JP2847467B2 - スケーラビリティを有する画像符号化方法と装置 - Google Patents
スケーラビリティを有する画像符号化方法と装置Info
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- JP2847467B2 JP2847467B2 JP1219494A JP1219494A JP2847467B2 JP 2847467 B2 JP2847467 B2 JP 2847467B2 JP 1219494 A JP1219494 A JP 1219494A JP 1219494 A JP1219494 A JP 1219494A JP 2847467 B2 JP2847467 B2 JP 2847467B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスケーラビリティ(階層
性)を有する動画像の符号化方法と装置に関する。具体
的には階層化された画像データを符号化する簡単な構成
の方法と装置を提供しようとするものである。
性)を有する動画像の符号化方法と装置に関する。具体
的には階層化された画像データを符号化する簡単な構成
の方法と装置を提供しようとするものである。
【0002】
【従来の技術】高速再生などに適した優先度の高い順に
階層化した多階層のデータ圧縮された動画像信号が使用
されるようになった。たとえば高速再生においてはサー
チ速度を速くすると画面の細部を表わす高域成分データ
が欠けたものでも、画面全体の大まかな骨格が把握でき
れば十分であるから、低域成分データをサーチすればよ
い。そこで、優先チャネルにおいては低域成分データ
を、非優先チャネルにおいては高域成分データを伝送あ
るいは蓄積して、高速サーチにおいては優先チャネルを
使用し、高品質の画像が要求される通常速度の画像再生
においては、優先および非優先チャネルの両データを使
用している。あるいは雑音の多い伝送路を介して多階層
のデータ圧縮された動画像信号を伝送する際に、大まか
な骨格を伝送するための誤り訂正能力の高い優先チャネ
ルと高精細な部分を伝送するための非優先チャネルを用
いて、雑音の大きくなった場合にも優先チャネルのみの
データを用いて大まかな骨格だけは伝送できるようなシ
ステム(グレースフル・デグラデーションという)が供
給されている。これらは2階層のみでなく、さらに目的
に応じて多階層化が可能となっている。
階層化した多階層のデータ圧縮された動画像信号が使用
されるようになった。たとえば高速再生においてはサー
チ速度を速くすると画面の細部を表わす高域成分データ
が欠けたものでも、画面全体の大まかな骨格が把握でき
れば十分であるから、低域成分データをサーチすればよ
い。そこで、優先チャネルにおいては低域成分データ
を、非優先チャネルにおいては高域成分データを伝送あ
るいは蓄積して、高速サーチにおいては優先チャネルを
使用し、高品質の画像が要求される通常速度の画像再生
においては、優先および非優先チャネルの両データを使
用している。あるいは雑音の多い伝送路を介して多階層
のデータ圧縮された動画像信号を伝送する際に、大まか
な骨格を伝送するための誤り訂正能力の高い優先チャネ
ルと高精細な部分を伝送するための非優先チャネルを用
いて、雑音の大きくなった場合にも優先チャネルのみの
データを用いて大まかな骨格だけは伝送できるようなシ
ステム(グレースフル・デグラデーションという)が供
給されている。これらは2階層のみでなく、さらに目的
に応じて多階層化が可能となっている。
【0003】図2には、2階層構成の符号化装置が示さ
れている。同図の上半分には画像の大まかな骨格を表わ
すデータの符号化をする優先チャネルが、下半分には画
像の細かな部分を表わすデータの符号化をする非優先チ
ャネルが示されている。
れている。同図の上半分には画像の大まかな骨格を表わ
すデータの符号化をする優先チャネルが、下半分には画
像の細かな部分を表わすデータの符号化をする非優先チ
ャネルが示されている。
【0004】同図において、1は動画像信号の入力端
子、2は優先チャネルの減算器、3はたとえば離散コサ
イン変換器などの直交変換器である優先チャネルの変換
器、4は優先チャネルの量子化器(QL )、5は優先チ
ャネルの逆量子化器(QL -1 )、6は変換器3とは逆の
動作をする優先チャネルの逆変換器、7は優先チャネル
の加算器、8は優先チャネルのフレーム・メモリ
(M)、10は優先チャネルの出力端子である。
子、2は優先チャネルの減算器、3はたとえば離散コサ
イン変換器などの直交変換器である優先チャネルの変換
器、4は優先チャネルの量子化器(QL )、5は優先チ
ャネルの逆量子化器(QL -1 )、6は変換器3とは逆の
動作をする優先チャネルの逆変換器、7は優先チャネル
の加算器、8は優先チャネルのフレーム・メモリ
(M)、10は優先チャネルの出力端子である。
【0005】同様に、22は非優先チャネルの減算器、
23はたとえば離散コサイン変換器などの直交変換器で
ある非優先チャネルの変換器(T)、31は非優先チャ
ネルの減算器、24は非優先チャネルの量子化器(Q
H )、25は非優先チャネルの逆量子化器(QH -1 )、
32は非優先チャネルの加算器、26は非優先チャネル
の逆変換器(T-1)、27は非優先チャネルの加算器、
28は非優先チャネルのフレーム・メモリ(M)であ
る。
23はたとえば離散コサイン変換器などの直交変換器で
ある非優先チャネルの変換器(T)、31は非優先チャ
ネルの減算器、24は非優先チャネルの量子化器(Q
H )、25は非優先チャネルの逆量子化器(QH -1 )、
32は非優先チャネルの加算器、26は非優先チャネル
の逆変換器(T-1)、27は非優先チャネルの加算器、
28は非優先チャネルのフレーム・メモリ(M)であ
る。
【0006】まず優先チャネルについて説明する。入力
端子1に加えられた現フレームの画像信号は、1フレー
ム前の処理でフレーム・メモリ8に蓄積された前フレー
ムの画像信号である予測信号EL を減算され、その差分
が予測誤差信号として変換器3に送られる。そこで、た
とえば離散コサイン変換された信号は量子化器4によっ
て量子化され、優先チャネルの符号化データとして出力
端子10より出力される。量子化器4で量子化された信
号は、逆量子化器5で逆量子化され、逆変換器6で変換
器3の逆の処理により、たとえば、逆離散コサイン変換
され、量子化誤差を含む予測誤差信号として、フレーム
・メモリ8の出力信号と加算器7において加算され、局
部復号化信号を得てフレーム・メモリ8に蓄積される。
このフレーム・メモリ8の動作の初期においては、フレ
ーム内符号化により得た画像信号が格納されることによ
り初期化されている。
端子1に加えられた現フレームの画像信号は、1フレー
ム前の処理でフレーム・メモリ8に蓄積された前フレー
ムの画像信号である予測信号EL を減算され、その差分
が予測誤差信号として変換器3に送られる。そこで、た
とえば離散コサイン変換された信号は量子化器4によっ
て量子化され、優先チャネルの符号化データとして出力
端子10より出力される。量子化器4で量子化された信
号は、逆量子化器5で逆量子化され、逆変換器6で変換
器3の逆の処理により、たとえば、逆離散コサイン変換
され、量子化誤差を含む予測誤差信号として、フレーム
・メモリ8の出力信号と加算器7において加算され、局
部復号化信号を得てフレーム・メモリ8に蓄積される。
このフレーム・メモリ8の動作の初期においては、フレ
ーム内符号化により得た画像信号が格納されることによ
り初期化されている。
【0007】このフレーム・メモリ8から出力される前
フレームの画像信号とは、入力端子1に印加される現フ
レームの画像信号に対する処理順序において前フレーム
であって、画像を表示する場合の表示順序における現フ
レームの前のフレームとは必ずしも一致しない。それ
は、前後のフレームとの間での予測をするために、入力
端子1に入力される画像の順序は表示の順序とは必ずし
も一致していないからである。
フレームの画像信号とは、入力端子1に印加される現フ
レームの画像信号に対する処理順序において前フレーム
であって、画像を表示する場合の表示順序における現フ
レームの前のフレームとは必ずしも一致しない。それ
は、前後のフレームとの間での予測をするために、入力
端子1に入力される画像の順序は表示の順序とは必ずし
も一致していないからである。
【0008】つぎに非優先チャネルについて説明する。
入力端子1に加えられた現フレームの画像信号は、1フ
レーム前の処理でフレーム・メモリ28に蓄積された前
フレームの画像信号を減算され、その差分が変換器23
に送られる。そこで、たとえば離散コサイン変換された
信号は優先チャネルの逆量子化器5の出力信号を減算器
31において減算され、その差分が量子化器24により
量子化されて、非優先チャネルの符号化データとして出
力端子40より出力される。量子化器24で量子化され
た信号は、逆量子化器25で逆量子化され、その逆量子
化出力に優先チャネルの逆量子化出力が加算器32にお
いて加算され、逆変換器26で変換器23の逆の処理に
より、たとえば、逆離散コサイン変換され、量子化誤差
を含む予測誤差信号として、フレーム・メモリ28の出
力信号と加算器27において加算され、画面の細部を表
わす高精細な局部復号化信号を得て、フレーム・メモリ
28に蓄えられる。
入力端子1に加えられた現フレームの画像信号は、1フ
レーム前の処理でフレーム・メモリ28に蓄積された前
フレームの画像信号を減算され、その差分が変換器23
に送られる。そこで、たとえば離散コサイン変換された
信号は優先チャネルの逆量子化器5の出力信号を減算器
31において減算され、その差分が量子化器24により
量子化されて、非優先チャネルの符号化データとして出
力端子40より出力される。量子化器24で量子化され
た信号は、逆量子化器25で逆量子化され、その逆量子
化出力に優先チャネルの逆量子化出力が加算器32にお
いて加算され、逆変換器26で変換器23の逆の処理に
より、たとえば、逆離散コサイン変換され、量子化誤差
を含む予測誤差信号として、フレーム・メモリ28の出
力信号と加算器27において加算され、画面の細部を表
わす高精細な局部復号化信号を得て、フレーム・メモリ
28に蓄えられる。
【0009】ここで量子化器24と逆量子化器25は量
子化器4と逆量子化器5に比べて減算器31において大
まかな成分を除かれた細かい成分を処理するから、細か
な成分の処理に適した構成になっている。優先チャネル
用の出力端子10の信号を復号した場合には精細度が劣
った画像となるが、非優先チャネル用の出力端子40の
出力も併用して復号化するならば、高精細な画像を復号
することができるという階層構成(スケーラビリティ)
を有する。
子化器4と逆量子化器5に比べて減算器31において大
まかな成分を除かれた細かい成分を処理するから、細か
な成分の処理に適した構成になっている。優先チャネル
用の出力端子10の信号を復号した場合には精細度が劣
った画像となるが、非優先チャネル用の出力端子40の
出力も併用して復号化するならば、高精細な画像を復号
することができるという階層構成(スケーラビリティ)
を有する。
【0010】非優先チャネルの動作について、さらに検
討してみる。入力端子1の入力信号をx、優先チャネル
の逆量子化器5の出力信号をtL 、逆変換器6の予測誤
差信号である出力信号をΔxで表わし、非優先チャネル
の変換器23の出力信号をtH 逆量子化器25の出力信
号をq、逆変換器26の出力信号をΔy、加算器27の
出力信号をy1 、フレーム・メモリ28の出力信号をy
0 とする。
討してみる。入力端子1の入力信号をx、優先チャネル
の逆量子化器5の出力信号をtL 、逆変換器6の予測誤
差信号である出力信号をΔxで表わし、非優先チャネル
の変換器23の出力信号をtH 逆量子化器25の出力信
号をq、逆変換器26の出力信号をΔy、加算器27の
出力信号をy1 、フレーム・メモリ28の出力信号をy
0 とする。
【0011】変換器23の機能はその入力信号を仮にz
で表わすと、その出力信号はT(z)で表わされる変換を
する。逆変換器26の機能は、その入力信号を仮にzで
表わすと、その出力はT-1(z) で表わされる逆変換をす
る。仮にzを入力信号とし、この変換および逆変換を行
うと、 T{T-1(z)}=z と表わされる。
で表わすと、その出力信号はT(z)で表わされる変換を
する。逆変換器26の機能は、その入力信号を仮にzで
表わすと、その出力はT-1(z) で表わされる逆変換をす
る。仮にzを入力信号とし、この変換および逆変換を行
うと、 T{T-1(z)}=z と表わされる。
【0012】すると、逆変換器6の入力信号tL は、 tL =T(Δx) と表わされる。減算器22の出力信号はx−y0 となる
から、変換器23の出力信号tH は、 tH =T(x-y0) となり、減算器31の出力信号tH −tL は、 tH −tL =T(x-y0)−T(Δx) となる。
から、変換器23の出力信号tH は、 tH =T(x-y0) となり、減算器31の出力信号tH −tL は、 tH −tL =T(x-y0)−T(Δx) となる。
【0013】これが量子化器24,逆量子化器25を経
て、逆量子化器25の出力qが得られるが、これは、 q=q{T(x-y0)−T(Δx)} と表わすと、加算器32の出力信号は、 q{T(x-y0)−T(Δx)}+T(Δx) で表わされる。
て、逆量子化器25の出力qが得られるが、これは、 q=q{T(x-y0)−T(Δx)} と表わすと、加算器32の出力信号は、 q{T(x-y0)−T(Δx)}+T(Δx) で表わされる。
【0014】それを逆変換器26で逆変換した出力信号
Δyは、 Δy=T-1[q{T(x-y0)−T(Δx)}+T(Δx)] となるが、T-1[T(Δx)]=Δxであるから、出力信
号Δyは、 Δy=T-1[q{T(x-y0)−T(Δx)}]+Δx となる。
Δyは、 Δy=T-1[q{T(x-y0)−T(Δx)}+T(Δx)] となるが、T-1[T(Δx)]=Δxであるから、出力信
号Δyは、 Δy=T-1[q{T(x-y0)−T(Δx)}]+Δx となる。
【0015】したがって、加算器27の出力信号y
1 は、 y1 =T-1[q{T(x-y0)−T(Δx)}]+Δx+y0 となる。
1 は、 y1 =T-1[q{T(x-y0)−T(Δx)}]+Δx+y0 となる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】非優先チャネルにおけ
る加算器および減算器の数が多い。これらの加算器およ
び減算器は多くの画素について加算または減算を行うも
のであり、その内部構成は複雑であり、そのような加算
器および減算器の数が多いことは符号化装置の構成を複
雑なものにするという解決されねばならない課題があっ
た。
る加算器および減算器の数が多い。これらの加算器およ
び減算器は多くの画素について加算または減算を行うも
のであり、その内部構成は複雑であり、そのような加算
器および減算器の数が多いことは符号化装置の構成を複
雑なものにするという解決されねばならない課題があっ
た。
【0017】
【課題を解決するための手段】優先チャネルの逆量子化
器5の出力tL を使用せずに、逆変換器6の出力である
予測誤差信号Δxを用い、これをフレーム・メモリ
(M)の出力(y0 )と新たな加算器で加算するように
したことにより、減算器31と加算器32を省略する構
成とした。
器5の出力tL を使用せずに、逆変換器6の出力である
予測誤差信号Δxを用い、これをフレーム・メモリ
(M)の出力(y0 )と新たな加算器で加算するように
したことにより、減算器31と加算器32を省略する構
成とした。
【0018】
【作用】加算器および減算器の合計の数量が減少したか
ら回路構成が簡単になった。
ら回路構成が簡単になった。
【0019】
【実施例】図1には本発明の一実施例が示されている。
図2に示した構成要素に対応するものには、同じ記号を
付したのでその異なる点について説明する。
図2に示した構成要素に対応するものには、同じ記号を
付したのでその異なる点について説明する。
【0020】優先チャネルは従来例に示す図2に同じで
あり、非優先チャネルにおいて異なっている。すなわ
ち、図2の減算器31および加算器32が省かれて、フ
レーム・メモリ(M)28の出力信号y0 に逆変換器6
の予測誤差信号である出力信号Δxを加算する加算器3
3が加えられている。
あり、非優先チャネルにおいて異なっている。すなわ
ち、図2の減算器31および加算器32が省かれて、フ
レーム・メモリ(M)28の出力信号y0 に逆変換器6
の予測誤差信号である出力信号Δxを加算する加算器3
3が加えられている。
【0021】この動作を説明すると、加算器33の出力
信号eH は、eH =Δx+y0 であり、予測信号として
使用されるから、減算器22において入力端子1からの
信号xとの差をとって、減算器22の出力信号x−Δx
−y0 を得る。この減算器22の出力信号は変換器23
において変換を受けて出力信号tH ′を出力する。この
出力信号tH ′は、 tH ′=T(x−Δx−y0 ) と表わされる。この出力信号tH ′が量子化器24,逆
量子化器25を経て逆変換器26において逆変換される
と、その出力信号Δyには、 Δy=T-1[q{T(x−Δx−y0 )}] を得る。
信号eH は、eH =Δx+y0 であり、予測信号として
使用されるから、減算器22において入力端子1からの
信号xとの差をとって、減算器22の出力信号x−Δx
−y0 を得る。この減算器22の出力信号は変換器23
において変換を受けて出力信号tH ′を出力する。この
出力信号tH ′は、 tH ′=T(x−Δx−y0 ) と表わされる。この出力信号tH ′が量子化器24,逆
量子化器25を経て逆変換器26において逆変換される
と、その出力信号Δyには、 Δy=T-1[q{T(x−Δx−y0 )}] を得る。
【0022】加算器27においては、逆変換器26の出
力信号Δy′と加算器33の出力信号Δx+y0 が加算
されるから、その出力信号である局部復号化信号y
1 は、 y1 =T-1[q{T(x−Δx−y0 )}]+Δx+y0 となる。画像符号化装置においては、変換器23の動作
は、その入力信号が、仮に(a−b)であれば、その出
力信号はT(a-b) であり、これは線形な直交変換である
ために、信号aおよびbのそれぞれの直交変換T(a)と
T(b)の差、すなわち、 T(a-b)=T(a)−T(b) と表わすことができる。
力信号Δy′と加算器33の出力信号Δx+y0 が加算
されるから、その出力信号である局部復号化信号y
1 は、 y1 =T-1[q{T(x−Δx−y0 )}]+Δx+y0 となる。画像符号化装置においては、変換器23の動作
は、その入力信号が、仮に(a−b)であれば、その出
力信号はT(a-b) であり、これは線形な直交変換である
ために、信号aおよびbのそれぞれの直交変換T(a)と
T(b)の差、すなわち、 T(a-b)=T(a)−T(b) と表わすことができる。
【0023】すると、加算器27の出力である局部復号
化信号y1 は、 y1 =T-1[q{T(x-y0)−T(Δx)}]+Δx+y0 となり、図2の加算器27の出力信号y1 に同一とな
る。すなわち、図1の回路構成は図2の回路構成と全く
同じ機能を果すことが解る。
化信号y1 は、 y1 =T-1[q{T(x-y0)−T(Δx)}]+Δx+y0 となり、図2の加算器27の出力信号y1 に同一とな
る。すなわち、図1の回路構成は図2の回路構成と全く
同じ機能を果すことが解る。
【0024】以上の説明においては、優先チャネルと非
優先チャネルの2階層の場合を説明したが、さらに多く
の多階層化も可能であり、優先度の高い階層の逆変換器
の出力信号である予測誤差信号Δxを優先度の低い階層
のフレーム・メモリの出力信号y0 と加算したものを、
その階層の逆変換器の出力信号Δy′に加算して加算信
号である局部復号化信号y1 を得るように構成すればよ
い。
優先チャネルの2階層の場合を説明したが、さらに多く
の多階層化も可能であり、優先度の高い階層の逆変換器
の出力信号である予測誤差信号Δxを優先度の低い階層
のフレーム・メモリの出力信号y0 と加算したものを、
その階層の逆変換器の出力信号Δy′に加算して加算信
号である局部復号化信号y1 を得るように構成すればよ
い。
【0025】
【発明の効果】加算器および減算器の必要な合計の個数
を減らすことができたから階層化された符号化装置の構
成を簡略化することができた。したがって、本発明の効
果は極めて大きい。
を減らすことができたから階層化された符号化装置の構
成を簡略化することができた。したがって、本発明の効
果は極めて大きい。
【図1】本発明の一実施例を示す回路構成図である。
【図2】従来例を示す回路構成図である。
1 入力端子 2 減算器 3 変換器(T) 4 量子化器(QL ) 5 逆量子化器(QL -1 ) 6 逆変換器(T-1) 7 加算器 8 フレーム・メモリ 10 出力端子 22 減算器 23 変換器(T) 24 量子化器(QH ) 25 逆量子化器(QH -1 ) 26 逆変換器(T-1) 27 加算器 28 フレーム・メモリ 31 減算器 32,33 加算器 40 出力端子
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−22961(JP,A) 国際公開93/20650(WO,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 7/24 - 7/68
Claims (2)
- 【請求項1】 入力画像信号(x)と予測信号(eL ,
eH )との差に対し線形な直交変換を施し(3,2
3)、量子化し(4.24)、逆量子化し(5.2
5)、線形な逆直交変換をして(6,26)予測誤差信
号を得て前フレームの画像信号との和を蓄積して(8,
28)前記予測信号(eL ,eH )を得ることにより前
記量子化において得た信号を優先度の高い階層ほど優先
度の低い階層にくらべて画像の大まかな骨格を表わす成
分を符号化信号として出力する階層を複数有するスケー
ラビリティを有する画像符号化方法において、 前記優先度の低い階層では前記優先度の高い階層で得た
前記予測誤差信号(Δx)を前記前フレームの画像信号
(y0 )に加えた(33)ものを前記予測信号(eH )
として用いるようにしたスケーラビリティを有する画像
符号化方法。 - 【請求項2】 入力画像信号(x)と予測信号(eL ,
eH )との差に対し線形な直交変換を施し(3,2
3)、量子化し(4.24)、逆量子化し(5.2
5)、線形な逆直交変換をして(6,26)予測誤差信
号を得て前フレームの画像信号との和を蓄積して(8,
28)前記予測信号(eL ,eH )を得ることにより前
記量子化において得た信号を優先度の高い階層ほど優先
度の低い階層にくらべて画像の大まかな骨格を表わす成
分を符号化信号として出力する階層を複数有するスケー
ラビリティを有する画像符号化装置において、 前記優先度の低い階層では前記優先度の高い階層で得た
前記予測誤差信号(Δx)を前記前フレームの画像信号
(y0 )に加えて前記予測信号(eH )を得るための予
測信号手段(33)を含んでいるスケーラビリティを有
する画像符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1219494A JP2847467B2 (ja) | 1994-01-10 | 1994-01-10 | スケーラビリティを有する画像符号化方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1219494A JP2847467B2 (ja) | 1994-01-10 | 1994-01-10 | スケーラビリティを有する画像符号化方法と装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07212763A JPH07212763A (ja) | 1995-08-11 |
JP2847467B2 true JP2847467B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=11798601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1219494A Expired - Lifetime JP2847467B2 (ja) | 1994-01-10 | 1994-01-10 | スケーラビリティを有する画像符号化方法と装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2847467B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200910975A (en) | 2007-06-25 | 2009-03-01 | Nippon Telegraph & Telephone | Video encoding method and decoding method, apparatuses therefor, programs therefor, and storage media for storing the programs |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL9201594A (nl) * | 1992-09-14 | 1994-04-05 | Nederland Ptt | Systeem omvattende ten minste één encoder voor het coderen van een digitaal signaal en ten minste één decoder voor het decoderen van een gecodeerd digitaal signaal, en encoder en decoder voor toepassing in het systeem. |
-
1994
- 1994-01-10 JP JP1219494A patent/JP2847467B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07212763A (ja) | 1995-08-11 |
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