JPH08130735A - 画像データ符号化/復号化装置 - Google Patents

画像データ符号化/復号化装置

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JPH08130735A
JPH08130735A JP28870894A JP28870894A JPH08130735A JP H08130735 A JPH08130735 A JP H08130735A JP 28870894 A JP28870894 A JP 28870894A JP 28870894 A JP28870894 A JP 28870894A JP H08130735 A JPH08130735 A JP H08130735A
Authority
JP
Japan
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block
frame
data
dct
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP28870894A
Other languages
English (en)
Inventor
Natsuyuki Ono
奈津志 小野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP28870894A priority Critical patent/JPH08130735A/ja
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブロックノイズを目立ちにくくすることによ
り、視覚的に高品質の画像を得ることができる画像デー
タ符号化装置を提供する。 【構成】 画面を複数画素から成るブロックに分割する
ブロック分割手段1と、ブロックごとの画素データを離
散コサイン変換するDCT処理手段3と、DCT処理で
求めたブロック内のDCT係数をその係数位置ごとに異
なるステップサイズで線形量子化する量子化手段4と、
量子化されたデータを可変長符号化する符号化手段8と
を備える画像データ符号化装置において、ブロック分割
手段に対して、ブロックの分割の基準となる座標位置を
フレームごとに違えて指定するブロック開始位置選択手
段9を設ける。ブロックノイズは各フレームごとに移動
することになり、目立たなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、帯域圧縮技術を用いて
動画像信号を符号化する画像データ符号化/復号化装置
に関し、特に、再生画像へのノイズの出現を抑えるよう
に構成したものである。
【0002】
【従来の技術】画像データは、同一フレーム内の隣接し
た画素の間や前後のフレームの同じ位置付近の画素の間
で大きな相関を持つ場合が多く、このような信号の統計
的性質や人間の視覚特性を利用して、信号を帯域圧縮す
ることが行なわれている。
【0003】この帯域圧縮の方法として、予測符号化と
変換符号化とが知られている。予測符号化では、フレー
ム間の対応画素における差分値または同一フレーム内の
近隣画素間の差分値を符号化することによって信号の冗
長性を除いている。
【0004】また、変換符号化では、画素データを直交
変換し、そのときの信号エネルギーが低周波成分に集中
することを利用して、電力の大きな低周波成分に対して
細かいステップサイズで量子化を行ない、また、低電力
の高周波成分に対しては粗いステップサイズで量子化を
行なうことにより平均ビット数を低減させている。この
圧縮方式は、輝度が急激に変化するところでは、粗い量
子化を行なってもその歪みが検知されにくく、一方、輝
度の変化が緩やかなところでは、量子化による雑音が目
立ちやすい、という人間の視覚特性を利用している。
【0005】蓄積用動画像データを帯域圧縮技術を用い
て符号化する方式として、ISO−IEC/JTC1/
SC2/WG11で議論され標準化されたMPEG(Mo
vingPicture Coding Experts Group)方式が知られてい
る。この方式では、動画像データを圧縮するために予測
符号化と変換符号化とを組合せている。
【0006】この方式を採る従来の画像データ符号化/
復号化装置は、図8に示すように、エンコーダには、画
面を複数画素から成るブロックに分割するブロック分割
部1と、符号化しようとしているブロックの画像と予測
画像との差分値を画素データとして出力する加算器2
と、このブロックの画素データに対して離散コサイン変
換を施すDCT処理部3と、DCT変換で求めたDCT
係数を係数位置ごとに異なるステップサイズで線形量子
化する量子化部4と、量子化部4で求めたデータを逆に
戻してDCT係数を復元する逆量子化部5と、逆量子化
部5で求めたDCT係数を基に逆離散コサイン変換(I
DCT)を行ないブロックの画素データを復元する逆D
CT処理部6と、この画素データを集めて画面情報を復
元し、入力するブロックに対応する予測画像を出力する
予測部7と、量子化部4から出力されたデータをハフマ
ン符号を用いてエントロピー符号化し、可変長データに
変換する可変長符号部(VLC部)4とを備えている。
【0007】一方、デコーダは、入力信号にエントロピ
ー復号化を施して量子化データを復元する逆VLC部11
と、量子化データからDCT係数を復元する逆量子化処
理部12と、DCT係数に逆離散コサイン変換を施してブ
ロックの画素データを復元する逆DCT処理部13と、こ
の画素データを集めて画面情報を復元し、画像を再生す
るブロックに対応する予測画像を出力する予測部15と、
逆DCT処理部13から出力された画素データと予測部15
から出力された予測画像とを加算する加算器14と、加算
器14から出力されるブロックごとの画素データを基に1
枚のフレーム画面を再生するフレーム再生部16と、再生
されたフレーム画像を記憶するフレームバッファ17とを
備えている。
【0008】この符号化装置では、入力する動画像デー
タが、まず、ブロック分割部1で複数の画素(例えば、
8×8)から成るブロックごとのデータに分割される。
このブロックごとの画素データは、フレーム内での符号
化が行なわれるときには、DCT処理部3に入力して、
離散コサイン変換処理が施され、8×8の画像情報が8
×8のDCT係数に変換される。量子化部4は、この係
数データを各係数ごとのステップサイズを定めた量子化
テーブルを用いて線形量子化する。
【0009】VLC部5は、この量子化されたDCT係
数を、ハフマン符号を用いて符号化する。ハフマン符号
は、1ワードの長さが一定でない可変長符号であり、発
生確率の高い信号には短い符号語を、発生確率の低い信
号には長い符号語を割り当てることにより、平均の符号
語長を短く抑えることができる。その結果、出力する情
報量を減らすことができる。
【0010】また、量子化部4から出力された量子化デ
ータは、逆量子化部5でDCT係数データに変換され、
逆DCT処理部6でブロックの画素データに復元され
る。予測部7は、この各ブロックの画素データを集め
て、画面情報を記憶する。
【0011】一方、フレーム間での符号化が行なわれる
ときは、ブロック分割部1から出力されたブロックごと
の画素データは加算器2に入力する。この画素データは
予測部7にも入力し、予測部7は、記憶している画面情
報を使って、そのブロックが周辺領域のどこに移動した
ときに画素データの差分値の累計が最小になるかを演算
して、動きベクトル情報を求め、これをVLC部8に送
って符号化する。また、予測部7は、この移動先のブロ
ックの画素データを予測画像データとして加算器2に出
力する。
【0012】加算器2は、ブロック分割部1の出力した
ブロックの画素データから予測部7の出力した予測画像
データを減算し、そのフレーム間の差分データをDCT
処理部3に出力する。DCT処理部3、量子化部4及び
VLC部8は、前述した動作によって、この差分データ
を可変長データに符号化し、動きベクトル情報とともに
出力する。
【0013】また、逆量子化部5及び逆DCT処理部6
は、量子化された差分データを加算器2から出力された
差分データの状態に復元する。予測部7は、この値と加
算器2に出力した予測画像データとを加算して、次フレ
ームの画面情報を復元し、これを記憶して次の予測画像
データの作成に使用する。
【0014】デコーダ側では、入力信号がフレーム内で
符号化されている場合には、逆VLC部11が受け取った
データのエントロピー符号を復元し、逆量子化部12がD
CT係数データに変換し、逆DCT処理部13がブロック
の画素データを復元する。復元した画素データは加算器
14に入力するが、フレーム内符号化の場合には、予測部
15からの出力はない。
【0015】フレーム再生部16は、加算器14から出力さ
れたブロック情報を集めて1枚のフレームの画面情報を
再生する。この画面情報はフレームバッファ17に記憶さ
れた後、出力される。
【0016】また、逆DCT処理部13の復元したブロッ
クの画素データは、予測部15に入力し、予測部15は、こ
のブロックの画素データを集めて画面情報を復元し、記
憶する。
【0017】一方、入力信号がフレーム間で符号化され
ている場合には、逆VLC部11、逆量子化処理部12及び
逆DCT処理部13は、可変長符号化されたフレーム間差
分データに対して同じように動作し、逆DCT処理部13
は、ブロックのフレーム間差分データを加算器14に出力
する。このとき予測部15は、動きベクトルの情報を受け
て、記憶している画面情報の中から、その差分算出の基
準になったブロックの画素データを読み出して加算器14
に出力する。加算器14は、逆DCT処理部13及び予測部
15の出力を加算することにより、入力したブロックの元
の画素データを復元する。フレーム再生部16は、加算器
14の復元したブロック情報を集めて1枚のフレームの画
面情報を再生し、この画面情報はフレームバッファ17に
記憶された後、出力される。
【0018】また、逆DCT処理部13の出力したブロッ
クのフレーム間差分データは予測部15にも入力し、予測
部15は、このデータと加算器14に出力した画素データと
を加算して次フレームの画面情報を復元し、これを記憶
する。
【0019】なお、フレーム間の差分は、符号化しよう
としている画像よりも時間的に前方のフレームの画像だ
けでなく、後方のフレームの画像との差分を求めること
もできる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の画像デ
ータ符号化/復号化装置では、ブロックごとに符号化が
行なわれるため、ブロックの境界で画像に不連続な部分
が現れる。この現象はブロックノイズと呼ばれている。
このブロックノイズは、ブロック分割の開始位置が常に
同じであるため、同じ位置にブロックノイズが出現す
る。従って、視覚的には同じ位置に線のようなノイズが
停まっているように見える。
【0021】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、ブロックノイズを目立ちにくくすること
により、視覚的に高品質の画像を得ることができる画像
データ符号化/復号化装置を提供することを目的として
いる。
【0022】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、画
面を複数画素から成るブロックに分割するブロック分割
手段と、ブロックごとの画素データを離散コサイン変換
するDCT処理手段と、DCT処理で求めたブロック内
のDCT係数をその係数位置ごとに異なるステップサイ
ズで線形量子化する量子化手段と、量子化されたデータ
を可変長符号化する符号化手段とを備える画像データ符
号化装置において、ブロック分割手段に対して、ブロッ
クの分割開始の基準となる座標位置をフレームごとに違
えて指定するブロック開始位置選択手段を設けている。
【0023】また、可変長符号から量子化データを復元
する復号化手段と、量子化データからDCT係数を復元
する逆量子化手段と、DCT係数からブロックごとの画
素データを復元する逆DCT手段と、ブロックごとの画
素データを基にフレーム画像を再生するフレーム再生手
段とを備える画像データ復号化装置において、フレーム
再生手段に対して、符号化装置でブロックの分割開始の
基準とした座標位置をフレーム画像の再生における再生
基準位置として指定するフレーム再生位置選択手段を設
けている。
【0024】
【作用】そのため、ブロックノイズは各フレームごとに
移動することになり、目立たなくなる。
【0025】
【実施例】本発明の実施例における画像データ符号化/
復号化装置は、図1に示すように、エンコーダ側には、
ブロック分割部1がブロック分割を行なう際の開始座標
を選択するブロック開始位置選択部9を備え、デコーダ
側には、加算器14の出力するブロックの画素データから
フレームを再生する際の復元開始位置を選択するフレー
ム再生位置選択部18を備えている。その他の構成は従来
の装置(図8)と変わりがない。
【0026】このブロック開始位置選択部9は、ブロッ
クが16×16の画素から成る場合に、0から15まで
の乱数を発生する乱数発生器を具備し、ブロック分割の
開始座標をこの乱数発生器の発生する値によって決め
る。また、フレーム再生位置選択部18は、これと常に同
じ値を出力する同一の乱数発生器を有し、この乱数発生
器から発生された値をフレーム画像の復元開始位置に決
める。
【0027】エンコーダ側のブロック分割は、図2に示
す手順で行なわれる。
【0028】ステップ1:ブロック開始位置選択部9
は、フレーム画像が入力すると、乱数発生器から発生さ
れた2つの値(例えば、3と5)により定まる座標
(3,5)をブロック分割の開始座標に選択し、その座
標データをブロック分割部1に出力する。
【0029】ステップ2:ブロック分割部1は、ブロッ
ク開始位置選択部9から出力された座標(3,5)をブ
ロック開始位置として、図3に示すように、フレーム画
像をブロックに分割する。
【0030】また、次のフレーム画像が入力すると、ブ
ロック開始位置選択部9は、ステップ1により、乱数発
生器の発生した2つの値(例えば、7と1)により定ま
る座標(7,1)をブロック分割部1に出力し、ブロッ
ク分割部1は、ステップ2により、座標(7,1)をブ
ロック開始位置として、図4に示すように、次のフレー
ム画像をブロックに分割する。このようにフレーム画像
が入力する度に、ランダムなオフセットをつけてこの画
像がブロック分割される。
【0031】ブロックに分割された画素データを符号化
する動作は、従来の装置と同じである。
【0032】一方、デコーダ側では、逆VLC部11、逆
量子化処理部12、逆DCT処理部13、予測部15及び加算
器14が、従来の装置と同じ動作で各ブロックの画素デー
タを復元し、この画素データは、図5に示す手順でフレ
ーム画像に再生される。
【0033】ステップ3:あるフレームの最初のブロッ
クが入力すると、フレーム再生位置選択部18は、ブロッ
ク開始位置選択部9の乱数発生器と常に同じ値を出力す
る乱数発生器によって出力された座標値(3,5)をフ
レーム再生部16に出力する。 ステップ4:フレーム再生部16は、この座標(3,5)
を始点に、図6に示すように、フレーム画像を再生す
る。
【0034】また、次のフレームの最初のブロックが入
力すると、フレーム再生位置選択部18は、ステップ3に
より、乱数発生器の発生した座標値(7,1)をフレー
ム再生部16に出力し、フレーム再生部16は、ステップ4
により、座標(7,1)を始点に、図7に示すように、
フレーム画像を再生する。
【0035】このように、復元されたブロック画素デー
タは、エンコード時にフレームごとに付けられたオフセ
ット値を基準に、画面上の正しい位置に移動され、フレ
ーム画像が復元される。復元されたフレーム画像は、フ
レームバッファ17に格納される。
【0036】こうすることにより、各フレームにおける
ブロックの境界は常に移動し、ブロックノイズが現れて
も同じ場所に停まることがない。そのため、ブロックノ
イズは目立たなくなり、視覚的にはブロックノイズのな
い画像と同じになる。
【0037】なお、実施例では、フレーム再生位置選択
部18にブロック開始位置選択部9と同じ乱数発生器を設
けているが、ブロック開始位置選択部18の出力した座標
を符号化して伝送し、フレーム再生位置選択部18が、こ
の符号化された情報を基にフレーム再生位置を選択する
ように構成してもよい。
【0038】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の画像データ符号化/復号化装置は、ブロッ
クノイズが同じ場所に停滞しないため、視覚的に高品質
の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における画像データ符号化/復
号化装置の構成を示すブロック図、
【図2】実施例の画像データ符号化装置のブロック開始
位置選択部の動作を示すフロー図、
【図3】実施例の画像データ符号化装置によるブロック
分割の状態を示す図、
【図4】実施例の画像データ符号化装置によるブロック
分割の別の状態を示す図、
【図5】実施例の画像データ復号化装置のフレーム再生
位置選択部の動作を示すフロー図、
【図6】実施例の画像データ復号化装置によるフレーム
再生の状態を示す図、
【図7】実施例の画像データ復号化装置によるフレーム
再生の別の状態を示す図、
【図8】従来の画像データ符号化/復号化装置の構成を
示すブロック図である。
【符号の説明】
1 ブロック分割部 2、14 加算器 3 DCT処理部 4 量子化部 5、12 逆量子化部 6、13 逆DCT処理部 7、15 予測部 8 VLC部 9 ブロック開始位置選択部 11 逆VLC部 16 フレーム再生部 17 フレームバッファ 18 フレーム再生位置選択部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画面を複数画素から成るブロックに分割
    するブロック分割手段と、ブロックごとの画素データを
    離散コサイン変換(DCT)するDCT処理手段と、D
    CT処理で求めたブロック内のDCT係数をその係数位
    置ごとに異なるステップサイズで線形量子化する量子化
    手段と、量子化されたデータを可変長符号化する符号化
    手段とを備える画像データ符号化装置において、 前記ブロック分割手段に対して、前記ブロックの分割開
    始の基準となる座標位置をフレームごとに違えて指定す
    るブロック開始位置選択手段を設けたことを特徴とする
    画像データ符号化装置。
  2. 【請求項2】 可変長符号から量子化データを復元する
    復号化手段と、量子化データからDCT係数を復元する
    逆量子化手段と、DCT係数からブロックごとの画素デ
    ータを復元する逆DCT手段と、ブロックごとの画素デ
    ータを基にフレーム画像を再生するフレーム再生手段と
    を備える画像データ復号化装置において、 前記フレーム再生手段に対して、符号化装置で前記ブロ
    ックの分割開始の基準とした座標位置を前記フレーム画
    像の再生における再生基準位置として指定するフレーム
    再生位置選択手段を設けたことを特徴とする画像データ
    復号化装置。
JP28870894A 1994-10-31 1994-10-31 画像データ符号化/復号化装置 Pending JPH08130735A (ja)

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JP28870894A JPH08130735A (ja) 1994-10-31 1994-10-31 画像データ符号化/復号化装置

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JP28870894A Pending JPH08130735A (ja) 1994-10-31 1994-10-31 画像データ符号化/復号化装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7702165B2 (en) 2005-10-06 2010-04-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Device, method, and program for image coding
JP2017509188A (ja) * 2014-01-01 2017-03-30 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド ブロッキングアーチファクトの可視性を減少させるためのビデオ信号処理方法および装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7702165B2 (en) 2005-10-06 2010-04-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Device, method, and program for image coding
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