JP3135271B2 - 符号化装置 - Google Patents

符号化装置

Info

Publication number
JP3135271B2
JP3135271B2 JP03016466A JP1646691A JP3135271B2 JP 3135271 B2 JP3135271 B2 JP 3135271B2 JP 03016466 A JP03016466 A JP 03016466A JP 1646691 A JP1646691 A JP 1646691A JP 3135271 B2 JP3135271 B2 JP 3135271B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quantization
circuit
coefficient
code amount
encoding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03016466A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04255170A (ja
Inventor
正彦 江成
健一 長沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP03016466A priority Critical patent/JP3135271B2/ja
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to EP92300851A priority patent/EP0498578B1/en
Priority to EP98201257A priority patent/EP0863672B1/en
Priority to SG9802904A priority patent/SG95586A1/en
Priority to SG9802915A priority patent/SG94709A1/en
Priority to SG1996006638A priority patent/SG43261A1/en
Priority to DE69228841T priority patent/DE69228841T2/de
Priority to DE69231426T priority patent/DE69231426T2/de
Priority to DE69232123T priority patent/DE69232123T2/de
Priority to EP97201674A priority patent/EP0804036B1/en
Priority to SG9802913A priority patent/SG94708A1/en
Priority to US07/829,404 priority patent/US5251029A/en
Publication of JPH04255170A publication Critical patent/JPH04255170A/ja
Priority to US08/032,633 priority patent/US5333013A/en
Priority to US08/237,891 priority patent/US5452007A/en
Priority to US08/337,442 priority patent/US5528298A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3135271B2 publication Critical patent/JP3135271B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、標本化された入力信号
を量子化し、該量子化された入力信号を符号化する符号
化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、カラー画像信号の符号化方式とし
て、適応的DCT(離散的コサイン変換)符号化方式が
注目されており、この種の符号化方式の国際標準化機関
として設立されたグループであるJPEG(Joint
PhotographicExpert Grou
p)における符号化方式においても、DCT符号化方式
が採用されている。
【0003】以下、この種の符号化方式の基本システム
の概要について簡単に説明する。
【0004】図2はDCT変換を用いた従来の符号化方
式の概略構成例を説明するためのブロック図、図3〜図
6は図2に示す符号化方式の処理を説明するための図で
ある。2は符号化しようとするデジタル画像信号の入力
端子であり、ラスタースキャンによるデジタル画像信号
が入力される。該端子2に入力された画像信号は8×8
ブロック化回路4に入力され、ここで2次元的に(8×
8)画素からなる画素ブロックに分割され、この画素ブ
ロック単位で後段に送出される。
【0005】6はこのブロック化回路4からの画像信号
をDCT変換し、周波数領域についての(8×8)のデ
ータマトリクスを出力するDCT変換回路である。即
ち、図3に示す如き画像データD11〜D88からなる画素
ブロックは、該回路6により図4に示す如きX11〜X88
からなるデータマトリクスに変換される。
【0006】ここで、X11は画素ブロックの水平方向及
び垂直方向についての直流(DC)成分、即ち、この画
素ブロックの平均値を示している。このX11〜X88を一
般にXijとすると、iが大きい程垂直方向に高い周波数
を有する成分、jが大きい程水平方向に高い周波数を有
する成分を示している。
【0007】DCT変換回路6から出力されたデータマ
トリクスは線形量子化回路8に入力される。一方、量子
化マトリクス発生回路18は、各DCT係数X11〜X88
に対する量子化ステップサイズの重み付けを示す量子化
マトリクスW11〜W88(図5に示す)を発生し、係数発
生回路16は係数Cを発生する。この量子化マトリクス
11〜W88及び係数Cは乗算器20へ入力される。乗算
器20では(Wij×C)を演算し、線形量子化回路8の
量子化ステップはこの乗算器20の出力Q11〜Q88に従
って決定される。ここでCは正の値であり、このCの値
により画質や発生データ量が制御される。
【0008】実際には、線形量子化回路8ではXij/Q
ijが演算され、出力される。この線形量子化回路8の出
力をG11〜G88とする。この量子化された変換データG
11〜G88はジグザグ走査回路10にて直流成分から順に
送出される。即ち、ジグザグ走査回路10からは、G11
〜G88がG11,G12,G21,G31,G22,G13,G14
23,G32,G41・・・・・・・G85,G86,G77,G
68,G78,G87,G88の順で可変長符号化回路(VL
C)12に供給される。
【0009】VLC12においては、例えば直流成分G
11については近傍に位置する画素ブロック間で予測値を
算出し、この予測値との予測誤差をハフマン符号化す
る。また、直流成分G11以外の交流成分G12〜G88につ
いては、その量子化出力を上述の如く、低周波成分から
高周波成分へとジグザグ走査しながら符号化し、量子化
出力が0でない有意係数はその値により、グループに分
類し、そのグループ識別番号と、直前の有意係数との間
にはさまれた量子化出力が0の無効係数の個数のラン長
とを組にしてハフマン符号化し、続いてグループ内のい
ずれの値であるかを等長符号を付加する。
【0010】一般に、画像の斜め方向の高周波成分は発
生確率が低いため、ジグザグ走査後のGijの後半部分は
すべて0になることが多いと予想される。従って、この
様にして得た可変長符号は非常に高い圧縮率が期待で
き、平均で数分の1程度の圧縮率を想定した場合には、
殆ど画質劣化のない画像が復元できる。
【0011】一方、一般に伝送路は単位時間あたりの伝
送容量は定められており、動画像を伝送する場合の様に
所定期間毎に1画面を伝送しなければならない場合にお
いては、出力される符号が画面単位もしくは画素ブロッ
ク単位で固定されたビット数となることが望まれる。
【0012】ここで、前述の係数Cを大きくとればGij
が0となる確率が増加し、符号化されたデータの総ビッ
ト数NBが減少する。この係数Cと総ビット数NBとの
関係は、画像によって異なるが何れにしても単純減少関
数であり、平均的な画像について図6の如き対数曲線と
なることが知られている。
【0013】そこで、所望の総ビット数NB0を得るた
めの係数C0を予測する手法が、前述のJPEG等によ
り提示されている。即ち、ある係数C1について先ず符
号化を行い、こうして得られた符号の総ビット数nb1
を求める。このnb1及びC1に基づきC0の予測値C
2を計算する、この計算は図6に示す対数曲線が(C
1,nb1)上を通ることから予測することができる。
【0014】この操作を数回繰返すことにより、所望の
総ビット数NB0に対して数%程度の誤差符号量とする
ことができる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
に繰返し符号化を行い上記係数C0の値を決定する処理
は、非常に時間のかかる処理であり、動画像の様に所定
期間に1画面を必ず伝送しなければならない符号化装置
には適していない。特に、高品位テレビジョン信号の如
くビットレートの極めて高い画像信号を取扱う場合には
この様な処理は不可能である。
【0016】本発明は斯かる背景下において、所定期間
の入力信号を所望符号量に高速に制御することができ、
かつ回路構成の簡素化も達成できる符号化装置を提供す
ることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる符号化装
置は、標本化された入力信号を量子化することによって
符号量を制御し、前記入力信号を符号化する符号化装置
であって、標本化された入力信号によりブロックを形成
するブロック形成手段と、前記ブロック形成手段によっ
て形成されたブロックデータを符号化した際の符号量
を、夫々異なる量子化ステップにより判断する複数の符
号量判断手段と、前記複数の符号量判断手段の出力に応
じて量子化ステップを決定し、前記ブロックデータを符
号化する符号化手段と、前記複数の符号量判断手段に共
通の量子化マトリクスを供給する量子化マトリクス発生
手段とを有し、前記各符号量判断手段は、前記量子化マ
トリクス発生手段により発生された量子化マトリクス及
び制御係数により量子化ステップを決定し、前記制御係
数は前記各符号量判断手段で異なることを特徴とする。
【0018】
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0020】図1は本発明の一実施例としてテレビジョ
ン信号の伝送を行う伝送装置に本発明を適用した符号化
装置の構成を示すブロック図である。
【0021】図中、20はアナログテレビジョン信号の
入力端子であり、該端子20から入力されたテレビジョ
ン信号はA/D変換器22にて8ビットにデジタル化さ
れ、図2のブロック化回路4と同様の動作を行う(8×
8)ブロック化回路26にて(8×8)の画素ブロック
に分割され、各ブロック毎にDCT変換回路28に供給
される。
【0022】各ブロックの画素データD11〜D88はDC
T変換回路28にて図2の場合と同様に周波数領域につ
いてのデータマトリクスX11〜X88に変換され、ジグザ
グ走査回路30に供給される。該ジグザグ走査回路30
は、図2の10と同様の動作を行い、DCT変換された
データマトリクスX11〜X88をX11,X12,X21
31,X22,X13,X14,X23,X32,X41・・・・・
・・X85,X86,X77,X68,X78,X87,X88の順で
出力する。
【0023】量子化マトリクス発生回路36は、前述の
量子化マトリクスW11〜W88を発生する。但し、本実施
例では各量子化回路32a〜32eには既にジグザグ走
査されたデータが入力されるのでこの量子化マトリクス
11〜W88もジグザグ走査に対応した順序で発生され、
乗算回路38a〜38eに供給される。
【0024】乗算器38aには初期係数発生回路より、
前述の係数(制御係数)Cとして初期係数C1が供給さ
れる。ここで、本実施例ではこの初期係数C1は「1」
とする。なお、この初期係数C1を「1」とした場合に
は、Wij=Qijとなるので乗算回路38aは不要であ
り、量子化マトリクスW11〜W88をそのまま量子化回路
32aに入力すれば良い。
【0025】こうして、量子化回路32aにおいてはこ
の制御係数C1による量子化コードG111〜G188が得
られる。この量子化された変換コードG111〜G188
VLC40aに入力される。
【0026】本実施例にあってはVLC40a〜40d
は実際の符号化データは出力せず、図1のVLC12と
同様の処理を行った場合の各画面毎の総ビット数情報n
b1〜nb4のみを出力する。このVLC40aの出力
する総ビット数情報nb1は係数演算回路44aに入力
される。係数演算回路44a〜44dはVLC40a〜
40dからの総ビット数情報nb1ーnb4及び初期係
数と係数演算回路44a〜44cの出力C1〜C4を用
いて所望の総ビット数NB0に対応する制御係数C0を
予測し、夫々制御係数としてC2〜C5を出力する。こ
こで、係数演算回路44a〜44dは量子化回路32a
〜32dに入力された1画面分の変換データによって得
られた制御係数C2〜C5を次の1画面分の変換データ
が量子化回路32a〜32dに入力されるタイミングで
出力する。
【0027】一方、34a〜34dはジグザグ走査回路
30の出力を1画面(フレーム)期間遅延する回路(1
FDL)であり、従って、係数演算回路44aの出力す
る制御係数C2はこの制御係数C2を得るために用いた
1画面分の変換データが量子化回路32bに入力される
タイミングで乗算器38bに入力される。乗算回路38
bでは(Wij×C)が演算され量子化回路32bに入力
される。即ち、量子化回路32bでは同一の画面につい
て2度目の量子化が行われることになり、制御係数C2
による量子化コードG211〜G288が得られる。この量
子化された変換コードG211〜G288はVLC40bに
入力される。
【0028】係数演算回路44b〜44d,乗算回路3
8c〜38e,1FDL34b〜34,VLC40b〜
40d及び量子化回路32c〜32eの動作は、夫々係
数演算回路44a,乗算回路38b,1FDL34a,
VLC40a及び量子化回路32bの動作と同様であ
り、これらの回路によって1つの画面についての所望の
制御係数の予測値が順次更新されていく。
【0029】これによって、係数演算回路44dから得
られる制御係数の予測値C5は、所望の総ビット数NB
0に対応する制御係数C0に極めて近い値に収束してい
る筈であり、本実施例ではこの制御係数C5を最終的な
制御係数Cとして乗算回路38eに供給している。乗算
器38eの出力は量子化回路32eに供給され、該量子
化回路32eでは1FDL34dの出力、即ち、都合4
フレーム期間遅延された変換データを量子化して、VL
C40eに供給する。
【0030】VLC40eは、実際に図2にて説明した
如き符号化を行い、符号化データ(DATA)を出力す
る。この符号化データはエントリーバッファ46にて所
定のビットレートで出力され、マルチプレクサ48にて
最終的な制御係数Cと多重され、端子50より伝送路に
出力される。
【0031】上述の如き構成によれば、制御係数Cのフ
ィードバックを全く行っていないので、同一の画面に対
する制御係数Cの計算を5度行っているにも拘らず、1
画面あたりの処理に要する期間は制御係数Cを一定とす
る処理と同一となり、極めて高速の処理が可能となって
いる。
【0032】尚、上述の実施例に於て係数演算回路44
b〜44dは、係数演算回路44a〜44cの出力する
係数C2〜C4と、該係数C2〜C4に従って量子化、
可変長符号化した場合の総ビット数情報nb2〜nb4
を用いて所望の制御係数C0を予測したが、更に前段の
係数及び総ビット数情報を用いてより正確に予測する構
成とすることも可能である。例えば係数演算回路44b
において係数C3を演算するために係数C1,C2及び
総ビット数情報nb1,nb2を用いればより正確に係
数C0を予測することができる。
【0033】また、上述の実施例に於ては1フレーム期
間の時間差を有する被DCT変換データXを並列に出力
するために、DCT変換回路28及びジグザグ走査回路
30の後段に1FDL34a〜34dを縦続接続した
が、この被DCT変換データXのビット数を大きくとる
必要がある場合は1FDLのメモリ容量を節約するため
に(8×8)ブロック化回路26の後段に複数の1FD
Lを縦続に接続し、各1FDLの出力にもDCT変換回
路及びジグザグ走査回路を接続する構成とすることも可
能である。
【0034】更に、本実施例に於ては、極めて高速の処
理を実現するために制御係数Fは各画面毎に決定してい
るが、処理時間に若干の余裕がある場合には、この制御
係数Fの値を決定する単位(期間)を小さく(短く)す
ることも可能である。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明よれば、入力
信号を符号化した際の符号量を高速に制御でき、かつ量
子化マトリクスを発生する発生回路を複数の符号量判断
部において共用するようにしたので回路の簡素化、コス
トの低減化も達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての画像符号化装置の構
成を示すブロック図である。
【図2】DCT変換を用いた従来の符号化方式の概略構
成例を説明するためのブロック図である。
【図3】(8×8)の画像データよりなる画素ブロック
を示す図である。
【図4】DCT変換されたデータマトリクスを示す図で
ある。
【図5】量子化ステップサイズの重み付けを示す量子化
マトリクスを示す図である。
【図6】係数Cと総ビット数との関係を示す図である。
【符号の説明】
26 ブロック化回路 30 DCT変換回路 32a〜32e 量子化回路 34a〜34d 1フレーム期間遅延回路 36 量子化マトリクス発生回路 38a〜38e 乗算回路 40a〜40e 可変長符号化回路 42 初期係数発生回路 44a〜44d 係数演算回路 46 エントリーバッファ 48 マルチプレクサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419 H03M 7/40 JICSTファイル(JOIS)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 標本化された入力信号を量子化すること
    によって符号量を制御し、前記入力信号を符号化する符
    号化装置であって、 標本化された入力信号によりブロックを形成するブロッ
    ク形成手段と、 前記ブロック形成手段によって形成されたブロックデー
    タを符号化した際の符号量を、夫々異なる量子化ステッ
    プにより判断する複数の符号量判断手段と、 前記複数の符号量判断手段の出力に応じて量子化ステッ
    プを決定し、前記ブロックデータを符号化する符号化手
    段と、 前記複数の符号量判断手段に共通の量子化マトリクスを
    供給する量子化マトリクス発生手段とを有し、 前記各符号量判断手段は、前記量子化マトリクス発生手
    段により発生された量子化マトリクス及び制御係数によ
    り量子化ステップを決定し、前記制御係数は前記各符号
    量判断手段で異なることを特徴とする符号化装置。
JP03016466A 1991-02-07 1991-02-07 符号化装置 Expired - Fee Related JP3135271B2 (ja)

Priority Applications (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03016466A JP3135271B2 (ja) 1991-02-07 1991-02-07 符号化装置
SG9802913A SG94708A1 (en) 1991-02-07 1992-01-31 Image encoding apparatus
SG9802904A SG95586A1 (en) 1991-02-07 1992-01-31 Image encoding apparatus
SG9802915A SG94709A1 (en) 1991-02-07 1992-01-31 Image encoding apparatus
SG1996006638A SG43261A1 (en) 1991-02-07 1992-01-31 Image encoding apparatus
DE69228841T DE69228841T2 (de) 1991-02-07 1992-01-31 Vorrichtung zum Kodieren von Bildern
DE69231426T DE69231426T2 (de) 1991-02-07 1992-01-31 Vorrichtung zum Kodieren von Bildern
DE69232123T DE69232123T2 (de) 1991-02-07 1992-01-31 Bildkodieranlage
EP92300851A EP0498578B1 (en) 1991-02-07 1992-01-31 Image encoding apparatus
EP98201257A EP0863672B1 (en) 1991-02-07 1992-01-31 Image encoding apparatus
EP97201674A EP0804036B1 (en) 1991-02-07 1992-01-31 Image encoding apparatus
US07/829,404 US5251029A (en) 1991-02-07 1992-02-03 Image encoding apparatus
US08/032,633 US5333013A (en) 1991-02-07 1993-03-17 Image encoding apparatus
US08/237,891 US5452007A (en) 1991-02-07 1994-05-04 Image encoding apparatus
US08/337,442 US5528298A (en) 1991-02-07 1994-11-08 Image encoding apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03016466A JP3135271B2 (ja) 1991-02-07 1991-02-07 符号化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04255170A JPH04255170A (ja) 1992-09-10
JP3135271B2 true JP3135271B2 (ja) 2001-02-13

Family

ID=11917036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03016466A Expired - Fee Related JP3135271B2 (ja) 1991-02-07 1991-02-07 符号化装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3135271B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04255170A (ja) 1992-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3109854B2 (ja) 画像符号化方法及び装置
EP0763925B1 (en) Image encoding optimising the amount of generated code
US5251029A (en) Image encoding apparatus
EP0084270B1 (en) Video bandwidth reduction system employing interframe block differencing and transform domain coding
US6912255B2 (en) Bit rate control through selective modification of DCT coefficients
US6256413B1 (en) Image encoding apparatus
JPH0595536A (ja) 高能率符号化信号処理装置
JP3067628B2 (ja) 画像符号化装置
US6546145B1 (en) Image compression using selection of quantization method
US5905578A (en) Coding apparatus
JPH10336654A (ja) 画像符号化装置
JP2897563B2 (ja) 画像圧縮符号化装置
JP3135271B2 (ja) 符号化装置
JP3227170B2 (ja) 画像符号化装置
JP3397682B2 (ja) 画像符号化装置
JP3387516B2 (ja) 画像符号化装置及びその方法
JP3200082B2 (ja) 画像処理方法
JPH04341065A (ja) 画像符号化装置及びその方法
JPH0310486A (ja) 動画像符号化装置
JPH05122530A (ja) 画像符号化装置
JP3232160B2 (ja) 符号化装置及びその方法
JP2880269B2 (ja) 画像データ圧縮方法および装置
JP2820807B2 (ja) 画像データ符号化方法
KR100212327B1 (ko) 디지탈 영상신호 양자화 방법 및 그 장치
JPH1051776A (ja) 画像符号化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20001114

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081201

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091201

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091201

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101201

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees