JPS6159986A - 符号化方式 - Google Patents

符号化方式

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JPS6159986A
JPS6159986A JP59180641A JP18064184A JPS6159986A JP S6159986 A JPS6159986 A JP S6159986A JP 59180641 A JP59180641 A JP 59180641A JP 18064184 A JP18064184 A JP 18064184A JP S6159986 A JPS6159986 A JP S6159986A
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JP
Japan
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Pending
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JP59180641A
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Inventor
Shinichi Maki
新一 牧
Kiichi Matsuda
松田 喜一
Toshitaka Tsuda
俊隆 津田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6159986A publication Critical patent/JPS6159986A/ja
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

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〕 本発明は符号化方式、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式に関する。
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
そのま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
差分を採って出力データとしている。
又、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ヘースとして、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つおき(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り、
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。画像品質の確保という点からすると
、これら符号化モード11)〜(3)のいずれをも適用
することな(、フレーム間符号化のみで出力データを得
るのが理想的であるが、現実には伝送路の帯域制限、バ
ッファメモリの容量制限があるから、上記符号化モード
のいずれか又は複数の組合せを適用し、画像情報を受信
側に与えなければならない。
〔従来の技術〕 第7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0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バソフプメモリ部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、既述した各種の符号化モー
ドをさらに適用すべく、符号化モード判断部13が設け
られる。すなわち、バッファメモリ部12にストアされ
たデータ量を監視して、さらに帯域圧縮の度合を高める
べきか否か判断する0通常は、バッファメモリ部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+11、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(11〜(3)は任意に組合せて適用されることもあ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記符号化モード(11〜(3)のいずれか1つでも適
用されれば当然受信画像の品質は劣化する。この品質劣
化は、画像の性質によって異なり、画像全体のうち動き
のある部分はそれ程劣化が気にならないが、静止部分に
おいては、文字と背景の境界がはっきりしなくなる等の
劣化が著しい。要するに、劣化が生ずるのはやむを得な
いとしても、画像全体としてみると劣化の目立つ部分と
目立たない部分が混在してしまうという問題が生ずる。
これは視覚的に気になるものである。又、画像全体の中
で上記符号化モードを適用しなければならない部分(動
きのある部分)はともかく、その符号化モードを適用し
なくてもよい部分(静止部分)まで−律に該符号化モー
ドを適用してしまう結果、その静止部分においてさえも
次のフレームに対する予測値の予測誤差が拡大しやすく
なり、いつまでも正當な符号化処理に戻れないという問
題が生ずる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記問題点を解消した符号化方式を提供するも
のであり、まず各フレームを複数のブロックに分割し、
その分割さ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る。
〔作 用〕
各フレーム全体としてのデータ量は従来どおり監視し、
そのデータ量の増減に応じた最適の符号化モードを逐次
判断するものであるが、その判断結果を、次フレームの
符号化に際し、フレーム全体に一律に反映させるのでは
なく、各ブロック毎に前フレームでの当該ブロックのデ
ータ量を勘案しながら適応的に反映させるものとする。
これにより、画像全体を部分2部分で捕えて最適な符号
化が行えるばかりでなく、帯域圧縮を要しないブロック
についてはなるべく符号化モードの適用の度合を低くし
、既述した予測誤差の拡大を極力抑制できるものである
(実施例〕 第1図は本発明の方式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7図のそれと異なる。この符号化モード判Wi部2
3は、各フレームを構成する入力データDinを各酸フ
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。そのための情婦系は図中のラインL2
で示す。−・方、ラインL1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、パンツアメモリ部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fll〜(3)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。
第2図は第1図の符号化モード判断部23を具体的に表
わした符号化回路のブロック図である。
本図において、全体情報検出回路31は、バッファメモ
リ部12内の符号化データ量を監視し、メモリ部12内
の符号化データ量が仮に極端に増大し当該メモリがオー
バーフローしそうなときは、たとえば上記(11の空間
圧縮符号化モードを選択する。つまり、検出回路31は
、フレーム全体としてのデータ量の浮き沈みを見てこれ
に適切に対処している。しかし、フレーム全体のみを見
ていたのでは、上記符号化モードを適用しなくても良い
部分まで、たとえば上記空間圧縮を適用することになり
、既述の問題を伴う。
そこでブロック対応にきめ細かく、最適な符号化モード
を適用する。そのために、個別情報検出回路32は、l
ブロック分の直前でのフレームにおける発生データ量を
検出し、次フレームでの当該ブロックに対する最適符号
化モードの決定に役立てる。
第3図は第2図における個別情報を図解的に示すパター
ン図であり、任意の1フレームFRにおける第1ブロツ
クBK1のみを示す、1フレームFRは多数のブロック
BKj、8に2〜BKk〜からなり、各ブロック(OK
)はたとえば20個のデータポイント■〜[相]からな
る。各データポイントの符号化ビット長はフレーム間の
変化が少ない程、短いビット長となっている0個別情報
検出回路32(第2ことにある。iは第3図中のデータ
ポイントのi番目の意味であり、BLi はデータポイ
ント(1)のビット長である。
第4図は第2図の個別情報検出回路32の一例を示す図
である。すなわち、符号化回路11の出力L2をカウン
タ41内の加算器41aとレジスタ41bを用い、繰り
返し加算を行い、ここに得た第1ブロツクBに1の符号
化データ量の結果は、次のフレームでの第1ブロツクB
に1の符号化のための判断材料となるから、遅延回路4
2により1フレ一ム分の遅延が与えられる。なお、カウ
ンタ41は、1ブロック分の計数を終える毎にANDゲ
ート41cを介してリセット信号R5Tによりクリアさ
れる。
第2図の全体情報検出回路31は、バッファメモリ部1
2内の符号化データ量と、フレーム間での符号化データ
量の変化を監視し、フレーム全体として次に適用すべき
符号化モードを決定する。
たとえば、ROM (read only memor
y)からなり、情報11を振幅圧縮率α2間引き率βの
形で出力する。
かくして得た全体および個別情報II  、  I2は
第2図の符号化モード決定回路33に入力される。
決定回路33は、全体情報11を勘案しながら、各ブロ
ック対応の前フレームでの個別情報■2に基づき、次フ
レームでの符号化モードをブロック対応で決定する。
第5図は第2図の符号化モード決定回路33の一例を示
す図であり、生として少な(とも2つのROMからなる
。ROMl51は、既述した振幅圧縮符号化モード(2
)を適用する場合に機能し、全体情報11の振幅圧縮率
αと個別情報I2とにより、当該ブロックの次フレーム
での振幅圧縮率αXを予め定めた一定のルールで決定す
る。RO?I252は、既述した空間圧縮符号化モード
(1)を適用する場合に機能し、全体情Witの間引き
率βと個別情報工2とにより、当該ブロックの次フレー
ムでの間引き率βXを予め定めた一定のルールで決定す
る。
なお、既述した時間圧縮符号化モード(3)は、ROM
252で共用できる。つまり、間引き率βx’cLフレ
ーム単位での間引きを指定するようにすれば良い。
かくして得た、αXおよびβXはデコーダ<urrc 
)53でデコードされたのち、ラインL3を経由し、符
号化制御情報として符号化部11へ印加される。
第6図は第2図の符号化部11の一例を示す回路図であ
り、その殆どは周知である。本図において、入力データ
Dinは減算器61に入力され、フレームメモリ69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
の差分は^NOゲート62を通して振幅圧縮器63に印
加され、必要に応じて振幅を、1/2.1/3等に圧縮
する。
さらに量子化器64で量子化されたのち、符号変換器6
5で符号化される。
フレームメモリ69にストアされるべきデータは、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64からの、差分
を表わすデータは伸張器66でその振幅が1/α倍(2
倍、3倍等)に伸張され、へNDゲート62で間引かれ
たデータは補間器67で再生されて、直前のフレームの
データと加算器68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。
第6図の符号化部11で本発明に特に関連するのは、A
NDゲート62および振幅圧縮器63等に印加される、
ラインL3からの符号化制御情報であり、この情報に従
い、ANDゲート62は適宜間。
閉し、既述の間引きを行う。入力データDinを間引く
ときは、該ANDゲート62は閉となる0時間圧縮符号
化モードのときは、該ANDゲート62は1フレ一ム単
位で閉になったままである。又、振幅圧縮器63での圧
縮率は、その符号化制御情報によって指示される。なお
、第6図は通常のフレーム単位で処理する符号化部を示
すが、これをブロック単位で処理する場合にもそのまま
流用できる。各フレームにおいて、操作されるデータポ
イントがブロック[lKl 、BN2・・・のどこにあ
るかに応じて、圧縮率、間引き率が順次切替わるのみで
ある。
上述のように符号化されたデータは、伝送路14を介し
て受信側に送信される。この際、フレーム全体の圧縮率
に関する情報のみが識別情報として送信データに付加さ
れる。この識別情報により受信側は復号化処理に入る。
この復号化処理は、第2図に示す回路動作のアルゴリズ
ムの裏返しであり、送信側と逆の操作を行うことにより
実現されるつしたがってブロック単位の圧縮率に関する
情報はあえて送信側より通知しなくても、受信データの
発生データ量に基づき、送信側と同一のルールで自ら+
*出できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、各ブロックに対応
して、且つフレーム全体の状況を見ながら、最適な符号
化モードを設定でき、受信側における画像品質の劣化を
従来よりも小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方式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図は第1図の符号化モード判断
部23を具体的に表わした符号化回路のブロック図、第
3図は第2図における個別情報を図解的に示すパターン
図、第4図は第2図の個別情報検出回路32の一例を示
す図、第5図は第2図の符号化モード決定回路33の一
例を示す図、第6WJは第2図の符号化部11の一例を
示す回路図、第7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−・−・パフファメ
モリ部、14・・・−伝送路、   20−・符号化回
路、23−・符号化モード判断部、 31・−・・全体情報検出回路、 32・−・個別情報検出回路、 33・−符号化モード決定回路、 Din−・−人力データ、   Dout−出力データ
、BKl  、 BK2  、1lKk  、 BK(
1(、・ −ブロック。 L)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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、該バッファ
    メモリ部内の符号化データ量を監視してその量に応じた
    符号化モードを判断し前記フレーム間符号化処理に適用
    する符号化モード判断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、前記符号化モード
    判断部は、前記バッファメモリ部内の符号化データ量を
    もとに設定される1フレーム毎の全体情報と各前記ブロ
    ック毎の符号化データ量を示す個別情報とを判断情報と
    なし、該判断情報をもとに各前記ブロック毎に最適な前
    記符号化モードをフレーム毎に決定し、決定された符号
    化モードを前記符号化部内での前記フレーム間符号化処
    理に、ブロック対応で適用することを特徴とする符号化
    方式。
JP59180641A 1984-08-31 1984-08-31 符号化方式 Pending JPS6159986A (ja)

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JPS6159986A true JPS6159986A (ja) 1986-03-27

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62287719A (ja) * 1986-05-23 1987-12-14 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ 差分パルス符号変調符号化装置
JPS63274281A (ja) * 1987-04-30 1988-11-11 Nec Corp 画像信号帯域圧縮方式

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JPH09121162A (ja) * 1986-05-23 1997-05-06 Philips Electron Nv 差分パルス符号変調符号化装置を具えた伝送システム
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