JPH0292178A - 画像データの量子化回路 - Google Patents

画像データの量子化回路

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JPH0292178A
JPH0292178A JP63245229A JP24522988A JPH0292178A JP H0292178 A JPH0292178 A JP H0292178A JP 63245229 A JP63245229 A JP 63245229A JP 24522988 A JP24522988 A JP 24522988A JP H0292178 A JPH0292178 A JP H0292178A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、画像データを圧縮符号化するのに適用され
る画像データの量子化回路に関する。
〔発明の概要〕
この発明では、画像データを所定のビット数の量子化コ
ードで表現するための画像データの量子化回路であって
、 注目画素の真値と、注目画素に対して時間的に先行し、
且つ空間的に対応する参照画素の真値とから時間的な変
化量が検出され、参照画素の量子化コードの復号値に対
する時間的な変化量が検出された差と最も近接した復号
代表値が求められ、復号代表値に対応する量子化コード
が選択されることにより、 復元画像において視覚的に目立つノイズの発生が防止さ
れる。
〔従来の技術〕
ディジタル化された画像データの各画素(サンプル)の
ビット数を画像信号の相関を利用して低減する符号化方
式が種々提案されている。本願出願人は、特願昭59−
266407号明細書に記載されているように、2次元
ブロック内に含まれる複数画素の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、このダイナミックレ
ンジに適応した符号化を行う高能率符号化装置を提案し
ている。また、特願昭60−232789号明細書に記
載されているように、複数フレームに各々属する複数の
領域の画素から形成された3次元ブロックに関してダイ
ナミックレンジに適応した符号化を行う高能率符号化装
置が提案されている。
更に、特願昭60−268817号明細書に記載されて
いるように、量子化を行った時に生じる最大歪みが一定
となるように、ダイナミックレンジに応じてビット数が
変化する可変長符号化方法が提案されている。
これらのダイナミックレンジに適応した符号化(以下、
ADRCと略す。)は、1画面を分割した小領域(ブロ
ック)では、画像が強い相関を有していることを利用し
て1画素当たりのビット数を低減する高能率符号化方法
である。即ち、ブロック内の最小値又は最大値と各画素
のレベルとの差が元のレベルより小さくなり、この差を
元のビット数より少ないビット数で量子化することが可
能となる。
この発明は、上述のADRCにおける最大値又は最小値
で正規化されたレベルの量子化に適用できるものである
。但し、この発明は、ADRCに限定されるものでなく
、ディジタル画像信号を所定のビット数で表現する量子
化回路であれば、ADRCと同様に適用できる。
第3図に示すように、2ビツトの量子化を行うADRC
では、最大値MAX及び最小値MINの差であるブロッ
クのダイナミックレンジDRが4個のレベル範囲に均等
に分割され、最小値MINが除去された後の画素の値が
レベル範囲と夫々対応する2ビツトの量子化コードで表
現される。復号側では、ダイナミックレンジDRと量子
化コードから各レベル範囲の中央の復号代表レベルIO
〜■3の一つを復号し、復号された値に最小値MINが
加算されることで、ブロック内の画素データが復元され
る。
第4図は、ADRCにおける量子化の一例を示す。第4
図は、時間方向に連続する6フレームの夫々に属し、且
つ空間的に対応する位置の画素の時間変化を示している
。簡単のため、これらの6個の画素が含まれる各ブロッ
クが互いに等しい最大値MAX及び最小値MINを有し
ているものとしている。○で示すデータが画素の真値で
あり、従って、実線41で示される時間方向の変化を有
している。上述の2ビツトのADRCで符号化された場
合では、復号側で×で示す復元レベルが得られ、復元画
像において、破線42で示す信号の変化が生じる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の量子化では、量子化誤差を小さくし、S/Nを良
好とするために、元の画素のレベルが最も近い復号代表
レベルに置換されている。しかしながら、定量的に良好
であっても、視覚的に目立つ劣化が復元画像に生じるこ
とがある。第4図に示す例では、元のなだらかな時間方
向の変化41が復元後には、激しい変化42となり、復
元画像において、視覚的に目立つノイズが発生する。こ
のノイズは、弱電界時のテレビジジン受信画像に発生す
るスノーノイズを細かくしたようなもので、シロシロし
たノイズである。このような問題が発生するのは、人間
が画像を認識する時に、画像の微分特性に敏感なことに
基づいている。
従って、この発明の目的は、定量的な誤差が増えるとし
ても、元の画像信号の時間的な変化を保存することがで
き、復元画像の画質を視覚的に良好とできる画像信号の
量子化回路を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明では、画像データを所定のビット数の量子化コ
ードで表現するための画像データの量子化回路であって
、 注目画素の真値と、注目画素に対して時間的に先行し、
且つ空間的に対応する参照画素の真値とから時間的な変
化量を検出する回路9と、参照画素の量子化コードの復
号値に対する時間的な変化量が検出された時間的な変化
量と最も近接した復号代表値を求め、復号代表値に対応
する量子化コードを選択する回路10〜13.14.1
5.16〜19.24〜28と が備えられている。
〔作用〕
注目画素の真値X1と参照画素例えば1フレーム前で、
空間的に対応する位置の画素の真値xl。
との差(時間方向の変化量)Δt (=xl−xiO)
が減算回路9で検出される。画素xlOの復号レベルX
10がローカルデコーダ28と遅延回路29とにより生
成される。また、4個の復号代表レベル(lo+MIN
、11+MIN、12+MIN、、I3+MIN)がロ
ーカルデコーダ24.25.26.27で生成される。
減算回路16〜19において、復号代表レベルと復号レ
ベルXIOとの差(予測変化量)ΔOO1Δ01、Δ0
2、Δ03が演算される。即ち、 Δ0O−(I O+MIN)−X10 Δ03−(11+M I N)  −X10Δ03−(
I 2 +M I N)  −X10Δ03−(13+
M I N) −XIOこれらの4個の差の中で、元の
画像データが有していた変化量Δtと最も近接した変化
量が検出される。このため、減算回路10〜13におい
て、(yO−Δt−Δ00)(TI=Δt−Δ01)(
γ2=Δを一Δ02)(γ3=Δt−Δ03)の減算処
理がされ、最小の減算出力が検出され、この検出に応じ
た量子化コードがコード選択回路15で選択される。つ
まり、Δ00との差分が最小の場合には、(00)の量
子化コードが選択され、以下、同様にして(01)(1
0)(11)の量子化コードが選択される。
上述のように、元の画像データの持つ時間的な変化量と
最も近い変化量を復元された画像信号が持つように、量
子化を行うので、復元画像の画質の視覚的な劣化を防ぐ
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図において、1で示す入力端子には、例えば1画素
(1サンプル)が8ビツトに量子化されたディジタルビ
デオ信号が供給される。ブロック化回路2により、入力
ディジタルビデオ信号のデータの順序が走査順序からブ
ロックの順序に変換される。例えば1フレームの画面が
細分化され、第2図に示すように、(4x4=16画素
)のブロックが構成される。第2図において、N−1は
、前のブロックを示し、Nが符号化しようとする注目ブ
ロックを示している。ブロック内では、図面に向かって
見て左端の一番上の画素のデータが最初に伝送され、次
に、水平方向に並ぶ3個の画素のデータが伝送され、更
に、2番目のラインにおいて、同様にデータが伝送され
、最後に右端の一番下の画素のデータが伝送される。
ブロック化回路2の出力信号が最大値及び最小値検出回
路3に供給され、各ブロックに含まれる画素の最大植皮
MAX及び最小値MINが夫々検出される。最大値MA
X及び最小値MINか減算回路4に供給され、両者の差
であるダイナミックレンジDRが算出される。ダイナミ
ックレンジDR及び最小値MINがフレーム化回路5に
供給される。フレーム化回路5では、ダイナミックレン
ジDR1最小値MIN及び後述する量子化コードDTが
フレーム構成の信号形態に変換され、また、必要に応じ
てエラー訂正符号化の処理がなされる。
フレーム化回路5の出力端子6に送信データが得られる
ブロック化回路2の出力信号が遅延回路7及び8を介し
て減算回路9の一方の入力端子に供給される。遅延回路
7の遅延量DLIは、最大値及び最小値が検出されるの
に必要な時間と対応している。遅延回路8の遅延量DL
2は、■フレーム期間と対応している。遅延回路7の出
力信号が減算回路9の他方の入力端子に供給される。元
の画素データ(真値)の時間方向の差分Δtが算出され
る。注目画素の真値をXlとし、1フレーム前の参照画
素の真値をxlOとすると、(Δt=x1xlo)と表
される。
減算回路9からの画像データの真値の差分ΔLが減算回
路10.11.12.13に供給される。
これらの減算回路10〜13の出力信号TO,T1、T
2、γ3が最小値検出回路14に供給され、最小の出力
信号が検出される。最小値検出回路14の検出信号がコ
ード選択回路15に供給され、2ビツトの量子化コード
DTがコード選択回路15から発生する。量子化コード
DTは、フレーム化回路5を介して伝送される。コード
選択回路15では、復号代表レベルl01ILI2、■
3の夫々対応する2ビツトの量子化コード(00)(0
1)CIO)(11)の一つが選択される。
コード選択回路15の選択動作は、下記のものである。
TOが最小の場合、量子化コードDTとして、(00)
が選択される。
γ1が最小の場合、量子化コードDTとして、(01)
が選択される。
T2が最小の場合、量子化コードDTとして、(10)
が選択される。
γ3が最小の場合、量子化コードDTとして、(11)
が選択される。
減算回路10〜13に対して、減算回路16.17.1
8.19から信号Δ00、Δ01、Δ02、Δ03が供
給される。これらの信号Δ00〜Δ03は、参照画素の
復号レベル(XIO)と4個の復号代表レベルとの夫々
の差であり、予測変化量である。減算回路10〜13及
び最小値検出回路14は、信号ΔOO〜Δ03の中で、
画像データの真値の時間方向の差分Δtと最も近いもの
を検出している。即ち、元の画像信号の1フレ一ム期間
の信号変化と最も近い変化を生じさせる復号代表レベル
と対応する量子化コードDTが注目画素に関して選択さ
れる。
mX回路16〜19には、ローカルデコーダ24.25
.26.27で形成された復号代表レベル(MIN+I
O)(MIN+11)(MIN+12)(MIN+I3
)が供給される。これらの復号代表レベルを発生させる
ために、ローカルブコーグ24〜27に、ダイナミック
レンジDR及び最小値MINが供給され、また、端子2
0.21.22.23から2ビツトの量子化コード(0
0)(01)(10)(11)が夫々供給される。
ローカルデコーダ24〜27及び28は、ダイナミック
レンジDR及び量子化コードDTがアドレスとして供給
されるROMで構成され、ROMから読み出されたデー
タに対して最小値MINが加算される。
参照画素の復号レベルx10がローカルデコーダ28と
1フレ一ム期間の遅延量DL2を有する遅延回路29に
より形成される。ローカルデコーダ28には、コード選
択回路15からの量子化コードDTが供給され、ローカ
ルデコーダ28から注目画素の復号レベルが発生する。
この復号レベルが遅延回路29を介されることにより、
参照画素の復号レベルX10が得られる。
この復号レベルが減算回路16〜19に供給される。従
って、減算回路16〜19から夫々発生する信号ΔOO
〜Δ03は、下記のように、4個の復号代表レベルと参
照画素の復号レベルXIOとの予測された差分である。
ΔOO= (I O+M I N) −X10Δ01=
 (I 1 +M IN)−XIOΔ02= (I2+
MIN) −XIOΔ03= (I3+MIN)−XI
O 減算回路10〜13では、 TO=Δt−ΔOO γ1=Δt−Δ01 γ2=Δt−Δ02 γ3=Δt−Δ03 の出力信号が形成される。最小値検出回路14により、
γ0〜γ3の中で最小のものが検出されるので、予測変
化量が真値の変化量Δtに最も近い量子化コードがコー
ド選択回路15により選択される。
この発明は、可変長のADRC,3次元ブロックのAD
RC等の他の高能率符号における量子化回路に対して適
用できる。
〔発明の効果〕
この発明は、元の画像信号の時間的な変化を保存するこ
とができるので、復元画像で視覚的に目立つノイズが発
生することを防止できる。
【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
ロックの一例の路線図、第3図は量子化の説明に用いる
路線図、第4図は量子化の一例の説明に用いる路線図で
ある。 図面における主要な符号の説明 1:ヂイジタルビデオ信号の入力端子、9:真値の変化
量を発生する減算回路、14:最小値検出回路、 15:コード選択回路、 16.17.18.19:予測変化量を発生する減算回
路、 24.25.26.27.28:ローカルデコーダ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 画像データを所定のビット数の量子化コードで表現する
    ための画像データの量子化回路であって、注目画素の真
    値と、上記注目画素に対して時間的に先行し、且つ空間
    的に対応する参照画素の真値とから時間的な変化量を検
    出する手段と、上記参照画素の量子化コードの復号値に
    対する時間的な変化量が上記検出された時間的な変化量
    と最も近接した復号代表値を求め、上記復号代表値に対
    応する量子化コードを選択する手段とを備えたことを特
    徴とする画像データの量子化回路。
JP24522988A 1988-09-29 1988-09-29 画像データの量子化回路 Expired - Lifetime JP2621421B2 (ja)

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CA000612054A CA1324435C (en) 1988-09-29 1989-09-20 Highly efficient coding apparatus
EP89309707A EP0368460B1 (en) 1988-09-29 1989-09-25 Coding apparatus
DE68917260T DE68917260T2 (de) 1988-09-29 1989-09-25 Kodiergerät.

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