JPH03247189A

JPH03247189A - 映像符号化器

Info

Publication number: JPH03247189A
Application number: JP2044953A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Miyasaka; 仁宮坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1990-02-26
Filing date: 1990-02-26
Publication date: 1991-11-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ＣＣＩＴＴ標準（Ｈ，２６１）準拠ＴＶ電話
／会議用映像符号化器に関する。

［従来の技術］従来の映像符号化器に於いては、離散コサイン変換器の
出力を量子化ステップ可変の可変量子化器で量子化し、
可変量子化器の出力をハフマン符号化して発生符号量を
求め、その結果に応じて量子化ステップを制御していた
。制御方法は、１９８９年電子情報通信学会秋季全国大
会Ｄ−４５に述べられているように、可変量子化器の出
力をハフマン符号化して発生符号量を求めることを２〜
３回繰り返して、その結果に応じて量子化ステップを制
御していた。

［発明が解決しようとする課題］しかし上記の従来技術では、可変量子化器の出力をハフ
マン符号化して発生符号量を求めることを２〜３回繰り
返す事による遅延時間のために、高速処理が出来ないと
いう課題を有する。そこで本発明はこのような課題を解
決するもので、その目的とするところは簡単な回路の追
加で高速処理を実現するところにある。

［課題を解決するための手段］（１）本発明の映像符号化器は、ＣＣＩＴＴ標準（Ｈ，
２６１）映像符号化器に於て、離散コサイン変換器と、
離散コサイン変換器の出力を量子化する量子化ステップ
８の固定量子化器と、離散コサイン変換器の出力を量子
化する量子化ステップ可変の可変量子化器と、離散コサ
イン変換器の出力をマクロブロック単位に記録する記録
器と、固定量子化器と可変量子化器の出力よりハフマン
符号化時の発生情報量を求め可変量子化器の量子化ステ
ップを決める量子化ステップ決定器と、記録器の出力を
量子化ステップ決定器より決められた量子化ステップの
可変量子化器で量子化し、量子化結果をハフマン符号化
するハフマン符号化器を有することを特徴とする。

（２）本発明の映像符号化器は、　（１）項記載の映像
符号化器に於て、離散コサイン変換器の出力を各ブロッ
クの第１要素と第２要素から第６４要素までの２つに分
離し、第１要素は量子化ステップ８の固定量子化器で量
子化し、第２要素から第６４要素までは量子化ステップ
決定器よつ決められた量子化ステップの可変量子化器で
量子化し、量子化結果をハフマン符号化し、第１要素の
量子化結果と第２要素から第６４要素までのハフマン符
号化結果を合成する合成器を有することを特徴とする。

［実施例コ第１図は本発明の映像符号化器のブロック図である。

以下第１図の信号の流れを説明する。映像信号はＣＩＦ
　（共通中間フォーマット）で表されており、８ライン
×８画素のブロックと、輝度信号４ブロツクと色差信号
２ブロツクの計６ブロツクより成るマクロブロックに分
けられている。予測は通常フレーム間で行われるため、
符号化コントロール１０２によりスイッチ１０９、スイ
ッチ１１０は第１図に示す通り下側につながっている。

映像信号はマクロブロック毎に映像信号入力１０１より
入力される。まず動き補償予測器１０７に入力され、既
に記録されている１フレーム前の信号より、予測誤差が
最小になるマクロブロックの信号を選びだしく動ベクト
ル検出）、そのマクロブロックの信号が出力される。こ
の信号はループフィルタ１０８を通った後映像入力信号
との差分が取られる。この映像入力信号と１フレーム前
の動ベクトルで指示されるマクロブロックとの差分信号
は、ブロック毎に離散コサイン変換器１０３で変換され
る。そして、発生符号量制御型可変量子化器１０４で量
子化されハフマン符号化されて符号化結果１１２より出
力される。発生符号量制御型可変量子化器１０４の量子
化特性は伝送路の伝送レートに合うように適応的に設定
される。この方法については第２図の説明で詳細に述べ
る。量子化された信号は逆量子化器１０５で逆量子化さ
れ、逆離散コサイン変換器１０６で逆離散コサイン変換
された後、動ベクトルで指示されるブロックの信号をル
ープフィルタ１０８を通した信号と加算されて動き補償
予測器１０７に記録される。

一方、最初のフレームやシーンチェンジの時などは、予
測はフレーム内で行われるため、符号化コントロール１
０２によりスイッチ１０９、スイツチ１１０は上側につ
ながれる。即ち映像信号入力１０１より入力された信号
はそのまま離散コサイン変換器１０３で変換される。そ
して、発生符号量制御型可変量子化器１０４で量子化さ
れ、さらにハフマン符号化されて符号化結果１１２より
出力される。量子化された信号は逆量子化器１０５で逆
量子化され、逆離散コサイン変換器１０６で逆離散コサ
イン変換された後、動き補償予測器ｌＯ７に記録される
。

第２図は本発明の映像符号化器の発生符号量制御型可変
量子化器（第１図の発生符号量制御型可変量子化器１０
４）を詳細に示した図である。

まずこの発生符号量制御型可変量子化器の特性について
説明する。ブロック毎に離散コサイン変換された信号が
入力され、量子化されて、第５図の番号順（１〜６４）
にジグザグスキャンされた後、ハフマン符号化される。

第４図の１番目の値は、離散コサイン変換前のブロック
信号の直流成分に対応するため量子化ステップ８の量子
化をする。２番目から６４番目の値は、離散コサイン変
換前のブロック信号の交流成分に対応するため量子化ス
テップは２から６２の間の偶数値で、マクロブロック単
位に可変としてハフマン符号化後に伝送路の伝送レート
に合うように制御する。この可変量子化器の特性はデッ
ドゾーンも考慮すると第６図のようになる。可変量子化
器で最適な量子化ステップの決め方は、まず２つの量子
化ステップで量子化して発生符号量を測定し、式１より
定数ａ、　　ｂを求める。

（発生符号量）　＝ａｘｌｏｇ（量子化ステップサイズ）＋ｂ：式１そして伝送路に合う発生符号量より最適量子化ステップ
サイズが求まる。

以下第２図の信号の流れを説明する。ブロック毎に離散
コサイン変換器１０３（第１図）で変換された信号は、
入力２０１を通して固定量子化器２０２、記録器Ａ２０
３、及び可変量子化器２０４に入力される。固定量子化
器２０２ではステップサイズ８で量子化される。これは
第６図のＱＵＡＮＴ＝４に対応している。可変量子化器
２０４では量子化ステップサイズ２１４の指定によりス
テップサイズ３２で量子化される。これは第６図のＱＵ
ＡＮＴ＝　１６に対応している。なお、このステップサ
イズは初期設定により３２以外の値に設定してもよい。

固定量子化器２０２、可変量子化器２０４の量子化結果
は量子化ステップサイズ決定器２０５に入力され、それ
ぞれ第５図に示すようにブロック内で並び変えられ、ジ
グザグスキャンされる。そして、第５図の２番目から６
４番目の値を用いて、ハフマン符号化するときの発生符
号量をハフマン符号量テーブル２０６より求める。この
ように発生符号量をマクロブロックの中の６個のブロッ
クについて求め、式１から定数ａ。

ｂを求める。そして伝送路に合う発生符号量を指定する
ことにより最適量子化ステップサイズが求まる。これを
量子化インデックス２０８より出力するとともに、量子
化ステップサイズ２１４として可変量子化器２０４に出
力する。さらに、固定量子化器２０２の出力のうち第５
図の第１番目のデータは、記録器Ｂ２０７に書き込まれ
る。記録器Ａ２０３に入力した信号は、１つのマクロブ
ロックが書き込まれた後、量子化ステップサイズ２１４
が可変量子化器２０４に入力するのを待って、可変量子
化器２０４へ出力される。ここで、記録器Ａ２０３では
第５図の１番目のデータは捨て去り、第５図の２番目か
ら６４番目のデータだけが可変量子化器２０４へ出力さ
れ、量子化ステップサイズ２１４の値で量子化される。

量子化結果は、ハフマン符号化器２０８と合成器Ｂ２１
０へ出力される。ハフマン符号化器２０８では、入力デ
ータを第５図のようにジグザグスキャンしてからハフマ
ン符号化する。ハフマン符号化器２０８の出力は合成器
Ａ２０９に於て、第５図の１番目のデータは記録器Ｂ２
０７のデータを用い、第５図の２番目から６４番目のデ
ータはハフマン符号化器２０８のデータを用いる形で合
成されて、符号化結果２１２より出力する。合成器Ｂ２
１０では、第５図の１番目のデータは記録器Ｂ２０７の
データを用い、第５図の２番目から６４番目のデータは
可変量子化器２０４のデータを用いる形で合成して、逆
量子化器への出力２１３より出力する。

第３図、第４図は本発明の固定量子化器２０２の構成を
示した図である。

第３図は固定量子化器２０２の入力データが２の補数表
現されている場合である。ここで注意することは、ハフ
マン符号量テーブル２０６は、入力データの絶対値でハ
フマン符号化後の発生符号量が決まるよう設計されてお
り、発生符号量は入力データの符号によらない。以下第
３図の説明をする。入力データ３０１は１２ビツトの２
の補数表示されており、入力データ３０１が正の場合は
（ＭＳＥ＝Ｏ）、１を加算して１２ビツトデータ３０２
とする。１を加算しているのは第６図の量子化特性に合
わせるためである。入力データ３０１が負の場合は（Ｍ
ＳＢ＝１）、入力データ３０１をビット毎に反転しさら
にに２を加算し１２ビツトデータ３０２とする。反転し
たデータに２を加算しているのは、１を加算して負の入
力データ３０１の符号を反転するためと、さらに１を加
算して第６図の量子化特性に合わせるためである。

次に１２ビツトデータ３０２を、ＬＳＢ側３ビットとＭ
ＳＢ側２上２ビット視して第３図のように８ビツトデー
タ３０３とする。これは、量子化ステップサイズが８で
あるためＬＳＢ側３ビットを捨てることにより量子化器
を構成できる事を示している。８ビツトデータ３０３の
ＭＳＢを０としているのは本方式では符号ビットに意味
がないためである。

第４図は固定量子化器２０２の入力データが符号付絶対
値表現されている場合である。入力データ４０１は、１
２ビット符号付絶対値表現されており、入力データ４０
１に１を加算し、その結果の１２ビツトデータ４０２を
、ＬＳＢ側３ビットとＭＳＢ側２上２ビット視して第４
図のように８ビツトデータ４０３とする。これは、量子
化ステップサイズが８であるためＬＳＢ側３ビットを捨
てることにより量子化器を構成できる事を示している。

８ビツトデータ４０３のＭＳＢを０としているのは本方
式では符号ビットに意味がないためである。入力データ
４０１に１を加算しているのは第６図の量子化特性に合
わせるためである。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、量子化ステップサイ
ズ８の固定量子化器を１個追加することにより、発生符
号量制御型可変量子化器の制御シーケンスを簡略化し、
高速処理を簡単な回路で実現するという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の映像符号化器の一実施例を示すブロッ
ク図。第２図は本発明の発生符号量制御型可変量子化器の一実
施例を示すブロック図。第３図は本発明の固定量子化器を示す図。第４図は本発明の固定量子化器を示す図。第５図はジグザグスキャンを説明するための図。第６図は量子化特性を説明するための図。１０１・・・映像信号入力１０２・・　・符号化コントロール１０３・・・離散コサイン変換器１０４・・・発生符号量制御型可変量子化器１０５・・
・逆量子化器１０６・・・逆離散コサイン変換１０７・・・動き補償予測器１０８・・・ループフィルタ１０９・・・スイッチ１１０・・・スイッチ１１１・・・量子化インデックス１１２・・・符号化結果２０１・・・入力２０２・・・固定量子化器２０３・・・記録器Ａ２０４・・・可変量子化器２０５・・・量子化ステップサイズ決定器２０６・・・
ハフマン符号量テーブル２０７・・・記録器Ｂ２Ｏ３・・・ハフマン符号化器２０９・・・合成器Ａ２１０２１１１２１３１４０１０２０３０１０２０３・・合成器Ｂ・量子化インデックス・符号化結果・逆量子化器への出力・量子化ステップサイズ・入力データ・１２ビツトデータ・８ビツトデータ・・入力データ・１２ビツトデータ・・８ビツトデータ以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＣＣＩＴＴ標準（Ｈ．２６１）映像符号化器に於
て、離散コサイン変換器と、前記離散コサイン変換器の
出力を量子化する量子化ステップ８の固定量子化器と、
前記離散コサイン変換器の出力を量子化する量子化ステ
ップ可変の可変量子化器と、前記離散コサイン変換器の
出力をマクロブロック単位に記録する記録器と、前記固
定量子化器と前記可変量子化器の出力よりハフマン符号
化時の発生情報量を求め前記可変量子化器の量子化ステ
ップを決める量子化ステップ決定器と、前記記録器の出
力を前記量子化ステップ決定器より決められた量子化ス
テップの前記可変量子化器で量子化し、量子化結果をハ
フマン符号化するハフマン符号化器を有することを特徴
とする映像符号化器。
（２）請求項１記載の映像符号化器に於て、離散コサイ
ン変換器の出力を各ブロックの第１要素と第２要素から
第６４要素までの２つに分離し、前記第１要素は量子化
ステップ８の固定量子化器で量子化し、前記第２要素か
ら第６４要素までは量子化ステップ決定器より決められ
た量子化ステップの可変量子化器で量子化し、量子化結
果をハフマン符号化し、前記第１要素の量子化結果と前
記第２要素から第６４要素までのハフマン符号化結果を
合成する合成器を有することを特徴とする映像符号化器
。