JPH0714212B2 - 高能率符号化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は画像情報の高能率符号化装置に関するものであ
る。

従来の技術 画像情報を高能率符号化する方法として予測符号化が良
く用いられる。予測符号化とは、ある画素を符号化する
時、その画素に隣接する画素からその画素の標本値に対
する予測値を求め、標本値と予測値との差（予測誤差）
を符号化するものである。一般に画像情報では隣接する
画素は標本値がだいたい等しいため、予測値と標本値の
差は非常に小さな値となり、大きな圧縮が可能となる。
また、予測値と標本値の差が小さい時には短い符号語
（小さなbits数）を割り当て、大きい時には長い符号語
（大きなbits数）を割り当てるという可変長符号化を用
いることにより、さらに大きな圧縮が可能となる。

第４図は水平方向８画素垂直方向８画素の合計64画素か
らなる画像を可変長符号化した例である。第４図の数字
は、各画素を可変長符号化した場合のbits数を表してい
る。ここでは１画面合計で203bitsとなる。従って１画
面当りの伝送量を208bitsに定めると第４図の画像は全
て伝送可能となる。

ところで可変長符号化では画素毎に符号長が異なるた
め、伝送路で誤りが起きて誤った符号長の符号語を再生
するとそれ以後の全ての画素を誤って復号するおそれが
ある。このため伝送路誤りが無視できない場合には画面
を小さなブロックに分割し、ブロック毎に可変長符号化
することにより、伝送路誤りの影響をブロック単位で止
める方法が用いられている。

発明が解決しようとする問題点 さて第５図ａは１画面をＡ〜Ｈの８つのブロックに分割
したもので１ラインを１ブロックとしている。そこで第
４図の画像を第５図ａのような分割で可変長符号化する
と、各ブロックのbits数は16〜43bitsとなる。ここで各
ブロックのbits数を26bits（26bits＝208bits/8）に制
限すると、D,E,Fブロックはbits数が不足し、符号語の
一部が伝送できなくなる。このため第５図ｂの斜線の部
分の画質が大きく劣化することになる。このように一般
の画像では１ライン毎に符号長が大きく変化するため、
画質劣化を招く。また逆に画質劣化を防ぐために１ブロ
ック当りの伝送量を増加させると圧縮率が劣化すること
になる。

さらに第５図ａのような従来の分割では、伝送路誤りに
よってブロック単位の誤りが起った場合に、１ライン全
てが誤る可能性があり視覚上大きな画質劣化となる。

本発明はかかる点に鑑み、以上のような問題点を改善す
る高能率符号化装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明の高能率符号化装置は、１画面分の画像情報を画
素毎に前記画素に隣接する画素から得られる予測値と前
記画素の標本値との差分を求めて量子化する量子化値生
成手段と、前記量子化値生成手段によって得られた１画
面分の量子化値のうち、同一ブロック内に距離が離れか
つ同一水平および垂直直線上に存在しない量子化値が含
まれるようにブロック化するブロック生成手段と、前記
ブロック生成手段によって得られるブロック内の量子化
値を可変長符号化する可変長符号化手段とを備えること
を特徴とするものである。

作用 本発明は前記した構成により、画面の一部に非常に変化
の激しい所があっても、その部分の量子化値は全体のブ
ロックに分散されるため特定のブロックに大きな量子化
値が集中することがない。これにより各ブロックのブロ
ック単位の符号長の分散が小さくなり、一部のブロック
の画質だけが劣化するようなことがなくなる。また伝送
路で誤りが生起してブロック単位の誤りとなっても、誤
りが画面内で分散されるため画質の劣化が小さくなる。

実施例 第１図ａは本発明における一実施例の高能率符号化装置
のブロック図を示すものである。

第１図ａの１は本装置の入力部分、２は予測誤差を生成
する予測誤差生成器、３は量子化器、４はブロック化
器、５は可変長符号化器、６は出力部分を示している。

第１図ａの装置では、入力部分１から画像の標本値を予
測誤差生成器２に入力し、これによって得られる予測誤
差を量子化器３で量子化し、さらにブロック化器４でブ
ロックに分割する。分割された量子化器はそれぞれ可変
長符号化器５でブロック単位で一定長になるように可変
長符号化され、出力部分６に出力される。

また第１図ａの装置は第１図ｂのように変更することも
可能である。第１図ｂの７は入力部分、８は予測誤差を
生成する予測誤差生成器、９は量子化器、10は可変長符
号化器、11はブロック化器、12はブロック長制御器、13
は出力部分を示している。

第１図ｂの装置では、入力部分７から画像の標本値を予
測誤差生成器８に入力し、これによって得られる予測誤
差を量子化器９で量子化し、可変長符号化器10で可変長
符号化する。可変長符号化された符号語はブロック化器
11でブロックに分割され、ブロック長制御器12でブロッ
ク単位で一定長になるようにして出力部分13へ出力され
る。

さて第１図ａおよびｂの予測誤差生成器2,8、量子化器
3,9、可変長符号化器5,10はそれぞれ従来の可変長予測
符号化器に用いられるものと同じであり、さまざまな方
法が適用可能である。ただし第１図ｂではブロック化器
11が可変長符号化器10より後であるため、各ブロックの
その時刻までの伝送bits数をブロック12を用いて計算
し、可変長符号化器10にフィードバックする必要があ
る。またブロック長制御器12はカウンタなどで簡単に構
成できる。

次に第１図ａおよびｂのブロック化器４および11につい
て述べる。ブロック化器の簡単な構成法としては、量子
化器から入力される量子化値をまずRAMに読みこんで行
き、出力アドレスを制御してブロックに分配すればよ
い。

ここでブロック化の具体的な内容について説明する。第
２図ａはブロック化の第１の例である。第２図ａは１画
面をＡ〜Ｈの８つのブロックに分割しているもので、各
ブロックは一番上のラインから下のラインに向ってライ
ン毎に３画素ずつ巡回シフトしながら符号化するものと
する。さて第４図で示した画像を第２図ａのようにブロ
ック化した場合の各ブロックのbits数は23〜29bitsとな
り、第５図ａに示した従来例（16〜43bits）に比べて分
散が小さくなっている。これは画像の持つ特定の地域に
連続して大きな量子化値や小さな量子化値が出現すると
いう性質が、このブロック化によって隣接する画素が多
数のブロックに分散されるために無くなってしまうため
である。従って第２図ｂのように１ブロックを26bitsに
制限することによって劣化する部分は、第５図ｂの従来
例に比べて半分近くに減少している。また同じ理由によ
り特定のブロックに大きな劣化が集中することが無いた
め、第２図ｂのように劣化する部分が画面の下端の方に
集中することになる。人間の視覚は画面の端の方の劣化
には鈍感であるため、視覚上画質の劣化は防がれる。さ
らに伝送路誤りによってブロック単位の誤りが生起した
場合にも誤りが画面上で分散されるため画質の劣化が目
立ちにくいという特長を持つ。

さて第２のブロック化の例は、第１のブロック化の例の
ブロック毎の可変長符号化の順序を変更したものであ
る。第３図ａはこのブロック化の可変長符号化の説明図
で、ここでは第３図ａの斜線の部分の画素に対する量子
化値を最後に符号化するように可変長符号化する。これ
によって第２図ａからわかるように、Ｃブロックを除い
て各ブロックの最後に符号化される２つの符号語は第３
図ａの斜線部分に集まる。従って１ブロックのbits数を
26bitsに制限した場合に劣化する部分も第３図ｂのよう
に画面の右および下の端の方に集中することになる。こ
のように第２の例では第１の例に比べて劣化する部分が
さらに画面の端の方へ集中するため、視覚上画質の劣化
が目立ちにくくなる。また可変長符号化では伝送路誤り
の影響がワード同期はずれなどによってブロックの後半
部分に集中するが、本実施例ではブロックの後半が画面
の端の方へ来るため画質劣化が目立ちにくくなる。

以上２つのブロック化の例を用いて説明したが本発明の
ブロック化および符号化順序はこのほかにも多数の方法
が考えられる。また本発明では予測符号化を用いて説明
しているが、その他の高能率符号化法に適用することも
可能である。さらに本発明は実施例以外のいかなる画素
数の画面についても用いることができるものである。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、画像を可変長符
号化した場合に一部のブロックに大きな符号語が集中す
るという性質が改善されるため、全体として画質の劣化
する面積が小さくなる。また同時に伝送路誤りによる影
響が画面内に分散されて目立ちにくくなると共に、画質
の劣化が画面の端の方に集まるため、視覚上画質劣化が
防がれるという特長を持つ。このように本発明を用いる
ことにより、可変長符号化の持つ欠点を大幅に改善する
ことが可能となりその実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例のブロック図、第２図
は本発明の第１のブロック化の例の説明図、第３図は本
発明の第２のブロック化の例の説明図、第４図は可変長
符号化の説明図、第５図は従来例の説明図である。 ２……予測誤差生成器、３……量子化器、４……ブロッ
ク化器、５……可変長符号化器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１画面分の画像情報を画素毎に前記画素に
   隣接する画素から得られる予測値と前記画素の標本値と
   の差分を求めて量子化する量子化値生成手段と、前記量
   子化値生成手段によって得られた１画面分の量子化値の
   うち、同一ブロック内に距離が離れかつ同一水平および
   垂直直線上に存在しない量子化値が含まれるようにブロ
   ック化するブロック生成手段と、前記ブロック生成手段
   によって得られるブロック内の量子化値を可変長符号化
   する可変長符号化手段とを備えることを特徴とする高能
   率符号化装置。
2. 【請求項２】可変長符号化手段がブロック内の量子化値
   を、量子化値が生成された順番に従って可変長符号化す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高能率
   符号化装置。
3. 【請求項３】可変長符号化手段が画面上で最後に量子化
   される画素の存在する角をはさむ２辺付近の画素に対す
   る量子化値を最後に符号化するように可変長符号化する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高能率符
   号化装置。