WO2006059424A1 - 可変長符号化方法、装置およびプログラム - Google Patents

可変長符号化方法、装置およびプログラム Download PDF

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    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
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    • H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/93—Run-length coding

Definitions

  • the present invention relates to a video encoding technique, and more particularly to a variable-length encoding method and apparatus for encoding an input image block using a variable-length code, and a program thereof.
  • variable-length code In compression coding when recording or transmitting a moving image signal, a variable-length code is used to increase coding efficiency.
  • Variable-length coding is a method of reducing the amount of information by using bias in the probability of signal generation. Short codewords are assigned to information with a high probability of occurrence, and the probability of occurrence is low! Assign code words.
  • video coding schemes such as MPEG (Moving Picture Experts Group)
  • MPEG Motion Picture Experts Group
  • a video signal is subjected to motion compensation prediction, discrete cosine transform, and quantization processing, and is variable-length coded in units of blocks of 8 pixels in the horizontal direction and 8 pixels in the vertical direction.
  • motion compensation prediction discrete cosine transform
  • quantization processing discrete cosine transform
  • variable-length coded in units of blocks of 8 pixels in the horizontal direction and 8 pixels in the vertical direction.
  • Block data that is a two-dimensional array is rearranged into one-dimensional data according to a predetermined scanning order as shown in FIG. 1, for example.
  • variable length codes are assigned only to those with high event occurrence frequency, and those with low event occurrence frequency are encoded by fixed length encoding without using variable length codes.
  • each run and level is fixed-length code.
  • a special code for representing that the code is a fixed-length code. Is added before the run and level fixed-length codes. This special code is called an escape code
  • the code length of the event is the sum of the code length of the run code, the code length of the level code, and the code length of the escape code.
  • FIG. 2 shows the correspondence between the code length and the event of the variable length code adopted in the MPEG-2 system.
  • the code table is such that the smaller the run and level values, the shorter the code length. For example, if the run value is 2 and the level value event, it will be coded by a code with a 13-bit code length.
  • a fixed-length code is used for a combination of run and level whose code length is not described in FIG.
  • MPEG-2 format uses 6 bits for the escape code, 6 bits for the run, 12 bits for the level, and a total length of 24 bits.
  • an event in which a fixed-length code is used has a longer code length than an event in which a variable-length code is used.
  • the code length of events with low frequency of occurrence becomes longer.
  • the encoding efficiency decreases and the image quality after encoding decreases.
  • An object of the present invention is to suppress generation of a code having a long code length without conspicuous deterioration in image quality, to improve code efficiency, and to improve average image quality as a result.
  • a long encoding method, apparatus and program are provided.
  • the present invention provides a variable-length code encoding device for encoding an input image block using a variable-length code
  • a scan conversion processing unit that converts a pixel block to be encoded into one-dimensional data, a run that is the number of continuous zero data in the one-dimensional data converted by the scan conversion processing unit, and continuous zero data
  • a run-level aggregation section that aggregates the levels that are non-zero coefficient values that appear after
  • a level value correction determination unit that is determined as an event to perform
  • a level value correction processing unit that performs correction to reduce the absolute value of the level of the event determined to be corrected by the level value correction determination unit;
  • the level value correction determination unit determines that the level value is not corrected and A code table reference processing unit for performing variable-length codes for events whose level values have been corrected by the level value correction processing unit.
  • the level value correction determination unit records the event only when the event does not exist in the variable-length code table and a fixed-length code is performed unless level correction is performed. It may be determined that the bell value correction is performed.
  • the level value correction processing unit may correct the level value so that the absolute value of the level after correction is 1 smaller than the absolute value of the level before correction.
  • the level value is corrected so that the absolute value of the level is small, and the force is also signed. Yes.
  • the phenomenon that was encoded in the fixed-length code because it did not exist in the variable-length code table before correction can now be found in the variable-length code table after correction.
  • it is encoded by a variable length code. Therefore, it is possible to code with a small code amount.
  • events that correct the level value are only for events where the absolute value of the level is small and the value of the run is large, and are performed only in places where the level is small in a relatively high frequency range. The resulting error is difficult to perceive by the human eye. Since the generated code amount can be suppressed by level correction, it is possible to assign the suppressed code amount to the code sign of the subsequent data after the corrected place. The image quality will be improved.
  • FIG. 1 is a diagram showing a scanning order of each data in a pixel block.
  • FIG. 2 is a diagram showing the correspondence between events and code lengths in variable-length codes.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a variable-length code keying apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the variable length coding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the variable length coding apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a variable-length code keying apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a pixel block for performing a sign in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a data string after scan conversion of the pixel block shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing the data string shown in FIG. 8 summarized into a set of runs and levels.
  • FIG. 10 is a diagram showing level adjustments made to the run and level pairs (events) shown in FIG.
  • variable length coding device includes a scan conversion processing unit 101, a run level totaling unit 102, a level value correction determination unit 103, and a level value correction processing unit. 104 and a code table reference processing unit 105.
  • a scan conversion processing unit 101 receives video data and converts a pixel block to be encoded into one-dimensional data.
  • the run level totaling unit 102 is a level that is the number of consecutive zero data in the one-dimensional data converted by the scan conversion processing unit 101 and the value of a non-zero coefficient that appears next to the continuous outlet data. Are counted.
  • the level value correction determination unit 103 sets in advance a value of a level in which the run value is larger than a preset run threshold among the events that are also run and level force totaled in the run level totaling unit 102. An event smaller than the set level threshold is determined as an event for correcting the level value.
  • the level value correction determination unit 103 does not determine whether or not to perform level value correction from the run value and the level value, and the event does not exist in the variable length code table and level correction is performed. Otherwise, it may be determined that the level correction of the event is performed only when the fixed-length code is performed.
  • the level value correction processing unit 104 performs correction to reduce the absolute value of the level of the event determined to be corrected by the level value correction determination unit 103.
  • the code table reference processing unit 105 refers to the variable length code table in which the event to be encoded is associated with the variable length code, and the level value correction determination unit 103 determines the level value. Variable length codes for events that have been determined not to be corrected and events whose level value has been corrected by the level value correction processing unit 104 are performed.
  • variable length coding apparatus Next, the overall operation of the variable length coding apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 4 is a diagram in which the event in which the sign is to be performed exists in the variable-length code table, that is, whether or not the variable-length code is possible, and the level set in advance. It is a flow chart showing an operation when determining whether or not to perform level correction depending on whether or not it is smaller than a threshold LevelT h.
  • the run level totaling unit 102 extracts the top data of the pixel block and starts variable length coding processing (step Al). Then, the run level totaling unit 102 obtains the run and level from the extracted data and the number of preceding zero data (step A2).
  • the level value correction determination unit 103 checks whether or not an event composed of the obtained run and the level column exists in the encoding table (step A3).
  • the code table reference processing unit 105 performs variable length code processing according to the code table (step A8). If the event does not exist in the sign table, the level value correction determination unit 103 checks whether or not the absolute value of the level is smaller than the level threshold LevelTh prepared in advance (step A4). If the absolute value of the level is greater than Level Th, the level value is not corrected for the event, and an escape code followed by a fixed-length code is output in step A8.
  • the level value correction processing unit 104 checks whether the level value is positive or negative (step A5). If the level value is positive, the level value correction processing unit 104 subtracts 1 from the level value (step A6). If the level value is negative, the level value correction processing unit 104 adds 1 to the level value (step A7). Then, the corrected level value and the event that is the value of the run obtained previously are encoded in the code table reference processing unit 105 (step A8).
  • step A9 it is checked whether or not all data in the pixel block has been encoded. If encoding of all data has not been completed, the run level totaling unit 102 resets the run and level values to zero for the sign of the subsequent data (step A10).
  • step All the next data is extracted in accordance with the determined scanning order (step All), and the run level totaling unit 102 checks whether this data is zero (step A12). If the data value is zero, the run level tabulation unit 102 adds 1 to the run value. Calculate and return to Step Al l (Step Al 3). If the data value is not zero, the run-level tabulation unit 102 uses this value as a level value and returns to step A2 (step A14). If the signing of all data is completed, the signing process for the pixel block is completed.
  • the event to be performed does not exist in the variable length code table and the fixed length is not present. If the absolute value of the level is smaller than the level threshold Levelvel, the force is also corrected by correcting the absolute value of the level to be smaller by 1. By correcting the level value, the corrected event may be present in the code table. In this case, the variable length code can be obtained by correcting the code with a small code amount. Can be
  • the correction Since the correction is encoded as an event different from the original event, an error occurs during correction. However, the correction is performed in a place where the level absolute value is small and the run is large, that is, relatively. Since the level is high and low in the frequency domain and is performed only in a place, the error caused by the correction is difficult to be perceived by the human eye.
  • the generated code amount can be suppressed by the level correction, it is possible to assign the suppressed code amount to the code sign of the subsequent data after the corrected place. The image quality will be improved.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the variable-length code display device according to the first embodiment described above.
  • the level correction is performed when the event to be encoded does not exist in the variable length code table and the level value is smaller than the level threshold LevelTh.
  • whether or not the run value of the event to be performed is larger than the run threshold value RunTh, and whether or not the level is smaller than a preset level threshold value LevelTh. Whether or not to perform level correction is determined.
  • variable length coding apparatus [0042] Next, the operation of the variable length coding apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the configuration of the variable length coding apparatus according to this embodiment is the same as that of the variable length coding apparatus shown in FIG. 3, and will be described with reference to the reference numerals in FIG.
  • the run level totaling unit 102 also obtains the run and level for the extracted data and the number of preceding zero data (step B2).
  • the level value correction determination unit 103 checks whether or not the obtained run is larger than a prepared run threshold value RunTh (step B3). If the run is smaller than RunTh, the code table reference processing unit 105 performs variable length encoding or fixed length code encoding according to the code key table (step B8). If the run is greater than the run threshold RunTh, the level value corrected version wisdom unit 103 checks whether the absolute value of the level is less than the prepared level threshold LevelTh (step B4). If the absolute value of the level is greater than the level threshold Levelvel, the level value is not corrected, and the code table reference processing unit 105 refers to the variable length code table and performs variable length encoding or fixed length encoding. (Step B8).
  • the level value correction processing unit 104 checks whether the level value is positive or negative (step B5). If the level value is positive, the level value correction processing unit 104 subtracts 1 from the level value (step B6). If the level value is negative, the level value correction processing unit 104 adds 1 to the level value (step B7). Then, the corrected level value and the event that is the previously obtained run value are encoded by the code table reference processing unit 105. (Step B8)
  • step B9 it is checked whether or not all data in the pixel block has been signed (step B9). And if the sign of all data is not complete, the run level totaling unit 1 02 resets the run and level values to zero for encoding the subsequent data (step B10).
  • step B11 the next data is extracted in accordance with the determined scanning order (step B11), and the run-level totaling unit 102 checks whether this data is zero (step B12). If the data value is zero, the run-level tabulation unit 102 adds 1 to the run value and returns to step B11 (step B13). If the value of the data is not zero, the run level totaling unit 102 sets this value as the level value and returns to Step B2 (Step B14). If the encoding of all data is completed, the encoding process for the pixel block is terminated.
  • the absolute value of the level of the event to be performed is smaller than the level threshold Levelvel.
  • the run value is greater than the run threshold, correct the force so that the absolute value of the level is reduced by 1 and perform a force sign.
  • the code length of the event after correction may be shorter than the event before correction. In this case, it is possible to encode with a smaller code amount by correcting.
  • the correction Since the correction is encoded as an event different from the original event, an error occurs at the time of correction. However, the correction is performed in a place where the level absolute value is small and the run is large, that is, relatively. Since the level is high and small in the frequency domain and is performed only in a place, the error caused by the correction becomes difficult to be perceived by human eyes.
  • the generated code amount can be suppressed by the level correction, it is possible to assign the suppressed code amount to the sign of the subsequent data after the corrected place. The image quality will be improved.
  • variable length coding apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
  • the third embodiment of the present invention shows a specific configuration for a case where the variable-length encoding method shown in the first and second embodiments described above is executed by a computer system.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a computer system according to the third embodiment of the present invention.
  • This computer system is equipped with a program control processor 401.
  • the program control processor 401 is connected to a program memory 402 storing a necessary program and a code table memory 413.
  • the program module stored in the program memory 402 includes scan conversion processing 414, run level totaling processing 415, level value correction determination processing 416, level value correction processing 417, and code table reference processing. It is composed of programs for realizing 418.
  • the main program is a main program that executes variable-length codes.
  • Scan conversion processing 4 14, run level tabulation processing 415, level value correction determination processing 416, level value correction processing 417, code table reference processing 418 program modules are the scan conversion processing section 101 shown in FIG.
  • Each of the unit 102, the level value correction determination unit 103, the level value correction processing unit 104, and the code table reference processing unit 105 is functionally realized.
  • the program control processor 401 By executing the main program and each functional module by the program control processor 401, the variable length code according to the present invention is executed.
  • variable length code encoding method may be applied to a moving image compression method based on, for example, the MPEG-2 algorithm, but of course the present invention. Is not limited to such a case. Needless to say, the present invention is applicable to all methods as long as the variable-length code is used.
  • variable length code based on the combination of run and level shall have the code length shown in Fig.2.
  • level correction is performed when the absolute level value is smaller than 2 and the run is larger than 17.
  • the pixel blocks are scanned in the zigzag scan order shown in FIG. 1, and converted into one-dimensional data as shown in FIG.
  • This one-dimensional data can be expressed as a combination of run and level, as shown in Fig. 9.
  • the combination of run and level after level correction is as shown in Fig. 10.
  • the code amount required to code this pixel block is 71 (14 + 14 + 5 + 13 + 8 + 17) bits, and the code amount for 24 bits can be suppressed. Because there is a corrected event, an error will occur in this pixel block, but the suppressed code amount for 24 bits can be used for the subsequent code, so the image quality of the entire video Will improve.

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Abstract

　ランレベル集計部（１０２）は、１次元データに変換された信号における連続するゼロデータの個数であるランと、連続したゼロデータの次に現れる非ゼロの係数の値であるレベルを集計する。レベル値補正判定部（１０３）は、集計されたランおよびレベルからなる事象のうち、ランの値が予め設定されたラン閾値より大きく、レベルの値が予め設定されたレベル閾値より小さい事象をレベル値の補正を行う事象として決定する。レベル値補正処理部（１０４）は、レベル値の補正を行うと決定された事象のレベルの絶対値を小さくする補正を行う。符号テーブル参照処理部（１０５）は、可変長符号テーブルを参照して、レベル値補正後の事象の可変長符号化を行う。

Description

明 細 書
可変長符号化方法、装置およびプログラム
技術分野
[0001] 本発明は、ビデオ符号ィ匕技術に関し、特に入力された画像ブロックを可変長符号 により符号化するための可変長符号化方法、装置及びそのプログラムに関する。 背景技術
[0002] 動画像信号を記録、あるいは伝送する際の圧縮符号化では、符号化効率を高める ために、可変長符号ィ匕が用いられている。可変長符号化は、信号の発生確率の偏り を利用して情報量を削減する方法であり、発生確率が高い情報には短い符号語を割 り当て、発生確率が低!ヽ情報には長 ヽ符号語を割り当てる。 MPEG (Moving Pict ure Experts Group)をはじめとする映像符号ィ匕方式ではこの可変長符号ィ匕が広 く利用されている。
[0003] このような映像符号ィ匕方式では、映像信号は、動き補償予測、離散コサイン変換、 量子化処理され、水平方向 8画素、垂直方向 8画素のブロックを単位として可変長符 号化されることが一般的である。
[0004] 2次元配列であるブロックデータは、例えば図 1に示されるような決められた走査順 序にしたがって 1次元データに並び替えられる。
[0005] この 1次元のデータ列から、連続するゼロデータの個数であるラン (Run)と、連続す るゼロデータの次に現れる非ゼロの係数の値であるレベル（Level)の組合せを生成 する。このランとレベルとからなる各事象に対して、符号テーブルを参照して符号ィ匕 する。符号テーブルは、各事象に可変長符号を割り当てたものであり、あらかじめ用
Figure imgf000003_0001
[0006] しかし、映像の符号ィ匕においては事象の種類が多く存在するため、すべての事象 の可変長符号を用意しないことが一般的である。つまり、事象の発生頻度が高いもの だけに可変長符号を持たせ、事象の発生頻度が低いものは可変長符号ィ匕せずに固 定長符号化により符号化する。この場合、ランとレベルのそれぞれを固定長符号ィ匕 する。 [0007] このように固定長符号ィ匕が行われた場合には、可変長符号ィ匕による符号と区別す る必要があるため、符号が固定長符号であることを表すための特別な符号をランとレ ベルの固定長符号の前に付加する。この特別な符号はエスケープコードと呼ばれる
[0008] したがって固定長符号で符号化された場合、その事象の符号長はランの符号の符 号長とレベルの符号の符号長とエスケープコードの符号長を合計したものとなる。
[0009] 図 2は MPEG— 2方式で採用されて ヽる可変長符号を行おうとする事象と符号長 の対応を示したものである。ランとレベルの値が小さいほど短い符号長になるような符 号テーブルになっている。例えば、ランの値が 2で、レベルの値力 の事象の場合、 1 3ビットの符号長の符号により符号ィ匕されることになる。
[0010] そして、図 2中にて符号長が記載されていないランとレベルの組合せに対しては固 定長符号が用いられる。例えば MPEG— 2方式ではエスケープコードに 6ビット、ラン に 6ビット、レベルに 12ビット、合計 24ビットを使い固定長符号ィ匕される。
[0011] したがって固定長符号が用いられる事象では、可変長符号が用いられる事象よりも 符号長が長くなる。また、可変長符号が用いられる事象においても発生頻度が低い 事象は符号長が長くなる。しかし、このような符号長が長い事象が多く発生すると、符 号化効率が低下して符号化後の画質が低下する。
[0012] 上記のような可変長符号と固定長符号が混在する符号化方式において、符号長が 長くなる固定長符号の発生を抑制する方法の一例が、特開 2003-18601号公報、 特開平 10-174102号公報に記載されている。
[0013] 特開 2003-18601号公報に記載されている符号ィ匕方法では、符号テーブルに記 載されていない事象が出現したとき、一定の規則にした力 Sいランおよびレベル値を変 換し、再度符号テーブルを参照し可変長符号化することで効率的に可変長符号化を おこなう。
[0014] 特開平 10-174102号公報に記載されている符号ィ匕方法では、長い符号長の符号 の発生量が一定量を超えたら、それ以降符号を発生させな 、ようにすることで符号量 増加を抑制する。
発明の開示 [0015] 上述した従来の符号化方法では、下記のような問題点があった。
[0016] (1)特開 2003-18601号公報で開示されている方法を用いる場合、この方法を符 号ィ匕方式の機能の一部として定義する必要があり、 MPEG— 2など既存の符号ィ匕方 式には適用できないという問題がある。
[0017] (2)特開平 10-174102号公報で開示されている方法を用いた場合、符号化自体 を省略するため、符号ィ匕後の映像は画質の劣化が目立つものになってしまうという問 題がある。
[0018] 本発明の目的は、画質の劣化を目立たせることなぐ長い符号長の符号の発生を 抑制し、符号ィ匕効率を向上させ、結果として平均的な画質を向上させることが可能な 可変長符号化方法、装置およびプログラムを提供することである。
[0019] 上記目的を達成するために、本発明は、入力された画像ブロックを可変長符号によ り符号ィ匕するための可変長符号ィ匕装置であって、
符号ィヒを行おうとする画素ブロックを 1次元データに変換する走査変換処理部と、 前記走査変換処理部により変換された 1次元データにおける連続するゼロデータ の個数であるランと、連続したゼロデータの次に現れる非ゼロの係数の値であるレべ ルを集計するランレベル集計部と、
前記ランレベル集計部において集計されたランおよびレベルカゝらなる事象のうち、 ランの値が予め設定されたラン閾値より大きぐレベルの値が予め設定されたレベル 閾値より小さい事象をレベル値の補正を行う事象として決定するレベル値補正判定 部と、
前記レベル値補正判定部によりレベル値の補正を行うと決定された事象のレベル の絶対値を小さくする補正を行うレベル値補正処理部と、
符号ィ匕を行おうとする事象と可変長符号とが対応付けられている可変長符号テー ブルを参照して、前記レベル値補正判定部によりレベル値の補正を行わな ヽと判定 された事象および前記レベル値補正処理部によりレベル値の補正が行われた事象 の可変長符号ィ匕を行う符号テーブル参照処理部とを備えている。
[0020] また、前記レベル値補正判定部は、前記事象が前記可変長符号テーブルに存在 せず、レベル補正を行わないと固定長符号ィ匕が行われる場合にのみ、当該事象のレ ベル値補正を行うものと決定するようにしてもよい。
[0021] さらに、前記レベル値補正処理部は、補正後のレベルの絶対値が補正前のレベル の絶対値より 1小さくなるようなレベル値の補正を行うようにしてもょ 、。
[0022] 本発明によれば、レベル値が小さぐランの値が大きい事象については、レベルの 絶対値が小さくなるようにレベル値の補正を行うようにして力も符号ィ匕を行うようにして いる。レベル値の補正を行うことにより、補正前は可変長符号テーブルに存在しなか つたため固定長符号に符号化されてしまっていた事象が、補正後は可変長符号テー ブルに存在するようになれば可変長符号により符号ィ匕されることになる。そのため、 少ない符号量での符号ィ匕が可能となる。また、レベル値を補正する事象は、レベル 絶対値が小さぐランの値が大きい事象のみを対象とし、比較的高い周波数領域でレ ベルが小さい場所でのみ行われるようにしているので、補正によって生じる誤差は、 人間の目には感知し難いものとなる。そして、レベル補正により発生符号量を抑制で きるので、補正した場所以降では抑制した分の符号量を以降のデータの符号ィ匕に割 り当てることが可能になるので符号ィ匕後の平均的な画質は向上することになる。
[0023] つまり、本発明によれば、人の目にっきにくい長い符号長の符号の発生を抑制し、 その分の符号量を他の部分の符号ィ匕に割り当てることができるため、高画質な映像 符号ィ匕ができると!、う効果を得ることができる。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]画素ブロック内の各データの走査順を示す図である。
[図 2]可変長符号ィ匕における事象と符号長の対応を示す図である。
[図 3]本発明の第 1の実施形態の可変長符号ィ匕装置の構成を示すブロック図である。
[図 4]本発明の第 1の実施形態の可変長符号ィヒ装置の動作を示すフローチャートで ある。
[図 5]本発明の第 2の実施形態の可変長符号ィヒ装置の動作を示すフローチャートで ある。
[図 6]本発明の第 3の実施形態の可変長符号ィ匕装置の構成を示すブロック図である。
[図 7]本発明の実施例において符号ィ匕を行う画素ブロックを示す図である。
[図 8]図 7に示した画素ブロックの走査変換後のデータ列を示す図である。 [図 9]図 8に示したデータ列をランとレベルの組にまとめたものを示す図である。
[図 10]図 9に示したランとレベルの組 (事象）に対してレベル調整を行ったものを示す 図である。
発明を実施するための最良の形態
[0025] 次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[0026] (第 1の実施形態）
先ず、本発明の第 1の実施形態の可変長符号化装置について説明する。図 3を参 照すると、本発明の第 1の実施形態の可変長符号化装置は、走査変換処理部 101と 、ランレベル集計部 102と、レベル値補正判定部 103と、レベル値補正処理部 104と 、符号テーブル参照処理部 105とから構成されている。
[0027] 走査変換処理部 101は、映像データを入力し、符号ィ匕を行おうとする画素ブロック を 1次元データに変換する。ランレベル集計部 102は、走査変換処理部 101により変 換された 1次元データにおける連続するゼロデータの個数であるランと、連続したゼ 口データの次に現れる非ゼロの係数の値であるレベルを集計する。
[0028] レベル値補正判定部 103は、ランレベル集計部 102において集計されたランおよ びレベル力もなる事象のうち、ランの値が予め設定されたラン閾値より大きぐレベル の値が予め設定されたレベル閾値より小さい事象をレベル値の補正を行う事象として 決定する。なお、レベル値補正判定部 103は、ランの値とレベルの値とからレベル値 補正を行うか否かの判定を行うようにせずに、事象が可変長符号テーブルに存在せ ず、レベル補正を行わないと固定長符号ィ匕が行われる場合にのみ、当該事象のレべ ル値補正を行うものと決定するようにしてもよい。
[0029] レベル値補正処理部 104は、レベル値補正判定部 103によりレベル値の補正を行 うと決定された事象のレベルの絶対値を小さくする補正を行う。
[0030] 符号テーブル参照処理部 105は、符号化を行おうとする事象と可変長符号とが対 応付けられて 、る可変長符号テーブルを参照して、レベル値補正判定部 103により レベル値の補正を行わないと判定された事象およびレベル値補正処理部 104により レベル値の補正が行われた事象の可変長符号ィ匕を行う。
[0031] 次に、本実施形態の可変長符号化装置の全体の動作について図 4のフローチヤ一 トを参照して詳細に説明する。
[0032] 図 4は、符号ィ匕を行おうとする事象が可変長符号テーブルに存在するカゝ、つまり可 変長符号ィ匕が可能力どうかと 、うことと、レベルが予め設定されたレベル閾値 LevelT hより小さいか否かによりレベル補正を行うかどうかを決定する場合の動作を示すフロ 一チャートである。
[0033] まず、ランレベル集計部 102は、画素ブロックの先頭のデータを抽出し、可変長符 号化処理を開始する (ステップ Al)。そして、ランレベル集計部 102は、抽出データと 、先行するゼロデータの個数から、ランとレベルを求める（ステップ A2)。
[0034] 次に、レベル値補正判定部 103は、求めたランとレベルカゝら構成される事象が符号 化テーブルに存在するかどうかを調べる (ステップ A3)。そして、符号テーブル参照 処理部 105では、事象が符号ィ匕テーブルに存在する場合は符号ィ匕テーブルに従い 可変長符号ィ匕をおこなう（ステップ A8)。事象が符号ィ匕テーブルに存在しない場合は 、レベル値補正判定部 103において、レベルの絶対値があらかじめ用意されたレべ ル閾値 LevelThより小さいかどうかを調べる（ステップ A4)。レベルの絶対値が Level Thより大きい場合、その事象についてはレベル値の補正が行われず、ステップ A8に てエスケープコードとそれに続く固定長符号力もなる符号を出力する。
[0035] レベルの絶対値力 LevelThより小さい場合は、レベル値補正処理部 104において 、レベルの値の正負を調べる（ステップ A5)。そして、レベルの値が正の場合、レベル 値補正処理部 104は、レベルの値を 1減算する（ステップ A6)。また、レベルの値が 負の場合、レベル値補正処理部 104は、レベルの値を 1加算する（ステップ A7)。そ して、補正されたレベルの値と、先に求めたランの値力 なる事象は、符号テーブル 参照処理部 105において符号ィ匕される (ステップ A8)。
[0036] 次に、画素ブロック内のすべてのデータが符号化されたかどうかが調べられる（ステ ップ A9)。そして、すべてのデータの符号化が完了していなければ、ランレベル集計 部 102は、後続データの符号ィ匕のためにランとレベルの値をゼロにリセットする (ステ ップ A10)。次に、定められた走査順序にしたがって次のデータが抽出され (ステップ Al l)、ランレベル集計部 102において、このデータがゼロかどうかが調べられる（ス テツプ A12)。データの値がゼロの場合は、ランレベル集計部 102は、ランの値を 1加 算してステップ Al lに戻る（ステップ Al 3)。データの値がゼロでない場合は、ランレ ベル集計部 102は、この値をレベル値としてステップ A2に戻る（ステップ A14)。すべ てのデータの符号ィ匕が完了して 、れば、その画素ブロックの符号ィ匕処理は終了する
[0037] この図 4に示したフローチャートによる処理が行われることにより、本実施形態の可 変長符号化装置では、符号ィ匕を行おうとする事象が可変長符号テーブルに存在せ ずに固定長符号となってしまう場合であって、かつ、レベルの絶対値がレベル閾値 L evelThより小さい場合に、レベルの絶対値が 1小さくなるように補正して力も符号ィ匕 をおこなう。レベル値を補正することにより、補正後の事象が符号ィ匕テーブルに存在 するようになる場合があり、この場合、補正したことにより、可変長符号ィ匕が可能になり 少な 、符号量で符号化できる。
[0038] 補正したことにより、本来の事象とは異なる事象として符号化されるため、補正時に 誤差が発生することになるが、補正はレベル絶対値が小さぐランが大きい場所、つ まり比較的高 、周波数領域でレベルが小さ 、場所でのみおこなわれるので、補正に よる生じる誤差は、人間の目には感知し難いものとなる。
[0039] そして、レベル補正により発生符号量を抑制できるので、補正した場所以降では抑 制した分の符号量を以降のデータの符号ィ匕に割り当てることが可能になるので符号 化後の平均的な画質は向上することになる。
[0040] なお、図 4に示したフローチャートでは、ランの値の大きさを判定することなくレベル 値補正を行うか否かの判定を行っている。しかし、ランの値が小さいほどその事象は 可変長テーブルに存在する可能性が高いため、ある事象が可変長符号テーブルに 存在せず、レベルの絶対値がレベル閾値よりも小さい場合、必然的にランの値はある 値より大きな値となる。そのため、符号ィ匕を行おうとする事象が可変長符号テーブル に存在するか否かを判定することにより、間接的にはランの値の大きさを判定してい ることになる。
[0041] (第 2の実施形態）
次に、本発明の第 2の実施形態の可変長符号化装置について説明する。上記で説 明した第 1の実施形態の可変長符号ィ匕装置の動作を説明する図 4のフローチャート では、符号化を行うとする事象が可変長符号テーブルに存在せず、かつ、レベルの 値がレベル閾値 LevelThより小さい場合にレベル補正を行うようにしていた。本実施 形態の可変長符号化装置では、符号ィ匕を行おうとする事象のランの値がラン閾値 Ru nThより大きいか否かということと、レベルが予め設定されたレベル閾値 LevelThより 小さいか否かによりレベル補正を行うかどうかを決定するようにする。
[0042] 次に、図 5のフローチャートを参照して本実施形態の可変長符号ィ匕装置の動作に ついて説明する。本実施形態の可変長符号化装置の構成についても、図 3に示した 可変長符号化装置と同様な構成であるため、図 3中の符号を参照して説明を行う。
[0043] まず、画素ブロックの先頭のデータを抽出し、可変長符号ィ匕処理を開始する (ステツ プ Bl)。次に、ランレベル集計部 102は、抽出データと、先行するゼロデータの個数 力も、ランとレベルを求める（ステップ B2)。
[0044] 次に、レベル値補正判定部 103は、求めたランがあらカゝじめ用意されたラン閾値 Ru nThより大きいかどうかを調べる（ステップ B3)。そして、ランが RunThより小さい場合 は、符号テーブル参照処理部 105は、符号ィ匕テーブルに従い可変長符号化、もしく は固定長符号ィ匕をおこなう（ステップ B8)。ランがラン閾値 RunThより大きい場合は、 レベル値補正版知恵部 103は、レベルの絶対値があら力じめ用意されたレベル閾値 LevelThより小さいかどうかを調べる（ステップ B4)。レベルの絶対値がレベル閾値 L evelThより大きい場合、レベル値の補正は行われず、符号テーブル参照処理部 10 5は、可変長符号テーブルを参照して、可変長符号化もしくは固定長符号化をおこな う（ステップ B8)。
[0045] そして、レベルの絶対値がレベル閾値 LevelThより小さい場合は、レベル値補正処 理部 104は、レベルの値の正負を調べる（ステップ B5)。そして、レベルの値が正の 場合、レベル値補正処理部 104は、レベルの値を 1減算する（ステップ B6)。また、レ ベルの値が負の場合、レベル値補正処理部 104は、レベルの値を 1加算する（ステツ プ B7)。そして、補正されたレベルの値と、先に求めたランの値力 なる事象は、符号 テーブル参照処理部 105にお 、て符号化される。（ステップ B8)
次に、画素ブロック内のすべてのデータが符号ィ匕されたかどうかを調べる（ステップ B9)。そして、すべてのデータの符号ィ匕が完了していなければ、ランレベル集計部 1 02は、後続データの符号化のためにランとレベルの値をゼロにリセットする（ステップ B10)。次に、定められた走査順序にしたがって次のデータを抽出し (ステップ B11) 、ランレベル集計部 102において、このデータがゼロかどうかを調べる（ステップ B12) 。データの値がゼロの場合は、ランレベル集計部 102は、ランの値を 1加算してステツ プ B11に戻る（ステップ B13)。データの値がゼロでない場合は、ランレベル集計部 1 02は、この値をレベル値としてステップ B2に戻る（ステップ B14)。すべてのデータの 符号化が完了して 、れば、その画素ブロックの符号ィ匕処理を終了する。
[0046] この図 5に示したフローチャートによる処理が行われることにより、本実施形態の可 変長符号化装置では、符号ィ匕を行おうとする事象のレベルの絶対値がレベル閾値 L evelThより小さぐかつ、ランの値がラン閾値より大きい場合に、レベルの絶対値が 1 小さくなるように補正して力 符号ィ匕をおこなう。レベル値を補正することにより、補正 後の事象が補正前の事象よりも符号長が短くなる場合がある。この場合、補正したこ とにより、より少ない符号量で符号化できる。
[0047] 補正したことにより、本来の事象とは異なる事象として符号化されるため、補正時に 誤差が発生することになるが、補正はレベル絶対値が小さぐランが大きい場所、つ まり比較的高 、周波数領域でレベルが小さ 、場所でのみおこなわれるので、補正に よる生じる誤差は、人間の目には感知しづらいものとなる。
[0048] そして、レベル補正により発生符号量を抑制できるので、補正した場所以降では抑 制した分の符号量を以降のデータの符号ィ匕に割り当てることが可能になるので符号 化後の平均的な画質は向上することになる。
[0049] (第 3の実施形態）
次に、本発明の第 3の実施形態の可変長符号化装置について図 6を参照して詳細 に説明する。
[0050] 本発明の第 3の実施形態は、上述した第 1、第 2の実施形態に示される可変長符号 化方法をコンピュータシステムにより実行する場合についての具体的な構成を示した ものである。図 6は、本発明の第 3の実施形態におけるコンピュータシステムを示すブ ロック図である。
[0051] このコンピュータシステムには、プログラム制御プロセッサ 401が装備されている。プ ログラム制御プロセッサ 401には、入力データバッファ 411および出力データバッファ 412の他に、必要なプログラムを格納したプログラムメモリ 402と符号テーブルメモリ 4 13が接続されている。
[0052] プログラムメモリ 402に格納されるプログラムモジュールは、メインプログラムの他に 、走査変換処理 414、ランレベル集計処理 415、レベル値補正判定処理 416、レべ ル値補正処理 417、符号テーブル参照処理 418を実現するためのプログラムにより 構成される。
[0053] メインプログラムは、可変長符号ィ匕を実行する主プログラムである。走査変換処理 4 14、ランレベル集計処理 415、レベル値補正判定処理 416、レベル値補正処理 417 、符号テーブル参照処理 418のプログラムモジュールは、図 3に示した走査変換処 理部 101、ランレベル集計部 102、レベル値補正判定部 103、レベル値補正処理部 104と、符号テーブル参照処理部 105をそれぞれ機能的に実現する。メインプロダラ ムおよび各機能モジュールをプログラム制御プロセッサ 401で実行することで、本発 明による可変長符号ィ匕が実行される。
[0054] 以上第 1から第 3の実施形態について説明を行ったが、この可変長符号ィ匕方法を 例えば MPEG— 2アルゴリズムに基づく動画像圧縮方法に適用してもよ 、が、勿論 本発明はこのような場合には限定されない。本発明は、可変長符号ィ匕を用いるもの であれば全ての方法に適用可能であることは言うまでもない。
実施例
[0055] 次に、具体的な実施例を用いて本発明の具体的な動作について説明を行う。
[0056] ここでは、図 7に示す画素ブロックのデータが入力されたときの、符号化を考える。ラ ンとレベルの組合せによる可変長符号は、図 2に示した符号長をもつものとする。
[0057] 図 2に記載されていない事象については固定長符号をおこなうものとし、その符号 長は 24ビットであるものとする。また、画素ブロックの符号ィ匕における最後の非ゼロデ ータの後に、その画素ブロックの終端であることをあらわす 2ビットの符号 (EOBコード
)を付加する。
[0058] また、本実施例では固定長符号化となるケースで、レベル絶対値が 2より小さぐか つランが 17より大きい場合にレベル補正をおこなうものとする。 [0059] 画素ブロックは図 1で示されたジグザグスキャン順で走査され、図 8に示したような 1 次元データに変換される。この 1次元データは図 9に示したように、ランとレベルの組 合せであらわすことができる。
[0060] この場合図 9の下段に示されるように、図 2の表と照らし合わせると、この画素ブロッ クを符号化するために 95 (14+ 14 + 5 + 13 + 8 + 17 + 24)ビットの符号量が必要と なる。本実施例ではレベル絶対値が 2より小さぐかつランが 17より大きい場合にレべ ル補正をおこなうため、最後の事象（レベルの値 1、ランの値 19の事象）でレベルの 補正が発生する。本来のレベルが 1であるため、 1減算してこの事象ではレベルがゼ 口となる。
[0061] このようにレベルの補正をおこなったあとのランとレベルの組合せは図 10のようにな り、この画素ブロックを符号ィ匕するために必要となる符号量は 71 (14+ 14 + 5 + 13 + 8 + 17)ビットとなり、 24ビット分の符号量を抑制できる。補正した事象があるため、 この画素ブロックには誤差が発生することになるが、抑制した 24ビット分の符号量を 以降の符号ィ匕のために使うことができるようになるので映像全体の画質は向上するこ とになる。

Claims

請求の範囲
[1] 入力された画像ブロックを可変長符号により符号化するための可変長符号化装置 であって、
符号ィヒを行おうとする画素ブロックを 1次元データに変換する走査変換処理部と、 前記走査変換処理部により変換された 1次元データにおける連続するゼロデータ の個数であるランと、連続したゼロデータの次に現れる非ゼロの係数の値であるレべ ルを集計するランレベル集計部と、
前記ランレベル集計部において集計されたランおよびレベルカゝらなる事象のうち、 ランの値が予め設定されたラン閾値より大きぐレベルの値が予め設定されたレベル 閾値より小さい事象をレベル値の補正を行う事象として決定するレベル値補正判定 部と、
前記レベル値補正判定部によりレベル値の補正を行うと決定された事象のレベル の絶対値を小さくする補正を行うレベル値補正処理部と、
符号ィ匕を行おうとする事象と可変長符号とが対応付けられている可変長符号テー ブルを参照して、前記レベル値補正判定部によりレベル値の補正を行わな ヽと判定 された事象および前記レベル値補正処理部によりレベル値の補正が行われた事象 の可変長符号化を行う符号テーブル参照処理部と、を備えた可変長符号化装置。
[2] 前記レベル値補正判定部は、前記事象が前記可変長符号テーブルに存在せず、 レベル補正を行わないと固定長符号ィ匕が行われる場合にのみ、当該事象のレベル 値補正を行うものと決定する請求項 1記載の可変長符号化装置。
[3] 前記レベル値補正処理部は、補正後のレベルの絶対値が補正前のレベルの絶対 値より 1小さくなるようなレベル値の補正を行う請求項 1記載の可変長符号ィ匕装置。
[4] 前記レベル値補正処理部は、補正後のレベルの絶対値が補正前のレベルの絶対 値より 1小さくなるようなレベル値の補正を行う請求項 2記載の可変長符号ィ匕装置。
[5] 入力された画像ブロックを可変長符号により符号化するための可変長符号化方法 であって、
符号ィ匕を行おうとする画素ブロックを 1次元データに変換するステップと、 前記 1次元データにおける連続するゼロデータの個数であるランと、連続したゼロ データの次に現れる非ゼロの係数の値であるレベルを集計するステップと、 集計されたランおよびレベル力もなる事象のうち、ランの値が予め設定されたラン閾 値より大きぐレベルの値が予め設定されたレベル閾値より小さい事象をレベル値の 補正を行う事象として決定するステップと、
レベル値の補正を行うと決定された事象のレベルの絶対値を小さくする補正を行う ステップと、
符号ィ匕を行おうとする事象と可変長符号とが対応付けられている可変長符号テー ブルを参照して、レベル値の補正を行わな 、と判定された事象およびレベル値の補 正が行われた事象の可変長符号ィ匕を行うステップと、を備えた可変長符号ィ匕方法。
[6] 前記レベル値の補正を行う事象を決定するステップでは、前記事象が前記可変長 符号テーブルに存在せず、レベル補正を行わな!/、と固定長符号ィ匕が行われる場合 にのみ、当該事象のレベル値補正を行うものと決定する請求項 5記載の可変長符号 化方法。
[7] 前記レベルの絶対値を小さくする補正を行うステップでは、補正後のレベルの絶対 値が補正前のレベルの絶対値より 1小さくなるようなレベル値の補正を行う請求項 5記 載の可変長符号化方法。
[8] 前記レベルの絶対値を小さくする補正を行うステップでは、補正後のレベルの絶対 値が補正前のレベルの絶対値より 1小さくなるようなレベル値の補正を行う請求項 6記 載の可変長符号化方法。
[9] 入力された画像ブロックを可変長符号により符号化するための可変長符号化方法 をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
符号化を行おうとする画素ブロックを 1次元データに変換する処理と、
前記 1次元データにおける連続するゼロデータの個数であるランと、連続したゼロ データの次に現れる非ゼロの係数の値であるレベルを集計する処理と、
集計されたランおよびレベル力もなる事象のうち、ランの値が予め設定されたラン閾 値より大きぐレベルの値が予め設定されたレベル閾値より小さい事象をレベル値の 補正を行う事象として決定する処理と、
レベル値の補正を行うと決定された事象のレベルの絶対値を小さくする補正を行う 処理と、
符号ィ匕を行おうとする事象と可変長符号とが対応付けられている可変長符号テー ブルを参照して、レベル値の補正を行わな 、と判定された事象およびレベル値の補 正が行われた事象の可変長符号ィ匕を行う処理とをコンピュータに実行させるための プログラム。
[10] 前記レベル値の補正を行う事象を決定する処理では、前記事象が前記可変長符 号テーブルに存在せず、レベル補正を行わな 、と固定長符号ィ匕が行われる場合に のみ、当該事象のレベル値補正を行うものと決定する請求項 9記載のプログラム。
[11] 前記レベルの絶対値を小さくする補正を行う処理では、補正後のレベルの絶対値 が補正前のレベルの絶対値より 1小さくなるようなレベル値の補正を行う請求項 9記載 のプログラム。
[12] 前記レベルの絶対値を小さくする補正を行う処理では、補正後のレベルの絶対値 が補正前のレベルの絶対値より 1小さくなるようなレベル値の補正を行う請求項 10記 載のプログラム。
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