JP3024785B2 - Orthogonal transformation method - Google Patents
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、音声、静止画像、動画像等の符号化及び復
号化に用いられる直交変換方法に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an orthogonal transform method used for encoding and decoding audio, still images, moving images, and the like.
(従来の技術) 従来、この種の分野の技術としては、例えば、次のよ
うなものがあった。(Prior Art) Conventionally, as a technique in this kind of field, for example, there has been the following.
文献1:“A lapped−orthogonal−transfom based
variable bit−rate video coder for packet
networks"IEEE ICASSP'89(1989)(米)P.1905−1908 文献2:“Transfom/subband coding of speech wi
th the lapped orthogonal transfom"IEEE ISCAS'
89(1989)(米)P.1268−1271 文献1には、Lapped Orthogonal transfom(以下、
LOT変換という)によって画像信号を周波数領域に変換
し、この変換係数を量子化及び符号化する方法が挙げら
れている。LOT変換は、直交変換方法の1つであり、従
来、用いられているDiscrete Cosine Transform(以
下、DCT変換という)に比較し、係数の量子化歪みが目
立ちにくく、また符号化誤りがあっても画像劣化が目立
ちにくいという利点があり、近年、注目されている。Reference 1: “A lapped-orthogonal-transfom based
variable bit−rate video coder for packet
networks "IEEE ICASSP'89 (1989) (US) P. 1905-1908 Reference 2:" Transfom / subband coding of speech wi
th the lapped orthogonal transfom "IEEE ISCAS '
89 (1989) (U.S.A.) P. 1268-1271, Lapped Orthogonal transfom (hereinafter, referred to as
There is a method of transforming an image signal into a frequency domain by LOT transformation, and quantizing and encoding the transform coefficient. The LOT transform is one of orthogonal transform methods. Compared to the conventionally used Discrete Cosine Transform (hereinafter, referred to as DCT transform), quantization distortion of coefficients is less noticeable, and even if there is a coding error. It has the advantage that image deterioration is less noticeable, and has recently attracted attention.
文献2には、LOT変換の変換行列の作成方法について
開示されている。この文献2によれば、1次元信号及び
2次元信号のLOT変換は、次のように記述される。Reference 2 discloses a method for creating a transformation matrix for LOT transformation. According to Document 2, the LOT transform of a one-dimensional signal and a two-dimensional signal is described as follows.
1次元信号は、 y=Ptx(変換) x〜=Py(逆変換) となり、2次元信号は、 Y=PtXP(変換) X〜=PYPt(逆変換) 但し、x;2M次元入力信号ベクトル y;M次元変換係数ベクトル x〜;2M次元再生信号ベクトル X;2M×2M入力信号行列 Y;M×M変換係数行列 X〜;2M×2M再生信号行列 P;2M×M LOT変換行列 Pt;M×2M LOT変換行列の転置行列 となる。1 dimensional signal, y = P t x (conversion) x ~ = Py (inverse transform), and the two-dimensional signal, Y = P t XP (conversion) X ~ = PYP t (inverse transform) However, x; 2M Dimensional input signal vector y; M-dimensional conversion coefficient vector x to ; 2M-dimensional reproduction signal vector X; 2M × 2M input signal matrix Y; M × M conversion coefficient matrix X to ; 2M × 2M reproduction signal matrix P; 2M × M LOT Transformation matrix P t ; transposed matrix of M × 2M LOT transformation matrix.
ここで、LOT変換に符号誤りがあっても、その符号誤
りが目立ちにくい理由について説明する。なお、入力信
号をx、変換係数をy、出力信号をx〜とし、説明を簡
単にするために1次元のLOT変換について説明する。Here, the reason why even if there is a code error in the LOT transform, the code error is not conspicuous will be described. Incidentally, an input signal x, and the transform coefficients y, the output signal x ~ as will be described one-dimensional LOT transform in order to simplify the description.
ある1次元信号(例えば音声信号)のLOT変換及び逆
変換は、第2図(イ)〜(ト)のように示される。The LOT transformation and the inverse transformation of a certain one-dimensional signal (for example, an audio signal) are shown in FIGS.
この第2図において、入力音声信号X(同図(イ))
から、Mずつオーバーラップして切出し入力信号x1〜x5
を得る(同図(ロ))。続いて、これらをLOT変換して
変換係数y1〜y5を求め(同図(ハ))、この変換係数y1
〜y5にLOT逆変換を施すと、局部再生信号である逆変換
出力x1 〜〜x5 〜が得られる(同図(ニ))。LOT変換
は、この局部再生信号を加算して初めて最終的な再生信
号が得られる直交変換である(同図(ホ))。In FIG. 2, an input audio signal X (FIG. 2A)
From the input signals x 1 to x 5
Is obtained ((b) in the same figure). Subsequently, it was LOT transform seeking transform coefficients y 1 ~y 5 (FIG. (C)), the transform coefficients y 1
When subjected to LOT inverse transformation ~y 5, the inverse transform output x 1 ~ ~x 5 ~ a local reproduction signal is obtained (FIG. (D)). The LOT transform is an orthogonal transform in which a final reproduced signal is obtained only by adding the local reproduced signals ((e) in the figure).
ここで、変換係数y3が、符号の誤りによって欠落した
場合は、局部再生信号x2 〜とx4 〜の加算の効果により、
第2図(ヘ)のような最終出力が出力される。ところ
が、同様な符号化誤りがM×MのDCT変換符号化で起こ
った場合は、第2図(ト)に示すように、信号がそっく
り欠落して好ましくない。このように、LOT変換は符号
化誤り時に大きな品質劣化が生じることがなく、符号化
誤りに強いという特徴がある。Here, the conversion coefficient y 3, if missing by the error code, the local reproduction signals x 2 - and x 4 Effect of addition of ~
The final output as shown in FIG. However, if a similar coding error occurs in M × M DCT transform coding, the signal is completely lost as shown in FIG. As described above, the LOT transform has a feature that a large quality deterioration does not occur at the time of a coding error and the LOT transform is resistant to the coding error.
上記文献1には、LOT変換が符号化誤りに強いという
特徴を生かして、LOT変換を用いた画像パケット符号化
方式について挙げられている。パケット通信方式は、符
号化された音声データや画像データをパケット(セル)
としてまとめ、行き先及び内容の種別を示したヘッダを
付与して、そのセルの送受信によって大容量の通信を行
うものである。このパケット通信方式において、ネット
ワークの処理能力を越えるセルが送られた場合、あふれ
たセルが廃棄されてしまうので、この文献1では、変換
符号化にLOT変換を用いて、符号化誤り、セル廃棄に強
い画像符号化方式を提案している。The above document 1 describes an image packet encoding method using LOT transform, taking advantage of the feature that LOT transform is resistant to encoding errors. In the packet communication method, encoded audio data and image data are transferred into packets (cells).
And a header indicating the destination and the type of the content is added, and large-capacity communication is performed by transmitting and receiving the cell. In this packet communication method, if a cell exceeding the processing capacity of the network is sent, an overflowing cell is discarded. In this document 1, LOT transform is used for transform coding, and coding error and cell discarding are performed. We propose an image coding method that is strong against
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記構成の直交変換方式では、有限長
の入力信号をLOT変換によって変換符号化して完全に入
力信号を再生しようとする場合、DCTでは、入力サンプ
ルに対して同数の変換係数が発生するが、LOT変換では
入力サンプルに対して変換係数の個数が若干増加し、符
号化レートが増大するという問題があった。第3図に示
すように、例えば1次元信号X(64サンプル)に対して
16次のLOT変換を施すと、切出す16次元入力信号ベクト
ルは9つ(x1〜x9)できる。各入力ベクトルに対して8
次元変換係数ベクトル(y1〜y9)が得られるので、変換
係数の個数は72個(=8サンプル×9)となり、入力サ
ンプル数64より多くなる。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the orthogonal transform method having the above-described configuration, when an input signal having a finite length is transformed and coded by the LOT transform to completely reproduce the input signal, the DCT uses the input sample for the input sample. However, the LOT transform has a problem that the number of transform coefficients is slightly increased with respect to input samples, and the coding rate is increased. As shown in FIG. 3, for example, for a one-dimensional signal X (64 samples)
When subjected to 16 following LOT conversion, 16-dimensional input signal vector cut can nine (x 1 ~x 9). 8 for each input vector
Since the dimensional transformation coefficient vector (y 1 to y 9 ) is obtained, the number of transformation coefficients is 72 (= 8 samples × 9), which is larger than 64 input samples.
また、入力サンプルと同数以下の変換係数を送った場
合、出力信号の初めと終りの部分が劣化するという問題
があった。つまり、第3図に示す変換係数y1,y9を符号
化しないと、該当する再生信号の部分は劣化する。これ
は、2次元LOT変換の場合でも同様である。Also, when the same number of transform coefficients as the number of input samples or less are sent, there is a problem that the beginning and end of the output signal deteriorate. That is, if the transform coefficients y 1 and y 9 shown in FIG. 3 are not coded, the corresponding reproduced signal portion deteriorates. This is the same in the case of the two-dimensional LOT transform.
本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、符
号化レートが増大する点、及び再生信号が劣化するとい
う点について解決した直交変換方法を提供するものであ
る。An object of the present invention is to provide an orthogonal transform method that solves the problems of the prior art that the coding rate increases and that the reproduction signal deteriorates.
(課題を解決するための手段) 第1の発明は、前記課題を解決するために、有限長の
入力信号の切出しを順次行って複数の信号ブロックを生
成し、前記各信号ブロックに対してLOT変換を行って前
記入力信号を符号化する直交変換方法において、前記入
力信号の始点と終点が連続するように前記入力信号を予
め設定しておき、前記切出しを行うようにしたものであ
る。(Means for Solving the Problems) According to a first aspect of the present invention, a plurality of signal blocks are generated by sequentially extracting a finite-length input signal, and a LOT is performed on each of the signal blocks. In the orthogonal transformation method for performing transformation and encoding the input signal, the input signal is set in advance so that a start point and an end point of the input signal are continuous, and the cutout is performed.
第2の発明では、有限長の入力信号の切出しを順次行
って複数の信号ブロックを生成し、前記各信号ブロック
に対してLOT変換を行って複数の変換係数を求め、前記
各変換係数に対してLOT逆変換を施して複数の局部再生
信号を生成し、前記各局部再生信号を加算して前記入力
信号を再生する直交変換方法において、前記各局部再生
信号の内、最初の局部再生信号の始点側を最後の局部再
生信号の終点側に加算して前記再生を行うようにしたも
のである。In the second invention, a plurality of signal blocks are generated by sequentially cutting out a finite-length input signal, and a plurality of transform coefficients are obtained by performing LOT transform on each of the signal blocks. LOT inverse transform is performed to generate a plurality of local reproduction signals, and in the orthogonal transformation method of reproducing the input signal by adding the respective local reproduction signals, among the respective local reproduction signals, of the first local reproduction signal, The reproduction is performed by adding the start point side to the end point side of the last local reproduction signal.
(作用) 第1の発明は、以上のように直交変換方法を構成した
ので、例えば音声信号、画像信号、または音声信号、画
像信号の予測残差信号を有限長の入力信号をLOT変換に
より変換符号化するに当たり、入力信号の始点と終点が
連続しているように取扱い、この入力信号から符号化す
るための信号ブロックを順次切出し、その各信号ブロッ
クをLOT変換して複数の変換係数を求める。これによ
り、切出す信号ブロックが1つ削減でき、入力信号と同
数の変換係数が得られる。(Operation) Since the first invention constitutes the orthogonal transformation method as described above, for example, an audio signal, an image signal, or a prediction residual signal of an audio signal or an image signal is converted by an LOT transform into a finite-length input signal. In encoding, the starting point and the ending point of the input signal are treated as being continuous, signal blocks for encoding are sequentially cut out from the input signal, and each signal block is subjected to LOT transform to obtain a plurality of transform coefficients. . As a result, the number of signal blocks to be cut can be reduced by one, and the same number of transform coefficients as the input signal can be obtained.
第2の発明は、第1の発明において得られた各変換係
数をLOT逆変換して複数の局部再生信号を生成する。こ
の各局部再生信号を加算して入力信号の再生を行う際、
最初の局部再生信号の始点側を最後の局部再生信号の終
点側に加算して再生を行う。従って、前記課題を解決で
きるのである。According to a second aspect, a plurality of local reproduction signals are generated by performing an LOT inverse transform on each transform coefficient obtained in the first aspect. When reproducing the input signal by adding the respective local reproduction signals,
The reproduction is performed by adding the start point of the first local reproduction signal to the end point of the last local reproduction signal. Therefore, the above problem can be solved.
(実施例) 第1図は、本発明の第1の実施例を示す直交変換方法
を実施するための画像処理装置の構成ブロック図であ
る。(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an image processing apparatus for implementing an orthogonal transform method according to a first embodiment of the present invention.
この画像処理装置は入力原画像Siをアナログ電気信号
に変換するテレビカメラ51を有し、そのテレビカメラ51
にはアナログ/ディジタル変換器(以下、A/D変換器と
いう)52が接続されている。A/D変換器52は、アナログ
電気信号を例えば8ビットのディジタル画像信号Dgに変
換する機能を有している。This image processing apparatus has a television camera 51 for converting an input original image Si into an analog electric signal.
Is connected to an analog / digital converter (hereinafter, referred to as an A / D converter) 52. The A / D converter 52 has a function of converting an analog electric signal into, for example, an 8-bit digital image signal Dg.
さらに、A/D変換器52の出力側には、帯域分割用の分
析フィルタの機能を有するQMF53が接続され、そのQMF53
の出力側にはフレーム内予測符号化や動き補償フレーム
間符号化+LOT等の符号化器54a,54b,54c,54dがそれぞれ
接続されている。そして、これら符号化器54a,54b,54c,
54dの出力側が多重化器55に接続され、その多重化器55
が伝送路56を介してデータ分離用の分離器57に接続され
ている。Further, the output side of the A / D converter 52 is connected to a QMF 53 having an analysis filter function for band division.
Are connected to encoders 54a, 54b, 54c, 54d for intra-frame prediction coding and motion compensation inter-frame coding + LOT, respectively. And these encoders 54a, 54b, 54c,
The output side of 54d is connected to the multiplexer 55, and the multiplexer 55
Are connected via a transmission line 56 to a separator 57 for data separation.
分離器57の出力側にはフレーム内予測復号化や動き補
償フレーム間復号化+LOT等の復号化器58a,58b,58c,58d
がそれぞれ接続されると共に、合成フィルタとしての機
能を有するQMF59が接続されている。そして、QMF59の出
力側には、ディジタル/アナログ変換用のディジタル/
アナログ変換器(以下、D/A変換器という)60、及び画
像モニタ61が順次接続されている。On the output side of the separator 57, decoders 58a, 58b, 58c, 58d such as intra-frame prediction decoding and motion compensation inter-frame decoding + LOT are provided.
Are connected, and a QMF 59 having a function as a synthesis filter is connected. The output side of QMF59 is a digital / analog conversion digital / analog converter.
An analog converter (hereinafter, referred to as a D / A converter) 60 and an image monitor 61 are sequentially connected.
第4図は、第1図中の符号化器54aの内部構成ブロッ
ク図である。なお、符号化器54b〜54dも符号化器54aと
同一構成である。FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the encoder 54a in FIG. Note that encoders 54b to 54d have the same configuration as encoder 54a.
この符号化器54aは、フレーム内符号化器で構成さ
れ、QMF53の出力を入力するための入力端子54a−1を有
し、その入力端子54a−1と出力端子54a−9との間に、
バッファ54a−2と、バッファ54a−2の出力に対してLO
T変換を行って変換係数を出力するLOT変換器54a−3
と、LOT変換54a−3の出力を量子化する量子化器54a−
4とが順次接続されている。The encoder 54a is configured by an intra-frame encoder, has an input terminal 54a-1 for inputting an output of the QMF 53, and has an input terminal 54a-1 and an output terminal 54a-9.
Buffer 54a-2 and LO for buffer 54a-2 output
LOT converter 54a-3 that performs T conversion and outputs a conversion coefficient
And a quantizer 54a- for quantizing the output of the LOT transform 54a-3.
4 are sequentially connected.
さらに、量子化器54a−4の出力側には、前記変換係
数を逆量子化する逆量子化器54a−5と、逆量子化器54a
−5の出力をLOT逆変換するLOT逆変換変換器54a−6
と、バッファ54a−7と、局部再生信号を記憶するフレ
ームメモリ54a−8とが順次接続されている。ここで、
バッファ54a−2,54a−7は1フレーム分の画像データを
取り込んで、その画像データに対して所定のデータ並び
替えを行う機能を有している。Further, on the output side of the quantizer 54a-4, an inverse quantizer 54a-5 for inversely quantizing the transform coefficient and an inverse quantizer 54a
LOT inverse transform converter 54a-6 which performs an LOT inverse transform on the output of −5
, A buffer 54a-7 and a frame memory 54a-8 for storing a local reproduction signal are sequentially connected. here,
The buffers 54a-2 and 54a-7 have a function of fetching image data of one frame and performing a predetermined data rearrangement on the image data.
第5図は、第1図中の復号化器58aの内部構成ブロッ
ク図である。なお、復号化器58b〜58dも復号化器58aと
同一構成である。FIG. 5 is a block diagram showing the internal configuration of the decoder 58a in FIG. The decoders 58b to 58d have the same configuration as the decoder 58a.
この復号化器58aは、フレーム内復号化器で構成さ
れ、符号入力用の入力端子58a−1及び出力端子58a−2
を有し、この入、出力端子58a−1,58a−2間には、逆量
子化器58a−3、LOT逆変換器58a−4、及びバッファ58a
−5が縦続接続されている。The decoder 58a is composed of an intra-frame decoder, and has an input terminal 58a-1 for code input and an output terminal 58a-2.
Between the input and output terminals 58a-1 and 58a-2, an inverse quantizer 58a-3, an LOT inverse transformer 58a-4, and a buffer 58a.
-5 is cascaded.
以上のように構成される画像処理装置の直交変換方法
を、(A)符号化時、(B)復号化時に分けて説明す
る。The orthogonal transformation method of the image processing apparatus configured as described above will be described separately for (A) encoding and (B) decoding.
(A)符号化時 入力原画像は、TVカメラ51の撮像管の走査によって、
光の濃淡分布を示す電気信号に変換され、A/D変換器52
により、画素として8ビット量子化、標本化がなされ、
ディジタル画像信号に変換される。このディジタル画像
信号は、QMF53によって4つに帯域分割され、各帯域の
画像信号は、符号化器54a〜54dによって次のように符号
化される。(A) At the time of encoding, the input original image is obtained by scanning the imaging tube of the TV camera 51.
The signal is converted into an electric signal indicating the light and shade distribution, and the A / D converter 52
, The pixel is 8-bit quantized and sampled,
It is converted to a digital image signal. The digital image signal is divided into four bands by the QMF 53, and the image signals in each band are encoded by the encoders 54a to 54d as follows.
まず、第4図に示す入力端子54a−1に画像信号が入
力されると、その画像信号はバッファ54a−2に1フレ
ーム分取り込まれ、データの並べ替えが行われた後、LO
T変換器54a−3によりLOT変換される。LOT係数は、量子
化器54a−4、逆量子化器54a−5によってそれぞれ量子
化、逆量子化されて符号化される。逆量子化器54a−5
の出力変換係数はLOT逆変換器54a−6によってLOT逆変
換され、バッファ54a−7に1フレーム分蓄えられる。
さらに、この出力画像はバッファ54a−7においてデー
タが並べ替えられ加算されて、フレームメモリ54a−8
に局部再生信号として記憶される。一方、量子化器54a
−4により符号化されたLOT係数は、出力端子54a−9か
ら出力される。First, when an image signal is input to the input terminal 54a-1 shown in FIG. 4, the image signal is taken into the buffer 54a-2 for one frame, the data is rearranged, and then the LO
LOT conversion is performed by the T converter 54a-3. The LOT coefficient is quantized and dequantized by the quantizer 54a-4 and the dequantizer 54a-5, respectively, and encoded. Inverse quantizer 54a-5
The LOT inverse transform is performed by the LOT inverse transformer 54a-6, and the output transform coefficient is stored in the buffer 54a-7 for one frame.
Further, the output image is rearranged and added in the buffer 54a-7, and is added to the frame memory 54a-8.
Is stored as a local reproduction signal. On the other hand, the quantizer 54a
The LOT coefficient encoded by -4 is output from the output terminal 54a-9.
以上のように、各符号化器54a〜54dによって、符号化
されたLOT係数は、多重化器55により多重化されて伝送
路56へ送出される。As described above, the LOT coefficients encoded by the encoders 54a to 54d are multiplexed by the multiplexer 55 and transmitted to the transmission path 56.
(B)復号化時 伝送路56から送られてきた符号は、分離器57によって
各帯域の符号に分離され、復号化器58a〜58dに入力され
る。これら復号化器58a〜58dは、各帯域の画像信号を次
のように再生する。(B) Decoding At the time of decoding, the code sent from the transmission path 56 is separated into codes of each band by the separator 57 and input to the decoders 58a to 58d. These decoders 58a to 58d reproduce the image signals of the respective bands as follows.
入力端子58a−1から入力された符号は、逆量子化器5
8a−3で逆量子化される。逆量子化されたLOT係数はLOT
逆変換器58a−4で逆変換され、バッファ58a−5に1フ
レーム分、蓄えられ、データの並べ替えが行われた後、
加算されて再生信号として出力端子58a−2から出力さ
れる。The code input from the input terminal 58a-1 is the inverse quantizer 5
Inverse quantization is performed in 8a-3. LOT coefficient dequantized is LOT
After the inverse conversion is performed by the inverse converter 58a-4, the data is stored in the buffer 58a-5 for one frame, and the data is rearranged.
The added signal is output from the output terminal 58a-2 as a reproduced signal.
以上のように、復号化された各復号化器58a〜58dの出
力はQMF59に入力される。QMF59は、4つの帯域分割画像
信号を1つの再生画像信号として合成する。このQMF59
の出力は、D/A変換器60によってアナログ画像信号に戻
され、画像モニタ61に出力される。As described above, the decoded outputs of the decoders 58a to 58d are input to the QMF 59. The QMF 59 combines the four band-divided image signals as one reproduced image signal. This QMF59
Is returned to an analog image signal by the D / A converter 60 and output to the image monitor 61.
次に、バッファ54a−2,54a−7,54a−8において行わ
れるデータの並べ替えあるいは加算について第6図を参
照しつつ説明する。Next, the rearrangement or addition of data performed in the buffers 54a-2, 54a-7 and 54a-8 will be described with reference to FIG.
第6図は、本発明の直交変換方法を説明するための説
明図である。なお、説明を簡単にするために、入力信号
を1次元信号X(64サンプル)とする。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the orthogonal transform method of the present invention. For simplicity, the input signal is assumed to be a one-dimensional signal X (64 samples).
この第6図が示すように、1次元信号Xと同一の信号
Xを1次元信号Xの前後に並べて入力信号の並べ替えを
行い、信号の始点と終点とが連続するように予め設定し
ておく。ここで、16×16変換行列による1次元LOTを考
えて、1次元信号Xから16サンプルずつ8サンプルオー
バーラップして切出すと、切出されるデータは全部でx1
〜x9まで9つできる。ところが、x1〜x9は同一であるか
ら、変換係数はy1〜y8の8組の変換係数でよいことにな
り、合計で64個の変換係数となる。As shown in FIG. 6, the input signal is rearranged by arranging the same signal X as the one-dimensional signal X before and after the one-dimensional signal X, and presetting so that the start point and the end point of the signal are continuous. deep. Here, considering a one-dimensional LOT using a 16 × 16 transformation matrix, if the one-dimensional signal X is cut out by overlapping eight samples by 16 samples, the data to be cut out is x 1 in all.
You can do nine up to x9. However, since the x 1 ~x 9 it is the same, the transform coefficients will be be a eight sets of transform coefficients y 1 ~y 8, the 64 transform coefficients in total.
再生するときは、変換係数y1〜y8をLOT逆変換して局
部再生信号x1 〜からx8 〜までを再生し、この局部再生信
号x1 〜からx8 〜までを並べ替え、局部再生信号x1 〜の前
半分8サンプルをx8 〜の後半分8サンプルに加算する。When playing reproduces from the local reproduction signals x 1 - x 8 to ~ the transform coefficients y 1 ~y 8 and LOT inverse transform, sorted from the local reproduction signals x 1 - x 8 to ~, local the reproduction signal x 1 8 samples before half-adding half 8 sample after ~ x 8.
以上のようにすれば、変換係数を1ブロック分節約で
き、入力サンプルと同数の変換係数で入力信号Xを完全
再生することができる。By doing so, the transform coefficients can be saved by one block, and the input signal X can be completely reproduced with the same number of transform coefficients as the input samples.
本実施例は、QMFを用いたサブバンド符号化を行って
いるので、視覚上重要な低周波信号については符号化ビ
ットを多く割当て符号化し、高周波信号については符号
化ビット割当てを少なくして符号化をする。これによ
り、符号化レートの減少が期待できる。In this embodiment, since subband coding using QMF is performed, coding is performed by allocating a large number of coded bits for a low-frequency signal that is visually important, and coding is performed with a small number of coded bits for a high-frequency signal. Make As a result, a reduction in the coding rate can be expected.
第7図(a),(b)は本発明の第2の実施例を示す
画像処理装置の要部の構成ブロック図であり、同図
(a)は第1図中の符号化器54aの内部構成ブロック
図、及び同図(b)は第1図中の復号化器58aの内部構
成ブロック図である。7 (a) and 7 (b) are block diagrams showing the main parts of an image processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 (a) shows the configuration of the encoder 54a shown in FIG. FIG. 2B is a block diagram showing the internal configuration of the decoder 58a shown in FIG.
第7図(a)は第4図に、第7図(b)は第5図に代
えてそれぞれ用いるものである。なお、符号化器54b〜5
4d及び復号化器58b〜58dも、符号化器54a及び復号化器5
8aとそれぞれ同一構成である。7 (a) is used in place of FIG. 4, and FIG. 7 (b) is used in place of FIG. Note that the encoders 54b-5
4d and the decoders 58b to 58d are also the encoder 54a and the decoder 5
Each has the same configuration as 8a.
第7図(a)において、この符号化器は、動き補償フ
レーム間予測符号化器で構成され、QMF53の出力を入力
するための入力端子54a−Aを有し、その入力端子54a−
Aには、加算器54a−B、バッファ54a−C、LOT変換器5
4a−D、及び量子化器54a−Eが順次接続されている。
さらに、量子化器54a−Eの出力側が出力端子54a−Fに
接続され、その量子化器54a−Eの出力側と入力端子54a
−Aとの間には、逆量子化器54a−G、LOT逆変換器54a
−H、バッファ54a−I、加算器54a−J、フレームメモ
リ54a−K、及び動きベクトル検出器54a−Lが順次接続
されている。動きベクトル検出器54a−Lは、フレーム
メモリ54a−Kの1フレーム前の画像信号とマッチング
をとり、QMF53の出力画像の動きベクトルを検出する機
能を有する。In FIG. 7 (a), this encoder is composed of a motion-compensated inter-frame prediction encoder and has an input terminal 54a-A for inputting an output of the QMF 53, and the input terminal 54a-A.
A includes adders 54a-B, buffers 54a-C, LOT converter 5
4a-D and quantizers 54a-E are sequentially connected.
Further, the output side of the quantizer 54a-E is connected to the output terminal 54a-F, and the output side of the quantizer 54a-E and the input terminal 54a-F.
-A, an inverse quantizer 54a-G, a LOT inverse transformer 54a
-H, a buffer 54a-I, an adder 54a-J, a frame memory 54a-K, and a motion vector detector 54a-L are sequentially connected. The motion vector detector 54a-L has a function of matching the image signal one frame before the frame memory 54a-K and detecting the motion vector of the output image of the QMF 53.
また、動きベクトル検出器54a−Lの出力側がフレー
ムメモリ54a−Kと出力端子54a−Fとに共通接続され、
動きベクトル検出器54a−Lの入力側と加算器54a−B,54
a−Jの入力側とが共通接続されている。Further, the output side of the motion vector detector 54a-L is commonly connected to the frame memories 54a-K and the output terminals 54a-F,
The input side of the motion vector detector 54a-L and the adders 54a-B, 54
The input side of a-J is commonly connected.
第7図(b)において、この復号化器は、動き補償フ
レーム間予測復号化器で構成され、符号入力用の入力端
子58a−A及び再生信号出力用の出力端子58a−Bを有
し、その入、出力端子58a−A,58a−B間には、逆量子化
器58a−C、LOT逆変換器58a−D、バッファ58a−E、及
び加算器58a−Fが順次接続されている。さらに、出力
端子58a−Bと入力端子58a−Aとがフレームメモリ58a
−Gの入力側に接続され、そのフレームメモリ58a−G
の出力側が加算器58a−Fに接続されている。In FIG. 7 (b), this decoder is composed of a motion-compensated inter-frame predictive decoder and has an input terminal 58a-A for inputting a code and an output terminal 58a-B for outputting a reproduced signal. An inverse quantizer 58a-C, an LOT inverse transformer 58a-D, a buffer 58a-E, and an adder 58a-F are sequentially connected between the input and output terminals 58a-A and 58a-B. Further, the output terminal 58a-B and the input terminal 58a-A are connected to the frame memory 58a.
-G is connected to the input side thereof and its frame memory 58a-G
Are connected to adders 58a-F.
次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.
第1図中のQMF53の出力が入力端子54a−Aに入力され
ると、動きベクトル検出器54a−Lによって、フレーム
メモリ54a−Kの1フレーム前の信号とマッチングが取
られて動きベクトルが検出される。続いて、加算器54a
−Bにより、その動きベクトルを加味した予測信号が差
し引かれて残差信号となる。この残差信号は、バッファ
54a−Cに1フレーム分蓄えられて信号の並び替えを行
った後、LOT変換器54a−DによってLOT変換され変換係
数が出力される。出力された変換係数は、量子化器54a
−E及び逆量子化器54a−Gによってそれぞれ量子化、
逆量子化されて符号化される。When the output of the QMF 53 in FIG. 1 is input to the input terminal 54a-A, the motion vector detector 54a-L matches the signal one frame before in the frame memory 54a-K to detect the motion vector. Is done. Subsequently, the adder 54a
According to -B, the prediction signal considering the motion vector is subtracted to be a residual signal. This residual signal is
After one frame is stored in 54a-C and the signals are rearranged, LOT conversion is performed by the LOT converters 54a-D, and conversion coefficients are output. The output transform coefficient is output to the quantizer 54a.
-E and quantization by the inverse quantizers 54a-G, respectively.
It is inversely quantized and encoded.
さらに、逆量子化器54a−Gの出力変換係数は、LOT逆
変換器54a−HによってLOT逆変換され、バッファ54a−
Iに1フレーム分蓄えられる。バッファ54a−Iにおい
てデータの並び替えが行われた後に加算が行われ、加算
器54a−Jで、先に差し引いた予測信号が加えられ、フ
レームメモリ54a−Kに局部再生信号として記憶され
る。そして、係数の符号及び動きベクトルは出力端子54
a−Fから第1図に示す多重化器55へ出力される。Further, the output transform coefficients of the inverse quantizers 54a-G are subjected to the LOT inverse transform by the LOT inverse transformers 54a-H, and the buffer 54a-G
One frame is stored in I. After the data is rearranged in the buffer 54a-I, addition is performed. The predicted signal subtracted earlier is added by the adder 54a-J, and is stored in the frame memory 54a-K as a local reproduction signal. The sign of the coefficient and the motion vector are output to an output terminal 54.
aF to the multiplexer 55 shown in FIG.
第7図(b)に示す入力端子58a−Aからの符号は、
動きベクトルが分離されて逆量子化器58a−Cにより逆
量子化される。逆量子化器58a−Cの出力変換係数は、L
OT逆変換器58a−DによってLOT逆変換され、バッファ58
a−Eに1フレーム分蓄えられてデータの並び替えが行
われ、加算される。その後、加算器58a−Fで動きベク
トルを加味した予測信号が加えられ、フレームメモリ58
a−Gに再生信号として記憶される。得られた再生信号
は、出力端子58a−Bから出力される。The symbols from the input terminals 58a-A shown in FIG.
The motion vectors are separated and inversely quantized by inverse quantizers 58a-C. The output transform coefficients of the inverse quantizers 58a-C are L
The LOT is inversely transformed by the OT inverse converter 58a-D,
One frame is stored in a-E, the data is rearranged, and added. After that, a prediction signal considering the motion vector is added by the adders 58a-F, and the frame memory 58
a-G is stored as a reproduction signal. The obtained reproduction signal is output from output terminals 58a-B.
なお、本発明は、図示の実施例に限定されず、種々の
変形が可能である。例えば、その変形例として次のよう
なものがある。Note that the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications are possible. For example, there are the following modifications.
(I)上記実施例では、QMFによるサブバンド符号化に
ついて説明したが、QMF53,59、多重化器55及び分離器57
を取り除き、さらに、複数個構成した符号化器54a〜54d
及び復号化器58a〜58dをそれぞれ1個として構成するこ
とも可能であり、この場合でも同様の効果が期待でき
る。(I) In the above embodiment, the subband coding by QMF has been described, but the QMFs 53 and 59, the multiplexer 55 and the demultiplexer 57 are used.
, And furthermore, a plurality of configured encoders 54a to 54d
And one of the decoders 58a to 58d, respectively, and the same effect can be expected in this case as well.
(II)画像信号に2次元のLOT変換を行う場合は、第8
図に示すように、入力画像信号を敷き詰めるようにすれ
ば、上記1次元のLOT変換と同様の効果が得られる。な
お、第8図中のQ1〜Q3は切出し用の信号ブロックであ
る。(II) When performing two-dimensional LOT transformation on an image signal, use the eighth
As shown in the figure, if the input image signals are spread, the same effect as the one-dimensional LOT transform can be obtained. Note that Q1 to Q3 in FIG. 8 are signal blocks for extraction.
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、第1の発明によれば、入
力信号の始点と終点が連続するように入力信号を予め設
定しておき、その後に入力信号を切出してLOT変換する
ようにしたので、切出される信号ブロックが1つ節約で
き、入力信号と同数の変換係数が得られる。これによ
り、符号化レートの削減が図れ、しかも再生信号の劣化
が防止できる。(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the first invention, the input signal is set in advance so that the start point and the end point of the input signal are continuous, and then the input signal is cut out to perform the LOT conversion. As a result, one signal block to be cut can be saved, and the same number of transform coefficients as the input signal can be obtained. As a result, the coding rate can be reduced, and the deterioration of the reproduced signal can be prevented.
第2の発明では、第1の発明で得られた変換係数を逆
変換して再生信号を得る際に、LOT逆変換の後に、最初
の局部再生信号の始点側を最後の局部再生信号の終点側
に加算するようにしたので、入力信号の完全再生が可能
である。In the second invention, when the transform coefficient obtained in the first invention is inversely transformed to obtain a reproduced signal, after the LOT inverse transform, the start point side of the first local reproduced signal is changed to the end point of the last local reproduced signal. Since it is added to the side, complete reproduction of the input signal is possible.
第1図は本発明の第1の実施例を示す画像処理装置の構
成ブロック図、第2図(イ)〜(ト)は従来のLOT変換
及び逆変換を示す図、第3図は従来の直交変換方法を示
す図、第4図は第1図中の符号化器の内部構成ブロック
図、第5図は第1図中の復号化器の内部構成ブロック
図、第6図は本発明の直交変換方法を説明するための説
明図、第7図(a),(b)は本発明の第2の実施例を
示す画像処理装置の要部の構成ブロック図、第8図は2
次元のLOT変換を行う場合を示す図である。 54a,54b,54c,54d……符号化器、58a,58b,58c,58d……復
号化器、54a−2,54a−7,58a−5,54a−C,54a−I……バ
ッファ、54a−3,54a−D……LOT変換器、54a−6,58a−
4,54a−H……LOT逆変換器。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIGS. 2A to 2G show conventional LOT transformation and inverse transformation, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing an orthogonal transformation method, FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of an encoder in FIG. 1, FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of a decoder in FIG. 1, and FIG. FIGS. 7 (a) and 7 (b) are explanatory diagrams for explaining an orthogonal transformation method, and FIGS. 7 (a) and 7 (b) are block diagrams showing the configuration of the main part of an image processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
It is a figure showing the case where dimension LOT transformation is performed. 54a, 54b, 54c, 54d: encoder, 58a, 58b, 58c, 58d: decoder, 54a-2, 54a-7, 58a-5, 54a-C, 54a-I: buffer, 54a -3,54a-D ... LOT converter, 54a-6,58a-
4,54a-H LOT inverse converter.
Claims (2)
数の信号ブロックを生成し、 前記各信号ブロックに対してLOT変換を行って前記入力
信号を符号化する直交変換方法において、 前記入力信号の始点と終点が連続するように前記入力信
号を予め設定しておき、 前記切出しを行うことを特徴とする直交変換方法。1. An orthogonal transformation method for sequentially extracting a finite-length input signal to generate a plurality of signal blocks, performing an LOT transform on each of the signal blocks, and encoding the input signal, wherein: The orthogonal transformation method, wherein the input signal is set in advance so that the start point and the end point of the signal are continuous, and the extraction is performed.
数の信号ブロックを生成し、 前記各信号ブロックに対してLOT変換を行って複数の変
換係数を求め、 前記各変換係数に対してLOT逆変換を施して複数の局部
再生信号を生成し、 前記各局部再生信号を加算して前記入力信号を再生する
直交変換方法において、 前記各局部再生信号の内、最初の局部再生信号の始点側
を最後の局部再生信号の終点側に加算して前記再生を行
うことを特徴とする直交変換方法。2. A plurality of signal blocks are generated by sequentially cutting out a finite-length input signal, and a plurality of transform coefficients are obtained by performing an LOT transform on each of the signal blocks. In the orthogonal transformation method of performing a LOT inverse transform to generate a plurality of local reproduction signals and adding the respective local reproduction signals to reproduce the input signal, the starting point of the first local reproduction signal among the respective local reproduction signals The orthogonal transformation method characterized in that the reproduction is performed by adding the side to the end point side of the last local reproduction signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27027090A JP3024785B2 (en) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | Orthogonal transformation method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| JPH04145727A JPH04145727A (en) | 1992-05-19 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
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