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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bilddecodierung.
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Stand der
Technik
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Komprimierte
Codierung ist zum effizienten Speichern oder Übertragen eines digitalen Bilds
unbedingt erforderlich. Ein Verfahren, das zur komprimierten Codierung
eines digitalen Bilds verwendet wird, ist die diskrete Kosinus-Transformation
(DCT), die eine herausragende Technologie bei typischen Standards
wie JPEG (Joint Photographic Experts Group) und MPEG (Moving Picture
Experts Group) ist. Darüber
hinaus kommen auch Wellenformcodierungsverfahren wie Codieren mit
unterteilten Bändern,
Wavelet-Transformations-
und Fraktalcodierung als Codierungsverfahren zur Anwendung. Um redundante
Signale zwischen Bildern zu entfernen, wird hauptsächlich eine
Intrabild-Codierung
aufgrund einer räumlichen
Korrelation in einem Stehbild durchgeführt; außerdem wird auch eine Interbild-Codierung
durchgeführt,
bei der eine Interbild-Voraussage durch Bewegungskompensation aufgrund
einer zeitlichen Korrelation zwischen den einzelnen Gruppen von
benachbarten Stehbildern erfolgt und ein erhaltenes Differenzsignal
der Wellenformcodierung unterzogen wird. Mit diesen beiden Verfahren
können
codierte Daten mit einer hohen Komprimierungsrate erhalten werden.
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Bei
der herkömmlichen
Bildcodierung beispielsweise nach dem MPEG-Standard, wird nach dem
DCT-Verfahren o. Ä.
eine Quantisierung durchgeführt,
an die sich eine Codierung mit variabler Wortlänge anschließt. Insbesondere
wird ein Verfahren wie DCT, Codieren mit unterteilten Bändern oder Wavelet
an digitalen Bilddaten durchgeführt
und die mit dem vorgenannten Verfahren erhaltenen Transformationskoeffizienten
werden unter Verwendung einer vorgeschriebenen Quantisierungsskale
quantisiert, um quantisierte Transformationskoeffizienten zu erzeugen,
an denen dann die Codierung mit variabler Wortlänge vorzunehmen ist.
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Die
durch Quantisierung erhaltenen quantisierten Transformationskoeffizienten
werden in einem zweidimensionalen Array angeordnet und jeder Koeffizient
bezeichnet Null oder ungleich Null. Beim Codieren mit variabler
Wortlänge
werden die Koeffizienten (Null und ungleich Null), die in dem zweidimensionalen
Array in einer vorgegebenen Abtast-Reihenfolge angeordnet sind, zickzack-gescannt,
um die Koeffizienten in eine Dimension umzugruppieren, und anschließend werden
Ereignisse aus dem eindimensionalen Koeffizienten-Array erzeugt.
Jedes Ereignis besteht aus einem Run, der eine Anzahl vorhergehender
Null-Koeffizienten bezeichnet, und einem Level, der den Wert eines
Koeffizienten ungleich Null angibt. Dann wird die Codierung durch
Bezugnahme auf eine vorher erstellte Tabelle von Codes mit variabler
Wortlänge
durchgeführt,
in der ein eindeutiger Code mit variabler Wortlänge jedem aus einem Run und
einem Level bestehenden Ereignis zugeordnet wird. Anstelle dieses Verfahrens
kann auch ein anderes Verfahren verwendet werden, beispielsweise
das Verfahren der Zuordnung eines weiteren Codes, der angibt, ob
ein Koeffizient ein letzter Koeffizient ist, oder ein Verfahren
zur Codierung mit Verweis auf eine Tabelle, wo Codes mit variabler
Wortlänge
Ereignissen zugeordnet werden, die jeweils aus einer Gruppe (Run,
Level, Last) bestehen, die durch Addieren eines Last, der angibt,
ob ein Koeffizient ein letzter Koeffizient ist, zu einem Run und
einem Level erhalten wird.
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18 ist
eine Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines herkömmlichen Codierungsverfahrens für ein aus
(Last, Run, Level) bestehenden Ereignis darstellt. Nachstehend wird
das herkömmliche
Codierungsverfahren unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 18 beschrieben.
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Nach
der Initiierung des Prozesses im Schritt 1801 wird ein
j-tes Ereignis als Eingabe-Ereignis, das ein zu verarbeitendes Objekt
ist, eingegeben. Im Schritt 1803 wird ein Vergleich zwischen
diesem Eingabe-Ereignis und einem in einer Tabelle von Codes mit
variabler Wortlänge
enthaltenen Bezugsereignis angestellt.
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Die 19 bis 22 zeigen
ein Beispiel für die
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge, die für das herkömmliche Verfahren des Codierens
mit variabler Wortlänge
verwendet wird. Wie dargestellt, entsprechen in der Tabelle die
jeweils aus (Last, Run, Level) bestehenden Ereignisse einzelnen
Codes. In den Figuren bezeichnet „s" in einer „VLC-CODE"-Zelle Null, wenn der Level positiv
ist, während
es 1 bezeichnet, wenn der Level negativ ist. Wenn Last 0 ist, gibt
es an, dass der betreffende Koeffizient nicht der letzte Koeffizient
ist.
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Im
Schritt 1803 von 18 wird
durch Verweis auf diese Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge ein
Vergleich zwischen dem Eingabe-Ereignis und jedem Bezugsereignis
durchgeführt,
das in der aus (Last, Run, Level) bestehenden Tabelle enthalten
ist. Im Schritt 1804 wird aufgrund dieses Vergleichs entschieden,
ob es ein Bezugsereignis gibt, dessen (Last, Run, Level) identisch
mit dem des Eingabe-Ereignisses ist. Wenn im Schritt 1804 entschieden
wird, dass es ein solches Bezugsereignis gibt, wird Schritt 1805 ausgeführt, während dann,
wenn kein solches Bezugsereignis gefunden wird, Schritt 1806 ausgeführt wird.
Wenn jetzt Schritt 1805 ausgeführt wird, wird ein Code mit
variabler Wortlänge,
der dem Bezugsereignis entspricht, ausgegeben. Dann schließt sich
Schritt 1807 an, der später
beschrieben wird.
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Wenn
jedoch beim Ausführen
von Schritt 1806, das heißt, in dem Fall, dass der (Last,
Run, Level), der mit dem des Ereignisses als zu verarbeitendes Objekt
identisch ist, beim Nachschlagen in der Tabelle von Codes mit variabler
Wortlänge
nicht gefunden werden kann, wird im Schritt 1806 eine Codierung
mit fester Wortlänge
durchgeführt.
Die 23 sind Diagramme, die die Codierung
mit fester Wortlänge
begrifflich darstellen. Wie in den Figuren gezeigt, werden die in 23(a) gezeigten Codes Runs zugeordnet, und die
in 23(b) gezeigten Codes werden
Levels zugeordnet, und diese Codes sind die Ergebnisse der Codierung.
Bei diesem Verfahren der Codierung mit fester Wortlänge wird
ein Steuercode zum Anzeigen, dass ein Codierungsergebnis ein Code
mit fester Wortlänge
ist, so addiert, dass er vor dem Ergebnis der Codierung übertragen
wird, um den durch Codierung mit fester Wortlänge erhaltenen Code von dem
durch Codierung mit variabler Wortlänge erhaltenen Code zu unterscheiden.
Dieser Steuercode wird als „Escape-Sequenz
(ESC)" bezeichnet,
und hier wird der in 22 angegebene Code „0000011" als Steuercode verwendet.
Insbesondere werden bei der Durchführung der Codierung mit fester
Wortlänge
codierte Daten erhalten, die einen 7-Bit-ESC-Code und den Code umfassen,
der nach dem ESC-Code
zugeordnet wird.
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Nach
der Ausführung
von Schritt 1805 oder 1806 wird im nachfolgenden
Schritt 1807 entschieden, ob ein Eingabe-Ereignis, das
als letztes Eingabe-Ereignis verarbeitet wird, ein letztes Eingabe-Ereignis
ist oder nicht. Wenn entschieden wird, dass das Ereignis das letzte
Ereignis ist, wird die Codierung im Schritt 1808 beendet.
Wenn jedoch entschieden wird, dass das Ereignis nicht das letzte
Ereignis ist, wird im Schritt 1809 j um 1 erhöht, und
es erfolgt ein Rücksprung
zum Schritt 1802, mit dem ein nächstes Eingabe-Ereignis in
der gleichen Weise verarbeitet wird. So wird das Verfahren bis zum
letzten Koeffizienten ungleich Null fortgesetzt.
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Wie
vorstehend beschrieben, werden bei der herkömmlichen Bildcodierung Ereignisse
für quantisierte
Transformationskoeffizienten erzeugt und es wird ein Vergleich zwischen
dem Ereignis und einem in einer Tabelle von Codes mit variabler
Wortlänge enthaltenen
Bezugsereignis durchgeführt.
Wenn das passende Ereignis gefunden wird, wird ein aus der Tabelle
stammender Code mit variabler Wortlänge verwendet, während in
dem Fall, dass kein passendes Ereignis gefunden wird, das Ergebnis
der Codierung mit fester Wortlänge,
zu dem ein Steuercode (ESC-Code) addiert wird, verwendet wird.
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In
der Regel wird eine Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge erstellt,
indem die statistische Verteilung unter Verwendung von Zahlenbildern
untersucht wird und den am häufigsten
vorkommenden Ereignissen kürzere
Codes zugeordnet werden, wodurch die Gesamtkomprimierungsrate verbessert wird.
Wenn, wie vorstehend beschrieben, die Codierung nicht unter Verwendung
einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge durchgeführt wird,
wird eine Codierung mit fester Wortlänge durchgeführt und
dadurch die Komprimierungsrate verschlechtert. Es ist daher zweckmäßig, die
Festlegung so vorzunehmen, dass es kaum zur Codierung mit fester Wortlänge kommt.
Wenn bei der in 18 gezeigten herkömmlichen
Bildcodierung im Schritt 1804 entschieden wird, dass es
kein betreffendes Bezugsereignis gibt, wird im Schritt 1806 sofort
die Codierung mit fester Wortlänge
durchgeführt,
was bedeutet, dass der Anteil der Durchführung der Codierung mit variabler
Wortlänge
mit einer besseren Codierungsleistung direkt von dem Anteil bestimmt
wird, in dem ein betreffendes Ereignis in einer Tabelle von Codes
mit variabler Wortlänge
vorliegt.
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Bei
der Bild-Kompressionscodierung ändert sich
jedoch die statistische Verteilung von Koeffizienten mit der Quantisierungsskale,
und es ist klar, dass die Verteilung von Koeffizienten mit einer
hohen Komprimierungsrate erheblich von der mit einer niedrigen Komprimierungsrate
abweicht. Wenn also keine entsprechende Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge für Koeffizienten
als Objekte verwendet wird, verringert sich der Anteil, in dem das
betreffende Ereignis in der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge vorliegt,
und der Anteil der Codierung mit fester Wortlänge erhöht sich, was eine niedrigere
Codierungsleistung zur Folge hat.
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Im
Allgemeinen nimmt bei einer Erhöhung der
Quantisierungsskale die Komprimierungsrate von quantisierten Transformationskoeffizienten
zu, während
das von diesen quantisierten Transformationskoeffizienten abgeleitete
Ereignis meist einen niedrigeren Level-Wert hat. Die in den 19 bis 22 gezeigte
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge enthält zahlreiche Ereignisse mit
niedrigen Level-Werten, denen kurze Codes zugeordnet werden, und
sie ist zur Verwendung in dem Fall geeignet, dass quantisierte Transformationskoeffizienten
mit einer relativ hohen Komprimierungsrate als Verarbeitungsobjekte
verwendet werden. Wenn also die Quantisierungsskale klein ist und
die Komprimierungsrate der quantisierten Transformationskoeffizienten
niedrig ist, haben viele der abgeleiteten Ereignisse große Level-Werte.
So erhöht
sich der Anteil, in dem ein betreffendes Ereignis nicht in der Tabelle
von Codes mit variabler Wortlänge
vorliegt, und den in der Tabelle vorliegenden Ereignissen werden
oft relativ lange Codes zugeordnet, was zu einer erhöhten Bitzahl
des Codierungsergebnisses führt.
Mit anderen Worten, die Verwendung einer Tabelle von Codes mit variabler
Wortlänge,
die für
eine niedrige Komprimierungsrate bei der Codierung mit hoher Komprimierungsrate
ausgelegt ist, hat eine Abnahme der Codierungsleistung zur Folge.
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Wenn,
wie vorstehend beschrieben, keine entsprechend erstellte Tabelle
von Codes mit variabler Wortlänge
für die
Koeffizienten, die die Verarbeitungsobjekte der Codierung mit variabler
Wortlänge sind,
verwendet wird, nimmt der Umfang des Codes zu und es wird keine
Verbesserung der Komprimierungsrate erzielt (was ein Problem der
herkömmlichen
Bildcodierung ist), da keine Codierung mit variabler Wortlänge durchgeführt werden
kann und die Codierung mit fester Wortlänge häufiger durchgeführt wird
und die Anzahl der Bits auch dann zunimmt, wenn die Codierung mit
variabler Wortlänge
durchgeführt
wird.
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Ein
bekanntes Bilddecodierungsverfahren zum Gewinnen eines Codes mit
variabler Wortlänge ist
im Dokument EP-A-0.595.242 dargelegt, das einen vielseitigen Escape-Run-Level-Codierer zur
Verwendung in einer digitalen Videosignal-Verarbeitungsvorrichtung
beschreibt, die Run-Level-Daten und eine eine Escape-Präfix-Sequenz
tragende Escape-Sequenz
und Escape-Sequenzlängendaten
erzeugt. Eine Auswahllogik (28) stellt den Level der Level-Daten
in den Run-Level-Daten fest. Wenn festgestellt wird, dass der Level
im mittleren Bereich liegt, wählen
drei Selektoren (8, 16, 21) Daten mit
Unterlänge,
Daten vom Code-Erweiterer 13, der einen sinnlosen 8-Bit-Code
einfügt,
bzw. Daten vom Code-Verketter 1. Die gewählten Daten
werden in einem zweiten Code-Verketter (30) verkettet,
um einen maßgeschneiderten
Code mit einer Länge
von 36 Bit zu erzeugen, wobei die effektive Datenlänge jedoch z.
B. 20 Bit ist. Wenn festgestellt wird, dass der Level über oder
unter dem mittleren Bereich liegt, wählen die drei Selektoren Daten
mit Überlänge, Daten
aus der Leitung (14), die die Escape-Sequenz überträgt, bzw.
Daten aus einem der beiden Level-Codierer
(23, 24). Die gewählten Daten werden im zweiten
Code-Verketter (30) verkettet, um einen maßgeschneiderten
Code mit einer Länge
von 36 Bit zu erzeugen, wobei die effektive Datenlänge jedoch
z. B. 28 Bit ist.
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Kurze Darstellung
der Erfindung
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In
Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme wird die vorliegende
Erfindung vorgeschlagen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft also ein Bilddecodierungsverfahren
zum Gewinnen eines Codes mit variabler Wortlänge aus kompressionscodierten
Daten, das in den beigefügten
Ansprüchen
definiert ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Codierung
mit variabler Wortlänge
nach einer ersten Ausführungsform,
die dem Verständnis
der vorliegenden Erfindung dient, darstellt.
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2 ist
Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Bildcodierungsvorrichtung
nach dieser Ausführungsform
zeigt.
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Die 3 sind erläuternde Diagramme, die Beispiele
für einen
Code zeigen, der nach dem Verfahren zur Codierung mit variabler
Wortlänge
nach dieser Ausführungsform
transformiert wird.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Bilddecodierungsvorrichtung
nach dieser Ausführungsform
zeigt.
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Decodierung
mit variabler Wortlänge
nach dieser Ausführungsform
darstellt.
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6 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Codierung
mit variabler Wortlänge
nach einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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7 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Decodierung
mit variabler Wortlänge
nach dieser Ausführungsform
darstellt.
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Die 8 sind Ablaufdiagramme, die den Ablauf
eines Verfahrens zur Codierung mit variabler Wortlänge nach
einer dritten Ausführungsform
darstellen.
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9 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Decodierung
mit variabler Wortlänge
nach dieser Ausführungsform
darstellt.
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10 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Codierung
mit variabler Wortlänge
nach einer vierten Ausführungsform
darstellt.
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11 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Decodierung
mit variabler Wortlänge
nach dieser Ausführungsform
darstellt.
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12 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Codierung
mit variabler Wortlänge
nach einer fünften
Ausführungsform
darstellt.
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Die 13 sind Diagramme, die den Zusammenhang
zwischen Quantisierungsskalen und Divisoren, die für den Transformationsprozess
in dem Verfahren zur Codierung mit variabler Wortlänge nach
dieser Ausführungsform
zeigen.
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14 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Decodierung
mit variabler Wortlänge
nach dieser Ausführungsform
darstellt.
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15 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Codierung
mit variabler Wortlänge
nach einer sechsten Ausführungsform darstellt.
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16 ist
ein Blockdiagramm, das die innere Konfiguration eines Codierers
für Codes
mit variabler Wortlänge
zeigt, der in der Bildcodierungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform
enthalten ist.
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17 ist
ein Blockdiagramm, das die innere Konfiguration eines Decodierers
für Codes
mit variabler Wortlänge
zeigt, der in der Bilddecodierungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform
enthalten ist.
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18 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines herkömmlichen Verfahrens zur Codierung mit
variabler Wortlänge
darstellt.
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Die 19 bis 22 sind
Diagramme, die Beispiele für
eine Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge zeigen, die zur Codierung
mit variabler Wortlänge
verwendet wird.
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Die 23 sind Darstellungen zur Erläuterung
des Verfahrens zur Codierung mit fester Wortlänge.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Ausführungsform 1
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Ein
Bildcodierungsverfahren gemäß einer ersten
Ausführungsform
soll die Möglichkeit
der Verwendung einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge durch
Ausführung
der Transformation an Ereignissen, die zu codierende Objekte sind,
erhöhen
und dadurch die Codierungsleistung verbessern.
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1 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Codierung
mit variabler Wortlänge
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist ein
Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Bildcodierungsvorrichtung
zeigt, die die Codierung mit variabler Wortlänge gemäß der ersten Ausführungsform durchführt, und
die 3 sind Diagramme, die Beispiele
für das
Ergebnis der Codierung mit variabler Wortlänge zeigen.
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Zunächst wird
die Bildcodierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
anhand von 2 beschrieben. Wie in der Figur
gezeigt, weist die Bildcodierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
einen ersten Addierer 202, einen Codierer 203,
einen zweiten Addierer 210, einen Codierer für Codes
mit variabler Wortlänge
(VLC) 211, einen Bildspeicher (FM) 213, einen
Bewegungsextraktor (ME) 214 und einen Bewegungskompensator (MC) 215 auf
und empfängt
von einem Eingabeterminal 201 digitale Bilddaten, die Gegenstand
der Codierung sind, und gibt von einem Ausgabeterminal 206 die
codierten Daten aus, die die Ausgangsdaten der Bildcodierungsvorrichtung
sind. Der Codierer 203 enthält eine diskrete Kosinus-Transformationseinheit (DCT) 204 und
einen Quantisierer (Q) 205, und der Decodierer 207 enthält einen
Umkehrquantisierer (IQ) 208 und eine diskrete Umkehr-Kosinus-Transformationseinheit
(IDCT) 209.
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Nachstehend
wird die Funktionsweise der so aufgebauten Bildcodierungsvorrichtung
beschrieben. Zunächst
wird ein zu codierendes Bild, digitale Bilddaten, in das Eingabeterminal 201 eingegeben.
Das zu codierende Bild wird in eine Vielzahl kleiner benachbarter
Bereiche unterteilt. Bei der ersten Ausführungsform wird ein zu codierendes
Bild in eine Vielzahl von benachbarten 16×16-Blöcken unterteilt und die Codierung
erfolgt für
jeden einzelnen Block.
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Ein
Objektblock, der ein Block als zu codierendes Objekt ist, wird über eine
Leitung 216 in den ersten Addierer 202 sowie über eine
Leitung 225 in den Bewegungsextraktor 214 eingegeben.
Der Bildspeicher 213 speichert ein bereits wiederhergestelltes
Bild, was später
beschrieben wird, und der Bewegungsextraktor 214 empfängt das
gespeicherte Bild über
eine Leitung 224 und führt
mit dem Bild als Bezugsbild die Bewegungsextraktion an dem zu codierenden
Objektblock aus, um einen Bewegungsvektor zu erhalten. Bei der Bewegungsextraktion
werden Bewegungsverschiebungsinformationen, die ein Vorhersagesignal
mit minimalem Fehler für
einen zu codierenden Objektblock ergeben, durch Block-Anpassung
oder ein anderes Verfahren erhalten, und die Bewegungsverschiebungsinformationen
werden als Bewegungsvektor verarbeitet. Der Bewegungsextraktor 214 gibt
den Bewegungsvektor an den Bewegungskompensator 215 aus.
Der Bewegungsvektor wird auch über
eine Leitung 228 an den Codierer für Codes mit variabler Wortlänge 211 ausgegeben,
wo er in einen Code mit variabler Wortlänge transformiert wird und
zum Ergebnis der Codierung als Teil der Nebeninformationen addiert
wird.
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Der
Bewegungskompensator 215 verwendet ebenfalls das im Bildspeicher 213 gespeicherte
Bild als Bezugsbild, erzeugt aus diesem Bezugsbild und dem Bewegungsvektor
einen vorhergesagten Block und gibt ihn über eine Leitung 226 an
den ersten Addierer 202 sowie über eine Leitung 227 an
den zweiten Addierer 210 aus. Der erste Addierer 202 leitet eine
Differenz zwischen dem eingegebenen Objektblock und dem eingegebenen
vorhergesagten Block ab, um einen Differenzblock zu erzeugen, und
gibt diesen über
eine Leitung 217 an den Codierer 203 aus.
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Der
Differenzblock wird im Codierer 203 kompressionscodiert.
Bei der ersten Ausführungsform
wird der Differenzblock in die diskrete Kosinus-Transformationseinheit 204 eingegeben
und in Koeffizienten in einem Frequenzbereich transformiert. Die
Koeffizienten in dem Frequenzbereich werden über eine Leitung 218 in
den Quantisierer 205 eingegeben, der unter Verwendung einer
vorgeschriebenen Quantisierungsskale eine Quantisierung durchführt. Wenn
der erste Addierer 202 keine Differenz ableitet, das heißt, wenn
eine Intra-Bildcodierung
erfolgt, wird der Objektblock in den Codierer 203 eingegeben,
wo er in der gleichen Weise wie der Differenzblock verarbeitet wird.
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Quantisierte
Transformationskoeffizienten und die Quantisierungsskale, die für die Quantisierung
verwendet werden, werden vom Quantisierer 205 über eine
Leitung 219 an den Codierer für Codes mit variabler Wortlänge 203 ausgegeben,
wo die Codierung erfolgt, und das Ergebnis der Codierung wird zusammen
mit den Nebeninformationen, die den Bewegungsvektor und die Quantisierungsskale
umfassen, an das Ausgabeterminal 206 ausgegeben. Gleichzeitig
werden die quantisierten Transformationskoeffizienten an den Decodierer 207 ausgegeben,
wo die Erweiterung erfolgt. Bei der ersten Ausführungsform wird im Umkehrquantisierer 208 eine Umkehrquantisierung
unter Verwendung der vorgenannten Quantisierungsskale durchgeführt, und
das Ergebnis wird über
eine Leitung 221 in die diskrete Umkehr-Kosinus-Transformationseinheit 209 eingegeben,
wo räumliche
Bereichsdaten durch diskrete Umkehr-Kosinus-Transformation abgeleitet
werden. Der durch Erweiterung im Decodierer 207 erhaltene Differenzblock
wird über
die Leitung 221 an den zweiten Addierer 210 ausgegeben,
wo ein über
die Leitung 227 übertragener
vorhergesagter Block addiert wird, um einen wiederhergestellten
Block zu erzeugen. Dieser wiederhergestellte Block wird über eine Leitung 222 an
den Bildspeicher 213 ausgegeben und dort gespeichert, um
als Bezugsbild bei der nachfolgenden Codierung verwendet zu werden.
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Bei
der Bildcodierungsvorrichtung der ersten Ausführungsform empfängt der
Codierer für
Codes mit variabler Wortlänge 211 als
Eingangsdaten quantisierte Transformationskoeffizienten und Nebeninformationen,
die die Quantisierungsskale, den Bewegungsvektor usw. umfassen,
und wandelt sie in Codes mit variabler Wortlänge oder Codes mit fester Wortlänge um.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das Diagramm von 1 beschrieben,
wie quantisierte Transformationskoeffizienten vom Codierer für Codes
mit variabler Wortlänge 211 verarbeitet werden.
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Wie
bei der Erläuterung
des Standes der Technik beschrieben, werden Transformationskoeffizienten
als zweidimensionales Array erhalten, das aus Null-Koeffizienten und
Koeffizienten ungleich Null besteht. Bei diesem zweidimensionalen
Array wird eine Umgruppierung in einer festgelegten Reihenfolge
(im Zickzack) durchgeführt,
um ein eindimensionales Array zu erhalten, und es werden Ereignisse
erzeugt, die jeweils aus einer Anzahl von fortschreitenden Null-Koeffizienten
(Run) und einem Wert der Koeffizienten ungleich Null (Level) bestehen.
Dann wird Last addiert, der die Informationen umfasst, die angeben,
ob ein durch Level dargestellter Transformationskoeffizient der
letzte Koeffizient in einem Block ist oder nicht. Ein so erzeugtes
Ereignis, das aus (Last, Run, Level) besteht, wird als Eingabe-Ereignis
behandelt, das ein vom Codierer für Codes mit variabler Wortlänge 211 zu
verarbeitendes Objekt ist.
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Nach
der Initiierung des Prozesses im Schritt 101 wird im Schritt 102 ein
j-tes Ereignis erhalten. Im Schritt 103 wird ein Vergleich
zwischen dem Eingabe-Ereignis und einem Bezugsereignis durchgeführt, das
in einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge im Codierer für Codes
mit variabler Wortlänge 211 vorliegt.
Für die
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge werden die herkömmlich benutzten
Tabellen der 19 bis 22 verwendet,
und der Vergleich wird mit jedem Bezugsereignis, das in der Tabelle
enthalten ist und aus (Last, Run, Level) besteht, durchgeführt.
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Im
Schritt 104 wird entschieden, ob ein Bezugsereignis mit
einem passenden (Last, Run, Level) im vorstehenden Vergleichsprozess
vorhanden ist oder nicht. Wenn im Schritt 104 entschieden
wird, dass das Bezugsereignis vorhanden ist, wird Schritt 105 ausgeführt, und
wenn es nicht vorhanden ist, wird Schritt 106 ausgeführt. Wenn
jetzt Schritt 105 ausgeführt wird, wird ein Code mit
variabler Wortlänge,
der dem Bezugsereignis entspricht, ausgeführt, und danach wird Schritt 111 ausgeführt.
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Wenn
jedoch Schritt 106 ausgeführt wird, wird an dem im Eingabe-Ereignis
enthaltenen Level eine Transformation unter Verwendung einer festgelegten
Funktion ausgeführt,
um ein transformiertes Eingabe-Ereignis zu erzeugen. Im anschließenden Schritt 107 wird
wie bei Schritt 103 ein Vergleich zwischen dem transformierten
Eingabe-Ereignis und einem Bezugsereignis durchgeführt. Im
anschließenden
Schritt 108 wird festgestellt, ob ein passendes Bezugsereignis
vorhanden ist oder nicht, und wenn ein solches Bezugsereignis vorhanden
ist, wird Schritt 110 ausgeführt, und wenn keines vorhanden ist,
wird Schritt 109 ausgeführt.
Wenn jetzt Schritt 110 ausgeführt wird, wird das Ergebnis
der Codierung ausgegeben, das der Code mit variabler Wortlänge ist,
der dem Bezugsereignis entspricht, zu dem ein vorher eindeutig festgelegter
zweiter Steuercode addiert wird. Daran schließt sich Schritt 111 an.
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Wenn
jedoch Schritt 109 ausgeführt wird, wird das Eingabe-Ereignis
dem in den 23 gezeigten Codierungsverfahren
unterzogen, um einen Code mit fester Wortlänge zu erzeugen. Dann wird ein
Codierungsergebnis ausgegeben, das der Code mit fester Wortlänge ist,
zu dem ein erster Steuercode, der vom zweiten Steuercode unterscheidbar ist,
addiert wird.
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Wenn
entweder Schritt 110 oder Schritt 109 ausgeführt wird,
wird in einem anschließenden Schritt 111 festgestellt,
ob ein verarbeitetes Eingabe-Ereignis ein letztes Eingabe-Ereignis
ist oder nicht, und wenn das Ereignis das letzte ist, wird der Codierungsprozess
im Schritt 112 beendet. Wenn das Ereignis jedoch nicht
das letzte ist, wird im Schritt 113 j um 1 erhöht, und
es erfolgt ein Rücksprung
zum Schritt 102, wodurch ein nächstes Eingabe-Ereignis auf
die gleiche Weise verarbeitet wird. So wird das Verfahren bis zum
letzten Koeffizienten ungleich Null fortgeführt.
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Bei
der ersten Ausführungsform
wird eine Deduktion eines Offset-Werts mit einem festgelegten Wert
als festgelegte Funktion zum Erhalten eines transformierten Eingabe-Ereignisses aus dem
Eingabe-Ereignis durchgeführt.
Insbesondere wird ein transformiertes Eingabe-Ereignis durch Deduktion
eines Offsets vom Wert des Levels des Eingabe-Ereignisses abgeleitet. Vorzugsweise
wird ein Offset vom Absolutwert des Levels deduziert und dann ein
Zeichencode des Levels (positiv oder negativ) angehängt. Der
Offset kann ein Einzelwert sein oder einen variablen Wert haben,
der Werten des Last und Run entspricht. Bei der ersten Ausführungsform
kann der Offset aus der Tabelle in den 19 bis 22 dadurch
erhalten werden, dass der maximale Level-Wert für jede Gruppe (Last, Run) als
Offset-Wert verwendet wird: beispielsweise Offset = 12 für (Last, Run)
= (0, 0), Offset = 6 für
(Last, Run) = (0, 1) und Offset = 4 für (Last, Run) = (0, 2).
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Die
in den 19 bis 22 gezeigte
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge ist für Transformationskoeffizienten
mit einer relativ hohen Komprimierungsrate geeignet, und viele der
in den Ereignissen in der Tabelle enthaltenen Levels haben kleine Werte.
Daher wird bei einem Eingabe-Ereignis, dessen passendes Ereignis
nicht in der Tabelle enthalten ist, die Deduktion zu seinem Level-Wert
durchgeführt,
um ein transformiertes Eingabe-Ereignis
mit einem kleinen Level-Wert zu erhalten, wodurch der Anteil der
Durchführung
der Codierung mit variabler Wortlänge sowie der Anteil der Verwendung
kurzer Codes, die den Ereignissen mit kleinen Level-Werten in der
Tabelle zugeordnet werden, erhöht
werden.
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Als
erster Steuercode wird „0000011" verwendet, was mit
dem in 23 gezeigten ESC-Code, der
herkömmlich
verwendet wird, identisch ist. Als zweiter Steuercode wird der zweimal
wiederholte ESC-Code verwendet.
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Die 3 sind Diagramme, die Beispiele für das Codierungsergebnis
zeigen. Hier wird das Codierungsverfahren nach der ersten Ausführungsform mit
dem herkömmlichen
Codierungsverfahren verglichen. Nehmen wir an, dass ein Ereignis
mit (Last, Run, Level) = (0, 0, 13) ein zu codierendes Objekt ist. Die
in den 19 bis 22 gezeigte
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge hat diese Gruppe (0, 0,
13) nicht. Wenn daher das in den 23 gezeigte herkömmliche
Codierungsverfahren wie vorstehend beschrieben ausgeführt wird,
wird die in den 23 gezeigte Codierung
mit fester Wortlänge
durchgeführt
und der ESC-Code wird hierzu addiert, um das Codierungsergebnis
auszugeben. 3(a) zeigt das Ergebnis dieses
Verfahrens, und es werden 6 Bit 303 und 8 Bit 304,
die jeweils Levels darstellen, nach 7 Bit 301 als ESC-Code
und 1 Bit 302, das Last darstellt, ausgegeben. Daher werden
Levels durch 303, die einen Null-Run zeigen, und den Code
mit fester Wortlänge 304 dargestellt.
Somit werden insgesamt 22 Bit benötigt.
-
Wenn
jedoch im Ergebnis des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform
das betreffende Bezugsereignis in der Tabelle von Codes mit variabler
Wortlänge
in den Schritten 103 bis 104 des Ablaufdiagramms
von 1 nicht vorhanden ist, wird im Gegensatz zum Stand
der Technik die Codierung mit fester Wortlänge nicht sofort durchgeführt, und
stattdessen werden die Transformation und der Vergleich nochmals
durchgeführt,
wie in den Schritten 106 bis 108 gezeigt. Bei
der Transformation erfolgt eine Deduktion des Offsets (= 12) vom
Level-Wert 13, um einen Level-Wert 1 zu erhalten, sodass ein transformiertes
Eingabe-Ereignis (0, 0, 1) erhalten wird. Da, wie in 18 gezeigt,
das Ereignis (0, 0, 1) in der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge vorhanden ist,
wird nach Schritt 108 Schritt 110 ausgeführt. Somit
wird, wie in 3(b) gezeigt, das Ergebnis der Codierung
mit einem zweiten Steuercode 806 und einem Code mit variabler
Wortlänge 807,
der (0, 0, 1) entspricht, abgeleitet. In diesem Fall sind also insgesamt
17 Bit erforderlich, was bedeutet, dass der Umfang des Codes gegenüber dem
herkömmlichen Code
mit 22 Bit geringer ist.
-
Wenn
in dem Ablaufdiagramm von 1 beim Vergleichen
mit dem transformierten Eingabe-Ereignis ein betreffendes Bezugsereignis
der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge nicht vorhanden ist, ist
das Verfahren im Schritt 109 identisch mit dem herkömmlichen.
Daher kann bei der ersten Ausführungsform
im ungünstigsten
Fall die mit dem Stand der Technik identische Codierung durchgeführt werden.
Wenn die Länge
des Codes, zu dem der zweite Steuercode addiert wird, größer als
die des Codes ist, zu dem der erste Steuercode addiert wird, kann
eine niedrigere Anzahl von Bits durch Codierung mit einem ersten
Steuercode und einem Code mit fester Wortlänge erhalten werden.
-
Nachstehend
wird ein Decodierungsverfahren für
codierte Daten beschrieben, die durch das Bildcodierungsverfahren
nach der ersten Ausführungsform
erhalten werden.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Bilddecodierungsvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt. Wie in 4 gezeigt, weist die Bilddecodierungsvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
einen Datenanalysator (DA) 402, einen Addierer 406,
einen Decodierer für Codes
mit variabler Wortlänge
(VLD) 408, einen Decodierer 403, einen Bildspeicher
(FM) 409 und einen Bewegungskompensator (MC) 410 auf,
und sie empfängt
codierte Daten, die Gegenstand des Decodierungsverfahrens sind,
von einem Eingabeterminal 401 und gibt die decodierten
Daten, die die Ausgangsdaten der Bilddecodierungsvorrichtung sind, von
einem Ausgabeterminal 407 aus. Des Weiteren weist der Decodierer 403 einen
Umkehrquantisierer (IQ) 404 und eine diskrete Umkehr-Kosinus-Transformationseinheit
(IDCT) 405 auf.
-
Nachstehend
wird die Funktionsweise der wie vorstehend aufgebauten Bilddecodierungsvorrichtung
der ersten Ausführungsform
zur Durchführung
der Decodierung der codierten Daten, die von der in 2 gezeigten
Bildcodierungsvorrichtung kompressionscodiert worden sind, beschrieben.
-
Codierte
Daten werden als zu verarbeitendes Objekt in das Eingabeterminal 401 eingegeben und
dann von Datenanalysator 402 analysiert, um einen Code
mit variabler Wortlänge
entsprechend den quantisierten Transformationskoeffizienten und
die Codes der Nebeninformationen, die die Quantisierungsskale und
den Bewegungsvektor umfassen, abzuleiten. Aus diesen werden die
Quantisierungsskale und der Code mit variabler Wortlänge der
quantisierten Transformationskoeffizienten über eine Leitung 412 zum
Decodierer für
Codes mit variabler Wortlänge 408 gesendet
und der Bewegungsvektor wird über eine
Leitung 418 an den Bewegungskompensator 410 gesendet.
Im Decodierer für
Codes mit variabler Wortlänge 408 wird
der Code mit variabler Wortlänge der
quantisierten Transformationskoeffizienten in die Transformationskoeffizienten
durch Verweis auf die Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge decodiert und
dann werden die Koeffizienten umgruppiert, um komprimierte Differenzblöcke zu erhalten,
und die Blöcke
werden an den Decodierer 403 ausgegeben.
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Im
Decodierer 403 wird der komprimierte Differenzblock erweitert,
um einen Differenzblock zu erzeugen. Im Decodierer 403 der
ersten Ausführungsform
wird im Umkehrquantisierer 404 unter Verwendung einer Quantisierungsskale
eine Umkehrquantisierung durchgeführt und die diskrete Umkehr-Kosinus-Transformationseinheit 405 transformiert
das Ergebnis, sodass ein Frequenzbereichssignal in ein Raumbereichssignal
umgewandelt wird. Dieses Signal wird als Differenzblock an einen
Addierer 406 ausgegeben.
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Im
Bewegungskompensator 410, der den Bewegungsvektor als Eingangssignal
empfängt,
wird anhand des Bewegungsvektors eine Adresse erzeugt, um auf einen
Bildspeicher 409 zuzugreifen, und für das im Bildspeicher 409 gespeicherte
Bild wird ein vorhergesagter Block erzeugt. Der vorhergesagte Block
wird als Ausgangssignal für
den Addierer 406 erzeugt, wo das Ausgangssignal und der
durch Erweiterung erhaltene Differenzblock addiert werden, um einen
wiederhergestellten Block zu erzeugen. Das so wiederhergestellte
Bild wird vom Ausgabeterminal 407 als Ausgangssignal der
Bilddecodierungsvorrichtung an den Bildspeicher 409 ausgegeben,
um dort gespeichert zu werden.
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf des Verfahrens der Decodierung
mit variabler Wortlänge
mit dem Decodierer für
Codes mit variabler Wortlänge 408 zeigt.
Nachstehend wird die Funktionsweise des Decodierers für Koeffizienten
mit variabler Wortlänge 408 bei
der Decodierung unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 5 beschrieben.
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Nach
der Initiierung des Prozesses im Schritt 501 wird zunächst ein
aufgrund von quantisierten Transformationskoeffizienten erhaltener
Code mit variabler Wortlänge,
der das j-te zu verarbeitende Objekt ist, als Eingabe-Code mit variabler
Wortlänge eingegeben.
Im Schritt 503 wird festgestellt, ob der Eingabe-Code mit
variabler Wortlänge
einen Steuercode enthält
oder nicht, und wenn er keinen Steuercode enthält, wird Schritt 504 ausgeführt; wenn
er den Code enthält,
wird Schritt 505 ausgeführt.
In dem Fall, dass Schritt 504 ausgeführt wird, das heißt, wenn
kein Steuercode enthalten ist, wird durch Verweis auf die Tabelle
von Codes mit variabler Wortlänge
eine Gruppe von (Last, Run, Level), die dem eingegebenen Code mit
variabler Wortlänge
entspricht, ausgegeben. Daran schließt sich Schritt 510 an,
der später
beschrieben wird.
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Wenn
jedoch Schritt 505 ausgeführt wird, das heißt, wenn
ein Steuercode enthalten ist, wird festgestellt, ob der Steuercode
der zweite Steuercode ist oder nicht. Wenn er der zweite Steuercode ist,
wird Schritt 506 ausgeführt,
und wenn er nicht der zweite Steuercode ist, wird Schritt 507 ausgeführt. In dem
Fall, dass Schritt 506 ausgeführt wird, das heißt, wenn
der Steuercode der zweite Steuercode ist, wird eine Gruppe (Last,
Run, Level), die dem eingegebenen Code mit variabler Wortlänge entspricht,
unter Verwendung der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge erhalten,
und sein Level-Wert wird mit einer vorgegebenen Funktion transformiert
und das Ergebnis wird ausgegeben. Daran schließt sich Schritt 510 an,
der später
beschrieben wird. Bei der ersten Ausführungsform wird ein vorgegebener
Offset addiert, dessen Wert sich entsprechend einer Gruppe (Last,
Run) wie vorstehend beschrieben ändert.
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Nachstehend
wird das in 3(b) gezeigte Decodierungsverfahren
für den
Code betrachtet. Wenn im Schritt 505 festgestellt wird,
dass es sich um den zweiten Steuercode handelt, wird Schritt 506 ausgeführt. Dadurch
kann eine Gruppe (Last, Run, Level), die einem Teil des Codes „100" entspricht, der als 306 in 3(b) dargestellt ist, durch Verweis auf die Tabelle
von Codes mit variabler Wortlänge
erhalten werden, und ein Offset = 12 wird zu diesem Level addiert,
um die Originalgruppe (Last, Run, Level) = (0, 0, 13) zu regenerieren.
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Wenn
Schritt 507 ausgeführt
wird, wird auch festgestellt, ob der Steuercode der erste Steuercode ist
oder nicht. Wenn er der erste Steuercode ist, wird Schritt 508 ausgeführt, aber
wenn er nicht der erste Steuercode ist, ist klar, dass ein anderer
Steuercode als der erste und zweite Steuercode addiert worden ist.
Daher wird im Schritt 509 das Decodierungsverfahren beendet
oder es wird eine Fehlermeldung angezeigt, die den Nutzer davon
in Kenntnis setzt, dass das Decodierungsverfahren abgebrochen wurde. Wenn
jedoch Schritt 508 ausgeführt wird, das heißt, wenn
es sich um den ersten Steuercode handelt, wird er als Code mit fester
Wortlänge
decodiert, um Koeffizienten zu regenerieren.
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Wenn
einer der Schritte 504, 506 und 508 ausgeführt wird,
wird im nachfolgenden Schritt 510 festgestellt, ob der
verarbeitete Eingabe-Code mit variabler Wortlänge der letzte ist oder nicht,
und wenn er der letzte ist, wird im Schritt 511 die Codierung
beendet. Wenn er jedoch nicht der letzte ist, erfolgt der Rücksprung
zum Schritt 502, nachdem j um 1 erhöht worden ist, wodurch ein
nächster
eingegebener Code mit variabler Wortlänge in der gleichen Weise verarbeitet
wird. So wird das Verfahren bis zum letzten Code mit variabler Wortlänge fortgesetzt.
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Wenn,
wie vorstehend beschrieben, gemäß dem in 1 dargestellten
ersten Codierungsverfahren der ersten Ausführungsform beim Vergleichen
in den Schritten 103 bis 104 das betreffende Bezugsereignis
nicht in der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge enthalten
ist, wird im Schritt 106 das Eingabe-Ereignis transformiert
und in den Schritten 107 bis 108 wird der Vergleich
mit dem resultierenden transformierten Eingabe-Ereignis durchgeführt. Somit
kann der Anteil der Durchführung
der Codierung mit fester Wortlänge
im Schritt 109 verringert werden und die Möglichkeit,
dass kurze Codes bei der Codierung mit variabler Wortlänge zugewiesen
werden, wird durch Verwendung des transformierten Eingabe-Ereignisses
erhöht,
was zu einer besseren Komprimierungsrate des Ergebnisses der Codierung
insgesamt führt.
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Da
die Bildcodierungsvorrichtung der ersten Ausführungsform den Codierer für Codes
mit variabler Wortlänge 211 aufweist,
der die vorstehend beschriebene Codierung durchführt, kann mit einer einzigen
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge ein Codierungsergebnis
mit einer hohen Komprimierungsrate erhalten werden, gleichgültig, ob
die Komprimierungsrate der Kompressionscodierung im Codierer 203 hoch
oder niedrig ist.
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Das
Bilddecodierungsverfahren und die Bilddecodierungsvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
können
eine zweckmäßige Decodierung entsprechend
dem in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen Codierungsergebnis
durchführen, um
ein wiederhergestelltes Bild zu erhalten.
-
Obwohl
beschrieben wird, dass bei der in der ersten Ausführungsform
dargestellten Codierung die diskrete Kosinus-Transformation für die Kompressionscodierung
durchgeführt
wird, kann stattdessen auch die Wellenformcodierung, wie etwa Wavelet-Codierung,
angewendet werden, mit der die gleiche Codierung durchgeführt werden
kann.
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Obwohl
bei der in der ersten Ausführungsform
beschriebenen Codierung ein Level-Wert eines Eingabe-Ereignisses bei der
Transformation für
das Eingabe-Ereignis transformiert wird, kann stattdessen auch ein
Run-Wert des Eingabe-Ereignisses transformiert werden. In diesem
Fall wird der maximale Run-Wert, der der Gruppe (Last, Level) jedes Bezugsereignisses
in der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge der 19 bis 22 entspricht,
als Offset-Wert verwendet, und (Offset + 1) wird vom Run-Wert eines
Eingabe-Ereignisses deduziert, um ein transformiertes Eingabe-Ereignis
zu erhalten. Die Transformation kann auch nach einem anderen Verfahren
wie Multiplikation eines Level- Werts
oder eines Run-Werts, einem Verfahren unter Verwendung einer quadratischen
Funktion oder durch Ändern
des dynamischen Bereiches durchgeführt werden. Es ist auch möglich, einen
Level oder Run in einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge mit
einer vorgegebenen Funktion zu transformieren und dann die Komprimierung
durchzuführen,
statt eine vorgegebene Funktion an einem Level oder Run eines Eingabe-Ereignisses
auszuführen.
-
Wenn,
wie vorstehend beschrieben, bei der Codierung ein Run-Wert statt
eines Level-Werts transformiert wird, wird (Offset + 1) zu dem der
Decodierung mit variabler Wortlänge
unterzogenen Run-Wert addiert, um einen Run-Ausgangswert zu erzeugen.
In diesem Fall ist der Offset-Wert der maximale Run-Wert, der einer
Gruppe (Last, Level) entspricht, wie vorstehend dargelegt.
-
Obwohl
bei der ersten Ausführungsform
die Abläufe
der Codierungs- und Decodierungsverfahren anhand der Ablaufdiagramme
der 1 und 5 beschrieben werden, sind die
Codierungs- und Decodierungsverfahren nicht auf diese Abläufe beschränkt, und
Abläufe,
die die gleichen Verfahren ermöglichen,
können
ebenfalls die Codierungsleistung verbessern und ein geeignetes Decodierungsverfahren
für das
Codierungsergebnis implementieren.
-
Ausführungsform 2
-
Bei
einem Bildcodierungsverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform
wird wie bei der ersten Ausführungsform
ein Ereignis als zu codierendes Objekt transformiert, und die Anzahl
der Bits kann durch Verwendung eines Moduscodes verringert werden.
-
6 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Codierung
mit variabler Wortlänge
gemäß der zweiten
Ausführungsform zeigt.
Die Bildcodierungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform hat die gleiche
Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform, und daher wird 2 für die Beschreibung
verwendet.
-
Das
Bildcodierungsverfahren gemäß der zweiten
Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform nur hinsichtlich
der Funktionsweise des in 2 gezeigten
Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge 211,
und daher wird die Funktionsweise des Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge 211 bei
der Codierung nachstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
-
Die
Schritte 601 bis 608 werden in der gleichen Weise
wie die Schritte 101 bis 108 bei der ersten Ausführungsform
ausgeführt,
und im Schritt 108 wird eine Entscheidung aufgrund eines
Vergleichs zwischen einem transformierten Eingabe-Ereignis und einem
Bezugsereignis einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge getroffen.
Wenn entschieden wird, dass es ein passendes Bezugsereignis gibt, wird
Schritt 601 ausgeführt,
und wenn kein solches Ereignis gefunden wird, wird Schritt 609 ausgeführt.
-
Wenn
Schritt 610 ausgeführt
wird, wird ein Codierungsergebnis ausgegeben, das ein Code mit variabler
Wortlänge
ist, der dem Bezugsereignis entspricht, zu dem ein vorher eindeutig
festgelegter Steuercode und ein zweiter Moduscode addiert werden.
Dann schließt sich
Schritt 611 an. Hier wird „0000011", der mit dem in 22 gezeigten
ESC-Code identisch ist, als Steuercode verwendet und „0" wird als zweiter
Moduscode verwendet.
-
Wenn
jedoch Schritt 609 ausgeführt wird, wird das Eingabe-Ereignis
dem in 23 dargestellten Codierungsverfahren
unterzogen, um einen Code mit fester Wortlänge zu erzeugen. Dann wird ein
Codierungsergebnis ausgegeben, das der Code mit fester Wortlänge ist,
zu dem ein Steuercode und ein erster Moduscode addiert werden. „1" wird als erster
Moduscode verwendet.
-
Wenn
Schritt 610 oder Schritt 609 ausgeführt wird,
wird in einem nachfolgenden Schritt 611 entschieden, ob
ein verarbeitetes Eingabe-Ereignis ein letztes Eingabe-Ereignis
ist oder nicht, und wenn das Ereignis das letzte ist, wird der Codierungsprozess im
Schritt 612 beendet. Wenn das Ereignis jedoch nicht das
letzte ist, erfolgt der Rücksprung
zum Schritt 602, nachdem im Schritt 613 j um 1
erhöht worden
ist, wodurch ein nächstes
Eingabe-Ereignis auf die gleiche Weise verarbeitet wird. So wird
das Verfahren bis zum letzten Koeffizienten ungleich Null fortgeführt.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird mit einem Offset, der einem Level eines Eingabe-Ereignisses
entspricht, die Transformation durchgeführt, um ein transformiertes
Eingabe-Ereignis zu erzeugen. Wie bei der ersten Ausführungsform
kann der Offset einen festen oder einen variablen Wert annehmen, der
einer Gruppe aus einem Last und einem Run entspricht. Bei dieser
Ausführungsform
wird als Offset der maximale Level-Wert, der jeweils einer Gruppe (Last,
Run) entspricht, die aus der in den 19 bis 22 dargestellten
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge erhalten werden kann, so
verwendet, dass Offset = 12 für
(Last, Run) = (0, 0), Offset = 6 für (Last, Run) = (0, 1) und
Offset = 4 für
(Last, Run) = (0, 2) ist.
-
Nachstehend
wird die Decodierung der codierten Daten beschrieben, die bei dem
in der zweiten Ausführungsform
erläuterten
Bildcodierungsverfahren erhalten werden. Da die Konfiguration der Bilddecodierungsvorrichtung
gemäß der zweiten Ausführungsform
mit der der ersten Ausführungsform
identisch ist, wird 4 für die Beschreibung verwendet.
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7 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Decodierung
mit variabler Wortlänge
gemäß der zweiten
Ausführungsform zeigt.
Das Bilddecodierungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform nur hinsichtlich
der Funktionsweise des in 4 gezeigten
Decodierers für
Codes mit variabler Wortlänge 408,
und daher wird die Funktionsweise des Decodierers für Codes mit
variabler Wortlänge 408 bei
der Decodierung nachstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
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Die
Schritte 701 bis 704 werden in der gleichen Weise
wie die Schritte 501 bis 504 bei der ersten Ausführungsform
(siehe 5) ausgeführt,
und dann wird im Schritt 705 eine Entscheidung getroffen. Wenn
im Schritt 703 entschieden wird, dass ein Steuercode vorhanden
ist, wird festgestellt, ob ein nächstes
Bit nach dem Steuercode „0" oder „1" ist. Wenn das Bit „0" ist, wird Schritt 706 ausgeführt, und
wenn es „1" ist, wird Schritt 708 ausgeführt.
-
Wenn
Schritt 706 ausgeführt
wird, wird unter Verwendung einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge eine
Gruppe (Last, Run, Level), die einem eingegebenen Code mit variabler
Wortlänge
entspricht, erhalten, und mit einer vorgegebenen Funktion, die dem
Level-Wert entspricht, wird eine Transformation durchgeführt, und
dann wird das Decodierungsergebnis ausgegeben. Bei der Transformation der
zweiten Ausführungsform
wird ein vorgegebener Offset zu einem erhaltenen Level-Wert addiert.
Der Offset-Wert nimmt einen variablen Wert an, der einer Gruppe
(Last, Run) entspricht, wie vorstehend beschrieben.
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Wenn
jedoch Schritt 708 ausgeführt wird, wird ein eingegebener
Code mit variabler Wortlänge als
Code mit fester Wortlänge
decodiert, um Koeffizienten zu regenerieren. Wenn einer der Schritte 704, 706 und 708 ausgeführt wird,
wird in einem nachfolgenden Schritt 710 festgestellt, ob
ein verarbeiteter eingegebener Code mit variabler Wortlänge der
letzte Eingabe-Code mit variabler Wortlänge ist oder nicht, und wenn
der Code der letzte ist, wird die Codierung im Schritt 711 beendet.
Wenn er jedoch nicht der letzte Code ist, erfolgt der Rücksprung
zum Schritt 702, nachdem im Schritt 712 j um 1
erhöht worden
ist, wodurch ein nächster
eingegebener Code mit variabler Wortlänge auf die gleiche Weise verarbeitet
wird. So wird das Verfahren bis zum letzten Code mit variabler Wortlänge fortgeführt.
-
Wenn,
wie vorstehend beschrieben, bei dem Bildcodierungsverfahren der
zweiten Ausführungsform
beim Vergleichen in den Schritten 603 bis 604 ein
passendes Bezugsereignis in der Tabelle von Codes mit variabler
Wortlänge
nicht vorhanden ist, wird im Schritt 606 das Eingabe-Ereignis
transformiert und in den Schritten 607 bis 608 wird
unter Verwendung des erhaltenen transformierten Eingabe-Ereignisses
ein Vergleich durchgeführt,
wie in 6 gezeigt. Dadurch wird der Anteil der Durchführung der Codierung
mit fester Wortlänge
im Schritt 609 verringert und die Möglichkeit, dass kurze Codes
bei der Codierung mit variabler Wortlänge zugewiesen werden, wird
durch Verwendung des transformierten Eingabe-Ereignisses erhöht, was
zu einer besseren Gesamtkomprimierungsrate des Codierungsergebnisses
führt.
Da im Schritt 609 oder 610 ein Ein-Bit-Moduscode
verwendet wird, um zwischen der Codierung mit fester Wortlänge und
einem dem Offset-Verfahren unterzogenen Level zu unterscheiden,
kann vorteilhafterweise die Gesamtanzahl der Bits des Codierungsergebnisses
gegenüber
der ersten Ausführungsform,
wo erste und zweite Steuercodes verwendet werden, verringert werden.
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Da
die Bildcodierungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform
einen Codierer für
Codes mit variabler Wortlänge 211 aufweist,
der die vorstehend beschriebene Codierung durchführt, kann unter Verwendung
einer einzigen Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge ein
Codierungsergebnis mit einer besseren Komprimierungsrate erhalten
werden, gleichgültig,
ob die Komprimierungsrate der Kompressionscodierung im Codierer 203 hoch
oder niedrig ist.
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Das
Bilddecodierungsverfahren und die Bilddecodierungsvorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform
ermöglichen
die Durchführung
einer zweckmäßigen Decodierung
entsprechend dem in der vorstehend beschriebenen Weise gewonnenen Codierungsergebnis,
um ein wiederhergestelltes Bild zu erhalten.
-
Obwohl
bei der zweiten Ausführungsform nur
ein Moduscode verwendet wird, können
auch zwei oder mehr Moduscodes zur Unterscheidung mehrerer Modi
verwendet werden. So kann beispielsweise ein Modus, bei dem der
Run-Wert Null geändert
wird, als dritter Modus hinzugefügt
werden.
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Obwohl
bei der zweiten Ausführungsform
ein Level eines Eingabe-Ereignisses transformiert wird, um wie bei
der ersten Ausführungsform
ein transformiertes Eingabe-Ereignis
zu erhalten, kann auch ein Run des Eingabe-Ereignisses transformiert
werden. Obwohl hier die Transformation unter Verwendung eines Offsets
durchgeführt
wird, können
auch andere Verfahren wie Multiplikation eines Levels, Verwendung
einer quadratischen Funktion und Ändern des dynamischen Bereiches
verwendet werden.
-
Ausführungsform 3
-
Bei
einem Bildcodierungsverfahren gemäß einer dritten Ausführungsform
wird, wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform, ein Ereignis transformiert,
das ein zu codierendes Objekt ist, und die Codierungsleistung kann
durch wiederholte Durchführung
der Transformation verbessert werden.
-
Die 8 sind Ablaufdiagramme, die den Ablauf
eines Verfahrens zur Codierung mit variabler Wortlänge gemäß der dritten
Ausführungsform
zeigen. Die Bildcodierungsvorrichtung der dritten Ausführungsform
hat die gleiche Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform,
und daher wird 2 für die Beschreibung verwendet.
-
Das
Bildcodierungsverfahren gemäß der dritten
Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform nur hinsichtlich
der Funktionsweise des in 2 gezeigten
Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge 211,
und daher wird die Funktionsweise des Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge 211 bei
der Codierung nachstehend unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben.
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Im
Ablaufdiagramm von 8(a) werden die Schritte 801 bis 805 in
der gleichen Weise wie die Schritte 101 bis 105 bei
der ersten Ausführungsform ausgeführt. Bei
der dritten Ausführungsform
wird bei der Transformation im Schritt 806 ein erstes transformiertes
Eingabe-Ereignis durch Transformation unter Verwendung einer vorgegebenen
Funktion erhalten. Hier wird die Transformation in der gleichen
Weise wie bei der ersten Ausführungsform
durchgeführt
und ein erstes transformiertes Eingabe-Ereignis wird durch Deduktion
eines vorgegebenen Offsets von einem im Eingabe-Ereignis enthaltenen
Level-Wert erhalten.
In diesem Fall wird der maximale Level-Wert, der jeweils einer in
der in den 19 bis 22 gezeigten
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge vorhandenen Gruppe (Last,
Run) entspricht, als Offset verwendet: beispielsweise Offset = 12
für (Last, Run)
= (0, 0), Offset = 6 für
(Last, Run) = (0, 1) und Offset = 4 für (Last, Run) = (0, 2).
-
Im
Schritt 807 wird ein Vergleich zwischen dem ersten transformierten
Eingabe-Ereignis
und einem in einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge enthaltenen
Bezugsereignis durchgeführt,
und im Schritt 808 wird aufgrund dieses Vergleichs eine
Entscheidung getroffen. Wenn im Schritt 810 entschieden
wird, dass es ein passendes Bezugsereignis gibt, wird Schritt 810 ausgeführt, und
wenn kein solches Ereignis gefunden wird, läuft das in 8(b) gezeigte Verfahren ab. Wenn Schritt 810 ausgeführt wird,
wird das Codierungsergebnis ausgegeben, das ein Code mit variabler
Wortlänge
ist, zu dem ein vorher eindeutig festgelegter Steuercode und ein
zweiter Moduscode addiert werden. Dann folgt Schritt 811.
Hier wird „0000011 ", der mit dem in 22 gezeigten
ESC-Code identisch ist, als Steuercode verwendet und „0" wird als zweiter
Moduscode verwendet.
-
Wenn
jedoch das in 8(b) gezeigte Verfahren durchgeführt wird,
wird der Run des Eingabe-Ereignisses unter Verwendung einer vorgegebenen
Funktion transformiert, um ein zweites transformiertes Eingabe-Ereignis
zu erhalten. Bei der dritten Ausführungsform wird ein vorgegebener
Offset-Wert von einem Run-Wert deduziert, um ein zweites transformiertes
Eingabe-Ereignis mit einem neuen Run-Wert zu erzeugen. In diesem
Fall wird der maximale Run-Wert, der jeweils einer Gruppe (Last,
Level) in der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge entspricht,
als Offset verwendet.
-
Im
Schritt 822 wird ein Vergleich zwischen dem zweiten transformierten
Eingabe-Ereignis
und einem in der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge enthaltenen
Bezugsereignis durchgeführt,
und im Schritt 823 wird aufgrund des Vergleichs eine Entscheidung
getroffen. Wenn entschieden wird, dass ein passendes Bezugsereignis
vorhanden ist, wird Schritt 824 ausgeführt, und wenn kein solches
Ereignis gefunden wird, wird Schritt 825 ausgeführt. Wenn jetzt
Schritt 824 ausgeführt
wird, wird das Codierungsergebnis ausgegeben, das ein Code mit variabler
Wortlänge
ist, der dem Bezugsereignis entspricht, zu dem ein Steuercode und
ein dritter Moduscode addiert werden. Dann folgt der in 8(a) gezeigte Schritt 811. Es wird festgelegt,
dass der dritte Moduscode „10" ist.
-
Wenn
jedoch Schritt 825 ausgeführt wird, wird das Eingabe-Ereignis
dem in den 23 dargestellten Codierungsverfahren
unterzogen, um einen Code mit fester Wortlänge zu erzeugen. Dann wird das
Codierungsergebnis ausgegeben, das ein Code mit fester Wortlänge ist,
zu dem ein Steuercode und ein erster Moduscode addiert werden. Es
wird festgelegt, dass der erste Moduscode „11" ist.
-
Wenn
einer der Schritte 810 und der in 8(b) gezeigten
Schritte 824 und 825 ausgeführt wird, wird in einem nachfolgenden
Schritt 811 festgestellt, ob das verarbeitete Eingabe-Ereignis
das letzte Eingabe-Ereignis ist oder nicht, und wenn das Ereignis
das letzte ist, wird im Schritt 812 die Codierung beendet.
Wenn es jedoch nicht das letzte ist, erfolgt der Rücksprung
zum Schritt 802, nachdem im Schritt 813 j um 1
erhöht
worden ist, wodurch das nächste Eingabe-Ereignis
in gleicher Weise verarbeitet wird. So wird das Verfahren bis zum
letzten Koeffizienten ungleich Null fortgesetzt.
-
Nachstehend
wird ein Decodierungsverfahren für
die codierten Daten beschrieben, die bei dem bei der dritten Ausführungsform
beschriebenen Bildcodierungsverfahren erhalten werden. Da die Konfiguration
der Bilddecodierungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform
mit der der Bilddecodierungsvorrichtung der ersten Ausführungsform
identisch ist, wird 4 für die Beschreibung verwendet.
-
9 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Decodierung
mit variabler Wortlänge
gemäß der dritten
Ausführungsform
zeigt. Das Bildcodierungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform nur hinsichtlich
der Funktionsweise des in 4 gezeigten
Decodierers für
Codes mit variabler Wortlänge 408,
und daher wird die Funktionsweise des Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge 408 bei
der Decodierung nachstehend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
-
Die
Schritte 901 bis 906 werden in der gleichen Weise
wie die Schritte 701 bis 706 der in 7 gezeigten
zweiten Ausführungsform
ausgeführt. Wenn
im Schritt 905 festgestellt wird, dass ein Zielbit „1" ist, wird Schritt 907 ausgeführt, in
dem entschieden wird, ob das nachfolgende Bit „0" oder „1" ist. Wenn es „0" ist, wird Schritt 908 aus,
und wenn es „1" ist, wird Schritt 909 ausgeführt.
-
Wenn
Schritt 908 ausgeführt
wird, wird unter Verwendung einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge eine
Gruppe (Last, Run, Level), die einem eingegebenen Code mit variabler
Wortlänge
entspricht, erhalten, und mit einer vorgegebenen Funktion wird der
Run-Wert transformiert,
und dann wird das Decodierungsergebnis ausgegeben. Bei der Transformation
gemäß der dritten
Ausführungsform wird
ein vorgegebener (Offset + 1) zu einem resultierenden Run-Wert addiert.
-
Wenn
jedoch Schritt 909 ausgeführt wird, wird ein eingegebener
Code mit variabler Wortlänge als
Code mit fester Wortlänge
decodiert, um Koeffizienten zu regenerieren. Wenn einer der Schritte 904, 906, 908 und 900 ausgeführt wird,
wird in einem nachfolgenden Schritt 910 festgestellt, ob
ein eingegebener Code mit variabler Wortlänge der letzte Eingabe-Code
mit variabler Wortlänge
ist oder nicht, und wenn der Code der letzte ist, wird die Codierung
im Schritt 911 beendet. Wenn er jedoch nicht der letzte Code
ist, erfolgt der Rücksprung
zum Schritt 902, nachdem im Schritt 912 j um 1
erhöht
worden ist, wodurch ein nächster
eingegebener Code mit variabler Wortlänge auf die gleiche Weise verarbeitet
wird. So wird das Verfahren bis zum letzten Code mit variabler Wortlänge fortgeführt.
-
Wenn,
wie vorstehend beschrieben, bei dem Bildcodierungsverfahren gemäß der dritten
Ausführungsform
beim Vergleichen in den in 8(a) gezeigten
Schritten 803 bis 804 ein betreffendes Bezugsereignis
in der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge nicht gefunden wird, wird
im Schritt 806 das Eingabe-Ereignis transformiert, und
in den Schritten 807 bis 808 wird ein Vergleich
unter Verwendung des resultierenden ersten transformierten Eingabe-Ereignisses
durchgeführt.
Wenn zu diesem Zeitpunkt kein passendes Bezugsereignis in der Tabelle
von Codes mit variabler Wortlänge
gefunden wird, wird das in 8(b) gezeigte
Verfahren durchgeführt,
bei dem im Schritt 821 das Eingabe-Ereignis transformiert
wird und in den Schritten 822 bis 823 ein Vergleich
unter Verwendung des resultierenden zweiten transformierten Eingabe-Ereignisses
durchgeführt
wird. So wird durch Ausführung
von Schritt 825 der Anteil der Durchführung der Codierung mit fester
Wortlänge
gegenüber
dem jeweiligen Anteil bei der ersten und zweiten Ausführungsform
weiter verringert und die Möglichkeit,
dass bei der Codierung mit variabler Wortlänge kurze Codes zugewiesen werden,
wird weiter erhöht,
was zu einer besseren Gesamtkomprimierungsrate des Codierungsergebnisses
führt.
-
Da
die Bildcodierungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform
einen Codierer für
Codes mit variabler Wortlänge 211 aufweist,
der die vorstehend beschriebene Codierung durchführt, kann unter Verwendung
einer einzigen Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge ein
Codierungsergebnis mit einer besseren Komprimierungsrate erhalten
werden, gleichgültig,
ob die Komprimierungsrate der Kompressionscodierung im Codierer 203 hoch
oder niedrig ist.
-
Das
Bilddecodierungsverfahren und die Bilddecodierungsvorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform
ermöglichen
die Durchführung
einer zweckmäßigen Decodierung
entsprechend dem in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen
Codierungsergebnis, um ein wiederhergestelltes Bild zu erhalten.
-
Ausführungsform 4
-
Ein
Bildcodierungsverfahren gemäß einer vierten
Ausführungsform
soll die Möglichkeit
der Verwendung einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge durch
Vergleichen unter Verwendung mehrerer Tabellen von Codes mit variabler
Wortlänge
erhöhen und
dadurch die Codierungsleistung verbessern.
-
10 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Codierung
mit variabler Wortlänge
gemäß der vierten
Ausführungsform
darstellt. Da die Bildcodierungsvorrichtung der vierten Ausführungsform
die gleiche Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform
hat, wird 2 für die Beschreibung verwendet.
-
Das
Bildcodierungsverfahren gemäß der vierten
Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der zweiten Ausführungsform nur hinsichtlich
der Funktionsweise des in 2 gezeigten
Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge 211,
und daher wird die Funktionsweise des Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge 211 bei
der Codierung nachstehend unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
Hier werden bei der Codierung gemäß der vierten Ausführungsform
erste und zweite Tabellen von Codes mit variabler Wortlänge verwendet.
Für die
erste Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge wird, wie bei der ersten
bis dritten Ausführungsform,
die in den 19 bis 22 dargestellte
Tabelle verwendet. Für
die zweite Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge wird jedoch eine andere
als die erste Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge verwendet.
Diese andere Tabelle besteht aus Gruppen mit Level-Werten, die nicht
kleiner als zehn sind. Wie vorstehend dargelegt, wird bei der vierten
Ausführungsform
eine erste Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge verwendet, in der die meisten
Level-Werte kleiner als zehn sind, während die zweite verwendete
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge die Level-Werte enthält, die gleich
oder größer als
zehn sind; das heißt,
vorzugsweise wird eine zweite Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge verwendet,
die aus den Bezugsereignissen besteht, die nicht in der ersten Tabelle
von Codes mit variabler Wortlänge
enthalten sind.
-
Nach
Initiierung des Prozesses im Schritt 1001 wird im Schritt 1002 ein
j-tes Eingabe-Ereignis erhalten.
Im Schritt 1003 wird im Codierer für Codes mit variabler Wortlänge 211 ein
Vergleich zwischen dem Eingabe-Ereignis und einem in einer ersten
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge enthaltenen Bezugsereignis
durchgeführt.
Dann wird im Schritt 1004 mit einem Vergleich festgestellt,
ob ein Bezugsereignis mit einer passenden Gruppe (Last, Run, Level)
vorhanden ist oder nicht. Wenn im Schritt 1004 festgestellt
wird, dass dieses Bezugsereignis vorhanden ist, wird Schritt 1005 ausgeführt; wenn
keines vorhanden ist, wird Schritt 1006 ausgeführt. Wenn jetzt
Schritt 1005 ausgeführt
wird, wird ein Code mit variabler Wortlänge, der dem Bezugsereignis
entspricht, ausgegeben. Daran schließt sich Schritt 1010 an,
der später
beschrieben wird.
-
Wenn
jedoch Schritt 1006 ausgeführt wird, wird das Eingabe-Ereignis
mit einem in einer zweiten Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge enthaltenen
Bezugsereignis verglichen. Dann wird im Schritt 1007 durch
Vergleichen festgestellt, ob ein Bezugsereignis mit einem passenden
(Last, Run, Level) vorhanden ist oder nicht. Wenn im Schritt 1007 festgestellt
wird, dass das Bezugsereignis vorhanden ist, wird Schritt 1008 ausgeführt, und
wenn es nicht vorhanden ist, wird Schritt 1009 ausgeführt. Wenn
jetzt Schritt 1008 ausgeführt wird, wird ein Code mit
variabler Wortlänge
erhalten, der dem Bezugsereignis entspricht, und ein eindeutig festgelegter
Steuercode und ein zweiter Moduscode werden zu dem Code addiert
und ausgegeben. Daran schließt
sich Schritt 1010 an, der später beschrieben wird. In diesem
Fall wird „0000011 ", der mit dem in 22 gezeigten ESC-Code
identisch ist, als Steuercode verwendet und „0" wird als zweiter Moduscode verwendet.
-
Wenn
jedoch Schritt 1009 ausgeführt wird, wird das Eingabe-Ereignis
dem in den 23 dargestellten Codierungsverfahren
unterzogen, um einen Code mit fester Wortlänge zu erzeugen. Dann wird das
Codierungsergebnis ausgegeben, das ein Code mit fester Wortlänge ist,
zu dem ein Steuercode und ein erster Moduscode addiert werden. Dabei
wird „1" als erster Moduscode
verwendet.
-
Wenn
einer der Schritte 1005, 1008 und 1009 ausgeführt wird,
wird in einem nachfolgenden Schritt 1010 festgestellt,
ob ein verarbeitetes eingegebenes Eingabe-Ereignis das letzte Eingabe-Ereignis
ist oder nicht, und wenn es das letzte ist, wird die Codierung im
Schritt 1011 beendet. Wenn es jedoch nicht des letzte ist,
erfolgt der Rücksprung
zum Schritt 1002, nachdem im Schritt 1012 j um
1 erhöht worden
ist, wodurch ein nächstes
Eingabe-Ereignis auf
die gleiche Weise verarbeitet wird. So wird das Verfahren bis zum
letzten Koeffizienten ungleich Null fortgeführt.
-
Nachstehend
wird die Decodierung der codierten Daten beschrieben, die bei dem
in der vierten Ausführungsform
erläuterten
Bildcodierungsverfahren erhalten werden. Da die Konfiguration der
Bilddecodierungsvorrichtung gemäß der vierten
Ausführungsform
mit der der ersten Ausführungsform
identisch ist, wird 4 für die Beschreibung verwendet.
-
11 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Decodierung
mit variabler Wortlänge
gemäß der vierten
Ausführungsform
zeigt. Das Bilddecodierungsverfahren gemäß der vierten Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform nur hinsichtlich
der Funktionsweise des in 4 gezeigten
Decodierers für
Codes mit variabler Wortlänge 408,
und daher wird die Funktionsweise des Decodierers für Codes
mit variabler Wortlänge 408 bei
der Decodierung nachstehend unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
-
Zunächst wird
nach der Initiierung des Prozesses im Schritt 1101 ein
Code mit variabler Wortlänge
von quantisierten Transformationskoeffizienten, der das j-te zu
verarbeitende Objekt ist, als Eingabe-Code mit variabler Wortlänge eingegeben.
Im Schritt 1103 wird festgestellt, ob der Eingabe-Code mit
variabler Wortlänge
einen Steuercode enthält oder
nicht, und wenn er keinen Steuercode enthält, wird Schritt 1104 ausgeführt; wenn
er den Code enthält,
wird Schritt 1105 ausgeführt. In dem Fall, dass Schritt 1104 ausgeführt wird,
das heißt,
wenn kein Steuercode enthalten ist, wird unter Verwendung einer
ersten Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge eine Gruppe von (Last,
Run, Level), die dem eingegebenen Code mit variabler Wortlänge entspricht, ausgegeben.
Daran schließt
sich Schritt 1110 an, der später beschrieben wird.
-
Wenn
jedoch im Schritt 1103 festgestellt wird, dass ein Steuercode
enthalten ist, wird im Schritt 1105 entschieden, ob ein
nächstes
Bit nach dem Steuercode „0" oder „1" ist. Wenn es „0" ist, wird Schritt 1106 ausgeführt, und
wenn es „1" ist, wird Schritt 1108 ausgeführt.
-
Wenn
Schritt 1106 ausgeführt
wird, wird durch Verwendung der zweiten Tabelle von Codes mit variabler
Wortlänge
eine Gruppe (Last, Run, Level), die dem eingegebenen Code mit variabler
Wortlänge
entspricht, ausgegeben. Daran schließt sich Schritt 1110 an,
der später
beschrieben wird. Wenn jedoch Schritt 1108 ausgeführt wird,
wird der Eingabe-Code mit variabler Wortlänge als Code mit fester Wortlänge decodiert,
um die Koeffizienten zu regenerieren.
-
Wenn
einer der Schritte 1104, 1106 und 1108 ausgeführt wird,
wird in einem nachfolgenden Schritt 1110 festgestellt,
ob der verarbeitete Eingabe-Code mit variabler Wortlänge der
letzte ist oder nicht, und wenn es der letzte ist, wird im Schritt 1111 die
Codierung beendet. Wenn es jedoch nicht der letzte ist, erfolgt
der Rücksprung
zum Schritt 1102, nachdem im Schritt 1112 j um
1 erhöht
worden ist, wodurch ein nächster eingegebener
Code mit variabler Wortlänge in
der gleichen Weise verarbeitet wird. So wird das Verfahren bis zum
letzten Code mit variabler Wortlänge
fortgesetzt.
-
Wie
vorstehend beschrieben, werden bei dem Bildcodierungsverfahren gemäß der vierten Ausführungsform
eine erste und eine zweite Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge verwendet,
und wenn beim Vergleichen in den Schritten 1003 bis 1004 kein
betreffendes Bezugsereignis in der ersten Tabelle von Codes mit
variabler Wortlänge
gefunden wird, kann ein Vergleich mit der zweiten Tabelle von Codes
mit variabler Wortlänge
durchgeführt
werden. Dadurch wird der Anteil der Durchführung der Codierung mit fester
Wortlänge
im Schritt 1009 verringert, was zu einer besseren Gesamtkomprimierungsrate des
Codierungsergebnisses führt.
Bei der vierten Ausführungsform
müssen
mehrere Tabellen von Codes mit variabler Wortlänge erstellt werden, und indem
die Tabellen so erstellt werden, dass sich die in einer der Tabellen
enthaltenen Ereignisse von denen in den anderen Tabellen unterscheiden,
kann die Codierungsleistung verbessert werden.
-
Da
die Bildcodierungsvorrichtung der vierten Ausführungsform den Codierer für Codes
mit variabler Wortlänge 211 aufweist,
der die vorstehend beschriebene Codierung durchführt, kann ein Codierungsergebnis
mit einer besseren Komprimierungsrate erhalten werden, gleichgültig, ob
die Komprimierungsrate der Kompressionscodierung im Codierer 203 hoch
oder niedrig ist.
-
Mit
dem Bilddecodierungsverfahren und die Bilddecodierungsvorrichtung
gemäß der vierten
Ausführungsform
können
eine zweckmäßige Decodierung
entsprechend dem in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen
Codierungsergebnis durchgeführt
werden, um ein wiederhergestelltes Bild zu erhalten.
-
Obwohl
bei der vierten Ausführungsform zwei
Tabellen von Codes mit variabler Wortlänge verwendet werden, kann
eine beliebige Anzahl von Tabellen von Codes mit variabler Wortlänge erstellt
werden und es kann eine entsprechende Anzahl von Moduscodes zur
Unterscheidung der Tabellen von Codes mit variabler Wortlänge verwendet
werden. Außerdem
können
Tabellen von Codes mit variabler Wortlänge nach Quantisierungsskalen
unterschieden werden.
-
Ausführungsform 5
-
Bei
einem Bildcodierungsverfahren gemäß einer fünften Ausführungsform wird ein Ereignis,
das ein zu codierendes Objekt ist, durch Division transformiert
und dann mit einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge verglichen.
-
12 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Codierung
mit variabler Wortlänge
gemäß der fünften Ausführungsform
darstellt. Da die Bildcodierungsvorrichtung der fünften Ausführungsform
die gleiche Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform
hat, wird 2 für die Beschreibung verwendet.
-
Das
Bildcodierungsverfahren gemäß der fünften Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform nur hinsichtlich
der Funktionsweise des in 2 gezeigten
Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge 211,
und daher wird die Funktionsweise des Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge 211 bei
der Codierung nachstehend unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
-
Nach
Initiierung des Prozesses im Schritt 1201 wird im Schritt 1202 ein
aus (Last, Run, Level) bestehendes j-tes Eingabe-Ereignis erhalten.
Dann wird im Schritt 1203 das Eingabe-Ereignis durch Division
transformiert. Bei der Transformation wird der im Eingabe-Ereignis enthaltene
Level-Wert durch einen anhand einer Quantisierungsskale bestimmten Divisor
dividiert, um einen Quotienten des Levels zu erhalten. Die 13 sind Diagramme, die den Zusammenhang
zwischen Quantisierungsskale und Divisor zeigen. 13(a) zeigt ein Festlegungsbeispiel für diesen
Zusammenhang und gibt an, dass der Divisor mit 2 angesetzt wird,
wenn eine Quantisierungsskale von 1 bis 7 reicht, und dass der Divisor
1 ist, wenn die Quantisierungsskale gleich oder größer als 8
ist. Das heißt,
dass keine Division durchgeführt wird,
wenn eine Quantisierungsskale gleich oder größer als 8 ist. 13(b) zeigt ein weiteres Festlegungsbeispiel für diesen
Zusammenhang, und wie in der Figur gezeigt, kann die Quantisierungsskale
in drei Klassen eingeteilt werden und für jede Klasse kann ein Divisor
festgelegt werden.
-
Die
Quantisierung ist im Grunde eine Division, und der Wert der quantisierten
Transformationskoeffizienten steigt mit fallender Quantisierungsskale.
Folglich ist beim Erzeugen eines Ereignisses der in dem Ereignis
enthaltene Level-Wert oftmals hoch. Die in den 19 bis 22 gezeigte
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge wird so erstellt, dass sie
für Koeffizienten
mit einer relativ hohen Komprimierungsrate geeignet ist, und sie
enthält
zahlreiche Ereignisse mit niedrigen Level-Werten. Daher werden der
Anteil der in der Tabelle enthaltenen passenden Bezugsereignisse
und auch der Anteil der Durchführung
der Codierung mit variabler Wortlänge verringert, sodass sich
die Codierungsleistung verschlechtert. Wenn also bei der fünften Ausführungsform
die Quantisierungsskale klein ist, wird der Level dividiert, um
ein transformiertes Eingabe-Ereignis mit einem niedrigen Level-Wert zu erzeugen,
das zum Vergleichen verwendet wird. Dadurch wird der Anteil der Durchführung der
Codierung mit variabler Wortlänge verbessert
und die Möglichkeit
der Zuweisung kurzer Codes erhöht.
-
Nach
Erhalt des Quotienten des Levels wird im Schritt 1204 ein
Vergleich zwischen (Last, Run, Quotient des Levels) des transformierten
Eingabe-Ereignisses und dem in einer Tabelle von Codes mit variabler
Wortlänge
enthaltenen Bezugsereignis durchgeführt, und in einem nachfolgenden
Schritt 1205 wird eine Entscheidung zum Ergebnis des Vergleichs
getroffen. Wenn im Schritt 1205 entschieden wird, dass
das Bezugsereignis vorhanden ist, wird Schritt 1206 ausgeführt, und
wenn es nicht vorhanden ist, wird Schritt 1208 ausgeführt.
-
Wenn
Schritt 1207 ausgeführt
wird, wird der Code mit variabler Wortlänge für das betreffende Bezugsereignis
ausgegeben, und in einem nachfolgenden Schritt 1208 wird
der Rest des Levels einer Codierung mit fester Wortlänge unterzogen,
und das Codierungsergebnis wird als Eingabe-Hilfscode ausgegeben.
Die Codelänge
des übrigen
Levels wird entsprechend dem Divisor geändert. Beispielsweise ist bei
der in 13(a) gezeigten Festlegung die
Bitlänge
des Rests mit 1 festgelegt, wenn der Divisor 2 ist, und die Bitlänge des
Rests ist mit 0 festgelegt, wenn der Divisor 1 ist. Mit anderen
Worten, wenn der Divisor 1 ist, wird der Rest nicht codiert. Wenn
die Schritte 1207 bis 1208 ausgeführt werden,
werden ein Code mit variabler Wortlänge und ein Eingabe-Hilfscode
als Codierungsergebnis ausgegeben.
-
Wenn
jedoch Schritt 1206 ausgeführt wird, wird das Eingabe-Ereignis
einer Codierung mit fester Wortlänge
unterzogen, um einen Code mit fester Wortlänge zu erzeugen. Dann wird
das Codierungsergebnis ausgegeben, das der Code mit fester Wortlänge ist,
zu dem ein Steuercode addiert wird.
-
Nach
Ausführung
der Schritte 1207 bis 1208 oder von Schritt 1206 wird
in einem nachfolgenden Schritt 1209 festgestellt, ob das
verarbeitete Eingabe-Ereignis das letzte Eingabe-Ereignis ist oder nicht,
und wenn es das letzte ist, wird im Schritt 1210 die Codierung
beendet. Wenn es jedoch nicht das letzte ist, erfolgt der Rücksprung
zum Schritt 1202, nachdem im Schritt 1211 j um
1 erhöht
worden ist, wodurch ein nächstes
Eingabe-Ereignis
in der gleichen Weise verarbeitet wird. So wird das Verfahren bis
zum letzten Koeffizienten ungleich Null fortgesetzt.
-
Nachstehend
wird die Decodierung der codierten Daten beschrieben, die bei dem
in der fünften Ausführungsform
erläuterten
Bildcodierungsverfahren erhalten werden. Da die Konfiguration der
Bilddecodierungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform
mit der der ersten Ausführungsform
identisch ist, wird 4 für die Beschreibung verwendet.
-
14 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Decodierung
mit variabler Wortlänge
gemäß der fünften Ausführungsform
zeigt. Das Bilddecodierungsverfahren gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich
von dem der ersten Ausführungsform
nur hinsichtlich der Funktionsweise des in 4 gezeigten
Decodierers für
Codes mit variabler Wortlänge 408,
und daher wird die Funktionsweise des Decodierers für Codes
mit variabler Wortlänge 408 bei
der Decodierung nachstehend unter Bezugnahme auf 14 beschrieben.
-
Zunächst wird
nach der Initiierung des Prozesses im Schritt 1401 ein
Code mit variabler Wortlänge
von quantisierten Transformationskoeffizienten, der das j-te zu
verarbeitende Objekt ist, als Eingabe-Code mit variabler Wortlänge im Schritt 1402 eingegeben.
Da das den Eingabe-Hilfscode enthaltende Codierungsergebnis wie
bei der Bildcodierung der fünften
Ausführungsform
beschrieben erhalten wird, wird nun zusammen mit dem Code mit variabler Wortlänge auch
der Eingabe-Hilfscode als zu verarbeitendes Objekt eingegeben. Im
Schritt 1403 wird festgestellt, ob der Eingabe-Code mit
variabler Wortlänge
einen Steuercode enthält
oder nicht, und wenn er einen Steuercode enthält, wird Schritt 1404 ausgeführt; wenn
er keinen Code enthält,
wird Schritt 1405 ausgeführt. In dem Fall, dass Schritt 1404 ausgeführt wird,
das heißt,
wenn der Steuercode enthalten ist, wird der Eingabe-Code mit variabler
Wortlänge
als Code mit fester Wortlänge
decodiert, um Koeffizienten zu regenerieren und auszugeben. Daran
schließt sich
Schritt 1408 an, der später
beschrieben wird.
-
Wenn
jedoch Schritt 1405 ausgeführt wird, das heißt, wenn
der Steuercode nicht enthalten ist, wird unter Verwendung einer
ersten Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge eine Gruppe (Last, Run, Level),
die dem Eingabe-Code mit variabler Wortlänge entspricht, erhalten. Dann
wird Schritt 1406 ausgeführt, bei dem eine Transformation
durch Multiplikation des erhaltenen Level-Werts mit einem vorgegebenen
Wert durchgeführt
wird. Der vorgegebene Wert wird anhand einer Quantisierungsskale
festgelegt, und in diesem Fall wird der in den 13 angegebene
Wert entsprechend dem Codierungsverfahren verwendet. Dann wird im
Schritt 1407 der Eingabe-Hilfscode einer Codierung mit
fester Wortlänge unterzogen,
um den Rest des Levels zu erhalten, und der Rest wird zu dem Produkt
addiert, das durch die Transformation im Schritt 1406 erhalten
wird, um den richtigen Level-Wert zu erhalten, und die Gruppe (Last,
Run, Level), in der dieser Level-Wert verwendet wird, wird als Decodierungsergebnis
ausgegeben.
-
Nachdem
einer der Schritte 1404 oder 1405 bis 1407 ausgeführt worden
ist, wird in einem nachfolgenden Schritt 1408 festgestellt,
ob der verarbeitete Eingabe-Code mit variabler Wortlänge der
letzte Eingabe-Code mit variabler Wortlänge ist oder nicht, und wenn
er der letzte ist, wird im Schritt 1409 die Codierung beendet.
Wenn er jedoch nicht der letzte ist, erfolgt der Rücksprung
zum Schritt 1402, nachdem im Schritt 1410 j um
1 erhöht
worden ist, wodurch ein nächster
Eingabe-Code mit variabler Wortlänge
in der gleichen Weise verarbeitet wird. So wird das Verfahren bis
zum letzten Code mit variabler Wortlänge fortgesetzt.
-
Wie
vorstehend beschrieben, wird bei dem Bildcodierungsverfahren gemäß der fünften Ausführungsform,
wie im Schritt 1203 von 12 gezeigt, eine
Transformation durchgeführt,
bei der der Level-Wert, der im Eingabe-Ereignis enthalten ist, das ein
zu verarbeitendes Objekt ist, durch eine anhand einer Quantisierungsskale
bestimmte Zahl dividiert wird, und im Schritt 1204 wird
ein Vergleich mit dem transformierten Eingabe-Ereignis durchgeführt, das der Transformation
unterzogen worden ist. Somit wird der Anteil der in der Tabelle
von Codes mit variabler Wortlänge
enthaltenen passenden Bezugsereignisse erhöht, der Anteil der Durchführung der Codierung
mit fester Wortlänge
im Schritt 1206 wird gesenkt und die Möglichkeit der Zuweisung kurzer Codes
bei der Codierung mit variabler Wortlänge wird durch Verwendung eines
Codes mit variabler Wortlänge
erhöht,
was zu einer besseren Codierungsleistung führt.
-
Da
die Bildcodierungsvorrichtung der fünften Ausführungsform den Codierer für Codes
mit variabler Wortlänge 211 aufweist,
der die vorstehend beschriebene Codierung durchführt, kann durch Verwendung
einer einzigen Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge ein
Codierungsergebnis mit einer besseren Komprimierungsrate erhalten
werden, gleichgültig,
ob die Komprimierungsrate der Kompressionscodierung im Codierer 203 hoch
oder niedrig ist.
-
Mit
dem Bilddecodierungsverfahren und die Bilddecodierungsvorrichtung
gemäß der fünften Ausführungsform
kann eine zweckmäßige Decodierung entsprechend
dem in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen Codierungsergebnis
durchgeführt werden,
um ein wiederhergestelltes Bild zu erhalten.
-
Obwohl
bei der fünften
Ausführungsform
beschrieben wird, dass die Transformation an dem in einem Ereignis
enthaltenen Level durchgeführt
wird, kann die Transformation anstatt am Level auch am Run erfolgen.
-
Ausführungsform 6
-
Bei
einem Bildcodierungsverfahren gemäß einer sechsten Ausführungsform
wird die Transformation nicht am Eingabe-Ereignis, sondern am Bezugsereignis
durchgeführt,
und anschließend
wird der Vergleich durchgeführt.
-
15 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zur Codierung
mit variabler Wortlänge
gemäß der sechsten
Ausführungsform zeigt.
Da die Bildcodierungsvorrichtung der sechsten Ausführungsform
die gleiche Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform
hat, wird 2 für die Beschreibung verwendet.
-
Das
Bildcodierungsverfahren gemäß der sechsten
Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform nur hinsichtlich
der Funktionsweise des in 2 gezeigten
Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge 211,
und daher wird die Funktionsweise des Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge 211 bei
der Codierung nachstehend unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
-
Nach
Initiierung des Prozesses im Schritt 1501 wird im Schritt 1502 ein
aus (Last, Run, Level) bestehendes j-tes Eingabe-Ereignis erhalten.
Eine bei der Quantisierung verwendete Quantisierungsskale wird ebenfalls
eingegeben. Im Schritt 1503 wird ein i-tes Bezugsereignis
aus einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge geholt, und im Schritt 1504 wird
das Bezugsereignis transformiert, um ein transformiertes Bezugsereignis
zu erzeugen.
-
Bei
der sechsten Ausführungsform
wird als Transformation ein Offset, der entsprechend der im Schritt 1502 eingegebenen
Quantisierungsskale festgelegt wird, zu dem in dem Bezugsereignis
enthaltenen Level-Wert addiert. Dabei erfolgt die Festlegung so,
dass Offset = 5 ist, wenn die Quantisierungsskale 1 oder 2 ist,
dass Offset = 4 ist, wenn die Quantisierungsskale 3 oder 4 ist,
dass Offset = 3 ist, wenn die Quantisierungsskale 5 oder 6 ist,
dass Offset = 2 ist, wenn die Quantisierungsskale 7 oder 8 ist,
dass Offset = 1 ist, wenn die Quantisierungsskale 9 oder 10 ist,
und dass Offset = 0 ist, wenn die Quantisierungsskale gleich oder
größer als
11 ist. Wenn beispielsweise in dem Fall, dass ein Ereignis als zu
codierendes Objekt (Last, Run, Level) = (0, 1, 6) ist, das Bezugsereignis
nicht transformiert wird, bedeutet das, dass ein passendes Bezugsereignis
in den in 19 gezeigten Bezugsereignissen
gefunden wird. Es wird ein diesem entsprechender Code verwendet,
und das erhaltene Codierungsergebnis umfasst 13 Bit. Wenn jedoch
die Quantisierungsskale 4 ist und das gleiche Ereignis als Objekt
verwendet wird, werden alle Bezugsereignisse einer Transformation
unterzogen, bei der 4 zum Level-Wert addiert wird. Es wird ein Code
mit variabler Wortlänge,
der dem in 19 angegebenen Bezugsereignis
(0, 1, 2) entspricht, verwendet und so werden 7 Bit erhalten, was
bedeutet; dass im Gegensatz zu dem Fall, dass die vorstehend beschriebene
Transformation nicht durchgeführt
wird, 6 Bit gerettet werden. Somit ist das Addieren eines Offsets
zum Level des Bezugsereignisses mit dem Verfahren identisch, bei
dem ein Offset vom Level eines Ereignisses (Last, Run, Level), das
ein zu codierendes Objekt ist, deduziert wird und mit jeder Gruppe
einer Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge verglichen wird.
-
Da,
wie bei der fünften
Ausführungsform
beschrieben, der Wert eines quantisierten Koeffizienten mit abnehmender
Quantisierungsskale steigt, steigt auch die Häufigkeit, mit der ein Ereignis
mit einem großen
Level-Wert auftritt. Andererseits ist die in den 19 bis 22 gezeigte
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge für Koeffizienten mit einer hohen Komprimierungsrate
geeignet und sie enthält
zahlreiche Ereignisse mit niedrigen Level-Werten. Somit kann durch Addieren eines
Offsets zu einem in einem Bezugsereignis enthaltenen Level-Wert
der Anteil der Durchführung
der Codierung mit variabler Wortlänge unter Verwendung kurzer
Codes erhöht
werden und dadurch die Komprimierungsrate verbessert werden.
-
Im
Schritt 1505 wird aufgrund des Ergebnisses des Vergleichs
im Schritt 1504 eine Entscheidung getroffen. Wenn sich
bei der Entscheidung im Schritt 1505 eine Übereinstimmung
zeigt, wird nach Schritt 1506 Schritt 1507 ausgeführt, wo
ein Code mit variabler Wortlänge,
der dem i-ten Bezugsereignis entspricht, ausgegeben wird. Daran
schließt
sich Schritt 1509 an, der später beschrieben wird. Wenn jedoch
keine Übereinstimmung
gefunden wird, wird Schritt 1507 ausgeführt.
-
Im
Schritt 1507 wird festgestellt, ob das i-te Bezugsereignis
das letzte Bezugsereignis ist, das in der Tabelle von Codes mit
variabler Wortlänge
enthalten ist. Wenn es das letzte Bezugsereignis ist, wird Schritt 1508 ausgeführt. Wenn
es nicht das letzte Bezugsereignis ist, erfolgt der Rücksprung
zum Schritt 1503, nachdem im Schritt 1512 i um
1 erhöht worden
ist, und die nachfolgenden Schritte, die mit der Entscheidung im
Schritt 1507 enden, werden nochmals ausgeführt.
-
Mit
den Prozessen in den Schritten 1503 bis 1507 wird
der Vergleich zwischen einem j-ten Eingabe-Ereignis und einem in
der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge enthaltenen Bezugsereignis
so lange wiederholt, bis sich bei der Entscheidung im Schritt 1505 eine Übereinstimmung
zwischen beiden zeigt oder im Schritt 1507 entschieden
wird, dass das verarbeitete Ereignis das letzte ist. Mit anderen
Worten, der Vergleich wird so lange fortgesetzt, bis die Codierung
mit variabler Wortlänge
durchgeführt
ist oder das letzte Ereignis der Tabelle von Codes mit variabler
Wortlänge
verglichen ist.
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Wenn
im Schritt 1507 entschieden wird, dass das verarbeitete
Ereignis das letzte ist, das heißt, wenn der Vergleich mit
der Tabelle für
das j-te Eingabe-Ereignis beendet ist, wird festgestellt, dass keine Codierung
mit variabler Wortlänge
durchgeführt
werden kann, und im Schritt 1508 wird das Eingabe-Ereignis
einer Codierung mit fester Wortlänge
unterzogen, um das Codierungsergebnis mit einem Steuercode auszugeben.
Daran schließt
sich Schritt 1509 an.
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Im
Schritt 1509, der nach Schritt 1506 oder 1508 ausgeführt wird,
wird festgestellt, ob ein verarbeitetes Eingabe-Ereignis das letzte
Eingabe-Ereignis ist oder nicht. Wenn es das letzte ist, wird im Schritt 1510 die
Codierung beendet. Wenn es jedoch nicht das letzte ist, erfolgt
der Rücksprung
zum Schritt 1502, nachdem im Schritt 1511 j um
1 erhöht worden
ist, wodurch das nächste
Eingabe-Ereignis in der gleichen Weise verarbeitet wird. So wird
das Verfahren bis zum letzten Koeffizienten ungleich Null fortgesetzt.
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16 ist
ein Blockdiagramm, das die innere Konfiguration des Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge
(211 in 2) zeigt, der in einer Bildcodierungsvorrichtung
gemäß der sechsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wie in der Figur gezeigt,
weist der Codierer für
Codes mit variabler Wortlänge
eine Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge 1601, eine Level-Transformationseinheit 1602,
einen Komparator 1603, einen Codierer für Codes mit fester Wortlänge 1604 und
einen Schalter 1605 auf, und er empfängt ein Eingabe-Ereignis und
eine Quantisierungsskale als Eingangsdaten und gibt ein Codierungsergebnis
aus.
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Die
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge 1601 wird in den 19 bis 22 gezeigt.
Die Level-Transformationseinheit 1602 empfängt eine Quantisierungsskale
und ein Bezugsereignis als Eingangsdaten und transformiert den Level-Wert
des Bezugsereignisses entsprechend der Quantisierungsskale, um ein
transformiertes Bezugsereignis zu erzeugen. Der Komparator 1603 führt einen
Vergleich zwischen dem Eingabe-Ereignis und dem transformierten
Bezugsereignis durch und gibt ein Steuersignal aus, das dem Ergebnis
des Vergleichs entspricht. Der Codierer für Codes mit fester Wortlänge 1604 unterzieht
das Eingabe-Ereignis beim Eingeben einer Codierung mit fester Wortlänge und
gibt das Codierungsergebnis aus. Der Schalter 1605 führt das
Schalten entsprechend den Ausgangssignalen vom Komparator 1603 durch
und gibt als Codierungsergebnis entweder Ausgangssignale von der Tabelle
von Codes mit variabler Wortlänge 1601 oder Ausgangssignale
vom Codierer für
Codes mit fester Wortlänge 1604 aus.
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Nachstehend
wird die Funktionsweise des so aufgebauten Codierers für Codes
mit variabler Wortlänge
entsprechend dem Ablaufdiagramm von 15 beschrieben.
Wenn im Schritt 1502 des Ablaufdiagramms von 15 eine
Quantisierungsskale und ein (j-tes) Eingabe-Ereignis in den Codierer
für Codes
mit variabler Wortlänge
(211 in 2) eingegeben werden, wird die
Quantisierungsskale über eine
Leitung 1611 in die Level-Transformationseinheit 1602 eingegeben
und das Eingabe-Ereignis wird über
eine Leitung 1612 in den Komparator 1603 eingegeben.
Im Schritt 1503 des Ablaufdiagramms von 15 leitet
die Level-Transformationseinheit 1602 über eine Leitung 1613 ein
(i-tes) Bezugsereignis aus der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge ab, transformiert
den in dem Bezugsereignis enthaltenen Level-Wert unter Verwendung
der eingegebenen Quantisierungsskale und gibt das resultierende transformierte
Bezugsereignis an den Komparator 1603 aus.
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Im
Schritt 1505 des Ablaufdiagramms von 15 führt der
Komparator 1603 einen Vergleich durch und trifft eine Entscheidung.
Der Komparator 1603 führt
den Vergleich zwischen dem Eingabe-Ereignis und dem transformierten
Bezugsereignis, die eingegeben werden, durch und entscheidet, ob
diese Ereignisse miteinander übereinstimmen
oder nicht. Wenn eine Übereinstimmung
festgestellt wird, sendet der Komparator 1603 ein Steuersignal über eine
Leitung 1615 an die Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge 1601,
sodass ein Code, der dem i-ten Bezugsereignis entspricht, ausgegeben
wird, und sendet zugleich ein Steuersignal über eine Leitung 1617 an
den Schalter 1605, sodass das Ausgangssignal von der Tabelle
von Codes mit variabler Wortlänge 1601 vom
Schalter 1605 ausgegeben wird. Somit wird, wenn im Schritt 1505 eine Übereinstimmung festgestellt
wird, im Schritt 1506 des Ablaufdiagramms von 15 ein
Code mit variabler Wortlänge
von der Ausgabeleitung 1620 des Schalters 1605 ausgegeben.
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Wenn
jedoch beim Vergleichen mit dem Komparator 1603 festgestellt
wird, dass diese Ereignisse nicht übereinstimmen, wird in Reaktion
auf ein über
die Leitung 1615 gesendetes Steuersignal ein nächstes (i+1-tes)
Bezugsereignis von der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge 1601 in
die Level-Transformationseinheit 1602 eingegeben. In dem Ablaufdiagramm
von 15 werden die Schritte ab Schritt 1503 nochmals
ausgeführt,
nachdem i im Schritt 1512 erhöht worden ist.
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Wenn
die Entscheidung im Schritt 1507 dazu führt, dass der Vergleich für das letzte
Ereignis in der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge beendet wird,
gibt der Komparator 1603 über eine Leitung 1618 das
(j-te) Eingabe-Ereignis an den Codierer für Codes mit fester Wortlänge 1604 aus
und sendet gleichzeitig ein Steuersignal über die Leitung 1617 an den
Schalter 1605, sodass das Ausgangssignal vom Codierer für Codes
mit fester Wortlänge 1604 als Code
vom Schalter 1605 verwendet wird.
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Im
Schritt 1508 des Ablaufdiagramms von 15 codiert
der Codierer für
Codes mit fester Wortlänge 1604 das
eingegebene Eingabe-Ereignis und gibt das erhaltene Codierungsergebnis über eine Leitung 1619 an
den Schalter 1605 aus. Entsprechend dem Steuersignal vom
Komparator 1603 wird über
die Leitung 1620 ein Code mit fester Wortlänge vom
Schalter 1605 ausgegeben.
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Nach
der Ausgabe von der Leitung 1620 wird ein nächstes Eingabe-Ereignis über die
Leitung 1612 eingegeben, wodurch die Prozesse am Eingabe-Ereignis
im Ablaufdiagramm von 15 nochmals ausgeführt werden.
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Auf
diese Weise erfolgt die Bildcodierung gemäß der sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, während
die Decodierung der durch diese Bildcodierung erhaltenen codierten
Daten in der in 4 gezeigten Bilddecodierungsvorrichtung durchgeführt wird.
Das Bilddecodierungsverfahren gemäß der sechsten Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform nur hinsichtlich
der Funktionsweise des in 4 gezeigten Decodierers
für Codes
mit variabler Wortlänge 408, und
daher wird die Funktionsweise des Decodierers für Codes mit variabler Wortlänge 408 bei
der Decodierung nachstehend unter Bezugnahme auf 17 beschrieben,
die die innere Konfiguration des Decodierers zeigt.
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Wie
in 17 gezeigt, weist der Decodierer für Codes
mit variabler Wortlänge
eine Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge 1701, einen Komparator 1702,
eine Level-Umkehrtransformationseinheit 1703,
einen Decodierer für
Codes mit fester Wortlänge 1704 und
einen Schalter 1705 auf, und er empfängt einen Eingabe-Code mit
variabler Wortlänge und
eine Quantisierungsskale als Eingangssignale und gibt das aus der
Decodierung erhaltene Regenerierungsergebnis aus.
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Die
Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge 1701 wird in den 19 bis 22 gezeigt.
Der Komparator 1702 führt
einen Vergleich zwischen einem Eingabe-Code mit variabler Wortlänge und
einem Bezugscode mit variabler Wortlänge durch und gibt ein Steuersignal
aus, das dem Ergebnis des Vergleichs entspricht. Die Level- Umkehrtransformationseinheit 1703 empfängt eine
Quantisierungsskale und ein Bezugsereignis als Eingangssignale und transformiert
den im Bezugsereignis enthaltenen Level-Wert entsprechend der Quantisierungsskale,
um ein transformiertes Bezugsereignis zu erzeugen. Der Decodierer
für Codes
mit fester Wortlänge 1704 unterzieht
den Eingabe-Code mit variabler Wortlänge beim Eingeben einer Decodierung
mit fester Wortlänge
und gibt das Decodierungsergebnis aus. Der Schalter 1705 führt das
Schalten entsprechend den Ausgangssignalen vom Komparator 1702 durch
und gibt als Regenerierungsergebnis entweder Ausgangssignale von
der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge 1701 oder Ausgangssignale
vom Decodierer für
Codes mit fester Wortlänge 1704 aus.
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Nachstehend
wird die Funktionsweise des so aufgebauten Decodierers für Codes
mit variabler Wortlänge
beschrieben. Wenn eine Quantisierungsskale und ein Eingabe-Code
mit variabler Wortlänge in
den Decodierer für
Codes mit variabler Wortlänge (408 in 4)
eingegeben werden, wird die Quantisierungsskale über eine Leitung 1711 in
die Level-Umkehrtransformationseinheit 1703 eingegeben und
der Eingabe-Code mit variabler Wortlänge wird über eine Leitung 1712 in
den Komparator 1702 eingegeben. Der Komparator 1702 leitet über eine
Leitung 1713 einen Bezugscode mit variabler Wortlänge von
der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge 1701 ab und vergleicht
den Eingabe-Code
mit variabler Wortlänge
mit dem Bezugscode mit variabler Wortlänge.
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Wenn
der Vergleich zeigt, dass diese Codes übereinstimmen, sendet der Komparator 1702 ein Steuersignal über eine
Leitung 1714 an die Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge 1701,
sodass ein Bezugsereignis, das dem Bezugscode mit variabler Wortlänge entspricht,
ausgegeben wird, und sendet gleichzeitig ein Steuersignal über eine
Leitung 1717 an den Schalter 1705, sodass der
Code aus der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge 1701 vom Schalter 1705 ausgegeben
wird.
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Aus
der Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge wird ein zu transformierendes
Bezugsereignis über
eine Leitung 1715 in die Level-Umkehrtransformationseinheit 1703 eingegeben.
Die Level-Umkehrtransformationseinheit 1703 führt entsprechend
dem Level, der in dem auf der Quantisierungsskale beruhenden Bezugsereignis
enthalten ist, die für
die Codierung durchgeführte
Transformation in Umkehrung aus. Bei der sechsten Ausführungsform
wird ein Offset, der entsprechend einer Quantisierungsskale festgelegt
wird, zu dem in einem Bezugsereignis enthaltenen Level-Wert addiert.
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Im
Schritt 1503 des Ablaufdiagramms von 15 leitet
die Level-Transformationseinheit 1602 über eine
Leitung 1613 ein (i-tes) Bezugsereignis aus der Tabelle
von Codes mit variabler Wortlänge
ab, transformiert den in dem Bezugsereignis enthaltenen Level-Wert
unter Verwendung der eingegebenen Quantisierungsskale und gibt das
resultierende transformierte Bezugsereignis an den Komparator 1603 aus.
Das geschieht so, dass Offset = 5 ist, wenn die Quantisierungsskale
1 oder 2 ist, dass Offset = 4 ist, wenn die Quantisierungsskale
3 oder 4 ist, dass Offset = 3 ist, wenn die Quantisierungsskale
5 oder 6 ist, dass Offset = 2 ist, wenn die Quantisierungsskale 7
oder 8 ist, dass Offset = 1 ist, wenn die Quantisierungsskale 9
oder 10 ist, und dass Offset = 0 ist, wenn die Quantisierungsskale
gleich oder größer als 11
ist. Wenn beispielsweise ein Eingabe-Code mit variabler Wortlänge „0101000" ist, wird (Last,
Run, Level) = (0, 1, 2) als Bezugsereignis aus der in 19 gezeigten
Tabelle abgeleitet. Die Level-Umkehrtransformationseinheit 1703 addiert
4 zu dem in diesem eingegebenen. Bezugsereignis enthaltenen Level,
wenn die eingegebene Quantisierungsskale 4 ist, und gibt das erhaltene
Ergebnis (0, 1, 6) über
eine Leitung 1716 an den Schalter 1705 aus. Dann
gibt entsprechend dem Steuersignal vom Komparator 1702 der
Schalter 1705 dieses Ergebnis als Regenerierungsergebnis über die
Leitung 1720 aus. Wenn sich bei der Entscheidung eine Übereinstimmung zeigt,
wird ein Code mit variabler Wortlänge von der Ausgabeleitung 1720 des
Schalters 1705 ausgegeben.
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Wenn
jedoch kein passender Code mit variabler Wortlänge beim Vergleichen durch
den Komparator 1702 gefunden wird, gibt der Komparator 1702 den
Eingabe-Code mit variabler Wortlänge über eine Leitung 1718 an
den Decodierer für
Codes mit fester Wortlänge 1704 aus
und sendet gleichzeitig ein Steuersignal über die Leitung 1717 an
den Schalter 1705, sodass ein Code vom Decodierer für Codes
mit fester Wortlänge 1704 vom
Schalter 1705 ausgegeben wird. Dadurch wird das Ergebnis
der Decodierung mit fester Wortlänge
von der Ausgabeleitung 1720 des Schalters 1705 ausgegeben.
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Auf
diese Weise wird nach dem Bildcodierungsverfahren gemäß der sechsten
Ausführungsform
die im Schritt 1502 von 15 gezeigte
Transformation an einem in einer Tabelle von Codes mit variabler
Wortlänge
enthaltenen Bezugsereignis durchgeführt. Dadurch werden der Anteil
der Durchführung
der Codierung mit variabler Wortlänge und der Anteil der Zuweisung
kurzer Codes erhöht,
wie es bei der ersten Ausführungsform
der Fall ist, wo die gleiche Transformation am Eingabe-Ereignis
durchgeführt
wird, was zu einer besseren Codierungsleistung führt.
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Da
die Bildcodierungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform
einen Codierer für
Codes mit variabler Wortlänge 211 aufweist,
der die in 16 gezeigte innere Konfiguration
hat und das vorstehend beschriebene Codierungsverfahren durchführt, kann
ein Codierungsergebnis mit einer besseren Komprimierungsrate mit
einer einzigen Tabelle von Codes mit variabler Wortlänge erhalten werden,
gleichgültig,
ob die Komprimierungsrate der Kompressionscodierung durch den Codierer 203 hoch
oder niedrig ist.
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Außerdem kann
mit dem Bilddecodierungsverfahren und der Bilddecodierungsvorrichtung
gemäß der sechsten
Ausführungsform
eine zweckmäßige Decodierung
entsprechend dem auf die vorstehend beschriebene Weise erhaltenen
Codierungsergebnis durchgeführt
werden, um ein wiederhergestelltes Bild zu erhalten.
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Obwohl
bei der sechsten Ausführungsform ein
Verfahren der Addition des Offsets als Transformationsverfahren
für das
Bezugsereignis verwendet wird, ist der Prozess nicht auf dieses
Verfahren beschränkt
und es können
auch andere Funktionen verwendet werden. Die vorstehend beschriebene
Wirkung kann beispielsweise durch folgende Verfahren erzielt werden: Ändern eines
Vielfachen in einen Level-Wert entsprechend der Quantisierungsskale, Durchführung einer
quadratischen Funktion und Ändern
des dynamischen Bereiches eines Levels.
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Wie
in der Beschreibung der Transformation des Eingabe-Ereignisses bei
der ersten Ausführungsform
und bei anderen Ausführungsformen
dargelegt, kann die Transformation statt am Level-Wert des Bezugsereignisses
auch am Run-Wert durchgeführt
werden.
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Wie
in den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben, sind bei den einzelnen Ausführungsformen
die unter Bezugnahme auf das jeweilige Ablaufdiagramm dargelegten
Abläufe stets
nur ein Beispiel, und es können
auch andere Abläufe,
die die gleichen Codierungs- und Decodierungsverfahren darstellen,
verwendet werden.
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Die
Bildcodierungsvorrichtungen und Bilddecodierungsvorrichtungen der
ersten bis sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden durch Aufzeichnung eines Bildcodierungsprogramms in
Aufzeichnungsmedien, das die Bildcodierungsverfahren der einzelnen
Ausführungsformen
implementiert, und eines Bilddecodierungsprogramms, das die Bilddecodierungsverfahren
der einzelnen Ausführungsformen
implementiert, und Abarbeiten der aufgezeichneten Programme auf
einem Computersystem mit einem Personalcomputer und einer Workstation
realisiert. Als Aufzeichnungsmedien, die solche Programme aufzeichnen
können,
können
beispielsweise Disketten oder optische Platten wie CD-ROMs verwendet
werden.
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Anwendungsmöglichkeiten
in der Industrie
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Wie
vorstehend beschrieben, kann mit den erfindungsgemäßen Bildcodierungsverfahren
und Bildcodierungsvorrichtungen eine Codierung mit einer hohen Komprimierungsrate
an einer breiten Palette von Objekten mit verschiedenen Komprimierungsraten
unter Verwendung einer einzigen Tabelle von Codes mit variabler
Wortlänge
durchgeführt
werden, wenn die zu verarbeitenden Objekte die digitalen Bilddaten
sind, die durch DCT- oder Wellenformcodierung kompressionscodiert
sind.
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Mit
dem Bilddecodierungsverfahren und den Bilddecodierungsvorrichtungen
der vorliegenden Erfindung kann ein Codierungsergebnis, das der
vorstehend beschriebenen effizienten Codierung unterzogen worden
ist, entsprechend decodiert werden, um ein wiederhergestelltes Bild
zu erhalten.
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Außerdem können ein
Aufzeichnungsmedium das ein Bildcodierungsprogramm enthält, und
ein Aufzeichnungsmedium, das ein erfindungsgemäßes Bilddecodierungsprogramm
enthält,
eine Bildcodierungsvorrichtung, die das Codierungsergebnis mit einer
hohen Komprimierungsrate erhalten kann und eine Bilddecodierungsvorrichtung,
die das Codierungsergebnis unter voller Nutzung der Ressourcen der
Vorrichtung entsprechend verarbeiten kann, dadurch implementieren,
dass die aufgezeichneten Programme auf einem Computersystem abgearbeitet
werden.