JPH06197324A - Sub band picture coder - Google Patents

Sub band picture coder

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JPH06197324A
JPH06197324A JP34473992A JP34473992A JPH06197324A JP H06197324 A JPH06197324 A JP H06197324A JP 34473992 A JP34473992 A JP 34473992A JP 34473992 A JP34473992 A JP 34473992A JP H06197324 A JPH06197324 A JP H06197324A
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image
frequency decomposition
band signal
frequency
circuit
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俊一 木村
Yutaka Koshi
裕 越
Isao Uesawa
功 上澤
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  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the picture coder in which a coding arithmetic operation quantity is constant and a coding processing time is predicted or set in advance. CONSTITUTION:The coder is provided with a picture storage means 8 storing part of an inputted picture signal 1, a 1st picture area division means 2 dividing the stored picture signal into plural 1st picture areas, a frequency decomposition means 3 decomposing the divided picture areas into a prescribed 2-dimension frequency band, a 2nd picture area division means 4 dividing the stored picture signal into plural 2nd picture areas for each of decomposed frequency bands, a picture area analysis means 5 classifying the divided 2nd picture areas, a quantization device design means 6 obtaining the quantization means suitable for the frequency bands or the picture areas decomposed by the frequency decomposition means 3 and classified by the picture area analysis means 5 and a quantization means 7 executing quantization for each of the classified frequency bands or picture areas.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像を符号化し蓄積す
る装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for encoding and storing images.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像情報を蓄積する場合には、一般にデ
ータ量を減少させるために符号化が行われる。この符号
化の際には、符号化された画像情報のデータ量は、画像
の内容に拘わらず一定である方が、信号処理の点から有
利である。そこで、画像の内容に拘わらず画像の符号量
を一定に制御するための幾つかの技術が提案されてい
る。
2. Description of the Related Art When image information is stored, it is generally encoded to reduce the amount of data. At the time of this encoding, it is advantageous in terms of signal processing that the data amount of the encoded image information is constant regardless of the content of the image. Therefore, some techniques have been proposed for controlling the code amount of the image to be constant regardless of the content of the image.

【0003】従来の画像の符号量制御技術として、例え
ば、1989年信学秋季全大D−45に記載の技術が知
られている。以下、図15を用いて同文献に記載の画像
符号化装置の構成を説明する。入力画像201は、ブロ
ック化回路202において、N×Nのブロックに分割さ
れ、離散コサイン変換回路(図中DCT回路で示す)2
03で、ブロック毎に離散コサイン変換される。離散コ
サイン変換された変換係数は、一旦、メモリ回路204
に蓄えられ、複数の異なる量子化ステップ値により、量
子化回路205において量子化され、可変長符号化回路
206で可変長符号化される。これらの複数個の量子化
ステップ値による符号量より、量子化ステップ測定・推
定回路207で、設定符号量を満たす量子化ステップ値
を推定し、推定した量子化ステップ値を用いて量子化、
および、可変長符号化を行なう。さらに、この推定した
量子化ステップ値を用いて再度推定を行なうことによっ
て、精密な推定が可能になる。
As a conventional image code amount control technique, for example, a technique described in D-45, 1989, SINK, is known. The configuration of the image coding device described in the same document will be described below with reference to FIG. The input image 201 is divided into N × N blocks by a blocking circuit 202, and a discrete cosine transform circuit (indicated by a DCT circuit in the figure) 2
In 03, the discrete cosine transform is performed for each block. The transform coefficient subjected to the discrete cosine transform is temporarily stored in the memory circuit 204.
Are quantized in the quantization circuit 205 by a plurality of different quantization step values, and are variable-length coded in the variable-length coding circuit 206. The quantization step measurement / estimation circuit 207 estimates a quantization step value satisfying the set code amount from the code amount based on the plurality of quantization step values, and performs quantization using the estimated quantization step value.
Also, variable length coding is performed. Further, by performing the estimation again using the estimated quantization step value, precise estimation becomes possible.

【0004】また、同様の符号量制御技術として、例え
ば、「画像の統計的性質に基づくレート適応型DCT符
号化方式」(信学論、B−I Vol.J75−B−
I,No.5,pp.353−361,1992年5
月)に記載の技術がある。以下、図16を用いて同文献
に記載の画像符号化装置の構成を説明する。入力画像2
11は、ブロック化回路212において、N×Nのブロ
ックに分割され、DCT回路213で、ブロック毎に離
散コサイン変換される。同時に、量子化ステップ推定回
路214で、各ブロックのアクティビティを求め、その
アクティビティに基づいて、各ブロックの量子化ステッ
プ値を予測する。なお、アクティビティとは、たとえ
ば、各ブロック内の信号の自乗和、絶対値の和等の画像
の複雑さを示す指標である。予測された量子化ステップ
値を用いて各ブロックの変換係数が量子化回路215で
量子化され、可変長符号化回路216で可変長符号化さ
れる。この方式においては、量子化ステップ推定回路2
14での処理時間と、DCT回路213での処理時間を
等しくすることが困難であるため、DCT回路213の
後段に変換係数を蓄えるメモリを持つ必要がある。ある
いは、入力画像を蓄えるメモリを持って、量子化ステッ
プ推定が終了後にDCT回路213で離散コサイン変換
を行なう必要がある。
As a similar code amount control technique, for example, "rate adaptive DCT coding system based on statistical properties of image" (Bi Vol., J-Vol. J75-B-)
I, No. 5, pp. 353-361, 1992 May 5
There is a technology described in (Mon.). Hereinafter, the configuration of the image encoding device described in the same document will be described with reference to FIG. Input image 2
Reference numeral 11 is divided into N × N blocks in the blocking circuit 212, and discrete cosine transform is performed for each block in the DCT circuit 213. At the same time, the quantization step estimation circuit 214 determines the activity of each block and predicts the quantization step value of each block based on the activity. The activity is an index indicating the complexity of an image, such as the sum of squares of signals in each block or the sum of absolute values. The transform coefficient of each block is quantized by the quantization circuit 215 using the predicted quantization step value, and variable length coded by the variable length coding circuit 216. In this method, the quantization step estimation circuit 2
Since it is difficult to equalize the processing time of 14 and the processing time of the DCT circuit 213, it is necessary to have a memory for storing the conversion coefficient in the subsequent stage of the DCT circuit 213. Alternatively, it is necessary to have a memory for storing the input image and perform the discrete cosine transform in the DCT circuit 213 after the completion of the quantization step estimation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記二つの従来技術の
画像符号化装置においては、共に、離散コサイン変換を
用いているため、符号化単位のブロック毎に独立に符号
化が行なわれる。そのため、ブロック歪が発生し、画質
が劣化するという問題点がある。
In both of the above-mentioned two prior art image coding apparatuses, since discrete cosine transform is used, coding is independently performed for each block of a coding unit. Therefore, there is a problem that block distortion occurs and the image quality deteriorates.

【0006】また、従来方式は、共に、符号量を左右す
るパラメータである変換係数の量子化ステップと、符号
量の関係を予め調べておき、これを用いて符号量を制御
する方式である。これらの方式では、可変長符号化を用
いており、画像の局所的な変動により、符号量の制御誤
差が必ず生じるため、符号量がオーバーフローしたと
き、割当て符号量内に強制的に符号量を抑えるため、画
質が劣化するという問題点を持つ。これを防止するため
には目標符号量に十分なマージンを持たせることが必要
となり、結果的に符号化性能が悪化するという問題が生
じる。
Further, in both conventional methods, the relation between the quantization step of the transform coefficient, which is a parameter that influences the code amount, and the code amount is investigated in advance, and the code amount is controlled using this. In these methods, variable length coding is used, and because a code amount control error always occurs due to local fluctuations in the image, when the code amount overflows, the code amount is forcibly set within the assigned code amount. In order to suppress, there is a problem that the image quality deteriorates. In order to prevent this, it is necessary to give the target code amount a sufficient margin, and as a result, there arises a problem that the coding performance deteriorates.

【0007】また、前記1989年信学秋季全大D−4
5に記載の技術では、誤差が十分小さくなるまでパラメ
ータを変えて符号化を繰り返す必要がある。このため、
符号化処理時間の制御が困難となる。
[0007] In addition, the above-mentioned 1989 SI Autumn Fall University D-4
In the technique described in 5, it is necessary to change the parameters and repeat the encoding until the error becomes sufficiently small. For this reason,
It becomes difficult to control the encoding processing time.

【0008】更に、上記二つの従来技術の画像符号化装
置は、共に、可変長符号化を行なうため、符号化処理時
間の制御ができず、また、符号情報のままでの画像の切
り出し、回転等の編集処理が困難であるという問題があ
った。
Further, since the above-mentioned two prior art image coding apparatuses both perform variable length coding, it is not possible to control the coding processing time, and the image is cut out and rotated with the code information as it is. However, there is a problem that it is difficult to edit the data.

【0009】そこで本発明は、符号化演算量が一定で、
符号化処理時間が予め予測、あるいは、設定可能である
画像符号化装置を提供することを目的とする。また本発
明は、符号量を一定にした上で、十分に能率が高く、符
号情報のままの画像の編集が容易である画像符号化装置
を提供することを目的とする。
Therefore, according to the present invention, the encoding operation amount is constant,
It is an object of the present invention to provide an image coding apparatus in which the coding processing time can be predicted or set in advance. It is another object of the present invention to provide an image coding apparatus which has a sufficiently high coding efficiency and is easy to edit an image with the code information as it is, while keeping the code amount constant.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のサブバンド画像
符号化装置は、前記目的を達成するため、画像信号を記
憶する画像記憶手段と、前記画像記憶手段に記憶されて
いる画像に対して周波数分解を行い帯域信号に変換する
周波数分解手段と、前記周波数分解手段により周波数分
解された帯域信号に基づいて一定量に量子化できるパラ
メータを設定する量子化設定手段と、前記量子化設定手
段により設定されたパラメータに基づいて前記周波数分
解手段により周波数分解された帯域信号に対して量子化
を行う量子化手段とを具備したことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a subband image coding apparatus of the present invention relates to an image storage means for storing an image signal and an image stored in the image storage means. Frequency decomposition means for performing frequency decomposition and converting into a band signal, quantization setting means for setting a parameter that can be quantized to a fixed amount based on the band signal frequency-decomposed by the frequency decomposition means, and the quantization setting means And a quantizing means for quantizing the band signal frequency-decomposed by the frequency decomposing means based on the set parameters.

【0011】[0011]

【作用】本発明の作用を、図1に示す原理的ブロック図
を参照して具体的に例を挙げて説明する。
The operation of the present invention will be described in detail with reference to the principle block diagram shown in FIG.

【0012】本発明の画像符号化装置は、図1に示すよ
うに、入力された画像信号1の一部を記憶する画像記憶
手段8と、この画像記憶手段8によって記憶された画像
信号を複数の第1の画像領域に分割する第1の画像領域
分割手段2と、この第1の画像領域分割手段によって分
割された画像領域を所定の2次元周波数帯域に分解する
周波数分解手段3と、この周波数分解手段3によって分
解された周波数帯域毎に複数の第2の画像領域に分割す
る第2の画像領域分割手段4と、この第2の画像領域分
割手段4によって分割された第2の画像領域をクラス分
けする画像領域分析手段5と、前記周波数分解手段3に
よって分解され、前記画像領域分析手段5によってクラ
ス分けされた周波数帯域、あるいは、画像領域毎に適応
した量子化手段を求める量子化器設計手段6と、前記周
波数分解手段3によって分解され、前記画像領域分析手
段5によってクラス分けされた周波数帯域、あるいは、
画像領域毎に量子化を行なう量子化手段7とを備えてい
る。
As shown in FIG. 1, the image coding apparatus of the present invention comprises a plurality of image storage means 8 for storing a part of the input image signal 1 and a plurality of image signals stored by the image storage means 8. A first image area dividing means 2 for dividing the image area into a predetermined two-dimensional frequency band, and an image area dividing means 2 for dividing the image area divided by the first image area dividing means A second image area dividing means 4 for dividing into a plurality of second image areas for each frequency band decomposed by the frequency decomposition means 3, and a second image area divided by the second image area dividing means 4. An image area analyzing unit 5 for classifying the image data into a frequency band, and a quantizing unit adapted for each image region or frequency band decomposed by the frequency decomposition unit 3 and classified by the image region analysis unit 5. Mel quantizer design means 6, is decomposed by the frequency decomposition unit 3, the classification by the image area analysis means 5 frequency bands or,
And a quantizer 7 for quantizing each image area.

【0013】本発明においては、入力された画像が、第
1の画像領域分割手段2によって複数の第1の画像領域
に分割されることにより画像サイズが小さくなり、画像
領域記憶手段8に必要な画像記憶領域が削減される。ま
た、画像の局所的な構造に整合した量子化を行なえる。
In the present invention, the input image is divided into a plurality of first image areas by the first image area dividing means 2 so that the image size becomes small, which is necessary for the image area storing means 8. The image storage area is reduced. In addition, it is possible to perform quantization that matches the local structure of the image.

【0014】さらに、入力された画像が、周波数分解手
段3により複数の2次元周波数帯域に分解されることに
より、周波数構造に整合させた符号化を行なえる。
Further, the input image is decomposed into a plurality of two-dimensional frequency bands by the frequency decomposing means 3, so that the coding adapted to the frequency structure can be performed.

【0015】さらに、複数の2次元周波数帯域毎に分解
された画像は、第2の画像領域分割手段4により、複数
の第2の画像領域毎に分割され、画像領域分析手段5に
よりクラス分けされ、クラスごとに、量子化器設計手段
6により量子化器が設計されることにより、画像の局所
的構造、かつ、周波数構造に整合した量子化を行なえ
る。
Further, the image decomposed into a plurality of two-dimensional frequency bands is divided into a plurality of second image areas by the second image area dividing means 4 and classified into a class by the image area analyzing means 5. By designing the quantizer by the quantizer designing means 6 for each class, it is possible to perform quantization that matches the local structure of the image and the frequency structure.

【0016】さらに、量子化器設計手段6によって設計
された量子化手段7により、量子化される。また、上記
の量子化手段7は、量子化後の符号量が、所定の第1の
画像領域毎に一定の値をとるように設定されており、符
号量が一定化される。
Further, it is quantized by the quantizing means 7 designed by the quantizer designing means 6. Further, the quantizing means 7 is set such that the code amount after quantization has a constant value for each predetermined first image area, and the code amount is constant.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The features of the present invention will be specifically described below based on embodiments with reference to the drawings.

【0018】本発明の第1実施例を図2、図3、図4を
用いて説明する。第1実施例は、入力画像全体を周波数
分解して、入力画像の周波数構造に整合した量子化を行
なう方式である。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4. The first embodiment is a system in which the entire input image is frequency-decomposed to perform quantization that matches the frequency structure of the input image.

【0019】図2において、21は、入力画像情報、2
3は、入力画像情報21を複数の2次元周波数領域に分
解する周波数分解回路、26は、周波数分解回路23に
よって分解された周波数帯域毎に整合した量子化器を設
計する量子化器設計回路、27は、周波数分解回路23
によって分解された周波数帯域毎に、量子化器設計回路
26で設計された量子化器を用いて量子化を行なう量子
化器、29は符号情報である。
In FIG. 2, reference numeral 21 denotes input image information, 2
3 is a frequency decomposition circuit for decomposing the input image information 21 into a plurality of two-dimensional frequency regions, 26 is a quantizer design circuit for designing a quantizer matched for each frequency band decomposed by the frequency decomposition circuit 23, 27 is a frequency decomposition circuit 23
The quantizer 29 performs the quantization using the quantizer designed by the quantizer design circuit 26 for each frequency band decomposed by the reference numeral 29, which is code information.

【0020】次に動作について説明する。例えば、入力
画像情報21は、図3に示されるようにラスタ情報とし
て入力される。メモリ回路28は、入力画像情報21が
周波数分解回路23において周波数分解されるまで入力
画像情報21を記憶する。メモリ回路28に記憶された
画像情報は、周波数分解回路23で、例えば、「Sub
band Coding of Images」(IE
EE Trans.on Acoustics, Sp
eech, and Signal Processi
ng,Vol.ASSP−34,No.5,Oct.1
986)に示されるように、1次元のQMF(Quad
rature mirror filter)を使用し
た、可分型4−サブバンドフィルタ(Separabl
e 4−subband filter)を用いて、2
次元周波数分解される。この可分型4−サブバンドフィ
ルタによって周波数分解された画像情報を図4で説明す
る。
Next, the operation will be described. For example, the input image information 21 is input as raster information as shown in FIG. The memory circuit 28 stores the input image information 21 until the input image information 21 is frequency decomposed by the frequency decomposition circuit 23. The image information stored in the memory circuit 28 is processed by the frequency decomposing circuit 23, for example, by "Sub
band Coding of Images "(IE
EE Trans. on Acoustics, Sp
ech, and Signal Processi
ng, Vol. ASSP-34, No. 5, Oct. 1
986), one-dimensional QMF (Quad)
A separable 4-subband filter (Separabl) using a ratio mirror filter.
e 4-subband filter), 2
Dimensional frequency decomposition. Image information decomposed into frequencies by this separable 4-subband filter will be described with reference to FIG.

【0021】図4は、2次元周波数領域を表す図であ
る。図4に示されるように、可分型4−サブバンドフィ
ルタによって周波数分解された画像情報は、周波数帯1
から周波数帯4までの4つの2次元周波数帯に分解され
る。
FIG. 4 is a diagram showing a two-dimensional frequency domain. As shown in FIG. 4, the image information decomposed by the separable 4-subband filter has frequency band 1
To frequency band 4 to four two-dimensional frequency bands.

【0022】ここで、例えば、入力画像信号をx(i,
j)とする。また、QMFのローパスフィルタの係数を
0 (n)、ハイパスフィルタの係数をh1 (n)とす
る。例えば、図4に示される周波数帯1の信号をy
00(i,j)、周波数帯2の信号をy10(i,j)、周
波数帯3の信号をy01(i,j)、周波数帯4の信号を
11(i,j)とすると、これらの信号は、
Here, for example, the input image signal is x (i,
j). The coefficient of the QMF low-pass filter is h 0 (n), and the coefficient of the high-pass filter is h 1 (n). For example, the signal of frequency band 1 shown in FIG.
Let 00 (i, j), the signal in frequency band 2 be y 10 (i, j), the signal in frequency band 3 be y 01 (i, j), and the signal in frequency band 4 be y 11 (i, j). , These signals are

【数1】 となる。但し、u,vは0または1である。[Equation 1] Becomes However, u and v are 0 or 1.

【0023】周波数分解回路23で周波数分解された画
像情報は、量子化器設計回路26に送られ、量子化器が
設計される。例えば、本実施例では、量子化器27で線
形量子化を用いることとする。量子化器設計回路26で
は、まず、周波数帯iの信号の標準偏差σi を計算す
る。同時に周波数帯iの信号の絶対値の最大値Ui を求
める。周波数帯iの信号のサンプル数をmi 、入力画像
全体の符号量をBとしたとき、周波数帯iの量子化ステ
ップ値Si を、Si =A・Ui /σi と求める。ただ
し、Aは、
The image information whose frequency is decomposed by the frequency decomposition circuit 23 is sent to the quantizer design circuit 26 to design the quantizer. For example, in this embodiment, the quantizer 27 uses linear quantization. The quantizer design circuit 26 first calculates the standard deviation σ i of the signal in the frequency band i. At the same time, the maximum absolute value U i of the signal in the frequency band i is obtained. When the number of samples of the signal in the frequency band i is m i and the code amount of the entire input image is B, the quantization step value S i in the frequency band i is calculated as S i = A · U i / σ i . However, A is

【数2】 を満たす値である。Bを所定の値に固定することによ
り、総符号量を一定にできる。さらに、量子化器27で
は、周波数分解回路23で分割された周波数毎に、量子
化器設計回路26で設計された量子化器を用いて量子化
され、符号情報29を得る。
[Equation 2] Is a value that satisfies. By fixing B to a predetermined value, the total code amount can be made constant. Further, the quantizer 27 quantizes each frequency divided by the frequency decomposition circuit 23 by using the quantizer designed by the quantizer design circuit 26 to obtain code information 29.

【0024】次に本発明の第2実施例を図5、図6を用
いて説明する。図5は、本発明の第2実施例の構成を示
すブロック図であり、図2に示す第1実施例の構成に、
入力画像情報を複数の第1の画像領域に分割する第1の
ブロック化回路22を加えたものである。以下に説明す
るように、この第1のブロック化回路22によりメモリ
回路28の容量の削減と、画像の局所的変動に整合した
量子化器の設計を行なうものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. In addition to the configuration of the first embodiment shown in FIG.
A first blocking circuit 22 for dividing the input image information into a plurality of first image areas is added. As will be described below, the capacity of the memory circuit 28 is reduced by the first blocking circuit 22 and the quantizer designed to match the local fluctuation of the image is designed.

【0025】次に、第2実施例の動作について説明す
る。
Next, the operation of the second embodiment will be described.

【0026】例えば、入力画像情報21は、図3に示さ
れるようにラスタ情報として入力される。図6に示され
るように、ブロック化回路22は、入力画像が、例え
ば、Mライン入力された時点で(図6(a)参照)、入
力画像情報を第1の画像領域であるN画素×M画素の矩
形に分割する(図6(b)参照)。周波数分解回路23
における動作は、第1実施例と同じである。周波数分解
回路23で周波数分解された画像情報は、量子化器設計
回路26に送られ、第1のブロック化回路22において
分割された第1の画像領域内画像に対して、第1実施例
と同様に量子化器が設計される。このとき、各第1の画
像領域に対して、等しい符号量Bを割当てることによ
り、入力画像全体、かつ、局所的な第1の画像領域毎
に、固定長符号化を実現することができる。さらに、量
子化器27では、周波数分解回路23で分割された周波
数毎に、量子化器設計回路26で設計された量子化器を
用いて量子化され、符号情報29を得る。
For example, the input image information 21 is input as raster information as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the blocking circuit 22 sets the input image information to N pixels, which is the first image area, when the input image is, for example, M lines input (see FIG. 6A). It is divided into rectangles of M pixels (see FIG. 6B). Frequency decomposition circuit 23
The operation in is the same as in the first embodiment. The image information whose frequency is decomposed by the frequency decomposition circuit 23 is sent to the quantizer design circuit 26, and the first image in the image area divided by the first blocking circuit 22 is compared with the first embodiment. Similarly, a quantizer is designed. At this time, by assigning the same code amount B to each first image area, fixed-length coding can be realized for the entire input image and for each local first image area. Further, the quantizer 27 quantizes each frequency divided by the frequency decomposition circuit 23 by using the quantizer designed by the quantizer design circuit 26 to obtain code information 29.

【0027】第2実施例においては、第1のブロック化
回路22を設けることにより、量子化器27が各周波数
帯、および、画像の局所領域に対して整合されることと
なり、符号化効率が向上する。符号化した結果を図7に
示す。図7の縦軸は、原画と横軸の符号量で復号した場
合の画像との2乗平均誤差を表している。第1実施例に
対して、第2実施例の符号化効率が向上していることが
示されている。
In the second embodiment, by providing the first blocking circuit 22, the quantizer 27 is matched with each frequency band and the local area of the image, and the coding efficiency is improved. improves. The result of encoding is shown in FIG. The vertical axis in FIG. 7 represents the root mean square error between the original image and the image when decoded with the code amount on the horizontal axis. It is shown that the coding efficiency of the second embodiment is improved as compared with the first embodiment.

【0028】また、第2実施例においては、画像情報を
ブロックに分割して各ブロック毎に周波数分解を行って
いるので、メモリ回路28において入力画像全体を記憶
する必要がない。そのため、第1実施例と比較して、周
波数分解の際、メモリ容量を削減することができる。
Further, in the second embodiment, since the image information is divided into blocks and the frequency decomposition is performed for each block, it is not necessary to store the entire input image in the memory circuit 28. Therefore, as compared with the first embodiment, it is possible to reduce the memory capacity at the time of frequency decomposition.

【0029】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。第3実施例においては、第2実施例に対して、クラ
ス分けを導入した方式を採用している。第3実施例で
は、第2実施例の処理に加えて、各周波数帯毎にクラス
分けを行うことにより、画像の局所的性質に整合した量
子化が行なわれることとなり、符号化効率が向上する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, a method that introduces classification into the second embodiment is adopted. In the third embodiment, in addition to the processing of the second embodiment, the classification is performed for each frequency band, so that the quantization that matches the local property of the image is performed, and the coding efficiency is improved. .

【0030】第3実施例の構成を図8を参照して説明す
る。第3実施例は、図5に示す第2実施例の構成に第2
のブロック化回路24、および、画像領域分析回路25
を加えたものである。
The configuration of the third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is similar to the second embodiment shown in FIG.
Block circuit 24 and image area analysis circuit 25
Is added.

【0031】メモリ回路28、第1のブロック化回路2
2、周波数分解回路23の動作は第2実施例と同じであ
る。第3実施例においては、第2のブロック化回路24
では、周波数分解回路23で分割された周波数毎に、第
2の画像領域、例えば、n×nの領域に分割する。画像
領域分析回路25では、第2のブロック化回路24で分
割された第2の画像領域のクラス分けを行なう。例え
ば、本実施例では、この第2の画像領域内の信号の分散
の大小によりクラス分けを行なう。
Memory circuit 28, first blocking circuit 2
2. The operation of the frequency decomposition circuit 23 is the same as that of the second embodiment. In the third embodiment, the second blocking circuit 24
Then, each frequency divided by the frequency decomposition circuit 23 is divided into a second image area, for example, an n × n area. The image area analysis circuit 25 classifies the second image area divided by the second blocking circuit 24. For example, in this embodiment, the classification is performed according to the magnitude of the variance of the signals in the second image area.

【0032】いま、第2の画像領域内の信号の分散をs
とする。クラス数をKとすると、K+1個の閾値T0
K を設けて(ただし、T0 =0、TK は十分大きな値
とする)、Tp-1 ≦s<Tp ならば、第2の画像領域の
クラスは、pとしてクラス分けする。
Now, let the variance of the signal in the second image area be s
And If the number of classes is K, K + 1 threshold values T 0 ~
By providing T K (however, T 0 = 0, T K is a sufficiently large value), and if T p−1 ≦ s <T p , the class of the second image region is classified as p.

【0033】画像領域分析回路25でクラス分けされた
画像領域は、量子化器設計回路26に送られ、量子化器
が設計される。例えば、第3実施例では、第1実施例、
第2実施例と同様に、量子化器設計回路26で、線形量
子化を用いることとする。以下の説明では、第2実施例
と同様に、第1の画像領域内で量子化器の設計を独立に
行なう。量子化器設計回路26では、まず、周波数帯
i、かつクラスjの信号の標準偏差σijを計算する。同
時に周波数帯i、かつクラスjの信号の絶対値の最大値
ijを求める。所定の符号量をB、周波数帯i、かつク
ラスjの信号のサンプル数をmijとしたとき、周波数帯
i、かつクラスjの量子化ステップ値Sijを、Sij=A
ij/σijと求める。ただし、Aは、
The image areas classified by the image area analysis circuit 25 are sent to the quantizer design circuit 26 to design the quantizer. For example, in the third embodiment, the first embodiment,
As in the second embodiment, the quantizer design circuit 26 uses linear quantization. In the following description, the quantizer is independently designed in the first image area as in the second embodiment. The quantizer design circuit 26 first calculates the standard deviation σ ij of the signal of the frequency band i and the class j. At the same time, the maximum absolute value U ij of the signal of the frequency band i and the class j is obtained. Supposing that the predetermined code amount is B, the number of samples of the signal in the frequency band i and the class j is m ij , the quantization step value S ij in the frequency band i and the class j is S ij = A
It is calculated as U ij / σ ij . However, A is

【数3】 を満たす値である。第2実施例と同様に、各第1の画像
領域に対して、等しい符号量Bを割当てることにより、
入力画像全体、かつ、局所的な第1のブロック毎に、固
定長符号化を実現することができる。さらに、量子化器
27では、周波数分解回路23で分割された周波数毎
に、量子化器設計回路26で設計された量子化器を用い
て量子化され、符号情報29を得る。
[Equation 3] Is a value that satisfies. Similar to the second embodiment, by assigning the same code amount B to each first image area,
Fixed-length coding can be realized for the entire input image and for each local first block. Further, the quantizer 27 quantizes each frequency divided by the frequency decomposition circuit 23 by using the quantizer designed by the quantizer design circuit 26 to obtain code information 29.

【0034】第3実施例では、画像領域分析回路25を
設けることにより、量子化器が各クラスごとに整合され
る、すなわち、各第2の画像領域で整合されるため、符
号化効率が向上する。符号化した結果を図9に示す。図
9の縦軸は、原画と横軸の符号量で復号した場合の画像
との2乗平均誤差を表している。第2実施例に対して、
第3実施例の符号化効率が向上していることが示されて
いる。
In the third embodiment, the quantizer is matched for each class by providing the image area analysis circuit 25, that is, the quantizer is matched in each second image area, so that the coding efficiency is improved. To do. The result of encoding is shown in FIG. The vertical axis of FIG. 9 represents the root mean square error between the original image and the image when decoded with the code amount on the horizontal axis. For the second embodiment,
It is shown that the coding efficiency of the third embodiment is improved.

【0035】次に、第4実施例について説明する。Next, a fourth embodiment will be described.

【0036】先に説明した第2実施例、あるいは、第3
実施例では、第1のブロック化回路22において、分割
された画像領域毎に独立に周波数分解が行なわれたが、
図10に示すように、(N+a)画素×(M+a)画素
を分割してブロック化することも考えられる。これを第
4の実施例とする。なお、回路構成自体は図5に示す第
2実施例、あるいは、図8に示す第3実施例と同様であ
るが、第1のブロック化回路22におけるブロック化処
理の方法が異なっている。すなわち、図11(a)に示
すように、分割する際に、図10の網点領域は、オーバ
ーラップして分割する。ただし、aは周波数分解に用い
たフィルタのタップ数である。上記のようにブロック化
した後に、周波数分解回路23において、周波数分解を
行ない、周波数分解後の量子化器設計、および、量子化
は、中央の網のかかっていないN画素×M画素の部分に
ついてのみ行なう(図11(b)参照)。第4実施例に
おいては、符号化の際に隣接するブロックの情報も参照
されるので、第1の画像領域に分割することによるブロ
ック歪を軽減することができる。
The second embodiment described above or the third embodiment
In the embodiment, in the first blocking circuit 22, frequency decomposition is independently performed for each divided image area.
As shown in FIG. 10, it is possible to divide (N + a) pixels × (M + a) pixels into blocks. This is the fourth embodiment. The circuit configuration itself is the same as that of the second embodiment shown in FIG. 5 or the third embodiment shown in FIG. 8, but the method of blocking processing in the first blocking circuit 22 is different. That is, as shown in FIG. 11A, when dividing, the halftone dot areas of FIG. 10 overlap and are divided. However, a is the number of taps of the filter used for frequency decomposition. After blocking as described above, frequency decomposition is performed in the frequency decomposition circuit 23, and the quantizer design after the frequency decomposition and the quantization are performed for the central unshaded N pixel × M pixel portion. Only (see FIG. 11B). In the fourth embodiment, since the information of the adjacent blocks is also referred to at the time of encoding, it is possible to reduce the block distortion due to the division into the first image area.

【0037】本構成をとることにより、符号化効率が向
上する。向上結果を図12に示す。図12の縦軸は、原
画と横軸の符号量で復号した場合の画像との2乗平均誤
差を表している。すなわち、図12は等しい符号量で比
較した図であるので、同じ画質を得るためにはオーバー
ラップ有りの方が符号量が少なくて済むことが判る。
By adopting this configuration, the coding efficiency is improved. The improvement result is shown in FIG. The vertical axis of FIG. 12 represents the root mean square error between the original image and the image when decoded with the code amount on the horizontal axis. That is, since FIG. 12 is a diagram for comparison with the same code amount, it can be seen that the code amount with overlap may be smaller in order to obtain the same image quality.

【0038】なお、上述した第1実施例、第2実施例で
は、第1の画像領域をN×Mの矩形であるとしたが、矩
形に限られるものではない。
In the first and second embodiments described above, the first image area is an N × M rectangle, but the first image area is not limited to a rectangle.

【0039】また、上記のすべての実施例では、周波数
分解回路23において、入力画像領域は図4に示される
ように4つの周波数帯に分解されるとしたが、各周波数
帯をさらに分解しても良い。例えば、図13に示すよう
に、各周波数帯をさらに4分解して、16分解にしても
よい。また、さらに4分解して4n 分解しても良い。ま
た、特定の周波数帯のみ分解することも構わない。例え
ば、図14に示すように、最も低域の周波数帯のみ再度
分解してもよい。また、分解の回数、周波数帯は、以上
に述べた方法には限らない。
Further, in all the above-mentioned embodiments, the input image area is decomposed into four frequency bands in the frequency decomposition circuit 23 as shown in FIG. 4, but each frequency band is further decomposed. Is also good. For example, as shown in FIG. 13, each frequency band may be further decomposed into 4 parts and divided into 16 parts. Further, it may be further decomposed into 4 parts and 4 n parts. It is also possible to decompose only a specific frequency band. For example, as shown in FIG. 14, only the lowest frequency band may be decomposed again. Further, the number of times of decomposition and the frequency band are not limited to those described above.

【0040】また、上記第3実施例では、第2の画像領
域を矩形としたがこれに限らないことは自明である。
In the third embodiment, the second image area is rectangular, but it is obvious that the second image area is not limited to this.

【0041】また、上記各実施例では、周波数分解に用
いるフィルタはQMFであるとしたが、一般にサブバン
ド符号化で用いられているフィルタであれば適応可能で
あり、QMFに限るものではない。さらに、上記の実施
例では、1次元のフィルタを水平、垂直に掛けて、2次
元周波数分解を行なっていたが、2次元のサブバンドフ
ィルタを用いても、同様の効果を得ることができる。
In each of the above embodiments, the filter used for frequency decomposition is QMF, but any filter generally used in subband coding can be applied, and the filter is not limited to QMF. Further, in the above embodiment, the one-dimensional filter is horizontally and vertically applied to perform the two-dimensional frequency decomposition, but the same effect can be obtained by using the two-dimensional sub-band filter.

【0042】また、上記各実施例では、単純な線形量子
化を用いたが、量子化方式はこれに限るものではなく、
量子化方式によらず、同様の効果を得ることができる。
In each of the above embodiments, simple linear quantization is used, but the quantization method is not limited to this.
The same effect can be obtained regardless of the quantization method.

【0043】また、上記各実施例では、すべての周波数
帯域に対して、適応的に量子化ステップ値を与えるとし
たが、特定の周波数帯域に対しては、予め量子化方式を
決定しておいても良い。例えば、最も低域の周波数帯域
の視覚に与える影響が大きいことから、その帯域に対し
ては、8ビットの情報を与える等としてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the quantization step value is adaptively given to all frequency bands, but the quantization method is determined in advance for a specific frequency band. You may stay. For example, since the influence on the visual sense of the lowest frequency band is large, 8-bit information may be given to that band.

【0044】また、上記各実施例では、入力画像領域毎
に、量子化器を設計したが、事前に典型的な画像を用い
て量子化器を設計しておいても良い。この場合、図1の
画像領域分析手段を省略することが可能になり、ハード
ウェアを簡単化できるという効果がある。
In each of the above embodiments, the quantizer is designed for each input image area, but the quantizer may be designed in advance using a typical image. In this case, the image area analyzing means of FIG. 1 can be omitted, and the hardware can be simplified.

【0045】また、上記各実施例では、量子化のみによ
る符号化であったが、量子化を行なった後、エントロピ
ー符号化を行なう、また、各周波数帯ごとに、DPCM
(差分パルス符号変調)や、DCT(離散コサイン変
換)、BTC(ブロックトランケーション符号化)等の
従来から存在する符号化を行なうこにより、各周波数帯
域に残存する冗長度を抑圧することが可能である。この
場合には、符号化効率が更に向上する。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the encoding is performed only by the quantization, but after the quantization is performed, the entropy coding is performed, and the DPCM is performed for each frequency band.
By performing existing encoding such as (differential pulse code modulation), DCT (discrete cosine transform), and BTC (block truncation encoding), it is possible to suppress the redundancy remaining in each frequency band. is there. In this case, the coding efficiency is further improved.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、 (1)符号量が変化するエントロピー符号化を用いる必
要がないため、符号化における演算量は、ブロック化回
路、周波数分解回路、画像領域分析回路、量子化器設計
回路、および、量子化回路のそれぞれににおいて、常に
一定の値をとることができる。そのため、符号化処理時
間を予め、設定、あるいは、予測することができる。
As described above, according to the present invention, (1) since it is not necessary to use entropy coding in which the code amount changes, the calculation amount in the coding is the blocking circuit, the frequency decomposition circuit, In each of the image area analysis circuit, the quantizer design circuit, and the quantizer circuit, a constant value can always be taken. Therefore, the encoding processing time can be set or predicted in advance.

【0047】(2)量子化器設計回路で、総符号量が一
定になるように量子化器を設計できるため、符号量を一
定に制御できる。
(2) Since the quantizer design circuit can design the quantizer so that the total code amount becomes constant, the code amount can be controlled to be constant.

【0048】(3)入力画像を2次元周波数に分解し、
その周波数帯域ごとに整合した量子化を行なうことがで
きるため、本発明で示した量子化のみによる符号化でも
十分な符号化効率を上げることができる。
(3) The input image is decomposed into two-dimensional frequencies,
Since it is possible to perform the matched quantization for each frequency band, it is possible to sufficiently improve the coding efficiency even by the coding only by the quantization shown in the present invention.

【0049】(4)本発明では、サブバンド符号化によ
って、入力画像情報をフィルタによって帯域分割し、量
子化するだけであるので、符号情報中には入力画像情報
の位置情報が保持されている。そのため、符号情報のま
までの画像の編集が容易である。
(4) In the present invention, since the input image information is only band-divided by the filter and quantized by the sub-band coding, the position information of the input image information is held in the code information. . Therefore, it is easy to edit the image with the code information as it is.

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

【図1】 本発明の作用を説明するための原理的ブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a principle block diagram for explaining the operation of the present invention.

【図2】 本発明の第1実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図3】 入力画像情報の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of input image information.

【図4】 周波数分解回路における分解形態を示す説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a decomposition mode in a frequency decomposition circuit.

【図5】 本発明の第2実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】 ブロック化回路の動作説明図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the block circuit.

【図7】 量子化器を局所領域で整合させた結果を示す
グラフである。
FIG. 7 is a graph showing a result of matching the quantizer in a local region.

【図8】 本発明の第3実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図9】 量子化器をクラス毎に整合させた結果であ
る。
FIG. 9 is a result of matching the quantizer for each class.

【図10】 本発明の第2実施例におけるブロックを示
す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing blocks in the second embodiment of the present invention.

【図11】 隣接するブロックがオーバーラップしてい
る状態を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state in which adjacent blocks overlap each other.

【図12】 オーバーラップしてブロック化した場合の
効果を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the effect of overlapping and blocking.

【図13】 周波数分解回路における他の分解形態を示
す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing another decomposition mode of the frequency decomposition circuit.

【図14】 周波数分解回路における更に他の分解形態
を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing still another decomposition mode of the frequency decomposition circuit.

【図15】 符号量制御を行う従来の符号化装置の構成
例を示すブロック図である。
[Fig. 15] Fig. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional encoding device that performs code amount control.

【図16】 符号量制御を行う従来の符号化装置の他の
構成例を示すブロック図である。
[Fig. 16] Fig. 16 is a block diagram illustrating another configuration example of a conventional encoding device that performs code amount control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力画像信号、2,4…画像領域分割手段、3…周
波数分解手段、5…画像領域分析手段、6…量子化器設
計手段、7…量子化手段、8…画像記憶手段、21…入
力画像情報、22…ブロック化回路、23…周波数分解
回路、24…ブロック化回路、25…画像領域分析回
路、26…量子化器設計回路、27…量子化回路、28
…メモリ回路、29…符号情報、201…入力画像情
報、202…ブロック化回路、203…DCT回路、2
04…メモリ回路、205…量子化回路、206…可変
長符号化回路、207…量子化ステップ測定・推定回
路、211…入力画像情報、212…ブロック化回路、
213…DCT回路、214…量子化ステップ推定回
路、215…量子化回路、216…可変長符号化回路
1 ... Input image signal, 2, 4 ... Image area dividing means, 3 ... Frequency decomposition means, 5 ... Image area analyzing means, 6 ... Quantizer designing means, 7 ... Quantizing means, 8 ... Image storing means, 21 ... Input image information, 22 ... Blocking circuit, 23 ... Frequency decomposition circuit, 24 ... Blocking circuit, 25 ... Image area analysis circuit, 26 ... Quantizer design circuit, 27 ... Quantization circuit, 28
... memory circuit, 29 ... code information, 201 ... input image information, 202 ... blocking circuit, 203 ... DCT circuit, 2
04 ... Memory circuit, 205 ... Quantization circuit, 206 ... Variable length coding circuit, 207 ... Quantization step measurement / estimation circuit, 211 ... Input image information, 212 ... Blocking circuit,
213 ... DCT circuit, 214 ... Quantization step estimation circuit, 215 ... Quantization circuit, 216 ... Variable length coding circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像信号を記憶する画像記憶手段と、 前記画像記憶手段に記憶されている画像に対して周波数
分解を行い帯域信号に変換する周波数分解手段と、 前記周波数分解手段により周波数分解された帯域信号に
基づいて一定量に量子化できるパラメータを設定する量
子化設定手段と、 前記量子化設定手段により設定されたパラメータに基づ
いて前記周波数分解手段により周波数分解された帯域信
号に対して量子化を行う量子化手段とを具備したことを
特徴とするサブバンド画像符号化装置。
1. An image storage unit for storing an image signal, a frequency decomposition unit for performing frequency decomposition on an image stored in the image storage unit to convert it into a band signal, and frequency decomposition by the frequency decomposition unit. A quantization setting means for setting a parameter that can be quantized to a constant amount based on the band signal, and a quantum for the band signal frequency-decomposed by the frequency decomposition means based on the parameter set by the quantization setting means. A subband image coding apparatus, comprising: a quantizing means for performing coding.
【請求項2】 前記画像記憶手段に記憶されている画像
に対して複数の画像領域に分割する画像ブロック化手段
を具備し、 前記周波数分解手段は、前記画像ブロック化手段により
分割された画像に対して周波数分解を行い帯域信号に変
換するものであることを特徴とする請求項1記載のサブ
バンド画像符号化装置。
2. An image blocking unit that divides an image stored in the image storage unit into a plurality of image regions, wherein the frequency decomposition unit divides the image into images divided by the image blocking unit. The sub-band image coding apparatus according to claim 1, wherein the sub-band image coding apparatus performs frequency decomposition on the other hand to convert into a band signal.
【請求項3】 画像信号を記憶する画像記憶手段と、 前記画像記憶手段に記憶されている画像に対して周波数
分解を行い帯域信号に変換する周波数分解手段と、 前記周波数分解手段により周波数分解された帯域信号に
対して複数の領域に分割する帯域信号ブロック化手段
と、 前記帯域信号ブロック化手段により分割された帯域信号
に対してクラス分けする帯域信号分析手段と、 前記帯域信号分析手段によりクラス分けされた帯域信号
に基づき、前記帯域信号ブロック化手段により分割され
た領域毎に一定量で量子化するパラメータを設定する量
子化設定手段と、 前記量子化設定手段により設定されたパラメータに基づ
いて前記帯域信号ブロック化手段により分割された帯域
信号に対して量子化を行う量子化手段とを具備したこと
を特徴とするサブバンド画像符号化装置。
3. An image storage unit for storing an image signal, a frequency decomposition unit for performing frequency decomposition on an image stored in the image storage unit to convert it into a band signal, and frequency decomposition by the frequency decomposition unit. Band signal blocking means for dividing the band signal into a plurality of regions, band signal analyzing means for classifying the band signal divided by the band signal blocking means, and class by the band signal analyzing means. Based on the divided band signal, based on the parameter set by the quantization setting means for setting a parameter for quantizing a fixed amount for each area divided by the band signal blocking means, And a quantizing means for quantizing the band signal divided by the band signal blocking means. Subband image coding apparatus.
【請求項4】 前記画像記憶手段に記憶されている画像
に対して複数の画像領域に分割する画像ブロック化手段
を具備し、 前記周波数分解手段は、前記画像ブロック化手段により
分割された画像に対して周波数分解を行い帯域信号に変
換するものであることを特徴とする請求項3記載のサブ
バンド画像符号化装置
4. An image blocking unit that divides an image stored in the image storage unit into a plurality of image regions, wherein the frequency decomposition unit divides the image into images divided by the image blocking unit. 4. The sub-band image encoding device according to claim 3, wherein the sub-band image encoding device converts the signal into a band signal by frequency decomposition.
【請求項5】 前記画像ブロック化手段は、隣接する領
域と重なりを持つように前記画像記憶手段に記憶されて
いる画像に対して一定の画像領域に分割するものである
ことを特徴とする請求項2又は請求項4記載のサブバン
ド画像符号化装置。
5. The image blocking means divides an image stored in the image storage means into a predetermined image area so as to overlap with an adjacent area. The subband image encoding device according to claim 2 or 4.
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