JPH0669812A - 情報圧縮符号化装置及び情報伸長復号化装置 - Google Patents

情報圧縮符号化装置及び情報伸長復号化装置

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JPH0669812A
JPH0669812A JP4244120A JP24412092A JPH0669812A JP H0669812 A JPH0669812 A JP H0669812A JP 4244120 A JP4244120 A JP 4244120A JP 24412092 A JP24412092 A JP 24412092A JP H0669812 A JPH0669812 A JP H0669812A
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JP
Japan
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pattern
encoding
decoding
significant
Prior art date
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Application number
JP4244120A
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English (en)
Inventor
Yasuhiko Teranishi
康彦 寺西
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成で高能率の符号化復号化を行う。 【構成】 ブロック分割手段1の出力をDCT変換器2
と量子化手段3とを介した後、非有意係数のパターンマ
ッチング処理を行う“0”パターン検出手段4と、可変
長符号化手段5と、伝送路6と、逆パターンマッチング
処理を行う“0”パターン復号化手段7と、可変長符号
化手段8と、逆量子化手段9と、逆DCT変換器10
と、画面合成手段11とによりなる符号化復号化装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は音声や画像等の高能率符
号化復号化を行う情報圧縮符号化装置及び情報伸長復号
化装置装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】画像や音声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
としては、例えばDCT(ディスクリート・コサイン・
トランスフォーメーション)が用いられる。また、画像
情報に対しては2次元DCTが用いられることが多い。
(DCT、2次元DCTについては、原島博監修、テレ
ビジョン学会編、「画像情報圧縮」、オーム社(199
1)、p.104参照。以下では文献1と表す。)以下
に、2次元DCTを用いた符号化法の一例を述べる。ま
ず画像を4画素×4画素からなるブロックに分割し、各
ブロックに対し2次元DCTを行って、その結果の変換
係数F(u,v);u,v=0,1,2,3の組を得
る。この変換係数の組を仮想的に図6のように配置する
ものとする。同図に図示すようにF(0,0)からF
(3,3)まで順に配置される。F(0,0)は直流変
換係数と呼ばれ、その他の係数は交流変換係数と呼ばれ
る。同図に矢印で図示したように、交流変換係数は右下
にいくにつれて高い空間周波数成分を表すように配置さ
れている。次にこのように得られた変換係数を、例えば
高周波成分の変換係数は粗い量子化ステップで、低周波
成分の変換係数は細かい量子化ステップで再量子化す
る。再量子化された変換係数は、ハフマン符号等の可変
長符号を利用して順次、符号化される。
【0003】再量子化後の符号化の方法としては、この
ようにすべての変換係数を単純にハフマン符号化する方
法の他に、さらに高能率符号化できる方法として、文献
1、p.200に述べられている方法がある。その方法
の特徴的な部分を要約して以下に述べる。まず、図6の
ように仮想的に配置した変換係数の組のうち交流変換係
数を図7に示すようにジグザグに走査し、その順に再量
子化して得られた係数を符号化する。符号化は次のよう
に行う。まず値が0でない係数(以下では有意係数と呼
ぶ)とその直前のすでに符号化済みの有意係数との間
の、値が0の係数(以下では非有意係数と呼ぶ)の個数
を求め、これをラン長とする。ラン長が0の場合、その
有意係数の値をハフマン符号化する。ラン長が1以上の
場合は、ラン長の符号が次に続くことを示す符号とラン
長をハフマン符号化した符号を出力し、その後有意係数
の値をハフマン符号化する。さらに図7のように走査し
た時の最後の有意係数の符号化を完了したならばブロッ
ク終了を表す符号を出力する。
【0004】あるいは、文献1のp.290にJPEG
(ジョイント・フォトグラフィック・エキスパーツ・グ
ループ)方式として述べられているように非有意係数の
ラン長と有意係数の値を組み合わせて2次元ハフマン符
号化する方法もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上の方法のうち、最
初に述べた単純に変換係数の値を可変長符号化する方法
では、非有意係数についてもすべて値0を可変長符号化
する必要があり、符号化効率が比較的劣る。また次に述
べた、非有意係数のラン長を利用する方法でも変換係数
の位置と値の冗長性を完全に除いたわけではなく、さら
に符号化効率を高めることのできる簡便な方法が望まれ
ていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため以下の構成を提供するものである。
【0007】情報信号に対し直交変換を施して得た第1
の変換係数を出力する変換手段と、該第1の変換係数に
所定の量子化を施して得た第2の変換係数を出力する量
子化手段と、該第2の変換係数に係る第1の非有意係数
のパターンと略一致すると共に該第1の非有意係数のパ
ターンを含む特定の第2の非有意係数のパターンに応じ
た第1の符号語を生成する第1の符号化手段と、該第1
の符号化手段で符号化されていない該第2の変換係数を
符号化して第2の符号語を生成する第2の符号化手段と
を有することを特徴とする情報圧縮符号化装置。
【0008】請求項1に記載した情報圧縮符号化装置に
対する情報伸長復号化装置であって、上記第1の符号語
と上記第2の符号語に基づいて復号する復号化手段を有
することを特徴とする情報伸長復号化装置。
【0009】
【実施例】図1は本発明に係る符号化復号化装置の一実
施例のブロック図、図2は量子化手段の出力を説明する
ための概念図、図3,図4は“0”パターン検出手段が
予め供えている非有意係数の位置パターンを説明するた
めの概念図、図5は可変長符号化手段の符号化処理を説
明するための概念図である。以下図面を参照しつつ実施
例を説明する。
【0010】図1において、符号化復号化装置は符号側
の構成1〜5と伝送路6と復号側の構成7〜11とによ
りなる。符号側より説明するに、デジタル信号である入
力画像情報信号aaが4画素×4画素からなるブロック
に分割するブロック分割手段1に供給され、その出力信
号(情報信号)がブロック毎に2次元DCTを施すDC
T変換器2(変換手段)に供給される。
【0011】そして、2次元DCTの結果の変換係数F
(u,v);u,v=0,1,2,3の組(第1の変換
係数)を得る。この変換係数の組を仮想的に図6のよう
に配置するものとする。更に、その変換係数が量子化手
段3にて所定の方法により再量子化され、その結果、図
2(A)(あるいは同図(B))の配列が得られたとす
る。この再量子化された変換係数(第2の変換係数)を
“0”パターン検出手段4(第1の符号化手段)と可変
長符号化手段5(第2の符号化手段)とを用いて以下の
ように符号化する。
【0012】まず、“0”パターン検出手段4では、同
図(A)(あるいは同図(B))の配列から非有意係数
の位置パターンを抜き出し、同図(C)(あるいは同図
(D))のパターン(第1の非有意係数のパターン)を
得ている。尚、同図(C)(あるいは同図(D))でハ
ッチした部分が非有意係数の位置を示している。
【0013】一方、あらかじめ非有意係数位置パターン
(第2の非有意係数のパターン)として図3(A)〜
(D)及び図4(A)〜(D)の位置パターンを“0”
パターン検出手段4は用意しており、これら位置パター
ンは統計的な処理を経た発生確率の高い代表的なもので
ある。尚、図3,4でハッチした部分が非有意係数の位
置である。そして、夫々のパターンに3ビットの符号語
として図3,4に示すような000〜111を“0”パ
ターン検出手段4は割り当てている。
【0014】そして、図2(C)(あるいは同図
(D))に図示する非有意係数の位置パターンは、図
3,4の位置パターンと比較され、それらのパターンの
内から図2(C)(あるいは同図(D))に図示するの
非有意係数の位置パターンに含まれない部分(図中、ハ
ッチされていない部分)に非有意係数位置(図3,4の
ハッチしている部分)がなく、図2(C)(あるいは同
図(D))の非有意係数の位置パターンに含まれる部分
(図中、ハッチしている部分)に最も多くかあるいはそ
れに近い数の非有意係数位置(図3,4のハッチしてい
る部分)を持つものを“0”パターン検出手段4は選択
出力する。
【0015】この選択出力処理を行なうハード・ウエア
は、図2(C)(あるいは同図(D))の非有意係数の
位置をアドレス入力とし、図3,4の位置パターンを出
力とするROM(リード・オンリー・メモリー)を用意
することで実現できる。あるいは、図3,4の位置パタ
ーンが、一番上の行は右から0番目(非有意係数位置が
ないことを表すものとする)かあるいは一番目の位置が
非有意係数位置であり、二番目の行は右から0番、一番
あるいは二番目までの位置が、三番めの行は右から一
番、二番、三番、あるいは四番目までの位置が、四番め
の行は右から二番、三番、あるいは四番目までの位置が
非有意係数位置であるから、各行の0番〜四番をそれぞ
れ1ビット、2ビット、2ビット、2ビットで表すこと
にすれば、合計7ビットで上記ROMアドレスを表すこ
とができるのでハード・ウエアの簡単化が可能である。
【0016】ここでは、図2(C)に対して図4(A)
(あるいは図2(D)に対して図4(D))のパターン
が選択される。従って、符号語100(あるいは11
1)が出力される。このようにして、再量子化された変
換係数の非有意係数であって、予め用意されたパターン
に該当する非有意係数が“0”パターン検出手段4で符
号化される。
【0017】次に、可変長符号化手段5にて、図2
(A)(あるいは図2(B))の配列から図4(A)
(あるいは図4(D))のハッチした位置にある非有意
係数を除いて、残りの変換係数(図5(A)(あるいは
図5(B))のハッチしていない位置の係数)について
符号化を行う。符号化は、図5(A)(あるいは図5
(B))の一番上の行の左側から順に前記残りの変換係
数を次のように読み出す。
【0018】 A,C,0,D,B,0,0,0,E,F −−−
(1) (あるいはA,C,B,D −−−
(2))そして、読み出した変換係数の値を順に、非有
意係数の値0も含めてハフマン符号等の可変長符号化す
る。あるいは非有意係数については従来例のようなラン
長を利用した符号化を行っても良い。
【0019】以上の結果、伝送する符号は3ビットの符
号語100(あるいは111)と(1)(あるいは
(2))の数値列を可変長符号化した符号語とである。
3ビットの符号語を可変長符号化した符号より前のタイ
ミングで伝送することにより、符号化側、復号化側とも
に可変長符号化した符号の数を知ることができる(例え
ば、3ビットの符号語が100の時の可変長符号化した
符号の数は、図4(A)のハッチしていない部分の数に
相当する10ケである)から、ブロック終了を表す符号
は必ずしも伝送する必要はない。
【0020】このようにして得た符号化信号5aが伝送
路6を介して復号側の“0”パターン復号化手段7に供
給される。この伝送路6は符号化復号化装置がデジタル
VTRである場合は磁気テープ記録再生系であり、ま
た、光磁気記録再生装置である場合は光記録再生系であ
る。尚、符号化復号化装置を画像情報圧縮符号化装置と
画像情報伸長復号化装置に分けて考えても良く、係る場
合、記録・再生専用機であっても良い。また、伝送路6
は電波であっても良い。
【0021】復号側では、“0”パターン復号化手段7
にて3ビットの符号語100(あるいは111)を復号
して図4(A)(あるいは図4(D))の仮想的な非有
意係数の位置パターンを用意する。
【0022】次に、可変長復号化手段8にて、(1)
(あるいは(2))の数値列を可変長符号化した符号語
を復号し(1)(あるいは(2))の数値列を得て、一
つ一つの数値を図4(A)(あるいは図4(D))のハ
ッチされていない位置にはめ込んでいく。その結果、図
2(A)(あるいは図2(B))の配列が再現して得た
信号を逆量子化手段9に供給する。
【0023】そして、量子化手段3,DCT変換器2と
夫々相補的な関係にある逆量子化手段9,逆DCT変換
器10を介して4画素×4画素からなる画像データのブ
ロックが得られ、これを画面合成手段11にて再合成し
て得た出力画像情報信号bbを図示せぬ伝送路に出力す
る。
【0024】尚、以上の実施例では図3,4のパターン
に対し3ビットの固定長の符号語を割り当てたが、符号
語として可変長符号を用いても良いことはもちろんであ
る。
【0025】また,代表的な非有意係数の位置パターン
として必ずしも図3,4のパターンを用いる必要のない
ことは勿論であり、例えば出現確率の高い順に複数個の
パターンを用いる方法などが考えられる。
【0026】さらに本実施例では、図2(C)の非有意
係数の位置パターンに含まれる部分に最も多く非有意係
数位置を持つパターンとして図4(A)のパターンを選
択したが、ハード・ウエアを簡単化するために、非有意
係数の数が最も多くはないがそれに近い図4(C)を選
択するようにしても良い。また従来例のように直流変換
係数だけは別の符号化を行う構成にすることも可能であ
る。
【0027】
【発明の効果】上述したように本発明の構成によれば、
直交変換の結果として得られた変換係数を再量子化した
のちの変換係数の内、非有意変換係数のほとんどをあら
かじめ用意した代表的な非有意係数の位置パターンであ
る第2の位置パターンのうちの一つで表し、そのパター
ンに含まれる非有意係数を除いた他の変換係数を所定の
方法により符号化して得られた符号語と、前記代表的な
非有意係数の位置パターンのうちの一つを表す符号語と
を伝送する構成にしたので、更に高能率の符号化が行え
且つ符号化のためのハード・ウエアがそれほど複雑にな
らない情報圧縮符号化装置を提供できるという効果があ
る。
【0028】また、第1の符号語と第2の符号語に基づ
いて復号する復号化手段を有するので、上記情報圧縮符
号化装置に対応した情報伸長復号化装置を提供できると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る符号化復号化装置の一実施例のブ
ロック図である。
【図2】量子化手段の出力を説明するための概念図であ
る。
【図3】“0”パターン検出手段が予め供えている非有
意係数の位置パターンを説明するための概念図である。
【図4】“0”パターン検出手段が予め供えている非有
意係数の位置パターンを説明するための概念図である。
【図5】可変長符号化手段の符号化処理を説明するため
の概念図である。
【図6】2次元DCTを説明するための概念図である。
【図7】ジグザグに走査を説明するための概念図であ
る。
【符号の説明】
2 DCT変換器(変換手段) 3 量子化手段 4 “0”パターン検出手段(第1の符号化手段) 5 可変長符号化手段(第2の符号化手段) 7 “0”パターン復号化手段(復号化手段) 8 可変長復号化手段(復号化手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報信号に対し直交変換を施して得た第1
    の変換係数を出力する変換手段と、 該第1の変換係数に所定の量子化を施して得た第2の変
    換係数を出力する量子化手段と、 該第2の変換係数に係る第1の非有意係数のパターンと
    略一致すると共に該第1の非有意係数のパターンを含む
    特定の第2の非有意係数のパターンに応じた第1の符号
    語を生成する第1の符号化手段と、 該第1の符号化手段で符号化されていない該第2の変換
    係数を符号化して第2の符号語を生成する第2の符号化
    手段とを有することを特徴とする情報圧縮符号化装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載した情報圧縮符号化装置に
    対する情報伸長復号化装置であって、 上記第1の符号
    語と上記第2の符号語に基づいて復号する復号化手段を
    有することを特徴とする情報伸長復号化装置。
JP4244120A 1992-08-20 1992-08-20 情報圧縮符号化装置及び情報伸長復号化装置 Pending JPH0669812A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7668381B2 (en) 2004-10-22 2010-02-23 Panasonic Corporation Decoding apparatus and encoding apparatus with specific bit sequence deletion and insertion
JP2012500508A (ja) * 2008-08-15 2012-01-05 トムソン ライセンシング 係数ブロックにおける有意な係数の位置の符号化によるビデオ符号化

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US7668381B2 (en) 2004-10-22 2010-02-23 Panasonic Corporation Decoding apparatus and encoding apparatus with specific bit sequence deletion and insertion
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