JP3211989B2 - 直交変換符号化装置及び復号化装置 - Google Patents
直交変換符号化装置及び復号化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル信号の処理
を行なう記録，伝送，表示装置において、信号をより少
ない符号量で効率的に符号化し、復合化する高能率符号
化に係り、特にＤＣＴなどの直交変換を行う符号化装置
及び復号化装置に関するものである。
を行なう記録，伝送，表示装置において、信号をより少
ない符号量で効率的に符号化し、復合化する高能率符号
化に係り、特にＤＣＴなどの直交変換を行う符号化装置
及び復号化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】＜直交変換符号化＞ＤＣＴ（離散コサイ
ン変換）などの直交変換を用いる高能率符号化方式は、
画像の相関を効率的に利用してデータを削減できるの
で、高能率符号化の標準方式などで広く使われている。
そこでは、直交変換は垂直、水平の２次元で行われるの
が一般的となっている。これは１次元では水平または垂
直の片方向の相関しか利用できないのに対し、２次元の
方では垂直と水平の両方が扱えて、より効率的にデータ
を削減できるからである。
ン変換）などの直交変換を用いる高能率符号化方式は、
画像の相関を効率的に利用してデータを削減できるの
で、高能率符号化の標準方式などで広く使われている。
そこでは、直交変換は垂直、水平の２次元で行われるの
が一般的となっている。これは１次元では水平または垂
直の片方向の相関しか利用できないのに対し、２次元の
方では垂直と水平の両方が扱えて、より効率的にデータ
を削減できるからである。
【０００３】変換ブロックの大きさは、大きい方が相関
を有効に使える点では有利だが、８×８画素以上ではあ
まり差がない。一方、量子化誤差はブロック全体に広が
るため、視覚的にはブロックは小さな方が望ましく、処
理量も小さな方が少なくて済む。そこで垂直８次、水平
８次の８×８画素のブロックで変換するのが最も一般的
である。また、動画像符号化では時間方向でフレーム間
の予測符号化を行い、予測残差に対して空間的に直交変
換を用いるのが一般的となっている。
を有効に使える点では有利だが、８×８画素以上ではあ
まり差がない。一方、量子化誤差はブロック全体に広が
るため、視覚的にはブロックは小さな方が望ましく、処
理量も小さな方が少なくて済む。そこで垂直８次、水平
８次の８×８画素のブロックで変換するのが最も一般的
である。また、動画像符号化では時間方向でフレーム間
の予測符号化を行い、予測残差に対して空間的に直交変
換を用いるのが一般的となっている。
【０００４】＜符号化装置＞従来例の符号化装置の構成
を図６に示す。画像入力１から与えられた画像信号は、
８×８画素の２次元ブロック毎に、水平ＤＣＴ２で水平
方向に８次ＤＣＴが行われ、続けて垂直ＤＣＴ３で垂直
方向に８次ＤＣＴが行われる。変換された信号は、量子
化器４で視覚的に誤差が目立たない程度の量子化ステッ
プ幅で量子化され、可変長符号化器５に与えられる。こ
こで量子化された信号は大半の係数が０になっている。
可変長符号化器５では、２次元ブロック状態の信号が図
９の（Ａ）に示されたような順番（いわゆる、ジグザグ
スキャン）で１次元状態に配列変換され、０係数はその
連続数が、非０係数はその値が、ハフマン符号などの可
変長符号（ＶＬＣ）で符号化される。可変長符号化器５
の出力は、圧縮データとしてデータ出力７より復号装置
に向けて出力される。
を図６に示す。画像入力１から与えられた画像信号は、
８×８画素の２次元ブロック毎に、水平ＤＣＴ２で水平
方向に８次ＤＣＴが行われ、続けて垂直ＤＣＴ３で垂直
方向に８次ＤＣＴが行われる。変換された信号は、量子
化器４で視覚的に誤差が目立たない程度の量子化ステッ
プ幅で量子化され、可変長符号化器５に与えられる。こ
こで量子化された信号は大半の係数が０になっている。
可変長符号化器５では、２次元ブロック状態の信号が図
９の（Ａ）に示されたような順番（いわゆる、ジグザグ
スキャン）で１次元状態に配列変換され、０係数はその
連続数が、非０係数はその値が、ハフマン符号などの可
変長符号（ＶＬＣ）で符号化される。可変長符号化器５
の出力は、圧縮データとしてデータ出力７より復号装置
に向けて出力される。
【０００５】＜復号化装置＞従来例の復号化装置の構成
を図７に示す。復号化装置の処理動作は符号化装置の逆
である。データ入力２１より与えられた圧縮データは、
可変長復号器７１で可変長符号が固定長符号に戻され、
配列の逆変換が行われ８×８画素の２次元ブロック状態
の信号となり逆量子化器７２に与えられる。逆量子化器
７２では符号が量子化代表値に変換され、垂直逆ＤＣＴ
２４に与えられる。量子化代表値は、垂直逆ＤＣＴ２４
で垂直方向に逆ＤＣＴが行われ、続けて水平逆ＤＣＴ２
６で水平方向に逆ＤＣＴが行われ、再生された画像信号
になり、画像出力２７より出力される。
を図７に示す。復号化装置の処理動作は符号化装置の逆
である。データ入力２１より与えられた圧縮データは、
可変長復号器７１で可変長符号が固定長符号に戻され、
配列の逆変換が行われ８×８画素の２次元ブロック状態
の信号となり逆量子化器７２に与えられる。逆量子化器
７２では符号が量子化代表値に変換され、垂直逆ＤＣＴ
２４に与えられる。量子化代表値は、垂直逆ＤＣＴ２４
で垂直方向に逆ＤＣＴが行われ、続けて水平逆ＤＣＴ２
６で水平方向に逆ＤＣＴが行われ、再生された画像信号
になり、画像出力２７より出力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の２次元直交変換
符号化は、画像内相関が比較的高い部分では効率が良い
が、画像のエッジ部分など相関の低い部分には必ずしも
適していない。フレーム間予測残差信号においてその傾
向が特に強くなり、残差信号の画像内相関はかなり低い
ので、２次元直交変換は必ずしも適切な符号化でない。
２次元変換より水平のみや垂直のみの１次元変換の方が
効率が高くなる部分が存在する。
符号化は、画像内相関が比較的高い部分では効率が良い
が、画像のエッジ部分など相関の低い部分には必ずしも
適していない。フレーム間予測残差信号においてその傾
向が特に強くなり、残差信号の画像内相関はかなり低い
ので、２次元直交変換は必ずしも適切な符号化でない。
２次元変換より水平のみや垂直のみの１次元変換の方が
効率が高くなる部分が存在する。
【０００７】また、２次元変換を行うと、量子化誤差が
２次元ブロック内に広がり、エッジの周りのノイズ成分
が目立ち易くなる。すなわち同等な符号化誤差なら、変
換ブロックの小さい１次元変換の方が視覚的に望まし
い。一方、ＤＰＣＭなどの符号化方式は、ノイズ成分が
目立ち難く視覚的に望ましいが、画像内相関が有効に使
い切れず、基本的な効率が十分でない。
２次元ブロック内に広がり、エッジの周りのノイズ成分
が目立ち易くなる。すなわち同等な符号化誤差なら、変
換ブロックの小さい１次元変換の方が視覚的に望まし
い。一方、ＤＰＣＭなどの符号化方式は、ノイズ成分が
目立ち難く視覚的に望ましいが、画像内相関が有効に使
い切れず、基本的な効率が十分でない。
【０００７】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、ブロック毎に直交変換の次元を変え、最適な変換方
式を選択することで、効率が高く、しかもノイズ成分が
目立ち難い直交変換符号化装置及び復号化装置を提供す
ることを目的とするものである。
で、ブロック毎に直交変換の次元を変え、最適な変換方
式を選択することで、効率が高く、しかもノイズ成分が
目立ち難い直交変換符号化装置及び復号化装置を提供す
ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、画像信号を複数の次元で直交変換する
符号化装置であって、次元の組み合わせが異なる直交変
換と、これに対応した可変長符号化とを行う複数種類の
変換符号化手段と、前記の複数種類の変換符号化手段で
画像信号を変換符号化し、発生符号量が最も少ない変換
符号化出力を選択する手段とからなることを特徴とする
直交変換符号化装置を提供する。
達成するために、画像信号を複数の次元で直交変換する
符号化装置であって、次元の組み合わせが異なる直交変
換と、これに対応した可変長符号化とを行う複数種類の
変換符号化手段と、前記の複数種類の変換符号化手段で
画像信号を変換符号化し、発生符号量が最も少ない変換
符号化出力を選択する手段とからなることを特徴とする
直交変換符号化装置を提供する。
【０００９】さらに、符号化された画像信号を複数の次
元で直交逆変換する復号化装置であって、直交逆変換す
る次元の組み合わせが変更自在な直交逆変換手段と、前
記の直交逆変換手段に対応して復号化方法を変更自在な
可変長復号化手段とからなることを特徴とする直交変換
復号化装置を提供する。
元で直交逆変換する復号化装置であって、直交逆変換す
る次元の組み合わせが変更自在な直交逆変換手段と、前
記の直交逆変換手段に対応して復号化方法を変更自在な
可変長復号化手段とからなることを特徴とする直交変換
復号化装置を提供する。
【００１０】また、画像信号を複数の次元で直交変換す
る符号化装置であって、次元の組み合わせが異なる直交
変換と、これに対応した可変長符号化とを行う複数種類
の変換符号化手段と、画像の各次元方向の変化の程度を
検出するモード判定手段とからなり、前記モード判定手
段で相対的に変化が大きいと判定された次元に対して、
直交変換を行わないようにしたことを特徴とする直交変
換符号化装置を提供するものである。
る符号化装置であって、次元の組み合わせが異なる直交
変換と、これに対応した可変長符号化とを行う複数種類
の変換符号化手段と、画像の各次元方向の変化の程度を
検出するモード判定手段とからなり、前記モード判定手
段で相対的に変化が大きいと判定された次元に対して、
直交変換を行わないようにしたことを特徴とする直交変
換符号化装置を提供するものである。
【００１１】
【作用】上記のように構成された直交変換符号化及び復
号化装置によれば、（ブロック毎に）直交変換の次元を
変え、最適な変換方式を選択することで、単一の変換方
法を用いる符号化方式に対し、局所毎に最適な符号化が
行え、画像全体での符号化効率を高めることができる。
また、エッジなどで１次元変換が使われるので、画一的
に２次元変換する装置と比較して量子化ノイズが目立ち
難くなり、主観画質は効率の改善よりさらに良好なもの
になる。
号化装置によれば、（ブロック毎に）直交変換の次元を
変え、最適な変換方式を選択することで、単一の変換方
法を用いる符号化方式に対し、局所毎に最適な符号化が
行え、画像全体での符号化効率を高めることができる。
また、エッジなどで１次元変換が使われるので、画一的
に２次元変換する装置と比較して量子化ノイズが目立ち
難くなり、主観画質は効率の改善よりさらに良好なもの
になる。
【００１２】
【実施例】＜第１の符号化装置＞図１は本発明の直交変
換符号化装置の第１の実施例を示すブロック図である。
図６の従来例と同一部分には同一符号を付して示す。図
６の符号化装置とは、量子化器８、可変長符号化器９、
最小値判定器１０、セレクタ６、モード出力１１が追加
されている点が異なる。
換符号化装置の第１の実施例を示すブロック図である。
図６の従来例と同一部分には同一符号を付して示す。図
６の符号化装置とは、量子化器８、可変長符号化器９、
最小値判定器１０、セレクタ６、モード出力１１が追加
されている点が異なる。
【００１３】図１において、画像入力１より与えられた
画像信号は、８×８画素のブロック状態で、水平ＤＣＴ
２により水平方向にＤＣＴされ、垂直ＤＣＴ３と量子化
器８に与えられる。垂直ＤＣＴ３では水平方向にＤＣＴ
された信号に対し、垂直方向にＤＣＴが行われ、２次元
ＤＣＴされた信号が量子化器４に与えられる。したがっ
て、量子化器８では水平方向のみにＤＣＴされた信号が
量子化され、量子化器４では水平及び垂直の２次元ＤＣ
Ｔされた信号が量子化される。
画像信号は、８×８画素のブロック状態で、水平ＤＣＴ
２により水平方向にＤＣＴされ、垂直ＤＣＴ３と量子化
器８に与えられる。垂直ＤＣＴ３では水平方向にＤＣＴ
された信号に対し、垂直方向にＤＣＴが行われ、２次元
ＤＣＴされた信号が量子化器４に与えられる。したがっ
て、量子化器８では水平方向のみにＤＣＴされた信号が
量子化され、量子化器４では水平及び垂直の２次元ＤＣ
Ｔされた信号が量子化される。
【００１４】ここで、水平方向のみの変換の場合はＤＣ
Ｔブロックは１次元の８画素になるが、２次元処理と切
り替える都合上、垂直方向にはＤＣＴブロックを８個束
ねて８×８画素のブロック状態で扱うのが便利である。
この様子を図８（Ｂ）に示すが、図中DCはＤＣＴ係数の
ＤＣ成分、ACはＡＣ成分を示すものであり、太線の枠内
がＤＣＴブロックを示している。量子化器４と８では、
各係数に対して均一の量子化をするのなら、処理は同一
であるが、視覚特性に対応した重み付けが各ＤＣＴ係数
に対して行われる（例えば、高い周波数では粗くする）
場合は処理が異なる。量子化の重み付けは、量子化器４
では２次元的な特性であるが、量子化器８では１次元的
な特性が繰り返されることになる。
Ｔブロックは１次元の８画素になるが、２次元処理と切
り替える都合上、垂直方向にはＤＣＴブロックを８個束
ねて８×８画素のブロック状態で扱うのが便利である。
この様子を図８（Ｂ）に示すが、図中DCはＤＣＴ係数の
ＤＣ成分、ACはＡＣ成分を示すものであり、太線の枠内
がＤＣＴブロックを示している。量子化器４と８では、
各係数に対して均一の量子化をするのなら、処理は同一
であるが、視覚特性に対応した重み付けが各ＤＣＴ係数
に対して行われる（例えば、高い周波数では粗くする）
場合は処理が異なる。量子化の重み付けは、量子化器４
では２次元的な特性であるが、量子化器８では１次元的
な特性が繰り返されることになる。
【００１５】量子化器４、８の出力は可変長符号化器
５、９で符号化され、共にセレクタ６及び、最小値判定
器１０に与えられる。可変長符号化で配列変換（スキャ
ン）は可変長符号化器５と９で異なり、可変長符号化器
５のものは９図（Ａ）の様に従来例と同じジグザクスキ
ャンであるが、１次元ＤＣＴに対する可変長符号化器９
のものは９図（Ｂ）の垂直方向にスキャンする。このよ
うに、１次元ＤＣＴの場合は直交変換のブロックにまた
がって配列変換されることになるが、この手法は本発明
と同一発明人、同一出願人による「可変長符号化方法及
びその装置」（特願平１−２１３９３９）に示されてい
るものと同様である。このように１次元変換のものは８
個束ねて処理することで、２次元ＤＣＴと同様に扱え、
０ランレングス符号化の効率が改善できる。この場合、
可変長符号化器５と９で同一のＶＬＣテ−ブルを使うこ
とができるが、別々に最適化すれば、僅かながらさらに
効率改善できる。
５、９で符号化され、共にセレクタ６及び、最小値判定
器１０に与えられる。可変長符号化で配列変換（スキャ
ン）は可変長符号化器５と９で異なり、可変長符号化器
５のものは９図（Ａ）の様に従来例と同じジグザクスキ
ャンであるが、１次元ＤＣＴに対する可変長符号化器９
のものは９図（Ｂ）の垂直方向にスキャンする。このよ
うに、１次元ＤＣＴの場合は直交変換のブロックにまた
がって配列変換されることになるが、この手法は本発明
と同一発明人、同一出願人による「可変長符号化方法及
びその装置」（特願平１−２１３９３９）に示されてい
るものと同様である。このように１次元変換のものは８
個束ねて処理することで、２次元ＤＣＴと同様に扱え、
０ランレングス符号化の効率が改善できる。この場合、
可変長符号化器５と９で同一のＶＬＣテ−ブルを使うこ
とができるが、別々に最適化すれば、僅かながらさらに
効率改善できる。
【００１６】最小値判定器１０では、可変長符号化器５
と９の出力の各ブロックの符号量（ビット数）を比較
し、少ないほうの出力がセレクタ６で選択されるように
制御信号をモード情報として出力する。ここで、符号量
を比較して処理を切り替える単位は、ＤＣＴのブロック
（８×８画素）と同じである必要はなく、ＤＣＴのブロ
ックを複数個束ねてもよい。特にカラー画像で色差信号
のサブサンプルを行っている場合は、サブサンプルの割
合に応じて複数の輝度信号ブロックとひとつの色差信号
ブロックがペアになるので、このペアごとで符号量を比
較して処理を切り替えたほうが好都合である。
と９の出力の各ブロックの符号量（ビット数）を比較
し、少ないほうの出力がセレクタ６で選択されるように
制御信号をモード情報として出力する。ここで、符号量
を比較して処理を切り替える単位は、ＤＣＴのブロック
（８×８画素）と同じである必要はなく、ＤＣＴのブロ
ックを複数個束ねてもよい。特にカラー画像で色差信号
のサブサンプルを行っている場合は、サブサンプルの割
合に応じて複数の輝度信号ブロックとひとつの色差信号
ブロックがペアになるので、このペアごとで符号量を比
較して処理を切り替えたほうが好都合である。
【００１７】モード情報はモード出力から復号装置に向
けて出力されると共に、セレクタ６に与えられ。セレク
タ６では可変長符号化器５と９の出力で、データ量の少
ないほうが選択され、データ出力７より出力される。そ
の結果、垂直方向の相関が小さい場合には、１次元（水
平）ＤＣＴが選択され、２次元ＤＣＴが行われないの
で、効率が高く、しかもノイズ成分が目立ち難い直交変
換がなされる。
けて出力されると共に、セレクタ６に与えられ。セレク
タ６では可変長符号化器５と９の出力で、データ量の少
ないほうが選択され、データ出力７より出力される。そ
の結果、垂直方向の相関が小さい場合には、１次元（水
平）ＤＣＴが選択され、２次元ＤＣＴが行われないの
で、効率が高く、しかもノイズ成分が目立ち難い直交変
換がなされる。
【００１８】このような処理において、それぞれの変換
で量子化による歪みが同等になるように量子化の重み付
けを設定し、その状態でデータ量の少ないほうを選択す
れば、歪み量は一定で、全体のデータ量は必ず少なくな
る。その際、量子化器８の量子化を僅かに粗くしておく
と、１次元変換の方が選択され易くなり、符号化の誤差
量は若干増えるが、視覚的に望ましい符号化となる。
で量子化による歪みが同等になるように量子化の重み付
けを設定し、その状態でデータ量の少ないほうを選択す
れば、歪み量は一定で、全体のデータ量は必ず少なくな
る。その際、量子化器８の量子化を僅かに粗くしておく
と、１次元変換の方が選択され易くなり、符号化の誤差
量は若干増えるが、視覚的に望ましい符号化となる。
【００１９】なお、本実施例では２次元と水平のみのも
のを示したが、２次元と垂直のみ、垂直のみと水平の
み、２次元と垂直のみと水平のみの３種類、さらに直交
変換を行わない場合も含めた適応処理も可能である。
のを示したが、２次元と垂直のみ、垂直のみと水平の
み、２次元と垂直のみと水平のみの３種類、さらに直交
変換を行わない場合も含めた適応処理も可能である。
【００２０】＜復号化装置＞図１に対応する実施例復号
装置の構成を図２に示す。図７の従来例と同一部分には
同一符号を付して示す。図７の復号化装置とは、モード
入力２８、セレクタ２５がある点と、可変長復号器２
２、逆量子化器２３の動作が異なる。データ入力２１よ
り与えられる圧縮データは、可変長復号器２２に導かれ
る。一方、モード入力２８より入力されるモード情報
は、可変長復号器２２、逆量子化器２３、セレクタ２５
に与えられる。可変長復号器２２、逆量子化器２３の動
作は基本的には従来例同じであるが、モード情報によ
り、可変長復号器２２では配列の逆変換テーブルが替え
られ、逆量子化器２３では重み付けのテーブルが替えら
れる。
装置の構成を図２に示す。図７の従来例と同一部分には
同一符号を付して示す。図７の復号化装置とは、モード
入力２８、セレクタ２５がある点と、可変長復号器２
２、逆量子化器２３の動作が異なる。データ入力２１よ
り与えられる圧縮データは、可変長復号器２２に導かれ
る。一方、モード入力２８より入力されるモード情報
は、可変長復号器２２、逆量子化器２３、セレクタ２５
に与えられる。可変長復号器２２、逆量子化器２３の動
作は基本的には従来例同じであるが、モード情報によ
り、可変長復号器２２では配列の逆変換テーブルが替え
られ、逆量子化器２３では重み付けのテーブルが替えら
れる。
【００２１】逆量子化器２３の出力は、垂直逆ＤＣＴ２
４とセレクタ２５に導かれ、垂直逆ＤＣＴ２４では垂直
方向にＤＣＴの逆変換が行われる。セレクタ２５はモー
ド情報によって制御され、２次元ＤＣＴのブロックで
は、垂直逆ＤＣＴ２４の出力が選択され、水平のみの場
合では逆量子化器２３の出力が選択されて、水平逆ＤＣ
Ｔに導かれ水平方向にＤＣＴの逆変換が行われる。これ
により、２次元ＤＣＴのブロックでは、垂直水平両方の
逆ＤＣＴが行われ、水平のみの場合では水平逆ＤＣＴの
みが行われ、得られた再生画像が画像２７より出力され
る。
４とセレクタ２５に導かれ、垂直逆ＤＣＴ２４では垂直
方向にＤＣＴの逆変換が行われる。セレクタ２５はモー
ド情報によって制御され、２次元ＤＣＴのブロックで
は、垂直逆ＤＣＴ２４の出力が選択され、水平のみの場
合では逆量子化器２３の出力が選択されて、水平逆ＤＣ
Ｔに導かれ水平方向にＤＣＴの逆変換が行われる。これ
により、２次元ＤＣＴのブロックでは、垂直水平両方の
逆ＤＣＴが行われ、水平のみの場合では水平逆ＤＣＴの
みが行われ、得られた再生画像が画像２７より出力され
る。
【００２２】＜第２の符号化装置＞図３は本発明の直交
変換符号化装置の第２の実施例を示すブロック図であ
る。第１の実施例との相違は、主符号化系とは別の手段
で変換モードを決める点である。構成上は、量子化器や
可変長符号化を２系統持たず、モード判定部として垂直
変化検出器３１、アクティビティ検出器３２、モード判
定器３３を持つ点が異なる。
変換符号化装置の第２の実施例を示すブロック図であ
る。第１の実施例との相違は、主符号化系とは別の手段
で変換モードを決める点である。構成上は、量子化器や
可変長符号化を２系統持たず、モード判定部として垂直
変化検出器３１、アクティビティ検出器３２、モード判
定器３３を持つ点が異なる。
【００２３】図３において、画像入力１より与えられる
画像信号は、８×８画素のブロック信号として水平ＤＣ
Ｔ２で水平方向にＤＣＴされ、垂直ＤＣＴ３とセレクタ
６に導かれる。垂直ＤＣＴ３では垂直方向にＤＣＴが行
われ、２次元ＤＣＴされた信号がセレクタ６に導かれ
る。
画像信号は、８×８画素のブロック信号として水平ＤＣ
Ｔ２で水平方向にＤＣＴされ、垂直ＤＣＴ３とセレクタ
６に導かれる。垂直ＤＣＴ３では垂直方向にＤＣＴが行
われ、２次元ＤＣＴされた信号がセレクタ６に導かれ
る。
【００２４】一方、モード判別部では、画像入力１より
入力された入力信号は垂直変化検出器３１とアクティビ
ティ検出器３２に導かれ、垂直変化検出器３１では垂直
方向の変化の程度ｖを求め、アクティビティ検出器３２
では画像のブロック分散値ｄを求める。垂直方向の変化
の程度ｖとブロック分散値ｄは、それぞれ次式で与えら
れる（なお、dcは平均値である）。
入力された入力信号は垂直変化検出器３１とアクティビ
ティ検出器３２に導かれ、垂直変化検出器３１では垂直
方向の変化の程度ｖを求め、アクティビティ検出器３２
では画像のブロック分散値ｄを求める。垂直方向の変化
の程度ｖとブロック分散値ｄは、それぞれ次式で与えら
れる（なお、dcは平均値である）。
【００２５】
【数１】
【００２６】モード判定器３３ではその二つの情報を比
較して、分散値ｖに対して垂直方向の変化の程度ｄが大
きな場合に、水平ＤＣＴのみとなるような制御信号を出
力する。これは垂直方向に変化が大きい信号を、垂直方
向にＤＣＴすると、高い周波数成分が多くなり、変換し
ない場合より効率が悪くなるためである。つまり、モー
ド判定部で相対的に変化が大きいと判定された次元で
は、直交変換を行わないようにして、変換効率の悪化を
回避している。量子化器４、可変長符号化器５は、図２
の復号化装置実施例と同様に基本的な動作は従来例と同
じで、モード情報により量子化器４では重み付けのテー
ブルが、可変長符号化器５では配列の変換が替えられ
る。この実施例の場合、主な符号化は１系統で済み、処
理量が図１の実施例の場合より少なくて済む。
較して、分散値ｖに対して垂直方向の変化の程度ｄが大
きな場合に、水平ＤＣＴのみとなるような制御信号を出
力する。これは垂直方向に変化が大きい信号を、垂直方
向にＤＣＴすると、高い周波数成分が多くなり、変換し
ない場合より効率が悪くなるためである。つまり、モー
ド判定部で相対的に変化が大きいと判定された次元で
は、直交変換を行わないようにして、変換効率の悪化を
回避している。量子化器４、可変長符号化器５は、図２
の復号化装置実施例と同様に基本的な動作は従来例と同
じで、モード情報により量子化器４では重み付けのテー
ブルが、可変長符号化器５では配列の変換が替えられ
る。この実施例の場合、主な符号化は１系統で済み、処
理量が図１の実施例の場合より少なくて済む。
【００２７】＜第３の符号化装置＞図４は本発明の直交
変換符号化装置の第３の実施例を示すブロック図であ
る。図３と同一部分には同一符号を付して示す。図３と
異なるのは、フレーム間予測符号化であり、予測残差信
号に対して直交変換を行う点である。構成上は予測減算
器４１、フレームメモリ４２や局部復号部（逆量子化器
２３、水平逆ＤＣＴ２６，垂直逆ＤＣＴ２４、セレクタ
２５）を持つ点である。
変換符号化装置の第３の実施例を示すブロック図であ
る。図３と同一部分には同一符号を付して示す。図３と
異なるのは、フレーム間予測符号化であり、予測残差信
号に対して直交変換を行う点である。構成上は予測減算
器４１、フレームメモリ４２や局部復号部（逆量子化器
２３、水平逆ＤＣＴ２６，垂直逆ＤＣＴ２４、セレクタ
２５）を持つ点である。
【００２８】画像入力１より与えられた画像信号は、予
測減算器４１でフレームメモリ４２から与えられる予測
信号が減算され、残差信号となり水平ＤＣＴ２とモード
判定部３４に与えられる。モード判定部３４、水平ＤＣ
Ｔ２、垂直ＤＣＴ３、セレクタ６、量子化器４、可変長
符号化器５の動作は図３の第２の実施例符号化装置と同
じである。局部復号部である逆量子化器２３、水平逆Ｄ
ＣＴ２６，垂直逆ＤＣＴ２４、セレクタ２５の動作は図
２の第１の実施例復号化装置と同じである。局部復号さ
れた残差信号は加算器４３で予測信号が加算され、再生
された画像信号となり、フレームメモリ４２に与えられ
る。フレームメモリ４２から１フレーム遅延させられた
再生画像が、予測信号として予測減算器４１と加算器４
３に与えられる。
測減算器４１でフレームメモリ４２から与えられる予測
信号が減算され、残差信号となり水平ＤＣＴ２とモード
判定部３４に与えられる。モード判定部３４、水平ＤＣ
Ｔ２、垂直ＤＣＴ３、セレクタ６、量子化器４、可変長
符号化器５の動作は図３の第２の実施例符号化装置と同
じである。局部復号部である逆量子化器２３、水平逆Ｄ
ＣＴ２６，垂直逆ＤＣＴ２４、セレクタ２５の動作は図
２の第１の実施例復号化装置と同じである。局部復号さ
れた残差信号は加算器４３で予測信号が加算され、再生
された画像信号となり、フレームメモリ４２に与えられ
る。フレームメモリ４２から１フレーム遅延させられた
再生画像が、予測信号として予測減算器４１と加算器４
３に与えられる。
【００２９】予測残差信号は、通常の画像信号以上に画
像内相関が低くなっており、１次元ＤＣＴが使われる割
合が通常の画像信号よりさらに多くなる。すなわち、画
像の動きが小さい時では、予測残差はわずかで画像内相
関が少ないので、２次元ＤＣＴが行われず１次元ＤＣＴ
により、効率よく、かつノイズも目立ないように直交変
換される。なお、現実にはフレーム間予測信号に対して
動き補償が適用されることが多いが、本実施例のように
動き補償を省いたものと本質的な違いはない。
像内相関が低くなっており、１次元ＤＣＴが使われる割
合が通常の画像信号よりさらに多くなる。すなわち、画
像の動きが小さい時では、予測残差はわずかで画像内相
関が少ないので、２次元ＤＣＴが行われず１次元ＤＣＴ
により、効率よく、かつノイズも目立ないように直交変
換される。なお、現実にはフレーム間予測信号に対して
動き補償が適用されることが多いが、本実施例のように
動き補償を省いたものと本質的な違いはない。
【００３０】＜復号化装置＞図５は本発明の図４の符号
化装置に対応する復号化装置の実施例を示すブロック図
である。図２の実施例と同一部分には同一符号を付して
示す。図２の復号化装置とは、フレームメモリ４２と加
算器４３がある点が異なる。可変長符復号器２２、逆量
子化器２３、垂直逆ＤＣＴ２４，水平逆ＤＣＴ２６、セ
レクタ２５の動作は図２の第１の実施例復号装置と同じ
である。フレームメモリ４２と加算器４３の動作は図４
の第３の実施例符号化装置と同じである。
化装置に対応する復号化装置の実施例を示すブロック図
である。図２の実施例と同一部分には同一符号を付して
示す。図２の復号化装置とは、フレームメモリ４２と加
算器４３がある点が異なる。可変長符復号器２２、逆量
子化器２３、垂直逆ＤＣＴ２４，水平逆ＤＣＴ２６、セ
レクタ２５の動作は図２の第１の実施例復号装置と同じ
である。フレームメモリ４２と加算器４３の動作は図４
の第３の実施例符号化装置と同じである。
【００３１】
【発明の効果】本発明の符号化によれば、（ブロック毎
に）直交変換の次元を変え、最適な変換方式を選択する
ことで、単一の変換方法を用いる符号化方式に対し、局
所毎に最適な符号化が行え、画像全体での符号化効率を
高めることができる。特にフレーム間予測残差適用する
場合は、予測残差には画像内相関が少ないので、極めて
効率的に直交変換される。
に）直交変換の次元を変え、最適な変換方式を選択する
ことで、単一の変換方法を用いる符号化方式に対し、局
所毎に最適な符号化が行え、画像全体での符号化効率を
高めることができる。特にフレーム間予測残差適用する
場合は、予測残差には画像内相関が少ないので、極めて
効率的に直交変換される。
【００３２】また、エッジなどでは１次元変換が使わ
れ、量子化ノイズが目立ち難くなり、主観画質は誤差の
軽減よりさらに良好なものになる。以上説明の如く、本
発明の直交変換符号化装置及び復号化装置は、実用上極
めて優れた効果を有するものである。
れ、量子化ノイズが目立ち難くなり、主観画質は誤差の
軽減よりさらに良好なものになる。以上説明の如く、本
発明の直交変換符号化装置及び復号化装置は、実用上極
めて優れた効果を有するものである。
【図１】本発明の直交変換符号化装置の第１の実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】本発明の直交変換復号化装置の第１の実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】本発明の直交変換符号化装置の第２の実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】本発明の直交変換符号化装置の第３の実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】本発明の直交変換復号化装置の第３の実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図６】直交変換符号化装置の従来例を示すブロック図
である。
である。
【図７】直交変換復号化装置の従来例を示すブロック図
である。
である。
【図８】２次元と１次元のＤＣＴブロックの構成を示す
図である。
図である。
【図９】２次元と１次元の配列変換の順番（スキャン
順）を示す図である。
順）を示す図である。
１…画像入力、２…水平ＤＣＴ、３…垂直ＤＣＴ、４，
８…量子化器、５，９…可変符号化器、６，２５…セレ
クタ、７…データ出力、１０…最小値判定器、１１…モ
ード出力、２１…データ入力、２２，７１…可変長復号
器、２３，７２…逆量子化器、２４…垂直逆ＤＣＴ、２
６…水平逆ＤＣＴ、２７…画像出力、２８…モード入
力、３１…垂直変化検出器、３２…アクティビティ検出
器、３３…モード判定器、３４…モード判定部、４１…
予測減算器、４２…フレームメモリ、４３…加算器。
８…量子化器、５，９…可変符号化器、６，２５…セレ
クタ、７…データ出力、１０…最小値判定器、１１…モ
ード出力、２１…データ入力、２２，７１…可変長復号
器、２３，７２…逆量子化器、２４…垂直逆ＤＣＴ、２
６…水平逆ＤＣＴ、２７…画像出力、２８…モード入
力、３１…垂直変化検出器、３２…アクティビティ検出
器、３３…モード判定器、３４…モード判定部、４１…
予測減算器、４２…フレームメモリ、４３…加算器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 G06T 9/00 H03M 7/30 - 7/50 H04N 1/41 - 1/419
Claims (2)
- 【請求項１】画像信号を複数の次元で直交変換する符号
化装置であって、前 記画像信号に対して第１の次元で直交変換を行い、第
１の可変長符号化によって第１の符号列を得る第１の直
交変換符号化手段と、 前記画像信号に対して前記第１の次元とは異なる第２の
次元で直交変換を行い、第２の可変長符号化によって第
２の符号列を得る第２の直交変換符号化手段と、 前記第１の符号列の符号量と前記第２の符号列の符号量
とを、符号列のブロックに基づく単位で比較して、その
単位毎の符号量の少ない方の符号列を示す情報を直交変
換符号化時の処理モード情報として出力する符号量比較
手段と、 前記処理モード情報に基づき、前記第１の符号列と前記
第２の符号列の内の符号量の少ない方の符号列を、前記
単位毎に選択して出力する選択手段と、 を有することを特徴とする直交変換符号化装置。 - 【請求項２】直交変換符号化により符号化された画像信
号の入来符号列を、同じく入来する前記符号列のブロッ
クに基づく単位毎の直交変換符号化時の処理モード情報
に応じて複数の次元で直交逆変換する復号化装置であっ
て、 前記入来符号列に対し、前記処理モード情報に応じた可
変長復号化処理を前記単位毎に切り替えて行う可変長復
号化手段と、 可変長復号化された信号に対し、前記処理モード情報に
応じた次元の直交逆変換処理を前記単位毎に切り替えて
行う直交逆変換手段と、 を有することを特徴とする直交変換符号化装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25587092A JP3211989B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 直交変換符号化装置及び復号化装置 |
| DE69322713T DE69322713T2 (de) | 1992-08-31 | 1993-08-31 | Vorrichtung zur orthogonalen Transformationskodierung und -dekodierung |
| US08/113,676 US5424778A (en) | 1992-08-31 | 1993-08-31 | Orthogonal transform coding apparatus and decoding apparatus |
| EP93306868A EP0586225B1 (en) | 1992-08-31 | 1993-08-31 | Orthogonal transform coding apparatus and decoding apparatus |
| US08/397,752 US5502491A (en) | 1992-08-31 | 1995-03-02 | Orthogonal transform coding apparatus and decoding apparatus |
| US08/569,428 US5684536A (en) | 1992-08-31 | 1995-12-08 | Orthogonal transform coding apparatus and decoding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25587092A JP3211989B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 直交変換符号化装置及び復号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0686258A JPH0686258A (ja) | 1994-03-25 |
| JP3211989B2 true JP3211989B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=17284725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25587092A Expired - Lifetime JP3211989B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 直交変換符号化装置及び復号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211989B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007148425A1 (ja) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Fujitsu Limited | 画像圧縮装置、画像復元装置、及びプログラム |
| GB2492333B (en) * | 2011-06-27 | 2018-12-12 | British Broadcasting Corp | Video encoding and decoding using transforms |
| JP2013172323A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Toshiba Corp | 動き検出装置、画像処理装置および画像処理システム |
| US10893272B2 (en) * | 2019-01-29 | 2021-01-12 | Sony Corporation | Image block coding based on pixel-domain pre-processing operations on image block |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP25587092A patent/JP3211989B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0686258A (ja) | 1994-03-25 |
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