JPS6318787A - Encoder for orthogonal transformation - Google Patents
Encoder for orthogonal transformationInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は画像信号を直交変換して符号化する直交変換符
号化装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an orthogonal transform encoding device that orthogonally transforms and encodes an image signal.
(従来の技術)
画像信号の高能率符号化技術の一つとして、アダマール
変換やコサイン変換等の直交変換符号化技術が知られて
いる。画像信号は統計的に空間的な相関が強いため、直
交変換を施すと低次の成分にエネルギーが集中する。従
来の直交変換符号化においては、このような画像信号の
性質を利用して、直交変換信号の低次の成分(周波数軸
上では低周波成分に相当する)により多くのビット数を
割当て、高次の成分は少ないビット数を割当てることに
より、平均的ピット数を削減して符号化している。(Prior Art) Orthogonal transform encoding techniques such as Hadamard transform and cosine transform are known as one of high-efficiency encoding techniques for image signals. Image signals have statistically strong spatial correlation, so when orthogonal transformation is applied, energy is concentrated in low-order components. Conventional orthogonal transform encoding takes advantage of these properties of image signals to allocate a larger number of bits to the lower-order components (corresponding to low-frequency components on the frequency axis) of the orthogonal transform signal, and The next component is encoded by allocating a smaller number of bits to reduce the average number of pits.
しかしながら、従来の直交変換符号化方式では動画像の
信号をより低ビツトレートで伝送しようとすると、1ブ
ロック当りのビット数を減らす必要があり、画質が大き
く劣化してしまう。However, in the conventional orthogonal transform encoding method, when attempting to transmit a moving image signal at a lower bit rate, it is necessary to reduce the number of bits per block, resulting in a significant deterioration of image quality.
また、画像信号の空間的な相関が大きいというのは、あ
くまで統計的にいえることであり、実際には相関の小ざ
い画像信号も存在する。従来の直交変換符号化方式では
、このような相関の低い画像信号に対しては画質が著し
く劣化する。Furthermore, the fact that image signals have a large spatial correlation is only statistically true, and in reality, there are image signals that have a small correlation. In the conventional orthogonal transform encoding method, the image quality deteriorates significantly for such image signals with low correlation.
さらに、従来の直交変換符号化方式では直交変換信号の
高次の成分(高周波成分に相当する)は少ないビット数
で符号化されるため、特に静止画像の場合には画像のボ
ケが目立つ。Furthermore, in the conventional orthogonal transform encoding method, the high-order components (corresponding to high frequency components) of the orthogonal transform signal are encoded with a small number of bits, so the blurring of the image is noticeable, especially in the case of a still image.
(発明が解決しようとする問題点)
このように従来の直交変換符号化方式では、動画像の伝
送品質を劣化させることなく伝送速度を下げることが困
難であり、また本質的に相関が低い画像や静止画像の場
合に画質が劣化し易いという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional orthogonal transform coding method, it is difficult to reduce the transmission speed without deteriorating the transmission quality of moving images, and There is a problem in that the image quality tends to deteriorate in the case of still images.
本発明は動画像の伝送品質を劣化させることなく伝送速
度を効果的に下げることができ、また空間的に相関の低
い画像や、静止画像の画像信号についても良好な画質が
得られる直交変換符号化装置を提供することを目的とす
る。The present invention provides an orthogonal transform code that can effectively reduce the transmission speed without deteriorating the transmission quality of moving images, and that can also provide good image quality for images with low spatial correlation and image signals of still images. The purpose is to provide a device for converting
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明は画像信号をブロック毎に直交変換して得られた
直交変換信号についてフレーム間の差分を求め、そのフ
レーム間差分の絶対値をブロックを複数の領域に分割し
た各領域毎に累積する。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention calculates the difference between frames for orthogonally transformed signals obtained by orthogonally transforming an image signal block by block, and calculates the absolute value of the difference between frames. The block is divided into multiple regions and accumulated for each region.
そして、各領域毎のフレーム間差分の絶対値の累積値が
より大きい領域の直交変換信号またはフレーム間差分の
みを符号化する。Then, only the orthogonal transformed signals or interframe differences in regions where the cumulative value of the absolute values of interframe differences for each region is larger are encoded.
(作用)
直交変換信号の各領域毎のフレーム間差分の絶対値の累
積値がより大きい領域のみを符号化すると、動画像の画
像信号を伝送する場合、動画像の主要な情報は欠落する
ことなく、1ブロック当りのデータ量が減少する。また
、空間的な相関が低い画像でもフレーム間差分が大きい
領域の画像の情報は所定のビットレートで伝送されるの
で、画質の劣化は抑えられる。(Function) If only the region in which the cumulative value of the absolute value of the inter-frame difference for each region of the orthogonal transform signal is larger is encoded, the main information of the video will be lost when transmitting the image signal of the video. Therefore, the amount of data per block decreases. Furthermore, even in images with low spatial correlation, information on images in regions with large inter-frame differences is transmitted at a predetermined bit rate, so deterioration in image quality can be suppressed.
さらに、静止画像については例えばフレーム間差分の絶
対値の累積値が最も大きい領域の直交変換信号のみを符
号化する方式にすると、フレーム間差分の絶対値の累積
値がより大きい領域からより低い領域と順次情報が伝送
され、最終的に全ての領域、全てのブロックの画像信号
が同じビットレートで送られる。Furthermore, for still images, for example, if a method is adopted in which only the orthogonal transform signal of the area where the cumulative value of the absolute value of the inter-frame difference is the largest is encoded, the area from the area with the larger cumulative value of the absolute value of the inter-frame difference to the region with the lowest cumulative value The information is transmitted sequentially, and finally the image signals of all areas and all blocks are sent at the same bit rate.
(実施例)
第1図は本発明の一実施例に係る直交変換符号化装置の
構成を示すブロック図である。(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an orthogonal transform encoding device according to an embodiment of the present invention.
第1図において、入力端子1に入力される画像信号はA
/D変換器2により適当なビット数、例えば8ビツトの
ディジタル信号に変換された後、ブロック分割回路3に
入力される。ブロック分割回路3はフレームメモリを内
蔵し、A/D変換器2から入力されるディジタル画像信
号を例えば8×8の64画素で構成されるブロックに分
割する。In FIG. 1, the image signal input to input terminal 1 is A
After being converted into a digital signal of an appropriate number of bits, for example 8 bits, by the /D converter 2, the signal is input to the block dividing circuit 3. The block dividing circuit 3 has a built-in frame memory, and divides the digital image signal inputted from the A/D converter 2 into blocks each consisting of, for example, 8×8 64 pixels.
直交変換回路4はブロック分割回路3から入力された画
像信号をブロック毎に直交変換する。この直交変換の方
式としてはアダマール変換、コサイン変換その他の公知
の方式を任意に選択することができる。The orthogonal transform circuit 4 orthogonally transforms the image signal inputted from the block dividing circuit 3 for each block. As the method of this orthogonal transformation, Hadamard transform, cosine transform, and other known methods can be arbitrarily selected.
直交変換回路4から出力される直交変換信号は、スイッ
チ回路5を通してバッファ6に入力され、バッファメモ
リ6で一定のビットレートの符号化画像信号に変換され
た後、伝送路7に送出される。The orthogonal transform signal output from the orthogonal transform circuit 4 is input to the buffer 6 through the switch circuit 5, and after being converted into an encoded image signal of a constant bit rate by the buffer memory 6, it is sent to the transmission line 7.
スイッチ回路5は後述する判定回路12の出力によって
制御され、直交変換回路4から入力されるブロック毎の
直交変換信号のうち、フレーム間差分の絶対値の領域毎
の累積値がより大きい領域、例えば該累積値が所定の閾
値を越えた領域の信号のみを選択するためのものであり
、バッファ6と共に選択符号化手段を構成する。The switch circuit 5 is controlled by the output of a determination circuit 12, which will be described later, and selects a region in which the cumulative value of the absolute value of the inter-frame difference is larger for each region among the orthogonal transform signals inputted from the orthogonal transform circuit 4 for each block, e.g. It is for selecting only the signals in the area where the cumulative value exceeds a predetermined threshold value, and together with the buffer 6 constitutes a selective encoding means.
すなわち、スイッチ回路5で選択された領域の直交変換
信号はフレームメモリ8を介して減算器9に入力され、
ここで直交変換回路4から出力された直交変換信号との
差が得られる。これは直交変換回路4から出力される直
交変換信号を現フレームの信号とし、フレームメモリ8
から出力される直交変換信号を前フレームの信号として
、両フレーム間の差分を求めることに相当する。That is, the orthogonal transformed signal of the area selected by the switch circuit 5 is input to the subtracter 9 via the frame memory 8,
Here, the difference from the orthogonal transform signal output from the orthogonal transform circuit 4 is obtained. This uses the orthogonal transform signal output from the orthogonal transform circuit 4 as the signal of the current frame, and the frame memory 8
This corresponds to determining the difference between the two frames by using the orthogonal transformed signal output from the previous frame as the signal of the previous frame.
こうして減算器9により得られた直交変換信号のフレー
ム間差分の情報は、領域分割回路10に入力され、ブロ
ック分割回路3で分割するブロックをさらに複数に分割
した単位である領域に分割される。領域分割回路10で
複数の領域に分割された、直交変換信号のフレーム間差
分は、累積回路11に入力され、領域毎に絶対値が累積
される。The information on the inter-frame difference of the orthogonal transformed signal thus obtained by the subtracter 9 is input to the area dividing circuit 10, and the block dividing circuit 3 divides the block into areas which are units obtained by further dividing the block into a plurality of parts. The inter-frame differences of the orthogonal transformed signal divided into a plurality of regions by the region dividing circuit 10 are input to the accumulation circuit 11, and the absolute values are accumulated for each region.
すなわち、フレーム間差分の絶対値の各領域毎の総和が
求められる。That is, the sum of the absolute values of the inter-frame differences for each region is determined.
累積回路11から出力されるフレーム間差分の絶対値の
領域毎の累積値は、判定回路12に入力される。The cumulative value of the absolute value of the inter-frame difference outputted from the accumulating circuit 11 for each region is inputted to the determining circuit 12 .
判定回路12は例えば比較回路であり、累積回路11か
らのフレーム間差分の絶対値の領域毎の累積値を所定の
閾値と比較し、入力されたフレーム間差分の絶対端の累
積値が閾値を越えた期間だけ閉じるようにスイッチ回路
5を制御する。これによりスイッチ回路5からは、直交
変換回路4からの各ブロックの直交変換信号のうち、フ
レームメモリ8から出力された前フレームの直交変換と
のフレーム間差分の絶対値の累積値が閾値を越えた領域
の信号のみが出力される。こうしてスイッチ回路5で選
択された直交変換信号は、バック7メモリ6を介して伝
送路7に一定のビットレートで送出されるとともに、フ
レームメモリ8に入力され、該フレームメモリ8の内容
を書替える。The determination circuit 12 is, for example, a comparison circuit, and compares the cumulative value of the absolute value of the inter-frame difference for each region from the accumulating circuit 11 with a predetermined threshold value, and determines whether the cumulative value of the absolute end of the inputted inter-frame difference exceeds the threshold value. The switch circuit 5 is controlled to close only for the period exceeding the period. As a result, from the switch circuit 5, among the orthogonal transform signals of each block from the orthogonal transform circuit 4, the cumulative value of the absolute value of the inter-frame difference from the orthogonal transform of the previous frame output from the frame memory 8 exceeds the threshold value. Only the signals in the selected area are output. The orthogonal transformed signal thus selected by the switch circuit 5 is sent to the transmission line 7 at a constant bit rate via the back 7 memory 6, and is also input to the frame memory 8, and the contents of the frame memory 8 are rewritten. .
第2図は領域分割回路10での領域分割の一例を示す図
であり、直交変換回路4から出力される(x 、y)
−(1,1) 〜(m 、n)の1nxn次直交変換信
号を、A−Fで示す6領域に分割している。FIG. 2 is a diagram showing an example of region division by the region division circuit 10, in which (x, y) is output from the orthogonal transformation circuit 4.
A 1nxn-order orthogonal transformed signal of -(1,1) to (m,n) is divided into six regions indicated by A-F.
直交変換として例えばコサイン変換を用いた場合を例に
とると、領域A−Fは図のように(x 、y)平面上で
左上から右下へ伸びる線によって分割されることが望ま
しい。このとき左上の領域Aが最も低次であり、B、C
,・・・Fと右下に移行するにつれて次数が高くなる。For example, if a cosine transformation is used as the orthogonal transformation, it is desirable that the area A-F be divided by a line extending from the upper left to the lower right on the (x, y) plane as shown in the figure. At this time, the upper left area A is the lowest order, B, C
,...F, the order becomes higher as it moves to the lower right.
上述した本発明に基づく直交変換符号化装置では、直交
変換信号の各領域毎のフレーム間差分の絶対値の累積値
がより大きい領域、例えば累積値があるFA(i&を越
えた領域のみ符号化される。従って、常にブロック全体
の直交変換信号を符号化して伝送する従来の直交変換符
号化方式と比較して、1ブロック当りのデータ農が減少
し、より低ビツトレートで伝送することができる。この
ようすると動画像の画像信号を伝送する場合においては
、空間的な相関の低い領域の情報が欠落することになる
が、動画像として主要な情報、すなわちフレーム間差分
の大きい領域の情報は欠落することなく、十分なビット
数で伝送されるので、画質の劣化は最小限に抑えられる
。In the above-described orthogonal transform encoding device based on the present invention, only the region where the cumulative value of the absolute value of the inter-frame difference for each region of the orthogonal transform signal is larger, for example, the region where the cumulative value is present (FA (exceeding i & Therefore, compared to the conventional orthogonal transform coding method in which the orthogonal transform signal of the entire block is always encoded and transmitted, the amount of data per block is reduced and transmission can be performed at a lower bit rate. In this case, when transmitting the image signal of a moving image, information in areas with low spatial correlation will be lost, but key information for the moving image, that is, information in areas with large interframe differences, will be lost. Since the data is transmitted with a sufficient number of bits without any additional processing, deterioration in image quality can be minimized.
また、全体的に空間的な相関が低い画像でも、フレーム
間差分が大きい領域の画像の情報は所定のビットレート
で伝送されるので、画質の劣化は小さく抑えられる。Further, even if the overall spatial correlation is low in an image, the information of the image in the area where the inter-frame difference is large is transmitted at a predetermined bit rate, so deterioration in image quality can be suppressed to a small level.
なお、本発明は上記実施例に限定されものではなく、例
えば実施例ではフレーム間差分の絶対値の累積値が所定
の閾値を越えた領域の直交変換信号のみを符号化したが
、フレーム間差分の絶対値の累積値が最大の領域の直交
変換信号のみを符号化してもよい。その場合、フレーム
間差分の絶対値の累積値が最大の領域の直交変換信号に
加え、画像信号として重要な最も低次の領域(第2図の
領域A)の直交変換信号を併せて符号化することも有効
である。Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments; for example, in the embodiment, only orthogonal transformed signals in regions where the cumulative value of the absolute value of inter-frame differences exceeds a predetermined threshold are encoded; Only the orthogonal transform signal in the region where the cumulative value of the absolute value of is the maximum may be encoded. In that case, in addition to the orthogonal transform signal of the region where the cumulative value of the absolute value of the inter-frame difference is the largest, the orthogonal transform signal of the lowest-order region (region A in Figure 2), which is important as an image signal, is also encoded. It is also effective to do so.
ある。be.
このようにフレーム間差分の絶対値の累積値が最大の領
−の直交変換信号を符号化する方式にすると、静止画像
についてはフレーム間差分の累積値がより大きい領域か
ら順次情報が伝送され、最終的に全ての領域、全てのブ
ロックの画像信号が同じビットレートで送られることに
なるので、従米の直交変換符号化方式に比べて格段に高
い画質が得られる。In this way, if the method is used to encode the orthogonal transform signal of the region where the cumulative value of the absolute value of the inter-frame difference is the largest, information will be transmitted sequentially from the region where the cumulative value of the inter-frame difference is the largest for the still image, In the end, the image signals of all regions and all blocks are sent at the same bit rate, so much higher image quality can be obtained compared to the orthogonal transform encoding method of Jumei.
また、上記実施例では直交変換信号を符号化して伝送し
たが、直交変換信号のフレーム間差分を符号化して伝送
してもよい。Further, in the above embodiment, the orthogonal transformed signal is encoded and transmitted, but the inter-frame difference of the orthogonal transformed signal may be encoded and transmitted.
さらに、ブロックの領域分割の方法は、第2図に示した
例以外にも種々変形することができる。Furthermore, the method of dividing blocks into regions can be modified in various ways other than the example shown in FIG.
また、本発明者らは先に直交変換信号をフレーム間でブ
ロック毎に比較し、フレーム間差分のより大きなブロッ
クの直交変換信号(またはフレーム間差分)のみを符号
する方式を特願昭 61−72973号として提案して
いるが、本発明はこの先願の方式と組合わせて実施する
ことも可能である。In addition, the present inventors have proposed a method in which orthogonal transform signals are compared block by block between frames, and only the orthogonal transform signal (or inter-frame difference) of a block with a larger inter-frame difference is encoded. Although proposed as No. 72973, the present invention can also be implemented in combination with the system of this earlier application.
[発明の効果]
本発明によれば、動画像の伝送品質を劣化させることな
く伝送速度を下げることが可能で、また相関が低い画像
や静止画像の画質向上を図ることができる直交変換符号
化装置を提供することができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, orthogonal transform coding can reduce the transmission speed without deteriorating the transmission quality of moving images, and can improve the image quality of images with low correlation and still images. equipment can be provided.
第1図は本発明の一実施例に係る直交変換符号化装置の
構成を示すブロック図、第2図は同実施例における直交
変換信号の領域分割の一例を示す図である。
1・・・画像信号入力端子、2・・・A/D変換器、3
・・・領域分割回路、4・・・直交変換回路、5・・・
スイッチ回路、6・・・バッファ、7・・・伝送路、8
・・・フレームメモリ、9・・・減算器、10・・・@
域分割回路、11・・・累積回路、12・・・判定回路
。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an orthogonal transform encoding device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example of region division of an orthogonal transform signal in the same embodiment. 1... Image signal input terminal, 2... A/D converter, 3
...Area dividing circuit, 4...Orthogonal transformation circuit, 5...
Switch circuit, 6... Buffer, 7... Transmission line, 8
...Frame memory, 9...Subtractor, 10...@
Area division circuit, 11...accumulation circuit, 12...judgment circuit.
Claims (4)
の手段により得られた直交変換信号のフレーム間差分を
求める手段と、この手段により得られたフレーム間差分
の絶対値を前記ブロックを複数の領域に分割した各領域
毎に累積する手段と、この手段により得られた各領域毎
のフレーム間差分の絶対値の累積値がより大きい領域の
直交変換信号またはフレーム間差分のみを選択的に符号
化する選択符号化手段とを備えたことを特徴とする直交
変換符号化装置。(1) means for orthogonally transforming an image signal block by block; means for determining inter-frame differences of the orthogonally transformed signals obtained by this means; means for accumulating for each region divided into regions, and selectively only orthogonal transformed signals or interframe differences of regions where the cumulative value of the absolute value of interframe differences for each region obtained by this means is larger. An orthogonal transform encoding device comprising: selective encoding means for encoding.
対値の累積値が所定の閾値を越えた領域の直交変換信号
またはフレーム間差分のみを符号化するものであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の直交変換符号
化装置。(2) A patent characterized in that the selective encoding means encodes only the orthogonal transformed signal or the interframe difference in a region where the cumulative value of the absolute value of the interframe difference exceeds a predetermined threshold. An orthogonal transform encoding device according to claim 1.
対値の累積値が最大の領域の直交変換信号またはフレー
ム間差分のみを符号化するものであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の直交変換符号化装置。(3) The selective encoding means encodes only the orthogonal transformed signal or the interframe difference in a region where the cumulative value of the absolute value of the interframe difference is the largest. The orthogonal transform encoding device according to item 1.
対値の累積値が最大の領域および最も低次の領域の直交
変換信号またはフレーム間差分のみを符号化するもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の直交
変換符号化装置。(4) The selective encoding means encodes only the orthogonal transform signal or the interframe difference in the region where the cumulative value of the absolute value of the interframe difference is the largest and the lowest order region. An orthogonal transform encoding device according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61160941A JPS6318787A (en) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | Encoder for orthogonal transformation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61160941A JPS6318787A (en) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | Encoder for orthogonal transformation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6318787A true JPS6318787A (en) | 1988-01-26 |
Family
ID=15725533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61160941A Pending JPS6318787A (en) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | Encoder for orthogonal transformation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6318787A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02161874A (en) * | 1988-05-16 | 1990-06-21 | Nec Corp | Picture signal coding system and device therefor |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP61160941A patent/JPS6318787A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02161874A (en) * | 1988-05-16 | 1990-06-21 | Nec Corp | Picture signal coding system and device therefor |
JPH059986B2 (en) * | 1988-05-16 | 1993-02-08 | Nippon Electric Co |
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