JPH0491587A - 直交変換符号化装置 - Google Patents

直交変換符号化装置

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JPH0491587A
JPH0491587A JP2208605A JP20860590A JPH0491587A JP H0491587 A JPH0491587 A JP H0491587A JP 2208605 A JP2208605 A JP 2208605A JP 20860590 A JP20860590 A JP 20860590A JP H0491587 A JPH0491587 A JP H0491587A
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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 本発明は画像の高能率符号化に用いる直交変換符号化装
置に関するものである。
従来の技術 画像信号のディジタル化にともなって高能率符号化技術
が重要になってきている。高能率符号化の有効な手段と
して直交変換符号化がある。直交変換とは入力される時
系列信号を直交する成分（例えば周波数成分）に変換す
るもので、フーリエ変換、離散コサイン変換（以下ＤＣ
Ｔと略す）、アダマール変換等が有名である。特にＤＣ
Ｔは画像情報に適した直交変換としで注目されている。
ここでＤＣＴを用いた高能率符号化方法について説明す
る。第２９図は従来のＤＣＴを用いた高能率符号化装置
の１例である。第２９図の１はこの装置の入力部、２は
ブロック化部、３はＤＣＴ部、４は適応量子化器、５は
可変長符号化器、６はデータバッファ、７は出力部であ
る。
第２９図の符号化器では、入力部１から入力されるディ
ジタル画像信号をブロック化部２でＤＣＴ単位のブロッ
クに分割する。画像の高能率符号化では水平８画素・垂
直８画素の合計６４画素の２次元ＤＣＴがよく用いられ
る。ブロック化された画像信号はＤＣＴ部３で２次元Ｄ
ＣＴされてＤＣＴ成分に変換される。変換されたＤＣＴ
成分は適応量子化器４で量子化され、可変長符号化器５
で可変長符号化され、バッファ６で一定レートに変換さ
れて出力される。
可変長符号化とは、生起確率の大きい符号語に小さな符
号長を割り当て、生起確率が小さい符号語に大きな符号
長を割り当てる符号化方式である。
表１は３ビツトのデータ’ＯＪ、’ＩＪ、、、、。
「７」に対する可変長符号化の対応表である。この例で
は、ｒｏ」、ｒｌＪに対して２ビツト、ｒ２」、ｒ３．
に対し３ビツト、ｒ４．、ｒ５．。
ｒ５Ｊ、ｒ７．に対して４ビツトの符号長を割り当てて
いる。通常ＤＣＴ成分は０を中心とした指以下余白 表１ 数分布と成るため、ｒ□」、ｒｌ、の生起確率がｒ４．
、ｒ５．、ｒ５」、ｒ７．に比べてかなり大きく、符号
化された後の平均ビ・７ト数が３ビツトより小さくなる
。ただし可変長符号化を用いると、画質によって符号化
後のデータレートが変化する。このため第２９図の従来
例では、バッファがオーバーフローやアンダーフローを
起こさないようにするために、バンファ内のデータ量が
増加してきた場合には、適応量子化器４において量子化
時の量子化幅を大きくし、データ量が減少してきた場合
には量子化幅を小さくすることによって制御している。
発明が解決しようとする課題 さて上記のような従来のＤＣＴを用いた高能率符号化の
課題を以下に述べる。
（１）可変長符号化を用いているため、伝送路によって
１ビツトでも誤りが発生すると符号同期が外れてそれ以
後のデータを復号できなくなる。このような誤り伝搬に
よって大きな画質劣化が引き起こされる。特にＶＴＲ等
の伝送路誤りの発生確率が高い装置には適用が困難であ
る。
（２）従来はデータレートを一定にするためにバッファ
を用いたフィードバック制御を行っている。
しかしながら実際の画像ではその情報に偏りがあり、フ
ィードバック制御では最適な符号化が困難である。特に
画像の前半の情報量が小さく後半の情報量の大きい場合
では、前半部分に不必要なデータが割り当てられるため
、後半部分においてデータ量が不足し、大きな画質劣化
を招くことになる。
本発明はこのような従来技術の課題を解決することを目
的とする。
課題を解決するための手段 本発明は入力信号の標本値を集めて大ブロック化する大
ブロック化手段と、前記大ブロックを複数の小ブロック
に分割する小ブロック化手段と、前記小ブロック化され
た小ブロック毎に直交変換する直交変換手段と、前記直
交成分に対する複数種類の量子化手段と、それぞれの量
子化手段で量子化した場合の符号化後のデータ量を計算
するデータ量見積り手段と、前記データ量見積り手段で
得られた各量子化手段に対する符号化後のデータ量を用
いて小ブロック毎に最適な量子化手段を選択する量子化
手段選択手段と、前記量子化器選択手段で選択された量
子化手段を用いて前記大ブロック内の直交成分を量子化
する量子化手段と、前記量子化手段で得られる量子化値
を可変長符号化する符号化手段と、前記可変長符号化さ
れた符号語とどの量子化器を用いたかを表す信号とを伝
送する伝送手段とを備えたことを特徴とする直交変換符
号化装置である。
作用 本発明は上記の構成により符号化後のデータ量を先読し
、常に最適な量子化器を用いて量子化することが可能に
なる。また従来のフィードバック制御と違い、データ量
の制御が正確に行えるため、小さな範囲で一定長になる
ような可変長符号化が可能になる。これによってデジタ
ルＶＴＲ等伝送路誤りが頻繁に発生するような機器にも
可変長符号化を用いることが可能になる。
実施例 最初に本発明を用いた装置の概要を第１図のブロック図
を用いて説明する。第１図は本発明をディジタルＶＴＲ
に用いた例で、第１図の８はこの装置の入力部分、９は
Ａ／Ｄ変換器、１０は本発明の直交変換符号化装置、１
１は磁気ヘッド、１２は磁気テープである。入力部８か
ら入力されるＴＶ信号はＡ／Ｄ変換器９でディジタル画
像信号の標本値にＡ／Ｄ変換される。このディジタル画
像信号の標本値は直交変換符号化装置１０によってデー
タ量を圧縮され、磁気ヘッド１１を介して磁気テープ１
２へ記録される。このように本発明をディジタルＶＴＲ
等が画像記録または伝送装置に適用することによって、
データレートが低くなり長時間記録が可能になる。
次に本発明の内容を実施例に基づき説明する。
まず本発明の全体のブロック図を第２図を用いて説明す
る。同図の１３は本発明の入力部、１４は大ブロック化
部、１５は小ブロック化部、１６は直交変換部、１７は
データバッファ、１８はデータ量見積り部、１９は量子
化器選択部、２０は量子化器、２１は可変長符号化器、
２２は伝送部分、２３は出力部である。
入力部１３から入力された画像信号は大ブロック化部１
４で複数の標本値からなる大ブロックに分割される。各
大ブロックは更に小ブロック化部分１５で画面上で長方
形になる小ブロックに分割される。
小ブロック化された標本値は直交変換器１６で直交変換
される。直交変換された直交成分は、バッファ１７およ
びデータ量見積り部１８に大ブロック単位で入力される
。データ量見積り部１８では、そこで予め準備されてい
る複数個の量子化器に対する小ブロック単位での符号化
後のデータ量が計算され、その結果に基づいて量子化器
選択部１９で小ブロック毎に量子化器が選択される。同
時にバッファ１７に入力された直交成分は量子化器が決
定されるまで遅延させられる。バッファ１７から出力さ
れる直交成分は量子化器２０で量子化器選択部１９によ
って選択される量子化器を用いて量子化化し、可変長符
号化器２１で可変長符号化される。可変長符号化された
値は伝送部２２を介して出力部２３へ出力される。
以上のようにして本発明では、量子化の前にデータ量を
見積ることによって、常に最適な量子化器を選択するこ
とが可能になる。また従来のフィトバック制御と違い、
データ量の制御が正確に行えるため、小さな範囲で一定
長になるよう可変長符号化が可能になる。これによって
デジタルＶＴＲ等伝送路誤りが頻繁に発生するような機
器にも可変長符号化を用いることが可能になる。
以下に第２図で説明した本発明の各部分をより詳細に説
明して行く。
まず大ブロック化部について説明する。
第３図は大ブロック化部の構成図である。第３図の２４
は入力部、２５はメモリ、２６はアドレスコントローラ
、２７は出力部である。入力部２４から入力される標本
値はメモリ２５に入力され、アドレスコントローラ２６
に従って出力部２７へ出力される。このように大ブロッ
ク化部では入力信号をメモリに蓄積し、大ブロック毎に
出力される。第４図は大ブロック化手段の実施例の説明
図である。第４図の斜線で示されるブロックは小ブロッ
クを示しており、この小ブロックの集合で１つの大ブロ
ックを構成する。この実施例では、大ブロックを画面上
のさまざまな位置の小ブロックをシャフリングするよう
に集めて構成する。これによって画面上の情報量が分散
されるため、各大ブロックに含まれる情報量はだいたい
等しくなる。従って画面上で場所によって情報量に偏り
がある場合にも効率よく圧縮することができる。また圧
縮語のデータレートも平均化されるため、大ブロック単
位で一定のデータ量に制御することが容易にできる。ま
たこのブロンク化は第３図のアドレスコントローラ２６
において出力アドレスをコントロールすることによって
実現できる。
第５図は第２の大ブロック化手段の構成図である。第５
図の２８は輝度信号入力部、２９は第１色差信号入力部
、３０は第２色差信号入力部、３１はフレームメモリ、
３２はアドレスコントローラ、３３は出力部である。輝
度信号入力部２８、第１色差信号入力部２９および第２
色差信号入力部３０は入力される標本値はフレームメモ
リ３１に入力され、アドレスコントローラ３２Ｋ従って
出力部３３へ出力される。
第５の大ブロック化手段では、全ての大ブロックが輝度
信号と第１および第２の色差信号をほぼ同一の割合で混
在した形で構成する。一般に輝度信号と色差信号の情報
量には偏りがある。そこでこのように各大ブロックが輝
度信号と色差信号を同じ割合で含むことによって第４の
大ブロック化手段と同様に情報量を平均化することが可
能になる。
また入力信号がＲ，（：、、Ｂ信号である場合にも、全
ての大ブロックがＲ，Ｇ、Ｂ信号をほぼ同一の割合で混
在した形で構成することによって、情報量を平均化する
ことが可能になる。
次に本発明の小ブロック化部について説明する。
小ブロック化部は大ブロック内の標本値を直交変換を行
う単位のブロックに分割する部分である。
またその回路は、大ブロック化と同様に第３図に示すよ
うにメモリとアドレスコントローラで構成される。ただ
し小ブロック化部は基本的に直交変換に対応する２次元
または時間軸を含んだ３次元ブロックを構成するもので
あるので大ブロック化部に対して小さいメモリで構成可
能である。また実際の回路では大ブロック化部と小ブロ
ック化部を合わせて１つのメモリ部と１つのアドレスコ
ントローラ部で構成して回路規模を小さくすることも可
能である。小ブロック化についても大ブロック化と同様
に様々な構成が可能である。
次に本発明の直交変換部について説明する。ここで以下
の説明を簡単にするために以下の実施例では画面上で水
平方向に８画素、垂直方向に８画素からなる６４画素で
構成される小ブロックをディスクリート・コサイン変換
（ＤＣＴ）によって直交変換する例を用いる。第６図は
直交変換器のブロック図で、この図の３４は小ブロック
化された標本値の入力部、３５は水平方向のＤＣＴ器、
３６は水平垂直並べ換え部、３７は垂直方向のＤＣＴ器
、３８は出力部である。第２図の小ブロック化部１５で
小ブロック化された標本値は第６図の入力部３４から入
力され、ＤＣＴ器３５で水平方向にＤＣＴされる。
水平方向にＤＣＴされた直交成分は、水平垂直並べ換え
部３６で垂直方向に並べ換えられる。並べ換えられた直
交成分はＤＣＴ器３７で垂直方向にＤＣＴされて出力部
３８へ出力される。このようにして水平、垂直にＤＣＴ
された小ブロック毎の直交成分は、第７図に示すように
水平方向、垂直方向共に低域を表す直交成分から順番に
第３図のバッファ１７およびデータ量見積り部１８に入
力される。
上記の実施例では２次元ＤＣＴを用いて説明しているが
、その他さまざまな直交変換が適応可能であり、時間軸
方向まで含めた３次元直交変換も利用できる。第８図は
３次元直交変換のｌ＃ｒＮ単な構成を示している。
第８図の３９は入力部、４０はフィールドバッファ、４
１は第１フイールドＤＣＴ部、４２は第２フイールドＤ
ＣＴ部、４３は加算器、４４は減算器、４５は出力部で
ある。入力部３９から入力された信号は第１フイールド
ＤＣＴ部４１で２次元ＤＣＴされると同時にフィールド
バッファ４０に人力される。フィールドバッファ４２で
１フイールド遅延させられた信号は、第２フイールドＤ
ＣＴ部４２で２次元ＤＣＴされる。第１フイールドＤＣ
Ｔ部４１および第２フイールドＤＣＴ部４２の出力は加
算器４３および減算器４４においてそれぞれの和と差が
求められて出力部４５へ出力される。第８図の例では、
空間的に同じ位置にあるフィールド間の２つの２次元直
交変換された直交成分に対して、フィールド間で和と差
を求めている。この場合には和の成分を小さな量子化幅
をもつ量子化器で量子化し、差の成分を大きな量子化幅
を持つ量子化器で量子化することによって、視覚上の歪
を抑えながらデータ量を圧縮することが可能になる。ま
た和と差を求めることは最も低次（２次）の直交変換で
あるが、さらに多数のフィールドの情報を用いてより高
次の直交変換を適用することも可能である。
また第８図の３次元ＤＣＴの入力を、大ブロック化時に
ノンインタレース変換してから入力することによって、
フィールドバッファ４０を不要にする方法もある。同時
に第８図のような（８Ｘ８Ｘ２）の３次元ＤＣＴとノン
インタレース変換された第７図に示すような（８Ｘ８）
の２次元ＤＣＴとをフィールド間の動きによって切り替
えることも可能である。
次に本発明の伝送部について説明する。
本発明の第１の伝送手段を第９図を用いて説明する。第
９図は２次元直交変換された直交成分を量子化した量子
化値の例である。本伝送手段では、水平、垂直の最も低
い周波数成分（第９図の水平０、垂直０の量子化値で、
以下原点と呼ぶ）を１つの頂点とし、全ての０でない量
子化値を含む最小の長方形に囲まれる部分（第９図の実
線で囲まれた部分）だけを伝送する。ただし原点は常に
伝送するものとする。従ってこのブロックの伝送領域（
第９図の長方形）は、水平方向、垂直方向それぞれ最も
高い０でない周波数成分を表す量子化値の位置で決定さ
れる。同時に伝送する量子化値の数はこの伝送領域の面
積で決定されるため、水平方向の最高周波数の位置と垂
直方向の最高周波数の位置の積によって簡単に計算でき
る。また本実施例では伝送領域の情報は、第９図のよう
に水平方向の座標３ビツトと垂直方向の座標３ビツトの
合計６ビツトで表現できる。従って各小ブロックの符号
化後のデータ量は伝送領域に含まれる可変長符号語と、
伝送領域の情報の和となる。次に第１の伝送手段の構成
を第１θ図を用いて説明する。
第１０図の４６は入力部、４７は水平方向高域検出ぶ、
４８は垂直方向高域検出部、４９はバッファ、５０は伝
送領域検出部、５１はゲート、５２は出力部である。
入力部４６から入力される量子化値は水平方向高域検出
部４７および垂直方向高域検出部４日において水平およ
び垂直方向の非Ｏの最も高い周波数成分を表す量子化値
の位置を検出する。この位置が第１Ｏ図の伝送領域の長
方形の頂点となる。伝送領域検出部５０では水平方向高
域検出部４７および垂直方向高域検出部４８の出力を用
いて、バッファ４９で遅延させられた量子化値の内、伝
送領域にある量子化値だけをゲート５１を介して出力部
５２へ出力させる。
同時に伝送領域検出部５０から伝送領域を表す情報を出
力する。
第１１図は本発明の第２の伝送手段の伝送順番を示して
いる。本実施例では直交変換された成分を小ブロック内
の水平、垂直共に１番低い周波数成分を表す量子化値か
ら順に第１１図の番号の順番にしたがって符号化して伝
送し、非０の最も高い周波数を表す量子化値から後の符
号語は、終了信号を表す符号語で置き換える。これによ
って０の生起確率が高い高域部分を後半に集中すること
ができるため連続するＯの長さをより長くすることがで
きる。また上記の終了信号の代わりに最後の符号語を表
す情報を伝送する方法もある。更に実際の伝送順番はこ
れ以外にも様々な方式が適用可能である。
第１２図は第２の伝送手段の実施例を示している。
第１２図の５３は入力部、５４は並べ換え部、５５はバ
ッファ、５７は最終部検出部、５７は終了信号挿入部、
５６は出力部である。入力５３から入力される量子化値
は並べ換え部５４で第１１図に示した順番に並べ換えら
れてバッファ５５へ入力される。最終部検出部５６では
並べ換えられた量子化値の内、最後の非０の量子化値の
位置を検出する。バッファ５５から出力される量子化値
は、終了信号挿入部５７で最後に連続する０の量子化値
を最終部検出部５６の情報に従って、終了信号に置き換
えられて出力部５８へ出力される。
次に本発明の可変長符号化部について説明する。
第１３図は可変長符号化の実施例を表している。第１３
図の５９は入力部、６０はＲＯＭ　（ＲＥＡＤ　０ＮＬ
Ｙ　ＭＥＭＯＲＹ）　、６１は出力部を示している。入
力部５９から入力される量子化値はＲＯＭ６０によって
可変長符号に変換されて出力部６１へ出力される。以下
にこの回路を用いた可変長符号の例について説明する。
第１の可変長符号化手段では、量子化値が０の時に符号
長が１ビツトとなる可変長符号を用いる。
つまりある量子化値Ｒｉに対して符号長ＮｉはＲｉ＝Ｏ
のとき　Ｎ１＝１ となる。このような第１の可変長符号化手段を用いた場
合のデータ量の計算を行なうデータ量見積り手段の実施
例を第１４図に示す。
第１４図の６２は入力部、６３は（符号長−１）計算部
、６４は伝送領域計算部、６５は加算器、６６はデータ
量合計部、６７は加算器、６８は出力部である。人力部
６２から入力される直交成分に対して、（符号長−１）
の値が（符号長−１）計算部６３で計算される。（符号
長−１）計算部６３の出力は、加算器６５でデータ量合
計部６６から出力されるその信号以前の（符号長−１）
のデータ量の合計に加算されて再びデータ量合計部６６
に入力される。同時に伝送領域計算部６４では、実際に
伝送すべき信号の符号語の符号語数を計算し、その値を
データ量合計部６６から出力される（符号長−１）の合
計と加算器６７で加算して、出力部６８へ出力する。上
記第１の可変長符号化手段ではＯの量子化値に対する符
号長を１としているため、（符号長−１）の値は０とな
る。従って全ての入力信号に対する（符号長−１）の合
計と伝送される符号語数の和は、伝送される信号だけの
符号長の和と等しくなる。このためデータ量の計算と伝
送領域の計算が同時に行えるため、伝送領域を予め検出
する必要が無い。
これによりデータ量見積りの時間を半減することが可能
になる。
次に第２の可変長符号化を表２を用いて説明する。まず
入力される量子化値を２進数で（Ｓ、Ｘｔ、Ｘ、、Ｘ、
、Ｘ、、Ｘ、、ｘｚ、ＸＩ、Ｘ、）と表わす。ただしＳ
は正負を表わす符号ビット、Ｘｔ、、、、、ＸＩは量子
化値の絶対値を表わす２進数で、Ｘｌが最上位桁でＸ（
１が最下位桁である。このような９ビツトの量子化値に
対して、表２Ｋ示す規則に従って可変長符号化する０本
実施例では、このように特別な演算無しに簡単に可変長
符号化が可能である。このため第１３図で用いているＲ
ＯＭを用いない構成も可能になる。
表２　可変長符号化 第２の可変長符号化では符号長Ｎｉは量子化値の絶対値
の桁数Ｋｉに対して、 Ｎ１＝２ＸＫｉ＋１ で表される。このため量子化値に対する符号長の計算が
以下に示すように非常に簡単にできる。
第１５図は上記第２の可変長符号化に対する第２のデー
タ量見積り手段の実施例である。第１５図の６９は入力
部、７０は桁数計算部、７１は伝送領域計算部、７２は
加算器、７３は桁数合計部、７４は２倍器、７５は加算
器、７６は出力部である。入力部６９から入力される直
交成分に対して、その量子化値に対する絶対値の桁数の
値が桁数計算部７０で計算される。
桁数計算部７１の出力は、加算器７２で桁数合計部７３
から出力されるその信号以前の桁数の合計に加算されて
再び桁数合計部７３に入力される。同時に伝送領域計算
部７１では、実際に伝送すべき信号の符号語の符号語数
を計算し、その値を桁数合計部７３から出力される桁数
の合計を２倍器７４で２倍した値と加算器７５で加算し
、出力部７６へ出力する。上記第２の可変長符号化手段
では符号長が量子化値の桁数の２倍＋１で表されるため
、第１５図の構成によって簡単にデータ量を見積ること
が可能になる。
次に第３の可変長符号化手段について説明する。
直交変換された成分はそのほとんどが０の量子化値にな
る。このため０の量子化値が連続して発生する確率が高
い。そこでＯの量子化値の連続する長さをランレングス
符号化することによってデータ量を圧縮することが可能
になる（ランレングスとは０の連続する長さを表す）。
さらに連続する０の量子化値の長さと、それに続く最初
の非０の量子化値をまとめて１つの符号語に符号化する
ことによってより効率よく圧縮することが可能になる。
これを２次元符号化と呼ぶ。第３の可変長符号化に対す
る実施例を第１６図を用いて説明する。
第１６図の７７は入力部、７８は０検出部、７９は０ラ
ンレングス検出部、８０は２次元符号化部、８１は出力
部である。入力部７７から入力された量子化値は０検出
部７８において、０であるかどうかが検出される。量子
化値が０である場合には０ランレンス検出部７９におい
てこれまでの０ランレングス値を１増加させる。０検出
部７８において０でない量子化値が検出された場合には
、２次元符号化部８ｏでその量子化値と０ランレングス
検出部７９から得られる０のランレングス値とを併せて
２次元符号化して出力部８１へ出力すると同時に、０ラ
ンレングス検出部７９のＯのランレングス値を０にリセ
ットする。このようにして０の生起確率が高い場合に効
率よく圧縮できる。
次に第４の可変長符号化手段について説明する。
一般に画像情報は低周波成分のエネルギーが大きく、高
周波数になるに従ってエネルギーが小さくなる。このた
め直交変換された直交成分においても低域成分（第７図
の左上の成分）は比較的大きな値となる。このため低域
を表わす直交成分に対しては可変長符号化によるデータ
量削減効果が小さくなる。そこで第４の可変長符号化手
段では低域を表わす直交成分に対しては固定長符号化を
適用し、中高域を表わす直交成分に対しては可変長符号
化を適用するものである。本発明の実施例を第１７図を
用いて説明する。第１７図の８２は入力部、８３はスイ
ッチ、８４は固定長符号化器、８５は可変長符号化器、
８６は低域部検出器、８７は出力部である。
入力部８２から入力される直交成分の量子化値は低域部
検出器８６によって低域であるか中高域であるかを判断
される。低域部検出器８６は実際にはカウンタによって
実現できる。低域部検出器８６によって低域部分と判断
された場合には、スイッチ８３によって直交成分の量子
化値を固定長符号化器８４に入力し、固定長符号化して
出力部８７へ出力する。
逆に低域部検出器８６によって中高域部分と判断された
場合には、スイッチ８３によって直交成分の量子化値を
可変長符号化器８５に入力し、可変長符号化して出力部
８７へ出力する。この様な構成によって低域部分だけを
固定長符号化することが可能になる。
次に第５の可変長符号化手段について説明する。
第４の符号化手段で説明したように直交変換された成分
は低域部分と高域部分で異なる分布を持つ。
このため低域部分に対しては小さな量子化値に対する符
号長を比較的長く、大きな量子化値に対する符号長を比
較的短く設定し、高域部分に対しては小さな量子化値に
対する符号長を比較的短く、大きな量子化値に対する符
号長を比較的長く設定することによってより効率よくデ
ータ量を削減することが可能になる。本発明の本実施例
を第１８図を用いて説明する。第１８図の８８は入力部
、８９はスイッチ、９０は第１可変長符号化器、９１は
第２可変長符号化器、９２は低域部検出器、９３は出力
部である。入力部８８から入力される直交成分の量子化
値は低域部検出器９２Ｋよって低域であるか高域である
かを判断される。低域部検出器９２は実際にはカウンタ
によって実現できる。低域部検出器９２Ｋよって低域部
分と判断された場合には、スイッチ８９によって直交成
分の量子化値を第１可変長符号化器９０で可変長符号化
して出力部９３へ出力する。逆に低域部検出器９２Ｋよ
って高域部分と判断された場合には、スイッチ８９によ
って直交成分の量子化値を第２可変長符号化器９１で可
変長符号化して出力部９３へ出力する。この様な構成に
よって低域部分と高域部分各々に適した可変長符号を適
用する４とが可能になる。また本実施例では低域と高域
の２つの部分に分割しているがもっと多くの帯域に分割
し、各帯域毎に最適な可変長符号を適用することも可能
である。
次に本発明の量子化器について説明する。
第１９図は第１の量子化手段の実施例である。第１９の
９４は入力部、９５はスイッチ、９６はＪ２倍器、９７
はビットシフト器、９８は制御部、９９は丸め器、１（
１０は出力部である。入力部９４から入力される信号は
、制御部９８に従って、スイッチ９５によってＪ２倍器
９６によってＪ２倍されてビットシフト器９７に入力さ
れるか、またはそのままビットシフト器９７に入力され
るかが選択される。ビットシフト器９７では、制御部９
８に従って特定のビット数シフトされ、丸め器９９で丸
められて出力部１（１０へ出力される。第１９図の実施
例では制御部９８によってＪ２とビットシフトの組合せ
による様々な定数の乗算（または除算）が簡単に実現す
ることができる。このため複数の量子化幅（乗数）をも
つ量子化手段が容易に実現できる。また第１９図におい
てスイッチ９５およびＪ２倍器９６を使わない構成も可
能である。この場合には量子化器をビットシフトだけで
構成できるため更に簡単に実現できるようになる。
次に第２の量子化手段の実施例について説明する。第２
０図は第７図で説明した（８Ｘ８）ＤＣＴブロックの直
交成分をＤＣ成分（斜線の部分）を除いて４つの帯域に
分割したものである。第２０図内の番号は各帯域の番号
を示している。一般に人間の視覚は低域成分の歪に敏感
で、高域成分の歪には鈍感である。このため高域成分は
ど量子化幅の大きな量子化を行なうことによって、視覚
上劣化を小さくしながら圧縮率を改善することが可能に
なる。そこで第２の量子化手段では、第２０図に示す帯
域毎に量子化幅を制御するものである０表３は帯域と量
子化の関係を表わしている。表３の量子化では１６種類
の量子化手段があり（表３の縦方向）、それぞれの量子
化手段は第２０図に示す４つの帯域（表３の横方向）に
対する量子化の組合せで構成されている。表３の中の分
数は量子化手段（行）と帯域（列）に対する量子化で実
行される乗算の乗数（量子化幅の逆数）を示している。
例えば第５番目の量子化手段では第２番目の帯域の直交
成分に対して、１／４の乗算を行なう（量子化幅４で量
子化する）ことになる。表３かられかるように本実施例
に実際に用いている乗数（量子化幅）ば１　／１６から
１までの５種類である。従って５種類の量子化幅と４種
類の帯域を組み合わせて１６種類の量子化手段を実現し
ている０本実施例を用いることによってビットシフト等
の簡単な量子化を用いながらも、多数の量子化手段を実
現できるため、より細かいデータ量制御ができるように
なる。また表３のように高域はど量子化幅を大きくする
ことによって、視覚上の劣化も小さくすることが可能に
なる。
また表３の量子化手段に対するデータ量見積に関しては
、上記４つの帯域毎に独立に上記５つの量子化幅に対す
るデータ量を計算してから、それらの計算結果を組み合
わせて上記１６種類の量子化手段に対するデータ量を計
算することができるため、データ量見積手段の回路規模
を削減することが可能になる。
以下余白 表３　量子化器 第２１図は第３の量子化手段の実施例である。第２１図
の１０１は入力部、１０２は量子化部、１０３は非０検
出部、１０４は逆量子化部、１０５は減算器、１（１６
は加算器、１０７は量子化誤差合計部、１（１５）は出
力部である。入力部１０１から入力される信号は量子化
部１０２で量子化されて出力部１０８へ出力される。
同時に量子化器１０２の出力は非０検出部１０３でその
値がＯであるかどうか判別され、０でない場合は逆量子
化部１０４で逆量子化する。逆量子化部１０４の出力は
減算器１０５で入力信号を減算されて量子化誤差が計算
される。この量子化誤差は加算器１（１６で量子化誤差
合計部１０７から出力されるその量子化値以前の量子化
誤差の合計に加算されて再び量子化誤差合計部１０７に
入力される。このようにしてｌ小ブロック分の量子化誤
差の合計が計算されると出力部１０８へ出力される。こ
の量子化では、量子化時に、０以外の値に量子化された
量子化値の量子化誤差の小ブロック毎の平均値を計算し
、量子化値といっしょに伝送する。直交変換の量子化誤
差は小ブロック単位で偏りがあることが多い。このため
量子化歪を改善することが可能になる。またこの時に伝
送される量子化誤差を小フロック毎に計算し、そのデー
タを用いて復号時に補正することによって量子化誤差信
号は、ｌ小ブロックに対して数ビットで表せるため、デ
ータ量の増加は極めて小さい。
第４の量子化手段では、フレームまたはフィールド方向
に同一位置にある信号をフレームまたはフィールド毎に
異なる量子化特性の量子化器で量子化する。第４の量子
化手段の実施例を第２２図を用いて説明する。第２２図
の１（１５）は入力部、１１０は加算器、１１１はオフ
セット生成部、１１２はフレーム番号入力部、１１３は
量子化器、１１４は量子化制御部、１１５は出力部であ
る。入力部１（１５）から入力される直交成分はオフセ
ット生成部１１１出力されるオフセット値と加算器１１
０で加算されて量子化器１１３で量子化制御部１１４か
ら得られる情報に従って量子化されて出力部１１５へ出
力される。またオフセット生成部１１１では、フレーム
番号入力部１１２から入力される現時刻のフレーム番号
と量子化制御部１１４から入力される情報に従ってオフ
セット値を生成する。例えば量子化制御部１１４によっ
て、量子化幅の大きい量子化がなされる場合にはオフセ
ット値を大きくし、しかもフレーム番号が奇数の場合と
偶数の場合で異なるオフセット値を出力する。第４の量
子化器を用いることによって、フレーム毎に量子化誤差
に変化を持たせることが可能になる。従って静止画部分
ではフレーム間で量子化誤差をキャンセルすることが可
能になる。またフレーム間で量子化誤差が異なることに
よって、歪が時間的に分散されるため、ブロック歪を減
少することが可能になる。さらにこの例ではオフセット
値で丸めを制御することによって量子化特性を変化させ
ているが、量子化器の量子化特性自体をフレーム間で変
化させることによっても実現可能である。
次に本発明の量子化手段選択部について説明する。
第１の量子化手段選択手段は、量子化手段の候補がｎ個
存在する場合に、まずｎ個の量子化手段の内、符号化後
のデータ量が約ｎ　／　２番目になる量子化手段のデー
タ量見積りを行う、その値が伝送できるデータ量より大
きい場合には、量子化手段の候補を前記データ量見積り
を行なった量子化手段より小さいデータ量になる量子化
手段だけにする。逆に伝送できるデータ量より小さい場
合には、量子化手段の候補を前記量子化手段より大きい
データ量になる量子化手段だけにする。このようにして
１回のデータ量見積り毎に量子化候補を約１／２Ｋ減ら
しながらデータ量見積りを繰り返し、最適な量子化手段
を選択する。この方法によれば量子化手段の候補がｎで
ある場合には約ｌＯｇＺ　ｎ回のデータ量見積りで最適
な量子化手段が選択できる。この方式の実施例のフロー
チャートを第２３図に示す。第２３図の１１６は始め部
、１１７は第２量子化見積り部、１１８は第３量子化見
積り部、１１９および１２０はオーバーフロー検出部、
１２１は第１量子化出力部、１２２は第２量子化出力部
、１２３は第３量子化出力部である。この実施例は３つ
の量子化手段を持ち、同じ入力信号に対して第３量子化
、第２量子化、第１量子化の順番に大きな量子化値を生
成するものとする。まず入力信号に対して第２量子化見
積り部１１７で第２量子化を用いた場合のデータ量が見
積られる。次にオーバーフロー検出部１１９で第２量子
化に対するデータ量が伝送できるデータ量を超えている
かどうかが検出される。ここでデータ量を超えている場
合には第１量子化が選択されて終了する。逆に超えてい
ない場合には第３量子化見積り部１１８で第３量子化を
用いた場合のデータ量が見積られる。次にオーバーフロ
ー検出部１２０で第３量子化に対するデータ量が伝送で
きるデータ量を超えているかどうかが検出される。ここ
でデータ量を超えている場合には第２量子化が選択され
て終了する。逆に超えていない場合には第３量子化が選
択されて終了する。このように第２の量子化手段選択手
段ではデータ量見積りに必要な計算量を大幅に減少させ
ることが可能になる。またこの実施例では伝送できるデ
ータ量を超えない最大のデータ量を生成する量子化手段
を選択しているが、伝送できるデータ量を下回らない最
小のデータ量を生成する量子化手段を選択することも可
能である。
第２の量子化手段選択手段は、大ブロックに含まれる小
ブロックを前からｊ番目までの前半部分とそれ以後の後
半部分の２つに分割し、それら２つの部分に対して符号
化後のデータ量が１番近い２つの量子化手段を選択し、
伝送時には前半または後半部分に用いた量子化手段の番
号ｉと上記ｊの値の情報とを符号化して伝送する。第２
の量子化手段では、上記のように１つの大ブロック内で
は２種類の量子化手段だけを用いる。この限定により大
ブロック内の量子化手段の組合せが大幅に減るため、計
算量を削減できる。また２種類の量子化手段も、大ブロ
ック内の前半の小ブロックと後半の小ブロックに分割し
て割り当てる。このためどちらの量子化手段を用いたか
という情報は、大ブロック内の前半と後半の分かれ目の
位ｉｆ（つまりｊ）を伝送するだけでよいため、データ
量の増加が小さい。
ここで具体的な実施例を用いてその実現法を説明する。
この実施例では１つの大ブロックが３０個の小ブロック
で構成されており、１６種類の量子化手段の候補を持っ
ているものとする。ここで第ｉ量子化器における第ｊ小
ブロックのデータ量Ｄ　（ｉ。
ｊ）とするとき、次のＳ（ｉ、ｊ）を定義する。
Ｓ（ｉ、ｊ）　＝Ｄ（ｉ、ｊ）　　Ｄ（ｉ−Ｌｊ）（た
だし　Ｄ（−１，ｊ）＝Ｏ１Ｄ（ｉ、ｊ）≧Ｄ　（ｉ−
１，ｊ　）とする） そしてこれを３０小ブロック分計算して表４のようなテ
ーブルを作り、メモリに記録する。
表４　データ量器 表４のデータ量を用いて第２４図のフローチャートに従
って最適なｉとｊの値を導出する。第２４図の１２４は
始め部、１２５は初期値設定部、１２６はデータ量合計
計算部、１２７はオーバーフロー検出部、１２８はｊ増
加部、１２９はｊ検出部、１３０はｉ増加部、１３１は
ｉ検出部、１３２はオーバーフロー処理部、１３３は出
力部である。
まず初期値設定部１２５では、データ量合計ＴＤの初期
値を ＴＤ＝−ＣＤ　（ＣＤは圧縮後の目標データ量）とし、 １＝ｊ＝ｏとする。
データ量合計計算部１２６では、 ＴＤ−ＴＤ＋Ｓ（ｉ、ｊ）を計算する。
オーバーフロー検出部１２７では、ＴＤの値が０以上で
あるかどうかを検出し、０以上である場合には出力部１
３３でｉ、ｊの値を出力して終了する。
逆にＡＤの値が負の場合にはｊ増加部１２８でｊ＝ｊ＋
１とする。
ｊ検出部１２９ではｊの値が３０であるかどうかを検出
し、３０でない場合にはデータ量合計計算部１２６へ進
む。
逆にｊが３０である場合にはｉ増加部１３０でｉ＝ｉ＋
１．ｊ＝ｏとする。
ｉ検出部１３１ではｉの値が１６であるかどうかを検出
し、１６でない場合にはデータ量合計計算部１２６へ進
む。
逆にｉが１６である場合にはオーバーフロー処理部１３
２で １＝１５．　　ｊ＝２９として出力部１３３でｉ、ｊの
値を出力して終了する。このようにしてｉおよび、ｊの
値を求めることが可能である。また本実施例ではｉおよ
びｊはそれぞれ４ビツトおよび５ピントで表されるため
、どの量子化器を選択したかという情報は大ブロック当
り９ビツトで伝送できる。
ここで第２の量子化手段選択手段に対する第２の実施例
について説明する。この実施例も１つの大ブロックが３
０個の小ブロックで構成されており、１６種類の量子化
手段の候補を持っているものとする。また上記の実施例
と同様に第ｉ量子化器における第ｊ小ブロックのデータ
量Ｄ（ｉ、ｊ）とするとき、次のＳ　（ｉ、ｊ　）とＡ
Ｄ（ｉ）を定義する。
Ｓ（ｉ、ｊ）　＝Ｄ（ｉ、ｊ）　−Ｄ（ｉ−１，ｊ）Ａ
Ｄ（ｉ）＝ΣＤ（ｉ、ｊ） これに従って表４と同様に表５を計算してメモリに記録
する。本実施例では表５のデータ量を用いて第２５図の
フローチャートに従って最適なｉとｊの値を導出する。
第２５図の１３４は始め部、１３５はｉ初期値設定部、
１３６は第１データ量比較部、１３７はｉ減少部、１３
８はオーバーフロー検出部、１３９はＴＤ、ｊ初期値設
定部、１４０はＴＤ増加部、１４１は第２データ量比較
部、１４２はｊ増加部、１４３はｊオーバーフロー検出
部、１４４はｊ減少部、１４５はｊ設定部、１４６は出
力部である。
表５　データ量器 次に第２５のフローチャートの動作について説明する− まずｉ初期値設定部１３４で、１＝１５に設定する。
次に第１データ量比較部１３６は、ＡＤ（ｉ）とＣＤ　
（ＣＤは実際に伝送できるデータ量）を比較し、 ＡＤ（ｉ）≦ＣＤの場合はＴＤ、ｊ初期値設定部１３９
に進む。
ＡＤ　（ｉ）＞ＣＤの場合はｉ減少部１３７へ進み、１
＝ｉ−１が計算されてオーバーフロー検出部１３８へ進
む。
オーバーフロー検出部１３８ではｉの値が０かどうかを
検出し、 ｉ＝０の場合は、オーバーフローしているとして、ｊ設
定部１４５で」＝２９に設定してｉ、ｊの値を出力部１
４６へ出力する。
ｉ≠０の場合は、第１データ量比較部１３６へ進む。
ＴＤ、　　ｊ初期値設定部１３９では ＴＤ＝ＡＤ　（ｉ）、ｊ＝０を設定する。
次にＴＤ増加部１４０では ＴＤ−ＴＤ＋Ｓ（ｉ、ｊ）を計算し、第２データ量比較
部１４１に進む。
第２データ量比較部１４１ではＴＤとＣＤを比較し、 ＴＤ＞ＣＤの場合はｊ減少部１４４へ進む。
ＴＤ≦ＣＤの場合はｊ増加部１４２へ進み、ｊ＝ｊ＋１
が計算されてｊオーバーフロー検出部１４３に進む。
ｊオーバーフロー検出部１４３ではｊの値が３０かどう
かを検出し、 ｊ＝３０の場合は、ｊ減少部１４４へ進む。
ｊ≠３０の場合は、ＴＤ増加部１４０へ進む。
ｊ減少部１４４では、ｊ＝ｊ−１を計算して、ｉ。
ｊの値を出力部１４６へ出力する。
このようにしてｉおよびｊの値を求めることが可能であ
る。また本実施例でもｉおよびｊはそれぞれ４ビツトお
よび５ビツトで表されるため、どの量子化器を選択した
かという情報は大ブロック当り９ビツトで伝送できる。
本実施例では、まずｉの値を求めて次にｊの値を求める
ため、計算量を減少させ、計算時間を短縮することが可
能になる。
第３の量子化手段選択手段は、各小ブロック毎にそのブ
ロックのダイナミックレンジを検出し、その値が大きい
小ブロックに対しては量子化幅の大きい量子化手段を選
択し、小さい小ブロックには量子化幅の小さい量子化手
段を選択し、伝送時にはどの量子化手段を選択したかと
いう情報を各小ブロック毎に符号化して伝送する。第２
６は第３の量子化手段選択手段の１例である。第２６の
１４７は入力部、１４８はダイナミックレンジ検出部、
１４９は量子化手段分類部、１５０は出力部である。入
力部１４７から入力される小ブロック毎のデータはダイ
ナミックレンジ検出部１４８でダイナミックレンジを検
出される。ダイナミックレンジの検出方法としては、小
ブロック内の絶対値が最大の直交成分の値によって検出
する方法がある。この様にして検出されたダイナミック
レンジによって量子化手段分類部１４７でその小ブロッ
クに対する量子化手段の分類がなされて出力部１５０に
出力される。
例えばダイナミックレンジの大きさによって小ブロック
を４種類に分類するならば量子化手段分類部１４９から
の出力は２ビツトで表わされる。また実際の量子化手段
の選択方法としては、ダイナミックレンジの大きな小ブ
ロックはど量子化幅を大きくする。このため表３に示し
たような量子化手段を用いるならばダイナミックレンジ
の大きな小ブロックはど番号の小さい量子化手段を割り
当てることになる。さらにデータ量を一定にするための
方法としては、第２の量子化手段選択手段を適用するこ
とが可能である。この場合には表４または表５を作成す
る場合には、予め小ブロック毎にデータを書き込む位置
を縦方向にずらすことによって実現できる。つまり表４
の作成時にダイナミックレンジが大きい小ブロックでは
その小ブロックに対応する列を下方向にずらして記入し
、逆にダイナミックレンジが小さい小ブロックではその
小ブロックに対応する列を上方向にずらして記入する。
こうすれば表４を行方向に検出すると、ダイナミックレ
ンジが大きい小ブロックでは量子化幅の大きい量子化手
段に対応するデータ量が記録されており、逆にダイナミ
ックレンジが小さい小ブロックでは量子化幅の小さい量
子化手段に対応するデータ量が記録されることになる。
従ってこの様にして作成された表に従って第２４図また
は第２５図に示したアルゴリズムを適用することによっ
てデータ量を一定にする量子化手段の組合せを導出する
ことが可能になる。この方法を第２７図を用いて説明す
る。第２７図の１５１は入力部、１５２はメモリ、１５
３はアドレス生成部、１５４は量子化手段分類入力部で
ある。入力部１５１から入力される小ブロック単位のデ
ータ量は、アドレス生成部１５３で生成されるアドレス
に従ってメモリ１５２Ｋ記録される。またアドレス生成
部１５３では量子化手段分類入力部１５４から入力され
る分類にしたがって、上述したように小ブロック毎にア
ドレスを制御する。本実施例ではメモリの入力アドレス
を制御する方法について説明しているが、逆に出力アド
レスを制御することによっても同様の効果を得ることが
可能になる。一般にダイナミックレンジの大きい画像で
は視覚上劣化がわかりにくく、ダイナミックレンジが小
さい画像では劣化が検知され易い。このため上記のよう
に量子化値の絶対値の最大値（ダイナミックレンジ）の
大きな小ブロックに、量子化幅の大きい量子化手段を割
り当てることによって、視覚上の劣化を抑えながら大き
な圧縮が可能になる。
第４の量子化手段選択手段は、輝度信号および２つの色
差信号に対して、視覚上劣化が検出されにくい信号に対
しては量子化幅の大きい量子化手段を選択し、劣化が検
出され易い信号には量子化幅の小さい量子化手段を選択
するものである。第２８図は本実施例の説明図である。
第２８図の１５５は小ブロック毎の番号人力部、１５６
は輝度信号、第１色差信号、第２色差信号判別部、１５
７は量子化手段分類部、１５８は出力部である。入力部
１５５から入力される小ブロックの番号（処理される順
番）をもとに輝度信号、第１色差信号、第２色差信号判
別部１５６でその小ブロックが輝度信号であるか第１色
差信号であるか第２色差信号であるかが判別される。量
子化手段分類部１５７では前記判別に従ってその小ブロ
ックに対する量子化手段を分類して出力部１５８へ出力
する。また実際の量子化手段の選択については、第２７
図に示したようにメモリへアドレスを制御して第２の量
子化手段選択手段を適用することによって実現できる。
以上本発明の量子化手段選択手段について説明したが、
上記の構成のデータ量の計算において、演算桁数を小さ
くして回路規模を小さくすることも可能である。この場
合データ量の見積値と実際に伝送できるデータ量との間
で誤差が生しるが、その誤差によって選択される値が変
わる可能性はかなり低い。従って画質をほとんど損なう
ことなく回路規模を削減することが可能になる。
最後に、本発明の大ブロック化、小ブロック化、直交変
換手段など各構成要素の処理順番は上記の順番以外にも
様々な順番で処理することが可能である。
七発明の効果 本発明は上記の構成により符号化後のデータ量を先読し
、常に最適な量子化器を用いて量子化することが可能に
なる。また従来のフィールドハック制御と違い、データ
量の制御が正確に行えるため、小さな範囲で一定長にな
るような可変長符号化が可能になる。これによってデジ
タルＶＴＲ等伝送路誤りが頻繁に発生するような機器に
も可変長符号化を用いることが可能になる。また本発明
の量子化手段やデータ量見積手段等を用いることによっ
て、比較的小さな回路規模で装置化が可能であり、その
実用的効果は非常に大きい。
今
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を用いたディジタルＶＴＲのブロック図
、第２図は直交変換符号化装置のブロック図、第３図は
大ブロック化手段のブロック図、第４図は大ブロック化
手段の説明図、第５図は大ブロック化手段のブロック図
、第６図、第８図は直交変換手段のブロック図、第７図
、第９図は直交変換手段の説明図、第１０図、第１２図
は伝送手段のブロック図、第１１図は伝送手段の説明図
、第１３図、第１６図、第１７図、第１８図は可変長符
号化手段化手段のブロック図、第２０図は量子化手段の
説明図、第２３図、第２４図、第２５図は量子化手段選
択手段のフローチャート、第２６図、第２７図、第２８
図は量子化選択手段のブロック図、第２９図は従来例の
ブロック図である。 １４・・・・・・大ブロック化部、１５・・・・・・小
ブロック化部、１６・・・・・・直交変換器、１８・・
・・・・データ量見積部、１９・・・・・・量子化器選
択部、２０・・・・・・量子化器、２１・・・・・・可
変長符号化器、２２・・・・・・伝送部。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名図 第 図 １７レーム ＼快 剖 第 図 コ ＼　Ｒ く θ ！ γ 引 羽 り丁Ｓ１６凶 第１７図 第１８０ （７／） 第２０図 第２２図 第２３図 ｔＪ 水平高域 二カ 第２４図 第２６図 貧２７図 第２８図 Ｉぐス

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）入力信号の標本値を集めて大ブロック化する大ブ
    ロック化手段と、前記大ブロックを複数の小ブロックに
    分割する小ブロック化手段と、前記小ブロック化された
    小ブロック毎に直交変換する直交変換手段と、前記直交
    変換手段で得られる直交成分に対する複数種類の量子化
    手段と、それぞれの量子化手段で量子化した場合の符号
    化後のデータ量を計算するデータ量見積り手段と、前記
    データ量見積り手段で得られた各量子化手段に対する符
    号化後のデータ量を用いて小ブロック毎に符号化後のデ
    ータ量が大ブロック単位で一定になる最適な量子化手段
    を選択する量子化手段選択手段と、前記量子化器選択手
    段で選択された量子化手段を用いて前記大ブロック内の
    直交成分を量子化する量子化手段と、前記量子化手段で
    得られる量子化値を可変長符号化する可変長符号化手段
    と、前記可変長符号化手段で可変長符号化された符号語
    とどの量子化手段を用いたかを表す信号とを伝送する伝
    送手段とを備えたことを特徴とする直交変換符号化装置
    。 （２）伝送手段が、小ブロック内の量子化値を水平、垂
    直それぞれ低い周波数を表すものから順に並べ換え、小
    ブロック内の水平、垂直共に１番低い周波数成分を表す
    量子化値を１つの頂点（原点）とする全ての０でない成
    分を含む最小の四角形（以後伝送領域と定義する）によ
    って得られる伝送領域に囲まれる部分の量子化値に対す
    る符号語とその伝送領域だけを伝送することを特徴とす
    る請求項（１）記載の直交変換符号化装置。 （３）伝送手段が、小ブロック内の量子化値を水平、垂
    直それぞれ低い周波数を表すものから順に並べ換え、小
    ブロック内の水平、垂直共に１番低い周波数成分を表す
    量子化値から水平、垂直共に１番高い周波数成分を表す
    量子化まで、低い周波数を表す量子化値に対する符号語
    から順に伝送し、非０の最も高い周波数を表す量子化値
    から後の符号語は終了信号または最後の量子化値の位置
    を決定できる情報を用いて伝送しないことを特徴とする
    請求項（１）記載の直交変換符号化装置。 （４）可変長符号化手段が、前記伝送手段の順番に従っ
    て量子化値を符号化し、しかも量子化値が０である場合
    にはそれ以後連続する０の量子化値の数と、最初に現わ
    れる非０の量子化値を１つの符号語で表すことを特徴と
    する請求項（１）記載の直交変換符号化装置。 （５）可変長符号化手段が、量子化値が０である場合に
    符号長が１になるように符号化することを特徴とし、デ
    ータ量見積り手段が、ある量子化器に対する小ブロック
    内の符号化後のデータ量を、ｉ番目の量子化値に対する
    符号長をＮｉ、伝送すべき量子化値の数をＭとするとき
    に Σ（Ｎｉ−１）＋Ｍ として計算することを特徴とする請求項（２）記載の直
    交変換符号化装置。 （６）可変長符号化手段が、量子化値の絶対値の桁数Ｋ
    に対して符号長Ｎが２Ｋ＋１または２Ｋに成るように符
    号化することを特徴とし、データ量見積り手段が、ある
    量子化器に対する小ブロック内の符号化後のデータ量を
    、ｉ番目の量子化値の絶対値の桁数をＫｉ、伝送すべき
    量子化値の数をＭとするときに ２×ΣＫｉ＋Ｍ として計算することを特徴とする請求項（５）記載の直
    交変換符号化装置。 （７）可変長符号化手段が、伝送手段の順番に従って量
    子化値を符号化し、しかも量子化値が０である場合には
    それ以後連続する０の量子化値の数と、最初に現われる
    非０の量子化値を１つの符号語で表わすことを特徴とす
    る請求項（１）記載の直交変換符号化装置。（８）可変
    長符号化手段が、低域を表す直交成分に対して固定長の
    符号化を行い、高域を表す直交成分に対しては可変長符
    号化を行うことを特徴とする請求項（１）記載の直交変
    換符号化装置。 （９）可変長符号化手段が、低域を表す直交成分に対す
    る可変長符号と、高域を表す直交成分に対する可変長符
    号で異なる可変長符号を用いることを特徴とする請求項
    （１）記載の直交変換符号化装置。 （１０）量子化幅が、２のべき乗または２のべき乗と特
    定の定数の積で構成されており、量子化または逆量子化
    がビットシフトまたはビットシフトと前記特定の定数の
    乗算器との組合せで構成されることを特徴とする請求項
    （１）記載の直交変換符号化装置。 （１１）量子化手段が、直交成分を高域を表わす直交成
    分の集合から低域を表す直交成分の集合までｒ個の集合
    に分類し、量子化幅をｓ種類準備し、全ての量子化手段
    を前記ｒ個の集合に対する前記ｓ種類の量子化幅の組合
    せで実現することを特徴とする請求項（１）または（１
    ０）記載の直交変換符号化装置。 （１２）データ量見積手段が、ｒ個の集合毎にｓ種類の
    量子化幅に対するデータ量を計算し、全ての量子化手段
    に対するデータ量を前記ｒ個の集合毎の各量子化幅に対
    するデータ量の組合せの和によって求めることを特徴と
    する請求項（１１）記載の直交変換符号化装置。 （１３）量子化手段が、量子化時に０以外の値に量子化
    された量子化値の量子化誤差の平均値を小ブロック毎に
    伝送し、復号時に前記量子化誤差の平均値を用いて逆量
    子化された値を補正することを特徴とする請求項（１）
    記載の直交変換符号化装置。 （１４）量子化手段が、画面上で同一位置にある信号を
    フレームまたはフィールド毎に異なる量子化特性の量子
    化器で量子化することを特徴とする請求項（１）記載の
    直交変換符号化装置。 （１５）量子化手段選択が、量子化手段の候補がｎ個存
    在する場合に、まずｎ個の量子化手段の内、符号化後の
    データ量が約ｎ／２番目になる量子化手段のデータ量見
    積りを行い、その値が伝送できるデータ量より大きい場
    合には、量子化手段の候補を前記データ量見積りを行な
    った量子化手段より小さいデータ量になる量子化手段だ
    けにし、逆に伝送できるデータ量より小さい場合には、
    量子化手段の候補を前記量子化手段より大きいデータ量
    になる量子化手段だけにし、１回のデータ量見積り毎に
    量子化候補を約１／２に減らしながらデータ量見積りを
    繰り返し、最適な量子化手段を選択することを特徴とす
    る請求項（１）記載の直交変換符号化装置。 （１６）量子化手段選択手段が、大ブロックに含まれる
    小ブロックを前からｊ番目までの前半部分とそれ以後の
    後半部分の２つに分割し、それら２つの部分に対して符
    号化後のデータ量が１番近い２つの量子化手段を選択し
    、伝送時には前半または後半部分に用いた量子化手段と
    ｊの値の情報とを符号化して伝送することを特徴とする
    請求項（１）記載の直交変換符号化装置。 （１７）データ量見積り手段が、各小ブロック毎に準備
    した複数個の量子化手段に対する符号化後のデータ量を
    計算し、その結果をメモリに記録するデータ量記録手段
    を有し、量子化手段選択手段が前記データ量記録手段で
    記録された各小ブロック毎の複数個の量子化手段に対す
    るデータ量を基に、大ブロック単位で実際に伝送できる
    データ量を超えない最大のデータ量になる量子化手段の
    組合せ、または実際に伝送できるデータ量を下回らない
    最小のデータ量になる量子化手段の組合せになるように
    小ブロック毎に量子化手段を選択することを特徴とする
    請求項（１）または（１６）記載の直交変換符号化装置
    。 （１８）量子化手段の候補がｎ個あり、１つの大ブロッ
    クにｍ個の小ブロックが含まれており、第ｉ番目の量子
    化手段に対するｊ番目の小ブロックのデータ量がＤ（ｉ
    ，ｊ）であり、しかも（１≦ｉ＜ｎ）になるｉに対して
    Ｄ（ｉ，ｊ）≧Ｄ（ｉ−１，ｊ）である場合に、データ
    量記録手段がメモリに対して、前記ｍ個の小ブロックに
    対してまずＤ（０，ｊ）を記録し、次にＳ（ｉ，ｊ）＝
    Ｄ（ｉ，ｊ）−Ｄ（ｉ−１，ｊ）なるＳ（ｉ，ｊ）を（
    １≦ｉ＜ｎ）なるｉに対して順次記録し、量子化手段選
    択手段がまずｍ個の小ブロックのＤ（０，ｊ）をｊ＝０
    からｍ−１まで順次前記メモリから読みだして加算し、
    次に前記加算の結果に対してさらにＳ（０，０）、Ｓ（
    ０，１）、．．．、Ｓ（０，ｍ−１）、Ｓ（１，０）、
    ．．．Ｓ（ｎ−１，ｍ−１）の順番にＳ（ｉ，ｊ）を順
    次加算し、前記加算結果が伝送できるデータ量を超えた
    時点のＳ（ｉ，ｊ）に対するｉおよびｊを検出し、第０
    番目から第ｊ−１または第ｊ番目までの小ブロックに対
    してｉ番目の量子化手段を選択し、それ以後の小ブロッ
    クに対してはｉ−１番目の量子化手段を選択することを
    特徴とする請求項（１７）記載の直交変換符号化装置。 （１９）量子化手段がｎ種類あり、１つの大ブロックに
    ｍ個の小ブロックが含まれており、第ｉ番目の量子化手
    段に対するｊ番目の小ブロックのデータ量がＤ（ｉ，ｊ
    ）であり、しかも（１≦ｉ＜ｎ）なるｉに対してＤ（ｉ
    ，ｊ）≧Ｄ（ｉ−１，ｊ）である場合に、データ量記録
    手段がメモリに対して、前記ｍ個の小ブロックに対して
    Ｓ（ｉ，ｊ）＝Ｄ（ｉ，ｊ）−Ｄ（ｉ−１，ｊ）なるＳ
    （ｉ，ｊ）を（１≦ｉ＜ｎ）なるｉに対して順次記録し
    、同時に各量子化手段に対する前記ｍ個の小ブロックの
    データ量の総和ＡＤ（ｉ）を（０≦ｉ＜ｎ）なるｉに対
    して記録し、量子化手段選択手段が、まずＡＤ（ｉ）の
    値を（０≦ｉ＜ｎ）なるｉに対して伝送できるデータ量
    と比較し、前記伝送できるデータ量を超えない最大のＡ
    Ｄ（ｋ）およびｋを導出し、次に前記ＡＤ（ｋ）に対し
    て前記Ｓ（ｋ＋１，ｊ）を（ｊ＝０、１、．．．、ｍ−
    １）の順番に順次加算し、前記加算結果が伝送できるデ
    ータ量を超えた時点のＳ（ｋ＋１，ｊ）に対するｊを検
    出し、第０番目から第ｊ−１または第ｊ番目までの小ブ
    ロックに対してｋ＋１番目の量子化手段を選択し、それ
    以後の小ブロックに対してはｋ番目の量子化手段を選択
    することを特徴とする請求項（１７）記載の直交変換符
    号化装置。 （２０）データ量見積手段が、実際にデータ量を計算す
    る場合に必要な演算桁数よりも小さな桁数でデータ量を
    粗く見積ることを特徴とする請求項（１）記載の直交変
    換符号化装置。 （２１）量子化手段選択手段が、各小ブロック毎にその
    ブロックのダイナミックレンジを検出し、前記ダイナミ
    ックレンジを用いて各小ブロックを複数の集合に分類し
    、ダイナミックレンジが大きい小ブロックの集合に対し
    ては量子化幅の大きい量子化手段を選択し、ダイナミッ
    クレンジの小さい小ブロックの集合には量子化幅の小さ
    い量子化手段を選択し、伝送時に各小ブロックがどの集
    合に含まれているかという情報と共に伝送することを特
    徴とする請求項（１）または（１６）記載の直交変換符
    号化装置。 （２２）小ブロック毎のダイナミックレンジを、その小
    ブロックに含まれる直交成分の絶対値の最大値で表すこ
    とを特徴とする請求項（２１）記載の直交変換符号化装
    置。 （２３）量子化手段選択手段が、輝度信号および２つの
    色差信号に対して、視覚上劣化が検出されにくい信号に
    対しては量子化幅の大きい量子化手段を選択し、劣化が
    検出され易い信号には量子化幅の小さい量子化手段を選
    択することを特徴とする請求項（１）または（１６）記
    載の直交変換符号化装置。 （２４）量子化手段選択手段が、ダイナミックレンジの
    異なる小ブロックに対する量子化手段の差別化、または
    輝度信号と２つの色差信号に対する量子化手段の差別化
    を、各小ブロック毎のデータ量をメモリに記録する際に
    、メモリの書き込みアドレスまたは読み出しアドレスを
    前記差別化に従って小ブロック毎に制御することを特徴
    とする請求項（１７）、（１８）、（１９）、（２１）
    または（２３）記載の直交変換符号化装置。
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