Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5017290B2 - Decoded signal reconstruction device, decoding device, and program - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5017290B2 - Decoded signal reconstruction device, decoding device, and program - Google Patents

Decoded signal reconstruction device, decoding device, and program Download PDF

Info

Publication number
JP5017290B2
JP5017290B2 JP2009023993A JP2009023993A JP5017290B2 JP 5017290 B2 JP5017290 B2 JP 5017290B2 JP 2009023993 A JP2009023993 A JP 2009023993A JP 2009023993 A JP2009023993 A JP 2009023993A JP 5017290 B2 JP5017290 B2 JP 5017290B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
orthogonal transform
signal
transform coefficient
orthogonal
inverse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009023993A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010183273A (en
Inventor
敦郎 市ヶ谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Japan Broadcasting Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Broadcasting Corp filed Critical Japan Broadcasting Corp
Priority to JP2009023993A priority Critical patent/JP5017290B2/en
Publication of JP2010183273A publication Critical patent/JP2010183273A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5017290B2 publication Critical patent/JP5017290B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Description

本発明は、直交変換と量子化を伴う符号化方式における復号信号再構成装置、復号装置及びプログラムに関する。   The present invention relates to a decoded signal reconstruction device, a decoding device, and a program in an encoding scheme involving orthogonal transformation and quantization.

従来の劣化を伴う非可逆な符号化方式では、図5に示すように、主に、入力されるデータ信号に対して直交変換を施す直交変換処理装置11と、その直交変換係数を量子化する量子化処理装置12からなる符号化装置10によって符号化を行う。   In the irreversible encoding method with conventional degradation, as shown in FIG. 5, mainly an orthogonal transform processing device 11 that performs orthogonal transform on an input data signal and the orthogonal transform coefficient are quantized. Encoding is performed by the encoding device 10 including the quantization processing device 12.

一方、符号化装置10によって符号化された符号化信号を復号する復号装置21は、図6に示すように、逆量子化を施す逆量子化処理装置22と、得られる直交変換係数について逆直交変換を施す逆直交変換処理装置23と、復号信号がダイナミックレンジを超える場合に飽和処理を施すサチレーション処理装置24とを備える。通常、逆直交変換処理によって信号の再構成を行うことができる。本来、直交変換は劣化を伴わない変換処理であり、符号化装置10側では、入力された信号のダイナミックレンジ内に忠実に信号を直交変換することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 6, a decoding device 21 that decodes the encoded signal encoded by the encoding device 10 and an inverse quantization processing device 22 that performs inverse quantization, and inverse orthogonality for the obtained orthogonal transform coefficients. An inverse orthogonal transform processing device 23 that performs transformation and a saturation processing device 24 that performs saturation processing when the decoded signal exceeds the dynamic range are provided. Usually, signals can be reconstructed by inverse orthogonal transform processing. Originally, the orthogonal transformation is a transformation process that does not involve deterioration, and the encoding apparatus 10 can faithfully orthogonally transform the signal within the dynamic range of the input signal.

しかしながら、直交変換後の量子化によって、一部の情報を失う信号が発生しうる。この場合、復号装置21は、ダイナミックレンジ外の信号が観測されたかのような信号として復号する場合がある。このような本来存在しない信号が再生された場合、復号装置21は、サチレーション処理装置24によって、信号をダイナミックレンジ内に丸める飽和処理を行う。   However, a signal that loses some information may be generated by quantization after orthogonal transformation. In this case, the decoding device 21 may decode the signal as if a signal outside the dynamic range was observed. When such an originally nonexistent signal is reproduced, the decoding device 21 performs saturation processing for rounding the signal into the dynamic range by the saturation processing device 24.

多くのシステムでは、この飽和処理として、ダイナミックレンジ外の信号をその最大値又は最小値に制限して再生するようにする。このような飽和処理は、クリップ処理又はサチレーション処理と称される。クリップ処理は、例えばMPEG−2又はH.264の符号化方式でも採用されている。   In many systems, as this saturation processing, a signal outside the dynamic range is limited to its maximum value or minimum value and reproduced. Such saturation processing is referred to as clip processing or saturation processing. For example, the clip processing is MPEG-2 or H.264. It is also adopted in the H.264 encoding method.

前記サチュレーション処理は、失われた情報が復号装置によって復元不可能であるため、伝達された信号を忠実に再現し、且つ復号装置21の許容可能範囲内に信号を制限する処理である。しかしながら、本来このような信号は、符号化装置10の入力信号としてダイナミックレンジ内に必ず制限されていた信号であり、復号装置21においてダイナミックレンジ外の信号が復号されるということは必ずその符号化単位の信号が劣化(情報欠損)を含んでいることを裏付ける現象である。   The saturation processing is processing that faithfully reproduces the transmitted signal and limits the signal within an allowable range of the decoding device 21 because lost information cannot be restored by the decoding device. However, such a signal is originally a signal that is always limited within the dynamic range as an input signal of the encoding device 10, and that a signal outside the dynamic range is decoded by the decoding device 21 is necessarily encoded. This is a phenomenon that confirms that the unit signal contains deterioration (information loss).

つまり、ダイナミックレンジ外に再現された信号のみならず、ダイナミックレンジ内に再現された信号も劣化を含んでいることを示している。そこで、復号装置21において、本来の信号のダイナミックレンジ内に信号が復元されなければならないことを考慮し、その符号化単位のダイナミックレンジ内に再生された信号もより真の信号値に近づけ、サチュレーション処理のみならず、劣化を減じる効果を実現する復元方法がある。   That is, not only the signal reproduced outside the dynamic range but also the signal reproduced within the dynamic range includes deterioration. Therefore, in consideration of the fact that the decoding device 21 has to restore the signal within the dynamic range of the original signal, the signal reproduced within the dynamic range of the encoding unit is also brought closer to the true signal value, and saturation is achieved. There is a restoration method that realizes an effect of reducing deterioration as well as processing.

このような制限された信号の復元方法として、Gerchberg−Papoulisの反復アルゴリズムが知られている(例えば、非特許文献1参照)。また、このG−P反復法の原理を利用した画像の高解像度化技術が知られている(例えば、非特許文献2参照)。   A Gerchberg-Papoulis iterative algorithm is known as such a limited signal restoration method (see Non-Patent Document 1, for example). In addition, a technique for increasing the resolution of an image using the principle of the GP iteration method is known (for example, see Non-Patent Document 2).

新編 画像解析ハンドブック 機能編 第I部 射影 2.8超解像New Edition Image Analysis Handbook Function Part I Projection 2.8 Super Resolution 新堀 英二, 高木 幹雄“DCTを用いたGerchberg−Papoulisの反復法を適用した高画質画像拡大”,電子情報通信学会論文誌、 D−II, 情報・システム, II−情報処理、Vol.J76−D−2, No.9、1993年9月25日、pp.1932−1940Eiji Niibori and Mikio Takagi “High-quality image expansion using Gerbert-Papoulis iteration method using DCT”, IEICE Transactions, D-II, Information and Systems, II-Information Processing, Vol. J76-D-2, no. 9, 1993, September 25, pp. 1932-1940

前述したように、一般的に非可逆な符号化技術では、直交変換処理装置11と直交変換係数の量子化処理装置12の組み合わせによって効率的な圧縮効果を実現する。復号装置21では逆量子化処理装置22によって復元した直交変換係数を逆直交変換処理装置23によって信号を復元する。この非可逆な量子化処理により情報の劣化が行われ、復元する際に本来の信号の存在範囲(ダイナミックレンジ)外の信号値が再現されることがある。   As described above, in a generally irreversible encoding technique, an efficient compression effect is realized by a combination of the orthogonal transform processing device 11 and the orthogonal transform coefficient quantization processing device 12. In the decoding device 21, the orthogonal transformation coefficient restored by the inverse quantization processing device 22 is restored by the inverse orthogonal transformation processing device 23. Information is deteriorated by this irreversible quantization process, and a signal value outside the original signal existence range (dynamic range) may be reproduced when the information is restored.

このため、復号装置21ではダイナミックレンジ外に復元される信号をダイナミックレンジ内に制限するサチュレーション(飽和)処理装置24を備えている。一般的にこのサチュレーション処理装置24では、ダイナミックレンジ外の信号を最低値又は最大値に値を置き換える処理を行い、ダイナミックレンジ内に復元された信号は、そのまま保持することになる。   For this reason, the decoding device 21 includes a saturation processing device 24 that limits a signal restored outside the dynamic range within the dynamic range. In general, the saturation processing device 24 performs processing to replace a signal outside the dynamic range with the minimum value or the maximum value, and retains the signal restored within the dynamic range as it is.

更に、Gerchberg−Papoulisの反復アルゴリズムでは、逆量子化処理を施した際に、観測系の測定可能な周波数成分外の信号について、測定可能な周波数範囲と無劣化の信号値を信号領域−直交変換領域で反復させ、互いの値を既知の制限内に収まるように値を置き換えることによって表現し、実質的に、測定可能範囲外の信号を作り出すようにするものである。   Furthermore, in the iterative algorithm of Gerchberg-Papoulis, when the inverse quantization process is performed, the signal range-orthogonal transformation is performed on the signal outside the measurable frequency component of the observation system and the signal value without degradation. It is repeated in the region and expressed by replacing each other's values to be within known limits, producing a signal that is substantially outside the measurable range.

この場合、一部の信号の真(又は極めて真)の値が既知であるという条件が必要である。このような処理は、原理的に測定可能範囲外の信号を復元することから超解像と呼ばれる処理である。   In this case, a condition is necessary that the true (or very true) values of some signals are known. Such processing is processing called super-resolution because a signal outside the measurable range is restored in principle.

しかしながら、逆量子化処理を施した際に、単に、G−P反復法と同じように信号領域−直交変換領域で交互に信号を制限し、劣化した信号を測定可能範囲外の信号を復元するのではなく、直交変換後の信号に多くの符号化方式で使用している直交変換、例えばDCTやDFT、DSTなどの波形解析と量子化を併用する符号化方式は、非可逆の符号化方式である故に、全ての信号(直交変換係数)が誤差を含んでいることから、この誤差をも低減させて、復号信号の改善を行うことが望まれる。   However, when the inverse quantization process is performed, the signal is simply limited in the signal domain-orthogonal transform domain in the same way as the GP iteration method, and the degraded signal is restored to a signal outside the measurable range. Rather than the orthogonal transformation used in many coding schemes for the signal after the orthogonal transformation, for example, a coding scheme using both waveform analysis and quantization such as DCT, DFT, and DST is an irreversible coding scheme. Therefore, since all signals (orthogonal transform coefficients) include an error, it is desired to improve the decoded signal by reducing this error as well.

そこで、本発明の目的は、非可逆の符号化方式における全ての信号の直交変換係数の誤差を低減させる復号信号再構成装置、復号装置及びプログラムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a decoded signal reconstructing device, a decoding device, and a program for reducing errors in orthogonal transform coefficients of all signals in an irreversible encoding method.

本発明は、この飽和処理を改善し、ダイナミックレンジ外に復元された信号をダイナミックレンジ内に制限を加えるだけでなく、信号の制限量を元にダイナミックレンジ内に復元された信号も処理することにより符号化信号の失われた情報を復元する効果も併せ持つ復号信号再構成装置、復号装置及びプログラムを提供する。   The present invention improves this saturation processing and not only limits the signal restored outside the dynamic range within the dynamic range, but also processes the signal restored within the dynamic range based on the signal limit. Thus, there are provided a decoded signal reconstruction device, a decoding device, and a program that also have an effect of restoring lost information of an encoded signal.

本発明の復号信号再構成装置は、直交変換と量子化を伴う符号化方式における符号化信号を入力して、逆量子化及び逆直交変換を施して得られる復号信号を再構成する復号信号再構成装置であって、逆直交変換後の信号が定められた範囲外の信号を含む場合に、飽和処理を施す飽和処理手段と、飽和処理を施した信号について直交変換処理を施し、再直交変換係数を送出する再直交変換手段と、前記符号化信号を入力して逆量子化した際に得られる前直交変換係数と、前記再直交変換係数とを比較して、これらの差分値の絶対値が直交変換係数の量子化範囲に直交変換係数のエネルギー分布に対応して変化する重み付け係数を乗じた値より小さい場合には、再直交変換係数値を選択し、それ以外は前直交変換係数を選択して送出する直交変換係数比較手段と、前記直交変換係数比較手段から送出される直交変換係数に対して逆直交変換を施して、復号信号を生成する逆直交変換手段とを備えることを特徴とする。 The decoded signal reconstruction apparatus of the present invention inputs a coded signal in a coding scheme involving orthogonal transformation and quantization, and decodes a decoded signal that reconstructs a decoded signal obtained by performing inverse quantization and inverse orthogonal transformation. When the signal after the inverse orthogonal transform includes a signal outside the predetermined range, the component device is a saturation processing unit that performs saturation processing, and performs orthogonal transform processing on the signal subjected to saturation processing, and re-orthogonal transform A re-orthogonal transform means for transmitting coefficients, a pre-orthogonal transform coefficient obtained when the encoded signal is input and inversely quantized, and the re-orthogonal transform coefficient, and the absolute value of these difference values Is less than the value obtained by multiplying the quantization range of the orthogonal transform coefficient by a weighting coefficient that changes according to the energy distribution of the orthogonal transform coefficient, select the re-orthogonal transform coefficient value ; otherwise, select the previous orthogonal transform coefficient Orthogonal transform to select and send The number comparing means, by performing inverse orthogonal transformation on the orthogonal transformation coefficients sent from the orthogonal transform coefficient comparison means, characterized in that it comprises an inverse orthogonal transform means for generating a decoded signal.

また、本発明の復号信号再構成装置において、前記逆直交変換手段の出力を、前記飽和処理手段に再入力して、所定回数繰り返すように構成したことを特徴とする。   In the decoded signal reconstruction apparatus of the present invention, the output of the inverse orthogonal transform unit is re-input to the saturation processing unit and is repeated a predetermined number of times.

また、本発明は、本発明の復号信号再構成装置を備える復号装置としても特徴付けられる。   The present invention is also characterized as a decoding device including the decoded signal reconstruction device of the present invention.

また、本発明は、直交変換と量子化を伴う符号化方式における符号化信号を入力して、逆量子化及び逆直交変換を施して得られる復号信号を再構成する復号信号再構成装置として構成するコンピュータに、逆直交変換後の信号が定められた範囲外の信号を含む場合に、飽和処理を施すステップと、飽和処理を施した信号について直交変換処理を施し、再直交変換係数を送出するステップと、前記符号化信号を入力して逆量子化した際に得られる前直交変換係数と、前記再直交変換係数とを比較して、これらの差分値の絶対値が直交変換係数の量子化範囲に直交変換係数のエネルギー分布に対応して変化する重み付け係数を乗じた値より小さい場合には、再直交変換係数値を選択し、それ以外は前直交変換係数を選択して送出するステップと、前記直交変換係数比較手段から送出される直交変換係数に対して逆直交変換を施して、復号信号を生成するステップと、を実行させるための復号信号再構成プログラムとしても特徴付けられる。 In addition, the present invention is configured as a decoded signal reconstructing device that inputs an encoded signal in an encoding scheme involving orthogonal transformation and quantization and reconstructs a decoded signal obtained by performing inverse quantization and inverse orthogonal transformation. When the computer to which the signal after inverse orthogonal transformation includes a signal outside the predetermined range, the step of performing the saturation processing, and performing orthogonal transformation processing on the signal subjected to the saturation processing and sending the re-orthogonal transformation coefficient Comparing the pre-orthogonal transform coefficient obtained when the coded signal is input and inversely quantized with the re-orthogonal transform coefficient, and the absolute value of these difference values is quantized to the orthogonal transform coefficient Selecting a re-orthogonal transform coefficient value if the range is less than a value multiplied by a weighting factor that changes corresponding to the energy distribution of the orthogonal transform coefficient ; otherwise, selecting and sending a pre-orthogonal transform coefficient; , By performing inverse orthogonal transformation on the orthogonal transformation coefficient sent from the serial orthogonal transformation coefficient comparison means, and generating a decoded signal, also characterized as a decoded signal reconstruction program for execution.

本発明によれば、量子化による劣化を伴う符号化方式において、より原信号に忠実な符号化信号の再現を行うことができる。   According to the present invention, it is possible to reproduce an encoded signal that is more faithful to the original signal in an encoding method that involves degradation due to quantization.

特に、本発明によれば、信号をダイナミックレンジ内に制限するだけでなく、ダイナミックレンジ内の信号に含まれる符号化歪みを同時に減じる効果がある。特に、ダイナミックレンジ外の復号信号が再構成される現象は、急激なレベル変化が入力信号に含まれる場合に発生する。このような例として、映像信号の場合、字幕の文字フォント周辺、あるいは映像中に含まれる物体の輪郭周辺の部に多く、非可逆な符号化ではそのような部分の信号劣化が顕著に現れる。本発明を使用することによってこのような劣化を低減することができる。   In particular, according to the present invention, not only the signal is limited within the dynamic range, but also the encoding distortion included in the signal within the dynamic range is simultaneously reduced. In particular, the phenomenon in which a decoded signal outside the dynamic range is reconstructed occurs when a sudden level change is included in the input signal. As an example of this, in the case of a video signal, there are many in the vicinity of the subtitle character font or in the periphery of the outline of the object included in the video, and in the irreversible encoding, the signal degradation of such a portion appears remarkably. Such deterioration can be reduced by using the present invention.

本発明による実施例の復号装置を示す図である。It is a figure which shows the decoding apparatus of the Example by this invention. 本発明による実施例の復号信号再構成装置を示す図である。It is a figure which shows the decoded signal reconstruction apparatus of the Example by this invention. 本発明による実施例の復号装置の一例の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart of an example of the decoding apparatus of the Example by this invention. 本発明による実施例の復号装置の効果を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the effect of the decoding apparatus of the Example by this invention. 従来からの符号化装置の概略図である。It is the schematic of the conventional encoding apparatus. 従来からの復号装置の概略図である。It is the schematic of the conventional decoding apparatus.

以下、本発明による実施例の復号信号再構成装置、復号装置及びプログラムを説明する。   Hereinafter, a decoded signal reconstruction device, a decoding device, and a program according to embodiments of the present invention will be described.

図1に本発明による実施例の復号装置を示す。本実施例の復号装置1は、図5に示すような既存の非可逆な符号化方式に基づく符号化装置によって符号化された信号を復号する装置であり、符号化信号を入力して逆量子化を施す逆量子化処理装置2と、得られる直交変換係数について逆直交変換を施す逆直交変換処理装置3と、復号信号再構成装置4とを備える。   FIG. 1 shows a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention. The decoding device 1 of the present embodiment is a device that decodes a signal encoded by an encoding device based on an existing irreversible encoding method as shown in FIG. A dequantization processing device 2 that performs quantization, an inverse orthogonal transformation processing device 3 that performs inverse orthogonal transformation on the obtained orthogonal transformation coefficient, and a decoded signal reconstruction device 4.

図2に、本発明による実施例の復号信号再構成装置を示す。本実施例の復号信号再構成装置4は、サチレーション処理部40と、直交変換処理部41と、直交変換係数比較部42と、逆直交変換処理部43とを備える。   FIG. 2 shows a decoded signal reconstruction apparatus according to an embodiment of the present invention. The decoded signal reconstruction device 4 of this embodiment includes a saturation processing unit 40, an orthogonal transformation processing unit 41, an orthogonal transformation coefficient comparison unit 42, and an inverse orthogonal transformation processing unit 43.

サチレーション処理部40は、逆直交変換処理装置3から供給される逆直交変換後の信号について、従来と同様の飽和処理、即ち、逆直交変換後の信号が定められた範囲外の信号を含む場合に、飽和処理を施し、その結果の信号を直交変換処理部41に送出する。 In the case where the saturation processing unit 40 includes the signal after the inverse orthogonal transformation supplied from the inverse orthogonal transformation processing device 3, the saturation processing similar to the conventional case, that is, the signal after the inverse orthogonal transformation includes a signal outside the determined range. in, subjected to saturation processing, and sends the signal resulting to the orthogonal transform processing section 41.

直交変換処理部41は、飽和処理を施した信号について直交変換処理を施した再直交変換係数を生成する。   The orthogonal transform processing unit 41 generates a re-orthogonal transform coefficient obtained by performing orthogonal transform processing on the signal subjected to saturation processing.

直交変換係数比較部42は、符号化信号を入力して逆量子化した際に得られる直交変換係数列(以下、前直交変換係数列と称する)と、前記再直交変換係数とを比較して、これらの差分値の絶対値が所定の制限値内である場合には、再直交変換係数値を選択し、それ以外は前直交変換係数を選択して逆直交変換処理部43に送出する。この所定の制限値は、直交変換係数のエネルギー分布に対応して変化する重み付けした制限値とするのが好適である。 The orthogonal transform coefficient comparison unit 42 compares an orthogonal transform coefficient sequence (hereinafter referred to as a pre-orthogonal transform coefficient sequence) obtained when an encoded signal is input and dequantized, and the re-orthogonal transform coefficient. When the absolute value of these difference values is within a predetermined limit value, the re-orthogonal transform coefficient value is selected, and otherwise, the pre-orthogonal transform coefficient is selected and sent to the inverse orthogonal transform processing unit 43 . Predetermined limit value for this is suitably a limiting value weighted that changes in response to the energy distribution of the orthogonal transform coefficients.

逆直交変換処理部43は、入力される再直交変換係数列又は前直交変換係数列(即ち、前記直交変換係数比較部から送出される直交変換係数)に対して逆直交変換を施し、復号データ信号を送出する。尚、復号装置1は、逆直交変換手段43の出力を、サチレーション処理部40に再入力して、所定回数繰り返すように構成することもできる。   The inverse orthogonal transform processing unit 43 performs inverse orthogonal transform on the input re-orthogonal transform coefficient sequence or the pre-orthogonal transform coefficient sequence (that is, the orthogonal transform coefficient transmitted from the orthogonal transform coefficient comparison unit), and the decoded data Send a signal. Note that the decoding device 1 may be configured to re-input the output of the inverse orthogonal transform unit 43 to the saturation processing unit 40 and repeat the output a predetermined number of times.

また、本発明の一態様として、復号装置1をコンピュータとして構成することができ、各機能を実現させるためのプログラムは、各コンピュータの内部又は外部に備えられる記憶部(図示せず)に記憶される。また、復号装置1が入力するデータ信号は、この記憶部に記憶しておくことができる。このような記憶部は、外付けハードディスクなどの外部記憶装置、或いはROM又はRAMなどの内部記憶装置で実現することができる。プログラムを実行する制御部は、中央演算処理装置(CPU)などで実現することができる。即ち、CPUが、各構成要素の機能を実現するための処理内容が記述されたプログラムを、適宜、記憶部から読み込んで、コンピュータ上で各装置を実現することができる。ここで、いずれかの手段の機能をハードウェアの全部又は一部で実現しても良い。   Further, as one aspect of the present invention, the decoding device 1 can be configured as a computer, and a program for realizing each function is stored in a storage unit (not shown) provided inside or outside each computer. The The data signal input by the decoding device 1 can be stored in this storage unit. Such a storage unit can be realized by an external storage device such as an external hard disk or an internal storage device such as ROM or RAM. The control unit that executes the program can be realized by a central processing unit (CPU) or the like. That is, the CPU can appropriately read from the storage unit a program in which the processing content for realizing the function of each component is described, and implement each device on the computer. Here, the function of any means may be realized by all or part of the hardware.

上述した実施例において、復号装置1の機能を実現するための処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくこともできる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録装置、半導体メモリ等どのようなものでもよい。   In the embodiment described above, the program describing the processing content for realizing the function of the decoding device 1 can be recorded on a computer-readable recording medium. As the computer-readable recording medium, any recording medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording device, and a semiconductor memory may be used.

また、入力データ信号は、DVD又はCD‐ROMなどの可搬型記録媒体を介して入力しても良いし、映像入力専用のインターフェースを介して入力するようにしてもよい。   The input data signal may be input via a portable recording medium such as a DVD or a CD-ROM, or may be input via an interface dedicated to video input.

次に、図3を参照して、復号装置1の一例の動作を説明する。   Next, an example of the operation of the decoding device 1 will be described with reference to FIG.

ステップS1にて、復号装置1は、或る画素ブロックについての符号化データ信号を入力する。   In step S1, the decoding apparatus 1 inputs an encoded data signal for a certain pixel block.

ステップS2にて、逆量子化処理装置2により、逆量子化を施してDCT系列J[k]を生成する。   In step S2, the inverse quantization processing device 2 performs inverse quantization to generate a DCT sequence J [k].

ステップS3にて、逆直交変換処理装置3によりDCT系列J[k]に逆直交変換を施した後、サチレーション処理部40により、サチレーション処理を実行する。   In step S <b> 3, the inverse orthogonal transform processing device 3 performs inverse orthogonal transform on the DCT sequence J [k], and then the saturation processing unit 40 executes saturation processing.

ステップS4にて、直交変換処理部41によりサチレーション処理を実行した信号に再度直交変換を施して得られる再直交変換係数列(DCT系列j[k])と、逆量子化処理後の前直交変換係数列(DCT系列J[k])について、直交変換係数比較部42により、これらの差分の絶対値を算出する。   In step S4, a re-orthogonal transform coefficient sequence (DCT sequence j [k]) obtained by performing orthogonal transform again on the signal subjected to saturation processing by the orthogonal transform processing unit 41, and a pre-orthogonal transform after inverse quantization processing For the coefficient sequence (DCT sequence J [k]), the orthogonal transform coefficient comparison unit 42 calculates the absolute value of these differences.

ステップS5にて、直交変換係数比較部42により、算出した差分値が量子化の範囲内であるか否かを判定する。   In step S5, the orthogonal transform coefficient comparison unit 42 determines whether or not the calculated difference value is within the quantization range.

ステップS6にて、直交変換係数比較部42により、算出した差分値が量子化の範囲内でない場合に、サチレーション処理して得られるDCT系列j[k]を選択し、新たなDCT系列j[k]として置き換える。   In step S6, when the difference value calculated by the orthogonal transform coefficient comparison unit 42 is not within the quantization range, the DCT sequence j [k] obtained by the saturation process is selected, and a new DCT sequence j [k] is selected. Replace with].

ステップS7にて、直交変換係数比較部42により、算出した差分値が量子化の範囲内である場合に、逆量子化処理後のDCT系列J[k]を選択し、新たなDCT系列j[k]として保持する。   In step S7, when the difference value calculated by the orthogonal transform coefficient comparison unit 42 is within the quantization range, the DCT sequence J [k] after the inverse quantization process is selected, and a new DCT sequence j [ k].

ステップS8にて、逆直交変換処理部43により、新たなDCT系列j[k]に逆DCT変換を施し、復号データ信号列iに格納する。   In step S8, the inverse orthogonal transform processing unit 43 performs inverse DCT transformation on the new DCT sequence j [k] and stores it in the decoded data signal sequence i.

ステップS9にて、復号装置1は、全ての画素ブロックについて終了したか否かを判定し、終了していない場合には、ステップS1から別の画素ブロックについて処理を繰り返し、全ての画素ブロックについて終了した場合に復号処理を終了する。また、ステップS9は、ステップS4〜S8まで所定回数繰り返し行った後、他の画素ブロックについて処理するようにしてもよい。   In step S9, the decoding apparatus 1 determines whether or not the processing has been completed for all the pixel blocks. If the processing has not been completed, the decoding device 1 repeats the processing for another pixel block from step S1 and ends for all the pixel blocks. If so, the decoding process ends. Further, step S9 may be repeated for a predetermined number of times from step S4 to S8 and then processed for other pixel blocks.

以下、C言語による記述例を参照して、上記のプログラム例を説明する。   The above example program will be described below with reference to a description example in C language.

まず、飽和処理手順を説明する。8bit精度(ダイナミックレンジ:0〜255)で符号化する場合、その信号のダイナミックレンジは0〜255範囲に信号値が制限される。逆直交変換された信号は、この範囲内に制限するために以下の処理手順を復号信号に施す。   First, the saturation processing procedure will be described. When encoding with 8-bit accuracy (dynamic range: 0 to 255), the signal value is limited to a range of 0 to 255 in the dynamic range of the signal. The signal subjected to the inverse orthogonal transform is subjected to the following processing procedure on the decoded signal in order to limit the signal within this range.

[C言語による記述例]
i=idct(J); //DCT係数列Jを逆DCT変換し、復号信号列iに値を格納する関数
for(k=0;k<N;k++)
i[k]=(i[k]<0 ? 0 : ( i[k]>255 ? 255 : i[k] ) ); //i[k]:復号信号
[Description example in C language]
i = idct (J); // Function to inverse DCT transform DCT coefficient sequence J and store the value in decoded signal sequence i
for (k = 0; k <N; k ++)
i [k] = (i [k] <0? 0: (i [k]> 255? 255: i [k])); // i [k]: decoded signal

上記処理は、ダイナミックレンジ内に復号された信号はそのまま復号信号を用い、ダイナミックレンジ外に復号された信号をその最小値、最大値に制限する処理である。つまりi<0であれば信号を最小値0に制限し、i>255であれば信号を最大値255に制限し、255≧i≧0であればiのままとする処理である。   The above process is a process of using a decoded signal as it is for a signal decoded within the dynamic range and limiting the signal decoded outside the dynamic range to its minimum value and maximum value. In other words, if i <0, the signal is limited to the minimum value 0, if i> 255, the signal is limited to the maximum value 255, and if 255 ≧ i ≧ 0, i is kept.

復号信号再構成装置4の最もシンプルな記述例は以下のとおりである。   The simplest description example of the decoded signal reconstruction device 4 is as follows.

[C言語による記述例]
void reconstruct(int i[]){
int j[64];
int k;
j=fdct(i); //信号列iをDCT変換し、DCT変換係数列jに値を格納する関数
for(k=0;k<N;k++){
j[k]=fabs(j[k]-J[k])<q[k]? j[k] : J[k];
//クリップ処理された信号のDCT係数(再DCT係数値)列j[k]と、
//受信された保存されたDCT係数列J[k]と、
//を比較し、その差分が量子化の範囲内であるならば
//再DCT係数値を選択
}
i=idct(j); //DCT係数列jを逆DCT変換し、復号信号列iに値を格納する関数
for(k=0;k<N;k++){
i[k]=(i[k]<0 ? 0 : ( i[k]>255 ? 255 : i [k]) );
}
}
[Description example in C language]
void reconstruct (int i []) {
int j [64];
int k;
j = fdct (i); // function to DCT transform signal sequence i and store value in DCT transform coefficient sequence j
for (k = 0; k <N; k ++) {
j [k] = fabs (j [k] -J [k]) <q [k]? j [k]: J [k];
// DCT coefficient (re-DCT coefficient value) sequence j [k] of the clipped signal,
// Received stored DCT coefficient sequence J [k],
// compare and if the difference is within the quantization range
// Select re-DCT coefficient value
}
i = idct (j); // function for inverse DCT transforming DCT coefficient sequence j and storing the value in decoded signal sequence i
for (k = 0; k <N; k ++) {
i [k] = (i [k] <0? 0: (i [k]> 255? 255: i [k]));
}
}

また、復号装置1の最もシンプルな記述例は以下のとおりである。   The simplest description example of the decoding device 1 is as follows.

上記の反復処理(reconstruct関数内)において、直交変換係数を、量子化範囲内で下記のように
j[k]=fabs(j[k]-J[k])<q[k]? j[k] : J[k];
として制限しているが、この様態に限るものではない。
In the above iterative process (within the reconstruct function), the orthogonal transform coefficient is converted into the quantization range as follows:
j [k] = fabs (j [k] -J [k]) <q [k]? j [k]: J [k];
However, it is not limited to this mode.

例えば符号化処理を映像に対して行う場合、一般的に人間の視覚特性に応じて高周波成分を粗く量子化するため式中のq[k]は低周波成分の値に比べて大きな値が用いられる。   For example, when encoding processing is performed on video, generally, high-frequency components are roughly quantized according to human visual characteristics, so q [k] in the equation is larger than the low-frequency component values. It is done.

このような場合、修正されるDCT係数値の幅が大きくなり、誤差が大きくなる。そこでそのようなシステムでは以下のように
j[k]=fabs(j[k]-J[k])<w[k]*q[k]? j[k] : J[k];
制限条件に重み付け係数を乗じるとより効果を発揮する。ここで、w[k]は成分に応じた重み付け係数である。
In such a case, the width of the DCT coefficient value to be corrected becomes large and the error becomes large. So in such a system:
j [k] = fabs (j [k] -J [k]) <w [k] * q [k]? j [k]: J [k];
Multiplying the limit condition by a weighting factor will be more effective. Here, w [k] is a weighting coefficient corresponding to the component.

このwは、符号化装置側の入力信号に応じた系で設計するパラメータである。以下、このwを設定する方法例を説明する。   This w is a parameter designed in a system corresponding to the input signal on the encoding device side. Hereinafter, an example method for setting this w will be described.

映像信号の符号化の場合、一般的に符号化には直交変換としてDCTを用い、一般的な映像の信号性質としてDCT係数のエネルギー分布がラプラス分布状(指数関数分布状)に存在する性質がある。そこで、このwもまた信号のエネルギー分布に従うように設計するのが好適である。   In the case of video signal encoding, DCT is generally used for encoding as orthogonal transform, and the DCT coefficient energy distribution exists in a Laplace distribution (exponential function distribution) as a general video signal property. is there. Therefore, it is preferable to design this w so as to follow the energy distribution of the signal.

例えば8×8の二次元DCTを用いる場合、線形的に重み付けを行う場合には、
w[8*l+n]=(1.0-l/7)* (1.0-n/7)
とし、指数関数的に重み付けを行う場合には、
w[8*l+n]=exp(-(l2+n2))
とする。尚、l,nは、8×8の二次元DCTにおける行列の各インデックスである。
For example, when using an 8 × 8 two-dimensional DCT and performing weighting linearly,
w [8 * l + n] = (1.0-l / 7) * (1.0-n / 7)
And when weighting exponentially,
w [8 * l + n] = exp (-(l 2 + n 2 ))
And Note that l and n are the indexes of the matrix in the 8 × 8 two-dimensional DCT.

図4に、上述の記述で得られる効果を概略的に示す。例えば信号列方向にA1の振幅を有するデータ信号を符号化して、復号する場合を考える。従来のサチレーション処理で得られる復号データ信号は、急進に変化する振幅部分のうちのSd部分をダイナミックレンジ内にクリップするか、又はSd部分のダイナミックレンジ外の信号を作り出すことになるが、他のダイナミックレンジ内の領域におけるリップルR1に対して何ら効果を発揮しない。一方、本実施例の復号装置1によれば、サチレーション処理に基づくDCT係数の置換を伴うので、他のダイナミックレンジ内の領域における低減したリップルR2(<R1)を得ることができる。これは、非可逆の符号化方式における全ての信号の直交変換係数の誤差を低減させることを意味している。   FIG. 4 schematically shows the effects obtained by the above description. For example, consider a case where a data signal having an amplitude of A1 in the signal string direction is encoded and decoded. The decoded data signal obtained by the conventional saturation process clips the Sd portion of the rapidly changing amplitude portion within the dynamic range, or creates a signal outside the dynamic range of the Sd portion. It has no effect on the ripple R1 in the region within the dynamic range. On the other hand, according to the decoding device 1 of the present embodiment, since DCT coefficient replacement based on saturation processing is involved, a reduced ripple R2 (<R1) in a region within another dynamic range can be obtained. This means that errors in orthogonal transform coefficients of all signals in the lossy encoding method are reduced.

上述の実施例の復号装置1は、DCTについて処理する代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。例えば、DCTの代わりにDST等を用いることもできる。従って、本発明は、上述の実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。   Although the decoding apparatus 1 of the above-described embodiment has been described as a representative example of processing for DCT, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the present invention. For example, DST or the like can be used instead of DCT. Accordingly, the invention should not be construed as limited by the embodiments described above, but only by the claims.

本発明によれば、信号の制限量を元にダイナミックレンジ内に復元された信号も処理することにより符号化信号の失われた情報を復元する効果も有するので、非可逆な符号化方式にてサチレーション処理を要する用途に有用である。   According to the present invention, the lost information of the encoded signal is also restored by processing the signal restored within the dynamic range based on the signal limit amount. Useful for applications that require saturation processing.

1 復号装置
2 逆量子化処理装置
3 逆直交変換処理装置
4 復号信号再構成装置
10 符号化装置
11 直交変換処理装置
12 量子化処理装置
21 復号装置
22 逆量子化処理装置
23 逆直交変換処理装置
24 サチレーション処理装置
40 サチレーション処理部
41 直交変換処理部
42 直交変換係数比較部
43 逆直交変換処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Decoding device 2 Inverse quantization processing device 3 Inverse orthogonal transformation processing device 4 Decoded signal reconstruction device 10 Encoding device 11 Orthogonal transformation processing device 12 Quantization processing device 21 Decoding device 22 Inverse quantization processing device 23 Inverse orthogonal transformation processing device 24 Saturation processing device 40 Saturation processing unit 41 Orthogonal transformation processing unit 42 Orthogonal transformation coefficient comparison unit 43 Inverse orthogonal transformation processing unit

Claims (4)

直交変換と量子化を伴う符号化方式における符号化信号を入力して、逆量子化及び逆直交変換を施して得られる復号信号を再構成する復号信号再構成装置であって、
直交変換後の信号が定められた範囲外の信号を含む場合に、飽和処理を施す飽和処理手段と、
飽和処理を施した信号について直交変換処理を施した再直交変換係数を生成する再直交変換手段と、
前記符号化信号を入力して逆量子化した際に得られる前直交変換係数と、前記再直交変換係数とを比較して、これらの差分値の絶対値が直交変換係数の量子化範囲に直交変換係数のエネルギー分布に対応して変化する重み付け係数を乗じた値より小さい場合には、再直交変換係数値を選択し、それ以外は前直交変換係数を選択して送出する直交変換係数比較手段と、
前記直交変換係数比較手段から送出される直交変換係数に対して逆直交変換を施して、復号信号を生成する逆直交変換手段と、
を備えることを特徴とする、復号信号再構成装置。
A decoded signal reconstruction device for inputting a coded signal in a coding scheme involving orthogonal transformation and quantization and reconstructing a decoded signal obtained by performing inverse quantization and inverse orthogonal transformation,
Saturation processing means for performing saturation processing when the signal after the inverse orthogonal transform includes a signal outside a predetermined range;
Re-orthogonal transform means for generating a re-orthogonal transform coefficient obtained by performing orthogonal transform processing on the signal subjected to saturation processing;
The pre-orthogonal transform coefficient obtained when the coded signal is input and dequantized is compared with the re-orthogonal transform coefficient, and the absolute value of these difference values is orthogonal to the quantization range of the orthogonal transform coefficient. Orthogonal transform coefficient comparison means for selecting a re-orthogonal transform coefficient value if it is smaller than a value multiplied by a weighting coefficient that changes corresponding to the energy distribution of the transform coefficient, and for selecting and sending a pre-orthogonal transform coefficient otherwise. When,
An inverse orthogonal transform unit that performs an inverse orthogonal transform on the orthogonal transform coefficient transmitted from the orthogonal transform coefficient comparison unit to generate a decoded signal;
A decoded signal reconstructing device comprising:
前記逆直交変換手段の出力を、前記飽和処理手段に再入力して、所定回数繰り返すように構成したことを特徴とする、請求項に記載の復号信号再構成装置。 The output of the inverse orthogonal transform unit, and re-input to the saturation processing section, characterized by being configured to repeat a predetermined number of times, the decoded signal reconstruction apparatus according to claim 1. 請求項1又は2のいずれか一項に記載の復号信号再構成装置を備える復号装置。  A decoding device comprising the decoded signal reconstruction device according to claim 1. 直交変換と量子化を伴う符号化方式における符号化信号を入力して、逆量子化及び逆直交変換を施して得られる復号信号を再構成する復号信号再構成装置として構成するコンピュータに、
直交変換後の信号が定められた範囲外の信号を含む場合に、飽和処理を施すステップと、
飽和処理を施した信号について直交変換処理を施し、再直交変換係数を送出するステップと、
前記符号化信号を入力して逆量子化した際に得られる前直交変換係数と、前記再直交変換係数とを比較して、これらの差分値の絶対値が直交変換係数の量子化範囲に直交変換係数のエネルギー分布に対応して変化する重み付け係数を乗じた値より小さい場合には、再直交変換係数値を選択し、それ以外は前直交変換係数を選択して送出するステップと、
前記直交変換係数比較手段から送出される直交変換係数に対して逆直交変換を施して、復号信号を生成するステップと、
を実行させるための復号信号再構成プログラム。
In a computer configured as a decoded signal reconstruction device that inputs an encoded signal in an encoding scheme involving orthogonal transformation and quantization, and reconstructs a decoded signal obtained by performing inverse quantization and inverse orthogonal transformation,
A step of performing saturation processing when the signal after inverse orthogonal transformation includes a signal outside a predetermined range;
Performing orthogonal transform processing on the signal subjected to saturation processing and sending a re-orthogonal transform coefficient;
The pre-orthogonal transform coefficient obtained when the coded signal is input and dequantized is compared with the re-orthogonal transform coefficient, and the absolute value of these difference values is orthogonal to the quantization range of the orthogonal transform coefficient. Selecting a re-orthogonal transform coefficient value if smaller than a value multiplied by a weighting coefficient that changes corresponding to the energy distribution of the transform coefficient, and selecting and sending a pre-orthogonal transform coefficient otherwise;
Performing an inverse orthogonal transform on the orthogonal transform coefficient sent from the orthogonal transform coefficient comparing means to generate a decoded signal;
A decoded signal reconstruction program for executing
JP2009023993A 2009-02-04 2009-02-04 Decoded signal reconstruction device, decoding device, and program Expired - Fee Related JP5017290B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009023993A JP5017290B2 (en) 2009-02-04 2009-02-04 Decoded signal reconstruction device, decoding device, and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009023993A JP5017290B2 (en) 2009-02-04 2009-02-04 Decoded signal reconstruction device, decoding device, and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010183273A JP2010183273A (en) 2010-08-19
JP5017290B2 true JP5017290B2 (en) 2012-09-05

Family

ID=42764476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009023993A Expired - Fee Related JP5017290B2 (en) 2009-02-04 2009-02-04 Decoded signal reconstruction device, decoding device, and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5017290B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5537444B2 (en) * 2011-01-05 2014-07-02 日本放送協会 Decoding device and program thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2831139B2 (en) * 1991-01-10 1998-12-02 オリンパス光学工業株式会社 Image signal decoding device
JP2000307879A (en) * 1999-04-15 2000-11-02 Matsushita Graphic Communication Systems Inc Method and device for color image communication

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010183273A (en) 2010-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Celik et al. Lossless generalized-LSB data embedding
JP3653183B2 (en) Wavelet coefficient reconstruction processing method and apparatus, and recording medium
CN103858427B (en) Method and apparatus for encoding signals at different quality levels in a hierarchical architecture
US10812790B2 (en) Data processing apparatus and data processing method
US8406542B2 (en) Image decoding apparatus, image decoding method and computer program
JP7399646B2 (en) Data compression device and data compression method
Presseau et al. A new compression format for fiber tracking datasets
KR100294890B1 (en) Digital video coder and decoder using watermarking and method therefor
KR20200007734A (en) 3d point cloud data encoding/decoding method and apparatus
KR20190040063A (en) Quantizer with index coding and bit scheduling
JP2007502561A (en) Video encoding and decoding method and corresponding apparatus
JP5396559B1 (en) Image encoding apparatus, image encoding method, image encoding program, and recording medium
JP5017290B2 (en) Decoded signal reconstruction device, decoding device, and program
Rajakumar et al. Implementation of Multiwavelet Transform coding for lossless image compression
US8989278B2 (en) Method and device for coding a multi dimensional digital signal comprising original samples to form coded stream
JP6269137B2 (en) Moving picture decoding apparatus and program
EP4099573B1 (en) Encoder, decoder, encoding method, decoding method and program
ES2350335T3 (en) DEVICE AND PROCEDURE FOR CODING AND DECODING KEY DATA FOR GRAPHIC ANIMATION.
CN115776571A (en) Image compression method, device, equipment and storage medium
US12170795B2 (en) Image encoding method, image decoding method, image encoding apparatus, image decoding apparatus and program
JP4660698B2 (en) Image processing system and image processing program
JP2017103723A (en) Encoding device, decoding device, and program
Salih Fractal coding technique based on different block size
Mamedov Analysis and enhancement of lossless image compression in jpeg-xl
JP5537444B2 (en) Decoding device and program thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110316

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120223

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120515

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120611

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5017290

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees