なおこの実施例
においては、この係数データとして１６ビットの係数デ
ータを出力するように量子化テーブルが規定され、また
ＤＣＴ変換器２にはこれに対応するビット数の画像デー
タＤＶ１が入力されるようになされている。

【００３０】スキャン変換器４は、この１６ビットの係
数データをジグザクスキャンの配列に変換して出力し、
可変長符号化器２２は、このスキャン変換器４から出力
される係数データＣＯＥＦを可変長符号化し、その符号
化結果でなる符号化データＤ２を出力する。

【００３１】ここで図１に示すように、可変長符号化器
２２は、集積回路で形成され、グルーピング部２４に係
数データＣＯＥＦを入力し、ここで係数データＣＯＥＦ
をグループ化する。なおこの実施例において、可変長符
号化器２２は、係数データＣＯＥＦのうち、ＤＣ係数に
ついては、ＭＰＥＧについて規定されたフォーマットに
従って別途符号化処理した後、ＡＣ係数より生成した符
号化データと共に出力し、ここではこのＤＣ係数の符号
化処理については説明を省略する。このためグルーピン
グ部２４は、係数データＣＯＥＦのうち、ＡＣ係数をゼ
ロサイズ１判定部２６に入力する。

【００３２】ゼロサイズ１判定部２６は、このＡＣ係数
が値１又は値−１か否か判定することにより、サイズ１
のＡＣ係数を検出する。さらにゼロサイズ１判定部２６
は、このＡＣ係数が値０か否か判断することにより、無
効係数を検出する。さらにゼロサイズ１判定部２６は、
サイズ１のＡＣ係数及び無効係数を検出すると、それぞ
れサイズ１検出結果（符号＝１で表す）及び無効係数検
出結果（符号＝０で表す）を出力する。

【００３３】ランレングスカウンタ２７は、順次入力さ
れる無効係数検出結果＝０に対応してカウント値をアッ
プカウントする。さらにランレングスカウンタ２７は、
この無効係数検出結果＝０の入力が停止すると、カウン
ト値を出力した後、このカウント値をリセットする。こ
れによりランレングスカウンタ２７は、連続して値が０
となるＡＣ係数の数（ゼロラン）を検出し、この検出結
果を出力するようになされている。

【００３４】有意係数マップ２８、ゼロラン＋サイズ１
マップ２９及びゼロランマップ３０は、記憶したデータ
をアドレスデータに対応して出力するメモリ回路で形成
される。このうち有意係数マップ２８は、ＡＣ係数ＣＯ
ＥＦによりアドレッシングされるのに対し、ゼロラン＋
サイズ１マップ２９は、ＡＣ係数ＣＯＥＦとゼロランに
よりアドレッシングされ、ゼロランマップ３０は、ゼロ
ランによりアドレッシングされるようになされている。

【００３５】さらに図３に示すように、有意係数マップ
２８は、ＡＣ係数ＣＯＥＦのうち、有意係数に対応する
ように、グループ番号１７〜２５、付加ビット数及び次
のテーブル番号Ｔ１７〜Ｔ２５が規定されて形成される
ようになされている。なおこの図３において、有意係数
マップ２８には、次のテーブル番号が規定されている
が、この実施例においては、グループ番号に対応するよ
うに次のテーブル番号を規定することにより、グループ
番号を用いて次のテーブル番号を指定し、これにより有
意係数マップ２８の構成を小型化するようになされてい
る。

【００３６】これにより有意係数マップ２８は、ＡＣ係
数ＣＯＥＦのうち、有意係数が入力されると、対応する
グループ番号ＧＰＮＯ、付加ビット数ＡＤ及び次のテー
ブル番号ＴＮＯを出力するようになされている。

【００３７】これに対してゼロラン＋サイズ１マップ２
９は、ゼロランと続くサイズ１（すなわち値１又は値−
１でなる）の有意係数に対応するように、グループ番号
１〜６、付加ビット数及び次のテーブル番号Ｔ１６が規
定されて形成されるようになされている。

【００３８】さらにこのゼロラン＋サイズ１マップ２９
は、ゼロランが連続してマクロブロックが終了する場合
（すなわちＥＯＢ（End Of Block）でなる）に対応し
て、グループ番号０、付加ビット数及び次のテーブル番
号Ｔ０が規定されるようになされている。なおこの図３
において０＊１、０＊２、０＊３、……等の表記は、そ
れぞれ１個、２個、３個、……だけ連続する無効係数の
ＡＣ係数を表し、続く値±１は、サイズ１の有意係数を
表す。

【００３９】これによりゼロラン＋サイズ１マップ２９
は、ＡＣ係数ＣＯＥＦのうち、ゼロランに続いてサイズ
１の有意係数が入力されると、またゼロランに続いてマ
クロブロックが終了すると、これら複数のＡＣ係数に対
して１組の対応するグループ番号ＧＰＮＯ、付加ビット
数ＡＤ及び次のテーブル番号ＴＮＯを出力するようにな
されている。

【００４０】さらにゼロラン＋サイズ１マップ２９は、
このようにして次のテーブル番号ＴＮＯを出力するにつ
き、グループ番号１〜６については（すなわちゼロラン
に続いてサイズ１の有意係数が入力される場合に対応す
る）、次のテーブル番号ＴＮＯとして共通のテーブル番
号Ｔ１６を出力するように規定されている。

【００４１】これに対してゼロランマップ３０は、ゼロ
ランに対応するように、グループ番号８〜１３、付加ビ
ット数及び次のテーブル番号Ｔ８が規定されて形成され
るようになされている。これによりゼロランマップ３０
は、ＡＣ係数ＣＯＥＦのうち、ゼロランが入力される
と、ゼロランを形成する複数の無効係数に対して１の対
応するグループ番号ＧＰＮＯ、付加ビット数ＡＤ及び次
のテーブル番号ＴＮＯを出力するようになされている。

【００４２】さらにこのゼロランマップ３０は、このよ
うにして次のテーブル番号ＴＮＯを出力するにつき、次
のテーブル番号ＴＮＯとして共通のテーブル番号Ｔ８を
出力するように規定されている。

【００４３】セレクタ３２は、無効係数検出結果＝０が
連続した後、続いてサイズ１検出結果＝１が入力される
と、ゼロラン＋サイズ１マップ２９から出力されるグル
ープ番号ＧＰＮＯ、付加ビット数ＡＤ及び次のテーブル
番号ＴＮＯを選択出力する。これに対して無効係数検出
結果＝０が連続した後、続いてサイズ１検出結果＝１が
入力されない場合、ゼロランマップ３０から出力される
グループ番号ＧＰＮＯ、付加ビット数及び次のテーブル
番号ＴＮＯを選択出力した後、続いて有意係数マップ２
８から出力されるグループ番号ＧＰＮＯ、付加ビット数
ＡＤ及び次のテーブル番号ＴＮＯを選択出力する。

【００４４】またセレクタ３２は、無効係数検出結果＝
０及びサイズ１検出結果＝１の双方が入力されない場
合、有意係数マップ２８から出力されるグループ番号Ｇ
ＰＮＯ、付加ビット数ＡＤ及び次のテーブル番号ＴＮＯ
を選択出力する。

【００４５】これによりグルーピング部２４は、従来の
有意係数を基準にしたグループ化に代えて、サイズ１の
有意係数については、ゼロランと組み合わせてグループ
化し、サイズ１以外の有意係数については、ゼロランと
分離してグループ化するようになされている。

【００４６】符号化テーブル３３は、有意係数マップ２
８、ゼロラン＋サイズ１マップ２９及びゼロランマップ
３０において規定された次のテーブル番号ＴＮＯに対応
する複数のテーブルを有し、各テーブルは、グループ番
号に対応してハフマンコードＨＣ及びコード長ＨＬを記
録して形成されるようになされている。

【００４７】符号化テーブル３３は、遅延回路（Ｄ）３
４を介して入力される次のテーブル番号ＴＮＯと、グル
ープ番号ＧＰＮＯとにより、これら複数のテーブルをア
クセスし、対応するハフマンコードＨＣ及びコード長Ｈ
Ｌを出力する。

【００４８】これにより可変長符号化器２２では、ゼロ
ランとサイズ１の有意係数との組み合わせについて、さ
らにはゼロランとサイズ２以上の有意係数の組み合わせ
のゼロランについて、複数符号に１の符号を割り当てて
符号化するようになされている。

【００４９】さらにこの符号化の際、符号化テーブル３
３は、遅延回路（Ｄ）３４を介して入力される１ワード
前のテーブル番号ＴＮＯに従ってテーブルが選択される
ことにより、１符号前の符号化に応じて続く符号化のテ
ーブルが切り換わる。これにより可変長符号化器２２で
は、係数間の相関を有効に利用して効率良くデータ圧縮
するようになされている。

【００５０】すなわち図３〜図１４に示すように、符号
化のテーブルＴ０〜Ｔ２５におけるハフマンコードのコ
ード長（レングス）と、各グループの付加ビット数（図
３）とは、規程の画像データにより発生頻度が確認さ
れ、この発生頻度に対応して全体として最もデータ量が
少なくなるように規程され、これにより可変長符号化器
２２ではＡＣ係数間の相関関係を有効に利用して符号化
するようになされている。

【００５１】このうち有意係数マップ２８で指定される
テ−ブル番号Ｔ１７〜Ｔ２５のテ−ブルにおいては、各
テーブルに対応するＡＣ係数値近傍を中心にして発生頻
度が分布し、この近傍にコード長の短いハフマンコード
を配置するよになされている。これにより可変長符号化
器２２では、絶対値の大きな係数に続いて絶対値の近接
した係数が発生するＡＣ係数の特徴を有効に利用して、
効率良くデータ圧縮できることがわかる。

【００５２】またグループ１〜グループ１３において
は、ゼロランの短い場合程発生頻度が高いことにより、
これに対応してコード長の短いハフマンコードが配置さ
れ、また付加ビット数が短く設定され、この場合もＡＣ
係数の特徴を有効に利用して、効率良くデータ圧縮でき
ることがわかる。

【００５３】またテーブルＴ８、Ｔ１６のグループ番号
１８〜２５においては、ＡＣ係数が小さいとき程コード
長が短く規程され、この場合は無効係数の次には絶対値
の小さい係数程発生し易い特徴を有効に利用しているこ
とになる。

【００５４】なおこの実施例において、グループ番号２
５は、エスケープコードに割り当てられるようになされ
ている。従ってこのグループ番号２５に対応して後述す
るフォーマット部３５から出力される符号化データＤ２
は、フォーマット化する際に、付加ビットに代えて１６
ビットのＡＣ係数データが付加されるようになされてい
る。

【００５５】かくするにつきこの実施例においては、ゼ
ロランとこのゼロランに続いてサイズ１の有意係数が得
られた場合、ゼロランとこのゼロランに続く有意係数と
を単位にした従来方式の符号化方式によりデータ圧縮
し、これ以外の場合は、連続する係数の相関を有効に利
用して符号化テーブルを切り換えて符号化する。

【００５６】この場合上述したように、ゼロランとこの
ゼロランに続く有意係数とを単位にした従来方式の符号
化方式は、無効係数、サイズ１の有意係数の発生頻度が
高い低ビットレートの画像データを圧縮する場合に優
れ、連続する係数の相関を利用して符号化テーブルを切
り換える符号化方式は、無効係数、サイズ１の有意係数
の発生頻度が低い高ビットレートの画像データを圧縮す
る場合に優れる特徴がある。

【００５７】従ってこの実施例のように、ゼロランとこ
のゼロランに続いてサイズ１の有意係数が得られる場合
と、これ以外の場合とで、符号化の方式を切り換えるよ
うにすれば、従来方式と係数間の相関を利用した方式と
の双方の長所を有効に組み合わせてデータ圧縮すること
ができ、これにより従来に比してデータ圧縮効率を向上
することができる。もちろん単に係数間の相関を利用し
てデータ圧縮する場合に比しても圧縮効率を向上するこ
とができ、特にこの場合は低ビットレートの画像データ
を圧縮する場合に圧縮効率を向上することができる。

【００５８】さらにそれぞれ高ビットレート及び低ビッ
トレートに優れる方式を組み合わせたことにより、従来
に比してビットレートの変化に対してデータ圧縮効率の
変動を低減でき、その分テーブルを固定しても、異なる
圧縮率における圧縮効率の変動を軽減することができ
る。

【００５９】またこれにより幅広い圧縮率について、共
通のテーブルを用いて符号化することもできる。

【００６０】さらにこのようにゼロランとサイズ１の有
意係数を単位にして１符号を割り当てる際に、またゼロ
ランを単位にして１符号を割り当てる際に、有意係数を
ゼロランと分離して符号化する場合と同様に、１符号前
に符号化するＡＣ係数に応じてテーブルを切り換えるこ
とにより、全体として簡易な構成で、これらのグループ
間の相関を有効に利用して効率良くデータ圧縮すること
ができる。

【００６１】さらにゼロラン＋サイズ１マップ２９及び
ゼロランマップ３０においては、各グループで共通のテ
ーブルを指定することにより、少ないテーブル数で効率
良く符号化することができ、これによっても全体構成を
簡略化することができる。従ってこの可変長符号化器２
２を集積回路化により形成する場合において、簡易に集
積回路化して効率良くデータ圧縮することができる。

【００６２】なお実際上、符号化テーブル３３は、上述
したテーブル番号のテーブルを複数系統有し、符号化制
御により、フレーム間符号化及びフレーム内符号化で、
さらには輝度信号及び色差信号で、これら複数系統のテ
ーブルを切り換えて使用するようになされ、これによっ
てもさらにデータ圧縮効率を向上するようになされてい
る。

【００６３】フォーマット部３５は、このようにして符
号化テーブル３３から出力されるハフマンコードＨＣに
対して、付加ビット数ＡＤで規定される数の付加ビット
を付加した後、規定のヘッダ等を付加して符号化データ
Ｄ２を生成し、この符号化データＤ２を出力する。

【００６４】ここでこの付加ビットは、付加ビットの最
上位ビットが符号ビットに規定され、フォーマット部３
５は、ＡＣ係数データの正負に応じてこの最上位ビット
を値１又は値０に設定した後、付加ビットの値が各グル
ープ内でＡＣ係数値の小さい順に順次連続するように、
連続する付加ビットの論理値を設定して付加ビットを生
成する。

【００６５】これにより図１６に示すようなＤＣＴ結果
については、図１７に示すように、ＡＣ係数をジグザグ
スキャンして順次、値５３、値−２０、値０、値１、…
…の係数データ列がグルーピング部２４に入力され、こ
の場合初めに値５３のＡＣ係数が有意係数マップ２８に
よりグループ化され（図１７（Ａ）及び（Ｂ））、図３
において下線を付して示すように、グループ番号２２、
値６の付加ビット数及び次のテーブル番号Ｔ２２が検出
される（図１７（Ｃ））。なおここでは、説明を簡略化
するため、４×４画素のブロックについてのＤＣＴ結果
を例に取って説明する。

【００６６】このときこの直前のブロックの最後にＥＯ
Ｂが検出され、符号化テーブル３３におけるテーブル番
号としてテーブル番号Ｔ０が選択されていることにより
（図１７（Ｄ））、値５３のＡＣ係数は、テーブル番号
Ｔ０のテーブル（図４）よりグループ番号２２のハフマ
ンコード「００００１１」が選択出力される。これによ
りフォーマット部３５において、このハフマンコードに
対して、値６の付加ビット数に対応する「０１０１０
１」の付加ビットが付加され（図１７（Ｅ））、符号化
されることになる。

【００６７】これに対して続く値−２０のＡＣ係数は、
同様に有意係数マップ２８によりグループ化され、グル
ープ番号２１、値５の付加ビット数及び次のテーブル番
号Ｔ２１が検出される（図３）。この場合、直前の符号
化においてテーブル番号Ｔ２２が選択されていることに
より、値−２０のＡＣ係数は、テーブル番号Ｔ２２のテ
ーブル（図１２）よりグループ番号２１のハフマンコー
ド「０１」が選択出力される。これによりフォーマット
部３５において、このハフマンコード「０１」に対し
て、値５の付加ビット数に対応する「１０１００」の付
加ビットが付加され、符号化されることになる。

【００６８】さらに続く値０のＡＣ係数は、続く値１の
ＡＣ係数と共に、ゼロラン＋サイズ１マップ２９により
グループ化され、グループ番号１、値１の付加ビット数
及び次のテーブル番号Ｔ１６が検出される（図３）。こ
の場合、直前の符号化においてテーブル番号Ｔ２１が選
択されていることにより、値０及び値１のＡＣ係数は、
テーブル番号Ｔ２１のテ−ブル（図１１）よりグループ
番号１のハフマンコード「０００００１」が選択出力さ
れる。これによりフォーマット部３５において、このハ
フマンコード「０００００１」に対して、値１の付加ビ
ット数に対応する「０」の付加ビットが付加され、符号
化されることになる。

【００６９】また続く値−１のＡＣ係数は、有意係数マ
ップ２８によりグループ化され、グループ番号１７、値
１の付加ビット数及び次のテーブル番号Ｔ１７が検出さ
れる（図３）。この場合、直前の符号化においてテーブ
ル番号Ｔ１６が選択されていることにより、値−１のＡ
Ｃ係数は、テーブル番号Ｔ１６のテーブル（図１５）よ
りグループ番号１７のハフマンコード「０１」が選択出
力され、このハフマンコード「０１」に「１」の付加ビ
ットが付加されて符号化される。

【００７０】さらに続く値０のＡＣ係数は、続くＡＣ係
数が値−２でなることにより、ゼロランマップ３０によ
りグループ化され、グループ番号８、値０の付加ビット
数及び次のテーブル番号Ｔ８が検出される（図３）。こ
れにより直前に指定されたテーブル番号Ｔ１７のテーブ
ル（図７）よりハフマンコード「０１００」が選択さ
れ、この場合付加ビット数が０でなることによりハフマ
ンコード「０１００」が直接出力される。

【００７１】また続く値−２のＡＣ係数は、有意係数マ
ップ２８によりグループ化されてグループ番号１８、値
２の付加ビット数及び次のテーブル番号Ｔ１８が検出さ
れ、直前の符号化においてテーブル番号Ｔ８が指定され
ていることにより、テーブル番号Ｔ８のテーブル（図
１）よりグループ番号１８のハフマンコード「１」が選
択出力され、このハフマンコード「１」に「１０」の付
加ビットが付加されて符号化される。

【００７２】これに対して続く値０のＡＣ係数は、続い
て値０、値１のＡＣ係数が連続することにより、これら
の係数と共にゼロラン＋サイズ１マップ２９によりグル
ープ化され、グループ番号２、値２の付加ビット数及び
次のテーブル番号Ｔ１６が検出される。この場合直前の
符号化においてテーブル番号Ｔ１８が指定されているこ
とにより、テーブル番号Ｔ１８のテーブル（図８）より
グループ番号２のハフマンコード「０１０１」が選択出
力され、このハフマンコード「０１０１」に「００」の
付加ビットが付加されて符号化される。

【００７３】さらに続く値０のＡＣ係数は、続いて値０
のＡＣ係数がこのブロックの終わりまで連続することに
より、ＥＯＢに該当する。従ってこのＡＣ係数は、ゼロ
ラン＋サイズ１マップ２９によりグループ化され、グル
ープ番号０、値０の付加ビット数及び次のテーブル番号
Ｔ０が検出され、直前にテーブル番号Ｔ１６が指定され
ていることにより、テーブル番号Ｔ１６のテーブル（図
１４）よりグループ番号０のハフマンコード「１１０」
が選択出力され、このハフマンコード「１１０」が直接
出力される。

【００７４】これにより可変長符号化器２２は、ゼロラ
ンとこのゼロランに続いてサイズ１の有意係数が得られ
た場合、これらの符号に１符号を割り当てて符号化し、
これ以外のＡＣ係数が得られた場合、直前の係数により
符号化テーブルを切り換えて係数データを符号化するよ
うになされている。

【００７５】図１８は、このようにして得られた符号化
データＤ２を復調するデコーダを示すブロック図であ
る。このデコーダ４０は、例えば光ディスク等の記録媒
体から得られる再生信号を復調し、その結果得られる符
号化データＤ２をシフトレジスタ４１に入力する。なお
この符号化データＤ２は、マクロブロック単位で同期が
取れた状態でシフトレジスタ４１に入力されるようにな
されている。シフトレジスタ４１は、この符号化データ
Ｄ２を復号化テーブル４２に出力すると共に、規程の期
間保持する。

【００７６】復号化テーブル４２は、符号化データＤ２
よりハフマンコードＨＣとコード長ＨＬを検出する。さ
らに復号化テーブル４２は、上述したエンコーダ２０側
の符号化テーブル３３に対応する復号化テーブルを有
し、ハフマンコードＨＣとコード長ＨＬよりこの復号化
テーブルをアクセスする。これにより復号化テーブル４
２は、この符号化データＤ２の符号化基準となったグル
ープ番号ＧＰＮＯ（図１においてセレクタ３２より出力
されるグループ番号ＧＰＮＯに対応する）を検出する。

【００７７】さらに復号化テーブル４２は、このグルー
プ番号ＧＰＮＯに対応する付加ビット数を検出し、検出
した付加ビット数によりシフトレジスタ４１に保持され
た符号化データＤ２を切り出し、これにより符号化デー
タＤ２の付加ビットＤＡＤをアングループ化部４３に出
力する。

【００７８】さらに復号化テーブル４２は、ラッチ回路
で形成される遅延回路４４を介して、このグループ番号
ＧＰＮＯを１符号分遅延させて入力側に帰還する。復号
化テーブル４２は、この１符号分遅延したグループ番号
ＧＰＮＯを基準にしてテーブル番号ＴＮＯを検出し、こ
のテーブル番号ＴＮＯによりテーブルを切り換えて、続
く符号化データＤ２のグループ番号を検出する。かくす
るにつき、復号化テーブル４２等に配置されてグループ
番号等を格納するレジスタにおいては、各マクロブロッ
クの先頭でリセットされた後、一連の処理を実行するよ
うになされている。

【００７９】アングループ化部４３は、このようにして
得られるグループ番号ＧＰＮＯと付加ビットＤＡＤから
元のＡＣ係数を復号し、復号結果を続く再量子化器に出
力する。これによりデコーダ４０は、再量子化器の出力
データに動き補償等の処理を実行し、元の画像データを
復号するようになされている。

【００８０】以上の構成において、前処理部において、
動き補償等の処理を受けた画像データＤＶ１は（図
２）、ＤＣＴ変換器２においてＤＣＴ係数に変換され、
このＤＣＴ係数が量子化器２１により再量子化され、続
くスキャン変換器４によりジグザグスキャンの配列に変
換される。

【００８１】このジグザグスキャンの配列に変換された
ＤＣＴ係数ＣＯＥＦは（図１）、可変長符号化器２２に
入力され、このＤＣＴ係数のうちのＤＣ係数が、ＭＰＥ
Ｇについて規定されたフォーマットに従って符号化処理
される。これに対してＡＣ係数ＣＯＥＦは、ゼロサイズ
１判定部２６において、無効係数、サイズ１の係数が検
出され、この無効係数の検出結果＝０がランレングスカ
ウンタ２７に出力されてゼロランが検出される。

【００８２】さらにＡＣ係数ＣＯＥＦは、有意係数マッ
プ２８により、有意係数が検出され、これにより有意係
数のグループにグループ化され（図３）、この有意係数
マップ２８より対応するグループ番号ＧＰＮＯ、付加ビ
ット数ＡＤ、テーブル番号ＴＮＯが出力される。

【００８３】さらにＡＣ係数ＣＯＥＦは、ランレングス
カウンタ２７より出力されるゼロランの検出結果と共
に、ゼロラン＋サイズ１マップ２９に入力され、ここで
ゼロランに続いてサイズ１の有意係数が入力されると、
またゼロランに続いてマクロブロックが終了すると、対
応するグループ番号ＧＰＮＯ、付加ビット数ＡＤ及び次
のテーブル番号ＴＮＯが出力され、これによりサイズ１
の有意係数については、ゼロランと組み合わせてグルー
プ化される。

【００８４】このゼロランの検出結果は、ゼロラン＋サ
イズ１マップ２９に加えてゼロランマップ３０に入力さ
れ、このゼロランマップ３０において、ゼロランに対応
してグループ番号ＧＰＮＯ、付加ビット数ＡＤ及び次の
テーブル番号ＴＮＯが出力され、これによりサイズ２以
上の有意係数の前に表れるゼロランが、独自のグループ
にグループ化される。

【００８５】これによりＡＣ係数ＣＯＥＦは、ゼロラン
に続くサイズ１の有意係数については、ゼロランと組み
合わせてグループ化され、これ以外の有意係数について
は、ゼロランと分離してグループ化され、それぞれ対応
するグループ番号ＧＰＮＯ、付加ビット数ＡＤ及び次の
テーブル番号ＴＮＯがセレクタ３２より選択出力され
る。

【００８６】このうちグループ番号ＧＰＮＯ及びテーブ
ル番号ＴＮＯは、符号化テーブル３３に入力され、ここ
で対応するハフマンコードＨＣとコード長ＨＬが検出さ
れる。この検出結果は、フォーマット部３５に出力さ
れ、ここで付加ビットが付加されて符号化デ−タＤ２に
変換される。

【００８７】これによりゼロランに続くサイズ１の有意
係数については、ゼロランと組み合わせて１の符号が割
り当てられて符号化され、またサイズ２以上の有意係数
の前に表れるゼロランについては、１の符号が割り当て
られて符号化され、これによりこれらのＡＣ係数が、低
ビットレートにおいて優位な符号化方式により符号化さ
れる。

【００８８】このときテーブル番号ＴＮＯは、遅延回路
３４を介して符号化テーブル３３に入力されることによ
り、符号化テーブル３３において、１符号前のテーブル
番号ＴＮＯにより続く符号化のテーブルが切り換えられ
る。

【００８９】さらにこのようにして１符号前のテーブル
番号ＴＮＯにより続く符号化のテーブルを切り換えるに
つき、グループ化に用いる有意係数マップ２８におい
て、ＡＣ係数値に応じてテーブル番号が切り換わること
により、サイズ２以上の有意係数、ゼロランと対を形成
しないサイズ１の有意係数については、連続する係数間
の相関を有効に利用して、符号化される。

【００９０】これによりこれらの有意係数においては、
高ビットレートにおいて優位な符号化方式により符号化
される。従ってジグザグスキャンして得られるＡＣ係数
ＣＯＥＦにおいては、低ビットレート及び高ビットレー
トにおいて発生頻度の高いデータが、それぞれ低ビット
レート及び高ビットレートにおいて優位な符号化方式に
より符号化され、全体として高いデータ圧縮効率で符号
化される。

【００９１】以上の構成によれば、ジグザグスキャンし
て得られるＡＣ係数ＣＯＥＦをグループ化し、ゼロラン
とサイズ１の有意係数、ゼロランについては、複数ワー
ドに１符号を割り当てて符号化し、これ以外の有意係数
については、直前に符号化するＡＣ係数値に応じてテー
ブルを切り換えて符号化することにより、低ビットレー
ト及び高ビットレートにおいて発生頻度の高いデータ
を、低ビットレート及び高ビットレートにおいてそれぞ
れ優位な符号化方式により符号化することができ、これ
により全体として高いデータ圧縮効率で画像データを符
号化することができる。

【００９２】さらにそれぞれ高ビットレート及び低ビッ
トレートに優れる方式を組み合わせたことにより、従来
に比してビットレートの変化に対してデータ圧縮効率の
変動を低減でき、その分テーブルを固定しても、異なる
圧縮率における圧縮効率の変動を軽減することができ
る。またこれにより幅広い圧縮率について、共通のテー
ブルを用いて符号化することもできる。

【００９３】さらにこのようにゼロランとサイズ１の有
意係数を単位にして１符号を割り当てる際に、またゼロ
ランを単位にして１符号を割り当てる際に、有意係数を
ゼロランと分離して符号化する場合と同様に、１符号前
に符号化するＡＣ係数に応じてテーブルを切り換えるこ
とにより、全体として簡易な構成で、これらのグループ
間の相関を有効に利用して効率良くデータ圧縮すること
ができる。

【００９４】さらにゼロラン＋サイズ１マップ及びゼロ
ランマップにおいて、各グループで共通のテーブル番号
を指定することにより、その分少ないテーブル数で効率
良く符号化することができ、これによっても全体構成を
簡略化することができる。従ってこの可変長符号化器を
集積回路により形成する場合において、簡易に集積回路
化して効率良くデータ圧縮することができる。

【００９５】なお上述の実施例においては、ゼロランと
このゼロランに連続するサイズ１の有意係数を１のグル
ープにグループ化する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、必要に応じてゼロランとこのゼロランに
連続する規程サイズ以下の有意係数を１のグループにグ
ループ化する場合に広く適用することができる。

【００９６】また上述の実施例においては、８×８画素
のマクロブロックについて、ＤＣＴ変換処理した画像デ
ータを最大精度１６ビットで符号化する場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、種々の画素数を単位に
して符号化する場合、種々の精度で符号化する場合に広
く適用することができる。これらの場合において、ブロ
ックサイズが異なるとゼロランの発生する範囲が変化
し、また精度が異なると有意係数のグループを変化させ
る必要がある。これによりこれらの場合においては、ブ
ロックサイズ、精度に対応して、発生する全ての係数を
網羅するようにグループを構成して対応することができ
る。

【００９７】さらに上述の実施例においては、ゼロラン
とこのゼロランに連続するサイズ１の有意係数を符号化
する際に、またゼロランを符号化する際に、１符号前の
ＡＣ係数によりテーブルを切り換えるに場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じてこの切り
換えを省略してもよい。

【００９８】また上述の実施例においては、ゼロランと
このゼロランに連続するサイズ１の有意係数をグループ
化する際に、またゼロランをグループ化する際、次のテ
ーブル番号として共通のテーブル番号を指定する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、これらの場合
において、各グループで個々のテーブルを指定するよう
にしてもよい。このようにすればさらに一段とデータ圧
縮効率を向上することができる。

【００９９】さらに上述の実施例においては、ＤＣＴ変
換したＡＣ係数をジグザグスキャンした後、符号化する
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば
オルタネートスキャン等、種々のスキャン方法によりＡ
Ｃ係数を配列して符号化する場合に広く適用することが
できる。

【０１００】また上述の実施例においては、ＤＣＴ変換
したＡＣ係数を符号化する場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、例えばウエーブレット変換等、種々
の直交変換により得られた係数データを符号化する場合
に広く適用することができる。

【０１０１】さらに上述の実施例においては、動画の画
像データを符号化する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、静止画の画像データを符号化する場合等
に広く適用することができる。

【０１０２】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、直交変換
して得られる係数データについて、ゼロランと規程サイ
ズ以下の有意係数、ゼロラン、これら以外の有意係数に
グループ化した後、ゼロランと規程サイズ以下の有意係
数、ゼロランについては、複数符号に１符号を割り当て
て符号化し、これら以外の有意係数については、直前に
符号化する係数値に応じてテーブルを切り換えて符号化
することにより、低ビットレート及び高ビットレートに
おいて発生頻度の高いデータを、それぞれ低ビットレー
ト及び高ビットレートにおいて優位な符号化方式により
符号化することができ、これにより全体として高いデー
タ圧縮効率で画像データを符号化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による可変長符号化器を示す
ブロック図である。

【図２】図１の可変長符号化器を適用したエンコーダを
示すブロック図である。

【図３】図１の可変長符号化器のグループ化の説明に供
する図表である。

【図４】テーブル番号Ｔ０のテーブルを示す図表であ
る。

【図５】テーブル番号Ｔ１６のテーブルを示す図表であ
る。

【図６】テーブル番号Ｔ８のテーブルを示す図表であ
る。

【図７】テーブル番号Ｔ１７のテーブルを示す図表であ
る。

【図８】テーブル番号Ｔ１８のテーブルを示す図表であ
る。

【図９】テーブル番号Ｔ１９のテーブルを示す図表であ
る。

【図１０】テーブル番号Ｔ２０のテーブルを示す図表で
ある。

【図１１】テーブル番号Ｔ２１のテーブルを示す図表で
ある。

【図１２】テーブル番号Ｔ２２のテーブルを示す図表で
ある。

【図１３】テーブル番号Ｔ２３のテーブルを示す図表で
ある。

【図１４】テーブル番号Ｔ２４のテーブルを示す図表で
ある。

【図１５】テーブル番号Ｔ２５のテーブルを示す図表で
ある。

【図１６】符号化の説明に供する係数データを示す図表
である。

【図１７】図１６の係数データの処理の説明に供する図
表である。

【図１８】図１のエンコ−ダに対応するデンコーダを示
すブロック図である。

【図１９】従来のエンコーダを示すブロック図である。

【図２０】ジグザクスキャンの説明に供する図表であ
る。

【図２１】グル−プ化テーブルを示す図表である。

【符号の説明】

１、２０ エンコーダ ２ ＤＣＴ変換器 ３、２１ 量子化器 ４ スキャン変換器 ５、２２ 可変長符号化器 ７、２７ ランレングスカウンタ ２４ グルーピング部 ２６ ゼロサイズ１判定部 ２８ 有意係数マップ ２９ ゼロラン＋サイズ１マップ ３０ ゼロランマップ ３３ 符号化テーブル ３４、４４ 遅延回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像データを直交変換して得られる係数デ
   ータを符号化する画像データ符号化方法において、 前記係数データを規定順序で配列した後、該配列した係
   数データを第１、第２及び第３のグループにグループ化
   して符号化し、 前記グループ化は、 値０の係数データが連続した後、絶対値が規程値以下の
   係数データが続くとき、前記連続する値０の係数データ
   及び前記規程値以下の係数データを前記第１のグループ
   にグループ化し、 前記第１のグループに属さない係数データにおいて、値
   ０の係数データが連続するとき、当該連続する値０の係
   数データを前記第２のグループにグループ化し、 絶対値が前記規程値より大きな係数データを前記第３の
   グループにグループ化し、 前記符号化は、 前記第１のグループについて、前記連続する値０の係数
   データ及び前記規程値以下の係数データに１の符号を割
   り当てて符号化し、 前記第２のグループについて、前記連続する値０の係数
   データに１の符号を割り当てて符号化し、 前記第３のグループについて、１符号前に符号化する係
   数データに応じて符号化のテーブルを切り換えて符号化
   することを特徴とする画像データ符号化方法。
2. 【請求項２】前記符号化は、 前記第１及び第２のグループについても、１符号前に符
   号化する係数データに応じて符号化のテーブルを切り換
   えることを特徴とする請求項１に記載の画像データ符号
   化方法。
3. 【請求項３】画像データを直交変換して得られる係数デ
   ータを符号化する画像データ符号化装置において、 前記係数データを規定順序に配列する変換手段と、 該配列した係数データを第１、第２及び第３のグループ
   にグループ化するグループ化手段と、 グループ化した前記係数データを符号化する符号化手段
   とを備え、 前記グループ化手段は、 値０の係数データが連続した後、絶対値が規程値以下の
   係数データが続くとき、前記連続する値０の係数データ
   及び前記規程値以下の係数データを前記第１のグループ
   にグループ化し、 前記第１のグループに属さない係数データにおいて、値
   ０の係数データが連続するとき、当該連続する値０の係
   数データを前記第２のグループにグループ化し、 絶対値が前記規程値より大きな係数データを前記第３の
   グループにグループ化し、 前記符号化手段は、 前記第１のグループについて、前記連続する値０の係数
   データ及び前記規程値以下の係数データに１の符号を割
   り当てて符号化し、 前記第２のグループについて、前記連続する値０の係数
   データに１の符号を割り当てて符号化し、 前記第３のグループについて、１符号前に符号化する係
   数データに応じて符号化のテーブルを切り換えて符号化
   することを特徴とする画像データ符号化装置。
4. 【請求項４】前記符号化手段は、 前記第１及び第２のグループについても、１符号前に符
   号化する係数データに応じて符号化のテーブルを切り換
   えることを特徴とする請求項３に記載の画像データ符号
   化装置。