JPH0832965A - 画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路規模を低減して映像信号のデータ圧縮を
行なう。 【構成】 直交変換回路３で映像信号がブロック毎に直
交変換されることによって得られる係数データは、遅延
回路６を介して適応量子化回路２２に供給されるととも
に、情報量制御回路３２に供給される。この情報量制御
回路３２では、量子化回路３３〜３７で異なる量子化ス
テップサイズで量子化されてデータ量計算された各ブロ
ック毎のデータ量がデータ量選択多重回路４３で異なる
量子化方法毎に組み合わされ、データ積算回路４４によ
り、量子化方法毎のデータ量の組み合わせが所定個数の
ブロックからなるセグメント単位で積算される。そし
て、これら量子化方法毎のデータ量積算値が量子化パラ
メータ判定回路４５で判定され、最適な量子化方法に対
する量子化パラメータが決定され、この量子化パラメー
タによって適応量子化回路２２が係数データを量子化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号をデータ圧縮
する画像符号化装置に係り、特に、映像信号をデータ記
録媒体へ記録する映像信号記録装置に用いるのに適した
画像符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像信号をディジタル化すると、その情
報量は膨大なものとなるため、画像符号化技術によりデ
ータ量を削減することが重要となる。例えば、磁気テー
プに映像信号をディジタル化して記録するディジタルＶ
ＴＲでは、テープカセットの小型化や記録時間の長時間
化のために、データ圧縮を実現する画像符号化技術を用
いる例が知られている。その一例としては、特開平４−
１５６７９４号公報に記載の符号化装置を用いたディジ
タルＶＴＲが知られている。

【０００３】図８はかかるディジタルＶＴＲに使用され
る画像符号化装置を示すブロック図であって、１は画像
データの入力端子、２はブロック分割回路、３は直交変
換回路、４はダイナミックレンジ検出回路、５は情報量
制御回路、６は遅延回路、７は量子化回路、８は可変長
符号化回路、９は圧縮データの出力端子、１０〜１３は
量子化幅の異なる４種類の量子化回路、１４〜１７はデ
ータ量計算回路、１８はテーブル選択回路、１９はメモ
リ、２０はデータ量計算回路、２１は量子化選択回路で
ある。

【０００４】同図において、入力端子１から入力された
画像データは、ブロック分割回路２で画面上で長方形の
領域となる小ブロックに分割され、かつ所定個数の小ブ
ロックが集められて大ブロックが形成される。直交変換
回路３は小ブロック単位で直交変換を行ない、この直交
変換によって得られたＤＣ成分とＡＣ成分とからなる係
数データは大ブロック単位で情報量制御回路５に供給さ
れる。情報量制御回路５は、かかる所定個数の小ブロッ
クからなる大ブロック単位で圧縮データのデータ量を一
定化するために、予め設定されている複数種類の量子化
幅のいずれかを各小ブロックに適用するかを決定し、決
定された量子化幅を各小ブロック毎に出力する。

【０００５】一方、直交変換回路３から出力される係数
データは、遅延回路６により、情報量制御回路５で上記
のように各小ブロックに対する量子化幅を決定するため
に必要な処理時間分だけ遅延された後、量子化回路７に
供給されて、情報量制御回路５で決定された量子化幅に
従って量子化される。量子化回路７で量子化された係数
データが可変長符号化回路８で処理されることにより、
可変長符号化されて圧縮データが生成され、出力端子９
から出力される。

【０００６】量子化回路７が動作する量子化幅は４種類
であり、小ブロックの各クラス毎に量子化幅を割り当て
て大ブロック単位に量子化するのであるが、その量子化
幅の割り当て方によって８種類の量子化方法を実現して
いる。

【０００７】小ブロックのクラスはダイナミックレンジ
検出回路４で検出される。即ち、ここでは、直交変換回
路３からの係数データのＤＣ成分（ＤＣデータ）を除く
ＡＣ成分（ＡＣデータ）のダイナミックレンジまたは絶
対値の最大値が判定され、その判定結果に従って４種類
のクラス分けが行なわれる。

【０００８】情報量制御回路５では、量子化幅が互いに
異なる量子化回路１０〜１３で直交変換回路３からの係
数データが小ブロック毎に量子化され、夫々の量子化係
数データのデータ量がデータ量計算回路１４〜１７で計
算される。テーブル選択回路１８はデータ量計算回路１
４〜１７から供給されるデータ量を入力する４個の入力
端子と量子化方法夫々に対応する８個の出力端子とを有
しており、ダイナミックレンジ検出回路４からのクラス
により、データ計算回路１４〜１７から供給される夫々
のデータ量がどのクラスの小ブロックに対するデータ量
か、このクラスで夫々の量子化幅によるデータ量をいず
れの量子化方法が必要とするかを判定し、供給されたこ
れらデータ量をこれを必要とする量子化方法に対する出
力端子から出力する。

【０００９】データテーブル選択回路１８からの８個の
出力は順次メモリ１９に書き込まれる。これにより、メ
モリ１９には、８種類の量子化方法夫々で量子化された
場合の８個のデータ量列が書き込まれることになる。

【００１０】そして、大ブロックを構成する全ての小ブ
ロックのデータ量がこのようにしてメモリ１９に書き込
まれると、データ量計算回路２０がこれら８個のデータ
量列毎にデータ量を累積し、８種類の量子化方法夫々で
量子化された場合の大ブロックのデータ量を計算する。
そして、量子化選択回路２１により、データ量計算回路
２０で得られた８種類の量子化方法の夫々に対応した大
ブロックのデータ量の中から、所定の設定データ量を超
えず、かつ最大となるデータ量が選択され、選択された
データ量に対応する量子化方法に従って各小ブロックの
量子化幅を決定する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の画
像符号化装置における情報量制御回路５では、大ブロッ
クを構成する全ての小ブロックについて８種類の量子化
方法夫々に対応したデータ量を求め、これらをメモリ１
９に書き込んだ後、改めてこのメモリ１９からデータ量
を読み出し、大ブロック全体にわたって積算することに
より、大ブロックのデータ量を計算していたが、画質向
上のためには、圧縮データのデータ量を一定化する単位
である大ブロックのサイズを大きくする、即ち、大ブロ
ックを構成する小ブロックの数を増加させることが必要
であり、これに応じて情報量制御回路５に用いられる上
記メモリ１９の容量が増加していくことになる。

【００１２】また、メモリ１９を介して処理が２段に分
かれているため、情報量制御回路５の処理時間が長くな
り、このため、係数データを遅延させる遅延回路６の回
路規模が大きくなる。

【００１３】以上のように、上記従来例の画像符号化装
置では、回路規模が大きくなり、低コスト化が難しいと
いう問題があった。

【００１４】本発明の目的は、かかる問題を解消し、回
路規模が比較的小さく、かつ高画質の画像符号化装置を
提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、入力の画像データをブロックに分割して
Ｋ個（但し、Ｋ＞１）の該ブロックからセグメントを生
成するブロック分割手段と、このブロック分割手段から
出力された画像データに対してこのブロック単位で直交
変換を行なう直交変換手段と、この直交変換手段から出
力される係数データの量子化方法を決定する情報量制御
手段と、この情報量制御手段で決定された量子化方法に
従って該係数データを量子化する係数量子化手段と、こ
の情報量制御手段で決定された量子化方法に関する情報
を付加しつつ上記係数量子化手段で量子化された係数デ
ータを可変長符号化して出力する可変長符号化手段とを
設け、かつ上記情報量制御手段は、上記直交変換手段か
ら出力されるＪブロック（但し、１≦Ｊ≦Ｋ）の係数デ
ータを夫々異なるＭ種類（但し、Ｍ＞１）の量子化方法
で量子化するＭ個の量子化手段と、これらＭ個の量子化
手段で量子化されたＪブロックの係数データを可変長符
号化した場合のデータ量を夫々計算するＭ個のデータ量
計算手段と、これらＭ個のデータ量計算手段から出力さ
れるＭ種類のデータ量から、１セグメントの係数データ
を異なるＮ種類（但し、Ｎ＞１）の量子化方法で量子化
して可変長符号化した場合のデータ量を生成し、Ｌ系統
（但し、１≦Ｌ≦Ｎ）に時分割多重して出力するデータ
量生成多重手段と、このデータ量生成多重手段の出力で
あるＬ系統に時分割多重されたＮ種類のデータ量の中か
ら１つを選択し、それに対応する量子化方法を決定して
前記係数量子化手段を制御する量子化判定手段とからな
っている。

【００１６】

【作用】係数量子化手段における量子化方法を指定する
情報量制御手段では、まず、異なるＭ種類の量子化方法
でＪブロックの係数データが量子化され可変長符号化さ
れた場合に対応したＭ種類のデータ量が、Ｍ個の量子化
手段とＭ個のデータ量計算手段の組み合わせで計算さ
れ、引き続き、データ量生成多重回路でこれらＭ種類の
データ量の各々が入力の順に処理され、異なるＮ種類の
量子化方法で１セグメントの係数データが量子化されて
可変長符号化された場合のＮ種類のデータ量が生成され
る。

【００１７】従って、情報量制御手段では、計算途中の
データ量を保持するためのメモリが不要となるので、従
来の画像符号化装置よりも回路規模が低減される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明による画像符号化装置の一実施
例を示すブロック図であって、１は画像データの入力端
子、２はブロック分割回路、３は直交変換回路、６は遅
延回路、９は圧縮データの出力端子、２２は適応量子化
回路、２３は可変長符号化回路、３１はクラス判定回
路、３２は情報量制御回路、３３〜３７は量子化回路、
３８〜４２はデータ量計算回路、４３はデータ量選択多
重回路、４４はデータ量積算回路、４５は量子化パラメ
ータ判定回路である。

【００１９】同図において、入力端子１から輝度信号と
２種類の色差信号とからなるディジタル映像信号が画像
データとして入力され、ブロック分割回路２により、８
×８画素からなるブロックに分割されるとともに、所定
個数のブロックが集められてセグメントが生成される。
このようにブロック分割された画像データは、直交変換
回路３により、ブロック単位で２次元のディスクリート
コサイン変換される。ディスクリートコサイン変換は直
交変換の一種である。直交変換回路３から出力される係
数データは、遅延回路６で後述する情報量制御回路３２
での処理時間と等しい時間だけ遅延させた後、適応量子
化回路２２に供給される。適応量子化回路２２では、ク
ラス判定回路３１から出力されるクラスと情報量制御回
路３２から出力される量子化パラメータに応じて切り換
えられる量子化テーブルに基づいて、遅延回路６からの
係数データの量子化が行なわれる。この量子化された係
数データは、可変長符号化回路２３により、可変長符号
が割り当てられてデータ圧縮され、この圧縮データが出
力端子９から出力される。なお、これと同時に、可変長
符号化回路８は、クラスと量子化パラメータの情報をこ
の圧縮データに付加する。

【００２０】ここで、適応量子化回路２２に設定される
量子化テーブルは５種類であるが、これを次の表１に示
す。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１において、縦方向のｑ＃１〜ｑ＃５が
５種類の量子化テーブルを示し、夫々の量子化テーブル
で設定されている量子化ステップサイズを横方向に示し
ている。量子化ステップサイズは全て２のべき乗の値で
ある。ここで、ｑ＃１，ｑ＃２，……，ｑ＃５の順に粗
い量子化となる。但し、周波数領域で定められる４種類
のエリア１〜４のどれに係数データが属するかに応じ
て、量子化ステップサイズが異なる。

【００２３】図２はこのエリア分割の様子を示す図であ
る。

【００２４】同図において、ブロックの係数データは１
個のＤＣデータと６３個のＡＣデータとからなってお
り、ＤＣデータはブロックの画像データの平均値に相当
する直流成分の係数データである。ブロックの直流成分
を除く２次元空間周波数領域では低周波領域から高周波
領域にわたって４種類のエリアに分割されており、ＡＣ
データはこれらエリアのいずれかに属し、番号が大きな
エリアに属するＡＣデータほどその周波数が高いことに
なる。

【００２５】係数データにおけるＡＣデータは、上記表
１に示されている量子化ステップサイズに従って量子化
される。即ち、エリア１，エリア２，エリア３，エリア
４の順に量子化ステップサイズが大きくなる重み付け量
子化がなされる。これは、人間の視覚特性を考慮し、重
要性の高い低周波成分を高周波成分よりも細かく量子化
するものである。但し、最も重要なＤＣ成分については
量子化は行なわず、例えば１０ビットで符号化する。

【００２６】また、適応量子化回路２２では、クラス判
定回路３１によってブロック単位で決定されるクラスと
情報量制御回路３２によってセグメント単位で決定され
る量子化パラメータとに応じて、実際に量子化に使用す
る量子化テーブルを表１に示した５種類の中から選択す
る。この様子を次の表２に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２では、縦方向のＱ＃１〜Ｑ＃８が８種
類の量子化方法を指定する量子化パラメータを示し、夫
々の量子化方法についてクラスに応じて選択される量子
化テーブルｑ＃１〜ｑ＃５を横方向に示している。ブロ
ックが４種類のクラスのどれに属するかに応じて、実際
に量子化に使用される量子化テーブルが切り換えられ
る。同一の量子化パラメータであっても、クラス１，ク
ラス２，クラス３，クラス４の順に量子化が粗くなる。

【００２９】クラス判定回路３１は、直交変換回路３か
ら出力される係数データに対して、ブロック単位で変換
係数のアクティビティを計算し、ブロックのアクティビ
ティを所定の複数個の閾値と比較することにより、その
ブロックが４種類のクラスのいずれに属するかを判定す
る。ブロックのアクティビティは、係数データの６３個
のＡＣ成分の値の２乗和として計算される。アクティビ
ティが高い場合には、そのブロックの絵柄が細かく、ま
た逆に、アクティビティが低い場合には、そのブロック
の絵柄が比較的平坦である。従って、アクティビティの
高いブロックがアクティビティの低いブロックよりも相
対的に粗く量子化されるように、クラス判定回路３１で
判定されたクラスに応じて、適応量子化回路２２及び情
報量制御回路３２が制御される。

【００３０】情報量制御回路３２は、所定個数のブロッ
クからなるセグメント単位で、圧縮データのデータ量が
所定値の設定データ量を超えず、かつ最も近い値となる
ように、適応量子化回路２２での量子化方法を指定する
量子化パラメータを決定するものである。

【００３１】即ち、情報量制御回路３２においては、直
交変換回路３から供給される係数データが複数個（ここ
では、５個）の量子化回路３３〜３７に同時に供給され
る。量子化回路３３〜３７は夫々上記表１に示した５種
類の量子化テーブルに対応したものであって、量子化回
路３３はｑ＃１、量子化回路３４はｑ＃２、量子化回路
３５はｑ＃３、量子化回路３６はｑ＃４、量子化回路３
６はｑ＃５の量子化テーブルに応じて量子化を行なう。
従って、量子化回路３３〜３７では、係数データのＡＣ
データについて、上記表１でエリア毎に定められた量子
化ステップサイズに従って量子化が行なわれる。但し、
量子化ステップサイズが全て２のべき乗の値であるた
め、量子化は、除算ではなく、ビットシフトで実現でき
る。即ち、４入力マルチプレクサの各入力端子に、各エ
リアの量子化ステップサイズに応じてビットシフトした
係数データを入力し、その出力端子から量子化係数デー
タを４種類のエリアに応じて切り換えて出力する。

【００３２】量子化回路３３〜３７から出力される量子
化係数データは、夫々対応するデータ量計算回路３８〜
４２に供給される。これらデータ量計算回路３８〜４２
は１ブロック分の圧縮データのデータ量を計算するもの
であり、全て同じ回路構成をなしている。

【００３３】図３はかかるデータ量計算回路３８〜４２
の一具体例を示すブロック図であって、５１はイベント
生成回路、５２はコード長出力回路、５３はコード長積
算回路である。

【００３４】同図において、イベント生成回路５１で
は、入力された量子化係数データからラン長とレベルと
からなるイベントが生成される。即ち、２次元空間周波
数領域に分布される６３個のＡＣデータを所定の順番で
走査し、連続する値０の量子化係数データのラン長と、
次に続く値０でない量子化係数データの絶対値であるレ
ベルを検出する。コード長出力回路５２では、イベント
生成回路５１で生成されたラン長とレベルからなるイベ
ントに対して、可変長符号化回路２３で割り当てられる
符号のコード長を出力する。なお、コード長には、量子
化係数データが正か負を示す１ビットの符号ビットも含
まれる。コード長積算回路５３はイベント毎に定まるコ
ード長を順次積算し、１ブロック分のデータ量を出力す
る。

【００３５】図１において、以上の処理により、データ
量計算回路３８では、係数データを量子化テーブルｑ＃
１で量子化した場合の１ブロック分のデータ量が計算さ
れ、同様にして、データ量計算回路３９では量子化テー
ブルｑ＃２で、データ量計算回路４０では量子化テーブ
ルｑ＃３で、データ量計算回路４１では量子化テーブル
ｑ＃４で、データ量計算回路４２では量子化テーブルｑ
＃５で夫々係数データを量子化した場合の１ブロック分
のデータ量が計算される。

【００３６】データ量選択多重回路４３では、８種類の
量子化パラメータの夫々について、データ量計算回路３
８〜４２から出力される５種類のデータ量のうちの１つ
が選択され、各量子化パラメータに対応した８種類のデ
ータ量が順番に時分割多重される。

【００３７】図４はデータ量選択多重回路４３の一具体
例を示すブロック図であって、５４はデータ量選択回
路、５５はデータ量多重回路である。

【００３８】同図において、データ量選択回路５４は、
各量子化パラメータについて、実際に用いる量子化テー
ブルを上記表２に従って決定し、その量子化パラメータ
に対応した１ブロック分のデータ量を図１でのデータ量
計算回路３８〜４２からのデータ量ｑ＃１〜ｑ＃５のう
ちの１つを選択する。クラス判定回路３１（図１）から
供給されるクラスに応じて切り換えが行なわれる。デー
タ量選択回路５４は、８種類の量子化パラメータＱ＃１
〜Ｑ＃８に対応して、このクラスに応じて選択が切り換
わる８個の４入力マルチプレクサで構成される。

【００３９】データ量多重回路５５は巡回的に選択が切
り換わる８入力マルチプレクサで構成され、データ量選
択回路５４から出力される各量子化パラメータに対応し
た１ブロック分のデータ量を順番に時分割多重して出力
する。

【００４０】図１に戻って、データ量積算回路４４で
は、データ量選択多重回路４３から出力される上記８種
類の量子化パラメータＱ＃１〜Ｑ＃８の順に時分割多重
されてなる１ブロック分毎の多重データ量に対し、量子
化パラメータ毎に順次データ量を積算し、所定ブロック
数からなる１セグメント分の積算データ量を計算する。

【００４１】図５はかかるデータ量積算回路４４の一具
体例を示すブロック図であって、５６は加算回路、５７
は積算値を記憶保持するメモリ、５８は積算値出力回路
である。

【００４２】同図において、データ量選択多重回路４３
（図１）からの上記１ブロック分毎の多重データ量は加
算回路５６に供給され、入力データ量に、この入力デー
タ量と量子化パラメータが同じデータ量のこれまでの積
算値がメモリ５７から読み出されて加算される。メモリ
５７には８種類の量子化パラメータ毎にアドレスが設定
されており、このデータ量積算値はメモリ５７でのこの
量子化パラメータに対応したアドレスから読み出された
ものであって、このアドレスからのデータ量積算値が加
算回路５６で入力データ量に加算されると、このアドレ
スは加算回路５６から出力される新たなデータ量積算値
に書き換えられる。

【００４３】このメモリ５７では、これら８種類の量子
化パラメータ夫々に対応した８個のアドレスの読出し，
書込みが、供給される１ブロック分のデータ量の多重タ
イミングと同期して巡回的に切り換えられる。セグメン
トを構成する最初のブロックのデータ量が加算回路５６
に供給されるときには、メモリ５７の各アドレスは値０
にリセットされる。また、セグメントを構成する最後の
ブロックでは、積算値出力回路５８が加算回路５６から
順次出力される各量子化パラメータに対応したデータ量
積算値を読み込み、１セグメント分の積算データ量とし
て出力する。出力される１セグメント分の積算データ量
は、加算回路５６に供給される多重データ量と同様に、
各量子化パラメータに対応した積算データ量が時分割多
重されたものである。

【００４４】なお、図３におけるコード長積算回路５３
は、図５に示したデータ量積算回路４４とほぼ同じ構成
をなしており、図５でのメモリ５７に相当するメモリが
アドレスなしの記憶保持回路である点が異なっている。

【００４５】図１に戻って、量子化パラメータ判定回路
４５は、データ量積算回路４４から時分割で供給される
各量子化パラメータ毎の１セグメント分の積算データ量
夫々に対して、１セグメントの圧縮データに対して割り
当てられている設定データ量との比較を行ない、その設
定データ量を超えず、かつ最も近い積算データ量に対す
る量子化パラメータを選択して出力する。

【００４６】図６は量子化パラメータ判定回路４５の一
具体例を示すブロック図であって、５９はデータ量比較
回路、６０は量子化パラメータ決定回路である。

【００４７】同図において、データ量比較回路５９は、
多重されている各量子化パラメータに対応した１セグメ
ント分の積算データ量を順次設定データ量と比較し、積
算データ量が設定データ量以下であるとき１、設定デー
タ量を超えているとき０の検出信号を出力する。量子化
パラメータがＱ＃１からＱ＃８の順に切り換わるにつれ
て量子化は粗くなっていくから、量子化パラメータＱ＃
１〜Ｑ＃８に対応した１セグメント分の積算データ量が
順次データ量比較回路５９で処理される間に、この検出
信号は０から１に切り換わる。

【００４８】量子化パラメータ決定回路６０は、データ
量比較回路５９からの検出信号が０から１へ変化するタ
イミングを検出することにより、セグメントに対する最
適な量子化パラメータを決定する。この決定された量子
化パラメータが図１の適応量子化回路２２と可変長符号
化回路２３とに供給される。

【００４９】なお、全ての量子化パラメータに対応した
検出信号が１であるとき、即ち、どの量子化パラメータ
においても、１セグメント分の積算データ量が設定デー
タ量以下となる場合には、量子化パラメータとしてＱ＃
１を選択する。また、逆に、全ての量子化パラメータに
対応した検出信号が０であるとき、即ち、どの量子化パ
ラメータにおいても、１セグメント分の積算データ量が
設定データ量を超える場合には、量子化パラメータとし
てＱ＃８を選択する。後者の場合には、係数データを適
応量子化回路７と可変長符号化回路８で符号化して生成
した圧縮データのオーバーフローが起きることになる
が、このようにことは非常にまれであるので、格別問題
とはならない。

【００５０】なお、この実施例では、８種類の量子化パ
ラメータに対応した全てのデータ量をデータ量選択多重
回路４３で時分割多重するものとしたが、引き続くデー
タ量積算回路４４及び量子化パラメータ判定回路４５内
のデータ量比較回路５９の処理速度が不足する場合に
は、データ量選択多重回路４３における多重度を下げて
複数系列の時分割多重データ量とし、データ量積算回路
４４及び量子化パラメータ判定回路４５内のデータ量比
較回路５９を複数系列による並列構成として、夫々の系
列の時分割多重データ量を別々に同じ設定データ量と比
較するようにしてもよい。

【００５１】図７は本発明による画像符号化装置の他の
実施例を示すブロック図であって、７０は情報量制御回
路、２４は適応量子化回路、７１〜７８は適応量子化回
路、７９〜８６はデータ量計算回路、８７はデータ量多
重回路、８８は量子化パラメータ判定回路であり、図１
に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省
略する。

【００５２】図７において、直交変換回路３からの係数
データは、遅延回路６で後述する情報量制御回路７０で
の処理に要する時間だけ遅延された後、適応量子化回路
２４に供給される。適応量子化回路２４では、クラス判
定回路３１からのクラスと情報量制御回路７０からの量
子化パラメータに応じた量子化テーブルをもとに供給さ
れる係数データが量子化される。量子化された係数デー
タは可変長符号化回路２３に供給され、図１に示した実
施例と同様にして可変長符号の圧縮データが生成され、
出力端子９から出力される。なお、この実施例において
も、可変長符号化回路２３は圧縮データに上記のクラス
と量子化パラメータの情報を付加する。

【００５３】適応量子化回路２４に設定される量子化テ
ーブルは、図１に示した実施例とは異なり、８種類であ
り、これを次の表３に示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】表３において、縦方向のｑ＃１〜ｑ＃８は
８種類の量子化テーブルを示し、夫々の量子化テーブル
で設定されている量子化ステップサイズを横方向に示し
ている。量子化ステップサイズは全て２のべき乗の値で
ある。ここで、ｑ＃１，ｑ＃２，……，ｑ＃８の順に粗
い量子化となる。但し、４種類のエリアのいずれに係数
データが属するかに応じて、量子化ステップサイズが異
なる。

【００５６】この実施例におけるエリア分割は、図１に
示した実施例と同様、図２に示したものとすることがで
きる。ここで、ＡＣデータは上記表３に示されている量
子化ステップサイズに従って量子化され、ＤＣ成分は、
量子化されず、１０ビットで符号化される。

【００５７】また、適応量子化回路２４では、クラス判
定回路３１がブロック単位で決定するクラスと情報量制
御回路７０がセグメント単位で決定する量子化パラメー
タに応じて、実際に量子化に使用する量子化テーブルを
上記表３に示した８種類の中から選択する。この様子を
次の表４に示す。

【００５８】

【表４】

【００５９】表４において、縦方向のＱ＃１〜Ｑ＃８が
８種類の量子化方法を指定する量子化パラメータを示
し、夫々の量子化方法についてクラスに応じて選択され
る量子化テーブルｑ＃１〜ｑ＃８を横方向に示してい
る。ブロックが４種類のクラスのいずれに属するかに応
じて、実際に量子化に使用される量子化テーブルが切り
換えられる。同一の量子化パラメータであっても、クラ
ス１，クラス２，クラス３，クラス４の順に量子化が粗
くなる。

【００６０】情報量制御回路７０においては、直交変換
回路３からの係数データが複数個（この場合、８個）の
適応量子化回路７１〜７８に同時に供給される。適応量
子化回路７１〜７８は上記表４に示した８種類の量子化
方法に夫々対応したものであって、適応量子化回路７１
は量子化パラメータＱ＃１で指定される量子化方法で係
数データを量子化し、適応量子化回路７２は量子化パラ
メータＱ＃２で指定される量子化方法で係数データを量
子化し、……、適応量子化回路７８は量子化パラメータ
Ｑ＃８で指定される量子化方法で係数データを量子化す
る。従って、適応量子化回路７１〜７８は、クラス判定
回路３１から供給されるクラスに応じて、実際に量子化
で用いる量子化テーブルをｑ＃１〜ｑ＃８から上記表４
に従って選択し、さらに、上記表３で各量子化テーブル
に関してエリア毎に定められた量子化ステップサイズに
従って量子化を行なう。

【００６１】但し、量子化ステップサイズが全て２のべ
き乗の値であるため、量子化は、除算ではなく、ビット
シフトで実現できる。

【００６２】適応量子化回路７１〜７８は夫々、合計１
６種類のクラスとエリアの組み合わせに対応して複数の
入力端子を備えるマルチプレクサである。量子化ステッ
プサイズは高々５種類であり、１６種類のクラスとエリ
アの組み合わせの全てで量子化ステップサイズが異なる
わけではないから、マルチプレクサの入力端子数は１６
種類よりも削減している。

【００６３】次に、適応量子化回路７１〜７８から出力
される量子化係数データは対応するデータ量計算回路７
９〜８６に供給され、夫々１セグメント分の量子化係数
データのデータ量が計算される。データ量計算回路７９
〜８６は同一の回路構成をなしており、一具体例として
図３に示したように構成される。但し、図１におけるデ
ータ量計算回路３８〜４２が各量子化テーブルに対応す
る１ブロック分のデータ量を計算するのに対して、この
実施例におけるデータ量計算回路７９〜８６は各量子化
パラメータに対応する１セグメント分のデータ量を計算
する。

【００６４】以上の処理により、データ量計算回路７９
からは量子化パラメータＱ＃１で量子化した場合の１セ
グメント分のデータ量が得られ、同様にして、データ量
計算回路８０からは量子化パラメータＱ＃２で量子化し
た場合の１セグメント分のデータ量が得られ、データ量
計算回路８１からは量子化パラメータＱ＃３で量子化し
た場合の１セグメント分のデータ量が得られ、……、デ
ータ量計算回路８６からは量子化パラメータＱ＃８で量
子化した場合の１セグメント分のデータ量が得られ。

【００６５】データ量多重回路８７は図４におけるデー
タ量多重回路５５と同様の回路構成をなしており、デー
タ量計算回路７９〜８７から出力される各量子化パラメ
ータに対応した８種類のデータ量を順番に選択して時分
割多重する。

【００６６】量子化パラメータ判定回路８８は、データ
量多重回路８７から時分割に供給される夫々の量子化パ
ラメータに対する１セグメント分のデータ量に対して、
１セグメントの圧縮データに対して割り当てられている
設定データ量との比較を行ない、その設定データ量を超
えず、かつ最も近いデータ量となる量子化パラメータを
選択し、適応量子化回路２４と可変長符号化回路２３と
に供給する。量子化パラメータ判定回路８８は、図１に
おけるデータ量判定回路４５と同様のものであり、図６
に示す回路構成をとることができる。

【００６７】なお、この実施例では、８種類の量子化パ
ラメータに対応した全てのデータ量をデータ量多重回路
８７で多重する構成としているが、引き続く量子化パラ
メータ判定回路８８内のデータ量比較回路の処理速度が
不足する場合には、データ量多重回路８７における多重
度を下げて複数系列の時分割多重データ量とし、量子化
パラメータ判定回路８８内のデータ量比較回路を複数系
列による並列構成として、夫々の系列の時分割多重デー
タ量を別々に同じ設定データ量と比較するようにしても
よい。

【００６８】また、この実施例では、上記表３に示した
８種類の量子化パラメータに対する実際の量子化テーブ
ルの設定、さらに、上記表４に示した各量子化テーブル
における量子化ステップサイズの設定を、例えば図１に
示した実施例に対する上記表１，表２夫々に別モードに
おいて切り換えるような、複数モードを備えた画像符号
化装置を実現する場合、量子化パラメータの数が共通で
あることから、情報量制御回路７０における適応量子化
回路の個数を変更する必要がないため、回路規模を比較
的小さくできるという効果もある。

【００６９】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はかかる実施例のみに限定されるものではない。

【００７０】即ち、量子化方法を指定する量子化パラメ
ータの数と夫々に対応する量子化テーブル、実際に量子
化に使用される量子化テーブルの数と夫々に対応する量
子化ステップサイズが、上記各実施例で説明したものと
異なる場合でも、本発明は同様に適用できる。各実施例
では、量子化ステップサイズが全て２のべき乗の値であ
るが、勿論これに限らず任意の値であってよいし、整数
値でなく実数値であってもよい。

【００７１】また、量子化テーブルの選択を指定するク
ラスの数とそのクラス判定方法、量子化ステップサイズ
の切換えを行なうエリアの数とそのエリア分割方法が異
なってもよい。全ての係数データが異なるエリアに属す
るようなエリア分割も可能である。

【００７２】さらに、上記各実施例では、量子化パラメ
ータＱ＃１〜Ｑ＃８をセグメント内で固定した量子化方
法を用いていたが、セグメント内で、例えばブロック単
位で量子化パラメータＱ＃１〜Ｑ＃８を切り換えるよう
な、さらに複雑な量子化方法を用いる場合にも、本発明
は同様に適用できる。その場合には、セグメントの係数
データに対する量子化方法が、８種類ではなく、さらに
多数となったことに相当する。

【００７３】さらに、ブロックの大きさが８×８画素で
なくてもよいし、データ量を一定化するセグメントを構
成するブロックの個数は自由に設定できる。直交変換と
しては、ディスクリートコサイン変換でないアダマール
変換やカルーネンレーベ変換などであってもよい。ま
た、厳密には直交変換でなくなるが、直交変換処理に係
数データの周波数に応じた重み付け処理を含めてもよ
い。

【００７４】さらに、上記実施例では、可変長符号化す
る量子化係数データを生成するために、クラスと量子化
パラメータの指定に応じて量子化ステップサイズが制御
される適応量子化回路が設けられているが、量子化テー
ブルの番号や量子化ステップサイズの指定で制御される
量子化回路であってもよい。可変長符号化の方式は実施
例で説明したものと異なってもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
係数データの量子化方法を指定する情報量制御手段で
は、まず、異なるＭ種類の量子化方法でＪブロックの係
数データが量子化され、可変長符号化された場合のＭ種
類のデータ量がＭ個の量子化手段とＭ個のデータ量計算
手段の組み合わせで計算され、引き続き、データ量生成
多重回路でそれらＭ種類のデータ量の各々が入力の順に
処理され、異なるＮ種類の量子化方法で１セグメントの
係数データが量子化され可変長符号化された場合のＮ種
類のデータ量が生成されるので、計算途中のデータ量を
保持するメモリが不要となり、従来よりも回路規模の低
減された画像符号化装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像符号化装置の一実施例を示す
ブロック図である。

【図２】図１に示した実施例における係数データのエリ
ア分割の様子を示す説明図である。

【図３】図１におけるデータ量計算回路の一具体例を示
すブロック図である。

【図４】図１におけるデータ量選択多重回路の一具体例
を示すブロック図である。

【図５】図１におけるデータ量積算回路の一具体例を示
すブロック図である。

【図６】図１における量子化パラメータ判定回路の一具
体例を示すブロック図である。

【図７】本発明による画像符号化装置の他の実施例を示
すブロック図である。

【図８】従来の画像符号化装置の一例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

２ ブロック分割回路 ３ 直交変換回路 ３１ クラス判定回路 ３２ 情報量制御回路 ２２ 適応量子化回路 ２３ 可変長符号化回路 ２４ 適応量子化回路 ３３〜３７ 量子化回路 ３８〜４２ データ量計算回路 ４３ データ量選択多重回路 ４４ データ量積算回路 ４５ 量子化パラメータ判定回路 ７０ 情報量制御回路 ７１〜７８ 適応量子化回路 ７９〜８６ データ量計算回路 ８７ データ量多重回路 ８８ 量子化パラメータ判定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 築地 伸芳 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力映像信号をデータ圧縮する画像符号
   化装置において、 該入力映像信号の画像データをブロック毎に分割し、Ｋ
   個（但し、Ｋ＞１）の該ブロックからセグメントを生成
   するブロック分割手段と、 該ブロック分割手段から出力される画像データに対し
   て、該ブロック単位で直交変換を行なう直交変換手段
   と、 該直交変換手段から出力されるＪブロック（但し、１≦
   Ｊ≦Ｋ）の係数データを夫々異なるＭ種類（Ｍ＞１）の
   量子化方法で量子化するＭ個の量子化手段と、 該Ｍ個の量子化手段で量子化されたＪブロックの係数デ
   ータを可変長符号化した場合のデータ量を夫々計算する
   Ｍ個のデータ量計算手段と、 該Ｍ個のデータ量計算手段から出力されるＭ種類のデー
   タ量から、１セグメントの係数データを異なるＮ種類
   （Ｎ＞１）の量子化方法で量子化して可変長符号化した
   場合のデータ量を生成し、Ｌ系統（１≦Ｌ≦Ｎ）に時分
   割多重して出力するデータ量生成多重手段と、 該データ量生成多重手段から出力されるＬ系統に時分割
   多重されたＮ種類のデータ量の中から１つを選択し、そ
   れに対応する量子化方法を決定する量子化判定手段と、 該量子化判定手段で決定された量子化方法に従って該係
   数データを量子化する係数量子化手段と、 該量子化判定手段で決定された量子化方法に関する情報
   を付加しつつ、前記該量子化手段で量子化された係数デ
   ータを可変長符号化して出力する可変長符号化手段とを
   設けたことを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 Ｊ＝１であって、 前記Ｍ個の量子化手段は、１ブロックの係数データを夫
   々異なるＭ種類の量子化方法で量子化し、 前記Ｍ個のデータ量計算手段は、前記Ｍ個の量子化手段
   で量子化された１ブロックの係数データを可変長符号化
   した場合のデータ量を夫々計算することを特徴とする画
   像符号化装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 Ｊ＝Ｋ，かつＮ＝Ｍであって、 前記Ｍ個の量子化手段は、１セグメントの係数データを
   夫々異なるＭ種類の量子化方法で量子化し、 前記Ｍ個のデータ量計算手段は、前記Ｍ個の量子化手段
   で量子化された１セグメントの係数データを可変長符号
   化した場合のデータ量を夫々計算することを特徴とする
   画像符号化装置。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３において、 Ｌ＝１であって、 前記データ量生成手段は、前記Ｍ個のデータ量計算手段
   から出力されるＭ種類のデータ量から、１セグメントの
   係数データを異なるＮ種類の量子化方法で量子化して可
   変長符号化した場合のデータ量を生成し、１系統に時分
   割多重して出力し、 前記量子化判定手段は、前記データ量生成多重手段の出
   力である１系統に時分割多重されたＮ種類のデータ量の
   中から１つを選択し、それに対応する量子化方法を決定
   することを特徴とする画像符号化装置。