JP3191462B2 - High efficiency coding device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、直交変換（主に離散
コサイン変換）された画像データに多く発生する０デー
タをブロックランレングス方式を用いて圧縮する高能率
符号化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-efficiency coding apparatus for compressing 0 data, which frequently occurs in orthogonally transformed (mainly discrete cosine transformed) image data, using a block run length method.

【０００２】[0002]

【従来の技術】直交変換、例えば離散コサイン変換（Ｄ
ＣＴ）された画像データの圧縮において、非常に多く発
生する０データを圧縮するために、ブロックランレング
ス方式が提案されている。2. Description of the Related Art An orthogonal transform such as a discrete cosine transform (D
In the compression of CT) image data, a block run length method has been proposed in order to compress 0 data which occurs very frequently.

【０００３】例えば、離散コサイン変換された画像デー
タではデータが低域に集中することが多く、図３に示す
ように高域成分を中心に多くの０データが発生する。図
３の例は、１フレームの画面が（８ライン×８画素）の
２次元ブロックにブロック化されて離散コサイン変換さ
れた例である。この０データをハフマン符号等のエント
ロピー符号を用いて伝送することは、情報量的に有利で
ないため、通常ランレングス符号を用いてデータの圧縮
が行なわれる。For example, in discrete cosine-transformed image data, data is often concentrated in a low frequency band, and as shown in FIG. 3, many 0 data are generated mainly in a high frequency component. The example of FIG. 3 is an example in which a screen of one frame is divided into two-dimensional blocks (8 lines × 8 pixels) and subjected to discrete cosine transform. Since transmission of this 0 data using an entropy code such as a Huffman code is not advantageous in terms of the amount of information, data compression is usually performed using a run-length code.

【０００４】ブロックランレングス方式もその一種であ
り、図４に示すように、離散コサイン変換で得られる係
数データが、０データ以外のデータが含まれる領域ＬＡ
（太枠で囲んで示している）と、全てのデータが０デー
タである領域ＬＢに分割され、領域ＬＡのデータのみ
が、その範囲を示す範囲設定情報と共に伝送され、領域
ＬＢのデータは一切伝送されない。この場合、範囲設定
情報は、上述したように１ブロックが（８ライン×８画
素）であるため、水平（Ｈ）アドレスを示す３ビットの
データおよび垂直（Ｖ）アドレスを示す３ビットのデー
タで構成される。[0004] The block run length method is also a kind, and as shown in FIG. 4, the coefficient data obtained by the discrete cosine transform is an area LA containing data other than 0 data.
(Indicated by a thick frame), all data is divided into an area LB of 0 data, only the data of the area LA is transmitted together with the range setting information indicating the range, and the data of the area LB is completely Not transmitted. In this case, since one block is (8 lines × 8 pixels) as described above, the range setting information is 3-bit data indicating a horizontal (H) address and 3-bit data indicating a vertical (V) address. Be composed.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、圧縮効率を
上げるために、上述したように１フレームの画面を２次
元ブロックにブロック化して離散コサイン変換（フレー
ム内ＤＣＴ）することが多いが、ブロック内の画像デー
タに動きがある場合には、図５に示すようにエネルギー
は低域に集中せずに高域にも残る。この場合、通常のブ
ロックランレングス方式では、０データ以外のデータが
含まれる領域ＬＡ（太枠で囲んで示している）と、全て
のデータが０データである領域ＬＢは図示のようにな
り、領域ＬＢの範囲が狭くなってデータ圧縮効率が上が
らない場合が多い。By the way, in order to increase the compression efficiency, the screen of one frame is often divided into two-dimensional blocks and subjected to discrete cosine transform (intra-frame DCT) as described above. When there is a motion in the image data, the energy does not concentrate on the low frequency band but remains on the high frequency band as shown in FIG. In this case, in the normal block run length method, an area LA (indicated by a thick frame) including data other than 0 data and an area LB where all data are 0 data are as shown in the drawing. In many cases, the range of the area LB is narrowed and the data compression efficiency does not increase.

【０００６】一般に、ブロック内の画像データに動きが
ある場合には、離散コサイン変換を行なった場合、変換
で得られる係数データのうち、０データ以外のデータ
は、図６に斜線を付して示したように集中することが多
い。上述したように、ブロックランレングス方式は、低
域部分にエネルギーが集中するとデータ圧縮効率がよく
なる。Generally, when there is motion in image data in a block, when discrete cosine transform is performed, data other than 0 among coefficient data obtained by the transform is indicated by hatching in FIG. Often concentrated as shown. As described above, the block run length method improves data compression efficiency when energy is concentrated in a low-frequency portion.

【０００７】そこで、この発明では、ブロック内の画像
データに動きがある場合でも、ブロックランレングス方
式によるデータ圧縮効率が良くなる高能率符号化装置を
提供するものである。Accordingly, the present invention provides a high-efficiency coding apparatus that improves the data compression efficiency by the block run-length method even when there is motion in image data in a block.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明は、入力画像デ
ータを１フレームを構成する２フィールドに亘ってブロ
ック化して直交変換する直交変換手段と、各ブロック内
の動きを検出する動き検出手段と、この動き検出手段で
動きが検出されたブロックに対応して直交変換手段より
出力される変換データを、そのエネルギーが見かけ上低
域部分に集中する形に再配列する配列手段とを備え、配
列手段より出力される各ブロックの変換データの所定範
囲のデータを、この所定範囲を示す範囲設定情報および
動き情報と共に伝送するものである。According to the present invention, there is provided an orthogonal transformation means for transforming input image data into blocks over two fields constituting one frame to perform orthogonal transformation, and a motion detection means for detecting a motion in each block. The transformed data output from the orthogonal transform means corresponding to the block in which the motion is detected by the motion detecting means has an apparently low energy.
Arranging means for rearranging the data so as to concentrate on the area, and transmitting data of a predetermined range of the conversion data of each block output from the arranging means together with range setting information and motion information indicating the predetermined range. is there.

【０００９】[0009]

【作用】この発明においては、ブロック内の画像データ
に動きがある場合には、配列手段で変換データが再配列
され、見かけ上低域部分にエネルギーが集中する形とさ
れる。そのため、ブロックランレングス方式によるデー
タ圧縮効率が良くなる。According to the present invention, when there is a motion in the image data in the block, the converted data is rearranged by the arranging means, so that the energy is apparently concentrated in the low-frequency portion. Therefore, the data compression efficiency by the block run length method is improved.

【００１０】[0010]

【実施例】以下、図１を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。本例では、直交変換として離散
コサイン変換（ＤＣＴ）が行なわれる例である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In this example, a discrete cosine transform (DCT) is performed as an orthogonal transform.

【００１１】図において、ディジタルビデオ信号ＳＶは
ブロック化回路１に供給される。このブロック化回路１
により、ビデオ信号ＳＶが符号化の単位である２次元ブ
ロック毎に連続する信号に変換される。１ブロックは、
１フレームを構成する２フィールドに亘る（８ライン×
８画素）でもって構成される。In FIG. 1, a digital video signal SV is supplied to a blocking circuit 1. This blocking circuit 1
As a result, the video signal SV is converted into a continuous signal for each two-dimensional block which is a unit of encoding. One block is
Over two fields that make up one frame (8 lines x
8 pixels).

【００１２】ブロック化回路１より出力される各ブロッ
クのデータは離散コサイン変換回路（ＤＣＴ回路）に供
給されて、離散コサイン変換（フレーム内ＤＣＴ）が行
なわれる。このＤＣＴ回路２より出力される係数データ
はラインソーティング回路３に供給されると共に、動き
検出回路４に供給される。The data of each block output from the blocking circuit 1 is supplied to a discrete cosine transform circuit (DCT circuit), where a discrete cosine transform (intra-frame DCT) is performed. The coefficient data output from the DCT circuit 2 is supplied to a line sorting circuit 3 and also to a motion detection circuit 4.

【００１３】動き検出回路４では各ブロック内の画像デ
ータに動きがあるか否かを検出する。この場合、動きの
検出は係数データの分布に基づいて判断する。すなわ
ち、ブロック内の画像データに動きがあるときは、上述
したようにエネルギーは低域に集中せずに高域にも残る
ことから（図５参照）、係数データの分布に基づいて動
き検出を行なうことが可能である。なお、動きの検出
を、ビデオ信号ＳＶのレベルに基づいて検出してもよ
い。The motion detecting circuit 4 detects whether or not there is a motion in the image data in each block. In this case, the detection of the motion is determined based on the distribution of the coefficient data. That is, when there is motion in the image data in the block, the energy is not concentrated in the low frequency band but remains in the high frequency band as described above (see FIG. 5), so that the motion detection is performed based on the distribution of the coefficient data. It is possible to do. Note that the motion may be detected based on the level of the video signal SV.

【００１４】ラインソーティング回路３の動作は動き検
出回路４の検出出力でもって制御される。すなわち、ブ
ロック内の画像データに動きがあるブロック（以下、
「動きブロック」という）では、そのブロックを構成す
る８ライン×８画素の係数データに対して、高域成分側
の４ラインの配列が逆となるようにラインの再配列が行
なわれて出力される。例えば、動きブロックの係数デー
タが図５に示すようであるとき、図２に示すように再配
列される。一方、ブロック内の画像データに動きがない
ブロック（以下、「静止ブロック」という）では、上述
したような係数データの再配列は行なわれず、ＤＣＴ回
路２より出力される係数データがそのまま出力される。The operation of the line sorting circuit 3 is controlled by the detection output of the motion detection circuit 4. That is, a block having a motion in the image data in the block (hereinafter, referred to as a block)
In the “motion block”, the lines are rearranged with respect to the coefficient data of 8 lines × 8 pixels constituting the block so that the arrangement of the four lines on the high frequency component side is reversed, and output. You. For example, when the coefficient data of the motion block is as shown in FIG. 5, it is rearranged as shown in FIG. On the other hand, in a block in which the image data in the block does not move (hereinafter, referred to as a “still block”), the coefficient data is not rearranged as described above, and the coefficient data output from the DCT circuit 2 is output as it is. .

【００１５】このラインソーティング回路３では、動き
ブロックの場合には、上述したようにラインの再配列が
行なわれるため、見かけ上低域部分にエネルギーが集中
する形となる。なお、静止ブロックの場合には、もとも
と低域部分にエネルギーが集中する形となっている。In the line sorting circuit 3, in the case of a motion block, lines are rearranged as described above, so that energy is apparently concentrated in a low-frequency portion. In the case of a stationary block, energy is originally concentrated in a low-frequency portion.

【００１６】ラインソーティング回路３より出力される
係数データは量子化回路５に供給されて量子化される。
この量子化回路５より出力される量子化データは可変長
符号化回路６で符号化された後にコードデータＤＴとし
て出力される。The coefficient data output from the line sorting circuit 3 is supplied to a quantization circuit 5 and is quantized.
The quantized data output from the quantization circuit 5 is coded by the variable length coding circuit 6 and then output as code data DT.

【００１７】また、ラインソーティング回路３より出力
される係数データはデータ量計算回路７に供給される。
このデータ量計算回路７では、ラインソーティング回路
３より出力される係数データをある規則で量子化した場
合のデータ量が前もって計算され、データ量が目標値
（伝送路のデータ伝送容量）以下になるように量子化ス
テップ幅が決定される。量子化ステップ幅によって実質
的に０データとなる部分が変動するため、量子化ステッ
プ幅に関連して、データ量計算回路７では各ブロックの
係数データの伝送範囲も設定される。図２において、太
枠で囲まれた領域は伝送範囲の一例を示している。The coefficient data output from the line sorting circuit 3 is supplied to a data amount calculation circuit 7.
In the data amount calculation circuit 7, the data amount when the coefficient data output from the line sorting circuit 3 is quantized by a certain rule is calculated in advance, and the data amount becomes equal to or less than the target value (data transmission capacity of the transmission line). Thus, the quantization step width is determined. Since the portion that becomes substantially zero data varies depending on the quantization step width, the data amount calculation circuit 7 also sets the transmission range of the coefficient data of each block in relation to the quantization step width. In FIG. 2, a region surrounded by a thick frame indicates an example of a transmission range.

【００１８】８は量子化制限回路であり、量子化回路５
において、データ量計算回路７で設定された伝送範囲の
係数データを、データ量計算回路７で決定された量子化
ステップ幅でもって量子化するように制御するものであ
る。これにより、可変長符号化回路６より出力されるコ
ードデータＤＴの伝送レートが所定値となるようにバッ
ファリング制御されることになる。量子化ステップ幅の
変更は、例えば量子化回路５を構成する量子化ステップ
幅を異にする複数の量子化器より選択する量子化器を変
更することで行なわれる。Numeral 8 denotes a quantization limiting circuit.
, The coefficient data in the transmission range set by the data amount calculation circuit 7 is controlled to be quantized with the quantization step width determined by the data amount calculation circuit 7. As a result, buffering control is performed so that the transmission rate of the code data DT output from the variable length encoding circuit 6 becomes a predetermined value. The change of the quantization step width is performed, for example, by changing a quantizer selected from a plurality of quantizers having different quantization step widths constituting the quantization circuit 5.

【００１９】動き検出回路４からは、各ブロック毎に動
きブロックであるか静止ブロックであるかを示す１ビッ
トの動き情報Ｄｍが出力される。また、データ量計算回
路７からは、各ブロック毎に係数データの伝送範囲を示
す６ビット（水平および垂直のアドレスが各々３ビッ
ト）の範囲設定情報Ｄａが出力される。これらの情報Ｄ
ｍ，Ｄａは付加ビットとして上述したコードデータＤＴ
と共に伝送され、受信側のデコード処理に利用されるこ
とになる。The motion detection circuit 4 outputs 1-bit motion information Dm indicating whether each block is a motion block or a still block. The data amount calculation circuit 7 outputs range setting information Da of 6 bits (each of the horizontal and vertical addresses is 3 bits) indicating the transmission range of the coefficient data for each block. These information D
m and Da are the above-described code data DT as additional bits.
And is used for decoding on the receiving side.

【００２０】このように本例においては、動きブロック
に対してはラインソーティング回路３で係数データのラ
イン再配列をして見かけ上低域部分にエネルギーが集中
した形とするため、ブロックランレングス方式のデータ
圧縮効率を上げることができる。As described above, in the present embodiment, the line sorting circuit 3 rearranges the coefficient data for the motion block so that the energy is apparently concentrated in the low-frequency portion. Can increase the data compression efficiency.

【００２１】なお、上述実施例においては、直交変換と
して離散コサイン変換（ＤＣＴ）が行なわれる例を示し
たが、この発明はその他の直交変換が行なわれるものに
ついても同様に適用できることは勿論である。In the above embodiment, an example is shown in which discrete cosine transform (DCT) is performed as orthogonal transform. However, the present invention is naturally applicable to other types of orthogonal transform. .

【００２２】[0022]

【発明の効果】この発明によれば、ブロック内の画像デ
ータに動きがある場合には、配列手段で変換データが再
配列され、見かけ上低域部分にエネルギーが集中する形
とされるため、ブロックランレングス方式によるデータ
圧縮効率を大幅に向上できる等の効果がある。According to the present invention, when there is a motion in the image data in a block, the converted data is rearranged by the arranging means, so that energy is apparently concentrated in the low-frequency portion. There is an effect that the data compression efficiency by the block run length method can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図２】係数データの再配列の説明のための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining rearrangement of coefficient data.

【図３】離散コサイン変換されて得られる係数データ例
を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of coefficient data obtained by performing discrete cosine transform;

【図４】ブロックランレングス方式の説明のための図で
ある。FIG. 4 is a diagram for explaining a block run length method.

【図５】ブロック内の画像データに動きがある場合にお
ける係数データ例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of coefficient data when image data in a block has a motion.

【図６】ブロック内の画像データに動きがある場合にお
ける０データ以外のデータの集中域の説明のための図で
ある。FIG. 6 is a diagram for explaining a concentration area of data other than 0 data when image data in a block has a motion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ブロック化回路 ２ 離散コサイン変換回路 ３ ラインソーティング回路 ４ 動き検出回路 ５ 量子化回路 ６ 可変長符号化回路 ７ データ量計算回路 ８ 量子化制限回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blocking circuit 2 Discrete cosine transformation circuit 3 Line sorting circuit 4 Motion detection circuit 5 Quantization circuit 6 Variable length coding circuit 7 Data amount calculation circuit 8 Quantization limiting circuit

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 入力画像データを１フレームを構成する
２フィールドに亘ってブロック化して直交変換する直交
変換手段と、 各ブロック内の動きを検出する動き検出手段と、 この動き検出手段で動きが検出されたブロックに対応し
て上記直交変換手段より出力される変換データを、その
エネルギーが見かけ上低域部分に集中する形に再配列す
る配列手段とを備え、 上記配列手段より出力される各ブロックの変換データの
所定範囲のデータを、この所定範囲を示す範囲設定情報
および動き情報と共に伝送することを特徴とする高能率
符号化装置。1. An orthogonal transformation means for dividing input image data into blocks over two fields constituting one frame to perform orthogonal transformation, a motion detection means for detecting a motion in each block, and a motion detection means for detecting motion in each block. in response to detected block transform data outputted from said orthogonal transform means, that
Arranging means for rearranging the energy so that the energy is apparently concentrated in the low-frequency portion. A high-efficiency coding apparatus characterized by transmitting information together with information. 【請求項２】 上記動き検出手段では、上記入力画像デ
ータのレベル情報より動きを検出することを特徴とする
請求項１記載の高能率符号化装置。2. The high-efficiency encoding apparatus according to claim 1, wherein said motion detecting means detects a motion from level information of said input image data. 【請求項３】 上記動き検出手段では、上記直交変換手
段より出力される上記変換データの分布情報より動きを
検出することを特徴とする請求項１記載の高能率符号化
装置。3. The high-efficiency encoding apparatus according to claim 1, wherein said motion detecting means detects a motion from distribution information of said transformed data output from said orthogonal transform means.