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JP2639842B2 - Discrete cosine transform coding method - Google Patents
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JP2639842B2 - Discrete cosine transform coding method - Google Patents

Discrete cosine transform coding method

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JP2639842B2
JP2639842B2 JP17714089A JP17714089A JP2639842B2 JP 2639842 B2 JP2639842 B2 JP 2639842B2 JP 17714089 A JP17714089 A JP 17714089A JP 17714089 A JP17714089 A JP 17714089A JP 2639842 B2 JP2639842 B2 JP 2639842B2
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 高能率符号化方式の一つの離散コサイン変換符号化方
式に関し、 高周波領域の割当符号を制限して、符号化効率を向上
することを目的とし、 離散コサイン変換部と、量子化部と、符号化部と、最
大値検出部とを備え、入力画像信号の複数画素からなる
ブロック対応に、前記離散コサイン変換部に於いて離散
コサイン変換を施し、前記量子化部に於いて離散コサイ
ン変換出力の変換係数を量子化し、前記最大値検出部に
より低周波領域側の量子化出力信号の最大値を検出し、
該最大値の絶対値に定数を加算した値を高周波領域側の
制限値とし、該制限値までの符号を割当て前記符号化部
に於いて符号化するように構成した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] Discrete cosine transform coding, which is one of high-efficiency coding schemes, is intended to improve the coding efficiency by limiting the allocated codes in a high-frequency domain. Unit, a quantization unit, an encoding unit, and a maximum value detection unit, and performs a discrete cosine transform in the discrete cosine transform unit in correspondence with a block including a plurality of pixels of the input image signal, and performs the quantization. Quantizing the transform coefficient of the discrete cosine transform output in the section, detecting the maximum value of the quantized output signal in the low frequency region by the maximum value detection section,
A value obtained by adding a constant to the absolute value of the maximum value is set as a limit value on the high frequency region side, and codes up to the limit value are assigned and encoded by the encoding unit.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は、高能率符号化方式の一つの離散コサイン変
換符号化方式に関するものである。
The present invention relates to a discrete cosine transform coding method, which is one of high efficiency coding methods.

テレビ会議やテレビ電話等に於いて、画像信号の帯域
圧縮を行う各種の高能率符号化方式が提案されており、
最近は、その一つとして離散コサイン変換(Discrete C
osine Transform)が注目されている。この離散コサイ
ン変換は、複数画素を1ブロックとし、変換行列により
変換係数に直交変換するものであり、画像の性質によっ
ても異なるが、一般的には変換係数は低周波領域側に集
中する。そして、この変換係数をエントロピー符号化し
て伝送するものであり、受信側に於いては、エントロピ
ー復号化して逆量子化し、更に逆離散コサイン変換を施
して、再生画像信号を得るものである。
In videoconferencing, videophone, etc., various high-efficiency coding schemes for performing band compression of image signals have been proposed.
Recently, discrete cosine transform (Discrete C
osine transform) is attracting attention. In the discrete cosine transform, a plurality of pixels are treated as one block, and the transform coefficients are orthogonally transformed by a transform matrix. The transform coefficients generally concentrate on the low frequency region side, although they vary depending on the properties of the image. Then, the transform coefficients are entropy-encoded and transmitted. On the receiving side, entropy decoding and inverse quantization are performed, and then inverse discrete cosine transform is performed to obtain a reproduced image signal.

このような離散コサイン変換符号化方式に於いて、更
に効率を向上することが要望されている。
In such a discrete cosine transform coding method, there is a demand for further improving the efficiency.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第23図は従来例のブロック図であり、送信部は、離散
コサイン変換部30と量子化部31と走査部32と符号化部33
とを備え、受信部は、復号化部34と逆走査部35と逆量子
化部36と逆離散コサイン変換部37とを備えている。
FIG. 23 is a block diagram of a conventional example, in which a transmitting unit includes a discrete cosine transform unit 30, a quantizing unit 31, a scanning unit 32, and an encoding unit 33.
The receiving unit includes a decoding unit 34, an inverse scanning unit 35, an inverse quantization unit 36, and an inverse discrete cosine transform unit 37.

入力画像信号は、テレビカメラ等からの画像信号或い
はその画像信号にフレーム間差分処理等を施した信号を
ディジタル化した信号であり、又その入力画像信号の1
画面分を、例えば、第24図に示すように、N×N画素か
らなるブロックに分割し、各ブロックの画素f(u,v)
に離散コサイン変換部30に於いて離散コサイン変換を施
し、変換係数F(i,j)を個別に量子化部31に於いて量
子化し、走査部32に於いて水平方向,垂直方向或いはジ
グザグ方向の走査により、二次元配列の量子化出力信号
を一次元配列とし、符号化部33に於いて順次エントロピ
ー符号化を行って受信側に送信するものである。
The input image signal is a signal obtained by digitizing an image signal from a television camera or the like or a signal obtained by performing an inter-frame difference process on the image signal, and one of the input image signals.
For example, as shown in FIG. 24, the screen portion is divided into blocks of N × N pixels, and the pixels f (u, v) of each block are divided.
Is subjected to a discrete cosine transform in a discrete cosine transform unit 30, and the transform coefficients F (i, j) are individually quantized in a quantizing unit 31. In a scanning unit 32, horizontal, vertical or zigzag directions are obtained. Is performed, the quantized output signals in the two-dimensional array are converted into a one-dimensional array, and the encoding unit 33 sequentially performs entropy encoding and transmits the entropy-encoded signals to the receiving side.

又受信側では、復号化部34に於いてエントロピー復号
化を行い、逆走査部35に於いて送信側の走査部32と逆の
処理を行い、逆量子化部36に於いて量子化部31と逆の処
理の逆量子化を行い、逆離散コサイン変換部37に於いて
離散コサイン変換部30と逆の処理を行って画像信号を再
生し、図示を省略した表示装置に加えるものである。
On the receiving side, entropy decoding is performed in the decoding unit 34, processing reverse to that of the scanning unit 32 on the transmitting side is performed in the reverse scanning unit 35, and the quantization unit 31 is processed in the inverse quantization unit 36. The inverse discrete cosine transform unit 37 performs inverse quantization of the process, and the inverse cosine transform unit 37 performs the inverse process of the discrete cosine transform unit 30 to reproduce an image signal, which is added to a display device (not shown).

離散コサイン変換部30に於ける離散コサイン変換は、
次の(1),(2)式で表される。
The discrete cosine transform in the discrete cosine transform unit 30 is
It is expressed by the following equations (1) and (2).

この(1),(2)式を用いて、ブロックの画素f
(u,v)をF(i,j)に変換すると、この変換係数F(i,
j)は、i,jの値に対応して周波数成分を示すものとな
り、i,jの値が小さい程、低周波成分を示し、F(0,0)
は直流成分を示すものとなる。例えば、第24図の画面の
N×N画素からなるブロックに於いて、N=8とする
と、斜線を施したブロックは、その下方に拡大して示す
ものとなり、離散コサイン変換を施すことにより、矢印
a方向が低周波領域、矢印b方向が高周波領域の変換係
数となる。そして、一般的な画面の場合には、離散コサ
イン変換を施すことにより、低周波成分の値は大きく、
高周波成分の値は小さく、0となるものが多くなる。
Using the equations (1) and (2), the pixel f
When (u, v) is converted to F (i, j), the conversion coefficient F (i, j)
j) indicates a frequency component corresponding to the value of i, j. The smaller the value of i, j, the lower the frequency component, and F (0,0)
Indicates a DC component. For example, assuming that N = 8 in the block of N × N pixels in the screen of FIG. 24, the shaded block is shown enlarged below and is subjected to discrete cosine transform. The direction of arrow a is a conversion coefficient in a low frequency region, and the direction of arrow b is a conversion coefficient in a high frequency region. Then, in the case of a general screen, the value of the low frequency component is large by performing the discrete cosine transform,
The value of the high-frequency component is small, and the value of the component that becomes 0 increases.

ブロック対応の変換係数F(i,j)を量子化部31に於
いて量子化し、走査部32に於いて走査するものであり、
第24図の下方のブロックに於いて、cはジグザグ走査、
dは水平方向走査、e(一点鎖線)は垂直方向走査を示
し、それらの何れかの走査方向により、低周波領域から
高周波領域に向かって、或いはその逆方向に向かって走
査し、二次元配列を一次元配列に変換して、符号化部33
に於いて順次エントロピー符号化を行うものである。
The conversion coefficient F (i, j) corresponding to the block is quantized in the quantization unit 31 and scanned in the scanning unit 32.
In the lower block of FIG. 24, c is a zigzag scan,
d indicates horizontal scanning, and e (dot-dash line) indicates vertical scanning. In any one of these scanning directions, scanning is performed from a low-frequency area to a high-frequency area or in the opposite direction, and a two-dimensional array is formed. Into a one-dimensional array, and the encoding unit 33
, The entropy coding is performed sequentially.

前述のように高周波成分が0となることが多いもので
あるから、高周波領域側から走査を行い、0でなくなっ
た位置にエンドオブバウンド符号EOB(End Of Bound)
を付加する。例えば、第25図に示す8×8画素(1)〜
(64)のブロックの量子化信号について、高周波領域側
からジグザグ走査を行い、0でなくなった位置(−7の
値の位置;画素番号(46)の位置)に、エンドオブバウ
ンド符号EOBを付加する。それにより、低周波領域側か
ら符号化して伝送する時に、エンドオブバウンド符号EO
Bの位置以降の画素番号(47)〜(64)の高周波成分に
ついては総て0であるから、伝送しないでも済むことに
なり、符号化効率を向上することができる。
As described above, since the high-frequency component is often 0, scanning is performed from the high-frequency region side, and an end-of-bound code EOB (End Of Bound) is placed at a position where it is no longer 0.
Is added. For example, 8 × 8 pixels (1) shown in FIG.
The quantized signal of the block (64) is subjected to zigzag scanning from the high-frequency region side, and an end-of-bound code EOB is added to a position that is not zero (a position of a value of -7; a position of a pixel number (46)). . Thus, when encoding and transmitting from the low frequency domain side, the end-of-bound code EO
Since the high-frequency components of the pixel numbers (47) to (64) after the position B are all 0, it is not necessary to transmit, and the encoding efficiency can be improved.

受信側では、このエンドオブバウンド符号EOBによ
り、そのブロックの符号化信号の終了を識別して、復号
化処理を行うことができる。
On the receiving side, it is possible to identify the end of the coded signal of the block by using the end-of-bound code EOB and perform the decoding process.

第26図及び第27図は、従来例の符号テーブルの説明図
であり、量子化部の出力の−15〜+15の範囲について、
エンドオブバウンド符号EOBを含めて、第26図では5ビ
ット構成の固定符号で符号化し、第27図では4〜6ビッ
ト構成の可変長符号で符号化する場合を示す。又第28図
は第26図の符号テーブルをツリーに展開した場合を示
し、第29図は第27図の符号テーブルをツリーに展開した
場合を示す。第27図及び第29図に於いては、発生確率の
比較的大きい0近傍の値に短い符号を割当てることによ
り、全体の情報量の削減を図るものである。
FIG. 26 and FIG. 27 are explanatory diagrams of the code table of the conventional example, and show the range of −15 to +15 of the output of the quantization unit.
FIG. 26 shows a case of encoding with a 5-bit fixed code including the end-of-bound code EOB, and FIG. 27 shows a case of encoding with a 4- to 6-bit variable length code. FIG. 28 shows a case where the code table of FIG. 26 is expanded into a tree, and FIG. 29 shows a case where the code table of FIG. 27 is expanded into a tree. In FIGS. 27 and 29, the entire information amount is reduced by assigning a short code to a value near 0 having a relatively high occurrence probability.

第30図は、離散コサイン変換による周波数成分の分布
を示すものであり、同一数値は同じ周波数成分グループ
であり、又数値が大きい程、高周波領域側であることを
示す。従って、低周波領域から高周波領域に向かって、
或いは反対に高周波領域から低周波領域に向かって、ジ
グザグ走査を行うと、周波数成分グループが順次並ぶ一
次元配列となる。
FIG. 30 shows the distribution of frequency components by the discrete cosine transform. The same numerical value is the same frequency component group, and the larger the numerical value is, the higher the frequency region is. Therefore, from the low frequency region to the high frequency region,
Alternatively, when zigzag scanning is performed from the high frequency region to the low frequency region, a one-dimensional array in which the frequency component groups are sequentially arranged is obtained.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

入力画像信号のブロック対応に離散コサイン変換を施
すことにより、低周波領域側に集中した変換係数が得ら
れるものであり、高周波領域に於いては、低周波領域よ
りも値が小さい傾向を有するものである。
By performing discrete cosine transform on the block corresponding to the input image signal, transform coefficients concentrated on the low frequency region side can be obtained, and the value tends to be smaller in the high frequency region than in the low frequency region. It is.

しかし、従来は、エントロピー符号化を行うとして
も、低周波領域も高周波領域も同一の符号を割当てるも
のであるから、高周波領域側に於いて発生する可能性の
低い値に対しても符号語を割当てることになり、符号化
効率を充分に向上することができないものであった。
However, conventionally, even if entropy coding is performed, the same code is assigned to both the low-frequency region and the high-frequency region, so that a codeword is assigned to a value that is unlikely to occur in the high-frequency region. Thus, the coding efficiency cannot be sufficiently improved.

本発明は、高周波領域の割当符号を制限して、符号化
効率を向上することを目的とするものである。
An object of the present invention is to improve the coding efficiency by limiting the allocated codes in the high frequency region.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の離散コサイン変換符号化方式は、低周波領域
側の値が大きく、高周波領域側の値が小さいことを前提
として、高周波領域側の最大値を、低周波領域側の最大
値に一定数を加えた値に制限して符号化するものであ
り、第1図を参照して説明する。
The discrete cosine transform coding method of the present invention is based on the premise that the value on the low frequency region side is large and the value on the high frequency region side is small. The encoding is performed by restricting the value to the value obtained by adding.

離散コサイン変換部1と、量子化部2と、符号化部3
と、最大値検出部4とを備え、入力画像信号の複数画素
からなるブロック対応に、離散コサイン変換部1に於い
て離散コサイン変換を施し、量子化部2に於いて離散コ
サイン変換出力の変換係数を量子化し、最大値検出部4
により、低周波領域側の量子化出力信号の最大値を検出
し、この最大値の絶対値に定数を加えた値を高周波領域
側の制限値とし、この制限値まで符号を割当て符号化部
3に於いて符号化するものである。
Discrete cosine transform unit 1, quantization unit 2, encoding unit 3
And a maximum value detection unit 4. The discrete cosine transformation unit 1 performs a discrete cosine transformation on a block composed of a plurality of pixels of the input image signal, and a quantization unit 2 converts the discrete cosine transformation output. The coefficient is quantized, and the maximum value detection unit 4
Thus, the maximum value of the quantized output signal in the low frequency region is detected, and a value obtained by adding a constant to the absolute value of the maximum value is set as a limit value in the high frequency region. Is encoded.

〔作用〕[Action]

離散コサイン変換部1は、入力画像信号のN×N画素
を1ブロックとして、ブロック対応に離散コサイン変換
を施すものであり、量子化部2は、離散コサイン変換出
力の変換係数を量子化するものである。最大値検出部4
は、量子化出力信号の低周波領域側の最大値を検出し、
高周波領域側の最大値を制限するものである。例えば、
第30図の低周波領域側の「3」の列中の最大値M3を検出
したとすると、その最大値M3の絶対値に定数αを加算し
た値以上の値が、「3」の列に高周波領域側に隣接する
「4」の列には発生しないと見做すもので、(M3+α)
の値以上の値が「4」の列に発生したとしても、その値
に制限するものである。従って、高周波領域側に対する
割当符号を短く設定することが可能となり、符号化効率
を向上することができるものである。
The discrete cosine transform unit 1 performs discrete cosine transform on a block-by-block basis using N × N pixels of an input image signal, and the quantizer 2 quantizes transform coefficients of a discrete cosine transform output. It is. Maximum value detector 4
Detects the maximum value of the quantized output signal on the low frequency side,
This limits the maximum value on the high frequency region side. For example,
When detects a maximum value M 3 in column "3" in the low frequency range side of Figure 30, the maximum value the absolute value the values of more than a value obtained by adding a constant α in of M 3 is "3" It is assumed that no occurrence occurs in the row of “4” adjacent to the high-frequency area side of the row, and (M 3 + α)
Even if a value equal to or more than the value of “4” occurs in the column “4”, the value is limited to that value. Accordingly, it is possible to set a shorter code to be assigned to the high frequency region side, and it is possible to improve coding efficiency.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は本発明の実施例のブロック図であり、送信部
は、離散コサイン変換部11と、量子化部12と、エントロ
ピー符号化を行う符号化部13と、最大値検出部14と、走
査部15と、リミッタ16とを備え、受信部は、エントロピ
ー復号化を行う復号化部16と、逆走査部17と、最大値検
出部18と、逆量子化部19と、逆離散コサイン変換部20と
を備えている。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention. The transmitting unit includes a discrete cosine transform unit 11, a quantizing unit 12, an encoding unit 13 for performing entropy encoding, a maximum value detecting unit 14, A scanning unit 15 and a limiter 16 are provided, and the receiving unit includes a decoding unit 16 that performs entropy decoding, an inverse scanning unit 17, a maximum value detection unit 18, an inverse quantization unit 19, and an inverse discrete cosine transform. And a unit 20.

離散コサイン変換部11は、入力画像信号のN×N画素
を1ブロックとして、ブロック対応に離散コサイン変換
を施し、変換係数を量子化部12に加えて量子化する。走
査部15は、ブロック対応の二次元配列の量子化出力信号
を一次元配列に変換してリミッタ16と最大値検出部14と
に加える。
The discrete cosine transform unit 11 subjects the input image signal to N × N pixels as one block, performs discrete cosine transform for each block, and adds the transform coefficient to the quantization unit 12 to quantize. The scanning unit 15 converts the quantized output signal of the two-dimensional array corresponding to the block into a one-dimensional array, and adds it to the limiter 16 and the maximum value detecting unit 14.

最大値検出部14は、例えば、ジグザグ走査の場合の斜
め方向の走査の列の中の最大値を検出するものであり、
この最大値の絶対値に定数αを加算した値を制限値とし
てリミッタ16及び符号化部13に加える。リミッタ16に於
いては、次の高周波領域側の列の最大値が制限値以上で
あっても、この制限値に従って最大値を制限することに
なる。又符号化部13に於いては、符号割当ビット数を制
御してエントロピー符号化を行う。
The maximum value detection unit 14 detects, for example, the maximum value in a row of diagonal scanning in the case of zigzag scanning,
The value obtained by adding the constant α to the absolute value of the maximum value is added to the limiter 16 and the encoding unit 13 as a limit value. In the limiter 16, even if the maximum value of the next row on the high frequency region side is equal to or larger than the limit value, the maximum value is limited according to the limit value. Further, the encoding unit 13 performs entropy encoding by controlling the number of code allocation bits.

受信部に於いては、復号化部16によりエントロピー復
号化を行い、逆走査部17によりブロック対応に一次元配
列を二次元配列に変換し、最大値検出部18により例えば
周波数成分グループの列毎に最大値を検出して、復号化
部16を制御する。又逆走査部17により二次元配列に変換
された復号化信号を、逆量子化部19に於いて逆量子化
し、逆離散コサイン変換部20に於いて逆離散コサイン変
換を行って出力画像信号とし、表示装置(図示せず)等
に加えることにより、受信画像を表示する。
In the receiving unit, the decoding unit 16 performs entropy decoding, the inverse scanning unit 17 converts the one-dimensional array into a two-dimensional array corresponding to the block, and the maximum value detecting unit 18 outputs, for example, each column of the frequency component group. , And controls the decoding unit 16. Further, the decoded signal converted into a two-dimensional array by the inverse scanning unit 17 is inversely quantized by the inverse quantization unit 19, and inverse discrete cosine transform is performed by the inverse discrete cosine transform unit 20 to obtain an output image signal. The received image is displayed by adding it to a display device (not shown) or the like.

第3図は最大値検出部14の動作を示すフローチャート
であり、1ブロックを8×8とし、走査部15により一次
元配列に変換した量子化出力信号をS(8×8)、定数
をα、二次元配列のジグザグ走査による列の終端をM
(13)とし(a)、その終端は、第25図に於ける画素番
号として示している。又二次元配列の量子化出力信号の
1列目は直流分を示し、従って、S(K)のK=1につ
いては最大値検出は行わないものであり、先ず、K=2
とし(b)、検出最大値MAX2=0とした(c)後、S
(K)の絶対値が最大値MAX2より大きいか否か判定し
(d)、大きくない場合はK=K+1とし(f)、又大
きい場合はS(K)の絶対値を検出最大値MAX2とし
(e)、K=K+1として(f)、K>3か否か判定し
(g)、K>3でない時はステップ(c)に移行し、K
>3の場合はI=1とし(h)、次のステップに移行す
る。即ち、最大値検出を行った列Iと1とし、8×8の
二次元配列の最初と最後とを除くジグザグ走査の13列中
の第1列についての最大値検出を終了する。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the maximum value detection unit 14. One block is set to 8 × 8, the scanning unit 15 converts the quantized output signal into a one-dimensional array into S (8 × 8), and sets a constant to α. , End of column by zigzag scanning of two-dimensional array
(13) and (a), the end of which is shown as the pixel number in FIG. The first column of the two-dimensionally arrayed quantized output signal indicates a DC component. Therefore, the maximum value is not detected for K = 1 of S (K).
(B), and after setting the maximum detection value MAX2 = 0 (c), S
It is determined whether or not the absolute value of (K) is larger than the maximum value MAX2 (d). If not, K = K + 1 is set (f). If it is larger, the absolute value of S (K) is set as the detection maximum value MAX2. (E), K = K + 1 (f), it is determined whether or not K> 3 (g). If not K> 3, the process proceeds to step (c), and
If> 3, I = 1 (h) and the process proceeds to the next step. That is, the columns I and 1 for which the maximum value has been detected are set to 1, and the maximum value detection for the first column of the 13 columns of the zigzag scan excluding the first and the last of the 8 × 8 two-dimensional array ends.

そして、ステップ(e)により得られた最大値MAX2に
定数αを加算した絶対値を、次の列の最大値MAX1とし
(i)、エントロピー符号化を行う符号化部13に通知す
る。
Then, the absolute value obtained by adding the constant α to the maximum value MAX2 obtained in step (e) is set as the maximum value MAX1 of the next column (i), and is notified to the encoding unit 13 that performs the entropy encoding.

次に、MAX2=0とし(j)、S(K)=MIN(MAX(S
(K),−MAX1),MAX1)とする(k)。即ち、±MAX1
の範囲内に量子化出力信号S(K)を制限するものであ
る。
Next, MAX2 = 0 is set (j), and S (K) = MIN (MAX (S
(K), -MAX1), MAX1) (k). That is, ± MAX1
Is limited to the range of the quantized output signal S (K).

次にステップ(d)と同様に、S(K)の絶対値が検
出最大値MAX2より大きいか否か判定し(l)、大きくな
い場合は、K=K+1とし(n)、大きい場合は、S
(K)の絶対値を検出最大値MAX2とし(m)、K=K+
1とする(n)。
Next, similarly to step (d), it is determined whether or not the absolute value of S (K) is larger than the maximum detection value MAX2 (l). If not, K = K + 1 (n). S
The absolute value of (K) is defined as the maximum detection value MAX2 (m), and K = K +
1 (n).

次に、K>M(I)か否か判定する(o)。即ち、列
の終端であるか否か判定し、終端でない場合はステップ
(k)に移行し、終端の場合は、I=I+1とし
(p)、I>13か否か判定し(q)、I>13でない時は
ステップ(i)に移行して次の列についての最大値検出
を行い、I>13の場合は1ブロックについての最大値検
出処理を終了する。
Next, it is determined whether or not K> M (I) (o). That is, it is determined whether or not it is the end of the column. If it is not the end, the process proceeds to step (k). If it is the end, I = I + 1 (p), and it is determined whether I> 13 (q), If it is not I> 13, the process goes to step (i) to detect the maximum value for the next column, and if I> 13, the maximum value detection process for one block is ended.

又水平走査又は垂直走査を行って各列の最大値検出を
行うと共に、次の列の最大値を制限する処理を行うこと
もできる。又定数αは、走査の各列毎に異なる値に設定
することも可能である。
In addition, horizontal scanning or vertical scanning may be performed to detect the maximum value of each column, and a process of limiting the maximum value of the next column may be performed. The constant α can be set to a different value for each column of scanning.

第4図は本発明の一実施例のフローチャートであり、
−15〜+15の量子化出力信号に対する符号テーブルTと
仮テーブルT′と定数A(4)=(7,3,1,0)とを定め
(1)、最大検出部からの入力、即ち、最大値MAXが加
えられると(2)、この最大値MAXと、定数A(1)=
7,A(2)=3,A(3)=1,A(4)=0とをそれぞれ比
較し(3),(4),(5),(6)、最大値MAXが7
以下でない時は、3以下でない時は、1以下でない
時は、0以下でない時は、0以下の時はの処理、
即ち、仮テーブルT′の作成処理を行う。なお、符号テ
ーブルTは、第26図に示す構成と同一とすることができ
る。
FIG. 4 is a flowchart of one embodiment of the present invention,
A code table T, a provisional table T ', and a constant A (4) = (7,3,1,0) for the quantized output signal of -15 to +15 are determined (1), and the input from the maximum detector, that is, When the maximum value MAX is added (2), the maximum value MAX and a constant A (1) =
7, A (2) = 3, A (3) = 1, A (4) = 0 are compared with (3), (4), (5), (6), and the maximum value MAX is 7
If not less than 3, if not less than 1, if not less than 1, if not less than 0, process when less than 0,
That is, the process of creating the temporary table T 'is performed. Note that the code table T can be the same as the configuration shown in FIG.

第5図はの処理のフローチャートを示し、I=−15
とし(a1)、次にT′(I)=T(I)とし(a2)、次
にI=I+1とし(a3)、I>15か否か判定し(a4)、
I>15でない時は、前述のステップを繰り返し、I>15
となると、符号テーブルTと同一の仮テーブルT′が形
成されることになり、この仮テーブルT′を用いて符号
化を行うものである(a5)。
FIG. 5 shows a flowchart of the process, where I = −15.
(A1), then set T '(I) = T (I) (a2), then set I = I + 1 (a3), and determine whether I> 15 (a4)
If not I> 15, repeat the above steps, I> 15
Then, the same temporary table T 'as the code table T is formed, and encoding is performed using this temporary table T' (a5).

又第6図はの処理フローチャートを示し、先ず、I
=−15とし(b1)、I>0且つI/2=0か否か判定し(b
2)、その条件の場合は、符号テーブルTのEOBの最右ビ
ットを除いたものを、仮テーブルT′のEOBとし(b
3)、その条件でない場合は、符号テーブルTの最右ビ
ットを除いたものをα′とし、そのα′を仮テーブル
T′のI/2の値に対応させる(b4)。そして、I=I+
1とし(b5)、I>15か否か判定し(b6)、I>15とな
るまで繰り返して、仮テーブルT′を形成し、その仮テ
ーブルT′で符号化を行う(b7)。この場合、5ビット
構成の符号テーブルTに対して、4ビット構成の仮テー
ブルT′となる。
FIG. 6 shows a processing flowchart of FIG.
= −15 (b1), and it is determined whether I> 0 and I / 2 = 0 (b
2) In the case of the condition, the EOB of the code table T excluding the rightmost bit is set as the EOB of the temporary table T ′ (b
3) If the condition is not satisfied, α ′ is obtained by removing the rightmost bit of the code table T, and the α ′ is made to correspond to the value of I / 2 of the temporary table T ′ (b4). And I = I +
It is set to 1 (b5), it is determined whether or not I> 15 (b6), and the process is repeated until I> 15 to form a temporary table T ', and encoding is performed using the temporary table T' (b7). In this case, a provisional table T ′ having a 4-bit structure is provided for a code table T having a 5-bit structure.

第7図,第8図及び第9図はそれぞれ,,の処
理フローチャートを示し、各図のステップ(c1)〜(c
7),(d1)〜(d7),(e1)〜(e7)は、第6図のス
テップ(b1)〜(b7)に対応したものであり、基本的に
は、第7図は符号テーブルTの右2ビットを除いて3ビ
ット構成の仮テーブルT′を形成し、第8図は符号テー
ブルTの右3ビットを除いて2ビット構成の仮テーブル
T′を形成し、第9図は符号テーブルTの右4ビットを
除いて1ビット構成の仮テーブルT′を形成するもので
ある。又第7図,第8図,第9図に除いて、I/4,I/8,I/
16が0となった場合に、I>0ならばEOBとし、I<0
ならば0とするものである。そして、仮テーブルT′に
より符号化を行うものである。
FIGS. 7, 8, and 9 show flowcharts of the processing of (c1) to (c1), respectively.
7), (d1) to (d7), (e1) to (e7) correspond to steps (b1) to (b7) in FIG. 6, and basically, FIG. A temporary table T 'having a 3-bit structure is formed by removing the right two bits of T. FIG. 8 forms a temporary table T' having a 2-bit structure by removing the right three bits of the code table T. FIG. A temporary table T 'having a 1-bit configuration is formed by removing the right 4 bits of the code table T. Also, except for FIGS. 7, 8, and 9, I / 4, I / 8, I /
When 16 becomes 0, if I> 0, it is EOB and I <0
Then, it is set to 0. Then, encoding is performed using the temporary table T '.

第10図乃至第13図は符号のツリー構造説明図であり、
第10図は第6図に示す処理により形成された4ビット構
成の仮テーブルT′の場合を示し、第11図は第7図に示
す処理により形成された3ビット構成の仮テーブルT′
の場合を示し、第12図は第8図に示す処理により形成さ
れた2ビット構成の仮テーブルT′の場合を示し、第13
図は第9図に示す処理により形成された1ビット構成の
仮テーブルT′の場合を示す。
FIG. 10 to FIG. 13 are explanatory diagrams of a tree structure of a code,
FIG. 10 shows the case of the temporary table T 'having a 4-bit structure formed by the processing shown in FIG. 6, and FIG. 11 shows the case of the temporary table T' having a 3-bit structure formed by the processing shown in FIG.
FIG. 12 shows the case of a temporary table T 'having a 2-bit structure formed by the processing shown in FIG.
The figure shows the case of a temporary table T 'having a 1-bit structure formed by the processing shown in FIG.

第14図は仮テーブルの説明図であり、第26図に示す符
号テーブルを基に第6図乃至第9図の処理により形成し
た仮テーブルTa1〜Ta4を示す。即ち、−15〜+15の量子
化出力信号を符号化する為の符号テーブルの5ビット構
成の符号語を、仮テーブルTa1は右1ビット削除して−
7〜+7の量子化出力信号を符号化する為の4ビット構
成の符号語とし、仮テーブルTa2は右2ビット削除して
−3〜+3の量子化出力信号を符号化する為の3ビット
構成の符号語とし、仮テーブルTa3は右3ビット削除し
て−1〜+1の量子化出力信号を符号化する為の2ビッ
ト構成の符号語とし、仮テーブルTa4は右4ビット削除
して0とEOBとを符号化する為の1ビット構成の符号語
としたものである。又EOBは「0」と「1」との間に設
けられている。
FIG. 14 is an explanatory view of the temporary table, and shows temporary tables Ta1 to Ta4 formed by the processing of FIGS. 6 to 9 based on the code table shown in FIG. That is, the code table having a 5-bit configuration of the code table for coding the quantized output signal of −15 to +15 is deleted from the temporary table Ta1 by one bit to the right.
A 4-bit codeword for encoding the quantized output signal of 7 to +7 is used. The temporary table Ta2 is deleted by 2 bits on the right side and has a 3-bit configuration for encoding the quantized output signal of -3 to +3. The temporary table Ta3 is a 2-bit codeword for encoding the quantized output signal of −1 to +1 by deleting the right three bits, and the temporary table Ta4 is deleted by the right four bits to be 0. This is a one-bit codeword for encoding EOB. EOB is provided between “0” and “1”.

又第27図に示す符号テーブルを基に、第5図乃至第9
図に示す処理と同様な処理により、仮テーブルを形成す
ることもできる。第15図乃至第18図はその場合の符号の
ツリー構造説明図であり、例えば、第15図に於いては、
−7〜+7の量子化出力信号に対して、5ビット〜3ビ
ットの符号語が割当てられることになる。なお、EOBは
「0」と「1」との間に設けられている。
5 to 9 based on the code table shown in FIG.
A temporary table can be formed by a process similar to the process shown in the figure. FIG. 15 to FIG. 18 are explanatory diagrams of the tree structure of the code in that case. For example, in FIG.
A codeword of 5 bits to 3 bits is assigned to the quantized output signal of -7 to +7. EOB is provided between “0” and “1”.

第19図は仮テーブルの説明図であり、第27図に示す−
15〜+15の量子化出力信号に、6〜4ビットの符号語を
割当てた符号テーブルを基に、仮テーブルTb1は、右1
ビット削除して−7〜+7の量子化出力信号に5〜3ビ
ットの符号語を割当てる構成とし、仮テーブルTb2は、
右2ビット削除して−3〜+3の量子化出力信号に4〜
2ビットの符号語を割当てる構成とし、仮テーブルTb3
は、右3ビット削除して−1〜+1の量子化出力信号を
符号化するものであるが、EOBを含めて2ビットで符号
化することができるから、結果的には右4ビット削除し
た場合に相当する。又仮テーブルTb4は、右4ビット削
除して0とEOBとを1ビットで符号化するものであり、
結果的には右5ビット削除した場合に相当する。
FIG. 19 is an explanatory diagram of the temporary table, which is shown in FIG.
Based on a code table in which code words of 6 to 4 bits are allocated to the quantized output signals of 15 to +15, the temporary table Tb1 is
Bits are deleted to assign a code word of 5 to 3 bits to the quantized output signal of -7 to +7.
Delete the right 2 bits and add 4 to -3 to +3 quantized output signal.
A configuration in which a 2-bit code word is assigned, and the provisional table Tb3
Encodes the quantized output signal of -1 to +1 by deleting the right three bits. However, since it can be encoded by two bits including the EOB, the right four bits are deleted as a result. Corresponds to the case. Further, the temporary table Tb4 is for deleting 0 bits on the right and encoding 0 and EOB with 1 bit.
As a result, this corresponds to the case where the right 5 bits are deleted.

第20図は本発明の更に他の実施例のフローチャートで
あり、前述の実施例の仮テーブルT′を予め形成し、検
出された最大値に従って符号テーブルT1〜T7を選択する
場合を示す。符号テーブルとして、−15〜15の量子化出
力信号とEOBとを含む符号テーブルT1と、−10〜+10とE
OBとを含む符号テーブルT2と、−7〜+7とEOBとを含
む符号テーブルT3と、−5〜+5とEOBとを含む符号テ
ーブルT4と、−3〜+3とEOBとを含む符号テーブルT5
と、−1〜+1とEOBとを含む符号テーブルT6と、0とE
OBとの符号テーブルT7とを定める(11)。
FIG. 20 is a flow chart of still another embodiment of the present invention, showing a case where the temporary table T 'of the above-described embodiment is formed in advance, and code tables T1 to T7 are selected according to the detected maximum value. As a code table, a code table T1 including a quantized output signal of −15 to 15 and EOB, −10 to +10, and E
A code table T2 including OB, a code table T3 including −7 to +7 and EOB, a code table T4 including −5 to +5 and EOB, and a code table T5 including −3 to +3 and EOB.
And a code table T6 including −1 to +1 and EOB, and 0 and E
A code table T7 for the OB is determined (11).

最大値検出部からの入力の最大値MAX(12)と定数10,
7,5,3,1,0とそれぞれ比較し(12),(13),(14),
(15),(16),(17),(18)、最大値MAXが定数10
以上の時は符号テーブルT1、定数10より小さく7以上の
時は符号テーブルT2、定数7より小さく5以上の時は符
号テーブルT3、定数5より小さく3以上の時は符号テー
ブルT4、定数3より小さく1でない時は符号テーブルT
5、定数3より小さく0でない時な符号テーブルT6、定
数3より小さく1又は0の時は符号テーブルT7を選択し
て符号化するものである。
The maximum value MAX (12) of the input from the maximum value detector and the constant 10,
Compare with 7,5,3,1,0 respectively (12), (13), (14),
(15), (16), (17), (18), maximum value MAX is constant 10
In the above case, the code table T1, when the value is smaller than the constant 10 and 7 or more, the code table T2. When the value is smaller than the constant 7 and 5 or more, the code table T3. Code table T when small and not 1
5. The code table T6 when the value is smaller than the constant 3 and not 0, and the code table T7 when the value is 1 or 0 smaller than the constant 3 is selected and encoded.

第21図及び第23図は、符号テーブルT1を第27図に示す
可変長符号の符号テーブルとした場合に於ける符号テー
ブルT2〜T7を示し、各符号テーブルT2〜T7は、前述の実
施例の仮テーブルT′の作成手順に従って、符号テーブ
ルT1から予め作成しておくものである。この場合の各符
号テーブルT2〜T7に於いても、「0」と「1」との間に
EOBが設けられている。
FIGS. 21 and 23 show code tables T2 to T7 when the code table T1 is the code table of the variable length code shown in FIG. 27, and each of the code tables T2 to T7 is the same as that of the above-described embodiment. Is created in advance from the code table T1 in accordance with the procedure for creating the temporary table T '. In each of the code tables T2 to T7 in this case, between "0" and "1"
EOB is provided.

そして、最大値検出部からの最大値MAXに従って選択
された符号テーブルを用いて量子化出力信号を符号化す
るものであり、高周波領域側の符号語を短くすることが
可能となるから、符号化効率を向上することが可能とな
る。
Then, the quantized output signal is encoded using the code table selected according to the maximum value MAX from the maximum value detection unit, and the code word in the high frequency region can be shortened. Efficiency can be improved.

又最大検出部14に於いて検出された最大値に加算する
定数αは、画像の性質によって選択することができるも
のであり、例えば、最大量子化出力の値の1%〜10%程
度とすることができる。又走査列毎に順次定数αを小さ
くするように変更することも可能である。又本発明は、
他の符号化効率の向上手段と組合せて適用することも可
能である。又離散コサイン変換部11や最大値検出部14等
の各部の構成は、マイクロプロセッサ等の演算機能を用
いて容易に実現することができるものである。
The constant α to be added to the maximum value detected by the maximum detection unit 14 can be selected according to the nature of the image, and is, for example, about 1% to 10% of the value of the maximum quantization output. be able to. It is also possible to sequentially change the constant α to be smaller for each scanning row. Also, the present invention
It is also possible to apply in combination with other means for improving coding efficiency. Further, the configuration of each unit such as the discrete cosine transform unit 11 and the maximum value detecting unit 14 can be easily realized by using an arithmetic function such as a microprocessor.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明は、離散コサイン変換部
1により入力画像信号をブロック対応に離散コサイン変
換し、量子化部2に於いて量子化し、最大値検出部4に
より走査列中の最大値を検出して、その最大値の絶対値
に定数αを加算した値を、その走査列より高周波領域側
の走査列の制限値とし、この制限値までの符号を割当て
符号化部3に於いて符号化するものであり、離散コサイ
ン変換することにより、高周波領域側の値が小さくなる
傾向を利用し、高周波領域側にたとえ大きな値が発生し
ても、低周波領域側の最大値に定数αを加算した制限値
を順次設定して、その制限値以上の符号語を割当てない
ものであるから、全体の情報量を削減することができる
利点がある。
As described above, according to the present invention, the discrete cosine transform unit 1 performs discrete cosine transform of an input image signal in block correspondence, quantizes the quantized data in the quantizing unit 2, and outputs the maximum value in the scanning row by the maximum value detecting unit 4. , And a value obtained by adding a constant α to the absolute value of the maximum value is set as a limit value of the scan line on the high frequency region side from the scan line, and a code up to the limit value is assigned to the encoding unit 3. By performing the discrete cosine transform, the value on the high frequency region side tends to be reduced, and even if a large value occurs on the high frequency region side, the constant α is set to the maximum value on the low frequency region side. Are sequentially set and codewords greater than the limit value are not assigned, so that there is an advantage that the total information amount can be reduced.

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

第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明の実施例
のブロック図、第3図は本発明の一実施例の最大値検出
部のフローチャート、第4図乃至第9図は本発明の一実
施例のフローチャート、第10図乃至第13図は符号のツリ
ー構造説明図、第14図は仮テーブルの説明図、第15図乃
至第18図は符号のツリー構造説明図、第19図は本発明の
他の実施例の仮テーブルの説明図、第20図は本発明の更
に他の実施例のフローチャート、第21図及び第22図は符
号テーブルの説明図、第23図は従来例のブロック図、第
24図はブロックの走査説明図、第25図は従来例の走査説
明図、第26図及び第27図は従来例の符号テーブルの説明
図、第28図及び第29図は符号のツリー構造説明図、第30
図は周波数成分の説明図である。 1は離散コサイン変換部、2は量子化部、3は符号化
部、4は最大値検出部である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a flowchart of a maximum value detecting section of one embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 10 to FIG. 13 are explanatory diagrams of a symbol tree structure, FIG. 14 is an explanatory diagram of a temporary table, FIGS. 15 to 18 are explanatory diagrams of a symbol tree structure, 19 is an explanatory diagram of a temporary table according to another embodiment of the present invention, FIG. 20 is a flowchart of still another embodiment of the present invention, FIGS. 21 and 22 are explanatory diagrams of a code table, and FIG. Block diagram of conventional example,
FIG. 24 is a diagram for explaining scanning of blocks, FIG. 25 is a diagram for explaining scanning of a conventional example, FIGS. 26 and 27 are diagrams for explaining a code table of a conventional example, and FIGS. 28 and 29 are diagrams for explaining a tree structure of codes. Fig. 30
The figure is an explanatory diagram of frequency components. 1 is a discrete cosine transform unit, 2 is a quantization unit, 3 is an encoding unit, and 4 is a maximum value detection unit.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】離散コサイン変換部(1)と、量子化部
(2)と、符号化部(3)と、最大値検出部(4)とを
備え、 入力画像信号の複数画素からなるブロック対応に、前記
離散コサイン変換部(1)に於いて離散コサイン変換を
施し、前記量子化部(2)に於いて離散コサイン変換出
力の変換係数を量子化し、前記最大値検出部(4)によ
り低周波領域側の量子化出力信号の最大値を検出し、該
最大値の絶対値に定数を加算した値を、高周波領域側の
制限値とし、該制限値までの符号を割当て前記符号化部
(3)に於いて符号化する ことを特徴とする離散コサイン変換符号化方式。
A block comprising a plurality of pixels of an input image signal, comprising a discrete cosine transform unit (1), a quantization unit (2), an encoding unit (3), and a maximum value detection unit (4). Correspondingly, a discrete cosine transform is performed in the discrete cosine transform unit (1), a transform coefficient of the discrete cosine transform output is quantized in the quantizing unit (2), and the maximum value detecting unit (4) The maximum value of the quantized output signal in the low frequency region is detected, a value obtained by adding a constant to the absolute value of the maximum value is set as a limit value in the high frequency region, and a code up to the limit value is assigned. A discrete cosine transform coding method characterized by coding in (3).
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