JPH10107644A - 量子化装置および方法、並びに、符号化装置および方法 - Google Patents

量子化装置および方法、並びに、符号化装置および方法

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JPH10107644A
JPH10107644A JP25427396A JP25427396A JPH10107644A JP H10107644 A JPH10107644 A JP H10107644A JP 25427396 A JP25427396 A JP 25427396A JP 25427396 A JP25427396 A JP 25427396A JP H10107644 A JPH10107644 A JP H10107644A
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data
quantization
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JP25427396A
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Mitsuharu Oki
光晴 大木
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Publication date
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124Quantisation
    • H04N19/126Details of normalisation or weighting functions, e.g. normalisation matrices or variable uniform quantisers
    • HELECTRICITY
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    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 デコーダにおいて逆量子化されたデータと、
エンコーダのDCT係数との誤差を小さくする。 【解決手段】 DCT回路1は、画像信号を圧縮し、そ
の画像信号に対応するDCT係数を量子化部2に出力す
る。量子化部2の量子化回路11は、DCT係数を第1
の量子化スケールを利用して変換した中間データの所定
の範囲の発生確率分布から、所定の範囲における中間デ
ータの平均値を演算し、その平均値と第1の量子化スケ
ールから、第2の量子化スケールを演算する。量子化回
路11は、第2の量子化スケールを利用して、DCT係
数を別の中間データに変換し、代表値化回路12は、所
定の範囲の中間データを、第2の量子化スケールで逆量
子化されたときの値が上述の平均値になる値に変換し、
逆量子化されたときの値が基準値になる値と、第2の量
子化スケールを可変長符号化器3に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、量子化装置および
方法、並びに、符号化装置および方法に関し、特に、入
力データを第1の量子化スケールを利用して変換した中
間データの所定の範囲の発生確率分布から算出される、
所定の範囲に対応する基準値と第1の量子化スケールか
ら第2の量子化スケールを算出し、入力データを中間デ
ータに変換し、所定の範囲の中間データを、第2の量子
化スケールで逆量子化されたときの値が基準値になる値
に変換して、量子化による誤差を低減する量子化装置お
よび方法、並びに、符号化装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、画像圧縮の方式として、MPEG
(Moving Picture coding Experts Group)方式(MP
EG1、MPEG2など)が広く利用されている。MP
EG1およびMPEG2は、国際標準化機構(ISO:
International Organization for Standardization)に
より規定されており、その詳細は、ISO/IEC11
172−2およびISO/IEC13818−2に記載
されている。
【0003】MPEG1およびMPEG2を利用したエ
ンコーダにおいては、画像データは、離散コサイン変換
(DCT)により圧縮された後、量子化される。そし
て、量子化されたデータは可変長符号化され、可変長符
号としてエンコーダより出力される。
【0004】そして、そのエンコーダに対応するデコー
ダは、最初に、MPEG方式の符号を、可変長復号した
後、逆量子化する。そして、デコーダは、生成された逆
量子化データに対して、逆離散コサイン変換(IDC
T)を行い、元の画像データを得る。
【0005】次に、このエンコーダとデコーダにおける
処理の詳細について説明する。
【0006】最初に、エンコーダにおいては、1フレー
ム分の画像データは、NY個の、8×8画素の輝度信号
ブロックと、NC個の、8×8画素の色差信号ブロック
(合計(NY+NC)個の8×8画素のブロック)で構
成される複数のマクロブロックに分割される。
【0007】さらに、このマクロブロックは、NY個
の、8×8画素の輝度信号ブロックと、NC個の、8×
8画素の色差信号ブロック、即ち、合計(NY+NC)
個の8×8画素のブロックに分割される。
【0008】次に、各ブロックは、離散コサイン変換に
より、8×8個の周波数データに変換される。この64
個の周波数データは、DCT係数と呼ばれ、ラインスキ
ャン順に0から63までの番号を割り当てられている。
即ち、第u(u=1,・・・,7)番目の行の、第v
(v=1,・・・,7)番目の列のDCT係数が、第
(8×u+v)番目のDCT係数となる。
【0009】そして、このDCT係数に対して量子化が
行われる。最初に、第i(i=0,・・・,63)番目
のDCT係数に対応する重み係数W[i]と、後段の可
変長符号の出力量を調整するための量子化スケールQを
利用して、第i番目の量子化データが、第i番目のDC
T係数から算出される。
【0010】即ち、W[i]とQの積を16で除した値
で、DCT係数を除した値(DCT係数/(W[i]×
Q/16))が、量子化データとなる。DCT係数は整
数であるが、量子化データは、実数となる。
【0011】なお、量子化スケールQは、所定の制御回
路などにより、現在の符号量に対応して算出される。符
号量が多い場合、Qは大きい値に設定され、符号量が少
ない場合、Qは小さい値に設定される。このようにし
て、生成される符号量が、適正な量に調整され、所定の
転送レートで可変長符号がエンコーダより出力される。
また、量子化スケールQは、マクロブロック毎に設定さ
れる(8×8画素のブロック毎には設定されない)の
で、1つのマクロブロックを処理している間は、量子化
スケールQの値は一定である。
【0012】次に、実数である量子化データは、その値
に対応する代表値化データに変換される。そして、この
代表値化データに対応するSignedLevel(後
述)が、量子化スケールQなどとともに可変長符号化さ
れ、エンコーダから出力される。
【0013】なお、一般的に「量子化」とは、本文でい
うところの「量子化」、「代表値化データへの変換」、
および、「対応するSignedLevelの出力」を
すべてを含んでいる。しかしながら、これらの処理は、
本発明に、特に関係するので、上記のように分けること
により説明をわかりやすくしている。以下、このように
分けて説明する。
【0014】以上のようにして生成された可変長符号を
デコードするデコーダは、最初に、上述のエンコーダな
どにより出力された可変長符号を復号した後、逆量子化
する。
【0015】即ち、デコーダは、復号したSigned
Levelを代表値化データに一旦変換し、その代表値
化データに、上述のW[i]×Q/16を乗じて、逆量
子化データを生成する。そして、デコーダは、この逆量
子化データを逆離散コサイン変換して、元のデータを生
成する。逆量子化においては、デコーダに予め記憶され
ている重み係数W[i](エンコーダが有する重み係数
W[i]と同一のもの)が利用されるとともに、デコー
ダに供給された符号に含まれている量子化スケールが利
用される。即ち、デコーダは、エンコーダが設定した量
子化スケールを、供給された符号から抽出し、逆量子化
に利用する。
【0016】次に、量子化データを、代表値化データに
変換するときの処理について説明する。この処理は、イ
ントラマクロブロック(フレーム内符号化されたもの)
に対して行う場合と、ノンイントラマクロブロック(フ
レーム間符号化されたもの)に対して行う場合で異なる
ので、それぞれの場合について説明する。
【0017】イントラマクロブロックに対する量子化デ
ータを代表値化データに変換する場合、図11に示すよ
うに、整数tに対して規定される(t−0.5)乃至
(t+0.5)の範囲に属する第i番目の量子化データ
は、値がtである代表値化データに変換される。なお、
イントラマクロブロックにおける第0番目のDCT係数
であるDC係数は、他のDCT係数(第1番目乃至第6
3番目のDCT係数)とは異なる手順で量子化されるの
で、これ以降においては、第1番目乃至第63番目のD
CT係数だけを取り扱うものとする。
【0018】ノンイントラマクロブロックに対する量子
化データを代表値化データに変換する場合、図12に示
すように、−1乃至+1の範囲に属する第i番目の量子
化データは、値が0である代表値化データに変換され、
正の整数tに対して0.5を加算した値(あるいは、負
の整数tに対して0.5を減算した値)ttに対して規
定される(tt−0.5)乃至(tt+0.5)の範囲
に属する第i番目の量子化データは、値がttである代
表値化データに変換される。
【0019】なお、MPEG1およびMPEG2におい
て、上述の整数tは、SignedLevelと呼ばれ
る。可変長符号化の処理においては、このSigned
Levelが符号化される。
【0020】従って、図13に示すように、イントラマ
クロブロックの場合、エンコーダにおいて、(t−0.
5)×W[i]×Q/16乃至(t+0.5)×W
[i]×Q/16の範囲にあるDCT係数は、値がtで
ある代表値化データに変換され、その代表値化データに
対応する、値がtであるSignedLevelが符号
化される。そして、デコーダにおいて、そのSigne
dLevelは、値がt×W[i]×Q/16である逆
量子化データに変換される。
【0021】例えば、DCT係数の値が0.6×W
[i]×Q/16(図中のg)である場合、量子化デー
タの値は、0.6(図中のF(g))となり、代表値化
データおよびSignedLevelの値は、1とな
る。そして、そのSignedLevelが、デコーダ
に供給され、値が1×W[i]×Q/16である逆量子
化データに変換される。このときのDCT係数と逆量子
化データの2乗誤差I(eg)2は、(0.4×W
[i]×Q/16)2(={(1.0−0.6)×W
[i]×Q/16}2)となる。
【0022】また、例えば、DCT係数の値が2.2×
W[i]×Q/16(図中のh)である場合、量子化デ
ータの値は、2.2(図中のF(h))となり、代表値
化データおよびSignedLevelの値は、2とな
る。そして、そのSignedLevelが、デコーダ
に供給され、値が2×W[i]×Q/16である逆量子
化データに変換される。このときのDCT係数と逆量子
化データの2乗誤差I(eh)2は、(0.2×W
[i]×Q/16)2(={(2.0−2.2)×W
[i]×Q/16}2)となる。
【0023】一方、図14に示すように、ノンイントラ
マクロブロックの場合、エンコーダにおいて、−1.0
×W[i]×Q/16乃至+1.0×W[i]×Q/1
6の範囲にあるDCT係数は、値が0である代表値化デ
ータに変換され、デコーダにおいて、値が0×W[i]
×Q/16(=0)である逆量子化データに変換され
る。
【0024】そして、値が(tt−0.5)×W[i]
×Q/16乃至(tt+0.5)×W[i]×Q/16
の範囲にあるDCT係数は、値がttである代表値化デ
ータに変換され、その代表値化データに対応する、値が
t(tt>0のとき、t=tt−0.5、tt<0のと
き、t=tt+0.5)であるSignedLevel
が符号化される。そして、デコーダにおいて、そのSi
gnedLevelは、代表値化データttに変換され
た後、値がtt×W[i]×Q/16である逆量子化デ
ータに変換される。
【0025】例えば、DCT係数の値が1.1×W
[i]×Q/16(図中のj)である場合、量子化デー
タの値は、1.1(図中のF(j))となり、代表値化
データの値は、1.5となる(SignedLevel
の値は1となる)。そして、そのSignedLeve
lがデコーダに供給され、SignedLevelに
0.5だけ加算された値が、値が1.5×W[i]×Q
/16である逆量子化データに変換される。このときの
DCT係数と逆量子化データの2乗誤差I(ej)
2は、(0.4×W[i]×Q/16)2(={(1.5
−1.1)×W[i]×Q/16}2)となる。
【0026】例えば、DCT係数の値が2.7×W
[i]×Q/16(図中のk)である場合、量子化デー
タの値は、2.7(図中のF(k))となり、代表値化
データの値は、2.5となる(SignedLevel
の値は2となる)。そして、そのSignedLeve
lがデコーダに供給され、SignedLevelに
0.5だけ加算された値が、値が2.5×W[i]×Q
/16である逆量子化データに変換される。このときの
DCT係数と逆量子化データの2乗誤差I(ek)
2は、(0.2×W[i]×Q/16)2(={(2.5
−2.7)×W[i]×Q/16}2)となる。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イント
ラマクロブロックに対する処理において、量子化データ
の発生確率分布(即ち、入力データの発生確率分布)
は、例えば、図15に示すように、0.5乃至1.5の
範囲において一定ではない(値が0に近いものの発生確
率が高い)ので、0.5乃至1.5の範囲にある量子化
データを、値が1である代表値化データに変換した場
合、0.5乃至1.5の範囲にある量子化データと、代
表値化データとの平均2乗誤差が最小とはならない。
【0028】ノンイントラマクロブロックに対する処理
においても、同様に、量子化データの発生確率分布(即
ち、入力データの発生確率分布)が一定でないことに起
因して、所定の範囲においては、量子化データと、代表
値化データとの平均2乗誤差が最小とはならない。
【0029】従って、上述の方法においては、量子化デ
ータと、代表値化データとの平均2乗誤差が大きいので
(即ち、エンコーダにおけるDCT係数と、デコーダに
おける逆量子化データとの誤差が大きいので)、デコー
ダにより変換された元の画像データのS/N比が悪化す
るという問題を有している。
【0030】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、入力データを量子化スケールを利用して変換
した中間データの所定の範囲の発生確率分布から、所定
の範囲に対応する基準値を演算するとともに、基準値と
量子化スケールから算出される第2の量子化スケールを
利用して、入力データを中間データに変換し、さらに、
所定の範囲の中間データを、第2の量子化スケールで逆
量子化されたときの値がその基準値になる値に変換し、
その値と、第2の量子化スケールを出力するようにし
て、デコーダにおいて逆量子化されたデータと、エンコ
ーダのDCT係数との誤差を小さくするものである。
【0031】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の量子化
装置は、入力データを第1の量子化スケールを利用して
変換した中間データの所定の範囲の発生確率分布から、
所定の範囲に対応する基準値を演算する第1の演算手段
と、基準値と第1の量子化スケールから、第2の量子化
スケールを演算する第2の演算手段と、第2の量子化ス
ケールを利用して、入力データを中間データに変換する
第1の変換手段と、所定の範囲の中間データを、第2の
量子化スケールで逆量子化されたときの値が基準値にな
る値に変換する第2の変換手段と、逆量子化されたとき
の値が基準値になる値と、第2の量子化スケールを出力
する出力手段とを備えることを特徴とする。
【0032】請求項4に記載の量子化方法は、入力デー
タを第1の量子化スケールを利用して変換した中間デー
タの所定の範囲の発生確率分布から、所定の範囲に対応
する基準値を演算するステップと、基準値と第1の量子
化スケールから、第2の量子化スケールを演算するステ
ップと、第2の量子化スケールを利用して、入力データ
を中間データに変換するステップと、所定の範囲の中間
データを、第2の量子化スケールで逆量子化されたとき
の値が基準値になる値に変換するステップと、逆量子化
されたときの値が基準値になる値と、第2の量子化スケ
ールを出力するステップとを備えることを特徴とする。
【0033】請求項5に記載の符号化装置は、量子化部
に、入力データを第1の量子化スケールを利用して変換
した中間データの所定の範囲の発生確率分布から、所定
の範囲に対応する基準値を演算する第1の演算手段と、
基準値と第1の量子化スケールから、第2の量子化スケ
ールを演算する第2の演算手段と、第2の量子化スケー
ルを利用して、入力データを中間データに変換する第1
の変換手段と、所定の範囲の中間データを、第2の量子
化スケールで逆量子化されたときの値が基準値になる値
に変換する第2の変換手段と、逆量子化されたときの値
が基準値になる値と、第2の量子化スケールを出力する
出力手段とを備えることを特徴とする。
【0034】請求項8に記載の符号化方法は、入力デー
タを第1の量子化スケールを利用して変換した中間デー
タの所定の範囲の発生確率分布から、所定の範囲に対応
する基準値を演算するステップと、基準値と第1の量子
化スケールから、第2の量子化スケールを演算するステ
ップと、第2の量子化スケールを利用して、入力データ
を中間データに変換するステップと、所定の範囲の中間
データを、第2の量子化スケールで逆量子化されたとき
の値が基準値になる値に変換するステップと、逆量子化
されたときの値が基準値になる値と、第2の量子化スケ
ールを出力するステップとを備えることを特徴とする。
【0035】請求項1に記載の量子化装置においては、
第1の演算手段は、入力データを第1の量子化スケール
を利用して変換した中間データの所定の範囲の発生確率
分布から、所定の範囲に対応する基準値を演算し、第2
の演算手段は、基準値と第1の量子化スケールから、第
2の量子化スケールを演算し、第1の変換手段は、第2
の量子化スケールを利用して、入力データを中間データ
に変換し、第2の変換手段は、所定の範囲の中間データ
を、第2の量子化スケールで逆量子化されたときの値が
基準値になる値に変換し、出力手段は、逆量子化された
ときの値が基準値になる値と、第2の量子化スケールを
出力する。
【0036】請求項4に記載の量子化方法においては、
入力データを第1の量子化スケールを利用して変換した
中間データの所定の範囲の発生確率分布から、所定の範
囲に対応する基準値を演算し、基準値と第1の量子化ス
ケールから、第2の量子化スケールを演算し、第2の量
子化スケールを利用して、入力データを中間データに変
換し、所定の範囲の中間データを、第2の量子化スケー
ルで逆量子化されたときの値が基準値になる値に変換
し、逆量子化されたときの値が基準値になる値と、第2
の量子化スケールを出力する。
【0037】請求項5に記載の符号化装置においては、
量子化部の第1の演算手段は、入力データを第1の量子
化スケールを利用して変換した中間データの所定の範囲
の発生確率分布から、所定の範囲に対応する基準値を演
算し、量子化部の第2の演算手段は、基準値と第1の量
子化スケールから、第2の量子化スケールを演算し、量
子化部の第1の変換手段は、第2の量子化スケールを利
用して、入力データを中間データに変換し、量子化部の
第2の変換手段は、所定の範囲の中間データを、第2の
量子化スケールで逆量子化されたときの値が基準値にな
る値に変換し、量子化部の出力手段は、逆量子化された
ときの値が基準値になる値と、第2の量子化スケールを
出力する。
【0038】請求項8に記載の符号化方法においては、
入力データを第1の量子化スケールを利用して変換した
中間データの所定の範囲の発生確率分布から、所定の範
囲に対応する基準値を演算し、基準値と第1の量子化ス
ケールから、第2の量子化スケールを演算し、第2の量
子化スケールを利用して、入力データを中間データに変
換し、所定の範囲の中間データを、第2の量子化スケー
ルで逆量子化されたときの値が基準値になる値に変換
し、逆量子化されたときの値が基準値になる値と、第2
の量子化スケールを出力する。
【0039】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の符号化装置の一
実施の形態の構成を示している。DCT回路1(データ
圧縮部)は、入力された画像データを離散コサイン変換
して、離散コサイン変換により生成されたDCT係数を
量子化部2の量子化回路11(第1の演算手段、第2の
演算手段、第1の変換手段)に出力するようになされて
いる。
【0040】量子化部2の量子化回路11は、内蔵する
テーブルに記憶されている各DCT係数に対応する重み
係数W[i]と、制御回路5より供給された量子化スケ
ールQ(第1の量子化スケール)または後述する量子化
スケールNewQ(第2の量子化スケール)との積を1
6で除算した値で、DCT係数を除算して、その計算結
果を、量子化データ(中間データ)として代表値化回路
12(第2の変換手段、出力手段)に出力するようにな
されている。
【0041】また、量子化回路11は、現在処理してい
るマクロブロックがイントラマクロブロックである場
合、1マクロブロックにおける量子化データ(量子化ス
ケールQに対応して算出されたもの)の値の分布から、
値が0.5乃至1.5の範囲にある量子化データの平均
値α(基準値)を計算し、さらに、その平均値αと、制
御回路5より供給された量子化スケールQとの積(α×
Q)を計算し、予め設定されている31個の量子化スケ
ールの値のうち、その積に最も近いものを、デコーダに
おいて利用される量子化スケールNewQとして、代表
値化回路12および可変長符号化器3に出力するように
なされている。
【0042】さらに、量子化回路11は、ノンイントラ
マクロブロックの場合、1マクロブロックにおける量子
化データの値の分布から、値が1.0乃至7/3の範囲
にある量子化データの平均値ε(基準値)を計算し、さ
らに、その平均値に2/3を乗じた値と、制御回路5よ
り供給された量子化スケールQとの積(ε×2/3×
Q)を計算し、予め設定されている31個の量子化スケ
ールの値のうち、その積に最も近いものを、デコーダに
おいて利用される量子化スケールNewQとして、代表
値化回路12および可変長符号化器3に出力するように
なされている。
【0043】量子化部2の代表値化回路12は、量子化
回路11より供給された量子化スケールNewQと、制
御回路5より供給された量子化スケールQを利用して、
量子化データを、代表値化データに変換するようになさ
れている。
【0044】可変長符号化器3(符号化部)は、量子化
部2より供給された代表値化データに対応するSign
edLevel、量子化スケールNewQなどを可変長
符号化し、生成された可変長符号を送信バッファ4に出
力するようになされている。
【0045】送信バッファ4は、供給された可変長符号
を一時的に記憶し、その符号を所定の転送レートで順次
出力するようになされている。
【0046】制御回路5(演算部)は、各回路を制御す
るとともに、送信バッファ4に記憶されている符号の量
を監視し、その量に対応する量子化スケールQを算出
し、量子化部2に出力することにより、可変長符号の生
成量を調節するようになされている。
【0047】次に、図2のフローチャートを参照して、
図1の符号化装置の動作について説明する。
【0048】最初に、ステップS1において、DCT回
路1は、入力された画像データを例えば8×8画素のブ
ロック毎に離散コサイン変換し、DCT係数を量子化部
2の量子化回路11に出力する。
【0049】次に、ステップS2において、量子化部2
の量子化回路11は、内蔵するテーブルに記憶されてい
る各DCT係数に対応する重み係数W[i]と、制御回
路5より供給された量子化スケールQを利用して、1マ
クロブロック分のDCT係数から、1マクロブロック分
の量子化データを生成する。
【0050】例えば、4個(NY=4)の、8×8画素
の輝度信号ブロックと、2個(NC=2)の、8×8画
素の色差信号ブロックの、合計6(=NY+NC)個の
8×8画素のブロックで構成されるマクロブロックがD
CT回路1によって処理され、384(=6×8×8)
個のDCT係数が供給された場合、そのマクロブロック
がイントラマクロブロックであるとき、量子化回路11
は、各ブロックのDC成分(第0番目のDCT係数)を
除く、378個のDCT係数を、重み係数W[i](i
=1,・・・,63)と量子化スケールQとの積を16
で除した値で、それぞれ除算して、378個の量子化デ
ータを生成する。
【0051】同様に、ノンイントラマクロブロックであ
るとき、量子化回路11は、384個のDCT係数を、
重み係数W[i](i=1,・・・,63)と量子化ス
ケールQとの積を16で除した値で、それぞれ除算し
て、384個の量子化データを生成する。ちなみに、マ
クロブロック内には、6個のブロックが存在するので、
第i番目のDCT係数は、6個ある。
【0052】ステップS3において、量子化回路11
は、現在処理しているマクロブロックがイントラマクロ
ブロックであるか否かを判断し、現在処理しているマク
ロブロックがイントラマクロブロックであると判断した
場合、ステップS4に進む。
【0053】量子化回路11は、ステップS4におい
て、1マクロブロック分の量子化データの値の分布か
ら、値が0.5乃至1.5の範囲にある量子化データの
平均値αを計算し、さらに、ステップS5において、そ
の平均値と、制御回路5より供給された量子化スケール
Qとの積を計算し、予め設定されている31個の量子化
スケールの値のうち、その積に最も近いものを、デコー
ダ側で利用される量子化スケールNewQとする。
【0054】そして、ステップS6において、量子化回
路11は、平均値αの値が0.8以下であるか否かを判
断し、平均値αの値が0.8以下であると判断した場
合、ステップS7において、制御回路5が送信バッファ
4の符号量に対応して設定した量子化スケールQと、量
子化スケールNewQとの違いをあまり大きくしないよ
うにするために、平均値αを0.8に設定する。さら
に、予め設定されている31個の量子化スケールの値の
うち、0.8×Qに最も近いものをデコーダ側で利用さ
れる量子化スケールNewQとする。即ち、この場合、
NewQは、再設定される。
【0055】一方、ステップS6において、平均値αの
値が0.8より大きいと判断した場合、ステップS7
は、スキップされる。
【0056】なお、上述の平均値αは、以下に示すよう
にして算出される。
【0057】イントラマクロブロックの場合、1マクロ
ブロックにおける量子化データの値は、図3に示すよう
に、0付近に集中しており、ほとんどの量子化データの
値は、−1.5乃至1.5の範囲にある。
【0058】このとき、量子化データと代表値化データ
との差を小さくするために、値が0乃至1.5の範囲に
ある量子化データのうち、値が0乃至βの範囲にある量
子化データは、値が0である代表値化データに変換さ
れ、値がβ乃至1.5の範囲にある量子化データは、値
がその範囲の平均値αである代表値化データに変換され
ることが好ましい。同様に、値が0乃至−1.5の範囲
にある量子化データのうち、値が0乃至−βの範囲にあ
る量子化データは、値が0である代表値化データに変換
され、値が−β乃至−1.5の範囲にある量子化データ
は、値が−αである代表値化データに変換されることが
好ましい。
【0059】しかしながら、イントラマクロブロックの
場合の代表値化データは、整数に限定されているので、
エンコーダ側では、代表値化データとして所定の整数を
出力しておき、デコーダ側に供給される量子化スケール
の値をこの平均値に対応して算出し、デコーダ側におい
て、その量子化スケールに対応して生成される逆量子化
データの値が、その平均値になるようにしている。
【0060】次に、このβと、β乃至1.5の範囲の量
子化データの平均値αを、0乃至1.5の範囲におい
て、0またはαと、量子化データとの平均2乗誤差が最
小になるように選択する。この平均2乗誤差E2は、次
式で表される。ただし、ここでは、説明をわかりやすく
するため、値が正の量子化データだけを、取り扱うこと
にする。
【数1】
【0061】ここで、xは、量子化データの値を表し、
i(x)は、第i番目の量子化データの値がxである
確率を表している。
【0062】α≒1、かつ、β≒0.5と予想されるの
で、図4に示すように、βを0.5に固定して、平均2
乗誤差E2を最小にするαの値を算出する。このときの
平均2乗誤差E2は、次式で表される。なお、β=0.
5としたのは、計算を簡単にするためである。
【数2】
【0063】そして、この平均2乗誤差E2を最小にす
るαは、次式で算出される。
【数3】
【0064】量子化回路11は、上式の積分を総和に変
形し、値が負の量子化データを含めた場合の次式に従っ
て、この平均値αを計算する。
【数4】
【0065】ここで、xjiは、第j(j=1,・・・,
N)番目のブロックの第i番目の量子化データの値を表
し、Nは、マクロブロックを構成するブロックの数(N
Y+NC)を表している。
【0066】なお、集合 {k|0.5≦|xki|≦1.5,1≦k<N} は、マクロブロックにおける各ブロックの第i番目の量
子化データのうち、その絶対値が0.5乃至1.5の範
囲にある第i番目の量子化データを有するブロックの番
号の集合を表している。
【0067】以上のようにして、量子化回路11は、平
均値αを算出する。
【0068】次に、ステップS8において、量子化回路
11は、量子化スケールNewQを利用して、量子化デ
ータを計算し直す。
【0069】ステップS9において、量子化部2の代表
値化回路12は、量子化回路11より供給された量子化
スケールNewQと、制御回路5より供給された量子化
スケールQより、次式に従って計算された定数λを利用
して、量子化データを、代表値化データに変換する。 λ={1.5×W[i]×Q/16−1.5×W[i]
×NewQ/16}/2
【0070】イントラマクロブロックの場合、量子化ス
ケールQに対応して算出された量子化データの値が−
1.5以上かつ1.5以下である範囲においては、その
量子化データの値の発生確率が、量子化データの値に応
じて大きく変化するので、上述のように、量子化回路1
1は、この範囲における量子化データの平均値が、デコ
ーダ側における逆量子化データの値に対応するように、
新たな量子化スケールNewQ(デコーダ側で利用され
る量子化スケール)を設定している。
【0071】一方、量子化データの絶対値が充分大きい
場合においては、量子化データの値の発生確率が殆ど一
定であるので、新たな量子化スケールNewQで規定さ
れる範囲毎に、その範囲に含まれる量子化データを、そ
の範囲の中心の値を有する代表値化データに変換して、
エンコーダ側のDCT係数と、デコーダ側で量子化スケ
ールNewQを利用して逆量子化されたデータとの平均
2乗誤差を小さくする必要がある。
【0072】即ち、イントラマクロブロックの場合、量
子化スケールNewQに対応して算出された量子化デー
タの値gは、絶対値が充分大きい整数yに対応する(y
−0.5)乃至(y+0.5)の範囲にある場合、値が
yである代表値化データに変換される。
【0073】従って、代表値化回路12は、量子化スケ
ールQに対応して算出された量子化データの値が−1.
5以上かつ1.5以下である範囲と、量子化データの絶
対値が充分大きい領域の間においては、代表値化データ
に対応する量子化データの範囲を、新たな量子化スケー
ルNewQで規定される範囲に徐々に移行していくよう
に設定する。
【0074】即ち、代表値化回路12は、イントラマク
ロブロックの場合、図5に示すように、量子化データ
(量子化スケールNewQに対応して算出されたもの)
の値が−0.5×Q/NewQ乃至0.5×Q/New
Qの範囲(量子化スケールがQである場合の範囲−0.
5乃至0.5に対応する範囲)にある場合、代表値化デ
ータの値を0とし、量子化データの値が0.5×Q/N
ewQ乃至1.5+λ/(W[i]×NewQ/16)
の範囲にある場合、代表値化データの値を1とし、量子
化データの値が(j−0.5)+λ/(W[i]×Ne
wQ/16)×2-( j-2)乃至(j+0.5)+λ/(W
[i]×NewQ/16)×2-(j-1)の範囲にある場合
(即ち、DCT係数の値が、(j−0.5)×W[i]
×NewQ/16+λ×2-(j-2)乃至(j+0.5)×
W[i]×NewQ/16+λ×2-( j-1)の範囲にある
場合)(j≧2)、代表値化データの値をjとする。
【0075】同様に、イントラマクロブロックの場合、
代表値化回路12は、量子化データの値が−0.5×Q
/NewQ乃至−1.5−λ/(W[i]×NewQ/
16)の範囲にある場合、代表値化データの値を−1と
し、量子化データの値が−(j−0.5)−λ/(W
[i]×NewQ/16)×2-(j-2)乃至−(j+0.
5)−λ/(W[i]×NewQ/16)×2-(j-1)
範囲にある場合(j≧2)、代表値化データの値を−j
とする。
【0076】このようにすることにより、量子化データ
と、代表値化データの平均2乗誤差を全体的に小さくす
ることができる。
【0077】一方、ステップS3において、量子化回路
11が、現在処理しているマクロブロックがイントラマ
クロブロックではない(即ち、現在処理しているマクロ
ブロックがノンイントラマクロブロックである)と判断
した場合、ステップS10に進む。
【0078】量子化回路11は、ステップS10におい
て、1マクロブロックにおける量子化データの値の分布
から、値が1.0乃至7/3の範囲にある量子化データ
の平均値εを計算し、さらに、ステップS11におい
て、その平均値に2/3を乗じた値と、制御回路5より
供給された量子化スケールQとの積(ε×2/3×Q)
を計算し、予め設定されている31個の量子化スケール
の値のうち、その積に最も近いものを、デコーダにおい
て利用される量子化スケールNewQとする。
【0079】そして、ステップS12において、量子化
回路11は、平均値εの値が1.4以下であるか否かを
判断し、平均値εの値が1.4以下であると判断した場
合、ステップS13において、制御回路5が送信バッフ
ァ4の符号量に対応して設定した量子化スケールQと、
量子化スケールNewQとの違いをあまり大きくしない
ようにするために、平均値εを1.4に設定する。さら
に、予め設定されている31個の量子化スケールの値の
うち、1.4×2/3×Qに最も近いものを、デコーダ
側において利用される量子化スケールNewQとする。
即ち、この場合、NewQは、再設定される。
【0080】一方、ステップS12において、平均値ε
の値が1.4より大きいと判断した場合、ステップS1
3は、スキップされる。
【0081】上述の平均値εは、以下に示すようにして
算出される。
【0082】ノンイントラマクロブロックの場合、1マ
クロブロックにおける量子化データの値は、図6に示す
ように、0付近に集中しており、ほとんどの量子化デー
タの値は、−2.0乃至2.0の範囲にある。
【0083】このとき、量子化データと代表値化データ
との差を小さくするために、値が0乃至2.0の範囲に
ある量子化データのうち、値が0乃至δの範囲にある量
子化データは、値が0である代表値化データに変換さ
れ、値がδ乃至2.0の範囲にある量子化データは、値
が、その範囲における量子化データの平均値γである代
表値化データに変換されることが好ましい。同様に、値
が0乃至−2.0の範囲にある量子化データのうち、値
が0乃至−δの範囲にある量子化データは、値が0であ
る代表値化データに変換され、値が−δ乃至−2.0の
範囲にある量子化データは、値が−γである代表値化デ
ータに変換されることが好ましい。
【0084】しかしながら、ノンイントラマクロブロッ
クの場合の代表値化データは、(整数+0.5)である
値に限定されているので、エンコーダ側では、代表値化
データとして所定の整数に対応する値(所定の整数+
0.5)を出力しておき、デコーダ側に供給される量子
化スケールの値をこの平均値に対応して算出し、デコー
ダ側において、その量子化スケールに対応して生成され
る逆量子化データの値が、その平均値になるようにして
いる。
【0085】そして、このδと、δ乃至2.0の範囲の
量子化データの平均値γを、0乃至2.0の範囲におい
て、0またはγと、量子化データとの平均2乗誤差が最
小になるように選択する。この平均2乗誤差E2は、次
式で表される。ただし、ここでは、説明をわかりやすく
するため、値が正の量子化データだけを、取り扱うこと
にする。
【数5】
【0086】ここで、xは、量子化データの値を表し、
i(x)は、第i番目の量子化データの値がxである
確率を表している。
【0087】γ≒4/3、かつ、δ≒2/3と予想され
るので、図7に示すように、δを2/3に固定すればよ
いが、δを2/3に設定した場合、値が0乃至2/3の
量子化データだけが、値が0である代表値化データに変
換される。制御回路5は、値が0乃至1の範囲にある量
子化データが、値が0である代表値化データに変換され
ることを前提にして可変長符号化器3によって生成され
る符号量を予測し、量子化スケールQを算出しているの
で、値が0である代表値化データの数が大きく異なる
と、予測した符号量と、大幅に異なる符号量が可変符号
化器3によって生成される可能性がある。
【0088】そこで、図8に示すように、平均値を算出
する範囲を、1/3だけシフトして、1乃至7/3とす
る。そして、この範囲において、平均2乗誤差E2を最
小にする値ε(即ち、平均値)を算出する。このときの
平均2乗誤差E2は、次式で表される。
【数6】
【0089】そして、この平均2乗誤差E2を最小にす
るεは、次式で算出される。
【数7】
【0090】量子化回路11は、上式の積分を総和に変
形し、値が負の量子化データを含めた場合の次式に従っ
て、この平均値εを計算する。
【数8】
【0091】ここで、xjiは、第j(j=1,・・・,
N)番目のブロックの第i番目の量子化データの値を表
し、Nは、マクロブロックを構成するブロックの数(N
Y+NC)を表している。
【0092】なお、集合 {k|1.0≦|xki|≦7/3,1≦k<N} は、マクロブロックにおける各ブロックの第i番目の量
子化データのうち、その絶対値が1.0乃至7/3の範
囲にある第i番目の量子化データを有するブロックの番
号の集合を表している。
【0093】次に、ステップS14において、量子化回
路11は、量子化スケールNewQを利用して、量子化
データを計算し直す。
【0094】そして、ステップS15において、量子化
部2の代表値化回路12は、量子化回路11より供給さ
れた量子化スケールNewQと、制御回路5より供給さ
れた量子化スケールQより、次式に従って計算された定
数πを利用して、量子化データを、代表値化データに変
換する。 π={7/3×W[i]×Q/16−2.0×W[i]
×NewQ/16}/2
【0095】ノンイントラマクロブロックの場合、量子
化スケールQに対応して算出された量子化データの値
が、−2.0以上かつ2.0以下である範囲において
は、その量子化データの値の発生確率が、量子化データ
の値に応じて大きく変化するので、上述のように、量子
化回路11は、この範囲における量子化データの平均値
が、デコーダ側における逆量子化データの値に対応する
ように、新たな量子化スケールNewQ(デコーダ側で
利用される量子化スケール)を設定している。
【0096】一方、量子化データの絶対値が充分大きい
場合においては、量子化データの値の発生確率が殆ど一
定であるので、新たな量子化スケールNewQで規定さ
れる範囲毎に、その範囲に含まれる量子化データを、そ
の範囲の中心の値を有する代表値化データに変換して、
エンコーダ側のDCT係数と、デコーダ側で量子化スケ
ールNewQを利用して逆量子化されたデータとの平均
2乗誤差を小さくする必要がある。
【0097】即ち、ノンイントラマクロブロックの場
合、量子化スケールNewQに対応して算出された量子
化データの値gは、絶対値が充分大きい整数yに対応す
るy乃至(y+1)の範囲にある場合、値がy+0.5
である代表値化データに変換される。
【0098】従って、代表値化回路12は、量子化スケ
ールQに対応して算出された量子化データの値が、−
2.0以上かつ2.0以下である範囲と、量子化データ
の絶対値が充分大きい領域の間においては、代表値化デ
ータに対応する量子化データの範囲を、新たな量子化ス
ケールNewQで規定される範囲に徐々に移行していく
ように設定する。
【0099】即ち、ノンイントラマクロブロックの場
合、代表値化回路12は、図9に示すように、量子化デ
ータの値が−1.0×Q/NewQ乃至1.0×Q/N
ewQの範囲(量子化スケールがQである場合の範囲−
1.0乃至1.0に対応する範囲)にある場合、代表値
化データの値を0とし、量子化データの値が1.0×Q
/NewQ乃至2.0+π/(W[i]×NewQ/1
6)の範囲にある場合、代表値化データの値を1.5と
し、量子化データの値がj+π/(W[i]×NewQ
/16)×2-(j-2)乃至(j+1)+π/(W[i]×
NewQ/16)×2-(j-1)の範囲にある場合(即ち、
DCT係数の値が、j×W[i]×NewQ/16+π
×2-(j-2)乃至(j+1)×W[i]×NewQ/16
+π×2-( j-1)の範囲にある場合)(j≧2)、代表値
化データの値を(j+0.5)とする。
【0100】同様に、ノンイントラマクロブロックの場
合、代表値化回路12は、量子化データの値が−1.0
×Q/NewQ乃至−2.0−π/(W[i]×New
Q/16)の範囲にある場合、代表値化データの値を−
1.5とし、量子化データの値が−j−π/(W[i]
×NewQ/16)×2-(j-2)乃至−(j+1)−π/
(W[i]×NewQ/16)×2-(j-1)の範囲にある
場合(j≧2)、代表値化データの値を−(j+0.
5)とする。
【0101】このようにすることにより、量子化データ
と、代表値化データの平均2乗誤差を全体的に小さくす
ることができる。
【0102】以上のようにして、量子化データから代表
値化データを算出した後、ステップS16に進む。
【0103】ステップS16においては、可変長符号化
器3は、量子化部2より供給された代表値化データに対
応するSignedLevel、量子化スケールNew
Qなどを可変長符号化し、生成された符号を送信バッフ
ァ4に出力する。そして、送信バッファ4は、供給され
た符号を一時的に記憶し、その符号を所定の転送レート
で出力する。また、このとき、制御回路5は、送信バッ
ファ4に記憶されている符号の量を監視し、その量に対
応する量子化スケールQを算出し、量子化部2に出力す
る。
【0104】量子化スケールNewQを、符号としてデ
コーダ側に供給することにより、例えば、イントラマク
ロブロックの場合において、SignedLevelが
1であるとき、逆量子化データは、1×W[i]×Ne
wQ/16(=α×W[i]×Q/16)となり、DC
T係数が、上述の範囲の平均値として、デコードされる
ので、DCT係数と逆量子化データとの平均2乗誤差が
小さくなる。
【0105】以上のようにして、図1の符号化装置にお
いては、量子化部2により、量子化データの発生確率分
布を考慮して選択された代表値化データに対応するSi
gnedLevelが、符号化された後、新たな量子化
スケールNewQとともに出力される。なお、このよう
にして生成された符号は、MPEG1またはMPEG2
の規格に準拠したデコーダで元のデータに復号すること
ができる。
【0106】また、上述のように量子化スケールNew
Qに対応して量子化を行った場合においても、量子化ス
ケールQに対応して量子化を行う場合と同様に、例えば
イントラマクロブロックの場合、値が、−0.5×W
[i]×Q/16乃至+0.5×W[i]×Q/16の
範囲にあるDCT係数は、値が0である代表値化データ
に変換される。複数のマクロブロックにおいて、値が0
である代表値化データに変換されるDCT係数の数が同
一であれば、それらのマクロブロックのデータにそれぞ
れ対応する可変長符号の総出力ビット数はほとんど変わ
らないので、制御回路5による可変長符号のレートコン
トロールに影響を与えることはない。
【0107】図10は、符号化装置の他の実施の形態の
構成を示している。この符号化装置は、メモリ22に記
憶されているプログラムに従って動作し、図1の符号化
装置の処理をソフトウェア的に行うようになされてい
る。
【0108】演算器21は、制御回路25によって制御
され、各種演算を行うようになされている。
【0109】メモリ22は、上述の符号化装置と同様な
処理を行うためのプログラムを記憶するとともに、演算
器21の演算結果や演算途中のデータを記憶するように
なされている。
【0110】また、メモリ22は、図1の符号化装置の
送信バッファ4と同様に、送信バッファとしても利用さ
れる。
【0111】インタフェース23は、画像データが入力
されると、その画像データを演算器21またはメモリ2
2に、バスを介して出力するようになされている。
【0112】インタフェース24は、生成された符号を
所定の回路(図示せず)に出力するようになされてい
る。
【0113】次に、この符号化装置の動作について説明
する。
【0114】最初に、インタフェース23は、所定の画
像データを受け取り、その画像データを、メモリ22に
記憶させる。
【0115】次に、演算器21は、その画像データを離
散コサイン変換して、DCT係数を算出し、そのDCT
係数を、制御回路25により供給された量子化スケール
Qを利用して上述の量子化データを算出する。
【0116】そして、演算器21は、1マクロブロック
分の量子化データから、そのマクロブロックの種類に応
じて上述の平均値αまたは平均値εを算出し、その平均
値αまたは平均値εと、量子化スケールQから、デコー
ダ側において利用される量子化スケールNewQを算出
する。
【0117】さらに、演算器21は、その量子化スケー
ルNewQを利用して、DCT係数から量子化データを
算出し直す。
【0118】このようにして、量子化スケールNewQ
を利用して算出された量子化データは、上述の代表値化
データに変換される。そして、その代表値化データに対
応するSignedLevelが、量子化スケールNe
wQとともに、演算器21によって、可変長符号化され
る。
【0119】このようにして、生成された可変長符号
は、送信バッファとしてのメモリ22に一旦記憶され、
所定の転送レートで、インタフェース24を介して出力
される。
【0120】なお、制御回路25は、メモリ22に記憶
されている可変長符号の量を監視し、その量に対応する
量子化スケールQを演算器21に出力する。
【0121】以上のようにして、図10の符号化装置
は、ソフトウェア的に動作し、図1の符号化装置と同様
な処理を行う。
【0122】
【発明の効果】以上のごとく、請求項1に記載の量子化
装置および請求項4に記載の量子化方法によれば、入力
データを第1の量子化スケールを利用して変換した中間
データの所定の範囲の発生確率分布から、所定の範囲に
対応する基準値を演算するとともに、基準値と第1の量
子化スケールから算出される第2の量子化スケールを利
用して、入力データを中間データに変換し、さらに、所
定の範囲の中間データを、第2の量子化スケールで逆量
子化されたときの値が基準値になる値に変換し、逆量子
化されたときの値が基準値になる値と、第2の量子化ス
ケールを出力するので、デコーダにおいて逆量子化され
たデータと、エンコーダのDCT係数との平均2乗誤差
を小さくすることができる。
【0123】請求項5に記載の符号化装置および請求項
8に記載の符号化方法によれば、データ圧縮部が生成し
た入力データを第1の量子化スケールを利用して変換し
た中間データの所定の範囲の発生確率分布から、所定の
範囲に対応する基準値を演算するとともに、基準値と第
1の量子化スケールから算出される第2の量子化スケー
ルを利用して、入力データを中間データに変換し、さら
に、所定の範囲の中間データを、第2の量子化スケール
で逆量子化されたときの値が基準値になる値に変換し、
逆量子化されたときの値が基準値になる値と、第2の量
子化スケールを符号化して出力するので、デコーダにお
いて逆量子化されたデータと、エンコーダのDCT係数
との平均2乗誤差を小さくすることができる。また、生
成された符号は、MPEG方式の規格に準拠したデコー
ダで復号することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の符号化装置の一実施の形態の構成を示
すブロック図である。
【図2】図1の符号化装置の動作を説明するフローチャ
ートである。
【図3】イントラマクロブロックの場合における量子化
データの発生確率分布の一例を示す図である。
【図4】イントラマクロブロックの場合における、平均
値αを算出する量子化データの値の範囲の一例を示す図
である。
【図5】イントラマクロブロックの場合における、DC
T係数の値および量子化データの値と、代表値化データ
およびSignedLevelとの対応関係の一例を示
す図である。
【図6】ノンイントラマクロブロックの場合における量
子化データの発生確率分布の一例を示す図である。
【図7】ノンイントラマクロブロックの場合における、
平均値γを算出する量子化データの値の範囲の一例を示
す図である。
【図8】ノンイントラマクロブロックの場合における、
平均値εを実際に算出する量子化データの値の範囲の一
例を示す図である。
【図9】ノンイントラマクロブロックの場合における、
DCT係数の値および量子化データの値と、代表値化デ
ータおよびSignedLevelとの対応関係の一例
を示す図である。
【図10】本発明の符号化装置の他の実施の形態の構成
を示すブロック図である。
【図11】イントラマクロブロックの場合の、従来の量
子化におけるDCT係数と、代表値化データおよびSi
gnedLevelとの対応関係の一例を示す図であ
る。
【図12】ノンイントラマクロブロックの場合の、従来
の量子化におけるDCT係数と、代表値化データおよび
SignedLevelとの対応関係の一例を示す図で
ある。
【図13】イントラマクロブロックのデータの符号化お
よび復号化の処理における、DCT係数、量子化デー
タ、代表値化データ、および、逆量子化データの対応関
係の一例を示す図である。
【図14】ノンイントラマクロブロックのデータの符号
化および復号化の処理における、DCT係数、量子化デ
ータ、代表値化データ、および、逆量子化データの対応
関係の一例を示す図である。
【図15】ノンイントラマクロブロックの場合における
量子化データの発生確分布の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 DCT回路, 2 量子化部, 3 可変長符号化
器, 4 送信バッファ, 5 制御回路, 11 量
子化回路, 12 代表値化回路, 21 演算器,
22 メモリ, 23,24 インタフェース, 25
制御回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の量子化スケールに対応して入力デ
    ータを量子化する量子化装置において、 前記入力データを第1の量子化スケールを利用して変換
    した中間データの所定の範囲の発生確率分布から、前記
    所定の範囲に対応する基準値を演算する第1の演算手段
    と、 前記基準値と前記第1の量子化スケールから、第2の量
    子化スケールを演算する第2の演算手段と、 前記第2の量子化スケールを利用して、前記入力データ
    を前記中間データに変換する第1の変換手段と、 前記所定の範囲の中間データを、前記第2の量子化スケ
    ールで逆量子化されたときの値が前記基準値になる値に
    変換する第2の変換手段と、 前記逆量子化されたときの値が前記基準値になる値と、
    前記第2の量子化スケールを出力する出力手段とを備え
    ることを特徴とする量子化装置。
  2. 【請求項2】 前記基準値は、前記所定の範囲内の値を
    有する中間データの平均値であることを特徴とする請求
    項1に記載の量子化装置。
  3. 【請求項3】 前記中間データは、前記入力データを、
    その入力データに対応する重み係数と、前記第1の量子
    化スケールおよび前記第2の量子化スケールのいずれか
    一方との積で除算した値に比例するデータであることを
    特徴とする請求項1に記載の量子化装置。
  4. 【請求項4】 所定の量子化スケールに対応して入力デ
    ータを量子化する量子化方法において、 前記入力データを第1の量子化スケールを利用して変換
    した中間データの所定の範囲の発生確率分布から、前記
    所定の範囲に対応する基準値を演算するステップと、 前記基準値と前記第1の量子化スケールから、第2の量
    子化スケールを演算するステップと、 前記第2の量子化スケールを利用して、前記入力データ
    を前記中間データに変換するステップと、 前記所定の範囲の中間データを、前記第2の量子化スケ
    ールで逆量子化されたときの値が前記基準値になる値に
    変換するステップと、 前記逆量子化されたときの値が前記基準値になる値と、
    前記第2の量子化スケールを出力するステップとを備え
    ることを特徴とする量子化方法。
  5. 【請求項5】 画像信号を圧縮し、その画像信号に対応
    する画像データを出力するデータ圧縮部と、 所定の量子化スケールで画像データを量子化する量子化
    部と、 量子化された画像データを符号化する符号化部と、 前記符号化部より出力される符号の量に対応して、前記
    量子化スケールを演算する演算部とを備える符号化装置
    において、 前記量子化部は、 前記入力データを第1の量子化スケールを利用して変換
    した中間データの所定の範囲の発生確率分布から、前記
    所定の範囲に対応する基準値を演算する第1の演算手段
    と、 前記基準値と前記第1の量子化スケールから、第2の量
    子化スケールを演算する第2の演算手段と、 前記第2の量子化スケールを利用して、前記入力データ
    を前記中間データに変換する第1の変換手段と、 前記所定の範囲の中間データを、前記第2の量子化スケ
    ールで逆量子化されたときの値が前記基準値になる値に
    変換する第2の変換手段と、 前記逆量子化されたときの値が前記基準値になる値と、
    前記第2の量子化スケールを出力する出力手段とを備え
    ることを特徴とする符号化装置。
  6. 【請求項6】 前記基準値は、前記所定の範囲内の値を
    有する中間データの平均値であることを特徴とする請求
    項5に記載の符号化装置。
  7. 【請求項7】 前記中間データは、前記入力データを、
    その入力データに対応する重み係数と、前記第1の量子
    化スケールおよび前記第2の量子化スケールのいずれか
    一方との積で除算した値に比例するデータであることを
    特徴とする請求項5に記載の符号化装置。
  8. 【請求項8】 画像信号を圧縮し、その画像信号に対応
    する画像データを出力し、 所定の量子化スケールで画像データを量子化し、 量子化された画像データを符号化し、 前記符号の量に対応して、前記量子化スケールを演算す
    る符号化方法において、 前記入力データを第1の量子化スケールを利用して変換
    した中間データの所定の範囲の発生確率分布から、前記
    所定の範囲に対応する基準値を演算するステップと、 前記基準値と前記第1の量子化スケールから、第2の量
    子化スケールを演算するステップと、 前記第2の量子化スケールを利用して、前記入力データ
    を前記中間データに変換するステップと、 前記所定の範囲の中間データを、前記第2の量子化スケ
    ールで逆量子化されたときの値が前記基準値になる値に
    変換するステップと、 前記逆量子化されたときの値が前記基準値になる値と、
    前記第2の量子化スケールを出力するステップとを備え
    ることを特徴とする符号化方法。
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