JPH1098720A - ビデオ信号符号化方法及びその装置 - Google Patents
ビデオ信号符号化方法及びその装置Info
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- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
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- H04N19/94—Vector quantisation
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- H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 映像信号の中に含まれたデータ間の相関性
に基づいて、適応的量子化技法を用いて映像信号をより
一層効果的に量子化する方法を提供する。 【解決手段】 各基本ブロック(20)を複数の第1
サブブロック(FB1〜FB16)及び第2サブブロッ
ク(SB1〜SB4)に分け、各第1サブブロックに対
する第1共分散を計算して、この値を予め定められた第
1しきい値と比較して、スカラブロック及び原ベクトル
ブロックを決定し、スカラブロックを有しない第2サブ
ブロックを候補ベクトルブロックとして設定すると共
に、候補ベクトルブロックに対する第2共分散を計算
し、このスカラブロックをスカラ量子化されたスカラ量
子化済みのデータを発生し、原ベクトルブロックをベク
トル量子化して、ベクトル量子化済みのデータを供給す
る。
に基づいて、適応的量子化技法を用いて映像信号をより
一層効果的に量子化する方法を提供する。 【解決手段】 各基本ブロック(20)を複数の第1
サブブロック(FB1〜FB16)及び第2サブブロッ
ク(SB1〜SB4)に分け、各第1サブブロックに対
する第1共分散を計算して、この値を予め定められた第
1しきい値と比較して、スカラブロック及び原ベクトル
ブロックを決定し、スカラブロックを有しない第2サブ
ブロックを候補ベクトルブロックとして設定すると共
に、候補ベクトルブロックに対する第2共分散を計算
し、このスカラブロックをスカラ量子化されたスカラ量
子化済みのデータを発生し、原ベクトルブロックをベク
トル量子化して、ベクトル量子化済みのデータを供給す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオ信号符号化
器に関し、特に、適応的量子化技法を用いたディジタル
ビデオ信号符号化方法及びその装置に関する。
器に関し、特に、適応的量子化技法を用いたディジタル
ビデオ信号符号化方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】テレビ電話、電子会議及び高静細度テレ
ビジョンシステムのようなディジタルテレビジョンシス
テムにおいて、映像フレーム信号のビデオライン信号が
「画素値」と呼ばれる一連のディジタルデータよりなっ
ているため、各映像フレーム信号を定義するには大量の
ディジタルデータが必要となる。しかしながら、従来の
伝送チャネル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されて
いるため、特に、テレビ電話及び電子会議のシステムの
ような低ビットレートの映像信号符号化器の場合、この
ような伝送チャネルを通じて多量のディジタルデータを
伝送するためには、多様なデータ圧縮技法を用いて伝送
すべきデータの量を圧縮するか減らす必要がある。
ビジョンシステムのようなディジタルテレビジョンシス
テムにおいて、映像フレーム信号のビデオライン信号が
「画素値」と呼ばれる一連のディジタルデータよりなっ
ているため、各映像フレーム信号を定義するには大量の
ディジタルデータが必要となる。しかしながら、従来の
伝送チャネル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されて
いるため、特に、テレビ電話及び電子会議のシステムの
ような低ビットレートの映像信号符号化器の場合、この
ような伝送チャネルを通じて多量のディジタルデータを
伝送するためには、多様なデータ圧縮技法を用いて伝送
すべきデータの量を圧縮するか減らす必要がある。
【0003】そのようなデータ圧縮技法のうちの1つが
量子化である。量子化技法は、基本的にベクトル量子化
とスカラ量子化に分けられる。スカラ量子化において
は、例えば、画素値のような入力映像信号内の各入力デ
ータ要素の入力スカラ値が、予め定められた量子化ステ
ップの大きさに基づいて決定されたスカラ値のうちの最
も近似したスカラ値に変換される。一般に、スカラ量子
化過程はベクトル量子化の過程に比べてより小さい量子
化エラーを発生し得る。しかし、スカラ量子化技法に於
いては、入力映像信号内のデータの要素が個別に量子化
され、量子化された出力データは、各々の1つの入力デ
ータの要素に対応して生成されるため、スカラ量子化技
法はベクトル量子化技法に比べて符号化効率面で効果が
劣る。
量子化である。量子化技法は、基本的にベクトル量子化
とスカラ量子化に分けられる。スカラ量子化において
は、例えば、画素値のような入力映像信号内の各入力デ
ータ要素の入力スカラ値が、予め定められた量子化ステ
ップの大きさに基づいて決定されたスカラ値のうちの最
も近似したスカラ値に変換される。一般に、スカラ量子
化過程はベクトル量子化の過程に比べてより小さい量子
化エラーを発生し得る。しかし、スカラ量子化技法に於
いては、入力映像信号内のデータの要素が個別に量子化
され、量子化された出力データは、各々の1つの入力デ
ータの要素に対応して生成されるため、スカラ量子化技
法はベクトル量子化技法に比べて符号化効率面で効果が
劣る。
【0004】ベクトル量子化は、入力映像信号をブロッ
ク単位で量子化する技法である。入力映像信号はM×N
個のデータ要素のブロックに分けられ、各ブロックはM
×N次元の入力ベクトルに分けられる。その後、各入力
ベクトルはコードブック内の候補ベクトルの組のうち1
つのベクトルにマッピングされる。しかる後、入力ベク
トルは代表ベクトルに表現され、この代表ベクトルは、
候補ベクトルのうち、最小のマッピング歪み(即ち、最
小の量子化エラー)を有する最も類似する候補ベクトル
である。ベクトル量子化において、データ圧縮は伝送及
び格納に対する負担を減らすため、候補ベクトルそのも
のの代わりに各候補ベクトルに対するインデックス(即
ち、コードワードインデックス)を用いて行われる。
ク単位で量子化する技法である。入力映像信号はM×N
個のデータ要素のブロックに分けられ、各ブロックはM
×N次元の入力ベクトルに分けられる。その後、各入力
ベクトルはコードブック内の候補ベクトルの組のうち1
つのベクトルにマッピングされる。しかる後、入力ベク
トルは代表ベクトルに表現され、この代表ベクトルは、
候補ベクトルのうち、最小のマッピング歪み(即ち、最
小の量子化エラー)を有する最も類似する候補ベクトル
である。ベクトル量子化において、データ圧縮は伝送及
び格納に対する負担を減らすため、候補ベクトルそのも
のの代わりに各候補ベクトルに対するインデックス(即
ち、コードワードインデックス)を用いて行われる。
【0005】データ圧縮の効率面では、入力映像信号を
量子化することにあって、ベクトル量子化がスカラ量子
化に比べて、特に、入力映像信号内のデータ要素間の相
関度が高い場合には、より一層効率的であるといえる。
しかしながら、ベクトル量子化において多数の候補ベク
トルがコードブック内に組み込まれなければならないの
で、通常、マッピングの過程は多くの量を計算すべき負
担がある。
量子化することにあって、ベクトル量子化がスカラ量子
化に比べて、特に、入力映像信号内のデータ要素間の相
関度が高い場合には、より一層効率的であるといえる。
しかしながら、ベクトル量子化において多数の候補ベク
トルがコードブック内に組み込まれなければならないの
で、通常、マッピングの過程は多くの量を計算すべき負
担がある。
【0006】コードブック内の候補ベクトルの数及びコ
ードブックの内容は、入力ベクトルの統計的特性によっ
て変わりやすい。入力ベクトルが多くの多様性を有する
場合、即ち、入力ベクトル内のデータ要素の相関度が低
い場合、コードブック内の候補ベクトルの数は非常に大
きくなる。符号化の効率面では、量子化過程で発生する
エラーは等しいと仮定する場合、コードブックが小さけ
れば小さいほど、より効率のよいベクトル量子化を行い
得ることは明らかである。しかし、一般により小さい大
きさのコードブックを用いれば、マッピングの歪みは非
常に大きくなって結局画質の劣化をもたらす。
ードブックの内容は、入力ベクトルの統計的特性によっ
て変わりやすい。入力ベクトルが多くの多様性を有する
場合、即ち、入力ベクトル内のデータ要素の相関度が低
い場合、コードブック内の候補ベクトルの数は非常に大
きくなる。符号化の効率面では、量子化過程で発生する
エラーは等しいと仮定する場合、コードブックが小さけ
れば小さいほど、より効率のよいベクトル量子化を行い
得ることは明らかである。しかし、一般により小さい大
きさのコードブックを用いれば、マッピングの歪みは非
常に大きくなって結局画質の劣化をもたらす。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、映像信号をその中に含まれたデータ要素の間の
相関度に基づいて、適応的量子化技法を用いて映像信号
をより一層効果的に量子化し得る映像信号符号化装置及
びその方法を提供することにある。
目的は、映像信号をその中に含まれたデータ要素の間の
相関度に基づいて、適応的量子化技法を用いて映像信号
をより一層効果的に量子化し得る映像信号符号化装置及
びその方法を提供することにある。
【0008】
【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、本発明によれば、各々がK×L個(K及びLは予
め定められた正の整数)のデータ要素からなる基本ブロ
ックに分けられた映像信号を符号化するビテオ信号符号
化方法であって、前記各基本ブロックを、各々がM×N
個のデータ要素からなる複数の第1サブブロック及び各
々がP×Q個のデータ要素からなる複数の第2サブブロ
ックに分ける第1過程であって、前記K及びLは前記各
P及びQの倍数であり、前記P及びQは各々前記M及び
Nの倍数であり、前記M、N、P及びQは各々正の整数
である、前記第1過程と、前記各第1サブブロックに対
する第1共分散を計算して、前記第1共分散を予め定め
られた第1しきい値TH1と比較して、スカラブロック
及び原ベクトルブロックを決定する第2過程であって、
前記スカラブロックはTH1より大きい第1共分散を有
する第1サブブロックに該当し、前記原ベクトルブロッ
クは前記TH1以下の第1共分散を有する第1サブブロ
ックに該当する、前記第2過程と、スカラブロックをス
カラ量子化してスカラ量子化済みのデータを供給する第
3過程と、前記原ベクトルブロックをベクトル量子化し
て、ベクトル量子化されたデータを供給する第4過程と
を有することを特徴とするビデオ信号符号化方法が提供
される。
めに、本発明によれば、各々がK×L個(K及びLは予
め定められた正の整数)のデータ要素からなる基本ブロ
ックに分けられた映像信号を符号化するビテオ信号符号
化方法であって、前記各基本ブロックを、各々がM×N
個のデータ要素からなる複数の第1サブブロック及び各
々がP×Q個のデータ要素からなる複数の第2サブブロ
ックに分ける第1過程であって、前記K及びLは前記各
P及びQの倍数であり、前記P及びQは各々前記M及び
Nの倍数であり、前記M、N、P及びQは各々正の整数
である、前記第1過程と、前記各第1サブブロックに対
する第1共分散を計算して、前記第1共分散を予め定め
られた第1しきい値TH1と比較して、スカラブロック
及び原ベクトルブロックを決定する第2過程であって、
前記スカラブロックはTH1より大きい第1共分散を有
する第1サブブロックに該当し、前記原ベクトルブロッ
クは前記TH1以下の第1共分散を有する第1サブブロ
ックに該当する、前記第2過程と、スカラブロックをス
カラ量子化してスカラ量子化済みのデータを供給する第
3過程と、前記原ベクトルブロックをベクトル量子化し
て、ベクトル量子化されたデータを供給する第4過程と
を有することを特徴とするビデオ信号符号化方法が提供
される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施例につい
て図面を参照しながらより詳しく説明する。
て図面を参照しながらより詳しく説明する。
【0010】図1を参照すれば、本発明の好適実施例に
よるビデオ信号符号化装置10のブロック図が示されて
いる。ビデオ信号符号化装置10は、第1ブロック分割
部100、第1及び第2相関度評価部110、150、
スカラ量子化部120、第1及び第2ベクトル量子化部
160、170、第1統計的符号化部130、第2統計
的符号化部165、第3統計的符号化部175及びデー
タフォーマット部180を備える。
よるビデオ信号符号化装置10のブロック図が示されて
いる。ビデオ信号符号化装置10は、第1ブロック分割
部100、第1及び第2相関度評価部110、150、
スカラ量子化部120、第1及び第2ベクトル量子化部
160、170、第1統計的符号化部130、第2統計
的符号化部165、第3統計的符号化部175及びデー
タフォーマット部180を備える。
【0011】入力映像信号は、ブロック単位で第1ブロ
ック分割部100へ入力され、各ブロック(以下、「基
本ブロック」と称す)はK×L個の複数のデータ要素を
有する。ここで、K及びLは各々1より大きい予め定め
られた正の整数である。基本ブロック内のデータ要素は
ビデオ信号の画素値、または画素値を例えば、離散的コ
サイン変換(DCT)して得た画素値の変換係数であ
る。
ック分割部100へ入力され、各ブロック(以下、「基
本ブロック」と称す)はK×L個の複数のデータ要素を
有する。ここで、K及びLは各々1より大きい予め定め
られた正の整数である。基本ブロック内のデータ要素は
ビデオ信号の画素値、または画素値を例えば、離散的コ
サイン変換(DCT)して得た画素値の変換係数であ
る。
【0012】第1ブロック分割部100は、基本ブロッ
クを、各々がM×N個のデータ画素からなる複数の第1
サブブロックに分ける。ここで、M及びNは各々予め定
められた正の整数であり、K及びLは各々M及びNの倍
数である。基本ブロックに含まれた各第1サブブロック
は第1相関度評価部110及び第2ブロック形成部14
0へ伝送される。本発明の該好適実施例によるとK及び
Lは全て8、M及びNは全て2と仮定する。
クを、各々がM×N個のデータ画素からなる複数の第1
サブブロックに分ける。ここで、M及びNは各々予め定
められた正の整数であり、K及びLは各々M及びNの倍
数である。基本ブロックに含まれた各第1サブブロック
は第1相関度評価部110及び第2ブロック形成部14
0へ伝送される。本発明の該好適実施例によるとK及び
Lは全て8、M及びNは全て2と仮定する。
【0013】図2Aを参考すれば、本発明の好適実施例
による第1サブブロックの生成が示されている。ここ
で、8×8データ要素からなる基本ブロック20は、第
1サブブロックFB1〜FB16を備え、例えば、FB
1のような各第1サブブロックはデータ要素P1、P2、
P3及びP4を有する。
による第1サブブロックの生成が示されている。ここ
で、8×8データ要素からなる基本ブロック20は、第
1サブブロックFB1〜FB16を備え、例えば、FB
1のような各第1サブブロックはデータ要素P1、P2、
P3及びP4を有する。
【0014】第1相関度評価部110は、各第1サブブ
ロックに対して共分散を計算して前記共分散を予め定め
られたしきい値TH1と比較する。第1サブブロックに
対する共分散(CV1)は、下記式(1)または(2) CV1=(1/M×N)・Σ[i=1,M]Σ[j=1,N](|Pij−m 1|) 式(1) (ここで、Σ[i=1,M]Σ[j=1,N](x
(i,j))=x(1,1)+x(1,2)+…+x
(1,N)+x(2,1)+x(2,2)+…+x
(2,N)+…+x(M,1)+…+x(M,N)であ
り、x(i,j)は、i及びjを変数とする関数を表
す。) CV1=(1/M×N)・Σ[i=1,M]Σ[j=1,N]((Pij−m 1)2) 式(2) ここで、Pij:第1サブブロック内のi行j列のデー
タ要素 m1 :第1サブブロック内のデータの各要素Pijの
平均値 のように定義される。
ロックに対して共分散を計算して前記共分散を予め定め
られたしきい値TH1と比較する。第1サブブロックに
対する共分散(CV1)は、下記式(1)または(2) CV1=(1/M×N)・Σ[i=1,M]Σ[j=1,N](|Pij−m 1|) 式(1) (ここで、Σ[i=1,M]Σ[j=1,N](x
(i,j))=x(1,1)+x(1,2)+…+x
(1,N)+x(2,1)+x(2,2)+…+x
(2,N)+…+x(M,1)+…+x(M,N)であ
り、x(i,j)は、i及びjを変数とする関数を表
す。) CV1=(1/M×N)・Σ[i=1,M]Σ[j=1,N]((Pij−m 1)2) 式(2) ここで、Pij:第1サブブロック内のi行j列のデー
タ要素 m1 :第1サブブロック内のデータの各要素Pijの
平均値 のように定義される。
【0015】その後、第1相関度評価部110は、第1
サブブロックに対する共分散が予め定められたしきい値
TH1より大きいと、第1サブブロックを各々スカラブ
ロックとしてラインL10を通じて、スカラ量子化部1
20へ供給し、基本ブロック内でのスカラブロックの位
置を表すスカラブロックの位置データをラインL21を
通じて、データフォーマット部180へ供給する。ま
た、第1相関度評価部110は各第1サブブロックに対
する確認信号をラインL11を通じて、第2相関度評価
部150へ供給する。この確認信号は、共分散値がTH
1より大きい場合には第1サブブロックがスカラブロッ
クであることを、共分散値がTH1以下の場合には共分
散を有する第1サブブロックが原ベクトルブロックであ
ることを、各々表す。
サブブロックに対する共分散が予め定められたしきい値
TH1より大きいと、第1サブブロックを各々スカラブ
ロックとしてラインL10を通じて、スカラ量子化部1
20へ供給し、基本ブロック内でのスカラブロックの位
置を表すスカラブロックの位置データをラインL21を
通じて、データフォーマット部180へ供給する。ま
た、第1相関度評価部110は各第1サブブロックに対
する確認信号をラインL11を通じて、第2相関度評価
部150へ供給する。この確認信号は、共分散値がTH
1より大きい場合には第1サブブロックがスカラブロッ
クであることを、共分散値がTH1以下の場合には共分
散を有する第1サブブロックが原ベクトルブロックであ
ることを、各々表す。
【0016】スカラ量子化部120は、従来のスカラ量
子化技法を用いて、そこへ供給されたスカラブロックに
対してスカラ量子化を実行して、統計的符号化部130
へスカラ量子化済みのデータを供給する。統計的符号化
部130では、各スカラ量子化済みのデータが、例え
ば、周知の可変長符号化(VLC)のような統計的符号
化技法に基づいて符号化される。各スカラブロックに対
する統計的に符号化されたスカラ量子化済みのデータは
データフォーマット部180へ供給される。
子化技法を用いて、そこへ供給されたスカラブロックに
対してスカラ量子化を実行して、統計的符号化部130
へスカラ量子化済みのデータを供給する。統計的符号化
部130では、各スカラ量子化済みのデータが、例え
ば、周知の可変長符号化(VLC)のような統計的符号
化技法に基づいて符号化される。各スカラブロックに対
する統計的に符号化されたスカラ量子化済みのデータは
データフォーマット部180へ供給される。
【0017】一方、第2ブロック形成部140は、第1
ブロック分割部100からの基本ブロック内の各第1サ
ブブロックを受け取って基本ブロックを第2サブブロッ
クに分ける。ここで、各第2サブブロックはP×Qデー
タ要素ブロックとして形成され、P及びQは各々M及び
Nの倍数である同時に、K及びLの約数である。本発明
の好適実施例に於いてはP及びQは全て4と仮定する。
ブロック分割部100からの基本ブロック内の各第1サ
ブブロックを受け取って基本ブロックを第2サブブロッ
クに分ける。ここで、各第2サブブロックはP×Qデー
タ要素ブロックとして形成され、P及びQは各々M及び
Nの倍数である同時に、K及びLの約数である。本発明
の好適実施例に於いてはP及びQは全て4と仮定する。
【0018】図2Bを参考すれば、第2サブブロックS
B1〜SB4が示されている。この各第2サブブロック
は、例えば、FB1、FB2、FB5、FB6のような
2×2第1サブブロックを含む。第2サブブロックはラ
インL12を通じて第2相関度評価部150へ伝送され
る。
B1〜SB4が示されている。この各第2サブブロック
は、例えば、FB1、FB2、FB5、FB6のような
2×2第1サブブロックを含む。第2サブブロックはラ
インL12を通じて第2相関度評価部150へ伝送され
る。
【0019】第2相関度評価部150は、ラインL11
からの確認信号に応じて、各第2サブブロック内のP×
Q第1サブブロックが全て原ベクトルブロックであるか
否かを決定する。もし、第2サブブロックが原ベクトル
ブロックのみをその中に含んでいると、この第2サブブ
ロックは候補ベクトルブロックとして決定される。一
方、候補ブロックに含まれていない原ベクトルブロック
が見いだされると、この原ベクトルブロックは第1ベク
トルブロックとして決定される。
からの確認信号に応じて、各第2サブブロック内のP×
Q第1サブブロックが全て原ベクトルブロックであるか
否かを決定する。もし、第2サブブロックが原ベクトル
ブロックのみをその中に含んでいると、この第2サブブ
ロックは候補ベクトルブロックとして決定される。一
方、候補ブロックに含まれていない原ベクトルブロック
が見いだされると、この原ベクトルブロックは第1ベク
トルブロックとして決定される。
【0020】その後、第2相関度評価部150は候補ベ
クトルブロックの共分散を、第1サブブロックの共分散
を計算するのと類似な方式にて計算する。候補ベクトル
ブロックに対する共分散(CV2)は、次式(3)また
は(4) CV2=(1/P×Q)・Σ[k=1,P]Σ[l=1,Q](|Pkl−m 2|) 式(3) CV2=(1/P×Q)・Σ[k=1,P]Σ[l=1,Q]((Pkl−m 2)2) 式(4) ここで、Pkl:候補ベクトルブロックのk行l列のデ
ータの要素 m2 :候補ベクトルブロック内のデータの各要素Pk
lの平均値 のように定義され得る。
クトルブロックの共分散を、第1サブブロックの共分散
を計算するのと類似な方式にて計算する。候補ベクトル
ブロックに対する共分散(CV2)は、次式(3)また
は(4) CV2=(1/P×Q)・Σ[k=1,P]Σ[l=1,Q](|Pkl−m 2|) 式(3) CV2=(1/P×Q)・Σ[k=1,P]Σ[l=1,Q]((Pkl−m 2)2) 式(4) ここで、Pkl:候補ベクトルブロックのk行l列のデ
ータの要素 m2 :候補ベクトルブロック内のデータの各要素Pk
lの平均値 のように定義され得る。
【0021】しかる後、第2相関度評価部150は各候
補ベクトルブロックに対する共分散を予め定められたし
きい値TH2と比較して、候補ベクトルブロックに対す
る共分散(CV2)がTH2より大きいと、候補ベクト
ルブロック内のP×Q原ベクトルブロックを第1ベクト
ルブロックとして決定し、CV2がTH2以下である
と、候補ベクトルブロックを第2ベクトルブロックとし
て決定する。
補ベクトルブロックに対する共分散を予め定められたし
きい値TH2と比較して、候補ベクトルブロックに対す
る共分散(CV2)がTH2より大きいと、候補ベクト
ルブロック内のP×Q原ベクトルブロックを第1ベクト
ルブロックとして決定し、CV2がTH2以下である
と、候補ベクトルブロックを第2ベクトルブロックとし
て決定する。
【0022】各基本ブロック内の第1及び第2ベクトル
ブロックを決定した後、第2相関度評価部150は各第
1ベクトルブロック及びその該当第1位置データをライ
ンL14及びラインL20を通じて、各々第1ベクトル
量子化部160及びデータフォーマット部180へ供給
する。この第1位置データは基本ブロック内の第1ベク
トルブロックの位置を表す。また、各第2ベクトルブロ
ック及びそれに該当する基本ブロック内の第2ベクトル
ブロックの位置を表す第2位置データは、第2相関度評
価部150から各々ラインL15及びラインL22を通
じて、第2ベクトル量子化部170及びデータフォーマ
ット部180へ伝送する。
ブロックを決定した後、第2相関度評価部150は各第
1ベクトルブロック及びその該当第1位置データをライ
ンL14及びラインL20を通じて、各々第1ベクトル
量子化部160及びデータフォーマット部180へ供給
する。この第1位置データは基本ブロック内の第1ベク
トルブロックの位置を表す。また、各第2ベクトルブロ
ック及びそれに該当する基本ブロック内の第2ベクトル
ブロックの位置を表す第2位置データは、第2相関度評
価部150から各々ラインL15及びラインL22を通
じて、第2ベクトル量子化部170及びデータフォーマ
ット部180へ伝送する。
【0023】図2Bを再び参照すれば、本発明の該好適
実施例によるベクトルブロック決定の過程に対する詳細
ブロック図が示されている。図2Bに於いて、斜線が引
かれた第1サブブロックFB1〜FB6及びFB9、F
B10、FB13、FB14は、原ベクトルブロックで
あり、引かれていない第1サブブロックFB7、FB
8、FB11、FB12、FB15及びFB16は、ス
カラブロックに該当する。第2サブブロックSB2は、
そこへ含まれた第1サブブロックFB7及びFB8がス
カラブロックであるので、非候補ベクトルブロックとし
て決定される。従って、第1サブブロックFB3及びF
B4は、第1ベクトルブロックとしてセットされる。一
方、第2サブブロックSB1及びSB3は、そこにスカ
ラブロックを1つも含んでいないので、候補ベクトルブ
ロックとして決定される。更に、各々の候補ベクトルブ
ロックSB1及びSB3は各共分散が第2しきい値TH
2より大きくないと第2ベクトルブロックとして決定さ
れる。しかし、例えば、SB1のような候補ベクトルブ
ロックの共分散が第2しきい値TH2より大きいと、原
ベクトルブロックFB1、FB2、FB5及びFB6は
第1ベクトルブロックとして決定される。
実施例によるベクトルブロック決定の過程に対する詳細
ブロック図が示されている。図2Bに於いて、斜線が引
かれた第1サブブロックFB1〜FB6及びFB9、F
B10、FB13、FB14は、原ベクトルブロックで
あり、引かれていない第1サブブロックFB7、FB
8、FB11、FB12、FB15及びFB16は、ス
カラブロックに該当する。第2サブブロックSB2は、
そこへ含まれた第1サブブロックFB7及びFB8がス
カラブロックであるので、非候補ベクトルブロックとし
て決定される。従って、第1サブブロックFB3及びF
B4は、第1ベクトルブロックとしてセットされる。一
方、第2サブブロックSB1及びSB3は、そこにスカ
ラブロックを1つも含んでいないので、候補ベクトルブ
ロックとして決定される。更に、各々の候補ベクトルブ
ロックSB1及びSB3は各共分散が第2しきい値TH
2より大きくないと第2ベクトルブロックとして決定さ
れる。しかし、例えば、SB1のような候補ベクトルブ
ロックの共分散が第2しきい値TH2より大きいと、原
ベクトルブロックFB1、FB2、FB5及びFB6は
第1ベクトルブロックとして決定される。
【0024】第1ベクトル量子化部160は従来のベク
トル量子化技法を用いて、各第1ベクトルブロックに対
してM×N次元のベクトル量子化を行って、各第1ベク
トルブロックに対するコードワードインデックスを第2
統計的符号化部165に供給する。このコードワードイ
ンデックスは、例えば、VLCによって符号化される。
各第1ベクトルブロックに対する統計的に符号化された
データは、データフォーマット部180に送られる。同
様に、第2ベクトル量子化部170は、各第2ベクトル
ブロックに対して、P×Q次元のベクトル量子化を行っ
て各第2ベクトルブロックに対するコードワードインデ
ックスを第3統計的符号化部175に供給する。この第
3統計的符号化部175は各第2ベクトルブロックに対
する統計的に符号化されたデータをデータフォーマット
部180へ供給する。
トル量子化技法を用いて、各第1ベクトルブロックに対
してM×N次元のベクトル量子化を行って、各第1ベク
トルブロックに対するコードワードインデックスを第2
統計的符号化部165に供給する。このコードワードイ
ンデックスは、例えば、VLCによって符号化される。
各第1ベクトルブロックに対する統計的に符号化された
データは、データフォーマット部180に送られる。同
様に、第2ベクトル量子化部170は、各第2ベクトル
ブロックに対して、P×Q次元のベクトル量子化を行っ
て各第2ベクトルブロックに対するコードワードインデ
ックスを第3統計的符号化部175に供給する。この第
3統計的符号化部175は各第2ベクトルブロックに対
する統計的に符号化されたデータをデータフォーマット
部180へ供給する。
【0025】データフォーマット部180に於いては、
各基本ブロック内のスカラブロック、第1ベクトルブロ
ック及び第2ベクトルブロックに対する統計的に符号化
されたデータ及びラインL20〜L22を通じて受取ら
れたそれらの位置情報が予め定められた方式にフォーマ
ットされ伝送のため伝送器(図示せず)に伝送される。
各基本ブロック内のスカラブロック、第1ベクトルブロ
ック及び第2ベクトルブロックに対する統計的に符号化
されたデータ及びラインL20〜L22を通じて受取ら
れたそれらの位置情報が予め定められた方式にフォーマ
ットされ伝送のため伝送器(図示せず)に伝送される。
【0026】要するに、本発明の好適実施例によると、
例えば、4×4個の画素のような相関度の高いより大き
いデータ要素の群は、例えば、4×4次元のより大きい
ベクトル量子化に基づいて量子化される。もし、より大
きいデータ群のそのものの相関度があまり高くなけれ
ば、それのサブ群がその中のデータ間に高い相関度を保
つと、そのサブ群はより低い次元(例えば、2×2次
元)のベクトル量子化によって処理される。更に、も
し、サブ群内のデータが、相関度が低いと、そのサブ群
はスカラ量子化される。上記に述べたように、本発明の
適応的量子化技法によってベクトル量子化の高いデータ
圧縮度を十分に利用することによって、大量のコードワ
ードのデータを保つことなくも効果的に保護化され得
る。
例えば、4×4個の画素のような相関度の高いより大き
いデータ要素の群は、例えば、4×4次元のより大きい
ベクトル量子化に基づいて量子化される。もし、より大
きいデータ群のそのものの相関度があまり高くなけれ
ば、それのサブ群がその中のデータ間に高い相関度を保
つと、そのサブ群はより低い次元(例えば、2×2次
元)のベクトル量子化によって処理される。更に、も
し、サブ群内のデータが、相関度が低いと、そのサブ群
はスカラ量子化される。上記に述べたように、本発明の
適応的量子化技法によってベクトル量子化の高いデータ
圧縮度を十分に利用することによって、大量のコードワ
ードのデータを保つことなくも効果的に保護化され得
る。
【0027】上記において、本発明の好適な実施の形態
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【0028】
【発明の効果】従って、本発明によれば、適応的量子化
技法に基づいてビデオ信号内の入力映像信号を符号化す
る方法及びその装置であって、データ要素のブロック単
位で入力される入力映像信号を予め定められた大きさの
各サブブロックに分けた後、分割されたサブブロック内
のデータ要素間の相関度を評価して、相関度が一定の基
準より低い各サブブロックはスカラ量子化し、相関度が
一定の基準より等しいか大きい各サブブロックは結合さ
せて、予め定められた大きさのより大きいサブブロック
を形成した後、該より大きいサブブロックに対してベク
トル量子化を適応的に適用する。また、ベクトル量子化
に於いてもデータ要素間の相関度の程度によって、より
低い次元及び高い次元の2つのベクトル量子化を具現し
て量子化に必要なメモリ容量やデータ処理時間を減らし
てより一層の効率的な量子化を行うことができる。
技法に基づいてビデオ信号内の入力映像信号を符号化す
る方法及びその装置であって、データ要素のブロック単
位で入力される入力映像信号を予め定められた大きさの
各サブブロックに分けた後、分割されたサブブロック内
のデータ要素間の相関度を評価して、相関度が一定の基
準より低い各サブブロックはスカラ量子化し、相関度が
一定の基準より等しいか大きい各サブブロックは結合さ
せて、予め定められた大きさのより大きいサブブロック
を形成した後、該より大きいサブブロックに対してベク
トル量子化を適応的に適用する。また、ベクトル量子化
に於いてもデータ要素間の相関度の程度によって、より
低い次元及び高い次元の2つのベクトル量子化を具現し
て量子化に必要なメモリ容量やデータ処理時間を減らし
てより一層の効率的な量子化を行うことができる。
【図1】本発明の好適実施例によるビデオ信号符号化装
置のブロック図。
置のブロック図。
【図2】A及びBからなり、Aは本発明の好適実施例に
よる第1サブブロックの生成を示す図面、Bは本発明の
好適実施例による第2サブブロックの生成を示す図面。
よる第1サブブロックの生成を示す図面、Bは本発明の
好適実施例による第2サブブロックの生成を示す図面。
10 ビデオ信号符号化装置 100 第1ブロック分割部 110 第1相関度評価部 120 スカラ量子化部 130 第1統計的符号化部 140 第2ブロック生成部 150 第2相関度評価部 160 第1ベクトル量子化部 165 第2統計的符号化部 170 第2ベクトル量子化部 175 第3統計的符号化部 180 データフォーマット部
Claims (18)
- 【請求項1】 各々がK×L個(K及びLは予め定め
られた正の整数)のデータ要素からなる基本ブロックに
分けられた映像信号を符号化するビテオ信号符号化方法
であって、 前記各基本ブロックを、各々がM×N個のデータ要素か
らなる複数の第1サブブロック及び各々がP×Q個のデ
ータ要素からなる複数の第2サブブロックに分ける第1
過程であって、前記K及びLは前記各P及びQの倍数で
あり、前記P及びQは各々前記M及びNの倍数であり、
前記M、N、P及びQは各々正の整数である、前記第1
過程と、 前記各第1サブブロックに対する第1共分散を計算し
て、前記第1共分散を予め定められた第1しきい値TH
1と比較して、スカラブロック及び原ベクトルブロック
を決定する第2過程であって、前記スカラブロックはT
H1より大きい第1共分散を有する第1サブブロックに
該当し、前記原ベクトルブロックは前記TH1以下の第
1共分散を有する第1サブブロックに該当する、前記第
2過程と、 スカラブロックをスカラ量子化してスカラ量子化済みの
データを供給する第3過程と、 前記原ベクトルブロックをベクトル量子化して、ベクト
ル量子化されたデータを供給する第4過程とを有するこ
とを特徴とするビデオ信号符号化方法。 - 【請求項2】 前記第2過程が、 前記スカラブロックを有しない第2サブブロックを候補
ベクトルブロックとして設定すると共に、前記候補ベク
トルブロックに対する第2共分散を計算する第2(a)
過程と、 前記第2共分散を予め定められた第2しきい値TH2と
比較して、第1ベクトルブロック及び第2ベクトルブロ
ックを決定する過程であって、前記各第1ベクトルブロ
ックはTH2以上の第2共分散を有する候補ベクトルブ
ロックに含まれていない原ベクトルブロックのうち1つ
であり、各第2ベクトルブロックはTH2より小さい第
2共分散を有する候補ベクトルブロックを表す、第2
(b)過程とを更に有することを特徴とする請求項1に
記載のビデオ信号符号化方法。 - 【請求項3】 前記第4過程が、 前記第1ベクトルブロック及び前記第2ベクトルブロッ
クを各々ブロック単位でベクトル量子化して、第1及び
第2ベクトルの量子化されたデータを供給する第4
(a)過程を更に有することを特徴とする請求項2に記
載のビデオ信号符号化方法。 - 【請求項4】 前記データ要素が、画素値及び前記画
素値の変換係数のうちの何れか一方であることを特徴と
する請求項3に記載のビデオ信号符号化方法。 - 【請求項5】 前記スカラ量子化済みのデータと前記
第1及び第2ベクトル量子化されたデータとを統計的に
符号化する統計的符号化過程を更に有することを特徴と
する請求項3に記載のビデオ信号符号化方法。 - 【請求項6】 前記K及びLは8であり、P及びQは
4であり、M及びNは2であることを特徴とする請求項
4に記載のビデオ信号符号化方法。 - 【請求項7】 前記第1共分散が、CV1は前記第1
共分散であり、m1は第1サブブロック内のデータ要素
Pijの平均値であるとする場合、下記式 CV1=(1/M×N)・Σ[i=1,M]Σ[j=1,N](|Pij−m 1|) 式(1) ここで、Σ[i=1,M]Σ[j=1,N](x(i,
j))=x(1,1)+x(1,2)+…+x(1,
N)+x(2,1)+x(2,2)+…+x(2,N)
+…+x(M,1)+…+x(M,N) x(i,j)は、i及びjを変数とする関数を表すによ
って定義されることを特徴とする請求項4に記載のビデ
オ信号符号化方法。 - 【請求項8】 前記第1共分散が、CV1は前記第1
共分散であり、m1は第1サブブロック内のデータ要素
Pijの平均値であるとする場合、下記式 CV1=(1/M×N)・Σ[i=1,M]Σ[j=1,N]((Pij−m 1)2) 式(2) によって定義されることを特徴とする請求項4に記載の
ビデオ信号符号化方法。 - 【請求項9】 前記第2共分散が、CV2は前記第2
共分散であり、m2は候補ベクトルブロック内のデータ
要素Pklの平均値であるとした場合、下記式 CV2=(1/P×Q)・Σ[k=1,P]Σ[l=1,Q](|Pkl−m 2|) 式(3) によって定義されることを特徴とする請求項7に記載の
ビデオ信号符号化方法。 - 【請求項10】 前記第2共分散が、CV2は前記第
2共分散であり、m2は候補ベクトルブロック内のデー
タ要素Pklの平均値であるとした場合、下記式 CV2=(1/P×Q)・Σ[k=1,P]Σ[l=1,Q]((Pkl−m2 )2) 式(4) によって定義されることを特徴とする請求項8に記載の
ビデオ信号符号化方法。 - 【請求項11】 複数のK×L個(K及びLは予め定
められた正の整数)のデータ要素の基本ブロックに分け
られた映像信号を符号化するビデオ信号符号化装置であ
って、 前記各基本ブロックを、各々がM×N個のデータ要素か
らなる複数の第1サブブロック、及び各々がP×Q個の
データ要素からなる複数の第2サブブロックに分ける第
1及び第2サブブロック分割手段であって、前記K及び
Lは前記各P及びQの倍数であり、前記P及びQは各々
前記M及びNの倍数であり、前記M、N、P及びQは各
々正の整数である、前記第1及び第2サブブロック分割
手段と、 前記各第1サブブロックに対する第1共分散を計算し
て、前記第1共分散を予め定められた第1しきい値TH
1と比較して、スカラブロック及び原ベクトルブロック
を決定するスカラブロック及び原ベクトルブロック決定
手段であって、前記スカラブロックはTH1より大きい
第1共分散を有する第1サブブロックに該当し、前記原
ベクトルブロックは前記TH1以下の第1共分散を有す
る第1サブブロックに該当する、前記スカラブロック及
び原ベクトルブロック決定手段と、 前記スカラブロックを有しない第2サブブロックを候補
ベクトルブロックとして設定すると共に、前記候補ベク
トルブロックに対する第2共分散を計算する第2共分散
計算手段と、 前記第2共分散を予め定められた第2しきい値TH2と
比較して、第1ベクトルブロック及び第2ベクトルブロ
ックを決定する第1及び第2ベクトルブロック決定手段
であって、前記各第1ベクトルブロックはTH2以上の
第2共分散を有する候補ベクトルブロックに含まれてい
ない原ベクトルブロックのうち1つであり、各第2ベク
トルブロックはTH2より小さい第2共分散を有する候
補ベクトルブロックを表す、前記第1及び第2ベクトル
ブロック決定手段と、 スカラブロックをスカラ量子化してスカラ量子化済みの
データを供給するスカラ量子化データ供給手段と、 前記第1ベクトルブロック及び第2ベクトルブロックを
ブロック単位でベクトル量子化して、第1の量子化され
たベクトルデータ及び第2の量子化されたベクトルデー
タを供給する第1及び第2ベクトル量子化データ供給手
段とを有することを特徴とするビデオ信号符号化装置。 - 【請求項12】 前記データ要素が、画素値及び前記
画素値の変換係数のうちの何れか一方であることを特徴
とする請求項11に記載のビデオ信号符号化装置。 - 【請求項13】 前記スカラ量子化済みのデータ、第
1及び第2ベクトル量子化されたデータを統計的に符号
化する第1及び第2ベクトル量子化データ符号化手段を
更に含むことを特徴とする請求項11に記載のビデオ信
号符号化装置。 - 【請求項14】 前記K、M及びPが、各L、N及び
Qと同じであることを特徴とする請求項11に記載のビ
デオ信号符号化装置。 - 【請求項15】 前記K及びPが、各2×P及び2×
Mであることを特徴とする請求項14に記載のビデオ信
号符号化装置。 - 【請求項16】 前記Kが8であることを特徴とする
請求項15に記載のビデオ信号符号化装置。 - 【請求項17】 前記第1共分散が、CV1は前記第1
共分散であり、m1は第1サブブロック内のデータ要素
Pijの平均値であるとする場合、下記式(11)によ
って、 前記第2共分散が、CV2は前記第2共分散であり、m
2は候補ベクトルブロック内のデータ要素Pklの平均
値であるとした場合、下記式(12)によって CV1=(1/M×N)・Σ[i=1,M]Σ[j=1,N](|Pij−m 1|) 式(11) CV2=(1/P×Q)・Σ[k=1,P]Σ[l=1,Q](|Pkl−m 2|) 式(12) 各々、定義されることを特徴とする請求項11に記載の
ビデオ信号符号化装置。 - 【請求項18】 前記第1共分散が、CV1は前記第1
共分散であり、m1は第1サブブロック内のデータ要素
Pijの平均値であるとする場合、下記式(13)によ
って、 前記第2共分散が、CV2は前記第2共分散であり、m
2は候補ベクトルブロック内のデータ要素Pklの平均
値であるとした場合、下記式(14)によって、 CV1=(1/M×N)・Σ[i=1,M]Σ[j=1,N]((Pij−m 1)2) 式(13) CV2=(1/P×Q)・Σ[k=1,P]Σ[l=1,Q]((Pkl−m 2)2) 式(14) 各々、定義されることを特徴とする請求項11に記載の
ビデオ信号符号化装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1996-12373 | 1996-04-23 | ||
KR1019960012373A KR100203712B1 (ko) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 영상신호 부호화시스템에 있어서 양자화장치 및 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1098720A true JPH1098720A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=19456416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9105802A Pending JPH1098720A (ja) | 1996-04-23 | 1997-04-23 | ビデオ信号符号化方法及びその装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5861923A (ja) |
JP (1) | JPH1098720A (ja) |
KR (1) | KR100203712B1 (ja) |
GB (1) | GB2312586A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6687304B1 (en) * | 2000-04-19 | 2004-02-03 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Efficient video data data access using fixed ratio compression |
US6831947B2 (en) | 2001-03-23 | 2004-12-14 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Adaptive quantization based on bit rate prediction and prediction error energy |
KR100867995B1 (ko) * | 2006-01-07 | 2008-11-10 | 한국전자통신연구원 | 동영상 데이터 인코딩/디코딩 방법 및 그 장치 |
WO2007081116A1 (en) * | 2006-01-07 | 2007-07-19 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method and apparatus for video data encoding and decoding |
KR100772391B1 (ko) * | 2006-01-23 | 2007-11-01 | 삼성전자주식회사 | 직교 변환 및 벡터 양자화에 기반한 동영상 부호화 및복호화 방법과 이를 이용한 장치 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5068723A (en) * | 1989-05-19 | 1991-11-26 | Gte Laboratories Incorporated | Frame or sub-frame rate adaptive vector quantizer for moving images |
US5272529A (en) * | 1992-03-20 | 1993-12-21 | Northwest Starscan Limited Partnership | Adaptive hierarchical subband vector quantization encoder |
FI92272C (fi) * | 1992-05-20 | 1994-10-10 | Valtion Teknillinen | Kuvansiirtojärjestelmän tiivistyskoodausmenetelmä |
US5377018A (en) * | 1992-06-22 | 1994-12-27 | Media Vision | Video compression and decompression using block selection and subdivision |
US5663764A (en) * | 1993-09-30 | 1997-09-02 | Sony Corporation | Hierarchical encoding and decoding apparatus for a digital image signal |
-
1996
- 1996-04-23 KR KR1019960012373A patent/KR100203712B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-04-23 JP JP9105802A patent/JPH1098720A/ja active Pending
- 1997-04-23 GB GB9708220A patent/GB2312586A/en not_active Withdrawn
- 1997-04-23 US US08/839,001 patent/US5861923A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2312586A (en) | 1997-10-29 |
US5861923A (en) | 1999-01-19 |
KR100203712B1 (ko) | 1999-06-15 |
KR970073124A (ko) | 1997-11-07 |
GB9708220D0 (en) | 1997-06-11 |
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