JP2833290B2 - 直交変換符号化装置 - Google Patents
直交変換符号化装置Info
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- JP2833290B2 JP2833290B2 JP25503091A JP25503091A JP2833290B2 JP 2833290 B2 JP2833290 B2 JP 2833290B2 JP 25503091 A JP25503091 A JP 25503091A JP 25503091 A JP25503091 A JP 25503091A JP 2833290 B2 JP2833290 B2 JP 2833290B2
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- orthogonal
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号を高能率符号
化する場合に、圧縮率を高めるために用いられる直交変
換符号化装置に関するものである。
化する場合に、圧縮率を高めるために用いられる直交変
換符号化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、映像信号は情報量が非常に大き
いため記録あるいは伝送を行なうにあたって、高能率符
号化によって画質劣化が視覚的に目だたないように情報
量を削減する方法が用いられる。この方法のひとつに直
交変換符号化を行なう直交変換符号化装置がある。
いため記録あるいは伝送を行なうにあたって、高能率符
号化によって画質劣化が視覚的に目だたないように情報
量を削減する方法が用いられる。この方法のひとつに直
交変換符号化を行なう直交変換符号化装置がある。
【０００３】（図６）はこの従来の直交変換符号化装置
の構成を示すブロック図である。以下その動作について
（図６）を参照しながら説明する。
の構成を示すブロック図である。以下その動作について
（図６）を参照しながら説明する。
【０００４】（図６）において、１は入力端子、２は直
交変換器、３は符号化器、４は出力端子である。また、
符号化器３は、並び換え手段５、量子化器６、量子化選
択回路７および符号化回路８から成る。まず、入力端子
１から入力された所定の大きさのブロックは直交変換器
２で直交変換され、直交変換係数から成るブロックとな
る。次に、符号化器３における並び換え手段５により符
号化するために係数並びを並び換える。符号化器３にお
ける量子化器６では、前記直交変換係数をあるステップ
幅で量子化する。量子化選択回路７は量子化器６の出力
の量子化後のデータ量を所望のデータ量に納めるために
適するステップ幅を持つ量子化係数を選択する。符号化
回路８は、符号化した符号語の発生頻度の高い符号ほど
短い符号語を割り当て、符号化データとして出力端子４
から出力される。
交変換器、３は符号化器、４は出力端子である。また、
符号化器３は、並び換え手段５、量子化器６、量子化選
択回路７および符号化回路８から成る。まず、入力端子
１から入力された所定の大きさのブロックは直交変換器
２で直交変換され、直交変換係数から成るブロックとな
る。次に、符号化器３における並び換え手段５により符
号化するために係数並びを並び換える。符号化器３にお
ける量子化器６では、前記直交変換係数をあるステップ
幅で量子化する。量子化選択回路７は量子化器６の出力
の量子化後のデータ量を所望のデータ量に納めるために
適するステップ幅を持つ量子化係数を選択する。符号化
回路８は、符号化した符号語の発生頻度の高い符号ほど
短い符号語を割り当て、符号化データとして出力端子４
から出力される。
【０００５】（図７）は、前記並べ換え手段５の動作を
説明するための前記直交変換器２の出力Ａと並び換え手
段５の出力Ｂの１ブロックの係数の並びを示している。
同図の係数並びは、直交変換器２が２次元直交変換の手
法とし、そのブロックは水平４画素、垂直４画素のブロ
ックサイズを持つものとする。よって、（図７）の信号
Ａでは水平４係数、垂直４係数の１６係数で１ブロック
を構成する。同図のブロックにおいて、各係数が表わす
周波数成分は、左側ほど水平方向の低域に対応し、上方
ほど垂直方向の低域に対応するものとする。そして、並
び換え手段５において、２次元直交変換に対する符号化
のために、（図７）の信号Ｂの係数並びに示すようなジ
グザグスキャンと言われる２次元周波数的に低域から高
域の並びに並び換える。これは、直流成分を含む低域成
分ほど視覚に対する影響が大きいためで、低域ほど重要
な成分として扱うためである。
説明するための前記直交変換器２の出力Ａと並び換え手
段５の出力Ｂの１ブロックの係数の並びを示している。
同図の係数並びは、直交変換器２が２次元直交変換の手
法とし、そのブロックは水平４画素、垂直４画素のブロ
ックサイズを持つものとする。よって、（図７）の信号
Ａでは水平４係数、垂直４係数の１６係数で１ブロック
を構成する。同図のブロックにおいて、各係数が表わす
周波数成分は、左側ほど水平方向の低域に対応し、上方
ほど垂直方向の低域に対応するものとする。そして、並
び換え手段５において、２次元直交変換に対する符号化
のために、（図７）の信号Ｂの係数並びに示すようなジ
グザグスキャンと言われる２次元周波数的に低域から高
域の並びに並び換える。これは、直流成分を含む低域成
分ほど視覚に対する影響が大きいためで、低域ほど重要
な成分として扱うためである。
【０００６】そのため、量子化器６の出力が所望のデー
タ量になるように、量子化選択器７の出力の量子化のた
めのステップ幅（量子化係数）を直交変換係数の低域の
方から順に大きくしていけばよい。
タ量になるように、量子化選択器７の出力の量子化のた
めのステップ幅（量子化係数）を直交変換係数の低域の
方から順に大きくしていけばよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の構成では以下に示す問題点を有している。
た従来の構成では以下に示す問題点を有している。
【０００８】符号化によるデータ量を考えると、データ
量の大きいブロックには大振幅の周波数成分を含み、デ
ータ量の小さいブロックには小振幅の周波数成分を含
み、さらにブロック内で直交変換係数の分布が低域に集
中するものや低域から高域に広がるものと様々なパター
ンが存在する。それにも関わらず、前記従来の直交変換
符号化装置の符号化器３内で行う最適量子化が、前記ブ
ロック単位毎に行うので、どんなパターンのブロックに
対しても同じように量子化選択操作が行われ、エッジ部
の様な直交変換係数が広がるブロックの画質を劣化させ
ていた。
量の大きいブロックには大振幅の周波数成分を含み、デ
ータ量の小さいブロックには小振幅の周波数成分を含
み、さらにブロック内で直交変換係数の分布が低域に集
中するものや低域から高域に広がるものと様々なパター
ンが存在する。それにも関わらず、前記従来の直交変換
符号化装置の符号化器３内で行う最適量子化が、前記ブ
ロック単位毎に行うので、どんなパターンのブロックに
対しても同じように量子化選択操作が行われ、エッジ部
の様な直交変換係数が広がるブロックの画質を劣化させ
ていた。
【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、画質劣化が視覚的に分かりやすいブロックの画質を
改善することが可能な直交変換符号化装置を提供するこ
とを目的とする。
で、画質劣化が視覚的に分かりやすいブロックの画質を
改善することが可能な直交変換符号化装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の直交変換符号化装置は、所定の大きさにブロ
ック化された信号を入力し、入力されたブロックを直交
変換する直交変換器と、直交変換器の出力の直交変換係
数を少なくとも２つの領域に分け、各領域内の係数に応
じた値の関係から決定される所定の分布パターンを検出
するパターン検出器と、直交変換器の出力とパターン検
出器の出力とを入力として所定の大きさのデータ量とな
るようビット圧縮する符号化器との構成を有している。
に本発明の直交変換符号化装置は、所定の大きさにブロ
ック化された信号を入力し、入力されたブロックを直交
変換する直交変換器と、直交変換器の出力の直交変換係
数を少なくとも２つの領域に分け、各領域内の係数に応
じた値の関係から決定される所定の分布パターンを検出
するパターン検出器と、直交変換器の出力とパターン検
出器の出力とを入力として所定の大きさのデータ量とな
るようビット圧縮する符号化器との構成を有している。
【００１１】
【作用】本発明は上記した構成により、エッジ部のよう
な視覚的に目立ちやすいブロックを直交変換係数から検
出し、そのブロックの直交変換係数を量子化するステッ
プ幅を制御できるので、画質を劣化させることなくデー
タ量の制御が可能となる。
な視覚的に目立ちやすいブロックを直交変換係数から検
出し、そのブロックの直交変換係数を量子化するステッ
プ幅を制御できるので、画質を劣化させることなくデー
タ量の制御が可能となる。
【００１２】
【実施例】（図１）は本発明の従来技術となる直交変換
符号化装置の構成を示すブロック図であるが、以下、第
１の実施例として説明する。（図１）において、１０は
ブロック化された画像信号を入力する入力端子、１１は
直交変換を施す直交変換器、１２は入力ブロックにエッ
ジが存在するか否かを検出するエッジ検出器、１３は並
び換え手段２０、量子化器２１、量子化選択回路２２お
よび符号化回路２３から成る符号化器、１４は符号化器
１３の出力の符号化信号を出力する出力端子である。
符号化装置の構成を示すブロック図であるが、以下、第
１の実施例として説明する。（図１）において、１０は
ブロック化された画像信号を入力する入力端子、１１は
直交変換を施す直交変換器、１２は入力ブロックにエッ
ジが存在するか否かを検出するエッジ検出器、１３は並
び換え手段２０、量子化器２１、量子化選択回路２２お
よび符号化回路２３から成る符号化器、１４は符号化器
１３の出力の符号化信号を出力する出力端子である。
【００１３】以上の構成において、その動作を（図２）
のブロック内の直交変換係数の振幅値の分布図を用いて
説明する。
のブロック内の直交変換係数の振幅値の分布図を用いて
説明する。
【００１４】（図２（ａ））は量子化器２１に入力され
るブロック内の直交変換係数の振幅値の分布を示してい
る。いま、量子化選択回路２２の量子化係数が４で量子
化器２１で１／４に量子化されたとすると、その出力は
同図（ｂ）に示すような分布になり、復号されると同図
（ｃ）に示す分布となる。その結果、係数並びの６，
８，１３および１５がもとの振幅値に復号されない。こ
の誤差がブロックノイズとなる。
るブロック内の直交変換係数の振幅値の分布を示してい
る。いま、量子化選択回路２２の量子化係数が４で量子
化器２１で１／４に量子化されたとすると、その出力は
同図（ｂ）に示すような分布になり、復号されると同図
（ｃ）に示す分布となる。その結果、係数並びの６，
８，１３および１５がもとの振幅値に復号されない。こ
の誤差がブロックノイズとなる。
【００１５】本実施例においては、エッジ検出器１２で
ブロック内にエッジが存在するとされた場合、量子化選
択回路２２の出力の量子化係数を小さくする。例えば、
１／４で量子化するところを１／２で量子化する。その
結果、（図２（ｄ））に示すような分布となり、復号さ
れると同図（ｅ）に示す分布となる。すなわち、（図２
（ｃ））に示す分布より誤差の少ない直交変換係数が得
られ、ブロックノイズを軽減することができる。
ブロック内にエッジが存在するとされた場合、量子化選
択回路２２の出力の量子化係数を小さくする。例えば、
１／４で量子化するところを１／２で量子化する。その
結果、（図２（ｄ））に示すような分布となり、復号さ
れると同図（ｅ）に示す分布となる。すなわち、（図２
（ｃ））に示す分布より誤差の少ない直交変換係数が得
られ、ブロックノイズを軽減することができる。
【００１６】なお、エッジ検出器１２のエッジ検出の方
法としては、ブロック内で検出可能なものなら特に限定
するものではない。
法としては、ブロック内で検出可能なものなら特に限定
するものではない。
【００１７】以上説明したように、本実施例によれば、
エッジ検出器１２において視覚的に劣化が目立ちやすい
エッジ部を検出して、量子化選択回路２２で量子化のス
テップ幅を制御することにより画質劣化を軽減すること
が可能となる。
エッジ検出器１２において視覚的に劣化が目立ちやすい
エッジ部を検出して、量子化選択回路２２で量子化のス
テップ幅を制御することにより画質劣化を軽減すること
が可能となる。
【００１８】次に本発明における第２の実施例の直交変
換符号化装置について説明する。本実施例は、先の第１
の実施例（従来技術）に対して、劣化が目立ちやすいブ
ロックを直交変換器の出力の直交変換係数から検出する
点で相違する。（図３）は本実施例における直交変換符
号化装置の構成を示すブロック図である。（図３）にお
いて、３０はブロック化された画像信号を入力する入力
端子、３１は直交変換を施す直交変換器、３２は直交変
換器３１の出力のブロックに所定のパターンが存在する
か否かを検出するパターン検出器、３３は並び換え手段
４０、量子化器４１、量子化選択回路４２および符号化
回路４３から成る符号化器、３４は前記符号化器３３の
出力の符号化信号を出力する出力端子である。
換符号化装置について説明する。本実施例は、先の第１
の実施例（従来技術）に対して、劣化が目立ちやすいブ
ロックを直交変換器の出力の直交変換係数から検出する
点で相違する。（図３）は本実施例における直交変換符
号化装置の構成を示すブロック図である。（図３）にお
いて、３０はブロック化された画像信号を入力する入力
端子、３１は直交変換を施す直交変換器、３２は直交変
換器３１の出力のブロックに所定のパターンが存在する
か否かを検出するパターン検出器、３３は並び換え手段
４０、量子化器４１、量子化選択回路４２および符号化
回路４３から成る符号化器、３４は前記符号化器３３の
出力の符号化信号を出力する出力端子である。
【００１９】上記構成において、パターン検出器３２
は、直交変換器の出力の直交変換係数の分布パターンが
低域から高域まで広がるパターンを検出する。前記パタ
ーンが検出された場合、前述の第１の実施例と同様に量
子化選択回路４２の出力の量子化係数を小さくし前記パ
ターンの圧縮による誤差を軽減する。すなわち、前記検
出パターンを保護することになる。直交変換係数が低域
から高域まで広がるパターンは、エッジなどの劣化が視
覚的に目立ちやすいブロックであることが多い。
は、直交変換器の出力の直交変換係数の分布パターンが
低域から高域まで広がるパターンを検出する。前記パタ
ーンが検出された場合、前述の第１の実施例と同様に量
子化選択回路４２の出力の量子化係数を小さくし前記パ
ターンの圧縮による誤差を軽減する。すなわち、前記検
出パターンを保護することになる。直交変換係数が低域
から高域まで広がるパターンは、エッジなどの劣化が視
覚的に目立ちやすいブロックであることが多い。
【００２０】また、前記パターン検出器３２のパターン
検出の方法として、（図４）を用いて一例を説明する。
（図４）に示す直交変換係数の分布図において、ある係
数並びを境に低域と高域との２つの領域に分ける。そし
て、各々の領域の最大値をＬ MAXおよびＨMAXとする。前
記２つの最大値ＬMAX、ＨMAXはその大きさで絶対値が小
さい方から０，１，２，３の４種類のクラスに分けら
れ、そのクラスから（図５）に示した選択方法の組合せ
のマトリックスで検出パターンか否かを判定する。（図
５）のマトリックスに示した丸印が検出パターンであ
り、同図に示した例は、直交変換係数が全体的に小さい
もの、低域から高域まで広がっているものなどが検出さ
れ、低域に集中しているものなどは検出されない。言い
替えれば、直交変換係数が低域に集中し、かつ振幅が大
きい分布パターンに対しては高圧縮率の量子化を行うこ
とができる。
検出の方法として、（図４）を用いて一例を説明する。
（図４）に示す直交変換係数の分布図において、ある係
数並びを境に低域と高域との２つの領域に分ける。そし
て、各々の領域の最大値をＬ MAXおよびＨMAXとする。前
記２つの最大値ＬMAX、ＨMAXはその大きさで絶対値が小
さい方から０，１，２，３の４種類のクラスに分けら
れ、そのクラスから（図５）に示した選択方法の組合せ
のマトリックスで検出パターンか否かを判定する。（図
５）のマトリックスに示した丸印が検出パターンであ
り、同図に示した例は、直交変換係数が全体的に小さい
もの、低域から高域まで広がっているものなどが検出さ
れ、低域に集中しているものなどは検出されない。言い
替えれば、直交変換係数が低域に集中し、かつ振幅が大
きい分布パターンに対しては高圧縮率の量子化を行うこ
とができる。
【００２１】なお、このマトリックスで検出されるパタ
ーンの保護の割合、つまり、量子化係数の制御は、検出
されるパターンごとに決定することもできる。
ーンの保護の割合、つまり、量子化係数の制御は、検出
されるパターンごとに決定することもできる。
【００２２】以上説明したように、本実施例によれば、
パターン検出器３２において視覚的に劣化が目立ちやす
いような直交変換係数の分布パターンを検出して、量子
化選択回路４２で量子化のステップ幅を制御することに
より画質劣化を軽減することが可能となる。
パターン検出器３２において視覚的に劣化が目立ちやす
いような直交変換係数の分布パターンを検出して、量子
化選択回路４２で量子化のステップ幅を制御することに
より画質劣化を軽減することが可能となる。
【００２３】なお、本発明の実施例においては、直交変
換されるブロック信号を４×４の画素のブロックサイズ
としたが、８×８画素や１６×１６画素のブロックサイ
ズでもよい。さらに、水平垂直の２次元直交変換ではな
く、３次元の直交変換の場合でもかまわない。
換されるブロック信号を４×４の画素のブロックサイズ
としたが、８×８画素や１６×１６画素のブロックサイ
ズでもよい。さらに、水平垂直の２次元直交変換ではな
く、３次元の直交変換の場合でもかまわない。
【００２４】また、第２の実施例におけるパターン検出
器３２の方法として、低域と高域の２つの領域の係数の
総和を求め、その関係から検出パターンを限定すること
もできる。
器３２の方法として、低域と高域の２つの領域の係数の
総和を求め、その関係から検出パターンを限定すること
もできる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明は、視覚的に劣化が
目立ちやすいエッジや特定の直交変換係数分布を検出し
て、量子化係数を制御して画質劣化を軽減することがで
き、その実用的効果は非常に大きいものである。
目立ちやすいエッジや特定の直交変換係数分布を検出し
て、量子化係数を制御して画質劣化を軽減することがで
き、その実用的効果は非常に大きいものである。
【図１】本発明の第１の実施例における直交変換符号化
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例を説明するための直交変
換係数の絶対値の分布図である。
換係数の絶対値の分布図である。
【図３】本発明の第２の実施例における直交変換符号化
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施例に用いるパターン検出器
の動作を説明するための直交変換係数の絶対値の分布図
である。
の動作を説明するための直交変換係数の絶対値の分布図
である。
【図５】本発明の第２の実施例に用いるパターン検出器
の動作を説明するための検出パターン選択方法の組合せ
図である。
の動作を説明するための検出パターン選択方法の組合せ
図である。
【図６】従来の直交変換符号化装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】従来の直交変換符号化装置の動作を説明するた
めのブロックの係数の並びを示す概念図である。
めのブロックの係数の並びを示す概念図である。
１１ 直交変換器 １２ エッジ検出器 １３ 符号化器 ２０ 並び換え手段 ２１ 量子化器 ２２ 量子化選択器 ２３ 符号化回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−105791（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−26081（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−222386（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419
Claims (4)
- 【請求項１】 映像信号を直交変換して符号化する装置
であって、所定の大きさにブロック化された信号を入力
し、入力されたブロックを直交変換する直交変換器と、
前記直交変換器の出力の直交変換係数を少なくとも２つ
の領域に分け、各領域内の係数に応じた値の関係から決
定される所定の分布パターンを検出するパターン検出器
と、前記直交変換器の出力と前記パターン検出器の出力
とを入力として所定の大きさのデータ量となるようビッ
ト圧縮する符号化器とを備えた直交変換符号化装置。 - 【請求項２】 符号化器は、符号化するブロックがパタ
ーン検出器で所定のパターンであると検出された場合に
圧縮率を軽減することを特徴とする請求項１記載の直交
変換符号化装置。 - 【請求項３】 パターン検出器は、各領域内の係数に応
じた値の関係から直交変換係数が低域から高域に広がる
分布パターンを検出することを特徴とする請求項１また
は２記載の直交変換符号化装置。 - 【請求項４】 パターン検出器が、各領域内の係数に応
じた値の関係から直交変換係数が低域に集中し、かつ振
幅の大きい分布パターンであると検出した場合に、符号
化器は、そのブロックに対し高圧縮率の高能率符号化を
行う請求項１記載の直交変換符号化装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25503091A JP2833290B2 (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 直交変換符号化装置 |
| DE69225859T DE69225859T2 (de) | 1991-10-02 | 1992-10-01 | Orthogonaltransformationskodierer |
| EP92308979A EP0535963B1 (en) | 1991-10-02 | 1992-10-01 | Orthogonal transformation encoder |
| KR1019920018107A KR0137401B1 (ko) | 1991-10-02 | 1992-10-02 | 직교변환부호화장치 |
| US07/955,829 US5369439A (en) | 1991-10-02 | 1992-10-02 | Orthogonal transform encoder using DC component to control quantization step size |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25503091A JP2833290B2 (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 直交変換符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0595539A JPH0595539A (ja) | 1993-04-16 |
| JP2833290B2 true JP2833290B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=17273206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25503091A Expired - Fee Related JP2833290B2 (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 直交変換符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833290B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5724097A (en) * | 1993-10-18 | 1998-03-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Adaptive quantization of video based on edge detection |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02105791A (ja) * | 1988-10-14 | 1990-04-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 直交変換係数量子化方式による画像符号化装置 |
| JPH02222386A (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-05 | Toshiba Corp | 画像データ圧縮装置 |
| JP2614661B2 (ja) * | 1989-06-23 | 1997-05-28 | 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 | 高能率画像符号化装置 |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP25503091A patent/JP2833290B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0595539A (ja) | 1993-04-16 |
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