JPH0738894A - 画像符号化装置 - Google Patents
画像符号化装置Info
- Publication number
- JPH0738894A JPH0738894A JP5199068A JP19906893A JPH0738894A JP H0738894 A JPH0738894 A JP H0738894A JP 5199068 A JP5199068 A JP 5199068A JP 19906893 A JP19906893 A JP 19906893A JP H0738894 A JPH0738894 A JP H0738894A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- maximum value
- step width
- quantization step
- quantization
- coefficients
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レンジオーバーが生じないような量子化ステ
ップ幅で量子化して、精度良く符号化する。 【構成】 直交変換手段(1)と、最大値検出手段
(3)と、量子化ステップ算出手段(7)と、量子化ス
テップ幅選択手段(9)と、量子化手段(14)と、を
有することを特徴とする。
ップ幅で量子化して、精度良く符号化する。 【構成】 直交変換手段(1)と、最大値検出手段
(3)と、量子化ステップ算出手段(7)と、量子化ス
テップ幅選択手段(9)と、量子化手段(14)と、を
有することを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル処理により画
像信号を符号化する画像符号化装置に関し、特に、その
符号化量子化装置に関する。
像信号を符号化する画像符号化装置に関し、特に、その
符号化量子化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル表現された画像データを伝送
または蓄積する場合、データ量を削減するために画像符
号化する方法が用いられる。画像符号化の方法として
は、画像情報の時間的または空間的相関性を利用して冗
長度を少なくするものがある。時間的相関性を利用する
方法として、2画面(フレーム)の差分を符号化した
り、画像の動きを検出して動き補償をかけたりするもの
がある。また、空間的相関性を利用する方法として、画
像を所定の大きさのブロックに分けて、ブロック内のデ
ータを直交変換し、その係数を符号化に用いる方法があ
る。テレビ電話やテレビ会議のための画像符号化方式に
関する勧告として、CCITTの定めたH−261勧
告”Video Codec for Audiovisual Services at p × 6
4 kbps”においては上記2つの方法を併用するものとな
っている。
または蓄積する場合、データ量を削減するために画像符
号化する方法が用いられる。画像符号化の方法として
は、画像情報の時間的または空間的相関性を利用して冗
長度を少なくするものがある。時間的相関性を利用する
方法として、2画面(フレーム)の差分を符号化した
り、画像の動きを検出して動き補償をかけたりするもの
がある。また、空間的相関性を利用する方法として、画
像を所定の大きさのブロックに分けて、ブロック内のデ
ータを直交変換し、その係数を符号化に用いる方法があ
る。テレビ電話やテレビ会議のための画像符号化方式に
関する勧告として、CCITTの定めたH−261勧
告”Video Codec for Audiovisual Services at p × 6
4 kbps”においては上記2つの方法を併用するものとな
っている。
【0003】図4に画像符号化装置の構成例を示す。入
力された画像信号は、フレーム内符号化の場合には、直
接に離散コサイン変換(DCT)12に送られて、直交
変換され、その変換係数は、ジグザグ変換(ZZ)13
で送出順序を変換され、量子化14、可変長符号化(V
LC)15で符号化された後、送信バッファメモリ16
を介して出力される。一方、フレーム間符号化の場合に
は、入力画像信号は予測フレームメモリ21から読出さ
れた1フレーム前の再生画像との動き補償を動き補償2
2でとられ、差分信号がDCT、ZZ、量子化、VLC
処理後、バッファメモリを介して送出される。また、量
子化処理されたデータ12は逆量子化18、逆ZZ1
9、逆DCT20で処理された後、予測フレームを構成
するために用いられる。
力された画像信号は、フレーム内符号化の場合には、直
接に離散コサイン変換(DCT)12に送られて、直交
変換され、その変換係数は、ジグザグ変換(ZZ)13
で送出順序を変換され、量子化14、可変長符号化(V
LC)15で符号化された後、送信バッファメモリ16
を介して出力される。一方、フレーム間符号化の場合に
は、入力画像信号は予測フレームメモリ21から読出さ
れた1フレーム前の再生画像との動き補償を動き補償2
2でとられ、差分信号がDCT、ZZ、量子化、VLC
処理後、バッファメモリを介して送出される。また、量
子化処理されたデータ12は逆量子化18、逆ZZ1
9、逆DCT20で処理された後、予測フレームを構成
するために用いられる。
【0004】図5は、量子化ステップ制御の従来例であ
る。図4の中のDCTから送信バッファまでの間に量子
化の制御機構を加えて示したものである。量子化は、送
信バッファメモリの蓄積量、伝送レート、フレームスキ
ップ数等をパラメータとして符号化制御部17で適応的
に行われる。
る。図4の中のDCTから送信バッファまでの間に量子
化の制御機構を加えて示したものである。量子化は、送
信バッファメモリの蓄積量、伝送レート、フレームスキ
ップ数等をパラメータとして符号化制御部17で適応的
に行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の画像符号化装置において、量子化ステップ幅が十
分小さく、また直交変換係数が大きい場合、すべてのダ
イナミックレンジを表現できないという問題がある。例
えば直交変換係数が12ビットで表され量子化により8
ビットに丸める場合、量子化ステップ幅が最小の2をと
った場合、10ビット目以上は表現できないということ
になる。つまり直交変換係数が±256以上では、量子
化結果が±128以上となってしまう。このような状態
の場合は±127にクリッピングすることで対処してい
たが、直交変換係数が大きいという状態は、特にイント
ラブロックのDC成分、あるいはAC成分の第1項、第
2項といった画像情報の集中した低周波領域に多くみら
れ、クリッピングすることによる画質劣化、また隣接ブ
ロック間で画質差が生じてしまうといった問題が発生す
ることがわかった。
従来の画像符号化装置において、量子化ステップ幅が十
分小さく、また直交変換係数が大きい場合、すべてのダ
イナミックレンジを表現できないという問題がある。例
えば直交変換係数が12ビットで表され量子化により8
ビットに丸める場合、量子化ステップ幅が最小の2をと
った場合、10ビット目以上は表現できないということ
になる。つまり直交変換係数が±256以上では、量子
化結果が±128以上となってしまう。このような状態
の場合は±127にクリッピングすることで対処してい
たが、直交変換係数が大きいという状態は、特にイント
ラブロックのDC成分、あるいはAC成分の第1項、第
2項といった画像情報の集中した低周波領域に多くみら
れ、クリッピングすることによる画質劣化、また隣接ブ
ロック間で画質差が生じてしまうといった問題が発生す
ることがわかった。
【0006】本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、
レンジオーバーが発生しないような量子化ステップ幅で
量子化を行うことで符号化を精度良く行うことが可能な
画像符号化装置を提供することを目的とする。
レンジオーバーが発生しないような量子化ステップ幅で
量子化を行うことで符号化を精度良く行うことが可能な
画像符号化装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は請求項1に記載のように、最大値検出手
段、量子化ステップ幅算出手段、量子化ステップ幅選択
手段を設ける。
めに、本発明は請求項1に記載のように、最大値検出手
段、量子化ステップ幅算出手段、量子化ステップ幅選択
手段を設ける。
【0008】
【作用】送信バッファメモリ蓄積量、伝送レート、フレ
ームスキップ数等より適応的に得られた量子化ステップ
幅(QS1)が、前記量子化ステップ幅算出手段より得
られたレンジオーバー回避可能な量子化ステップ幅(Q
S2)より大きい場合は、量子化ステップ幅選択部によ
り(QS1)が選択され、量子化が行われる。また逆に
(QS2)が大きい場合は、(QS2)が選択されるの
で適応的な量子化ステップ幅で量子化を行うことが可能
で、レンジオーバーが発生しそうな場合は量子化ステッ
プ幅を大きくとり、レンジオーバーを防ぐことができ
る。
ームスキップ数等より適応的に得られた量子化ステップ
幅(QS1)が、前記量子化ステップ幅算出手段より得
られたレンジオーバー回避可能な量子化ステップ幅(Q
S2)より大きい場合は、量子化ステップ幅選択部によ
り(QS1)が選択され、量子化が行われる。また逆に
(QS2)が大きい場合は、(QS2)が選択されるの
で適応的な量子化ステップ幅で量子化を行うことが可能
で、レンジオーバーが発生しそうな場合は量子化ステッ
プ幅を大きくとり、レンジオーバーを防ぐことができ
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図1〜図3
を用いて、説明する。
を用いて、説明する。
【0010】図1は、実施例の画像符号化装置のDC
T、ZZ、量子化部分のブロック図である。ブロック分
割された画像信号は、離散コサイン変換回路(DCT)
1に入力され、直交変換される。1つのブロックが縦8
個、横8個の画素から構成されているとすると、DCT
から出力される係数も64個である。係数が12ビット
で表現されているものとする。この係数はダブルバッフ
ァ等で構成されたジグザグ変換(ZZ)回路2で、ジグ
ザグ順に並び替えられて出力される。一方、最大値検出
回路(MAX)3により、変換係数の中から最大値を検
出する。この時、64個の係数全部の中から最大値を検
出してもよいし、所定の係数の中から最大値を検出して
もよい。当該検出する対象範囲の設定例を図3に示す。
タイミングチャートの‘H’で示された部分が有効範囲
である。ブロック内の64個の全係数を検出対象範囲と
する場合と、DC成分及び所定数のAC成分を検出対象
範囲とする場合と、DC成分を除いた所定数のAC成分
を検出範囲とする場合を示してある。上記いずれを検出
対象範囲とするかはモード1信号5によって外部から設
定可能である。また、全係数を検出対象範囲としない場
合の所定数も所定数信号6により設定可能である。
T、ZZ、量子化部分のブロック図である。ブロック分
割された画像信号は、離散コサイン変換回路(DCT)
1に入力され、直交変換される。1つのブロックが縦8
個、横8個の画素から構成されているとすると、DCT
から出力される係数も64個である。係数が12ビット
で表現されているものとする。この係数はダブルバッフ
ァ等で構成されたジグザグ変換(ZZ)回路2で、ジグ
ザグ順に並び替えられて出力される。一方、最大値検出
回路(MAX)3により、変換係数の中から最大値を検
出する。この時、64個の係数全部の中から最大値を検
出してもよいし、所定の係数の中から最大値を検出して
もよい。当該検出する対象範囲の設定例を図3に示す。
タイミングチャートの‘H’で示された部分が有効範囲
である。ブロック内の64個の全係数を検出対象範囲と
する場合と、DC成分及び所定数のAC成分を検出対象
範囲とする場合と、DC成分を除いた所定数のAC成分
を検出範囲とする場合を示してある。上記いずれを検出
対象範囲とするかはモード1信号5によって外部から設
定可能である。また、全係数を検出対象範囲としない場
合の所定数も所定数信号6により設定可能である。
【0011】次に、設定された検出対象範囲での変換係
数の最大値は量子化ステップ幅算出回路(QSTEP)
7に入力される。外部よりレンジオーバーを禁止する
か、あるいは所定ビット数のレンジオーバーは許容する
かのモード2信号8が量子化ステップ幅算出回路(QS
TEP)7に入力される。図2に示した内容で量子化ス
テップ幅(QS2)が決定され、量子化ステップ幅選択
回路(QS−SEL)9に出力される。
数の最大値は量子化ステップ幅算出回路(QSTEP)
7に入力される。外部よりレンジオーバーを禁止する
か、あるいは所定ビット数のレンジオーバーは許容する
かのモード2信号8が量子化ステップ幅算出回路(QS
TEP)7に入力される。図2に示した内容で量子化ス
テップ幅(QS2)が決定され、量子化ステップ幅選択
回路(QS−SEL)9に出力される。
【0012】また、図5により説明した送信バッファ蓄
積量から適応的に得られた量子化ステップ幅(QS1)
も量子化ステップ幅選択回路(QS−SEL)9に入力
される。量子化ステップ幅選択回路では、QS1、QS
2のうち絶対値の小さい方が選択されて量子化回路10
に出力される。変換係数はレンジオーバー許容モードに
よって量子化されて、量子化後レンジオーバーした場合
にはクリッピング回路(CLIPP)11によって8ビ
ットに制限される。以上の動作により、レンジオーバー
も考慮した最適な量子化が可能となる。
積量から適応的に得られた量子化ステップ幅(QS1)
も量子化ステップ幅選択回路(QS−SEL)9に入力
される。量子化ステップ幅選択回路では、QS1、QS
2のうち絶対値の小さい方が選択されて量子化回路10
に出力される。変換係数はレンジオーバー許容モードに
よって量子化されて、量子化後レンジオーバーした場合
にはクリッピング回路(CLIPP)11によって8ビ
ットに制限される。以上の動作により、レンジオーバー
も考慮した最適な量子化が可能となる。
【0013】図3の様に変換係数の最大値検出の対象範
囲を設定する効果は次のとおりである。DC成分と所定
数のAC成分だけを検出対象範囲とする場合は画質に最
も影響の大きい成分だけのレンジオーバーを回避するた
めに有効である。DC成分と低周波AC成分のレンジオ
ーバーによる画質劣化が最も悪影響を及ぼすことが画質
評価の結果判明した。また、H.261の勧告によれ
ば、フレーム内の符号化の場合のDC成分は量子化ステ
ップ幅8で量子化されることが定められている。従っ
て、フレーム内符号化のDC成分はレンジオーバー検出
の対象とする必要がない。最大値検出対象範囲からDC
成分を除外するのはフレーム内符号化の場合に用いると
有効である。
囲を設定する効果は次のとおりである。DC成分と所定
数のAC成分だけを検出対象範囲とする場合は画質に最
も影響の大きい成分だけのレンジオーバーを回避するた
めに有効である。DC成分と低周波AC成分のレンジオ
ーバーによる画質劣化が最も悪影響を及ぼすことが画質
評価の結果判明した。また、H.261の勧告によれ
ば、フレーム内の符号化の場合のDC成分は量子化ステ
ップ幅8で量子化されることが定められている。従っ
て、フレーム内符号化のDC成分はレンジオーバー検出
の対象とする必要がない。最大値検出対象範囲からDC
成分を除外するのはフレーム内符号化の場合に用いると
有効である。
【0014】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、画像信号が量子化される際にレンジオーバーによ
り画質劣化することのないような量子化ステップ幅を検
出することができ、実用的効果は大きい。
れば、画像信号が量子化される際にレンジオーバーによ
り画質劣化することのないような量子化ステップ幅を検
出することができ、実用的効果は大きい。
【図1】本発明の画質符号化装置の実施例のブロック図
である。
である。
【図2】ブロック内の検出対象範囲内における変換係数
の最大値に対応させ量子化ステップ幅を算出するテーブ
ルの実施例である。
の最大値に対応させ量子化ステップ幅を算出するテーブ
ルの実施例である。
【図3】ブロック内で変換係数の最大値を検出する際の
検出対象範囲例を示す図である。
検出対象範囲例を示す図である。
【図4】画像符号化装置の構成図である。
【図5】量子化ステップ制御の従来例である。
1 直交変換器(DCT) 2 ジグザグ変換器(ZZ) 3 最大値検出器(MAX) 4 検出範囲設定部 5 検出範囲選択モード信号 6 検出範囲画素数 7 量子化ステップ幅算出テーブル 8 ダイナミックレンジ設定モード信号 9 量子化ステップ幅選択部(QS−SEL) 10 量子化器 11 クリッピング回路(CLIPP) 12 直交変換器(DCT) 13 ジグザグ変換器(ZZ) 14 量子化器 15 可変長符号化器(VLC) 16 送信バッファメモリ 17 符号化制御 18 逆量子化器 19 逆ジグザグ変換器(逆ZZ) 20 逆直交変換器(逆DCT) 21 予測フレームメモリ 22 動き補償
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 正 東京都港区南青山6丁目11番1号 ジー・ シー・テクノロジー株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】 所定数の画素で構成されるブロック毎に
直交変換を行う直交変換手段と、 変換された直交変換係数の当該ブロックの所定の最大値
検出対象範囲内での最大値を検出する最大値検出手段
と、 当該最大値から所定のダイナミックレンジを表現できる
ような量子化ステップ幅(QS2)を得ることができる
量子化ステップ算出手段と、 外部より適応的に与えられた量子化ステップ幅(QS
1)と上記の量子化ステップ幅(QS2)のうち一方を
選択する量子化ステップ幅選択手段と、 当該量子化ステップ幅選択手段で選択された量子化ステ
ップ幅を用いて直交変換係数を量子化する量子化手段
と、 を有することを特徴とする画像符合化装置。 - 【請求項2】 最大値検出手段は、ブロック内のすべて
の係数、あるいはDC係数と所定数のAC係数、あるい
は所定数のAC係数の最大値検出対象範囲内で最大値を
検出することを特徴とする請求項1に記載の画像符号化
装置。 - 【請求項3】 ブロック内のすべての係数、あるいはD
C係数と所定数のAC係数、あるいは所定数のAC係数
の3種類の最大値検出対象範囲のうちの複数の最大値検
出対象範囲を設定可能な請求項2に記載の画像符号化装
置。 - 【請求項4】 量子化ステップ幅算出手段は、最大値検
出手段により得られた最大値を、量子化によりレンジオ
ーバーしないよう、あるいは所定ビット数のレンジオー
バーは許容し、量子化後のクリッピング手段によりクリ
ッピングすることを特徴とする請求項1から請求項3ま
でのいずれか1つに記載の画像符号化装置。 - 【請求項5】 量子化ステップ幅選択手段は、適応的に
与えられた量子化ステップ(QS1)と量子化ステップ
幅算出手段により得られる量子化ステップ(QS2)と
を比較し、それらのうちの大きいほうを選択することを
特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1つに
記載の画像符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5199068A JPH0738894A (ja) | 1993-07-17 | 1993-07-17 | 画像符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5199068A JPH0738894A (ja) | 1993-07-17 | 1993-07-17 | 画像符号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0738894A true JPH0738894A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16401581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5199068A Pending JPH0738894A (ja) | 1993-07-17 | 1993-07-17 | 画像符号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0738894A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01265207A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-23 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 光伝送体の製造方法 |
JPH0865168A (ja) * | 1994-03-30 | 1996-03-08 | Sgs Thomson Microelectron Sa | 飽和する確率の小さい量子化器 |
JP2003101418A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-04 | Tokai Univ | 量子化ステップパラメータ初期値決定装置および量子化ステップパラメータ初期値決定方法、並びに量子化ステップパラメータ初期値決定プログラム |
US9476538B2 (en) | 2013-11-11 | 2016-10-25 | Dong In Engineering Co., Ltd. | Pipe insulation apparatus having finishing cover of compression-bonded structure |
-
1993
- 1993-07-17 JP JP5199068A patent/JPH0738894A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01265207A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-23 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 光伝送体の製造方法 |
JPH0865168A (ja) * | 1994-03-30 | 1996-03-08 | Sgs Thomson Microelectron Sa | 飽和する確率の小さい量子化器 |
JP2003101418A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-04 | Tokai Univ | 量子化ステップパラメータ初期値決定装置および量子化ステップパラメータ初期値決定方法、並びに量子化ステップパラメータ初期値決定プログラム |
JP4528924B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2010-08-25 | 学校法人東海大学 | 量子化ステップパラメータ初期値決定装置および量子化ステップパラメータ初期値決定方法、並びに量子化ステップパラメータ初期値決定プログラム |
US9476538B2 (en) | 2013-11-11 | 2016-10-25 | Dong In Engineering Co., Ltd. | Pipe insulation apparatus having finishing cover of compression-bonded structure |
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