JP2992992B2 - Image coding device - Google Patents
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Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、画像データをブロック符号化する画像符号
化装置に関する。
〔従来の技術〕
ディジタル画像データ、例えば、テレビジョン信号を
ディジタル化した信号を伝送路を介して他の機器に伝送
する場合、画像情報データが非常に多くの情報量を有し
ていることから、何らかの方法により、情報量を圧縮す
る必要がある。そのような圧縮法の1つとして、1画面
分の画像情報を所定サンプル数にブロック化し、各ブロ
ック毎に、そのブロックを構成するサンプルに対して圧
縮符号化を行うブロック符号か伝送方式が知られてい
る。具体的には、注目ブロックに属するサンプルの最大
値と最小値を検出し、その最小値と最大値の間、即ち、
ダイナキック・レンジを線形量子化し、各サンプル毎に
どの量子化レベルに属するかのインデックスを計算し、
最大値、最小値及び当該インデックスを伝送する。当該
インデックスのビット数は、元のサンプルのビット数よ
り大幅に少なくできるので、伝送量を圧縮できることに
なる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この従来のブロック符号化法では、ブロック内サンプ
ル値のダイナミック・レンジに基づき線形量子化が行わ
れるので、ダイナミック・レンジが狭い場合には精度よ
く符号化を行えるが、例えば、ブロック内で極端な明暗
がある場合とかブロック内に境界を含む場合などのよう
に、ダイナミック・レンジが非常に広い場合には、符号
化データは非常に精度の悪いものとなり、復元画像に大
きな歪みが生じる。
この問題点に対して、ダイナミック・レンジが広い場
合には、サンプル値の平均値を検出し、当該平均値と最
大値の間及び当該平均値と最小値との間を等分割して線
形量子化することとし、上記の最大値と最小値との間を
線形量子化と、この平均値を加味した線形量子化とをダ
イナミック・レンジに応じて適応的に切り換える方式が
考えられる。しかし、この方式では、伝送データ列に平
均値データが存在する場合と、存在しない場合とが生
じ、可変長データ列になってしまう。例えば、テレビジ
ョン信号をディジタル化し、ビデオ・テープ・レコーダ
に記録しようとする場合には、可変長データ列を扱うこ
とにより、リアル・タイムでの処理、特に再生処理が困
難で大容量のメモリなどの構成が必要になるばかりか、
特殊再生(例えば、サーチ再生、スロー再生)での信号
処理に困難をきたすので、記録・再生系のような伝送系
には、不向きである。
そこで本発明は、ブロック内サンプル値の分布を加味
し、且つ固定長データ列となるような画像符号化装置を
提示することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る画像符号化装置は、ディジタル画像デー
タを所定数のサンプルからなるブロックに分割するブロ
ック化手段と、前記ブロック内画像データのダイナミッ
クレンジを検出する検出手段と、前記ブロック・データ
を量子化して符号化する符号化手段と、前記符号化手段
によって符号化された前記ブロック・データを、所定伝
送単位の伝送データ列を形成して伝送する伝送手段とを
有し、前記符号化手段は、線形量子化により符号化処理
を行う第1の符号化モードと、前記ブロックデータのデ
ータ分布状況に応じた非線形量子化により符号化処理を
行う第2の符号化モードとを有し、前記検出手段により
検出されたダイナミックレンジが所定値以上の場合に前
記第2の符号化モードを選択し、それ以外は前記第1の
符号化モードを選択して、前記ブロックデータを符号化
することを特徴とする。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図は本発明の一実施例としてのテレビジョン信号
符号化装置の構成ブロック図を示す。第1図において、
10はディジタル画像信号の入力端子である。本実施例で
用いられるテレビジョン信号はNTSC方式に準拠したもの
とし、入力端子10にはNTSCテレビジョン信号が入力され
る。11は入力端子10に入力されたテレビジョン信号を搬
送周波数fSCの4倍のサンプリング周波数でサンプリン
グし、1サンプル当たり8ビットのディジタル・テレビ
ジョン信号にするA/D変換器である。12は、水平走査線
単位で順次入力されるディジタル・テレビジョン信号を
一旦メモリなどに記憶し、読出順序を変えて読み出すこ
とにより、ブロック内での水平走査線単位に走査順序を
編集して出力するブロック化回路である。図示実施例で
は、水平方向4サンプル、垂直4ラインを1ブロックと
する。
ブロック化回路12で並べ換えられたサンプル列は、最
小値検出器14、最大値検出器16、ブロック内平均値算出
器18及び遅延回路20に印加される。平均値算出回路18は
1ブロック分のサンプル値を積算する積算回路と、当該
積算回路の積算値をサンプル点の個数、即ち16で除算す
る除算回路と、当該除算回路の除算結果をホールドする
ホールド回路とからなり、1ブロック分のサンプル値の
平均値m0を出力する。減算器22は、最大値検出器16で検
出された最大値MAXと、最小値検出器14で検出された最
小値MINとの差を計算する。最小値検出器14の出力MIN、
減算器22の出力DR(=MAX−MIN)、最大値検出器16の出
力MAX及び平均値検出器18の出力m0は、それぞれ遅延回
路24,26,28,30を介して変換回路32に印加される。
変換回路32には遅延回路20からA/D変換器11で形成さ
れるサンプル値DTも入力されており、MAX,MIN,DR,m0に
基づきDRを量子化し、DTがどの量子化ステップに属する
かを示すインデックスIDを出力する。この詳細は後述す
る。尚、遅延回路24,26,28,30は遅延回路20から変換回
路32に印加されるサンプル値DTとのタイミング調節用で
ある。
本実施例では、ディジタル・テレビジョン信号を符号
化する方法として、1ブロック分のサンプル値DTにおけ
るダイナミック・レンジDRを第6図(a)に示すように
8等分し、各サンプル値DTがダイナミック・レンジのど
の分割エリアに属するかを表す3ビットのインデックス
ID1と、各ブロックのダイナミック・レンジを表す情報
として上記MAX,MINのデータをそれぞれ8ビットで形成
し、サンプル値DTに代わってMAX,MIN,ID1とを出力する
第1動作モードと、ダイナミック・レンジDRを第6図
(b)に示すようにMINとm0の間を4等分、m0とMAXの間
を4等分し、各サンプル値DTがダイナミック・レンジの
どの分割エリアに属するかを表す3ビットのインデック
スID2と、各ブロックのダイナミック・レンジを表す情
報として前記MAXのデータを8ビット、MIN,m0のデータ
をそれぞれ4ビットで形成し、サンプル値DTに代わっ
て、MAX,MIN,m0,ID2を出力する第2動作モードとをダイ
ナミック・レンジDRに従い適応的に切り換える。
34は遅延回路26からダイナミック・レンジDRを受け、
動作モード識別用の識別子を出力する識別子発生回路で
ある。具体的には、動作モード選択用の閾値とDRとを比
較し、DRが当該閾値以下の場合には、第1動作モードを
指定する識別子MD1を出力し、その他の場合には第2動
作モードを指定する識別子MD2を出力する。
変換回路36,38及びパラレル・シリアル変換回路40は
上記第2動作モードの選択時に機能する回路であり、具
体的には、変換回路36は8ビットのMINを4ビットのMI
N′に変換し、変換回路38は8ビットのm0を4ビットのm
0′に変換する。このような変換は例えば、8ビットの
入力データに対し、対応する4ビット・データを出力す
るメモリ・テーブル方式で構成されている。パラレル・
シリアル変換回路40は、変換回路36及び変換回路38から
の4ビット信号をシリアルの、つまり8ビットの信号に
変換する。選択回路42は上記第1動作モードの選択時に
は、遅延回路24からのMIN(8ビット)を選択し、第2
動作モードの選択時にはパラレル・シリアル変換回路40
からの8ビット信号を選択する。
遅延回路28からのMAX、識別子発生回路からの識別子M
D、選択回路42の選択出力及び変換回路32からのインデ
ックスIDは、データ列形成回路44に印加される。データ
列形成回路44は、これらの入力信号をシリアル・データ
列に変換して出力する。第5図(a)は第1動作モード
選択時の出力データ列を示し、同(b)は第2動作モー
ド選択時の出力データ列を示す。このように、どちらの
動作モード時もデータ列形成回路44から出力されるデー
タ列の長さは同じであり固定長となるので、出力された
データ列を伝送したり、記録再生する場合にも、その信
号処理を簡単な構成で行うことができるようになり、特
に、記録再生の場合には特殊再生などを容易に行うこと
ができるようになる。
第2図は変換回路32の具体的構成例を示す。入力信号
MIN,MAX,DTは、変換回路50,52に印加される。平均値m0
は変換回路52に印加される。変換回路50,52の出力及び
ダイナミック・レンジDRは出力選択回路54に印加され
る。変換回路50は上述の第1動作モードでの符号化を行
い、変換回路52は第2動作モードでの符号化を行う。そ
れぞれ3ビットのインデックスID1,ID2を出力する。出
力選択回路54は、識別子発生回路34における識別子発生
と同じ条件の下で、ダイナミック・レンジDRに応じて、
変換回路50又は同52の出力を選択して出力する。
第3図は変換回路50の具体列を示す。減算器72はMAX
からMINを減算し、ダイナミック・レンジDRを出力す
る。このダイナミック・レンジは除算器74で1/8にされ
てから、比較器81に直接、また乗算器75〜80を介して比
較器82〜87に供給される。乗算器75〜80はそれぞれ、入
力信号を2倍、3倍…7倍する。減算器88はブロック内
のサンプル値DTからMINを減算し、その減算結果DT′
(=DT−MIN)を比較器81〜87の他方の入力に印加す
る。各比較器81〜87は、比較結果C1〜C7をプライオリテ
ィ・エンコーダ90に供給する。減算器88の出力DT′に応
じてC1〜C7は以下のようになる。
(1) 0≦DT′<(1/8)DR
C1=C2=C3=C4=C5=C6=C7=0
(2) (1/8)DR≦DT′<(2/8)DR
C1=1,C2=C3=C4=C5=C6=C7=0
(3) (2/8)DR≦DT′<(3/8)DR
C1=C2=1,C3=C4=C5=C6=C7=0
(4) (3/8)DR≦DT′<(4/8)DR
C1=C2=C3=1,C4=C5=C6=C7=0
(5) (4/8)DR≦DT′<(5/8)DR
C1=C2=C3=C4=1,C5=C6=C7=0
(6) (5/8)DR≦DT′<(6/8)DR
C1=C2=C3=C4=C5=1,C6=C7=0
(7) (6/8)DR≦DT′<(7/8)DR
C1=C2=C3=C4=C5=C6=1,C7=0
(8) (7/8)DR≦DT′<DR
C1=C2=C3=C4=C5=C6=C7=1
条件(1),(2),(3),(4),(5),
(6),(7),(8)はそれそれ、第6図(a)のエ
リアA1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8を示す。プライオリティ
・エンコーダ90は上記(1)のとき(000)、(2)の
とき(001)、(3)のとき(010)、(4)のとき(01
1)、(5)のとき(100)、(6)のとき(101)、
(7)のとき(110)、(8)のとき(111)の3ビット
のインデックスID1を出力する。
第4図は変換回路52の詳細を示す。減算器100はサン
プル値DTからMINを減算し、減算器102はm0からMINを減
算し、減算器104はMAXからm0を減算する。減算器102の
出力(m0−MIN)は除算器106により1/4にされた後、乗
算器107,108及び比較器110に印加される。乗算器107,10
8はそれぞれ、入力信号を2倍、3倍して比較器111,112
に印加する。減算器104の出力(MAX−m0)は除算器114
で1/4にされた後、乗算器115,116及び加算器117に印加
される。乗算器115,116はそれぞれ入力信号を2倍、3
倍し、加算器118,119に供給する。加算器117,118,119に
は減算器102の出力が印加されており、その加算結果は
比較器120,121,122,123の一方の入力に印加される。比
較器110〜112,120〜123の他方の入力には、減算器100の
出力DT′(=DT−MIN)が供給されている。
比較器110〜112,120〜123の出力をD1〜D7とすると、
各場合について以下のD1〜D7がプライオリティ・エンコ
ーダ124に入力される。即ち、
(1) 0≦DT′<(1/4)(m0−MIN)
D1=D2=D3=D4=D5=D6=D7=0
(2) (1/4)(m0−MIN)≦DT′<(2/4)(m0−MIN)
D1=1,D2=D3=D4=D5=D6=D7=0
(3) (2/4)(m0−MIN)≦DT′<(3/4)(m0−MIN)
D1=D2=1,D3=D4=D5=D6=D7=0
(4) (3/4)(m0−MIN)≦DT′<m0−MIN
D1=D2=D3=1,D4=D5=D6=D7=0
(5) m0−MIN≦DT′<(1/4)(MAX−m0)+(m0−MIN)
D1=D2=D3=D4=1,D5=D6=D7=0
(6) (1/4)(MAX−m0)+(m0−MIN)≦DT′<(2/4)(MAX−m0)+(m0
−MIN)
D1=D2=D3=D4=D5=1,D6=D7=0
(7) (2/4)(MAX−m0)+(m0−MIN)≦DT′<(3/4)(MAX−m0)+(m0
−MIN)
D1=D2=D3=D4=D5=D6=1,D7=0
(8) (3/4)(MAX−m0)+(m0−MIN)≦DT′<MAX−MIN
D1=D2=D3=D4=D5=D6=D7=1
条件(1),(2),(3),(4),(5),
(6),(7),(8)はそれぞれ第6図(b)のエリ
アB1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8を示す。プライオリティ・
エンコーダ124は、各場合について変換回路50の場合と
同様の3ビットを割り当て、インデックスID2を出力す
る。
第7図は第1図の符号化装置に対応するディジタル・
テレビジョン信号復号装置の概略構成を示す。不図示の
伝送路から入力されたディジタル・テレビジョン信号は
入力端子200からモード識別回路202、最大値・最小値分
離回路204、最大値・最小値・平均値分離回路206及びイ
ンデックス分離回路208に印加される。モード識別回路2
02はモード識別子MDを分離し、最大値・最小値分離回路
204は、モード識別回路202からの識別子MDがMD1(第1
動作モード)の場合に、最大値MAX及び最小値MINを分離
して出力し、最大値・最小値・平均値分離回路206は、
モード識別回路202からの識別子MDがMD2(第2動作モー
ド)の場合に、最大値MAX並びに4ビットの最小値MIN′
及び平均値m0′を分離して出力し、インデックス分離回
路208はインデックス部分を分離して出力する。各分離
回路に供給されるデータ列はブロック毎で固定長符号と
なっているので、これらの分離は極めて容易である。
尚、これらに分離のために、図示しないクロック発生回
路が設けられている。
復号回路210は、分離回路202,204,206,208により分離
された各データから各サンプル値DTを復号し、D/A変換
器212に供給する。D/A変換器212ではサンプリング周波
数4fSCを同期信号として、この復号されたサンプル値DT
をアナログ信号に変換することにより、NTSCテレビジョ
ン信号を復元し出力する。復号回路210の詳細を第8図
に示す。220は第1動作モードでのインデックスID1から
各サンプル値を復元する復元回路、222は第2動作モー
ドでのインデックスID2から各サンプル値を復元する符
号化された信号を復元する復元回路、224は、モード識
別子MDに従い、復元回路220の出力DT1と復元回路222の
出力DT2との何れかを選択する選択回路である。
第9図に復元回路220の構成例を示す。減算器226はDR
(=MAX−MIN)を計算し、除算器228に供給する。除算
器228は入力を1/8にして、乗算器230〜235及び選択回路
238に印加する。乗算器230〜235は入力信号をそれぞれ
2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍して選択回路238
に印加する。これにより、選択回路238には、ダイナミ
ック・レンジDRを8等分した場合の各境界値が入力され
る。選択回路238にはまた、端子237から「0」が入力さ
れている。選択回路238は各サンプルのインデックスID1
に応じて、8個の入力の何れか1つを選択して出力す
る。その関係を表1に示す。
除算器240は除算器228の出力を半分にしてDR/16を形
成し、加算器242は選択回路238の選択出力に除算器240
の出力を加算して代表値とする。加算器242は更に、遅
延回路241からのMINを加算する。遅延回路241はタイミ
ング調節用である。加算器242の出力は復元されたサン
プル値DT1として選択回路224(第8図)に供給される。
第10図は復元回路222の詳細を示す。変換回路243はメ
モリ・テーブルなどにより構成され、4ビットのMIN′
を8ビットのMINに変換し、変換回路245はやはりメモリ
・テーブルなどにより構成され、4ビットのm0′を8ビ
ットm0に変換する。減算器244はm0とMINの差を計算し、
減算器246はMAXとm0の差を計算する。除算器248は減算
器244の出力(m0−MIN)を1/8にして、乗算器249,250,2
51及び選択回路252に供給する。乗算器249,250,251はそ
れぞれ入力信号を3倍、5倍、7倍して選択回路252に
供給する。除算器254は減算器246の出力(MAX−m0)を1
/8にして、乗算器255,256,257及び加算器258に印加す
る。乗算器255,256,257はそれぞれ、入力信号を3倍、
5倍、7倍して加算器259,260,261に印加する。各加算
器258〜261は減算器244の出力(m0−MIN)を加算して選
択回路252に供給する。選択回路252は各サンプルのイン
デックスID2に応じて8個の入力の何れか1つを選択し
て出力する。その関係を表2に示す。
選択回路252の出力は加算器262に印加される。加算器
262には遅延回路264を介してMINが印加されており、両
信号の加算結果が復元されたサンプル値DT2として第8
図の選択回路224に印加される。
以上説明してきたように、本実施例では、前述のよう
な2種類の動作モードにて画像情報の1種であるテレビ
ジョン信号を符号化することにより、少ない情報量であ
っても画質などの劣化の少ない状態に符号化して伝送で
きると共に、前述のような2種類の動作モードに基づい
て符号化した場合、その符号化により得られるデータ列
の単位符号長が動作モードの種類に応じて変化すること
なく、また、当該データ列中、前記2種類の動作モード
に基づくデータ列が混在する場合でも、伝送されてきた
データ列が何れの動作モードで符号化されたデータであ
るかを確実に判別し、元の信号に復元することができ
る。
尚、NTSCテレビジョン信号の符号化伝送を例にとって
説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、PAL
方式、SECAM方式のテレビジョン信号の符号化伝送装置
や、テレビジョン信号以外の画像信号、例えばファクシ
ミリ信号などの伝送装置に適用しても同様の効果が得ら
れる。
〔発明の効果〕
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によ
れば、ブロック内画像データのダイナミックレンジに基
づいて、線形量子化による符号化モード又はブロック内
の画像データの分布状況に応じた非線形量子化による符
号化モードを選択してブロック・データを符号化してい
るので、従来よりも復元画像に対して歪みを小さくする
ことができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image coding apparatus for performing block coding on image data. [Prior Art] When digital image data, for example, a signal obtained by digitizing a television signal is transmitted to another device via a transmission line, the image information data has a very large amount of information. It is necessary to compress the amount of information by some method. As one of such compression methods, a block code or a transmission method in which image information for one screen is divided into a predetermined number of samples and compression encoding is performed on samples constituting the block for each block is known. Have been. Specifically, the maximum value and the minimum value of the sample belonging to the block of interest are detected, and between the minimum value and the maximum value, that is,
Linearly quantize the dynamic range and calculate the index of which quantization level belongs to each sample,
The maximum value, the minimum value and the corresponding index are transmitted. Since the number of bits of the index can be significantly smaller than the number of bits of the original sample, the amount of transmission can be compressed. [Problems to be Solved by the Invention] In this conventional block coding method, linear quantization is performed based on the dynamic range of sample values in a block. Therefore, when the dynamic range is narrow, encoding is performed with high accuracy. However, if the dynamic range is very wide, for example, if there is extreme brightness in the block or if the block contains a boundary, the encoded data will be very inaccurate, Large distortion occurs in the restored image. To solve this problem, if the dynamic range is wide, the average value of the sample values is detected, and the average value and the maximum value, and the average value and the minimum value are equally divided into linear quantum values. A method of adaptively switching between linear quantization between the above-described maximum value and minimum value and linear quantization considering the average value in accordance with a dynamic range is conceivable. However, in this method, there are cases where the average value data exists in the transmission data sequence and cases where it does not exist, resulting in a variable-length data sequence. For example, if a television signal is to be digitized and recorded on a video tape recorder, a variable-length data stream is used to process the data in real time, especially in a large-capacity memory where reproduction processing is difficult. Not only is the configuration required,
Since signal processing in special reproduction (for example, search reproduction and slow reproduction) is difficult, it is not suitable for a transmission system such as a recording / reproduction system. Accordingly, an object of the present invention is to provide an image encoding device that takes into account the distribution of sample values in a block and forms a fixed-length data sequence. [Means for Solving the Problems] An image encoding apparatus according to the present invention includes a block dividing unit that divides digital image data into blocks each including a predetermined number of samples, and detects a dynamic range of the intra-block image data. Detecting means, coding means for quantizing and coding the block data, and transmission means for forming the block data coded by the coding means into a transmission data sequence in a predetermined transmission unit and transmitting the data. Wherein the encoding means includes a first encoding mode for performing an encoding process by linear quantization and a second encoding mode for performing an encoding process by nonlinear quantization according to a data distribution state of the block data. Encoding mode, wherein the second encoding mode is selected when the dynamic range detected by the detection means is equal to or larger than a predetermined value. Is characterized by selecting the first encoding mode and encoding the block data. Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a television signal encoding apparatus according to one embodiment of the present invention. In FIG.
Reference numeral 10 denotes a digital image signal input terminal. The television signal used in the present embodiment is based on the NTSC system, and the input terminal 10 receives the NTSC television signal. Reference numeral 11 denotes an A / D converter which samples the television signal input to the input terminal 10 at a sampling frequency four times the carrier frequency f SC and converts the digital signal into a digital television signal having 8 bits per sample. 12 is to temporarily store digital television signals sequentially input in units of horizontal scanning lines in a memory or the like, change the reading order, and read them out, thereby editing and outputting the scanning order in units of horizontal scanning lines in a block. Block circuit. In the illustrated embodiment, four blocks in the horizontal direction and four lines in the vertical direction constitute one block. The sample sequence rearranged by the blocking circuit 12 is applied to a minimum value detector 14, a maximum value detector 16, an intra-block average value calculator 18, and a delay circuit 20. The average value calculating circuit 18 integrates a sample value for one block, a dividing circuit that divides the integrated value of the integrating circuit by the number of sample points, that is, 16, and a hold that holds the division result of the dividing circuit. It consists of a circuit, and outputs the average value m 0 sample values for one block. The subtractor 22 calculates a difference between the maximum value MAX detected by the maximum value detector 16 and the minimum value MIN detected by the minimum value detector 14. The output MIN of the minimum value detector 14,
The output DR (= MAX−MIN) of the subtractor 22, the output MAX of the maximum value detector 16, and the output m 0 of the average value detector 18 are sent to the conversion circuit 32 via delay circuits 24, 26, 28, and 30, respectively. Applied. The conversion circuit 32 is also inputted sample value DT which is formed by the A / D converter 11 from the delay circuit 20, MAX, MIN, DR, and quantizes the DR based on m 0, in which the quantization step DT is Outputs the index ID indicating whether it belongs. The details will be described later. Note that the delay circuits 24, 26, 28, and 30 are for adjusting the timing with the sample value DT applied from the delay circuit 20 to the conversion circuit 32. In the present embodiment, as a method of encoding a digital television signal, the dynamic range DR in one block of sample values DT is divided into eight equal parts as shown in FIG. 3-bit index indicating to which divided area of the dynamic range it belongs
ID 1 and a first operation mode in which each of the above-mentioned MAX and MIN data is formed by 8 bits as information representing the dynamic range of each block, and MAX, MIN and ID 1 are output instead of the sample value DT; the dynamic range DR FIG. 6 (b) to 4 equal parts between the MIN and m 0, as shown, between the m 0 and MAX 4 equal parts, which divided area of each sample value DT dynamic range And the 3-bit index ID 2 and the MIN and m 0 data are formed by 8 bits and MIN and m 0 data respectively as information indicating the dynamic range of each block. Then, the second operation mode for outputting MAX, MIN, m 0 and ID 2 is adaptively switched according to the dynamic range DR. 34 receives the dynamic range DR from the delay circuit 26,
An identifier generating circuit that outputs an identifier for identifying an operation mode. Specifically, by comparing the threshold value and the DR for the operating mode selected, if DR is less than the threshold value, outputs an identifier MD 1 that specifies the first operation mode, the second operation in the case of other and it outputs the identifier MD 2 to specify the mode. The conversion circuits 36 and 38 and the parallel / serial conversion circuit 40 are circuits that function when the second operation mode is selected. Specifically, the conversion circuit 36 converts an 8-bit MIN into a 4-bit MI.
The conversion circuit 38 converts the 8-bit m 0 into the 4-bit m
Convert to 0 '. Such a conversion is implemented, for example, by a memory table system that outputs 4-bit data corresponding to 8-bit input data. parallel·
The serial conversion circuit 40 converts the 4-bit signals from the conversion circuits 36 and 38 into serial, ie, 8-bit signals. When the first operation mode is selected, the selection circuit 42 selects MIN (8 bits) from the delay circuit 24, and selects the second operation mode.
When the operation mode is selected, the parallel / serial conversion circuit 40
Select the 8-bit signal from. MAX from delay circuit 28, identifier M from identifier generation circuit
D, the selection output of the selection circuit 42 and the index ID from the conversion circuit 32 are applied to the data string formation circuit 44. The data string forming circuit 44 converts these input signals into a serial data string and outputs it. FIG. 5A shows an output data string when the first operation mode is selected, and FIG. 5B shows an output data string when the second operation mode is selected. As described above, in both operation modes, the length of the data string output from the data string forming circuit 44 is the same and has a fixed length, so that even when the output data string is transmitted or recorded / reproduced. The signal processing can be performed with a simple configuration. In particular, in the case of recording and reproduction, special reproduction and the like can be easily performed. FIG. 2 shows a specific configuration example of the conversion circuit 32. input signal
MIN, MAX, DT are applied to the conversion circuits 50, 52. Average value m 0
Is applied to the conversion circuit 52. The outputs of the conversion circuits 50 and 52 and the dynamic range DR are applied to the output selection circuit 54. The conversion circuit 50 performs encoding in the above-described first operation mode, and the conversion circuit 52 performs encoding in the second operation mode. Outputs 3-bit index ID 1 and ID 2 respectively. The output selection circuit 54, under the same conditions as the identifier generation in the identifier generation circuit 34, according to the dynamic range DR,
The output of the conversion circuit 50 or 52 is selected and output. FIG. 3 shows a specific column of the conversion circuit 50. Subtractor 72 is MAX
Is subtracted from MIN to output the dynamic range DR. This dynamic range is reduced to 1/8 by the divider 74 and then supplied to the comparator 81 directly and to the comparators 82 to 87 via the multipliers 75 to 80. Each of the multipliers 75 to 80 multiplies the input signal by a factor of 2, 3,. The subtractor 88 subtracts MIN from the sample value DT in the block, and the subtraction result DT '
(= DT−MIN) is applied to the other inputs of the comparators 81 to 87. Each of the comparators 81 to 87 supplies the comparison results C1 to C7 to the priority encoder 90. C1 to C7 are as follows according to the output DT 'of the subtractor 88. (1) 0≤DT '<(1/8) DR C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = C6 = C7 = 0 (2) (1/8) DR≤DT'<(2/8) DR C1 = 1, C2 = C3 = C4 = C5 = C6 = C7 = 0 (3) (2/8) DR ≤ DT '<(3/8) DR C1 = C2 = 1, C3 = C4 = C5 = C6 = C7 = 0 (4) (3/8) DR ≤ DT '<(4/8) DR C1 = C2 = C3 = 1, C4 = C5 = C6 = C7 = 0 (5) (4/8) DR ≤ DT'< (5/8) DR C1 = C2 = C3 = C4 = 1, C5 = C6 = C7 = 0 (6) (5/8) DR ≤ DT '<(6/8) DR C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = 1, C6 = C7 = 0 (7) (6/8) DR ≦ DT ′ <(7/8) DR C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = C6 = 1, C7 = 0 (8) (7) / 8) DR≤DT '<DR C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = C6 = C7 = 1 Conditions (1), (2), (3), (4), (5),
(6), (7), (8) it it shows a first area A 1 of FIG. 6 (a), A 2, A 3, A 4, A 5, A 6, A 7, A 8. The priority encoder 90 is (000) for (1), (001) for (2), (010) for (3), and (01) for (4) above.
1), (5) (100), (6) (101),
In the case of (7), the 3-bit index ID 1 of (110) and in the case of (8) (111) are output. FIG. 4 shows the details of the conversion circuit 52. Subtractor 100 subtracts MIN from the sample value DT, the subtracter 102 subtracts the MIN from m 0, subtractor 104 subtracts the m 0 from MAX. The output (m 0 −MIN) of the subtractor 102 is reduced to / 4 by the divider 106 and then applied to the multipliers 107 and 108 and the comparator 110. Multipliers 107, 10
8 multiplies the input signal by two and three times, respectively.
Is applied. The output (MAX−m 0 ) of the subtractor 104 is divided by the divider 114
After that, it is applied to the multipliers 115 and 116 and the adder 117. Multipliers 115 and 116 respectively double the input signal,
It multiplies and supplies to adders 118 and 119. The outputs of the subtractor 102 are applied to the adders 117, 118, and 119, and the addition result is applied to one input of the comparators 120, 121, 122, and 123. Outputs DT '(= DT-MIN) of the subtractor 100 are supplied to the other inputs of the comparators 110 to 112 and 120 to 123. When the outputs of the comparators 110 to 112 and 120 to 123 are D1 to D7,
The following D1 to D7 are input to the priority encoder 124 in each case. (1) 0 ≦ DT ′ <(1/4) (m 0 −MIN) D1 = D2 = D3 = D4 = D5 = D6 = D7 = 0 (2) (1/4) (m 0 −MIN) ≦ DT ′ <(2/4) (m 0 −MIN) D1 = 1, D2 = D3 = D4 = D5 = D6 = D7 = 0 (3) (2/4) (m 0 −MIN) ≦ DT ′ < (3/4) (m 0 -MIN) D1 = D2 = 1, D3 = D4 = D5 = D6 = D7 = 0 (4) (3/4) (m 0 -MIN) ≦ DT '<m 0 -MIN D1 = D2 = D3 = 1, D4 = D5 = D6 = D7 = 0 (5) m 0 -MIN ≦ DT '<(1/4) (MAX-m 0) + (m 0 -MIN) D1 = D2 = D3 = D4 = 1, D5 = D6 = D7 = 0 (6) (1/4) (MAX−m 0 ) + (m 0 −MIN) ≦ DT ′ <(2/4) (MAX−m 0 ) + (M 0
−MIN) D1 = D2 = D3 = D4 = D5 = 1, D6 = D7 = 0 (7) (2/4) (MAX−m 0 ) + (m 0 −MIN) ≦ DT ′ <(3/4) (MAX−m 0 ) + (m 0
−MIN) D1 = D2 = D3 = D4 = D5 = D6 = 1, D7 = 0 (8) (3/4) (MAX−m 0 ) + (m 0 −MIN) ≦ DT ′ <MAX−MIN D1 = D2 = D3 = D4 = D5 = D6 = D7 = 1 Conditions (1), (2), (3), (4), (5),
(6), (7), (8) shows the area B 1, B 2, B 3 , B 4, B 5, B 6, B 7, B 8 of FIG. 6, respectively (b). priority·
The encoder 124 assigns the same three bits in the case of the conversion circuit 50 for each case, and outputs the index ID 2. FIG. 7 shows a digital signal corresponding to the encoding device of FIG.
1 shows a schematic configuration of a television signal decoding device. A digital television signal input from a transmission path (not shown) is supplied from an input terminal 200 to a mode identification circuit 202, a maximum / minimum value separation circuit 204, a maximum / minimum / average value separation circuit 206, and an index separation circuit 208. Applied. Mode identification circuit 2
02 separates the mode identifier MD and separates the maximum and minimum values.
204 indicates that the identifier MD from the mode identification circuit 202 is MD 1 (first
Operation mode), the maximum value MAX and the minimum value MIN are separated and output, and the maximum value / minimum value / average value separation circuit 206
When the identifier MD from the mode identification circuit 202 is MD 2 (second operation mode), the maximum value MAX and the minimum value MIN ′ of 4 bits are set.
And the average value m 0 ′ is separated and output, and the index separation circuit 208 separates and outputs the index portion. Since the data string supplied to each separation circuit has a fixed-length code for each block, these separations are extremely easy.
For separation, a clock generation circuit (not shown) is provided. The decoding circuit 210 decodes each sample value DT from each data separated by the separation circuits 202, 204, 206, and 208 and supplies the data to the D / A converter 212. The D / A converter 212 uses the sampling frequency 4f SC as a synchronization signal, and
Is converted into an analog signal to restore and output the NTSC television signal. The details of the decoding circuit 210 are shown in FIG. 220 is a restoration circuit for restoring each sample value from the index ID 1 in the first operation mode, 222 is a restoration circuit for restoring an encoded signal for restoring each sample value from the index ID 2 in the second operation mode, 224, in accordance with the mode identifier MD, a selection circuit for selecting one of the output DT 2 outputs DT 1 and restore circuit 222 restore circuit 220. FIG. 9 shows a configuration example of the restoration circuit 220. Subtractor 226 is DR
(= MAX−MIN) is calculated and supplied to the divider 228. The divider 228 makes the input 1/8, and the multipliers 230 to 235 and the selection circuit
238. Multipliers 230 to 235 multiply the input signal by two, three, four, five, six and seven times to select circuit 238
Is applied. Thus, the boundary values when the dynamic range DR is equally divided into eight are input to the selection circuit 238. “0” is also input from the terminal 237 to the selection circuit 238. The selection circuit 238 sets the index ID 1 for each sample.
, One of the eight inputs is selected and output. Table 1 shows the relationship. Divider 240 halves the output of divider 228 to form DR / 16, and adder 242 adds divider 240 to the selected output of selector 238.
Are added to obtain a representative value. The adder 242 further adds MIN from the delay circuit 241. The delay circuit 241 is for timing adjustment. The output of the adder 242 is supplied to the selection circuit 224 as a sample value DT 1 restored (Figure 8). FIG. 10 shows details of the restoration circuit 222. The conversion circuit 243 is composed of a memory table or the like, and has a 4-bit MIN ′
Is converted to an 8-bit MIN, and the conversion circuit 245 is also formed of a memory table or the like, and converts 4-bit m 0 ′ to 8-bit m 0 . Subtractor 244 calculates the difference between m 0 and MIN,
Subtractor 246 calculates the difference between the MAX and m 0. The divider 248 sets the output (m 0 −MIN) of the subtractor 244 to / 8, and sets the multipliers 249, 250, 2
51 and the selection circuit 252. The multipliers 249, 250, and 251 multiply the input signal by three times, five times, and seven times and supply it to the selection circuit 252. The divider 254 sets the output (MAX−m 0 ) of the subtractor 246 to 1
/ 8 is applied to the multipliers 255, 256, 257 and the adder 258. Multipliers 255, 256, 257 respectively triple the input signal,
5 times and 7 times are applied to the adders 259, 260 and 261. Each of the adders 258 to 261 adds the output (m 0 −MIN) of the subtractor 244 and supplies the result to the selection circuit 252. The selection circuit 252 selects and outputs any one of the eight inputs according to the index ID 2 of each sample. Table 2 shows the relationship. The output of the selection circuit 252 is applied to the adder 262. Adder
It is applied MIN through the delay circuit 264 to 262, 8 as a sample value DT 2 the addition result of the two signals is restored
It is applied to the selection circuit 224 in the figure. As described above, in the present embodiment, by encoding a television signal, which is one type of image information, in the two types of operation modes as described above, even if the amount of information is small, the image quality can be improved. In addition to being capable of being encoded and transmitted in a state where deterioration is small, when encoding is performed based on the above-described two types of operation modes, the unit code length of a data string obtained by the encoding changes according to the type of operation mode. In addition, even when data strings based on the two types of operation modes are mixed in the data string, it is possible to reliably determine in which operation mode the transmitted data string is encoded data. It can be determined and restored to the original signal. Although the description has been made with reference to the encoding transmission of the NTSC television signal as an example, the present invention is not limited to this.
The same effects can be obtained by applying the present invention to a transmission apparatus for encoding a television signal of the SECAM system or a transmission apparatus for transmitting an image signal other than the television signal, for example, a facsimile signal. [Effects of the Invention] As can be easily understood from the above description, according to the present invention, based on the dynamic range of image data in a block, the coding mode by linear quantization or the distribution state of image data in a block are Since the block data is encoded by selecting an encoding mode based on the corresponding non-linear quantization, the distortion of the restored image can be reduced as compared with the related art.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としての符号化装置の構成ブ
ロック図、第2図は第1図の変換回路32の詳細図、第3
図及び第4図はそれぞれは第2図の変換回路50,52の詳
細図、第5図は第1図のデータ列形成回路44の出力符号
列の例、第6図は第2図の変換回路50,52での量子化の
区分例、第7図は復号装置の構成例、第8図は第7図の
復号回路210の詳細例、第9図及び第10図はそれぞれ第
8図の復元回路220,222の詳細例である。
14……最小値検出器、16……最大値検出器、18……ブロ
ック内平均値算出器、32……変換回路、34……識別子発
生回路、42……選択回路、44……データ列形成回路BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a detailed view of a conversion circuit 32 shown in FIG. 1;
4 and 5 are detailed diagrams of the conversion circuits 50 and 52 of FIG. 2, respectively. FIG. 5 is an example of an output code string of the data string formation circuit 44 of FIG. 1, and FIG. FIG. 7 is an example of the configuration of a decoding device, FIG. 8 is a detailed example of the decoding circuit 210 of FIG. 7, and FIGS. 9 and 10 are each a diagram of FIG. 4 is a detailed example of the restoration circuits 220 and 222. 14 ... Minimum value detector, 16 ... Maximum value detector, 18 ... Average value calculator in block, 32 ... Conversion circuit, 34 ... Identifier generation circuit, 42 ... Selection circuit, 44 ... Data string Forming circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下郡山 信 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 清水 哲也 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 藤井 昭雄 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭60−106228(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Shin Shimokoriyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Tetsuya Shimizu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Akio Fujii 770 Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Tamagawa Office of Canon Inc. (56) References JP-A-60-106228 (JP, A)
Claims (1)
ブロックに分割するブロック化手段と、 前記ブロック内画像データのダイナミックレンジを検出
する検出手段と、 前記ブロック・データを量子化して符号化する符号化手
段と、 前記符号化手段によって符号化された前記ブロック・デ
ータを、所定伝送単位の伝送データ列を形成して伝送す
る伝送手段 とを有し、 前記符号化手段は、線形量子化により符号化処理を行う
第1の符号化モードと、前記ブロックデータのデータ分
布状況に応じた非線形量子化により符号化処理を行う第
2の符号化モードとを有し、前記検出手段により検出さ
れたダイナミックレンジが所定値以上の場合に前記第2
の符号化モードを選択し、それ以外は前記第1の符号化
モードを選択して、前記ブロックデータを符号化する ことを特徴とする画像符号化装置。(57) [Claims] Blocking means for dividing the digital image data into blocks consisting of a predetermined number of samples; detecting means for detecting the dynamic range of the intra-block image data; coding means for quantizing and coding the block data; Transmitting means for forming the block data encoded by the encoding means and forming a transmission data sequence in a predetermined transmission unit and transmitting the data; and wherein the encoding means performs an encoding process by linear quantization. A first encoding mode, and a second encoding mode for performing an encoding process by nonlinear quantization according to a data distribution state of the block data, wherein a dynamic range detected by the detection unit is a predetermined value. In the above case, the second
An image encoding apparatus for selecting the first encoding mode, and otherwise selecting the first encoding mode, and encoding the block data.
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DE19883853618 DE3853618T2 (en) | 1987-11-27 | 1988-11-22 | Device for transmitting image information. |
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- 1987-11-27 JP JP29741087A patent/JP2992992B2/en not_active Expired - Fee Related
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