JPH04323960A - 画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化装置

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JPH04323960A
JPH04323960A JP3092288A JP9228891A JPH04323960A JP H04323960 A JPH04323960 A JP H04323960A JP 3092288 A JP3092288 A JP 3092288A JP 9228891 A JP9228891 A JP 9228891A JP H04323960 A JPH04323960 A JP H04323960A
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は画像符号化方法及び装置
に関し、より具体的には、アナログーディジタル変換し
た画像情報を周波数領域に変換して得た変換データを量
子化し、該量子化された変換データを可変長符号化し、
伝送媒体や記憶媒体に対し、符号データを出力する画像
符号化方法及び装置関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来カラー画像の圧縮方式は数々の方式
が提案されているが、カラー静止画符号化方式の代表的
なものとして、適応的離散コサイン変換符号化方式（以
下、ＡＤＣＴ方式と記す。）が提案されている。
【０００３】図３に該ＡＤＣＴ方式を用いた画像符号化
装置の構成概念図を示した。入力画像としては、不図示
のアナログーディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と
記す。）により８ビット、すなわち２５６階調／色に変
換されたデータとし、色数についてはこの場合、輝度Ｙ
、色ＰＢ、色ＰＲの３種とする。
【０００４】図３の入力１０１より入力された輝度信号
Ｙのディジタルデータは１０２でＮ×Ｎ画素（たとえば
８×８画素）のサブブロック単位で２次元の離散コサイ
ン変換（以下ＤＣＴ変換と記す）を行なう。その後、線
形量子化器１０３で変換係数の線形量子化を行なう。量
子化ステップサイズは各変換係数毎に異なり、各変換係
数に対する量子化ステップサイズは量子化雑音に対する
視感度の変換係数毎の相違を考慮したＮ×Ｎの量子化マ
トリクス要素を２Ｓ倍した値とする。ここでＳは０また
は正負の整数であり、スケーリングファクタと呼ぶ。こ
のＳの値により、画質や発生データが制御される。
【０００５】量子化マトリクス要素の１例を８×８の場
合について図５に示す。量子化マトリクス発生回路１１
１は制御回路３０２の制御を受け、輝度信号Ｙの量子化
マトリクスを発生し、スイッチ１１４はａ側が選択され
、乗算器１１０に輝度信号Ｙの量子化マトリクスを供給
する。乗算器１１０ではスケーリングファクタ発生回路
３０１から供給されたスケーリングファクタＳにより各
量子化マトリクス量子化要素に２Ｓの乗算を施し、その
結果を線形量子化器１０３に供給し、線形量子化器１０
３はこの結果を使って変換係数の線形量子化を行なう。
【０００６】量子化後、直流変換係数（以下ＤＣ成分と
記す）については１次元予測器１０４において近傍サブ
ブロック間で予測値を算出し、ハフマン符号化器１０５
において予測誤差がハフマン符号化される。そこで、予
測誤差の量子化出力をグループに分け、まず予測誤差の
所属するグループの識別番号をハフマン符号化し、続い
てグループ内のいずれの値であるかを等長符号で表わす
。
【０００７】ＤＣ成分以外の交流変換成分（以下、ＡＣ
成分と記す）についてはジグザグ走査回路１０６で図４
に示すように低周波成分から高周波成分へとジグザグ走
査し、ハフマン符号化器１０７でハフマン符号化する。 すなわち、量子化出力が０でない変換係数（以下、有意
係数と記す。）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、直前の有意変換係数との間には
さまれた量子化出力が０の変換係数（以下、無効係数と
記す。）の個数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で表わす。
【０００８】ＤＣ成分、ＡＣ成分のそれぞれの符号化列
は多重化器１０８で多重化され出力１０９より出力され
る。
【０００９】次に色差信号ＰＢ、ＰＲのディジタルデー
タが入力１０１より入力された場合、制御回路３０２の
制御により、量子化マトリクス発生回路１１１は色差信
号ＰＢ、ＰＲ用の量子化マトリクスを発生し、スイッチ
１１４はｂを選択し、乗算器１１０に色差信号用の量子
化マトリクスを供給する。後の処理は既に述べた輝度信
号Ｙの処理と同様の手続きをとり、ハフマン符号化され
る。
【００１０】伝送路等の制限から圧縮率を上げたい（高
圧縮にしたい）場合は入力３０３より制御情報を入力し
、制御回路３０２からスケーリングファクタ発生回路３
０１を制御してスケーリングファクタＳを大きくする。 また高画質が得たいような場合にはスケーリングファク
タＳを小さくする。
【００１１】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では輝度信号Ｙ、色差信号ＰＢ、ＰＲの符号化
に際し、同じ値のスケーリングファクタ値Ｓを用いるた
め、高圧縮を得るのにスケーリングファクタ値Ｓを大き
くした時、画像の色の部分（特に人間の視感度の高い赤
色系の部分）で画質の劣化が著しくなるという欠点があ
った。
【００１２】そこで、本発明は、かかる従来技術の欠点
を除去し、高画質の再生画像を得ることができる画像符
号化方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、本発明の画像符号化方法は画像情報を周波数
領域に変換して得た変換データを量子化し、該量子化さ
れた変換データを可変長符号化する画像符号化方法であ
って、前記量子化のための量子化ステップを決定する量
子化マトリクスに乗じる係数を設定する際に、色信号の
量子化マトリクスに乗じる係数を輝度信号の量子化マト
リクスに乗じる係数に応じて制御することを特徴とする
。
【００１４】また、本発明の画像符号化装置は、画像情
報を周波数領域に変換して得た変換データを量子化し、
該量子化された変換データを可変長符号化する画像符号
化方法であって、前記量子化のための量子化ステップを
決定する量子化マトリクスに乗じる係数を設定する設定
手段と、前記設定手段により設定される係数を輝度信号
の量子化マトリクスに乗じる係数に応じて制御する制御
手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
【実施例】以下の本発明の実施例では、輝度信号Ｙのス
ケーリングファクタ値Ｓ０により、色差信号の量子化マ
トリクス要素に乗じる係数を制御することにより、圧縮
率を上げるためにスケーリングファクタ値を大きくした
時でも、画像の劣化を少なくできるようにしたものであ
る。
【００１６】図１は本発明の第１の実施例を示すブロッ
ク図である。１０１はディジタル画像データの入力端子
、１０２はＮ×Ｎ画素単位でのＤＣＴ回路、１０３は変
換係数を線形量子化する線形量子化器、１０４はＤＣ成
分に関する１次元予測器、１０５はハフマン符号化器、
１０６はＡＣ成分をジグザグ走査するジグザグ走査回路
、１０７はハフマン符号化器、１０８はＤＣ成分とＡＣ
成分の符号を多重化する多重化器、１０９は出力端子で
ある。１１０は輝度、または色差用の量子化マトリクス
要素にスケーリングファクタを乗算する乗算器、１１１
は輝度、色差用の量子化マトリクスを発生する量子化マ
トリクス発生回路、１１２は量子化マトリクス発生回路
とスケーリングファクタ発生回路を制御する制御回路、
１１３は輝度信号Ｙ、色差信号ＰＢ、ＰＲ用のスケーリ
ングファクタあるいは乗ずるための係数を発生するスケ
ーリングファクタ発生回路、１１４、１１５は選択スイ
ッチ、１１６は制御回路への制御情報の入力端子である
。
【００１７】図３と同じ働きをするものには同一の番号
を付す。以下異なる箇所のみ説明する。
【００１８】スケーリングファクタ発生回路１１３は制
御回路１１２の制御により、輝度信号Ｙの量子化マトリ
クスに乗じるスケーリングファクタ値Ｓ０を発生し、ス
イッチ１１５はａを選択する。輝度信号Ｙの符号化が終
って色差信号ＰＢの変換係数を線形量子化器１０３で線
形量子化するときにはスケーリングファクタ発生回路１
１３は制御回路１１２の制御を受けてＰＢ用のスケーリ
ングファクタＳＢを発生し、スイッチ１１５はｂを選択
する。このとき、例えば、 ＳＢ＝ｆＢ（Ｓ０） で表わされるＳ０の関数として発生させる。
【００１９】色差信号ＰＲの変換係数を線形量子化器１
０３で量子化するときにはスケーリングファクタ発生回
路１１３は制御回路１１２の制御を受けてＰＲ用のスケ
ーリングファクタＳＲを発生し、スイッチ１１５はｃを
選択する。このとき、例えば、 ＳＲ＝ｆＲ（Ｓ０） で表わされるＳ０の関数として発生させる。
【００２０】ＳＢ、ＳＲの関数としては本実施例では例
えば以下のようなものを用いる。
【００２１】
【外１】
【００２２】上記関数、定数は必要とする圧縮率と入力
画像の性質から最も画質劣化が小さくなるように最適な
ものを選ぶ。その選択の方法としては、例えば、符号化
を複数回繰り返したり、並列に符号化を行うなどが考え
られる。
【００２３】また、色差信号ＰＢ、ＰＲに関する量子化
ステップの制御の仕方として、スケーリングファクタを
発生させるのではなく、色差信号の量子化マトリクス要
素に乗じる係数そのもので制御してもよい。この場合に
はスケーリングファクタ発生回路１１３は色差信号ＰＢ
、ＰＲについてスケーリングファクタを発生するのでは
なく、乗じる係数ＭＢ、ＭＲを発生する。但し、ＭＢ、
ＭＲはＭＢ＝ｇＢ（Ｓ０）、ＭＲ＝ｇＲ（Ｓ０）で表わ
されるＳ０の関数である。
【００２４】ＭＢ、ＭＲの関数の形態としては以下の様
な例がある。
【００２５】
【外２】 上記関数、定数は必要とする圧縮率と入力画像の性質か
ら最も画質劣化の少ない最適なものを選ぶ。
【００２６】圧縮率の切り換えは１１６より制御情報を
制御回路１１２に入力してスケーリングファクタ値Ｓ０
を切り換えることにより行なう。また色差信号ＰＢ、Ｐ
Ｒ用の量子化ステップの決定方法のモードの切り換えも
１１６よりモード情報を制御回路１１２に入力すること
により行なえる。
【００２７】上述したように輝度信号Ｙと、色差信号Ｐ
Ｂ、ＰＲのスケーリングファクタ値を輝度信号Ｙのスケ
ーリングファクタ値Ｓ０によって色差信号ＰＢ、ＰＲの
スケーリングファクタ値を制御することにより（圧縮率
をあげたときには視感度の高いＰＲに小さ目のスケーリ
ングファクタ値を設定し、ＰＢに大き目のスケーリング
ファクタ値を設定するという具合に）、圧縮率をあげた
ときにでも画質の劣化の少ない画像を得ることができる
。またｆＢ、ｆＲ、ｇＢ、ｇＲ等の関数によって色信号
の量子化マトリクスに乗じる係数を制御することで全く
別々に係数を設定するより効率的に符号化が行なえる。
【００２８】また、上述した以外の画像データの入力形
態（例えばＧＢＲ入力）のときでも人間の視感度に合わ
せて上述したのと同様に量子化マトリクスに乗じる係数
に重みづけを行なう（例えばＧＢＲ入力のときには輝度
信号に近いＧ、その次にＲ、次にＢの順に重みづけを行
なう）ことにより上述したのと同様の効果が得られる。
【００２９】（他の実施例）図２に本発明の第２の実施
例を示す。従来例と同様の働きをするものには同じ番号
が符してあるので説明は省略する。さらに破線で囲んだ
ａ、ｂ、ｃは３つとも同様の働きをする。但し、ａの入
力は輝度信号Ｙのみであり、ｂの入力は色差信号ＰＢの
み、ｃの入力は色差信号ＰＲのみというように輝度と色
差信号を別々にパラレルに処理し、符号化する。したが
って制御回路２２２はパラレル処理に適した制御信号を
量子化マトリクス発生回路２２１に供給し、輝度信号と
色差信号用の量子化マトリクスをほぼ同じタイミングで
発生する。同様にスケーリングファクタ発生回路２２０
も制御回路２２２の制御により、ほぼ同じタイミングで
輝度信号Ｙ、色差信号ＰＢ、ＰＲ用のスケーリングファ
クタＳＹ、ＳＢ、ＳＲをほぼ同じタイミングで発生する
。但し、ＳＹ、ＳＢ、ＳＲは ＳＹ＝Ｓ０、ＳＢ＝ｆＢ（Ｓ０）、ＳＲ＝ｆＲ（Ｓ０）
となるＳ０の関数である。
【００３０】またはスケーリングファクタ発生回路２２
０は色差信号用の量子化マトリクスに直接乗じる係数を
発生させてもよく、その場合には色差信号ＰＢ、ＰＲ用
の係数をＭＢ、ＭＲとすると ＭＢ＝ｇＢ（Ｓ０）、ＭＲ＝ｇＲ（Ｓ０）となる。
【００３１】上述したような構成をとることにより、圧
縮率を上げたときにも画質劣化の少ない画像が得られる
ばかりでなく、パラレル処理をするのでより高速の符号
化に対応でき、動画像等のリアルタイムでの符号化を可
能にする。
【００３２】以上説明したように輝度信号Ｙと色差信号
ＰＢ、ＰＲのスケーリングファクタ値あるいは量子化マ
トリクスに乗じる係数そのものを別々に設定し、輝度信
号Ｙのスケーリングファクタ値Ｓ０によって、色差信号
ＰＢ、ＰＲのスケーリングファクタ値または量子化マト
リクスに乗じる係数そのものを制御することにより、圧
縮率に応じた画像の劣化の少ない画像が得られる（例え
ば圧縮率を上げたときには視感度の高い色差信号ＰＲに
は輝度信号Ｙのスケーリングファクタ値より小さ目のス
ケーリングファクタ値を設定し、色差信号ＰＢには大き
目のスケーリングファクタ値を設定するという具合にし
て、圧縮率が上がったときでも色の画質劣化の少ない画
像を得ることができる）。また関数によって色信号の量
子化マトリクスに乗じる係数を制御することにより、全
く別々に設定するより効率的に符号化が行なえる。
【００３３】
【発明の効果】以上の様に本発明によれば、高画質の再
生画像を得ることができる画像符号化方法及び装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図。
【図２】本発明の第２の実施例を示すブロック図。
【図３】従来例を示すブロック図。
【図４】ジグザグ走査を表わす図。
【図５】量子化マトリクス要素の１例を示す図。
【符号の説明】
１０２　　Ｎ×ＮＤＣＴ回路 １０３　　線形量子化器 １０４　　１次元予測器 １０５　　ハフマン符号化器 １０６　　ジグザグ走査回路 １０７　　ハフマン符号化器 １０８　　多重化器 １１０　　乗算器 １１１　　量子化マトリクス発生回路 １１２　　制御回路 １１３　　スケーリングファクタ発生回路１１４　　選
択スイッチ １１５　　選択スイッチ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　画像情報を周波数領域に変換して得た
    変換データを量子化し、該量子化された変換データを可
    変長符号化する画像符号化方法であって、前記量子化の
    ための量子化ステップを決定する量子化マトリクスに乗
    じる係数を設定する際に、色信号の量子化マトリクスに
    乗じる係数を輝度信号の量子化マトリクスに乗じる係数
    に応じて制御することを特徴とする画像符号化方法。
  2. 【請求項２】　　画像情報を周波数領域に変換して得た
    変換データを量子化し、該量子化された可変長符号化す
    る画像符号化方法であって、前記量子化のための量子化
    ステップを決定する量子化マトリクスに乗じる係数を設
    定する設定手段と、前記設定手段により設定される係数
    を輝度信号の量子化マトリクスに乗じる係数に応じて制
    御する制御手段とを有することを特徴とする画像符号化
    装置。
JP3092288A 1991-04-23 1991-04-23 画像符号化装置 Pending JPH04323960A (ja)

Priority Applications (10)

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