JP2701274B2 - 高能率符号化装置 - Google Patents
高能率符号化装置Info
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- JP2701274B2 JP2701274B2 JP29347987A JP29347987A JP2701274B2 JP 2701274 B2 JP2701274 B2 JP 2701274B2 JP 29347987 A JP29347987 A JP 29347987A JP 29347987 A JP29347987 A JP 29347987A JP 2701274 B2 JP2701274 B2 JP 2701274B2
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ディジタルビデオ信号等のディジタル画
像信号の情報量を圧縮するのに適用される高能率符号化
装置に関する。 〔従来の技術〕 ディジタル画像信号を伝送或いは記録する時に冗長度
を抑圧するのに、高能率符号化装置を使用される。高能
率符号化装置の一つとして、前値予測、DPCM、２次元予
測符号、３次元予測符号等の予測符号化が知られてい
る。予測符号は、既に符号化した画素の値から現在の値
を予測し、現在の値と予測値との誤差（残差と称する）
を符号化するものである。 予測符号化を施すと、残差は、第５図に示すように、
０を中心とする度数分布を持つことが知られている。そ
こで、データの統計的性質を利用したランレングス符
号、ハフマン符号等のエントロピー符号化が行われる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、残差の統計的性質は、画像の絵柄によ
り、種々のものとなり、第５図Ａに示すように、０に集
中する度合いが強いものと、第５図Ｂに示すように、０
に集中する度合いが弱いものとがある。上記のエントロ
ピー符号化を行うには、残差信号の０への集中が強い方
が圧縮率を高くできる。 従って、この発明の目的は、予測符号化の入力の段階
で、入力データの度数分布の０への集中を高くすること
により、圧縮率を高くすることができる高能率符号化装
置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、入力ディジタル画像信号をブロック化す
る手段と、 ブロック毎の最大値及び最小値を検出し、最大値及び
最小値の差であるダイナミックレンジを求める手段と、 ブロック毎に各画素データを元のビット数よりも少な
く、且つダイナミックレンジと複数のしきい値との関係
に基づいた可変長のビット数で量子化し、ブロック毎の
ダイナミックレンジ情報及び各画素と対応するコード信
号を発生する手段と、 ダイナミックレンジ情報が供給され、ブロック毎の予
測符号化を行う第１の予測符号化手段と、 コード信号が供給され、画素毎の予測符号化を行う第
２の予測符号化手段と、 第１及び第２の予測符号化手段の出力をフレーム化す
るフレーム化手段と を備えたことを特徴とする高能率符号化装置である。 〔作用〕 入力ディジタル画像信号は、空間的及び時間的相関を
有している。この入力ディジタル画像信号がブロック構
造に変換される。そして、ブロック毎のダイナミックレ
ンジDRが検出され、最小値除去後の画素データがダイナ
ミックレンジDRに適応して可変長のビット数で量子化さ
れる。このADRC符号化により、ブロック毎のダイナミッ
クレンジ情報（ダイナミックレンジDR、最大値MAX、最
小値MINの内の二つのデータ）と各画素毎のコード信号
とが形成される。 ダイナミックレンジ情報及びコード信号の夫々が予測
符号化回路により、予測符号化される。この場合、予測
符号化回路への入力信号は、ADRC符号化により、レベル
方向の冗長度が除去されているので、形成された残差信
号の０への集中度が高くなる。従って、予測符号化にお
いてエントロピー符号化を行う時に、圧縮率を高くする
ことができる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。第１図は、この一実施例の全体の構成を示し、
第１図において、１で示す入力端子に、１サンプルが８
ビットのディジタルビデオ信号が供給される。このディ
ジタルビデオ信号がブロック化回路２に供給される。ブ
ロック化回路２は、テレビジョン走査の順序のディジタ
ルビデオ信号をブロックの順序に変換するものである。
例えば第２図に示すように、１フレームの画面が（４ラ
イン×４画素）のブロック構造に変換される。このブロ
ックの大きさは、一例であって、より大きいブロックを
使用しても良い。ブロック化回路２の出力信号が可変長
のADRC符号化回路３に供給され、符号化される。 ADRC符号化回路３からは、ブロック毎の付加情報であ
るダイナミックレンジDRと最小値MINが得られると共
に、各画素と対応するコード信号DTが得られる。ダイナ
ミックレンジDR及び最小値MINが予測符号化回路４及び
５に供給される。コード信号DTが予測符号化回路６に供
給される。これらの予測符号化回路4,5及び６として
は、前値予測、DPCM、２次元予測符号等を使用すること
ができる。 付加情報は、ブロック毎に発生するので、予測符号化
回路４及び５は、現在のブロックの付加情報と前のブロ
ックの付加情報から予測された値との残差を求め、この
残差を符号化する。また、予測符号化回路６は、画素毎
に形成されたコード信号に関して、ブロック内で予測符
号化を行う。予測符号化回路４及び５では、誤差の伝播
を防止するために、複数ブロック毎に真のデータを伝送
するリフレッシュが行われ、予測符号化回路６では、同
様の目的でブロック毎にリフレッシュがなされる。 予測符号化回路4,5及び６の符号化出力がフレーム化
回路７に供給され、出力端子８にフレーム構造を有する
送信データが得られる。フレーム化回路７では、必要に
応じて送信データに対するエラー訂正符号化が施され
る。 第３図は、ADRC符号化回路３の一例を示す。11で示す
入力端子からのディジタルビデオ信号が最大値検出回路
12と最小値検出回路13と遅延回路14とに供給される。最
大値検出回路12により、１ブロックのビデオ信号中の最
大値MAXが検出される。この最大値MAXが減算回路15に供
給される。最小値検出回路13により、１ブロックのビデ
オ信号中の最小値MINが検出される。この最小値MINが減
算回路15に供給される。減算回路15により、（MAX-MI
N）で表されるブロックのダイナミックレンジDRが求め
られる。 遅延回路14は、最大値MAX及び最小値MINを検出するの
に必要な時間、入力信号を遅延させるもので、遅延回路
14の出力信号が減算回路16に供給される。減算回路16に
より、最小値MINが入力信号から減算され、最小値除去
後のデータPDIが形成される。 この最小値除去後のデータPDIが量子化回路17に供給
される。量子化回路17には、減算回路15からのダイナミ
ックレンジDRが供給され、ダイナミックレンジDRに適応
した量子化がなされる。量子化ビット数は、元のビット
数（８ビット）より少なく、また、ダイナミックレンジ
DRに適応した可変長のビット数が使用される。可変長の
符号化は、複数例えば４個のしきい値を設定し、このし
きい値で区別されるダイナミックレンジDRの範囲を夫々
０ビット、１ビット、２ビット、３ビット、４ビットの
異なるビット長でADRC符号化するものであり、従って、
ブロック毎に量子化ビット数が決定される。簡単のた
め、量子化ビット数を２ビットとすると、第４図に示す
ように、ダイナミックレンジDRが４等分されたレベル範
囲が設定され、入力データがどのレベル範囲に属するか
によって、２ビットのコード信号が割り当てられる。具
体的には、最小値除去後のデータPDIを量子化幅で除算
する割り算回路、又はダイナミックレンジDR及び最小値
除去後のデータPDIが供給されるROMによって、量子化回
路17が構成される。この量子化回路17は、上述したよう
に、ダイナミックレンジDRと複数のしきい値とでブロッ
ク毎に定まるビット数でもって、データPDIを量子化す
るものである。 ブロック毎の最大値MAX、最小値MIN、ダイナミックレ
ンジDRの内の二つのデータと画素毎のコード信号DTとが
送信データとして、出力端子18、19及び20に取り出され
る。 第３図に示すADRC符号化回路は、２次元ブロックの画
素データを可変長のコード信号に変換するものである。
しかしながら、３次元ブロックのブロック構造を変換し
て良い。 〔発明の効果〕 この発明によれば、予測符号化の前段において、ADRC
符号化を行うことにより、ディジタル画像信号のレベル
に関する冗長度が除去され、ノイズ成分が除去されるの
で、予測符号化を行う時に残差信号の０への集中度をAD
RC符号化を行わない時に比して高くすることができる。
従って、予測符号化を行う時に、高い圧縮率を実現する
ことができる。また、この発明におけるADRC回路は、ブ
ロック毎にダイナミックレンジDRに応じて量子化ビット
数が変化する可変長量子化を行うので、発生情報量の増
大を抑えながら、量子化歪みの少ない量子化を行うこと
ができる。
像信号の情報量を圧縮するのに適用される高能率符号化
装置に関する。 〔従来の技術〕 ディジタル画像信号を伝送或いは記録する時に冗長度
を抑圧するのに、高能率符号化装置を使用される。高能
率符号化装置の一つとして、前値予測、DPCM、２次元予
測符号、３次元予測符号等の予測符号化が知られてい
る。予測符号は、既に符号化した画素の値から現在の値
を予測し、現在の値と予測値との誤差（残差と称する）
を符号化するものである。 予測符号化を施すと、残差は、第５図に示すように、
０を中心とする度数分布を持つことが知られている。そ
こで、データの統計的性質を利用したランレングス符
号、ハフマン符号等のエントロピー符号化が行われる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、残差の統計的性質は、画像の絵柄によ
り、種々のものとなり、第５図Ａに示すように、０に集
中する度合いが強いものと、第５図Ｂに示すように、０
に集中する度合いが弱いものとがある。上記のエントロ
ピー符号化を行うには、残差信号の０への集中が強い方
が圧縮率を高くできる。 従って、この発明の目的は、予測符号化の入力の段階
で、入力データの度数分布の０への集中を高くすること
により、圧縮率を高くすることができる高能率符号化装
置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、入力ディジタル画像信号をブロック化す
る手段と、 ブロック毎の最大値及び最小値を検出し、最大値及び
最小値の差であるダイナミックレンジを求める手段と、 ブロック毎に各画素データを元のビット数よりも少な
く、且つダイナミックレンジと複数のしきい値との関係
に基づいた可変長のビット数で量子化し、ブロック毎の
ダイナミックレンジ情報及び各画素と対応するコード信
号を発生する手段と、 ダイナミックレンジ情報が供給され、ブロック毎の予
測符号化を行う第１の予測符号化手段と、 コード信号が供給され、画素毎の予測符号化を行う第
２の予測符号化手段と、 第１及び第２の予測符号化手段の出力をフレーム化す
るフレーム化手段と を備えたことを特徴とする高能率符号化装置である。 〔作用〕 入力ディジタル画像信号は、空間的及び時間的相関を
有している。この入力ディジタル画像信号がブロック構
造に変換される。そして、ブロック毎のダイナミックレ
ンジDRが検出され、最小値除去後の画素データがダイナ
ミックレンジDRに適応して可変長のビット数で量子化さ
れる。このADRC符号化により、ブロック毎のダイナミッ
クレンジ情報（ダイナミックレンジDR、最大値MAX、最
小値MINの内の二つのデータ）と各画素毎のコード信号
とが形成される。 ダイナミックレンジ情報及びコード信号の夫々が予測
符号化回路により、予測符号化される。この場合、予測
符号化回路への入力信号は、ADRC符号化により、レベル
方向の冗長度が除去されているので、形成された残差信
号の０への集中度が高くなる。従って、予測符号化にお
いてエントロピー符号化を行う時に、圧縮率を高くする
ことができる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。第１図は、この一実施例の全体の構成を示し、
第１図において、１で示す入力端子に、１サンプルが８
ビットのディジタルビデオ信号が供給される。このディ
ジタルビデオ信号がブロック化回路２に供給される。ブ
ロック化回路２は、テレビジョン走査の順序のディジタ
ルビデオ信号をブロックの順序に変換するものである。
例えば第２図に示すように、１フレームの画面が（４ラ
イン×４画素）のブロック構造に変換される。このブロ
ックの大きさは、一例であって、より大きいブロックを
使用しても良い。ブロック化回路２の出力信号が可変長
のADRC符号化回路３に供給され、符号化される。 ADRC符号化回路３からは、ブロック毎の付加情報であ
るダイナミックレンジDRと最小値MINが得られると共
に、各画素と対応するコード信号DTが得られる。ダイナ
ミックレンジDR及び最小値MINが予測符号化回路４及び
５に供給される。コード信号DTが予測符号化回路６に供
給される。これらの予測符号化回路4,5及び６として
は、前値予測、DPCM、２次元予測符号等を使用すること
ができる。 付加情報は、ブロック毎に発生するので、予測符号化
回路４及び５は、現在のブロックの付加情報と前のブロ
ックの付加情報から予測された値との残差を求め、この
残差を符号化する。また、予測符号化回路６は、画素毎
に形成されたコード信号に関して、ブロック内で予測符
号化を行う。予測符号化回路４及び５では、誤差の伝播
を防止するために、複数ブロック毎に真のデータを伝送
するリフレッシュが行われ、予測符号化回路６では、同
様の目的でブロック毎にリフレッシュがなされる。 予測符号化回路4,5及び６の符号化出力がフレーム化
回路７に供給され、出力端子８にフレーム構造を有する
送信データが得られる。フレーム化回路７では、必要に
応じて送信データに対するエラー訂正符号化が施され
る。 第３図は、ADRC符号化回路３の一例を示す。11で示す
入力端子からのディジタルビデオ信号が最大値検出回路
12と最小値検出回路13と遅延回路14とに供給される。最
大値検出回路12により、１ブロックのビデオ信号中の最
大値MAXが検出される。この最大値MAXが減算回路15に供
給される。最小値検出回路13により、１ブロックのビデ
オ信号中の最小値MINが検出される。この最小値MINが減
算回路15に供給される。減算回路15により、（MAX-MI
N）で表されるブロックのダイナミックレンジDRが求め
られる。 遅延回路14は、最大値MAX及び最小値MINを検出するの
に必要な時間、入力信号を遅延させるもので、遅延回路
14の出力信号が減算回路16に供給される。減算回路16に
より、最小値MINが入力信号から減算され、最小値除去
後のデータPDIが形成される。 この最小値除去後のデータPDIが量子化回路17に供給
される。量子化回路17には、減算回路15からのダイナミ
ックレンジDRが供給され、ダイナミックレンジDRに適応
した量子化がなされる。量子化ビット数は、元のビット
数（８ビット）より少なく、また、ダイナミックレンジ
DRに適応した可変長のビット数が使用される。可変長の
符号化は、複数例えば４個のしきい値を設定し、このし
きい値で区別されるダイナミックレンジDRの範囲を夫々
０ビット、１ビット、２ビット、３ビット、４ビットの
異なるビット長でADRC符号化するものであり、従って、
ブロック毎に量子化ビット数が決定される。簡単のた
め、量子化ビット数を２ビットとすると、第４図に示す
ように、ダイナミックレンジDRが４等分されたレベル範
囲が設定され、入力データがどのレベル範囲に属するか
によって、２ビットのコード信号が割り当てられる。具
体的には、最小値除去後のデータPDIを量子化幅で除算
する割り算回路、又はダイナミックレンジDR及び最小値
除去後のデータPDIが供給されるROMによって、量子化回
路17が構成される。この量子化回路17は、上述したよう
に、ダイナミックレンジDRと複数のしきい値とでブロッ
ク毎に定まるビット数でもって、データPDIを量子化す
るものである。 ブロック毎の最大値MAX、最小値MIN、ダイナミックレ
ンジDRの内の二つのデータと画素毎のコード信号DTとが
送信データとして、出力端子18、19及び20に取り出され
る。 第３図に示すADRC符号化回路は、２次元ブロックの画
素データを可変長のコード信号に変換するものである。
しかしながら、３次元ブロックのブロック構造を変換し
て良い。 〔発明の効果〕 この発明によれば、予測符号化の前段において、ADRC
符号化を行うことにより、ディジタル画像信号のレベル
に関する冗長度が除去され、ノイズ成分が除去されるの
で、予測符号化を行う時に残差信号の０への集中度をAD
RC符号化を行わない時に比して高くすることができる。
従って、予測符号化を行う時に、高い圧縮率を実現する
ことができる。また、この発明におけるADRC回路は、ブ
ロック毎にダイナミックレンジDRに応じて量子化ビット
数が変化する可変長量子化を行うので、発生情報量の増
大を抑えながら、量子化歪みの少ない量子化を行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はブ
ロックの一例の略線図、第３図はADRC符号化回路の一例
のブロック図、第４図は量子化の説明に用いる略線図、
第５図は予測符号化の説明のための略線図である。 図面における主要な符号の説明 1:入力端子、2:ブロック化回路、3:ADRC符号化回路、4,
5,6:予測符号化回路。
ロックの一例の略線図、第３図はADRC符号化回路の一例
のブロック図、第４図は量子化の説明に用いる略線図、
第５図は予測符号化の説明のための略線図である。 図面における主要な符号の説明 1:入力端子、2:ブロック化回路、3:ADRC符号化回路、4,
5,6:予測符号化回路。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．入力ディジタル画像信号をブロック化する手段と、 上記ブロック毎の最大値及び最小値を検出し、上記最大
値及び上記最小値の差であるダイナミックレンジを求め
る手段と、 ブロック毎に各画素データを元のビット数よりも少な
く、且つ上記ダイナミックレンジと複数のしきい値との
関係に基づいた可変長のビット数で量子化し、ブロック
毎のダイナミックレンジ情報及び上記各画素と対応する
コード信号を発生する手段と、 上記ダイナミックレンジ情報が供給され、ブロック毎の
予測符号化を行う第１の予測符号化手段と、 上記コード信号が供給され、画素毎の予測符号化を行う
第２の予測符号化手段と、 上記第１及び第２の予測符号化手段の出力をフレーム化
するフレーム化手段と を備えたことを特徴とする高能率符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29347987A JP2701274B2 (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 高能率符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29347987A JP2701274B2 (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 高能率符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01135281A JPH01135281A (ja) | 1989-05-26 |
| JP2701274B2 true JP2701274B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=17795272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29347987A Expired - Lifetime JP2701274B2 (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 高能率符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2701274B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100604105B1 (ko) | 1998-09-21 | 2006-07-26 | 소니 가부시끼 가이샤 | 부호화 장치 및 방법, 복호 장치 및 방법, 및 기록 매체 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0793723B2 (ja) * | 1984-12-19 | 1995-10-09 | ソニー株式会社 | テレビジョン信号の高能率符号化装置及び符号化方法 |
| JPS6276992A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | ベクトル量子化器 |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP29347987A patent/JP2701274B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01135281A (ja) | 1989-05-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081003 Year of fee payment: 11 |