JPH08280032A - 適応的なスキャニング技法を用いたディジタルビデオ信号符号化装置 - Google Patents

適応的なスキャニング技法を用いたディジタルビデオ信号符号化装置

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JPH08280032A
JPH08280032A JP7379396A JP7379396A JPH08280032A JP H08280032 A JPH08280032 A JP H08280032A JP 7379396 A JP7379396 A JP 7379396A JP 7379396 A JP7379396 A JP 7379396A JP H08280032 A JPH08280032 A JP H08280032A
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海黙 丁
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Daiu Denshi Kk
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 映像データ内の変換係数の実質的な統計値に
基づいた適応的なスキャニング順序を用いて効果的にビ
ット率を減少させる。 【解決手段】 各ビデオフレームは複数の符号化ブロッ
クに分割される装置において、各々の符号化ブロックに
対応する量子化された１組の変換係数を発生するソース
符号化手段と、ビデオフレームに含まれた各符号化ブロ
ック内で同一の位置にある量子化された変換係数のうち
ゼロでないものの個数に基づいて、各ビデオフレームに
対するスキャニング順序を適応的に決定して、各ビデオ
フレームに対するスキャニング順序を表すスキャニング
順序情報を発生するスキャニング順序決定手段32と、ス
キャニング順序情報に応じて、量子化された変換係数の
組をスキャニングするスキャニング34手段と、スキャニ
ングされた量子化された変換係数を統計的符号化して、
統計的符号化されたデータを発生する統計的符号化手段
36と、統計的符号化されたデータをスキャニング順序情
報と共に符号化して、符号化されたディジタルビデオ信
号を発生するチャネル符号化手段38を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディジタルビデオ信
号符号化装置に関し、特に、適応的なスキャニング技法
を採用して、伝送データ量を効果的に減らしたディジタ
ルビデオ信号符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、従来のディジタル化映像
信号の伝送は、アナログ信号の伝送より良好な画質を保
持し得る。一連のイメージ「フレーム」からなる映像信
号がディジタル信号として表される場合、特に、高精細
度テレビ（ＨＤＴＶ）システムの場合、大量のデータが
伝送されなければならない。しかし、従来の伝送チャン
ネルの使用可能な周波数帯域は限定されているので、そ
の大量のディジタルデータを伝送するためには、伝送す
べきデータを圧縮してその量を低減する必要がある。多
様な圧縮技法のうち、確率的符号技法と、時間的、空間
的圧縮技法とを組み合わせた、いわゆるハイブリッド符
号化技法が最も効率的なものとして知られている。
【０００３】殆どのハイブリッド符号化技法は、動き補
償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）、２次元ＤＣＴ（離
散的コサイン変換）、ＤＣＴ係数の量子化、及びＶＬＣ
（可変長符号化）などを用いる。
【０００４】この動き補償ＤＰＣＭは、現フレームと前
フレームとの間の物体の動きを特定し、物体の動きに応
じて現フレームを予測して、現フレームとその予測値と
の間の差を表す差分信号を生成する方法である。
【０００５】動き補償ＤＰＣＭデータなどの映像データ
の間の空間的冗長度を除去するか、あるいは低減する２
次元ＤＣＴは、１ブロックのディジタル映像データ（例
えば、８×８画素よりなるブロック）を１組の変換係数
のデータに変換する。変換係数データはゼロ値が多く発
生するように量子化された後、ジグザグ方法のような固
定されたスキャニング順序を用いてスキャニングされ
て、複数のゼロ値と非ゼロ値とを有する映像データのス
トリームを発生する。その後、データストリームはビッ
ト率を減少させる統計的符号化技法のうちの１つとして
広く知られており、データの統計的発生頻度に基づいて
固定長さデータを可変長符号語に変換するＶＬＣに結合
される。ＶＬＣ技法においては、統計的に度々発生する
ソースコードにはより短い符号語を割り当てることによ
って、可変長符号語の平均長さはソースコードの長さよ
り短くなり、データの圧縮が行われる。
【０００６】しかし、前述した通常の符号化技法に採用
された固定されたスキャニング順序は、映像データ内の
変換係数の実質的な統計値を考えず、統計的確率に基づ
いて決定されるため効果的にビット率を減少させること
が困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、映像データ内の変換係数の実質的な統計値に基
づいた適応的なスキャニング順序を用いて効果的にビッ
ト率を減少させ得るディジタルビデオ信号符号化装置を
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、各ビデオフレームが複数の符号化ブロックに分割
されている一連のビデオフレームで表されるディジタル
ビデオ信号を符号化して、符号化されたディジタルビデ
オ信号を発生するディジタルビデオ信号符号化装置にお
いて、前記各々の符号化ブロックに対応する量子化され
た変換係数の組を発生するソース符号化手段と、ビデオ
フレームに含まれた前記各符号化ブロック内で同一の位
置にある量子化された変換係数のうちゼロでないものの
個数に基づいて、前記各ビデオフレームに対するスキャ
ニング順序を適応的に決定して、前記各ビデオフレーム
に対するスキャニング順序を表すスキャニング順序情報
を発生するスキャニング順序決定手段と、前記スキャニ
ング順序情報に応じて、量子化された変換係数の組をス
キャニングするスキャニング手段と、前記スキャニング
された量子化された変換係数を統計的符号化して、統計
的符号化されたデータを発生する統計的符号化手段と、
前記統計的符号化されたデータを前記スキャニング順序
情報と共に符号化して、符号化されたディジタルビデオ
信号を発生するチャネル符号化手段とを含むことを特徴
とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照しながらより詳しく説明する。図１
には、ディジタルビデオ信号を符号化するための本発明
のビデオ信号符号化器のブロック図が示されているが、
ディジタルビデオ信号は一連のビデオフレームにより表
され、各ビデオフレームは複数の符号化ブロックに分割
される。入力ディジタルビデオ信号は現フレームデータ
として減算器１８及び動き推定器１２に供給される。実
際には、この入力ディジタルビデオ信号は、入力メモリ
（図示せず）からブロック単位で読出される。入力メモ
リでは、ビデオ信号の各フレームは、ブロック単位で処
理し易いように画素データの一連のブロックとして格納
される。入力ディジタルビデオ信号のブロックの大きさ
は、典型的には８×８乃至３２×３２画素の範囲にあ
る。
【００１０】動き推定器１２は、後に図２を参照して説
明されるように、本発明の時分階層的動き推定方法及び
装置を用いて、各探索ブロックに対する動きベクトルを
特定する働きをする。現フレームの全探索ブロックに対
する動きベクトルが特定された後、それらの動きベクト
ルは動き補償器１４及び可変長符号化器（ＶＬＣ符号化
器）３６に供給される。
【００１１】これらの動きベクトルに応じて、予測信号
（即ち、動きベクトルに対応する候補ブロックの画素デ
ータ）がフレームメモリ１６から取り出され、動き補償
器１４を介して、減算器１８及び加算器２８に供給され
る。動き補償器１４からの予測信号は、減算器１８にて
入力ディジタルビデオ信号から減算される。その結果デ
ータ、即ち、エラー信号は変換符号化器（例えば、ＤＣ
Ｔ符号化器２０）に加えられる。ここで、エラー信号
は、ブロック（例えば、８×８画素のブロック）単位で
変換係数（ＤＣＴ係数）に符号化される。本技術分野の
当業者であれば、本願に開示されたＤＣＴ符号化器の代
わりに他の変換符号化技法を用いることも可能であろ
う。
【００１２】ＤＣＴ符号化器２０からのＤＣＴ係数は、
量子化器２２にて量子化された後、ラインＬ２２を通じ
てスキャニング順序決定ブロック３２、遅延回路３０及
び逆量子化器（ＩＱ）２４に供給される。ＩＱ２４に供
給された量子化されたＤＣＴ係数は、そこでＤＣＴ係数
に再変換される。その後、これらの再変換されたＤＣＴ
係数は、逆離散的コサイン変換器（ＩＤＣＴ）２６に供
給され、エラー信号に再変換される。加算器２８にて、
これらの再変換されたエラー信号と動き補償器１４から
の予測信号とが加算され、フレームメモリ１６に書き込
まれるべき再構成された現フレーム信号が生成される。
フレームメモリ１６は現フレーム及び前フレームデータ
を貯蔵する２つのフレームメモリ場所を有する。加算器
２８からの出力信号は画素データのブロックを含む。現
フレームの全てのブロックがフレームメモリ１６に貯蔵
された時、加算器２８から新たなフレームデータが供給
される。この時、この新たなデータは現フレームにな
り、フレームメモリ１６に以前に貯蔵された現フレーム
データは前フレームになる。
【００１３】一方、量子化器２２からの量子化されたＤ
ＣＴ係数は、スキャニング順序決定ブロック３２へ伝送
される。スキャニング順序決定ブロック３２はビデオフ
レーム内に含まれた各符号化ブロック内で同一の位置に
ある量子化されたＤＣＴ係数のうちゼロでないものの個
数に基づいて、各ビデオフレームに対するスキャニング
順序を適応的に決定して、各ビデオフレームに対するス
キャニング順序を表すスキャニング順序情報をラインＬ
３２を通じてスキャナ３４とチャネル符号化器３８とに
供給する（スキャニング順序決定ブロック３２の詳細に
対しては図２を参照）。また、ラインＬ２２上の量子化
されたＤＣＴ係数は遅延回路３０へ伝送されて、１つの
フレーム期間の間遅延される。スキャナ３４は遅延回路
３０を通じて量子化器２２から供給された量子化された
ＤＣＴ係数をスキャニング順序決定ブロック３２からの
スキャニング順序情報に応じてスキャニングして、スキ
ャニングされた量子化されたＤＣＴ係数を発生する。Ｖ
ＬＣ符号化器はスキャニングされたデータを可変長符号
化されたデータの組に変換する。ＶＬＣ符号化器３６は
基本的にルックアップテーブルであり、ゼロランレング
スの各組と量子化されたＤＣＴ係数のレベル値との間の
各関係を規定するための複数のコード組を生じる。レベ
ルはゼロでない値を有する量子化されたＤＣＴ係数であ
り、ゼロランレングスはスキャニングシーケンス内のレ
ベルに先行する連続されるゼロの総個数を表す。他の統
計的符号化技法が本明細書に記述されたＶＬＣの代わり
に用いられ得る。また、動き補償器１２からの動きベク
トルもＶＬＣ符号化器３６により符号化される。ＶＬＣ
符号化器３６からの符号化されたデータはチャネル符号
化器３８へ供給される。チャネル符号化器３８はＶＬＣ
符号化されたデータをスキャニング順序情報と共に符号
化して符号化されたディジタルビデオ信号を発生する。
【００１４】図２を参照すれば、図１に示されたスキャ
ニング順序決定ブロック３２の詳細なブロック図が示さ
れている。図１の量子化器２２からの量子化されたＤＣ
Ｔ係数はアドレス発生器１０２に連結されているページ
メモリ１０４に順次的に供給する。アドレス発生器１０
２は１組の位置アドレスと各位置アドレスに対する１組
のブロックアドレスとを発生する。位置アドレスは符号
化ブロック内の画素位置を表し、各位置アドレスに対す
る１組のブロックアドレスは、ビデオフレーム内の複数
の符号化ブロックを順次的に指定する。ページメモリ１
０４は複数の各符号化ブロックに対する量子化されたＤ
ＣＴ係数の組を各々貯蔵する複数の貯蔵領域を有し、各
々の位置アドレスと各位置アドレスに対する１組のブロ
ックアドレスに応じて、複数のデータの組を順次的に計
数回路１０６へ供給し、データの各組は各符号化ブロッ
ク内の同一の位置にある量子化されたＤＣＴ係数を含
む。計数回路１０６はデータの各組内でゼロでない量子
化されたＤＣＴ係数の個数を計数して、データの各組に
対するヒストグラムインデックスをメモリ装置１０８へ
供給するが、ヒストグラムインデックスは各々の１組の
データに対する計数された個数を表す。メモリ装置１０
８はデータ組のヒストグラムインデックスを順次的に貯
蔵して、複数のヒストグラムインデックスと各ヒストグ
ラムインデックスに対応する画素位置を表す位置データ
を含むヒストグラム情報を整列回路１１０へ供給する。
整列回路１１０はヒストグラム情報に含まれたヒストグ
ラムインデックスを大きいものから順次に整列して、整
列されたヒストグラムインデックスに対応する位置デー
タの組をスキャニング順序情報としてラインＬ３２上へ
供給する。
【００１５】上記において、本発明の特定の実施例につ
いて説明したが、本明細書に記載した特許請求の範囲を
逸脱することなく、当業者は種々の変更を加え得ること
は勿論である。
【００１６】
【発明の効果】従って、本発明によれば、本発明の装置
は映像データ内の変換係数の実質的な統計値に基づいた
適応的なスキャニング順序を用いてディジタルビデオ信
号を符号化してビット率を効果的に減らし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスキャニング順序決定ブロックを含む
ビデオ信号符号化器を示したブロック図である。
【図２】図１のスキャニング順序決定ブロックを詳細に
示したブロック図である。
【符号の説明】
１２ 動き推定器 １４ 動き補償器 １６ フレームメモリ ２０ ＤＣＴ ２２ 量子化器 ２４ ＩＱ ２６ ＩＤＣＴ ３０ 遅延回路 ３２ スキャニング順序決定ブロック ３４ スキャナ ３６ ＶＬＣ ３８ チャネル符号化器 １０２ アドレス発生器 １０４、１０８ メモリ １０６ 計数回路 １１０ 整列回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各ビデオフレームが複数の符号化ブロッ
    クに分割されている一連のビデオフレームで表されるデ
    ィジタルビデオ信号を符号化して、符号化されたディジ
    タルビデオ信号を発生するディジタルビデオ信号符号化
    装置において、 前記各々の符号化ブロックに対応する量子化された変換
    係数の組を発生するソース符号化手段と、 ビデオフレームに含まれた前記各符号化ブロック内で同
    一の位置にある量子化された変換係数のうちゼロでない
    ものの個数に基づいて、前記各ビデオフレームに対する
    スキャニング順序を適応的に決定して、前記各ビデオフ
    レームに対するスキャニング順序を表すスキャニング順
    序情報を発生するスキャニング順序決定手段と、 前記スキャニング順序情報に応じて、量子化された変換
    係数の組をスキャニングするスキャニング手段と、 前記スキャニングされた量子化された変換係数を統計的
    符号化して、統計的符号化されたデータを発生する統計
    的符号化手段と、 前記統計的符号化されたデータを前記スキャニング順序
    情報と共に符号化して、符号化されたディジタルビデオ
    信号を発生するチャネル符号化手段とを含むことを特徴
    とするディジタルビデオ信号符号化装置。
  2. 【請求項２】 前記スキャニング順序決定手段は、 符号化ブロック内の画素位置を表す１組の位置アドレス
    を発生する手段と、 前記各位置アドレスに応じて１組のブロックアドレスを
    発生し、前記ブロックアドレスがビデオフレーム内の複
    数の符号化ブロックを順序に指定するようにする手段
    と、 複数の貯蔵領域を有し、前記各貯蔵領域に前記複数の各
    符号化ブロックに対する量子化された変換係数の組を貯
    蔵し、前記各位置アドレスと前記各位置アドレスに対応
    する１組のブロックアドレスとに応じて複数のデータ組
    を順次的に生成し、前記各々のデータの組は前記各符号
    化ブロック内の同一の位置にある変換係数を含むように
    する第１メモリ手段と、 前記各データの組内の変換係数のうちゼロでない個数を
    計数して、前記各データの組に対するヒストグラムイン
    デックスを発生し、前記ヒストグラムインデックスは前
    記各データの組に対する計数された個数を表すようにす
    る手段と、 前記データの組に対するヒストグラムインデックスを順
    次的に貯蔵して、複数のヒストグラムインデックスと前
    記各ヒストグラムインデックスに対応する画素位置を表
    す位置データを含むヒストグラム情報を発生する第２メ
    モリ手段と、 前記ヒストグラム情報に含まれたヒストグラムインデッ
    クスを大きいものから順序通り整列して、整列されたヒ
    ストグラムインデックスに対応する位置データの組をス
    キャニング順序情報として発生する手段を含むことを特
    徴とする請求項１に記載のディジタルビデオ信号符号化
    装置。
  3. 【請求項３】 前記統計的符号化手段は、前記量子化さ
    れた変換係数を可変長符号化する可変長符号化器を含む
    ことを特徴とする請求項２に記載のディジタルビデオ信
    号符号化装置。
  4. 【請求項４】 前記ソース符号化手段は、 前記各符号化ブロックに対応する変換係数の組を発生す
    る手段と、 前記変換係数の組を量子化して、量子化された変換係数
    の組を発生する手段を含むことを特徴とする請求項２に
    記載のディジタルビデオ信号符号化装置。
JP7379396A 1995-03-28 1996-03-28 適応的なスキャニング技法を用いたディジタルビデオ信号符号化装置 Pending JPH08280032A (ja)

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KR1019950006630A KR0178198B1 (ko) 1995-03-28 1995-03-28 영상 신호 부호화 장치
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JPH08280032A true JPH08280032A (ja) 1996-10-22

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JP7379396A Pending JPH08280032A (ja) 1995-03-28 1996-03-28 適応的なスキャニング技法を用いたディジタルビデオ信号符号化装置

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