JPH04196695A - 画像データ圧縮装置 - Google Patents
画像データ圧縮装置Info
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- JPH04196695A JPH04196695A JP2321768A JP32176890A JPH04196695A JP H04196695 A JPH04196695 A JP H04196695A JP 2321768 A JP2321768 A JP 2321768A JP 32176890 A JP32176890 A JP 32176890A JP H04196695 A JPH04196695 A JP H04196695A
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- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 10
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- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 abstract description 2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Image Processing (AREA)
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。
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、画像信号を直交変換して量子化する画像デー
タ圧縮装置に関する。
タ圧縮装置に関する。
画像情報のデータ量は一般に膨大であるために、その蓄
積や伝送を行なう場合には、なんらかの情報圧縮を行な
って処理している。この情報圧縮手段の一つとして、Ｃ
ＣＩＴＴ、５ＧＸＶ （伝送システム及び装置）で標準
化が進んでいるｐ×６４ｋｂｉｔ／ｓオーディオビジュ
アル・サービス用ビデオ符号化方式（Ｈ，２６１）があ
る。Ｈ，２６１では、入力画像信号は８×８画素の２次
元ブロックに分割され、直交変換（離散コサイン変換）
および量子化を行なわれた後、可変長符合化され出力さ
れる。この可変長符合化にはハフマン符号化か用いられ
ており、連続した零（ラン）とそれに続く零以外のｉｆ
！（レベル）により符号語か決定される。
積や伝送を行なう場合には、なんらかの情報圧縮を行な
って処理している。この情報圧縮手段の一つとして、Ｃ
ＣＩＴＴ、５ＧＸＶ （伝送システム及び装置）で標準
化が進んでいるｐ×６４ｋｂｉｔ／ｓオーディオビジュ
アル・サービス用ビデオ符号化方式（Ｈ，２６１）があ
る。Ｈ，２６１では、入力画像信号は８×８画素の２次
元ブロックに分割され、直交変換（離散コサイン変換）
および量子化を行なわれた後、可変長符合化され出力さ
れる。この可変長符合化にはハフマン符号化か用いられ
ており、連続した零（ラン）とそれに続く零以外のｉｆ
！（レベル）により符号語か決定される。
従来は、量子化手段の出力を可変長符合化して発生符号
量を求め、その結果に応じて量子化ステップを変化させ
ることにより発生符号量を制御していた。制御方法は、
１９８９年電子情報通信学会秋期全国大会Ｄ−４５に述
べられているように、量子化手段の出力を可変長符合化
して発生符号量を求めることを量子化ステップを変えて
数回行い、その結果から設定符号量で量子化するための
量子化ステップを決定するものであった。
量を求め、その結果に応じて量子化ステップを変化させ
ることにより発生符号量を制御していた。制御方法は、
１９８９年電子情報通信学会秋期全国大会Ｄ−４５に述
べられているように、量子化手段の出力を可変長符合化
して発生符号量を求めることを量子化ステップを変えて
数回行い、その結果から設定符号量で量子化するための
量子化ステップを決定するものであった。
しかし、このような従来の技術では設定符号量を６４
ｋｂｐｓ程度の低レートとした場合、量子化ステップサ
イズが相当大きくなり、直流係数に近い係数が荒く量子
化されるため、復号画像に量子化雑音やブロック歪など
が顕著に現われ、見た目の画像を見苦しくするという問
題点と、設定符号量にするためにフィードバック制御を
行なうため処理時間が増加するという問題点を有する。
ｋｂｐｓ程度の低レートとした場合、量子化ステップサ
イズが相当大きくなり、直流係数に近い係数が荒く量子
化されるため、復号画像に量子化雑音やブロック歪など
が顕著に現われ、見た目の画像を見苦しくするという問
題点と、設定符号量にするためにフィードバック制御を
行なうため処理時間が増加するという問題点を有する。
そこで、本発明はこのような問題点を解決するものであ
り、その目的とするところは、原画像と復号画像との間
の画質の劣化を少なくし、かつ発生符号量を減少させ、
さらに処理時間の増加を防ぐ手法を提供するところにあ
る。
り、その目的とするところは、原画像と復号画像との間
の画質の劣化を少なくし、かつ発生符号量を減少させ、
さらに処理時間の増加を防ぐ手法を提供するところにあ
る。
本発明の画像データ圧縮装置は、画像信号をＮ×Ｎ（Ｎ
・整数）画素の２次元ブロックに分割するブロック化手
段と、ブロック化手段の出力であるＮ×Ｎ画素のブロッ
ク信号と１フレーム前の画像信号との差分を取る差分手
段と、差分手段の出力であるＮ×Ｎ画素の差分ブロック
信号を直交変換して、Ｎ×Ｎ個の変換係数を出力する直
交変換手段と、変換係数を量子化しＮ×Ｎ個の量子化係
数を出力する量子化手段と、量子化係数を可変長符号化
する可変長符号化手段を備えた画像データ圧縮装置にお
いて、 量子化手段の出力のＮ×Ｎ個の全係数において、低周波
成分から高周波成分に向かい係数の値が零か非零かを調
べ、零係数が連続してｎ個現われたらそれ以降の係数を
すべて零にして出力する零係数判別手段を備えたことを
特徴とする。
・整数）画素の２次元ブロックに分割するブロック化手
段と、ブロック化手段の出力であるＮ×Ｎ画素のブロッ
ク信号と１フレーム前の画像信号との差分を取る差分手
段と、差分手段の出力であるＮ×Ｎ画素の差分ブロック
信号を直交変換して、Ｎ×Ｎ個の変換係数を出力する直
交変換手段と、変換係数を量子化しＮ×Ｎ個の量子化係
数を出力する量子化手段と、量子化係数を可変長符号化
する可変長符号化手段を備えた画像データ圧縮装置にお
いて、 量子化手段の出力のＮ×Ｎ個の全係数において、低周波
成分から高周波成分に向かい係数の値が零か非零かを調
べ、零係数が連続してｎ個現われたらそれ以降の係数を
すべて零にして出力する零係数判別手段を備えたことを
特徴とする。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づき詳述する。
第１図は本発明をＨ，２６１の画像符号化器に適用した
場合のブロック図である。
場合のブロック図である。
第１図において、入力端子１０１からの人力画像信号は
、ブロック化手段１０２により８×８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る。予測は通常フレ
ーム間で行なわれるため、符号化コントロール１０４に
よりスイッチ１１３、スイッチ１１４は第１図に示すと
おり下側につながっている。ブロック化手段１０２から
マクロブロック単位で出力された画像信号は、まず動き
補償予測手段１１１に人力され、既に記憶されている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
ロックの信号を呼び出しく動ベクトル検出）、そのマク
ロブロックの信号か出力される。この信号はブロック毎
にループフィルタ１１２を通った後、差分手段１０３に
おいて人力画像信号との差分が取られる。この差分手段
は、離散コサイン変換手段１０５で変換され、この出力
はジグザグスキャンされる。そして、量子化手段１０６
で量子化され、零係数判別手段１０７に出力される。零
係数判別手段１０７からの出力は、可変長符号化手段１
０８においてハフマン符号化され出力端子１１５に出力
される。さらに、零係数判別手段１０７の出力は逆量子
化手段１０って逆量子化され、逆離散コサイン変換手段
１１０て逆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１１２を通した信
号と加算されて動き補償予測手段１１１に記録される。
、ブロック化手段１０２により８×８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る。予測は通常フレ
ーム間で行なわれるため、符号化コントロール１０４に
よりスイッチ１１３、スイッチ１１４は第１図に示すと
おり下側につながっている。ブロック化手段１０２から
マクロブロック単位で出力された画像信号は、まず動き
補償予測手段１１１に人力され、既に記憶されている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
ロックの信号を呼び出しく動ベクトル検出）、そのマク
ロブロックの信号か出力される。この信号はブロック毎
にループフィルタ１１２を通った後、差分手段１０３に
おいて人力画像信号との差分が取られる。この差分手段
は、離散コサイン変換手段１０５で変換され、この出力
はジグザグスキャンされる。そして、量子化手段１０６
で量子化され、零係数判別手段１０７に出力される。零
係数判別手段１０７からの出力は、可変長符号化手段１
０８においてハフマン符号化され出力端子１１５に出力
される。さらに、零係数判別手段１０７の出力は逆量子
化手段１０って逆量子化され、逆離散コサイン変換手段
１１０て逆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１１２を通した信
号と加算されて動き補償予測手段１１１に記録される。
一方、画像の１枚目のフレームやシーンチェンジなどの
場合では、予測はフレーム内で行なわれるため、符号化
コントロール１０４によりスイッチ１１３、スイッチ１
１４は上側につながっている。ブロック化手段１０２か
ら出力された画像信号は、ブロック毎に離散コサイン変
換手段１．０５で変換され、量子化手段１０６で量子化
され、零係数判別手段１０７に出力される。零係数判別
手段からの出力は、可変長符号化手段１０８においてハ
フマン符号化され出力端子１１５に出力される。さらに
、零係数判別手段の出力は逆量子化手段１０９で逆量子
化され、逆離散コサイン変換手段１１０で逆コサイン変
換された後、動き補償予測手段１１１に記録される。
場合では、予測はフレーム内で行なわれるため、符号化
コントロール１０４によりスイッチ１１３、スイッチ１
１４は上側につながっている。ブロック化手段１０２か
ら出力された画像信号は、ブロック毎に離散コサイン変
換手段１．０５で変換され、量子化手段１０６で量子化
され、零係数判別手段１０７に出力される。零係数判別
手段からの出力は、可変長符号化手段１０８においてハ
フマン符号化され出力端子１１５に出力される。さらに
、零係数判別手段の出力は逆量子化手段１０９で逆量子
化され、逆離散コサイン変換手段１１０で逆コサイン変
換された後、動き補償予測手段１１１に記録される。
ここで、零係数判別手段１０７ての処理について第２図
のフローチャートに従い説明する。
のフローチャートに従い説明する。
まず、零係数判別手段１０７には、量子化手段１０６の
出力である８×８の量子化係数か人力される。次に、零
係数の連続する数を示すｃｏｕｎｔと連続する零係数が
閾値を越えたかどうかを示すｒｌａｇが初期化されて零
になる。（２０１）。ここで、ｆｌａｇは連続する零係
数の数が閾値ｎ（１≦ｎ≦６３）を越えていない場合Ｏ
で、閾値ｎを越えた場合１となる。次に、ｆｌａｇが零
か非零か判別され（２０２） 、ｆｌａｇが零の場合は
係数が零か非零か調べる（２０３）。係数が非零の場合
は、ｃｏｕｎｔが零に初期化され（２０４）ｆｌａｇの
判別（２０２）に戻る。また、係数が零の場合は、ｃｏ
ｕｎ ｔに１を加え（２０５）、次にｃｏｕｎｔが閾値
ｎを越えているか調べる（２０６）。ｃｏｕｎｔか閾値
ｎ以下の場合はそのままｆｌａｇの判別（２０２）に戻
るか、閾値ｎ以上の場合には、ｆｌａｇに１が代入（２
０７）された後、ｒｌａｇの判別（２０２）に戻る。ま
た、ｆｌａｇの判別２０２においてｆ’ｌａｇが１の場
合、それ以降の係数はすべて零にされて、出力される。
出力である８×８の量子化係数か人力される。次に、零
係数の連続する数を示すｃｏｕｎｔと連続する零係数が
閾値を越えたかどうかを示すｒｌａｇが初期化されて零
になる。（２０１）。ここで、ｆｌａｇは連続する零係
数の数が閾値ｎ（１≦ｎ≦６３）を越えていない場合Ｏ
で、閾値ｎを越えた場合１となる。次に、ｆｌａｇが零
か非零か判別され（２０２） 、ｆｌａｇが零の場合は
係数が零か非零か調べる（２０３）。係数が非零の場合
は、ｃｏｕｎｔが零に初期化され（２０４）ｆｌａｇの
判別（２０２）に戻る。また、係数が零の場合は、ｃｏ
ｕｎ ｔに１を加え（２０５）、次にｃｏｕｎｔが閾値
ｎを越えているか調べる（２０６）。ｃｏｕｎｔか閾値
ｎ以下の場合はそのままｆｌａｇの判別（２０２）に戻
るか、閾値ｎ以上の場合には、ｆｌａｇに１が代入（２
０７）された後、ｒｌａｇの判別（２０２）に戻る。ま
た、ｆｌａｇの判別２０２においてｆ’ｌａｇが１の場
合、それ以降の係数はすべて零にされて、出力される。
ここで、係数は低周波成分から高周波成分に向かって調
べられる。
べられる。
第３図（ａ）、（ｂ）は、その具体例を示したものであ
る。ここで、第３図（ａ）は零係数判別手段に人力され
る量子化係数である。ここで、閾値ｎを５とした場合、
零係数判別手段からの出力は第３図（ｂ）のようになる
。また、画像電子学会のカラーテストチャートＮＯ，１
１の１１の画像をＨ，２６１のフレーム内モートて量子
化ステップを５として可変長符合化した場合の発生符号
量は、本発明を適用しない場合１０７ ｋｂｉｔとなる
のに対し、本発明を適用した場合ｎ−５では７４ｋｂｉ
ｔ、またｎ−３では５５ｋｂｉｔとなる。
る。ここで、第３図（ａ）は零係数判別手段に人力され
る量子化係数である。ここで、閾値ｎを５とした場合、
零係数判別手段からの出力は第３図（ｂ）のようになる
。また、画像電子学会のカラーテストチャートＮＯ，１
１の１１の画像をＨ，２６１のフレーム内モートて量子
化ステップを５として可変長符合化した場合の発生符号
量は、本発明を適用しない場合１０７ ｋｂｉｔとなる
のに対し、本発明を適用した場合ｎ−５では７４ｋｂｉ
ｔ、またｎ−３では５５ｋｂｉｔとなる。
Ｈ２ＰＯ４のリファレンスモデル（ＲＭ８）では、出力
バッファのビット専有率に応じてＧＯＢ毎に量子化ステ
ップサイズＱ（２≦Ｑ≦６２）を変更することにより１
フレームでの発生符号量を制御していた。このような方
法では、００８間の相関が強い場合、すなわち同じ量子
化ステップサイズＱで量子化すると、はぼ同程度の符号
量が発生する場合では問題はないが、００８間の相関が
弱い場合には、量子化ステップサイズＱがＧＯＢ毎に大
きく変動し、１フレームの中で画質が部分的に大きく劣
化する。しかし、本発明を適用した場合、発生符号量が
極端に大きくなるＧＯＢがなくなり、量子化ステップサ
イズの変更も少なく画質の極端な劣化を妨げる。さらに
、閾値ｎの値も出力バッファのビット専有率に応じてｎ
−３〜８程度まで変更できるようにすれば、量子化ステ
ップサイズＱをほとんど変更しないでよいため、１フレ
ームでの画質の均一性を保てる。
バッファのビット専有率に応じてＧＯＢ毎に量子化ステ
ップサイズＱ（２≦Ｑ≦６２）を変更することにより１
フレームでの発生符号量を制御していた。このような方
法では、００８間の相関が強い場合、すなわち同じ量子
化ステップサイズＱで量子化すると、はぼ同程度の符号
量が発生する場合では問題はないが、００８間の相関が
弱い場合には、量子化ステップサイズＱがＧＯＢ毎に大
きく変動し、１フレームの中で画質が部分的に大きく劣
化する。しかし、本発明を適用した場合、発生符号量が
極端に大きくなるＧＯＢがなくなり、量子化ステップサ
イズの変更も少なく画質の極端な劣化を妨げる。さらに
、閾値ｎの値も出力バッファのビット専有率に応じてｎ
−３〜８程度まで変更できるようにすれば、量子化ステ
ップサイズＱをほとんど変更しないでよいため、１フレ
ームでの画質の均一性を保てる。
以上述べたように本発明によれば、量子化ステップサイ
ズをあまり大きくしなくても発生符号量を低減できると
いう効果を有する。すなわち、連続した零（ラン）とそ
れに続く零以外の値（レベル）の二次元符号化をする際
、零の数を多くすることが効果的であり、本発明ではあ
る程度零係数が連続すると、それ以降の係数は画像に対
して支配的でないとして零にすることにより、量子化ス
テップを大きくせずに発生符号量を減らせることが可能
である。さらに、比較的細かく量子化された係数の中で
、低周波成分の係数が残っているため、復号画像は多少
輪郭のはやけたものとなるが、全体的には滑らかなもの
となり、量子化雑音やブロック歪の少ない見やすい画像
を再現できる。また、発生符号量を低減できるため、動
画像符号化器において、駒落しフレーム数も少なくなり
、自然な復号動画が得られる。
ズをあまり大きくしなくても発生符号量を低減できると
いう効果を有する。すなわち、連続した零（ラン）とそ
れに続く零以外の値（レベル）の二次元符号化をする際
、零の数を多くすることが効果的であり、本発明ではあ
る程度零係数が連続すると、それ以降の係数は画像に対
して支配的でないとして零にすることにより、量子化ス
テップを大きくせずに発生符号量を減らせることが可能
である。さらに、比較的細かく量子化された係数の中で
、低周波成分の係数が残っているため、復号画像は多少
輪郭のはやけたものとなるが、全体的には滑らかなもの
となり、量子化雑音やブロック歪の少ない見やすい画像
を再現できる。また、発生符号量を低減できるため、動
画像符号化器において、駒落しフレーム数も少なくなり
、自然な復号動画が得られる。
第１図は本発明の画像データ圧縮装置の一実施例を示す
ブロック図。 第２図は零係数判別手段のフローチャート図。 第３図は零係数判別手段を説明するための図。 １０１・・・入力端子 １０２・・・ブロッ分割手段 １０３・・・差分手段 １０４・・・符号化コントロール １０５・・・離散コサイン変換手段 １０６・・・量子化手段 １０７・・・零係数判別手段 １０８・・・可変長符号化手段 １０９・・・逆量子化手段 １１０・・・逆離散コサイン変換手段 １１１・・・動き補償予測手段 １１２・・争ループフィルタ １１３・・・スイッチ １１４・・・スイッチ １１５・・・出力端子 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 ゛ 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部（他１名）第１図 第２図
ブロック図。 第２図は零係数判別手段のフローチャート図。 第３図は零係数判別手段を説明するための図。 １０１・・・入力端子 １０２・・・ブロッ分割手段 １０３・・・差分手段 １０４・・・符号化コントロール １０５・・・離散コサイン変換手段 １０６・・・量子化手段 １０７・・・零係数判別手段 １０８・・・可変長符号化手段 １０９・・・逆量子化手段 １１０・・・逆離散コサイン変換手段 １１１・・・動き補償予測手段 １１２・・争ループフィルタ １１３・・・スイッチ １１４・・・スイッチ １１５・・・出力端子 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 ゛ 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部（他１名）第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 画像信号をＮ×Ｎ（Ｎ：整数）画素の２次元ブロックに
分割するブロック化手段と、前記ブロック化手段の出力
であるＮ×Ｎ画素のブロック信号と１フレーム前の画像
信号との差分を取る差分手段と、前記差分手段の出力で
あるＮ×Ｎ画素の差分ブロック信号を直交変換して、Ｎ
×Ｎ個の変換係数を出力する直交変換手段と、前記変換
係数を量子化しＮ×Ｎ個の量子化係数を出力する量子化
手段と、前記量子化係数を可変長符号化する可変長符号
化手段を備えた画像データ圧縮装置において、 前記量子化手段の出力のＮ×Ｎ個の全係数において、低
周波成分から高周波成分に向かって順番に係数の値が零
か非零かを調べ、零係数が連続してｎ個（ｎ：整数、１
≦ｎ≦６３）現われたらそれ以降の係数をすべて零にし
て出力する零係数判別手段、 を備えたことを特徴とする画像データ圧縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2321768A JPH04196695A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 画像データ圧縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2321768A JPH04196695A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 画像データ圧縮装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04196695A true JPH04196695A (ja) | 1992-07-16 |
Family
ID=18136222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2321768A Pending JPH04196695A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 画像データ圧縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04196695A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0651353A1 (en) * | 1993-10-28 | 1995-05-03 | Nec Corporation | Data processing system for picture coding processing |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2321768A patent/JPH04196695A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0651353A1 (en) * | 1993-10-28 | 1995-05-03 | Nec Corporation | Data processing system for picture coding processing |
| US5555511A (en) * | 1993-10-28 | 1996-09-10 | Nec Corporation | Data processing system for picture coding processing |
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