JP3234830B2 - Decoding method - Google Patents

Description

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

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、静止画および動画
に対する量子化マトリックスに関し、さらに詳述すれ
ば、静止画および動画に対する量子化マトリックスを用
いたエンコーダ、デコーダに関し、特に量子化マトリク
スデコーダ方法に関する。本発明に掛かる、静止画およ
び動画に対する量子化マトリックスは、非常に高い圧縮
における静止画および動画のコード化に特に有用であ
る。The present invention relates to a quantization matrix for still pictures and moving pictures, and more particularly to an encoder and a decoder using a quantization matrix for still pictures and moving pictures, and more particularly to a quantization matrix decoder method. . The quantization matrix for still and moving pictures according to the invention is particularly useful for coding still and moving pictures at very high compression.

【０００２】標準電話線を用いるビデオ会議応用に使用
する場合、また高度の圧縮を必要とする他の応用に使用
する場合に適当である。[0002] It is suitable for use in video conferencing applications over standard telephone lines, and for other applications requiring a high degree of compression.

【０００３】[0003]

【従来の技術】ほとんどの圧縮アルゴリズムにおいては
デコードされた画像における多少のの形態のロスが予想
される。2. Description of the Prior Art Most compression algorithms can expect some form of loss in the decoded image.

【０００４】よい結果を生みだす圧縮を行う典型的な方
法は、ピクセルドメインの代わりに変換ドメインにおい
て信号を量子化することによりこのロスを導入すること
にある。[0004] A typical method of performing compression that produces good results consists in introducing this loss by quantizing the signal in the transform domain instead of the pixel domain.

【０００５】このような変換の例は離散的コーサイン変
換（ＤＣＴ）、波長変換、およびサブバンド解析フィル
タなどがある。圧縮アルゴリズムにもとづく変換におい
ては、画像は変換ドメインに変換され、量子化処理が情
報の縮小のため、変換係数に適応される。変換はエネル
ギーを数個の係数に集中することにより行われ、ノイズ
は、再構築された画像の確認される視覚能力に影響する
ことなく、これらの係数に導入されることができる。Examples of such transforms include discrete cosine transform (DCT), wavelength transform, and sub-band analysis filters. In a transform based on a compression algorithm, the image is transformed into a transform domain and a quantization process is applied to the transform coefficients to reduce the information. The transformation is performed by concentrating the energy into several coefficients, and noise can be introduced into these coefficients without affecting the perceived visual ability of the reconstructed image.

【０００６】異なる係数の量子化に対しては異なる重み
づけを持つ人間の視覚認識システムは認識される知され
る視覚能力を改善することができることはよく知られて
いる。ＩＳO／ＩＥＣ ＪＴＣＩ／ＳＣ２９／ＷＧ１１
ＩＳ−１３８１８−２(ＭＰＥＧ２)のようなコード化
の規格においては、ＤＣＴ係数の量子化は量子化マトリ
ックスによって重みづけされる。デフォルトマトリック
スは通常使用されるが、エンコーダはデコーダに量子化
マトリックスの新しい値を送ることを選択的に行うこと
が出来る。これはビットストリームのヘッダにビット情
報を加えることにより行うことが出来る。It is well known that human visual recognition systems with different weights for the quantization of different coefficients can improve the perceived perceived visual ability. ISO / IEC JTCI / SC29 / WG11
In coding standards such as IS-13818-2 (MPEG2), quantization of DCT coefficients is weighted by a quantization matrix. The default matrix is typically used, but the encoder can selectively send new values of the quantization matrix to the decoder. This can be done by adding bit information to the header of the bit stream.

【０００７】ＭＰＥＧ−２ビデオ規定にもとづく量子化
マトリックスを送信するための従来技術においては、特
別の量子化マトリックスを使用するためのビット情報
が"１"にセットされているならば、各々８ビットの６４
の固定値を送信することになる。高周波領域におけるマ
トリックスの値は実際的には使用されていない。特に大
きな量子化ステップが使用されている非常に低いビット
レート・コーディング、もしくは非常に平凡な繰り返し
模様の入力ブロック、もしくは良好な動き補償をもった
場合には、使用されることがない。[0007] In the prior art for transmitting a quantization matrix based on the MPEG-2 video standard, if bit information for using a special quantization matrix is set to "1", each bit is 8 bits. Of 64
Will be sent. The values of the matrix in the high frequency range are not actually used. It is not used, especially in very low bit rate coding where large quantization steps are used, or in input blocks with very mediocre repetitive patterns, or with good motion compensation.

【０００８】上記の従来技術において、異なる応用に使
用されている量子化マトリックスに対しては、マトリッ
クスが低いビット・レートコーディングであろうとも、
また高いビットレートコーディングであろうとも、量子
化マトリックスの最初の値は常に８ビットにセットされ
ていることがわかる。In the above prior art, for quantization matrices used for different applications, even if the matrix is a low bit rate coding,
It can also be seen that the initial value of the quantization matrix is always set to 8 bits, even for high bit rate coding.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明における一つの
課題は、量子化マトリックスとして送信される必要のあ
るデータ量である。代表的なケースでは、各々８ビット
の６４係数がすべて要求される。このことは全体として
５１２ビット必要である。もし３つの異なる量子化マト
リックスが、３つのカラー情報として用いられるのであ
れば、全ビット量はこの量の３倍となる。これは低ビッ
トレート送信に対して多すぎることとなる。また、セッ
トアップタイム、もしくは送信の前準備があまりにも長
く、あるいは送信の途中でマトリックスを変化させなけ
ればならない場合は、送信における遅れを惹起する。エ
ンコーダからデコーダに送信される量子化マトリックス
のデータ量をいかにして少なくするかが本発明の第1の
課題である。One problem with the present invention is the amount of data that needs to be transmitted as a quantization matrix. In a typical case, all 64 coefficients of 8 bits each are required. This requires a total of 512 bits. If three different quantization matrices are used for the three color information, the total bit amount is three times this amount. This would be too much for low bit rate transmission. Also, if the setup time or preparation for transmission is too long, or if the matrix must be changed during transmission, a delay in transmission is caused. A first object of the present invention is to reduce the amount of data of a quantization matrix transmitted from an encoder to a decoder.

【００１０】第２の課題は人間の視覚システムの空間マ
スキング（spatial masking）である。模様のある画像
領域よりも、模様もない平坦な画像領域のほうが、より
ノイズが顕著に認識されやすい。従って全領域に同一マ
トリックスを適用することは良好な解決とはいえない。
マトリックスは全体として最適化されていて、局所的に
個々の領域の使用に対しては調節されていないからであ
る。[0010] The second problem is spatial masking of the human visual system. The noise is more easily recognized in a flat image area without a pattern than in an image area with a pattern. Therefore, applying the same matrix to all areas is not a good solution.
The matrix is optimized as a whole and is not locally adjusted for the use of individual regions.

【００１１】第３の課題はＤＣ（直流成分）に対する可
変量子化マトリックスから情報量を節約することであ
る。量子化マトリックスの最初の値は、ビットレートが
高い場合および平坦な領域に対応するため、減少される
一方、ビットレートが低い場合および複雑なり領域に対
応するため、増加される。A third object is to save information from a variable quantization matrix for DC (direct current component). The initial value of the quantization matrix is reduced to accommodate higher bit rates and flat areas, while being increased to accommodate lower bit rates and complex areas.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題は次の手段に
よって解決される。The above object is achieved by the following means.

【００１３】デフォルトマトリックスは可変数の重みづ
けがエンコーダによって更新されることを可能とするよ
うに設計される。The default matrix is designed to allow a variable number of weights to be updated by the encoder.

【００１４】異なった割合で画像内容に応じ、マトリッ
クスを調節することを、以下、打ち切り量子化マトリッ
クスと呼ぶ。Adjusting the matrix according to the image content at different rates is hereinafter referred to as a truncated quantization matrix.

【００１５】打ち切り量子化マトリックスはコード化用
のビットレートや、コード化された画像の複雑さや、他
の要件を調べることにより決定される。このマトリック
スは、ＤＣ（直流成分）および最初の少しのＡＣ（交流
成分）係数に集中する非ゼロ値の少ない数を必要とす
る。特に低いビットレートコーディングにおいて必要と
している。さらに、これらの非ゼロ値は差分的にコード
化されることができる。また各々に対して８ビットより
少ないビットが差分値をコード化するのに使用される。The truncated quantization matrix is determined by examining the coding bit rate, the complexity of the coded image, and other requirements. This matrix requires a small number of non-zero values centered on the DC (direct current component) and the first few AC (alternating current component) coefficients. This is particularly needed for low bit rate coding. Furthermore, these non-zero values can be coded differentially. Also, less than 8 bits for each are used to encode the difference value.

【００１６】量子化重みづけ量は、ブロックの活性程度
や、ブロックの量子化ステップサイズに従って拡大縮小
される。The quantization weight is scaled according to the degree of activity of the block and the quantization step size of the block.

【００１７】本発明による方法はビット節約、および個
々のブロックに対する適応性の点から量子化マトリック
ス使用の効率を上げる方法を提供する。The method according to the invention provides a way to increase the efficiency of using the quantization matrix in terms of bit savings and adaptability to individual blocks.

【００１８】量子化マトリックスは異なるコーディング
・レートおよびこの方向におけるその他の点にもとづい
て決定される。量子化マトリックスの最初の数個の値の
みがある程度の重みづけをもって非ゼロにセットされ
る。他の値はゼロに打ち切られる。このゼロはコード化
されていないしまた送信されない。The quantization matrix is determined based on different coding rates and other points in this direction. Only the first few values of the quantization matrix are set to non-zero with some weight. Other values are truncated to zero. This zero is not coded and is not transmitted.

【００１９】この打ち切り量子化マトリックスはジグザ
グもしくは他の方法でスキャンされ、差分的にコード化
され、非ゼロ係数の数と共に送信される。The truncated quantization matrix is scanned in a zig-zag or other manner, differentially coded, and transmitted with a number of non-zero coefficients.

【００２０】重みづけスケールは量子化後に残された係
数の数をチェックすることにより調節することができ
る。その理由は残された係数の数はブロックの活性程度
を表しているからである。もしＤＣ係数のみが量子化の
後に残されているならば、ＤＣに対する重みづけスケー
ルは８に等しいか、それ以下にすることができる。理由
はそれは平坦な領域であるからである。もし多数のＡＣ
係数が残っているならば、ＤＣに対する重みつけスケー
ルを大きくすることができる。例えば量子化ステップの
２倍にすることができる。同じ調節がＡＣ係数に対する
重みづけスケールについて実施することができる。The weight scale can be adjusted by checking the number of coefficients left after quantization. The reason is that the number of remaining coefficients indicates the degree of activity of the block. If only the DC coefficients are left after quantization, the weight scale for DC can be equal to or less than 8. The reason is that it is a flat area. If multiple AC
If the coefficients remain, the weight scale for DC can be increased. For example, it can be twice the quantization step. The same adjustment can be made for the weighting scale for the AC coefficients.

【００２１】第１の観点による本発明は、画像を量子化
する際に用いる量子化マトリクスの一部の成分のみで構
成される打ち切り量子化マトリクスを用いて、コード化
された画像をデコードするデコード方法であって、コー
ド化された打ち切り量子化マトリクスをデコードし、デ
コードされた打ち切り量子化マトリクスを用いて、完全
な量子化マトリクスを生成し、前記ビットストリームに
含まれる量子化ステップサイズをデコードし、前記ビッ
トストリームに含まれる量子化係数をデコードし、デコ
ードされた前記量子化ステップサイズおよび生成された
前記完全な量子化マトリクスを用いて、デコードされた
前記量子化係数の逆量子化を行い、逆量子化された前記
量子化係数をピクセルブロックへ変換することを特徴と
するデコード方法である。The present invention according to a first aspect provides a method for quantizing an image.
Consists of only a part of the quantization matrix
Coding using a truncated quantization matrix
A decoding method for decoding the image, code
Decodes the truncated quantization matrix
Using the coded truncated quantization matrix, complete
And generate the optimal quantization matrix,
Decode the included quantization step size, and
Decode the quantized coefficients contained in the stream
The quantization step size and the generated
Decoded using the full quantization matrix
Inverse quantization of the quantization coefficient is performed, and the inversely quantized
The feature is to convert the quantized coefficients into pixel blocks.
This is a decoding method .

【００２２】第２の観点による本発明は、前記コード化
された打ち切り量子化マトリクスは、量子化マトリクス
の成分と前記量子化マトリクスの成分の個数を特定する
情報とを含むことを特徴とする第１の観点のデコード方
法である。 According to a second aspect of the present invention, the encoding
The truncated quantization matrix obtained is the quantization matrix
And the number of components of the quantization matrix are specified.
And a decoding method according to the first aspect, characterized by including information.
Is the law.

【００２３】[0023]

【００２４】これによりデータ量の少ない簡略化された
固有量子化マトリックスをエンコーダで作り、それをデ
コーダに送り、デコーダでは、デフォルト量子化マトリ
ックスと合成し、フルサイズの量子化マトリックスとし
て利用することができる。In this way, a simplified eigenquantization matrix with a small amount of data is created by the encoder, and it is sent to the decoder. The decoder combines the eigenquantization matrix with the default quantization matrix and uses it as a full-size quantization matrix. it can.

【００２５】[0025]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.

【００２６】本実施の形態は、二つの部分に分けること
ができる。実施の形態の第１の部分は打ち切り量子化マ
トリックスの動作についての説明で、実施の形態の第２
の部分は適応的量子化ステップサイズスケーリングの動
作の説明である。実施の形態は一つのユニットの動作を
説明するが、期待結果を達成するために両方の方法を個
別的に適用することができる。This embodiment can be divided into two parts. The first part of the embodiment describes the operation of the truncated quantization matrix.
Is a description of the operation of adaptive quantization step size scaling. Although the embodiments describe the operation of one unit, both methods can be applied individually to achieve the expected result.

【００２７】図１は従来技術の例を示している。図１
(a)はイントラ輝度フレーム(Intra−Ｙ)のコード化に対
するデフォルト量子化マトリックスを示し、図１(b)は
高周波における係数をより粗く量子化する新しい量子化
マトリックスの例である。FIG. 1 shows an example of the prior art. FIG.
(a) shows a default quantization matrix for coding of an intra luminance frame (Intra-Y), and FIG. 1 (b) is an example of a new quantization matrix for coarsely quantizing coefficients at high frequencies.

【００２８】図２は本発明により提案された打ち切り量
子化マトリックスの例である。この実施の形態における
ポイントは、送信されるべき量子化マトリックスの数が
６４以下であるということである。これは、最初の２
個、もしくは３個の量子化成分で十分な低ビットレート
コード化において特に有用である。FIG. 2 is an example of a truncated quantization matrix proposed by the present invention. The point in this embodiment is that the number of quantization matrices to be transmitted is 64 or less. This is the first two
This is particularly useful in low bit rate coding where one or three quantization components are sufficient.

【００２９】図４は、本発明に掛かる静止画および動画
に対する量子化マトリックスを用いたエンコーダを示
す。図において、３２はＤＣＴ変換器、３４は量子化
器、４９は可変長コード化器である。36は算出された量
子化パラメータＱＰを生成するＱＰ生成器であり、たと
えばマクロブロック毎に生成される。量子化パラメータ
ＱＰは、マクロブロック毎に所定の計算式により計算さ
れるようにしてもよいし、ルックアップテーブルから最
適なものを選出するようにしてもよい。算出された量子
化パラメータＱＰは、量子化器３４に加えられると共
に、図５で説明するデコーダにも送られる。FIG. 4 shows an encoder using a quantization matrix for still images and moving images according to the present invention. In the figure, 32 is a DCT converter, 34 is a quantizer, and 49 is a variable length coder. Reference numeral 36 denotes a QP generator for generating the calculated quantization parameter QP, which is generated, for example, for each macroblock. The quantization parameter QP may be calculated by a predetermined calculation formula for each macroblock, or an optimum parameter may be selected from a look-up table. The calculated quantization parameter QP is applied to the quantizer 34 and also sent to the decoder described with reference to FIG.

【００３０】図４において、３８は算出された固有の量
子化マトリックスＱＭを生成する算出ＱＭ生成器であ
り、たとえば、複数のフレームで構成されるビデオオブ
ジェクトレイヤ（ＶＯＬ）毎に生成される。計算により
生成された固有量子化マトリックスＱＭ例を図１(ｂ)
や、図２(ｂ)に示す。少ないデータ量で映像を送りたい
場合（ビットレートが低い場合、画像が単調な場合）
は、図１(ｂ)に示すように高周波成分には大きな量子化
成分２００を一律に与えるようにしてもよい。計算式を
用いる変わりに、ルックアップテーブルから最適なもの
を選出するようにしてもよい。どのような計算式を用い
るか、または、ルックアップテーブルからどれを選出す
るかは、選択器３７を用い、操作者により任意に選択さ
れる。または、映像の性質（実写画かコンピュータグラ
フィクスか）により自動的に選択するようにしてもよ
い。In FIG. 4, reference numeral 38 denotes a calculated QM generator for generating the calculated unique quantization matrix QM, which is generated, for example, for each video object layer (VOL) composed of a plurality of frames. FIG. 1B shows an example of the eigenquantization matrix QM generated by the calculation.
2 (b). When you want to send a video with a small amount of data (when the bit rate is low or the image is monotonous)
Alternatively, as shown in FIG. 1B, a large quantization component 200 may be uniformly applied to a high frequency component. Instead of using a calculation formula, an optimum one may be selected from a look-up table. Which calculation formula is used or which is selected from the look-up table is arbitrarily selected by the operator using the selector 37. Alternatively, the selection may be made automatically according to the nature of the video (actual shot or computer graphics).

【００３１】算出された固有量子化マトリックスＱＭ
は、打ち切り器４０に送られる。打ち切り器４０におい
ては、固有量子化マトリックスＱＭの量子化成分が、ジ
グザグスキャン４８により、図２（ａ）の点線で示すよ
うに、低周波に対応する部分からジグザグスに順次読み
出される。設定器3９により設定された個数の量子化成
分が読み出されれば、ジグザグ読み出しは打ち切られ
る。その後、終端コード、たとえばゼロが、終端コード
付与器42により与えられる。設定器３９で設定される個
数でＱＭ生成器３８からの量子化成分の読み出しが打ち
切られるが、その個数は、操作者が任意に決めることが
できる。図２(ａ)に示す例では、１３個の量子化成分が
読み出されて打ち切られているが、打ち切られるまでの
量子化成分を前段部の量子化成分という。打ち切られる
までの量子化成分、すなわち前段部の量子化成分は、後
で説明する合成ＱＭ生成器４４に送られる。また、前段
部の量子化成分とその後に続く終端コードは、簡略デー
タＱＭｔとして図５で説明するデコーダに送られる。The calculated eigen quantization matrix QM
Is sent to the censor 40. In the truncation device 40, the quantized components of the eigenquantization matrix QM are sequentially read in a zigzag scan 48 from a portion corresponding to a low frequency as shown by a dotted line in FIG. When the number of quantization components set by the setting unit 39 is read, the zigzag reading is terminated. Thereafter, a termination code, for example, zero, is provided by the termination code applicator. The reading of the quantized components from the QM generator 38 is terminated by the number set by the setting unit 39, but the number can be arbitrarily determined by the operator. In the example shown in FIG. 2A, thirteen quantized components are read out and truncated, but the quantized components until the truncation are referred to as the preceding-stage quantized components. The quantized components until the termination, that is, the quantized components of the preceding stage, are sent to a combined QM generator 44 described later. Further, the quantized component of the preceding stage and the subsequent termination code are sent as simplified data QMt to the decoder described with reference to FIG.

【００３２】４６はデフォルトＱＭ生成器で、予め決め
られたデフォルトの量子化マトリックス、たとえば図１
（ａ）に示す量子化マトリックスが、記憶されている。
ジグザグスキャン４８により、上述と同様にして、デフ
ォルトＱＭ生成器４６からのデフォルトの量子化マトリ
ックスがジグザグに読み出される。Reference numeral 46 denotes a default QM generator, which is a predetermined default quantization matrix, for example, FIG.
The quantization matrix shown in (a) is stored.
By the zigzag scan 48, the default quantization matrix from the default QM generator 46 is read in a zigzag manner in the same manner as described above.

【００３３】４４は、合成ＱＭ生成器である。合成ＱＭ
生成器４４では、打ち切り器４０から送られてくる前段
部、すなわち打ち切られるまでの量子化成分と、デフォ
ルトＱＭ生成器４６から送られてくるデフォルト量子化
マトリックスの内の前段部を除いた部分の量子化成分
（後段部の量子化成分という）が合成されて、合成量子
化マトリックスを生成する。すなわち、合成ＱＭ生成器
４４では、打ち切られるまでの前段部は、算出されたＱ
Ｍ生成器３８からの量子化成分が用いられる一方、打ち
切られた後の後段部は、デフォルトＱＭ生成器４６から
の量子化成分が用いられる。Reference numeral 44 denotes a combined QM generator. Synthetic QM
In the generator 44, the former part sent from the censor 40, that is, the quantized component until the censoring, and the part of the default quantization matrix sent from the default QM generator 46, excluding the former part, The quantized components (referred to as quantized components at the subsequent stage) are combined to generate a combined quantized matrix. That is, in the combined QM generator 44, the former stage before the termination is
While the quantized component from the M generator 38 is used, the quantized component from the default QM generator 46 is used in the subsequent stage after the truncation.

【００３４】図３に合成された合成量子化マトリックス
が示されている。前段部Ｆには図2(ｂ)の固有量子化マ
トリックスの量子化成分が用いられる一方、後段部Ｌに
は図1(ａ)のデフォルト量子化マトリックスの量子化成
分が用いられる。FIG. 3 shows the synthesized quantization matrix. The front stage F uses the quantization component of the unique quantization matrix of FIG. 2B, while the rear stage L uses the quantization component of the default quantization matrix of FIG. 1A.

【００３５】量子化器３４では、ＤＣＴ変換器３２から
送られてくるＤＣＴ変換されたＤＣＴ係数COFを量子化
し、量子化処理された後のＤＣＴ係数COF'を出力する。
COFijとCOF'ij（i,jは、いずれも１から８までの正の整
数）との間には、次の関係がある。The quantizer 34 quantizes the DCT-transformed DCT coefficient COF sent from the DCT transformer 32 and outputs a quantized DCT coefficient COF '.
The following relationship exists between COFij and COF'ij (i and j are both positive integers from 1 to 8).

【００３６】[0036]

【数１】 ここでQMijは、合成ＱＭ生成器４４から出力される量子
化成分であり、QPは、ＱＰ生成器３６から生成される量
子化パラメータである。量子化処理された後のＤＣＴ係
数COF'は、可変長エンコーダ４９において可変長符号化
され、圧縮されたビデオデータＶＤが出力され、デコー
ダに送られる。(Equation 1) Here, QMij is a quantization component output from the combined QM generator 44, and QP is a quantization parameter generated from the QP generator 36. The quantized DCT coefficient COF ′ is subjected to variable-length encoding in a variable-length encoder 49, and compressed video data VD is output and sent to a decoder.

【００３７】図５は、本発明に掛かる静止画および動画
に対する量子化マトリックスを用いたデコーダを示す。
図において、５０は可変長デコーダ、５２は逆量子化
器、６２は逆ＤＣＴ変換器である。５６は終端コード検
出器、５４は合成ＱＭ生成器、５８はデフォルトＱＭ生
成器、６０はジグザグスキャンである。デフォルトＱＭ
生成器５８には、図４に示したデフォルトＱＭ生成器４
６とまったく同じ内容の、たとえば図１（ａ）に示した
デフォルト量子化マトリックスが記憶されている。ま
た、合成ＱＭ生成器５４、ジグザグスキャン６０は、そ
れぞれ図４に示した合成ＱＭ生成器４４、ジグザグスキ
ャン４８と実質的に同じ物である。FIG. 5 shows a decoder using a quantization matrix for still and moving images according to the present invention.
In the figure, 50 is a variable length decoder, 52 is an inverse quantizer, and 62 is an inverse DCT transformer. 56 is a termination code detector, 54 is a combined QM generator, 58 is a default QM generator, and 60 is a zigzag scan. Default QM
The generator 58 includes the default QM generator 4 shown in FIG.
6, for example, the default quantization matrix shown in FIG. 1A is stored. The combined QM generator 54 and zigzag scan 60 are substantially the same as the combined QM generator 44 and zigzag scan 48 shown in FIG. 4, respectively.

【００３８】図４のエンコーダから送られてきたビデオ
データＶＤは、可変長デコーダ５０に送られ、量子化パ
ラメータＱＰは、逆量子化器５２に送られ、簡略データ
ＱＭｔは、終端コード検出器５６に送られる。The video data VD sent from the encoder shown in FIG. 4 is sent to the variable length decoder 50, the quantization parameter QP is sent to the inverse quantizer 52, and the simplified data QMt is sent to the termination code detector 56. Sent to

【００３９】簡略データＱＭｔには、上述したように、
打ち切りが行われるまでの量子化成分、すなわち前段部
の量子化成分が含まれており、これらがまずジグザグス
キャンされ、合成ＱＭ生成器５４の前段部を埋める。終
端コードが検出されば、デフォルトＱＭ生成器５８から
の後段部の量子化成分が続いてジグザグスキャンされ、
合成ＱＭ生成器５４の後段部を埋める。このようにし
て、合成量子化マトリックスが生成される。As described above, the simplified data QMt includes
Quantization components before the censoring is performed, that is, quantization components of the preceding stage are included. These components are first zigzag scanned to fill the preceding stage of the combined QM generator 54. If the termination code is detected, the subsequent quantization component from the default QM generator 58 is subsequently zigzag scanned,
The latter part of the combined QM generator 54 is filled. In this way, a composite quantization matrix is generated.

【００４０】図５の合成ＱＭ生成器５４で生成された合
成量子化マトリックスは、図４の合成ＱＭ生成器４４で
生成された合成量子化マトリックスとまったく同じ内容
のものとなる。データ量の少ない簡略データＱＭｔを用
いて合成量子化マトリックスを作ることができるので、
少ないデータ量で解像度の高い映像を作ることが可能と
なる。The synthesized quantization matrix generated by the synthesized QM generator 54 in FIG. 5 has exactly the same contents as the synthesized quantization matrix generated by the synthesized QM generator 44 in FIG. Since a composite quantization matrix can be created using simplified data QMt with a small amount of data,
High-resolution video can be created with a small amount of data.

【００４１】図６は打ち切り量子化マトリックスをコー
ド化し送信する方法のひとつを示すものである。FIG. 6 shows one method of coding and transmitting a truncated quantization matrix.

【００４２】ここにユニット１は、異なるコード化ビッ
トレート、異なるコード化画像サイズ等をチェックする
ことによりユニット２内において決定された打ち切り量
子化マトリックスである。Ｘ1,Ｘ2,Ｘ3…は非ゼロ量子
化成分であり、ユニット１におけるＸ1,Ｘ2,Ｘ3,…と同
じ位置にある８×８ＤＣＴ係数を量子化するのに用いら
れる非ゼロの量子化マトリックスの値である。Here, unit 1 is a truncated quantization matrix determined in unit 2 by checking different coded bit rates, different coded image sizes, and the like. X1, X2, X3... Are non-zero quantized components, and the values of the non-zero quantization matrix used to quantize the 8 × 8 DCT coefficients at the same position as X1, X2, X3,. It is.

【００４３】ユニット１の中でゼロ値が埋まっている量
子化マトリックスのその他の部分は量子化マトリックス
のデフォルト値が使用されることを意味する。The other parts of the quantization matrix in which the zero values are filled in unit 1 mean that the default values of the quantization matrix are used.

【００４４】エンコーダにおいては、８×８ブロックの
ＤＣＴ係数の対応部分はゼロにセットされる。In the encoder, the corresponding part of the DCT coefficients of the 8.times.8 block is set to zero.

【００４５】ユニット３はグループの初めの部分に集中
させられる大きな値を持つデータのグループにユニット
１の非ゼロ値をスキャンするものである。ここでは例と
してジグザグスキャンが示されている。Unit 3 scans the non-zero values of unit 1 for groups of data having large values that are concentrated in the beginning of the group. Here, a zigzag scan is shown as an example.

【００４６】ユニット４は、より小さい差分値を得るた
めに、隣り合う値を引算することによりスキャンされた
データをコード化する部分で、省略してもよい。図６に
示される差分値△Ｘ1,△Ｘ2,…はさらに続いてホフマン
コーディングもしくは他のエントロピィコーディング処
理を行っても良い。Unit 4 may be omitted where the scanned data is coded by subtracting adjacent values to obtain smaller difference values. The difference values △ X1, △ X2,... Shown in FIG. 6 may be further subjected to Huffman coding or another entropy coding process.

【００４７】同時に、非ゼロ量子化成分の数がコード化
され、非ゼロ値とともにデコーダに送信される。この情
報をコード化するためにはいろいろな方法がある。もっ
とも簡単な方法は固定８ビットを使用して数字をコード
化することである。別の方法としては、もっとも頻繁な
ケースをより少ないビットを用いて表せるように工夫さ
れた可変長テーブルを使用することにより数字をコード
化することである。At the same time, the number of non-zero quantized components is coded and transmitted with the non-zero value to the decoder. There are various ways to encode this information. The easiest way is to code the numbers using fixed 8 bits. Another approach is to encode the numbers by using a variable length table that is devised so that the most frequent cases can be represented using fewer bits.

【００４８】その代わりとなるものとしては、非ゼロ量
子化成分の個数をコード化し送信する代わりに、図６に
示されるように、最後の非ゼロ値xNもしくは最後の差分
値ΔxN(N=1. 2. 3 …)がコード化された後、非ゼロ量子
化マトリックスコードの終端を示す特別のシンボルをビ
ットストリームに挿入してもよい。この特別のシンボル
は、たとえばゼロあるいは負の値をとり、非ゼロ値コー
ドに使用されない値を用いるのがよい。As an alternative, instead of coding and transmitting the number of non-zero quantized components, as shown in FIG. 6, the last non-zero value xN or the last difference value ΔxN (N = 1 After ..2.3 ...) is encoded, a special symbol indicating the end of the non-zero quantization matrix code may be inserted into the bitstream. This special symbol may be, for example, zero or a negative value, and use a value not used for the non-zero value code.

【００４９】図７は直流成分の係数（ＤＣ係数）のみに
重みづけを行うスケーリングファクターＳを有する打ち
切り量子化マトリックスである。FIG. 7 shows a truncated quantization matrix having a scaling factor S for weighting only the DC component coefficient (DC coefficient).

【００５０】スケーリングファクターは個々のブロック
の活性程度（activity）に基づいて調節される。活性程
度は量子化された後に残されたＡＣ係数の数をチェック
することにより求められる。Ｘ1,Ｘ2,Ｘ3,…Ｘ9は８×
８ＤＣＴ係数ブロックを量子化するために使用される打
ち切り量子化マトリックスの中の非ゼロ値である。Ｓは
ＤＣ係数に対する量子化器を調節するために最初の値を
拡大もしくは縮小するための重みづけを示すものであ
る。The scaling factor is adjusted based on the activity of the individual blocks. The degree of activity can be determined by checking the number of AC coefficients left after quantization. X1, X2, X3, ... X9 is 8x
A non-zero value in the truncated quantization matrix used to quantize the 8DCT coefficient block. S indicates a weight for expanding or reducing the initial value to adjust the quantizer for the DC coefficient.

【００５１】図８は量子化マトリックスの中の最初の値
をスケーリングする手順の詳細を説明するものである。FIG. 8 illustrates details of the procedure for scaling the first value in the quantization matrix.

【００５２】ユニット５は、８×８ブロックの各々を量
子化するためのもので、打ち切り量子化マトリックスを
まず適用する。続いてそのブロックに対してその時に必
要な量子化ステップを行う。ユニット６は量子化の後に
残された交流成分の係数（ＡＣ係数）の数をチェック
し、ユニット７に移る。ユニット７において、図７の重
みづけＳは拡大すべきか、縮小すべきかを決定する。も
しユニット５で量子化が実施された後にＡＣ係数が残っ
ていれば、重みづけＳはユニット８で示されるように拡
大される。もしそうでないならばユニット９で示される
ようにＳは縮小される。ユニット１０は量子化マトリッ
クスの最初の値を調節するために重みづけＳを拡大また
は縮小する。ユニット１１はブロックＡに対する新しい
調節された値を用いてＤＣ係数を再量子化し、ＤＣおよ
びＡＣ係数のすべてをデコーダに送る。The unit 5 is for quantizing each of the 8 × 8 blocks, and first applies a truncated quantization matrix. Subsequently, a necessary quantization step is performed on the block. The unit 6 checks the number of AC component coefficients (AC coefficients) left after the quantization, and proceeds to the unit 7. In unit 7, it is determined whether the weight S in FIG. 7 should be expanded or reduced. If AC coefficients remain after quantization has been performed in unit 5, the weight S is expanded as shown in unit 8. If not, S is reduced as shown in unit 9. Unit 10 scales up or down the weight S to adjust the initial value of the quantization matrix. Unit 11 requantizes the DC coefficients with the new adjusted values for block A and sends all DC and AC coefficients to the decoder.

【００５３】拡大または縮小するためのＳの値は、現行
の量子化ステップに関連した値、または所定の固定値を
採ることが出来る。The value of S for scaling up or down can be a value associated with the current quantization step or a predetermined fixed value.

【００５４】ＡＣ係数に対する他の量子化マトリックス
の調節は上記と同じような方法で実施される。The adjustment of the other quantization matrices to the AC coefficients is performed in a similar manner as described above.

【００５５】図９は適応的量子化ステップサイズのスケ
ーリングおよび打ち切り量子化マトリックスのデコーダ
を示している。FIG. 9 shows a decoder for adaptive quantization step size scaling and truncation quantization matrix.

【００５６】図９において、コード化されたビットスト
リームはデコーダに入力される。ユニット１２は打ち切
り量子化成分をデコードし、ユニット１３は各ブロック
に対し、量子化ステップをデコードする。ユニット１４
は各ブロックに対し、ＤＣおよびＡＣ係数のすべてをデ
コードする。ユニット１５はゼロでないＡＣ係数の数を
チェックする。スケールファクターはユニット１５から
得られる情報を使用し、エンコーダにおいて行われた手
順と同様の手順で、ユニット１６において決定される。
各ブロックに対するすべてのＤＣおよびＡＣ係数は、デ
コードされたスケーリング量子化マトリックスおよびデ
コードされた量子化マトリックスによって、ユニット１
７において逆量子化を行うことができる。最後に、すべ
ての逆量子化された係数は画像を再現するために、逆Ｄ
ＣＴ変換コーディングユニットに送られる。In FIG. 9, the coded bit stream is input to a decoder. Unit 12 decodes the truncated quantization component, and unit 13 decodes the quantization step for each block. Unit 14
Decodes all DC and AC coefficients for each block. Unit 15 checks the number of non-zero AC coefficients. The scale factor is determined in the unit 16 using information obtained from the unit 15 in a procedure similar to that performed in the encoder.
All DC and AC coefficients for each block are converted to unit 1 by the decoded scaling quantization matrix and the decoded quantization matrix.
7, inverse quantization can be performed. Finally, all the inverse quantized coefficients are inverse D to reproduce the image.
It is sent to the CT transform coding unit.

【００５７】次の式は量子化および逆量子化のために使
用される。The following equations are used for quantization and dequantization.

【００５８】 量子化 イントラＤＣ；レベル＝｜ＣＯＦ｜//(ＱＭ２) イントラＡＣ；レベル＝｜ＣＯＦ｜＊８/(ＱＰ＊ＱＭ) インター ；レベル＝(｜ＣＯＦ｜−(ＱＰ＊ＱＭ３２)＊８/(ＱＰ＊ＱＭ) 逆量子化 イントラＤＣ；｜ＣＯＦ｜＝ＬＥＶＥＬ＊ＱＭ２ 他 ｜ＣＯＦ'｜＝０、 もしＬＥＶＥＬ＝０ ｜ＣＯＦ'｜＝(２＊ＬＥＶＥＬ＋１)＊(ＱＰ＊ＱＭ/１６)、 もしＬＥＶＥＬ≠０,(ＱＰ＊ＱＭ/１６)が奇数 ｜ＣＯＦ'｜＝(２＊ＬＥＶＥＬ＋１)＊(ＱＰ＊ＱＭ/１６)−１、 もしＬＥＶＥＬ≠０,(ＱＰ＊ＱＭ/１６)が偶数 ＣＯＦは量子化される変換係数。ＬＥＶＥＬは変換係数
の量子化バージョンの絶対値。ＣＯＦ'は再構築された
変換係数。ＱＰは現行のブロックの量子化ステップサイ
ズ。ＱＭは量子化されるべき係数に対応する量子化マト
リックスの値。ＱＭのデフォルト値は１６。Quantization Intra DC; level = | COF | // (QM2) Intra AC; level = | COF | * 8 / (QP * QM) inter; level = (| COF | − (QP * QM32) * 8 / (QP * QM) inverse quantization intra DC; | COF | = LEVEL * QM2, etc. | COF '| = 0, if LEVEL = 0 | COF' | = (2 * LEVEL + 1) * (QP * QM / 16), If LEVEL ≠ 0, (QP * QM / 16) is odd | COF ′ | = (2 * LEVEL + 1) * (QP * QM / 16) −1, if LEVEL ≠ 0, (QP * QM / 16) is even COF Is the transform coefficient to be quantized, LEVEL is the absolute value of the quantized version of the transform coefficient, COF 'is the reconstructed transform coefficient, QP is the quantization step size of the current block, and QM is the coefficient to be quantized. Of the corresponding quantization matrix The default value of .QM 16.

【００５９】本発明は量子化マトリックスをコーディン
グビットレート,コーディングサイズまた同様に人間の
視覚システムに応じて適応的に変化せしめるものであ
る。その結果量子化マトリックスを打ち切り、そしてス
ケーリングすることによりおよびマトリックスの値を差
分的にコード化することにより多くのビットが節約でき
る。従って本発明はコード化の効率を改善する。この効
果は低ビットレートのコード化には特に著しい。The present invention allows the quantization matrix to be adaptively changed according to the coding bit rate, coding size and also the human visual system. As a result, many bits can be saved by truncating and scaling the quantization matrix and by differentially coding the values of the matrix. Thus, the present invention improves coding efficiency. This effect is particularly pronounced for low bit rate coding.

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

【図１】（ａ）は、デフォルト量子化マトリックスの
例、（ｂ）は固有量子化マトリックスの例の説明図。FIG. 1A is an explanatory diagram of an example of a default quantization matrix, and FIG. 1B is an explanatory diagram of an example of a unique quantization matrix.

【図２】（ａ）は本発明により提案された打ち切り量子
化マトリックスの例、（ｂ）は固有量子化マトリックス
の例の説明図。FIG. 2A is an explanatory diagram of an example of a truncated quantization matrix proposed by the present invention, and FIG. 2B is an explanatory diagram of an example of a unique quantization matrix.

【図３】本発明により提案された合成量子化マトリック
スの例の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a synthesized quantization matrix proposed according to the present invention.

【図４】本発明により提案された打ち切り量子化マトリ
ックスを用いたエンコーダのブロック図。FIG. 4 is a block diagram of an encoder using a truncated quantization matrix proposed by the present invention.

【図５】本発明により提案された打ち切り量子化マトリ
ックスを用いたデコーダのブロック図。FIG. 5 is a block diagram of a decoder using a truncated quantization matrix proposed by the present invention.

【図６】打ち切り量子化マトリックスをエンコードする
一つの方法を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing one method of encoding a truncated quantization matrix.

【図７】直流成分のみににたいして値をスケールする打
ち切り量子化マトリックスのスケーリングの説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of scaling of a truncated quantization matrix that scales a value only for a DC component.

【図８】打ち切り量子化マトリックスのＤＣ係数に対す
るスケーリングの手法を説明するフローチャート。FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of scaling DC coefficients of a truncated quantization matrix.

【図９】スケーリングされた打ち切り量子化マトリック
スをデコードするためのデコーダのフローチャート。FIG. 9 is a flowchart of a decoder for decoding a scaled truncated quantization matrix.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１……打ち切り量子化マトリックス作製ユニット ２……打ち切り量子化マトリックス決定ユニット ３……非ゼロ値をスキヤニングするユニット ４……差分コード化するユニット ３２……ＤＣＴ変換器 ３４……量子化器 ３６……算出されたＱＰ生成器 ３７……選択器 ３８……算出されたＱＭ生成器 ３９……設定器 ４０……打ち切り器 ４２……終端コード付与器 ４４、５４……合成ＱＭ生成器 ４６、５８……デフォルトＱＭ生成器 ４８、６０……ジグザグスキャン ４９……可変長コード化器 ５０……可変長デコーダ ５２……逆量子化器 ５６……終端コード検出器 ６２……逆ＤＣＴ変換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Truncation quantization matrix production unit 2 ... Truncation quantization matrix determination unit 3 ... Non-zero value scanning unit 4 ... Difference coding unit 32 ... DCT converter 34 ... Quantizer 36 ... ... Calculated QP generator 37 ... Selector 38 ... Calculated QM generator 39 ... Setter 40 ... Truncate 42 ... Terminal code assigner 44,54 ... Synthetic QM generator 46,58 ... Default QM generators 48, 60... Zigzag scan 49... Variable length encoder 50... Variable length decoder 52... Inverse quantizer 56.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティオ ケン・タン シンガポール534415シンガポール、タ イ・セン・アベニュー、ブロック1022、 04−3530番、タイ・セン・インダストリ アル・エステイト、パナソニック・シン ガポール研究所株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−284412（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Tio Ken Tan Singapore 534415 Singapore, Thailand Sen Avenue, Block 1022, 04-3530, Thai Sen Industrial Estate, Panasonic Singapore Research (56) References JP-A-6-284412 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) H04N ^7/ 24-7/68 H04N 1/41-1 / 419

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 画像を量子化する際に用いる量子化マト
リクスの一部の成分のみで構成される打ち切り量子化マ
トリクスを用いて、コード化された画像をデコードする
デコード方法であって、コード化された打ち切り量子化マトリクスをデコード
し、 デコードされた打ち切り量子化マトリクスを用いて、完
全な量子化マトリクスを生成し、 前記ビットストリームに含まれる量子化ステップサイズ
をデコードし、 前記ビットストリームに含まれる量子化係数をデコード
し、 デコードされた前記量子化ステップサイズおよび生成さ
れた前記完全な量子化マトリクスを用いて、デコードさ
れた前記量子化係数の逆量子化を行い、 逆量子化された前記量子化係数をピクセルブロックへ変
換することを特徴とするデコード方法。 1. A quantization matrix used when quantizing an image.
Decode the coded image using a truncated quantization matrix consisting only of some components of the lix
A decoding method for decoding a coded truncated quantization matrix
Using the decoded truncated quantization matrix.
Generate a full quantization matrix and include the quantization step size contained in the bitstream
And the quantization coefficient included in the bit stream is decoded.
And the decoded quantization step size and generated
Decoded using the complete quantization matrix
Dequantizing the quantized coefficient thus obtained, and converting the dequantized quantized coefficient into a pixel block.
A decoding method characterized in that: 【請求項２】 前記コード化された打ち切り量子化マト
リクスは、量子化マトリクスの成分と前記量子化マトリ
クスの成分の個数を特定する情報とを含むことを特徴と
する請求項１に記載のデコード方法。 2. The coded truncated quantization matrix.
Rix is based on the components of the quantization matrix and the quantization matrix.
And information for specifying the number of components of the
The decoding method according to claim 1, wherein