JPS6159929A - 符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は符号化方法、特に画像信号のディジタル伝送に
際し帯域圧縮処理を行う場合の符号化方法に関する。

たとえばテレビジョン映像信号等の画像信号をディジタ
ルデータとして受信側に送信する場合、アナログの画像
入力信号をディジタルの入力データに変換したのち、さ
らに一定の符号化処理を行う。この符号化処理を行って
その１ま伝送路に送出したのでは、該伝送路の許容帯域
幅を超えてしまい、大量のデータ伝送ができない。そこ
で一般的にはその符号化に際し帯域圧縮を行うこととし
ている。最も基本的な帯域圧縮の手法として、いわゆる
フレーム間符号化方式があり、常に直前のフレームとの
差分を採りて出力データとしている。

〔従来の技術〕

第５図は一般的な符号化回路の概略構成を示すブロック
図である。本図において、符号化回路１０はディジタル
化された画像信号等の入力データＤｉｎを受信し、これ
を符号化部１１で符号化する。なお、ここではフレーム
間符号化処理を行う。

符号化された入力データは一旦パッファメモリ部１２に
ストアされたのち、出力データＤｏｕｔとして伝送路１
４に送出される・この場合、さらに効率良い帯域圧縮を
実現するために、そのフレーム間符号化処理をペースと
して、各種の符号化モードを適用するということが行わ
れている。各種の符号化モードとは、例えば、（１）空
間圧縮符号化モード、（２）振幅圧縮符号化モード、（
３）時間圧縮符号化モード等を意味する。上記（１）の
モードは、画素データを１つお＠（あるいは２つおき等
）に間引いて符号化するものであり、上記（２）のモー
ドは、振幅の解像度を下げて、すなわち階調を粗くして
符号化するものであシ、上記（３）のモードは、１フレ
ームおきに間引いて符号化するものである。これら各種
の符号化モードをさらに適用すべく、符号化モード判断
部が設けられる。すなわち、バッフアメそり部１２にス
、ドアされたデータ量を監視して、嘔らに帯域圧縮の度
合を高めるべきか否か判断する。通常は、バックアメモ
リ部１２のデータ量がオーバーフローしそうになるにつ
れて、上記空間圧縮（１）、さらに振幅圧縮（２）、さ
らには時間圧縮（３）へと度合を増す。なお、これらの
符号化モード（１）〜（３）は任意に組合せて適用され
ることもある０ところで上記の手法は一般的なものであ
シ、本発明の前提となる従来の符号化モード判断部１３
は、符号化するデータをいくつかまとめてブロックとし
て、ブロック毎に符号化する。例えば、ブロック中のデ
ータが全て差分零である場合そのブロックに対して「０
」という１ビツトの符号を割シ当で、それ以外のときは
、「１」という１ビツトと当該ブロック中のデータをそ
れぞれ符号化したビットを割シ当てて伝送するように制
御している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来法によるンロック毎の符号化においては、ブ
ロックの中で他の全てが差分零でア）１つのデータのみ
が差分零であるという場合でも、当該ブロックの中の全
データを符号化して伝送しなければならない。そうする
と、例えば動きのある画像すなわち符号化データ量の多
いブロックに対し、符号化に余裕をもた合せることがで
きず、結局、前記ブロック化によってもそれ程画像品質
の向上が望めないという問題がある”。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記間記点を解消した符号化方法を提供するも
のであり、まず各フレームを複数のブロックに分割し、
その分割てれた各ブロック毎に最適な符号化モードを適
用して符号化を行うようにするものであって、直前のフ
レームとの差分が全て零でを・るナロックについては当
該ブロック中のＮ個のデータを、差分零を示す識別情報
をもって符号化し、又、Ｎ個のデータ中、差分が零でな
いツ１−夕を１つだけ含むブロックについては、１つだ
けが差分零で々いことを示す識別情報とその差分が零で
ないデータについての位置情報とその差分のレベルを示
すレベル情報とをもって符号化し、又、Ｎ個のデータ中
、差分が零でないデータを２以上含むブロックについて
は、全てのデータの差分な伝送することを示す識別情報
と当該Ｎ個のデータのそれぞれの差分のレベルを示す一
連のレベル情報とをもって符号化するものである。

〔作　用〕

本発明では、ブロック化した利点を最大限活かすため、
動きのある部分程符号化データ量の割シ当てが増えるよ
うに工夫することが重要であり、そのために三種の識別
情報をもって符号化することとし、特に直前フレームと
の差分が全て零であるデータを含むブロックについては
その旨を示す情報のみをもって符号化し、又、１つしか
差分零以外のデータを含まないブロックについてはその
旨を示す情報、位置情報およびそのレベル情報のみをも
って符号化する。

〔実旋例〕

第１図は本発明の方法を適用した符号化回路の一構成例
を示すブロック図である。なお、全図を通じて同様の構
成要素には同一の参照番号又は記号を付して示す。本発
明に係る符号化回路２０は、符号化モード判断部２３が
、第５図のそれと異なる。この符号化モード判断部２３
Ｆｉ、各フレームｔ−構成する入力データＤｉｎを各該
フレーム内において複数のブロックに区分し、各ブロッ
ク毎の符号化データ量を個別情報として、判断のための
１つの情報とする。そのための情報系は図中のラインＬ
２で示す。一方、ラインＬｌで示す系は、符号化モード
判断のためのもう１つの情報系を構成するが、これは基
本的には従来と同様であり、バッファメモリ部１２内の
符号化データ量をもとに設定される全体情報（各フレー
ム毎の情報）として、判断のためのもう１つの情報とす
る。判断部２３は、これら個別および全体情報からなる
判断情報をもとに、各ブロック毎に最適な符号化モード
（上記の（ＩＪ〜（３Ｊのいずれか、又はその組合せ）
を決定し、決定された符号化モードを符号化部１１内で
のフレーム間符号化処理に、ブロック対応で適用する。

本発明に係る特に重要な部分は識別部２４であり、ライ
ンＬｚ’ｔ’介して得たブロック毎の個別情報をもとに
三種の識別情報ならびに、必要に応じ位置情報およびレ
ベル情報を生成する。

第２図は本発明に係るブロックの概念を説明するための
パターン図であり、任意の１フレームＦＲにおける第１
ブロツクＢＫｚのみを示す。１フレームＦＲは多数のブ
ロックＢＫＩ　＋　ＢＫ２〜ＢＫに′−からなり、各ブ
ロック（ＢＫ）はたとえば１６個のデータポイント■〜
０からなる。各データポイントのデータは、符号化回路
１１内の量子化器にて月：量子化され、さらに符号変換
器にて符号化される。

第３図は量子化レベルの符号割り当てを示すデータパタ
ーン図でらシ、量子化すべきレベル全１５（左欄の１〜
１５）に分ａ（レベル点）し、第ｎフレームの入力デー
タＤｉｎのレベルと第（ｎ＋１　）７レームのＤｉｎの
レベルとの差分を示す差分レベルが同図の中欄に示てれ
ている。最終的には、同図右欄の符号化ツクターンを得
る。差分レベルが実ａ的にｓ（差分レベルが−１〜１）
である発生頻度は通常非常に犬であるから、これには最
も短いビット長（本図中では１ビツト）を割り当て、符
号化パターン「１」となす。逆に、差分レベルが極めて
大きい場合は少なく、長いピット長を割シ当てる。

ところで、前記ブロックＢＫ１（第２図）を参照して、
発生データ量について考察すると、該ブロックＢＫ、内
の１６個の全データが差分レベル−１〜１のと＠　ｒｌ
Ｊ　Ｘ　１６ビツトの符号化パターンを送信することに
なる。しかし、ここである識別情報を導入すれば、たと
えば識別情報ｒＯＪをもってそのｒｌＪ　Ｘ　１６ビツ
トの符号化パターンに代えることができ、発生データ量
は１／１６に激減する。

一方、そのブロックＢＫ、内の１６個の全データのうち
、１つのみが差分レベル−１〜１（以下、差分レベル零
と称す）のときは、前記識別情報「０」は立たなくなる
から、１６個分のデータの全ての符号化パターンを送信
しなければならない。しかし、１６個のうち１つのみが
差分レベル零でないということで、全ての符号化・々タ
ーンを送信するのは、符号化効率、伝送路の使用効率等
から見て経済的でない。仮に当該１のデータが差分レベ
ル４〜６（符号化）４ターンｒｏｏｘｔｊ）であるとす
ると、１９（＝１５＋４）ビットを送信しなければなら
ないことになる。ここに１５は、差分零（ｒｌ」沖１５
個のデータのそれぞれの符号化パターンのビット量、４
は上記ｒＯ０１１Ｊのビット量でちる。そこで、このよ
うな場合は、まず、１つのデータのみが差分零でないこ
とを示す識別情報（たとえばｒｌＯｊ）と、当該１つの
データのブロックＢＫ、内の位置情報（１６の中の１つ
であるから４ビツトで表わせる〕と、そのレベル情報（
ｒｏｏｕコ）とからなる１０（＝２＋４＋４）ビットを
送信することとする。ここに９（＝１９−１０）ビット
の節約が図れ、これが本発明の特徴をなす。なお、１６
個のデータのうち２つのみが差分レベル零以外のときは
、２つの位置情報と２つのレベル情報とを送信しなけれ
ばならなくなるから、ビットの節約の効果が薄くなる。

第３の識別情報は、たとえば「１１」でおり、１６個の
全データについて一連のレベル情報を送信することを示
す。結局、上記の態様を１とめると、下記の表の様に々
る。

表 かくして、フレームのブロック化によって、且つ前記第
１〜第３の識別情報Ｉ〜■、ならびに位置情報の導入に
よシ、冗長度を極力抑圧し符号化データ量を大幅に減少
嘔せることのできる符号化回路が実現される。

第４図は第１図の符号化回路の一例を示す回路図であり
、本図中の符号変換器４５と識別部２４とが特に重要で
ある。入力データＤｉｎは減算器４１に入力てれ、フレ
ームメモリ４９にストアされた直前のフレームの入力デ
ータと差分がとられる。

これがフレーム間符号化の基本的操作である。その差分
けＡＭ）？’−）４２を通して振幅圧縮器４３に印加で
れ、必要に応じて振幅を、百、τ等に圧縮する。さらに
量子化器４４で量子化てれたのち、符号変換器４５で符
号化てれる。

フレームメモリ４９にストアてれるべきデータは、前記
差分を得るために、入力データＤｉｎと同等のものでな
ければならないので、まず、量子化器４４からの、差分
を表わすデータは伸張器４６でその振幅が１／α倍（２
倍、３倍等）に伸張てれ、ＡＮＤダート２で間引かれた
データは補間器４７で再生されて、直前のフレームのデ
ータと加算器４８で加算される。ここに加算されたデー
タは差分てはなく、入力データそのものである。

識別部２４は第３図の符号化ノ４ターンｒｌＪｒＯＪを
監視し、各ブロックにおいて、「０」が出現しないとき
は、第１の識別情報■（「０」〕を符号変換器４５よシ
送出せしめ、「０」が出現したときは、第２又は第３の
識別情報（ｒｔｏＪ又はｒｉｌｌ）を送出せしめると共
に、前述の位置情報、レベル情報を送出せしめる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、差分零に集中する
ブロックについては大幅に符号化データ量が減らせる。

したがってその減らした分だけ、動きのあるすなわち符
号化データ量の多いブロックに対し符号化に余裕をもた
せることができ、全体として高品質の画像伝送を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を適用した符号化回路の一構成例
を示すブロック図、第２図は本発明に係るブロックの概
念を説明するためのパターン図、第３図は量子化レベル
の符号別シ当てを示すデータパターン図、第４図は第１
図の符号化回路の一例を示す回路図、第５図は一般的な
符号化回路の概略構成を示すブロック図である。 １１・・・符号化部、１２・・・バッファメモリ部、１
４・・・伝送路、２０・・・符号化回路、２４・・・識
別部、Ｄｉｎ・・・入力データ、Ｄｏｕｔ・・・出力デ
ータ、ＢＫｌ、　ＢＫｔ、　ＢＫＫ、　ＢＫ（ｋ＋１　
）・・・ブロック。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ディジタル化された入力データをフレーム間符号化
   処理をベースにして符号化する符号化部と、該符号化部
   からの符号化データを一旦ストアしたのち出力データと
   して伝送路に送出するバッファメモリ部とを有する符号
   化回路において、 各フレームを構成する前記入力データを各該フレーム内
   において複数のブロックに区分し、前記符号化部は、直
   前の前記フレームとの差分が零である前記ブロックにつ
   いては当該ブロック中のＮ個のデータを、差分零を示す
   第１の識別情報をもって符号化し、該Ｎ個のデータのう
   ち前記差分が零でないデータを１つのみ含む前記ブロッ
   クについては、１つだけが差分零でないことを示す第２
   の識別情報と当該１のデータの当該ブロック中の位置情
   報とその差分を示すレベル情報とをもって符号化し、前
   記Ｎ個のデータ中、前記差分が零でないデータを２つ以
   上含む前記ブロックについては該Ｎ個のデータのそれぞ
   れの差分を伝送することを示す第３の識別情報とその個
   々の差分のレベルを示す一連のレベル情報とをもって符
   号化することを特徴とする符号化方法。