JPH08251593A - 量子化回路 - Google Patents

量子化回路

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JPH08251593A
JPH08251593A JP5140395A JP5140395A JPH08251593A JP H08251593 A JPH08251593 A JP H08251593A JP 5140395 A JP5140395 A JP 5140395A JP 5140395 A JP5140395 A JP 5140395A JP H08251593 A JPH08251593 A JP H08251593A
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JP
Japan
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data
circuit
quantized
quantization
picture
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JP5140395A
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Takuya Kitamura
卓也 北村
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 復号後の映像にフリッカ等の不具合が生じに
くい量子化回路を提供する。 【構成】 量子化回路10は、乗算回路112により量
子化ステップQstepおよび閾値Dthから算出されるデッ
ドゾーンS112の範囲外においては、インターピクチ
ャーの量子化入力データS22aを量子化ステップQ
stepで除算し、四捨五入した値を量子化出力データS1
0として出力し、デッドゾーンS112の範囲内におい
ては、数値0を量子化出力データS10として出力す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧縮符号化された映像デ
ータを量子化する量子化回路に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば動き補償および離散コサイン変換
(DCT)といった手法を用いて映像データを圧縮符号
化し、復号の際に他のフレームのデータを用いずに復号
可能なイントラフレームの符号化データ(イントラピク
チャー;Iピクチャー)、時間的に前に隣接するフレー
ムのデータを用いて復号される前方向予測符号化データ
(Pピクチャー)、時間的に前後に隣接するフレームの
データを用いて復号される両方向予測符号化データ(B
ピクチャー)を生成する方法が用いられている。これら
のIピクチャー、PピクチャーおよびBピクチャーの
内、復号の際に他のフレームのデータを用いるPピクチ
ャーおよびBピクチャーはインターピクチャーと呼ばれ
る。
【0003】インターピクチャーを所定の量子化ステッ
プで量子化および逆量子化する場合、式1に示す処理を
行う「デッドゾーン(Dead Zone) 方式」という手法が用
いられる。
【0004】
【数1】 Qout = Qin//Qstep (1.1) Q-1 = (Qout +0.5)×Qstep ;Qout >0 Q-1 = 0 ;Qout =0 Q-1 = (Qout −0.5)×Qstep ;Qout <0 (1.2) 但し、// は余りを切り捨てる除算を示し、Qout
量子化出力データ、Qin は量子化入力データ、Qstep
は量子化ステップ、Q-1 は逆量子化出力データであ
る。
【0005】式1において、逆量子化出力データQ-1
値が0になる範囲がデッドゾーンである。一方、イント
ラピクチャーを所定の量子化ステップで量子化および逆
量子化する場合の処理(通常方式)は式2で示される。
【0006】
【数2】 Qout = Qin///Qstep-1 = Qout ×Qstep (2) 但し、///は余りを四捨五入する除算を示す。
【0007】式1および式2に示した量子化入力データ
inと量子化主力Qout との関係を図4に示す。図4に
おいて点線で示したデッドゾーン方式による量子化出力
データQout は、図4において実線で示した式2に示し
た処理によるイントラピクチャーの量子化出力データQ
out に近似する。しかも、デッドゾーン方式を用いる
と、量子化入力データQinの値が0の付近で量子化出力
データQout の値が0になる範囲が広いので、ランレン
グス符号化の際にランを稼ぐことができるので符号化効
率が向上し、量子化入力データQinの値が0付近の微小
成分が出力されにくくなるので、復号後の映像のノイズ
を少なくすることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにインター
ピクチャーをデッドゾーン方式により量子化したデータ
を復号した映像にフリッカが生じることがある。復号の
際にハーフペル(half picture element;half pel)に
よりインターピクチャーの画素の補間を行う場合、補間
処理はインターピクチャーのデータにローパスフィルタ
をかけるのと等価となるので、復号後の映像はいわゆる
「ぼけた」映像になる。比較的大きな量子化ステップで
インターピクチャーを量子化した場合、デッドゾーンの
範囲に入って逆量子化出力データQ-1の値が0になる部
分が多くなる。従って、この部分でインターピクチャー
のデータの補間できず、復号後の映像がぼけたままとな
る。このようにぼけた映像とイントラピクチャーのぼけ
が少ない映像とが交互に現れてフリッカが生じるのであ
る。
【0009】このようなフリッカの対策としては、例え
ばインターピクチャーの量子化を行う際に、データの内
容等に応じて式1に示した処理と、式2に示した処理と
を適応的に選択することが考えられる。しかしながら、
式1に示したように、デッドゾーン方式は量子化側と逆
量子化側とが協働して実現されるので、式1の方法で処
理されたデータか式2の方法で処理されたデータかを識
別するためのデータ、例えばフラグを量子化後のデータ
に付加して量子化側から逆量子化側に送る必要がある。
従って、フラグを送る方法は情報量が増え、符号化効率
が低下する等の理由で好ましくない。
【0010】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、インターフレームのデータを
量子化する際に、量子化側の処理のみにより符号化効率
が高い等のデッドゾーン方式と同等の効果を得ることが
できる量子化回路を提供することを目的とする。また、
本発明は、逆量子化側が常に一定の処理を行うにもかか
わらず、適応的に通常方式とデッドゾーン方式とを切り
替えて用いた場合と同等の効果を得ることができ、復号
後の映像にフリッカ等の不具合が生じにくい量子化回路
を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る量子化回路は、映像データが他のフレ
ームと相関を有するように圧縮符号化されたイントラフ
レームの符号化データを、所定の量子化ステップデータ
で除算して四捨五入した除算データを生成する除算手段
と、前記量子化ステップデータと所定の閾値データとを
乗算して乗算データを生成する乗算手段と、前記符号化
データの絶対値と前記乗算データとを比較する比較手段
と、前記符号化データの絶対値が前記乗算データ未満の
場合に数値0を量子化データとして出力し、前記符号化
データの絶対値が前記乗算データ以上の場合に前記除算
データを量子化データとして出力する量子化手段とを有
する。
【0012】好適には、前記閾値データは、前記量子化
ステップデータおよび前記映像データの動きベクトル、
またはこれらのいずれかに基づいて、0.5以上1未満
の範囲内で定められる。
【0013】
【作用】除算手段は、映像データが他のフレームと相関
を有するように圧縮符号化されたイントラフレームの符
号化データを、所定の量子化ステップデータで除算して
四捨五入し、イントラピクチャーの符号化データに対し
てと同じ量子化をインターピクチャーの符号化データに
対して行い、除算データを生成する。乗算手段は、量子
化ステップを示す量子化ステップデータと所定の閾値デ
ータとを乗算し、デッドゾーンの範囲を適応的に規定す
る乗算データを生成する。比較手段は、符号化データの
絶対値と乗算データとを比較し、符号化データがイント
ラピクチャーが適応的に規定されたデッドゾーンの範囲
内にあるか否かを判定する。
【0014】量子化手段は、符号化データの絶対値が乗
算データ未満である場合、つまり、適応的に規定された
デッドゾーンの範囲内にある場合に数値0を量子化デー
タとして出力し、符号化データの絶対値が乗算データ以
上の場合、つまり、適応的に規定されたデッドゾーンの
範囲外にある場合に、イントラピクチャーの符号化デー
タに対してと同じ量子化をインターピクチャーに対して
行った除算データを量子化データとして出力する。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は、
本発明に係る量子化回路10が用いられる圧縮符号化・
復号装置1の構成を示す図である。図1に示すように、
圧縮符号化・復号装置1は、圧縮符号化装置2、記録装
置3および伸長復号装置4から構成されており、圧縮符
号化装置2は、動き補償回路20、離散コサイン変換回
路(DCT回路)22、量子化回路(Q)10、可変長
符号化回路(VLC回路)24から構成され、伸長復号
装置4は、復号回路(DEC回路)40、逆量子化回路
(Q-1)42、離散コサイン逆変換回路(IDCT回
路)44および動き補償回路46から構成される。
【0016】圧縮符号化・復号装置1の動き補償回路2
0に入力された映像データVINは、動き補償回路20
により動きベクトルが検出された後、フレーム差信号が
求められ、DCT回路22により離散コサイン変換され
て、量子化入力データS22aおよびイントラ/インタ
ー識別データ(識別データ)S22bとして本発明に係
る量子化回路10に対して出力される。
【0017】量子化回路10は、DCT回路22から入
力された識別データS22b、外部から設定される量子
化ステップQstepおよび閾値Dthに基づいて量子化入力
データS22aを量子化し、量子化出力データS10と
してVLC回路24に対して出力する。量子化回路10
の構成および動作は、図2を参照して後述する。VLC
回路24は、量子化出力データS10を可変長符号化
し、記録装置3は可変長符号化された量子化出力データ
を記録・再生する。
【0018】量子化回路10により再生されたデータは
DEC回路40によりVLC回路24に対応する方法で
復号され、逆量子化入力データS40として逆量子化回
路42に対して出力される。逆量子化回路42は、DE
C回路40から入力された逆量子化入力データS40に
量子化ステップQstepを乗算してIDCT回路44に対
して出力する。つまり、逆量子化回路42は、式3の処
理を行う。
【0019】
【数3】 Q-1 = Qout ×Qstep (3) 但し、Q-1 は逆量子化出力データ、Qout は量子化出
力データ、Qstepは量子化ステップである。
【0020】IDCT回路44は、逆量子化回路42か
ら入力されたデータを離散コサイン逆変換して動き補償
回路46に対して出力し、動き補償回路46は、IDC
T回路44から入力されたデータに対して動き補償を行
って映像データVOUTとして出力する。
【0021】以下、量子化回路10の構成を説明する。
図2は、本発明に係る量子化回路10の構成を示す図で
ある。図2に示すように、量子化回路10は、除算器1
00、イントラピクチャー量子化器102、絶対値算出
回路(ABS)110、乗算回路112、比較回路11
4、第1のスイッチ回路120および第2のスイッチ回
路130から構成される。
【0022】量子化回路10は、例えば図1に示した圧
縮符号化・復号装置1に用いられるものであって、量子
化ステップQstepおよび動きベクトルの値に応じて適応
的に設定される閾値Dthと量子化ステップQstepに基づ
いてデッドゾーンの範囲(デッドゾーンS112)を算
出し、インターピクチャーに対応する量子化入力データ
S22aがこの範囲内にある場合には数値0を量子化出
力データS10として出力し、この範囲外にある場合に
は量子化入力データS22aを量子化ステップQstep
除算し、四捨五入した値を量子化出力データS10とし
て出力する。つまり、量子化回路10は、式4の処理を
行う。
【0023】
【数4】 Qout = 0 ;|Qin|<Qstep×Dthout = Qin///Qstep ;|Qin|≧Qstep×Dth (4) 但し、///は余りを四捨五入する除算を示す。Qin
は量子化入力データである。
【0024】除算器100は、量子化入力データS22
aを量子化ステップQstepで除算し、この除算結果を四
捨五入して除算データS100としてスイッチ回路12
0の接点aに対して出力する。イントラピクチャー量子
化器102は、量子化入力データS22aを量子化ステ
ップQstepで除算し、この除算結果を四捨五入して量子
化データS102としてスイッチ回路122の接点bに
対して出力する。絶対値算出回路110は、量子化入力
データS22aの絶対値を算出し、絶対値S110とし
て比較回路114に対して出力する。
【0025】乗算回路112は、量子化ステップデータ
stepと閾値Dthとを乗算し、その乗算結果を比較回路
114に対して出力する。ここで、閾値Dthは、量子化
ステップQstepおよび動きベクトルの値に応じて0.5
≦Dth<1の範囲で定められる数値である。閾値Dth
量子化入力データS22aの値に応じて適応的に量子化
回路10に設定するためには、例えば量子化ステップデ
ータQstepと閾値Dthとパラメータとして予め最適値を
実験的に求め、これらを変数とする閾値Dthのテーブル
を作成して圧縮符号化・復号装置1を制御する制御回路
(図示せず)内に記憶させておき、制御回路が量子化ス
テップQstepの値、および、動き補償回路20が生成す
る動きベクトルの値に応じた閾値Dthの値を量子化回路
10に設定すればよい。
【0026】比較回路114は、デッドゾーンS112
と絶対値S110とを比較して、デッドゾーンS112
より絶対値S110が大きい場合にはスイッチ回路12
0に接点a側を選択させ、デッドゾーンS112より絶
対値S110が小さい場合にはスイッチ回路120に接
点b側を選択させるように制御する。
【0027】スイッチ回路120は、上記比較回路11
4の制御に従って、除算データS100または数値0を
選択し、インターピクチャーの量子化データS120と
してスイッチ回路130の接点a側に対して出力する。
つまり、量子化入力データS22aがデッドゾーンの範
囲内にない場合には除算データS100が、量子化入力
データS22aがデッドゾーンの範囲内にある場合には
数値0がスイッチ回路130の接点aに対して出力され
ることになる。
【0028】スイッチ回路130は、識別データS22
bが量子化回路10にイントラピクチャーに対応する量
子化入力データS22aが入力されていることを示して
いる場合に接点b側を選択して量子化データS102を
量子化回路10の量子化出力データS10として出力
し、識別データS22bが量子化回路10にインターピ
クチャーに対応する量子化入力データS22aが入力さ
れていることを示している場合に接点a側を選択してイ
ンターピクチャーの量子化データS120を量子化回路
10の量子化出力データS10として出力する。
【0029】以下、量子化回路10の動作を説明する。
除算器100およびイントラピクチャー量子化器102
は、量子化入力データS22aを量子化ステップQstep
で除算し、この除算結果を四捨五入して除算データS1
00およびイントラピクチャーの量子化データS102
を生成する。
【0030】絶対値算出回路110、乗算回路112お
よび比較回路114は、協働して量子化入力データS2
2aがデッドゾーンS112の範囲内にあるか否かを判
定し、さらにスイッチ回路120が、量子化入力データ
S22aがデッドゾーンS112の範囲内にある場合に
は量子化データS120として数値0を出力し、デッド
ゾーンS112の範囲外の場合には除算データS100
を出力するように制御する。
【0031】スイッチ回路130は、識別データS22
bに従って、量子化回路10にイントラピクチャーの量
子化入力データS22aが入力されている場合には、量
子化データS102を量子化出力データS10として出
力し、量子化回路10にインターピクチャーの量子化入
力データS22aが入力されている場合には、量子化デ
ータS120を量子化出力データS10として出力す
る。
【0032】量子化回路10による量子化入力データS
22a(Qin)と量子化出力データS10(Qout )と
の関係は、図3に閾値Dth=0.75、量子化ステップ
st ep=10の場合を例示する通りとなる。図3に示す
ように、量子化回路10によれば、デッドゾーンS11
2(図3の範囲a)の範囲外においては、インターピク
チャーに対応する量子化出力データS10と、インター
ピクチャーに対応する量子化出力データS10とが一致
する。また、デッドゾーンS112の範囲内において
は、インターピクチャーの量子化入力データS22aに
対してのみデッドゾーン方式の量子化が行われ、図3に
点線で示すようにイントラピクチャーの量子化入力デー
タS22aに対してはデッドゾーンS112の範囲外と
同様な量子化が行われる。
【0033】以上説明したように、本発明に係る量子化
回路10によれば、デッドゾーンの範囲を量子化入力デ
ータQin(量子化ステップQstepおよび動きベクトル)
の値に応じて適応的に変更して量子化可能である。従っ
て、量子化回路10により量子化されたデータを復号し
た映像には、上述のフリッカ等の不具合が発生しにく
い。また、量子化入力データQinの値がデッドゾーンの
範囲外にある場合には、イントラピクチャーの量子化入
力データQinに対する量子化出力データQout の値とイ
ンターピクチャーの量子化入力データQinに対する量子
化出力データQoutの値とが一致する。従って、圧縮符
号化・復号装置1の逆量子化回路42においてこれらを
区別して逆量子化を行う必要がない。また、インターピ
クチャーの量子化入力データQinに対しては、従来の技
術のデッドゾーン方式による量子化と同様に、その値が
0の付近で量子化データQou t の値が0になる範囲が広
くなり、ランレングス符号化の際にランを稼ぐことがで
きるので符号化効率が高く、しかも、値が0付近の微小
成分が出力されにくくなるので、復号後の映像のノイズ
が少ない。
【0034】なお、量子化回路10においては、除算器
100とイントラピクチャー量子化器102とを別々に
設けたが、これらは同じ動作を行うので、スイッチ回路
の接続を変更して除算器100をインターピクチャーの
量子化とイントラピクチャーの量子化に共用することが
できる。また、量子化回路10は圧縮符号化・復号装置
1に適用する他、広く映像データの量子化に応用するこ
とができる。また、式4等の不等号は便宜的なものであ
り、例えば式4と式5は実質的に同じである。
【0035】
【数5】 Qout = 0 ;|Qin|≦Qstep×Dthout = Qin///Qstep ;|Qin|>Qstep×Dth (5)
【0036】以上説明した実施例に示したほか、本発明
に係る量子化回路10は、例えばここに示した変形例の
ように、種々の構成をとることができる。
【0037】
【発明の効果】以上述べたように本発明に係る量子化回
路によれば、インターフレームのデータを量子化する際
に、量子化側の処理のみにより符号化効率が高い等のデ
ッドゾーン方式と同等の効果を得ることができる。しか
も、本発明に係る量子化回路によれば、逆量子化側が常
に一定の処理を行うにもかかわらず、適応的に通常方式
とデッドゾーン方式とを切り替えて用いた場合と同等の
効果を得ることができる。また、本発明に係る量子化回
路によれば、復号後の映像にフリッカ等の不具合が生じ
にくい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る量子化回路が用いられる圧縮符号
化・復号装置の構成を示す図である。
【図2】本発明に係る量子化回路の構成を示す図であ
る。
【図3】図1に示した量子化回路による量子化入力デー
タQinと量子化出力データQou t との関係を、閾値Dth
=0.75の場合につき例示する図である。
【図4】従来の技術として示したデッドゾーン方式の量
子化入力データQinと量子化主力データQout との関係
を示す図である。
【符号の説明】
1…圧縮符号化・復号装置、2…圧縮符号化装置、20
…動き補償回路、22…DCT回路、24…VLC回
路、3…記録装置、4…DEC回路、40…DEC回
路、42…逆量子化回路、44…IDCT回路、46…
動き補償回路、10…量子化回路、100…除算器、1
02…イントラピクチャー量子化器、110…絶対値算
出回路、112…乗算回路、114…比較回路、12
0,130…スイッチ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】映像データが他のフレームと相関を有する
    ように圧縮符号化されたイントラフレームの符号化デー
    タを、所定の量子化ステップデータで除算して四捨五入
    した除算データを生成する除算手段と、 前記量子化ステップデータと所定の閾値データとを乗算
    して乗算データを生成する乗算手段と、 前記符号化データの絶対値と前記乗算データとを比較す
    る比較手段と、 前記符号化データの絶対値が前記乗算データ未満の場合
    に数値0を量子化データとして出力し、前記符号化デー
    タの絶対値が前記乗算データ以上の場合に前記除算デー
    タを量子化データとして出力する量子化手段とを有する
    量子化回路。
  2. 【請求項2】前記閾値データは、前記量子化ステップデ
    ータおよび前記映像データの動きベクトル、またはこれ
    らのいずれかに基づいて、0.5以上1未満の範囲内で
    定められる請求項1に記載の量子化回路。
JP5140395A 1995-03-10 1995-03-10 量子化回路 Pending JPH08251593A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006070787A1 (ja) * 2004-12-28 2006-07-06 Nec Corporation 動画像符号化方法、及びこれを用いた装置と、コンピュータプログラム

Cited By (2)

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