JPH0583569A - 画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化装置

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JPH0583569A
JPH0583569A JP3270525A JP27052591A JPH0583569A JP H0583569 A JPH0583569 A JP H0583569A JP 3270525 A JP3270525 A JP 3270525A JP 27052591 A JP27052591 A JP 27052591A JP H0583569 A JPH0583569 A JP H0583569A
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JP
Japan
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data
block
dct
circuit
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP3270525A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Nomura
哲哉 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 DCTによる画像圧縮を行う画像符号化装置
において、データビットの冗長を減らす。 【構成】 ブロック化回路2で画像データを空間配置に
おける8×8を1ブロックとするブロックに分割し、D
CT回路5で各ブロックの画像データをDCTして変換
係数を算出する。DCT回路の出力をバッファメモリ7
に一時保存するとともに、DCTされたブロックの輝度
変化を輝度変化検出回路13で検出する。輝度変化の少
ない直流情報に近いブロックを検出した時は、このブロ
ックのデータ伝送領域を一義的に決定し(2×2)、フ
ラグを1ビットのみ付加して符号化データを構成する。
直流データに近い8×8ブロックの伝送領域を決定する
数ビット以上で構成されるフラグを減らすことにより、
このブロックのデータビットの冗長を減らすことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像データを離散余弦
変換(以下、DCTという。)によって高能率符号化す
る画像符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】画像データを伝送したり、磁気テープ等
の記録媒体に記録するとき、画像圧縮のための高能率符
号化としてDCTによる方法が知られている。前記DC
Tによる変換符号化は、画像信号の有する相関性を利用
し、標本値(以下、画像データという。)を相互に直交
する軸に変換して画像データ間の相関を無相関化し、デ
ータ量の削減を行うものであり、基底ベクトルが互いに
直交し、変換前の平均信号電力の総和と直交変換により
得られる変換係数の平均電力の総和が等しく、かつ画像
信号の低周波成分への電力集中度に優れた直交変換とし
て注目されている。
【0003】前記DCTは、画像を2次元空間配置にお
ける水平・垂直方向共にN個(n×n)の画素からなる
画像ブロックに分割し、画像ブロック内の画像データを
余弦関数(cos関数)を用いて直交変換(2次元DC
T)するものである。そしてこのDCTにより得られる
変換係数(DCT係数)を、電力が集中する成分のみを
符号化することにより、全体として情報量の大幅な削減
が可能となる。
【0004】n×n個の画像データをDCT変換して得
られる変換係数をCij(i=0〜n−1,j=0〜n−
1)で表すと、変換係数C00は画像ブロック内の平均輝
度値を表す直流成分に対応し、その電力は、通常、他の
成分に比べてかなり大きくなる。そこで、この直流成分
を粗く量子化した場合、視覚的に大きな画質劣化として
感じられる直交変換符号化特有の雑音であるブロック歪
が生じるところから、変換係数C00に多くのビット数
(例えば8ビット以上)を割り当てて均等量子化し、直
流成分を除く他の成分(以下、交流成分という。)の変
換係数Cij(C00を除く)には、視覚の空間周波数が高
域では低下するという視覚特性を利用して、高周波成分
ほどビット割り当て数を減少させて量子化するようにな
っている。
【0005】また、変換係数Cijの1画像ブロックに相
当する領域において、値が零以外の有意変換係数C
ij(≠0)が存在する最大の行番号と列番号を検出し、
有意変換係数をこの行と列で決定される四角形で囲み、
この囲まれた領域(以下、符号化領域という。)に含ま
れる変換係数のみを量子化して符号化効率を高めるゾー
ン符号化が行われている。
【0006】そして、画像データの伝送や記録では、画
像データをDCTして得られる変換係数Cijを上述のよ
うに量子化した後、さらに圧縮をを行うためにハフマン
符号化やランレングス符号化等の可変長符号化を施し、
得られる符号化データに同期信号やパリティやフラグ等
を付加して伝送や記録を行うようになっている。
【0007】前記画像符号化装置について従来例の一例
を以下に説明する。図3において、映像信号をサンプリ
ングし、ディジタル信号に変換して形成した画像データ
が画像符号化装置の端子1に入力される。同図におい
て、ブロック化回路2は、1フレーム分の記憶容量を有
し、画像データを記憶するメモリ3と、該メモリ3から
画像データを空間配置におけるn×n個を1ブロックと
する画像ブロックに分割するとともに、1フレーム分を
複数に分割した所定数の画像ブロックからなる処理単位
毎に読み出すブロック化器4とから構成される。
【0008】そして、ブロック化回路2は、端子1を介
して供給される画像データをメモリ3に1フレーム毎に
記憶すると共に、このメモリ3に記憶されている画像デ
ータを空間配置における例えば8×8個を1ブロックと
する画像ブロックに分割して、所定数の画像ブロックか
らなる処理単位毎に読み出し、この読み出したデータを
DCT回路5に供給する。
【0009】上記DCT回路5は、例えばディジタル・
シグナル・プロセッサからなり、余弦関数を用いて垂直
方向に直交変換するDCTと、更に水平方向に直交変換
するDCTとから構成される2次元DCT回路であり、
ブロック化回路4から処理単位毎に供給される画像デー
タを2次元DCTして変換係数Cijを算出し、この変換
係数Cijを量子化回路6に供給する。
【0010】上記量子化回路6は、上記DCT回路5か
らの変換係数Cijを処理単位毎に記憶するバッファメモ
リ7と、該バッファメモリ7から読み出された変換係数
ijをそれぞれ量子化して量子化データを形成する量子
化器Q1、Q2、Q3と、ゾーン符号化を行うために、
量子化の対象となる領域(符号化領域)を決定する領域
決定回路8と、該領域決定回路8で決定された符号化領
域に含まれる変換係数を量子化した後、ハフマン符号に
より符号化して画像ブロックのデータ量を検出すると共
に、該データ量に基づいて上記量子化器の量子化幅を制
御する符号量算出回路9と、該符号量算出回路9にハフ
マン符号のテーブルを与えるハフマンテーブル回路10
と、上記符号算出回路9の制御のもとに量子化器Q1〜
Q3の出力の1つを選択するセレクタ11とから構成さ
れる。前記セレクタ11で選択された量子化データを符
号化回路12に供給するようになっている。
【0011】ところで、前記画像符号化装置において、
DCTによる高能率画像圧縮の際、記録、伝送される画
像データはDCT係数の他に各ブロックの属性を表すフ
ラグが付加される。特にAC(交流)係数の伝送領域を
表すフラグは、数ビットからアルゴリズムによっては、
十数ビットが伝送される。ブロック内の画像データが直
流に近い(のっぺりしている。)場合、量子化後にAC
係数はほとんど伝送されず、直流成分とブロックの属性
を表すフラグのみが伝送されることになる。また量子化
後、DCT係数が0(零)になった部分と値を有する部
分とに分けて、伝送領域を決定後その伝送領域を数ビッ
トのフラグによって表すが、このような方法は、直流成
分以外の成分がほとんど存在しない場合、伝送するデー
タはほとんどがフラグとAC係数0という状態になる。
このような伝送形態は、データがないことを表すのに同
じビット数を使用することになり、データに冗長をもた
らすことになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】量子化後、DCT係数
が0(零)になった部分と値を有する部分とに分けて、
伝送領域を決定後その伝送領域を数ビットのフラグによ
って表すが、このような方法は、直流成分以外の成分が
ほとんど存在しない場合、伝送するデータはほとんどが
フラグとAC係数0という状態になる。このような伝送
形態は、データがないことを表すのに同じビット数を使
用することになり、データに冗長をもたらすという問題
点が存在する。本発明は、上記のような場合、データビ
ットの冗長を減らす点にある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、画像情報の中
で、輝度変化、クロマの変化の小さいブロック、すなわ
ち直流情報に近いブロックは、一義的にデータ伝送エリ
アを決定しておくことにより、伝送エリアを表すフラグ
を省略して、これによりこのようなブロック毎に数ビッ
ト、伝送するビットを減らし、この分を他のブロックに
割り当てることで冗長度を減らすことを特徴とするもの
である。
【0014】
【実施例】DCTによる画像圧縮の際、記録、伝送され
るデータはDCT係数の他に、各ブロックの属性を表す
フラグが付加される。特にAC係数の伝送領域を表すフ
ラグは、数ビットからアルゴリズムによっては十数ビッ
トが伝送される。ブロック内の画像データが直流に近い
(のっぺりしている)場合、量子化後にAC係数はほと
んど伝送されず、直流成分とブロックの属性を表すフラ
グのみが送られることになるが、本発明はこのような場
合をDCT係数を用いて検出し、直流以外の成分の振幅
が小さいと判断された場合は、これを表すフラグを1
に、他の場合は0にする。このフラグが1のとき、伝送
エリアを示すフラグは伝送せず、あらかじめ定めた領域
内のデータのみをフラグ1を付加して伝送する。
【0015】本発明の技術的思想を図1及び図2で順次
説明する。図2の(A)は、大きさが8×8の画像ブロ
ックを示しており、該ブロック内において、データの存
在する伝送領域とデータの存在しない伝送しない領域と
が水平方向列番号H、垂直方向行番号Vの位置で分割さ
れている。このような場合の符号化データの一例とし
て、図の伝送領域のH、Vの位置を表すフラグを各3ビ
ットで、左上角より2×2の領域のみ伝送する場合、従
来は、(010 010 DC係数 AC係数)なる符
号化データを構成している。この符号化データは、最初
の3ビット(010)は、伝送領域のHの位置のフラグ
を、次の3ビット(010)は、伝送領域のVの位置の
フラグを表しており、またDC係数は10ビット、AC
係数は可変長符号(VLC)で構成する。このような符
号構成の場合は、伝送領域を示すフラグは6ビットとな
る。
【0016】次に、符号化データの他の一例として、図
2の(B)に示すように8×8ブロックを、2×2の小
ブロックに分割し、データの有無を伝送する。そしてデ
ータがある場合フラグ1、データがない場合フラグ0と
すると、上記と同様に左上角より2×2の領域を伝送す
る場合は、(1000・・0 DC係数 AC係数)な
る符号化データを構成する。この符号化データは、最初
の16ビットはデータ有無のフラグを表しており、DC
係数は10ビット、AC係数は可変長符号(VLC)で
構成する。
【0017】本発明は、このような符号化データの冗長
を、画像データが次のような場合に減らそうとするもの
である。8×8のブロック内にAC成分がないか又は所
定の閾値より小さいと判断された場合、図2の(C)に
示すように、斜線で示す領域例えば2×2のブロックを
データ伝送領域として一義的に定めておくことにより、
データ伝送領域を表す前記フラグを省略する。このよう
な場合、符号化データを(1 DC係数 AC係数)で
構成し、1は、交流(AC)成分がないか又は所定の閾
値より小さいと判断された場合のフラグを表しており、
DC係数を10ビット、AC係数を可変長符号(VL
C)で構成する。そして前記フラグが1のとき、伝送領
域を示すフラグは伝送せず、前記一義的に定められた領
域内のデータを伝送する。また、逆の場合はフラグを0
にする。符号化データを前記のように構成すると、図の
(A)で構成した符号化データと比較して、1ビット付
加するだけであるから、差し引き5ビット減らすことが
できる。
【0018】前記AC成分の有無の判断は、以下のよう
にして行う。8×8のブロックのAC成分の振幅は、こ
のブロックの各成分に対する閾値ないしは全AC係数の
絶対値和に対する閾値を用いて検出することが可能であ
る。
【0019】図1は、本発明の1実施例で、前記AC成
分の有無の検出は、DCTのAC係数のみを用いて輝度
変化又はクロマの変化を検出することにより行う。図1
に示す回路において、画像データ入力部1、メモリ3、
ブロック化器4、DCT回路5、バッファメモリ7、量
子化器Q、符号化回路12は、図3に示す従来例と変わ
らないので、以下本発明の特徴とする構成について説明
する。図1において、DCT回路5の出力側に、8×8
ブロックの輝度変化検出回路13を設け、この輝度変化
検出回路13において、輝度変化が検出されないとき
は、前記したようなフラグを1ビットだけ付加して、図
2の(C)に示すように伝送領域が一義的に決定され
る。この処理の後、量子化符号量の計算及び伝送領域決
定回路14で量子化器Qが制御され、量子化されたデー
タを符号化回路12に供給する。他の実施例として、前
記輝度変化検出回路13に代えてクロマの変化を検出す
る回路を設けても同じ目的を達成することができる。
【0020】
【発明の効果】本発明は、画像情報の中で、輝度変化、
クロマの変化の小さいブロック、すなわち直流情報に近
いブロックは、一義的にデータ伝送領域を決定しておく
ことにより、伝送領域を表すフラグを省略したので、こ
のようなブロック毎に数ビット伝送するビットを減らす
ことが可能となり、この分を他のブロックに割り当てる
ことができる。この結果、DCT係数の交流係数の多い
ブロックの圧縮率を下げることができ、量子化歪を小さ
くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した画像符号化装置の回路構成を
示すブロック図である。
【図2】画像ブロックの伝送領域の説明図である。
【図3】従来例の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
2・・ブロック化回路 4・・ブロック化器 5・・D
CT回路 7・・バッファメモリ Q・・量子化器 1
2・・符号化回路 13・・輝度変化検出回路 14・・符号量算出伝送領域決定回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データを空間配置におけるn×n個
    を1ブロックとするブロックに分割するブロック化手段
    と、 該ブロック化手段からの各ブロックの画像データを余弦
    関数を用いて直交変換して変換係数を算出する離散余弦
    変換手段と、 該離散余弦変換手段からの変換係数を量子化して量子化
    データを形成し、該量子化データを出力する量子化手段
    と、 前記離散余弦変換手段からの変換係数に基づいて直流情
    報に近いブロックを検出して該ブロックのデータ伝送領
    域を一義的に決定する手段と、 前記量子化手段の出力を符号化する手段とを備えること
    を特徴とする画像符号化装置。
JP3270525A 1991-09-24 1991-09-24 画像符号化装置 Pending JPH0583569A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3270525A JPH0583569A (ja) 1991-09-24 1991-09-24 画像符号化装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP3270525A JPH0583569A (ja) 1991-09-24 1991-09-24 画像符号化装置

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JPH0583569A true JPH0583569A (ja) 1993-04-02

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ID=17487439

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JP3270525A Pending JPH0583569A (ja) 1991-09-24 1991-09-24 画像符号化装置

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JP (1) JPH0583569A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010051013A (ja) * 1999-08-27 2010-03-04 Koninkl Philips Electronics Nv 符号化方法、符号化装置、デコード方法及びデコーダ
JP2013051522A (ja) * 2011-08-30 2013-03-14 Honda Elesys Co Ltd 画像圧縮装置、画像圧縮方法および画像圧縮プログラム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010051013A (ja) * 1999-08-27 2010-03-04 Koninkl Philips Electronics Nv 符号化方法、符号化装置、デコード方法及びデコーダ
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