JPH0457490A - 直交変換符号化装置 - Google Patents

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、ディジタルＶＴＲ等の高能率符号化に用いる
直交変換符号化装置に関するものである。

従来の技術 画像信号のディジタル化にともなって高能率符号化技術
か重要になってきている。高能率符号化の有効な手段と
して直交変換符号化がある。直交変換とは人力される時
系列信号を直交する成分（例えば周波数成分）に変換す
るもので、フーリエ変換、離散コサイン変換（以下ＤＣ
Ｔと略す）、アダマール変換等が有名である。特にＤＣ
Ｔは画像情報に適した直交変換として注目されている。

ここでＤＣＴを用いた高能率符号化方法について説明す
る。第１２図は従来のＤＣＴを用いた高能率符号化装置
の１例である。第１２図の１はこの装置の人力手段、２
はブロック化手段、３はＤＣＴ手段、４は適応量子化手
段、５は可変長符号化手段、６はデータバッファ手段、
７は出力手段である。

第１２図の符号化器では、入力手段１から人力されるデ
ィジタル画像信号をブロック化手段２でＤＣＴ単位のブ
ロックに分割する。画像の高能率符号化では水平８画素
・垂直８画素の合計６４画素の２次元ＤＣＴがよく用い
られる。ブロック化された画像信号はＤＣＴ手段３で２
次元ＤＣＴされてＤＣＴ成分に変換される。変換された
ＤＣＴ成分は適応量子化手段４で量子化され、可変長符
号化手段５て可変長符号化され、バッファ手段６て一定
レートに変換されて出力される。

可変長符号化とは、生起確率の大きい符号語に小さな符
号長を割り当て、生起確率が小さい符号語に大きな符号
長を割り当てる符号化方式である。

表１は３ビツトのデータｒＱＪ、ｒｌＪ、　　０．、。

「７」に対する可変長符号化の対応表である。

この例では、　’　ＯＪ　＋　　ｒ　Ｉ　Ｊに対して２
ビツト、「２」、　「３」に対して３ビツト、　ｒ４Ｊ
、　　ｒ５」ｒ５Ｊ、　　ｒ７Ｊに対して４ビツトの（
以下余白） 表１ 符号長を割り当てている。通常ＤＣＴ成分はＯを中心と
した指数分布と成るため、　ｒＱＪ、　　ｒｌＪの生起
確率がｒｎ」、　　ｒ５Ｊ、　　ｒ６Ｊ、　　ｒ７」に
比へてかなり大きく、符号化された後の平均ビット数が
３ビツトより小さくなる。ただし可変長符号化を用いる
と、画質によって符号化後のデータレートが変化する。

このため第１２図の従来例では、バッファ手段６がオー
バーフローやアンダーフローを起こさないようにするた
めに、バッファ手段６内のデータ量が増加してきた場合
には、適応量子化手段４において重子化時のまるめを大
きくし、データ量が減少してきた場合にはまるめを小さ
くすることによって制御している。

発明が解決しようとする課題 次に、上記のような従来のＤＣＴを用いた高能率符号化
の課題を以下に述べる。

（１）可変長符号化を用いているため、伝送路によって
１ビツトでも誤りが発生すると符号同期が外れてそれ以
後のデータを復号できなくなる。

このような誤り伝搬によって大きな画質劣化が弓き起こ
される。特にＶＴＲ等の誤り発生確率が高い装置には適
応が困難である。

（２）従来はデータ量を一定にするためにバッファ部を
用いたフィードバック制御を行なっている。しかしなが
ら実際の画像ではその情報に偏りがあり、フィードバッ
ク制御では最適な符号化が困難である。特に画像の前半
の情報量が小さく後半の情報量が大きい場合では、前半
部分に不必要にデータが割り当てられるため、後半部分
においてデータ量か不足し、大きな画質劣化を招くこと
になる。

（３）直交変換を用いた高能率符号化では人力される画
像の情報量が大きい場合には、量子化による歪が増加し
、ブロック歪が発生してしまう。

本発明はこのような従来の直交変換符号化装置の課題を
解決した直交変換符号化装置を提供することを目的とす
る。

課題を解決するための手段 請求項１０本発明は入力信号の標本値を集めて大ブロッ
ク化する大ブロック化手段と、前記大ブロックを複数の
小ブロックに分割する小ブロック化手段と、前記小ブロ
ック化された小ブロック毎に直交変換する直交変換手段
と、前記直交変換手段で得られる直交成分について、そ
れに対する複数種類の量子化器で量子化したとした場合
の符号化後のデータ量を計算するデータ量見積手段と、
前記データ量見積り手段で得られた各量子化器に対する
符号化後のデータ量を用いて小プロ・ンク毎に最適な量
子化器を選択する量子化手段選択手段と、前記量子化手
段選択手段で選択された量子化器を用いて前記大ブロッ
ク内の直交成分を量子化する量子化手段と、前記量子化
手段で得られる量子化値を可変長符号化する可変長符号
化手段と、前記可変長符号化手段で可変長符号化された
符号語とどの量子化手段を用いたかを表す信号とを伝送
する伝送手段とを備えたことを特徴とする直交変換符号
化装置である。

本発明は上記の構成により符号化後のデータ量を先読し
、常に最適な量子化器を用いて量子化器ることが可能に
なる。また従来のフィールドバック制御と違い、データ
量の制御が正確に行えるため、小ざな範囲で一定長にな
るような可変長符号化が可能になる。これによってデジ
タルＶＴＲ等伝送路誤りが頻繁に発生するような機器に
も可変長符号化を用いろことが可能になる。

また請求項２の本発明の大ブロック化手段（以後箱１の
大ブロック化手段という）では、’ｒ　ｖ　＋＝号にお
いて、大ブロックをフィールド内の信号だけで構成する
ことを特徴とする。

これによってフィールド内で圧縮処理が完結できるため
、伝送路誤りの影響が時間的に小さな範囲で納まると言
う特長がある。

請求項３０本発明の大ブロック化手段（以後箱２の大ブ
ロック化手段という）では、Ｔ　Ｖ信号において、大ブ
ロックを連続する複数フィールド間の信号で構成するこ
とを特徴とする。

これによって画像のもつフィールド間の冗長を除去する
ことが可能になる。

請求項４の本発明の大ブロック化手段（以後箱３の大ブ
ロック化手段という）では、大ブロックを画面上で隣接
する信号から構成することを特徴とする。

これによって小ブロック間の冗長を除去することが可能
になる。

請求項５の本発明の大ブロック化手段（以後箱４の大ブ
ロック化手段という）では、大ブロックを画面上の様々
な位置の信号を小ブロック単位で集めて構成することを
特徴とする。

これによって画面上の情報量を平均化することが可能に
なり、大ブロックが小さい場合でも可変長符号化の効果
を活かぜることか可能になる。

請求項６の本発明の大ブロック化手段（以後箱５の大ブ
ロック化手段という〉では、入力信号が輝度信号と色差
信号で構成されている場合に、全ての大ブロックに輝度
信号と色差信号がほぼ同じ割合で混在した形で構成する
ことを特徴とする請求項７の本発明の大ブロック化手段
（以後箱６の大ブロック化手段という）では、入力信号
がＲ，Ｇ、　　Ｂ信号で構成されている場合に、全ての
大ブロックがＲ，（’；、　　Ｂ信号がほぼ同じ割合で
混在した形で構成することを特徴とする。

これらによって輝度信号と色差信号またはＲ２Ｏ，Ｂ信
号間の情報量の差による偏りが、大ブロック間で同一に
なるため、大ブロック毎の歪を一定にすることが可能に
なる。

請求項８の本発明の小ブロック化手段（以後箱１の小ブ
ロック化手段という）では、ＴＶ信号において、小ブロ
ックをフィールド内の信号だけで構成することを特徴と
する。

これによって動きの大きい動画における量子化歪を小さ
くすることが可能になる。

請求項９の本発明の小ブロック化手段（以後箱２の小ブ
ロック化手段という）では、ＴＶ信号ξこおいて、小ブ
ロックを連続する複数フィールド”間の信号で構成する
ことを特徴とする。

これによってフィールド間の冗長を除去Ｊ−ることが可
能になる。

請求項１Ｏの本発明の小ブロック化手段（以後箱３の小
ブロック化手段という）では、ＴＶ信号において、小ブ
ロックを１フィールドまたＧｊｌフレーム内の信号だけ
で構成するか、連続する複数フィールド間の信号だけで
構成するかを小プロ・ツク毎に適応的に切り替えること
を特徴とする。

これによって静止画においてはフィールド間の冗長を除
去することが可能になり、動画においてはフィールド内
だけまたはフレーム内だけで小ブロックを構成すること
によって量子化歪を小さくすることが可能になる。

請求項１１の本発明の伝送手段（以後箱１の伝送手段と
いう）てとま、小ブロック内の量子化値を水平、垂直そ
れぞれ低い周波数を表すものから順に並へ変え、小ブロ
ック内の水平、垂直共に１番低い周波数成分を表す量子
化値を１つの頂点（原点）とする全ての０でない成分を
含む最小の四角形（伝送領域）によって得られる伝送領
域に囲まれる部分の量子化値に対する符号語とその伝送
領域だけを伝送することを特徴とする 請求項１２の本発明の伝送手段（以後筒２の伝送手段と
いう）では、小ブロック内の量子化値を水平、垂直それ
ぞれ低い周波数を表すものがら順に並べ変え、小ブロッ
ク内の水平、垂直共に１番低い周波数成分を表す量子化
値から水平、垂直共に１番高い周波数成分を表す量子化
まで、低い周波数を表す量子化値に対する符号語から順
に伝送し、非Ｏの最も高い周波数を表す量子化値から後
の符号語は、終了信号で置き換えることを特徴とする。

これらの方法によって多くの０の量子化値を伝送する必
要がなくなるため大幅な圧縮が可能にな請求項１３の本
発明の伝送手段（以後筒３の伝送手段という）では、大
ブロック内にｎ個の小ブロックが含まれる場合に、以下
のように大ブロック単位で低い周波数を表す符号語から
伝送することを特徴とする。

第１小ブロックの第１番目の符号語 第２小ブロックの第１番目の符号語 第ｎ小ブロックの第１番目の符号語 第１小ブロックの第２番目の符号語 ただし実際に伝送する符号語は第１または第２の伝送手
段で伝送される符号語に限定する。

このように大ブロック単位で低域を表す符号語から順番
に伝送することによって、伝送路誤りが発生してもその
影響を画像の高域部分に集中することが可能になる。ま
た連続する０の量子化値をランレングス符号化する場合
にも、０の連続する長さがより長くなるため圧縮率を高
めることがｏＪ能になる。

請求項１４の本発明では直交変換手段が、水平方向、垂
直方向、時間軸方向を含めた３次元直交変換であること
を特徴とする 請求項１５の本発明の可変長符号化手段（以後筒１の可
変長符号化手段という）では、量子化値が０である場合
に符号長が１になるように符号Ｉ卜することを特徴とす
る。

これによって上記第２のデータ量見積り手段のような簡
単な方法でデータ量を見積ることが可能になる。

請求項１６の本発明の可変長符号化手段（以後筒２の可
変長符号化手段という）では、量子化値の絶対値の桁数
Ｋに対して符号長Ｎが２Ｋ＋１または２Ｋに成るように
符号化することを特徴とする。

これによフて上記第３のデータ徽見積り手段のような簡
単な方法でデータ量を見積ることが可能になる。

請求項１７の本発明の可変長符号化手段（以後筒３の可
変長符号化手段という）では、符号語の前半部分がその
符号長を表すように符号化することを特徴とする。

これによって伝送路誤りが発生しても後半部分が誤った
場合には符号長を誤ることが無いため、語同期外れが起
こらない。また可変長復号の際にも最初の短いビット数
だけて符号長が判断できるため、簡単な回路で高速に復
号できるようになる。

請求項１日の本発明の可変長符号化手段（以後筒４の可
変長符号化手段という）では、前記伝送手段の順番に従
って量子化値を符号化し、しかも量子化値が０である場
合にはそれ以後連続する０の量子化値の数と、最初に現
われる非Ｏ量子化値を１つの符号語で表すことを特徴と
する。

これによって連続する０の量子化値を短い符号語に割り
当てることができる。特に上記第３の伝送手段と組み合
わせることによって大幅な圧縮が可能になる。

請求項１９０本発明の量子化手段（以後筒１の量子化手
段という）では、複数の量子化器がそれぞれの異なる量
子化幅をもっことを特徴とする。

これによって量子化手段毎に符号化後のデータ量を細か
く変化させることができる。

請求項２０の本発明の量子化手段（以後部２の電子化手
段という）では、高域を表す直交成分に対して大きな量
子化幅を割り当て、低域を表す量子化成分はど小さな量
子化幅を割り当てることを特徴とする。

これによって視覚、Ｌ歪が検出されにくい高域成分ζこ
歪を集中することが可能になる。

請求項２１の本発明の量子化手段（以後部３の電子化手
段という）では、量子化時に０以外の値に量子化された
量子化値の量子化誤差の平均値を小ブロック毎に伝送し
、復号時に前記量子化誤差の平均値を用いて逆量子化さ
れた値を補正することを特徴とする。

これによって量子化歪を改善することが可能になる。

請求項２２の本発明の量子化手段（以後部４の量子化手
段という）では、同一位置にある小ブロックをフレーム
またはフィールド毎に異なる量子化特性の量子化器で量
子化し、再生時には連続するフィールドまたはフレーム
の量子化値または逆量子化された再生値を用いて量子化
誤差を補正することを特徴とする。

これによって、静止画時の量子化歪を改善することが＝
Ｉ能になる。

請求項２３の本発明のデータ量見積り手段（以後部１の
データ量見積り手段という）では、ある量子化器に対す
る符号化後のデータ量を、上記伝送手段に従って伝送す
べき符号語の符号長を加算していくことによって計算す
ることを特徴とする請求項２４の本発明のデータ量見積
り手段（以後部２のデータ量見積り手段という）では、
前記可変長符号化手段を用いた場合に、ある量子化器に
対する小ブロック内の符号化後のデータ量を、１番目の
量子化値に対する符号長をＮｉ、伝送すべき量子化値の
数をＭとするときに Σ（Ｎｉ−１）＋Ｍ として計算することを特徴とする 請求項２５の本発明のデータ量見積り手段（以後部３の
データ量見積り手段という〉では、前記可変長符号化手
段を用いた場合に、ある量子化器に対する小ブロック内
の符号化後のデータ量を、１番目の量子化値の絶対値の
桁数をＫｉ、伝送ずへき量子化値の数をＭとするときに ２ＸΣＫｉ＋Ｍ として計算することを特徴とする。

これらの方法により、データ量の見積りが簡単にてきる
ようになる。

請求項２６の本発明の量子化手段選択手段（以後部１の
量子化手段選択手段という）では、量子化手段の全候補
に対する符号化後のデータ量を見積ってから、伝送でき
るデータ量に合わせて最適な量子化器を選択することを
特徴とする。

これによって伝送すべきデータ量に対して、オーバーフ
ローや符号化後のデータ量が少なすぎるなどの問題が解
決できる。

請求項２７の本発明の量子化手段選択手段（以後部２の
量子化手段選択手段という）では、量子化手段の候補が
ｍ個存在する場合にまずｍ個の量子化器の内、符号化後
のデータ量が約ｍ／２番目になる量子化器のデータ量り
、積りを行う。その値が伝送できるデータ量より大きい
場合には、量子化手段の候補を前記データ量見積りを行
った量子化器より小さいデータ量になる量子化器だけに
し、逆に伝送できるデータ量より小さい場合には、量子
化手段の候補を前記量子化器より大きいデータ量になる
量子化器だけにし、このように（）て１回のデータ量見
積り毎に量子化候補を約１／２Ｋ減らしながらデータ量
見積りを繰り返し、最適な量子化器を選択することを特
徴とする。

これによってデータ量見積り回数を大幅に減少させるこ
とが可能になる。

請求項２８の本発明の量子化手段選択手段（以後部３の
量子化手段選択手段という）では、大ブロックに含まれ
る小ブロックを前から１番目までの前半部分とそれ以後
の後半部分の２つに分割し、それら２つの部分に対して
符号化後のデータ量が１＠近い２つの量子化器を選択し
、伝送時には前半または後半部分に用いた量子化器とＪ
の値の情報とを符号化して伝送することを特徴とする。

これによって小ブロック単位で量子化手段が選択できる
ため、より細かいデータ量の制御が可能になる。またと
の量子化手段を選んだかという情報も小さなデータ量で
伝送することが可能になる。

請求項２９０９０本発明子化手段選択手段（以後第４の
量子化手段選択手段という）では、符号化後のデータ量
が１番近い量子化幅の異なる２種類の量子化器に対し、
各小ブロック毎に直交成分の絶対値の最大値を検出し、
その最大値が大きい小ブロックに対しては量子化幅の大
きい量子化器を選択し、小さい小ブロックには量子化幅
の小さい量子化器を選択し、伝送時にはどちらか一方の
量子化器を表す情報と各小プロ・ンクがどちらの量子化
器を選択したかという情報とを符号化して同時に伝送す
ることを特徴とする。

これによってダイナミックレンジの大きい小ブロックに
歪を集中できるため、視覚上画質を改善することが可能
になる。

請求項３０の本発明は、請求項１の本発明の大ブロック
化手段の前に設置する前置フィルタ手段および復号時の
再生出力に対して設置する後置フィルタ手段の少なくと
も−・方を有することを特徴とする直交変換符号化装置
である。

請求項３１０本発明の前置フィルタ手段（以後第１の前
置フィルタ手段という）では、入力信号の垂直または水
平または斜めの高域成分を圧縮することを特徴とする。

このように高域成分を抑圧することによって、量子化誤
差によるブロック歪を削減することが可能になる。

請求項：３２の本発明の前置フィルタ手段（以後第２の
前置フィルタ手段という）では、入力信号を水平垂直共
に低域、水平が高域で垂直が低域、水平が低域で垂直が
高域、水平垂直共に高域の４つの帯域に分割し、それぞ
れの帯域を線形圧縮してから全ての帯域を加算すること
を特徴とする。

これによフて視覚−Ｌ歪が検出されにくい斜め成分を抑
圧することによって、量子化誤差によるブロック歪を削
減することが可能になる。

請求項３３の本発明の前置フィルタ手段（以後第３の前
置フィルタ手段という）では、入力信号を水平垂直共に
低域、水平が高域で垂直が低域、水平が低域で垂直が高
域、水平垂直共に高域の４つの帯域に分割し、それぞれ
の帯域を非線形圧縮してから全ての帯域を加算すること
を特徴とする。

非線形圧縮を用いることによって視覚上歪が検出されに
くい大きな振幅の高域成分を抑圧することによって、量
子化誤差によるブロック歪を削減することが可能になる
。

請求項３／Ｌの本発明の前置フィルタ手段（以後第４の
前置フィルタ手段という）では、前記第２または第３の
前置フィルタ手段において、帯域分割後に各帯域ごとに
閾値をもうけ、その閾値より小さい値を０に丸めること
を特徴とする。

これによって視覚上歪が検出されにくい小さな振幅の高
域成分を抑圧することによって、量子化誤差によるブロ
ック歪を削減することが可能にな請求項３５の本発明の
前置フィルタ手段（以後第５の前置フィルタ手段という
）では、前記第１、第２、第３、第４の前置フ、イルタ
手段において、過去の符号化に用いた量子化手段の情報
に従って、帯域圧縮度やＦｉｉｌ値を適応的に切り換え
ることを特徴とする。

これによって情報量の大きな画像（量子化歪が大きい）
に対しては大きな帯域制限を行ない、小さい画像に対し
ては帯域制限をほとんど行なわないようにすることが可
能である。

請求項３６０６０本発明置フィルタ手段（以後第１０後
置フイルタ手段という）では、入力信号の垂直または水
平または斜めの高域成分を伸張または圧縮することを特
徴とする 請求項３８の本発明の後置フィルタ手段（以後第２０後
置フイルタ手段という）では、入力信号を水平垂直共に
低域、水平が高域で垂直が低域、水平が低域で垂直が高
域、水平垂直共に高域の４つの帯域に分割し、それぞれ
の帯域を線形伸張または圧縮してから全ての帯域を加算
することを特徴とする 請求項３９の本発明の後置フィルタ手段（以後第３の後
置フィルタ手段という）では、入力信号を水平垂直共に
低域、水平が高域で垂直が低域、水平が低域で垂直が高
域、水平垂直共に高域の４つの帯域に分割し、それぞれ
の帯域を非線形圧縮または伸張してから全ての帯域を加
算することを特徴とする 請求項４０の本発明の後置フィル９１段（以後第４の後
置フィルタ手段という）では、前記第２または第３の後
置フィルタ手段において、帯域分割後に各帯域ごとに閾
値をもうけ、その閾値より小さい値をＯに丸めることを
特徴とする請求項４１の本発明の後置フィルタ手段（以
後第５０後置フイルタ手段という）では、前記第１、第
２、第３、第４の後置フィルタ手段において、符号化ζ
こ用いた量子化手段の情報に従って、上記の帯域圧縮度
または伸張度や閾値を適応的に切り換えることを特徴と
する。

これらの方法によって、前置フィルタ手段で抑圧した帯
域を復元するか、または更に抑圧することによってブロ
ック歪を改善することが可能になろ。

作用 本発明は、大ブロック化手段によって、入力信号の標本
値を集めて大ブロック化し、小ブロック化手段によって
、前記大ブロックを複数の小ブロックに分割し、直交変
換手段によって、前記小ブロック化された小ブロック毎
に直交変換し、データ量見積手段によって、前記直交変
換手段で得られる直交成分について、それに対する複数
種類の量子化器で量子化したとした場合の符号化後のデ
ータ量を計算し、量子化手段選択手段によって、前記デ
ータ量見積り手段で得られた各量子化器に対する符号化
後のデータ量を用いて小ブロック毎に最適な量子化器を
選択し、量子化手段によって、前記量子化手段選択手段
で選択された量子化器を用いて前記大ブロック内の直交
成分を量子化し、可変長符号化手段によって、前記量子
化手段で得られる量子化値を可変長符号化し、伝送手段
によって前記可変長符号化手段で可変長符号化された符
号語とどの量子化手段を用いたかを表す信号とを伝送す
る。

実施例 以下ここ、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかる直交変換符号化装
置のブロック図である。第１図の８は本発明の人力手段
、９は大ブロック化手段、１ｏは小ブロック化手段、１
１は直交変換手段、１２はデータバッファ手段、１３は
データ量見積り手段、１４は量子化手段選択手段、１５
は量子化手段、１６は可変長符号化手段、１７は伝送手
段、１８は出力手段である。

先ず人力手段８から入力された画像信号は大ブロック化
手段９で複数の標本値からなる大ブロックに分割される
。各人ブロックは更に小ブロック化手段１０で画面して
長方形になる小ブロックに分割される。ここで以下の説
明を簡単にするために画面上で水平方向に８画素、垂直
方向に８画素からなる６４画素で構成される小ブロック
を用いて説明する。小ブロック化された標本値は直交変
換手段１１で水平方向、垂直方向共に直交変換される。

第２図は直交変換手段１１の説明図で、この図の１９は
小ブロック化された標本値の人力手段、２０は水平方向
のＤＣＴ手段、２１は水平垂直並べ換え手段、２２は垂
直方向のＤＣＴ手段、２３は出力手段である。第１図の
小ブロック化手段ｌＯで小ブロック化された標本値は第
２図の入力手段１９から入力され、ＤＣＴ手段２ｏで水
平方向にＤＣＴされる。水平方向にＤＣＴされた直交成
分は、水平垂直並へ換え手段２１で垂直方向に並べ換え
られる。並へ換えられた直交成分はＤＣＴ手段２２で垂
直方向にＤＣＴされて出力される。

このようにして水平、垂直にＤＣＴされた小ブロック毎
の直交成分は、第３図に示すように水平方向、垂直方向
共に低域を表す直交成分から順番に第１図のバッファ手
段１２およびデータ量見積り手段１３に人力される。

データ量見積り手段１３でこま、そこで予め準備されて
いる複数個の量子化器に対する小ブロック単位での符号
化後のデータ量が計算され、その結果に基づいて量子化
手段選択手段１４で小ブロック毎に量子化器が選択され
る。同時にバッファ手段１２Ｋ入力された直交成分は量
子化器が決定されるまで遅延させられる。ここで量子化
された直交成分と符号化後のデータ量の関係について第
４図を用いて説明する。

本発明の第１の伝送手段では、水平、垂直の最も低い周
波数成分（第４図の水平Ｏ１垂直Ｏの量子化値で、以下
原点と呼ぶ）を１つの頂点とし、全ての０でない量子化
値を含む最小の長方形に囲まれる部分（第４図の実線で
囲まれた部分）だけを伝送する。ただし原点は常に伝送
するものとする。従ってこのブロックの伝送領域（第４
図の長方形）は、水平方向、垂直方向それぞれ最も高い
０てない周波数成分を表す量子化値の位置で決定される
。同時に伝送する量子化値の数はこの伝送領域の面積で
決定されるため、水平方向の最高周波数の位置と垂直方
向の最高周波数の位置の積によって簡単に計算できる。

また本実施例では伝送領域の情報は、第４図のように水
平方向の座標３ビツトと垂直方向の座標３ビツトの合計
６ビツトで表現できる。従って各小ブロックの符号化後
のデータ量は伝送領域に含まれる可変長符号語と、伝送
領域の情報の和となる。

ここで本発明の第１の可変長符号化の方法について説明
する。ここでは量子化値がＯの時に符号長が１ビツトと
なる可変長符号を用いる。つまりある量子化値Ｒ１に対
して符号長ＮｉはＲｉ＝Ｏのとき　　Ｎ１＝１ となる。このため１小ブロック分の全ての量子化値に対
して（Ｎｉ−１）の和を求めたものに、伝送する量子化
値の数と長方形の頂点の座標６ビツトを加算することに
よって、伝送するデータ量が求められる。従ってデータ
量の計算においで、符号長の和の計算と伝送領域の計算
を独立に実行できるため、回路の簡単化と高速化が可能
になる。

また水平、垂直共に最も低い周波数を表す量子化値に対
しては、固定長の符号化を割り当てることも可能である
。

このようにして求められた小ブロック単位の各量子化値
に対するデータ量は量子化手段選択手段１４に人力され
る。そこで太ブロックで予め決められている伝送データ
量を超えないように量子化器を小ブロック単位で決定す
る。そしてこれに基づき量子化器１５で量子化され、可
変長符号化手段１６で可変長符号化されて伝送手段１７
に出力される。同時に選択された量子化器にχ寸する各
小ブロックの伝送領域（６ビツト）も同時に伝送される
。

以−Ｅのようにして本発明では、量子化の前にデータ量
を見積ることによって、常に最適な量子化器を選択する
ことが可能になる。また従来のフィードバック制御と違
い、データ量の制御が正確に行えるため、小さな範囲で
一定長になるような可変長符号化が可能になる。これに
よってディジタルＶＴＲ等伝送路誤りが頻繁に発生する
ような機器にも可変長符号化を用いることが可能になる
。

さらに上記の実施例では２次元ＤＣＴを用いて説明して
いるが、その他さまざまな直交変換が適応可能であり、
時間軸方向まで含めた３次元直交変換も利用できる。３
次元直交変換の１番簡単な例では、空間的に同じ位置に
あるフィールド間の２つの２次元直交変換された直交成
分に対して、フィールド間で和と差を求める方法がある
。この場合には和の成分を小さな量子化幅をもつ量子化
器で量子化し、差の成分を大きな量子化幅をもつ量子化
器で量子化することによって、視覚上の歪を抑えながら
データ量を圧縮することが可能になる。

また上記の伝送領域については、和の成分と差の成分を
独立に求めることによって差の成分に発生するＯの量子
化値をより効率よく除去することが可能になる。

次に第２の可変長符号化を用いた実施例について説明す
る。先ず可変長符号化の割り当てを表２Ｋ示す。

表２のＸは任意の１ビツトの数が割り当てられる、例え
ば符号長が５ビツトの符号語の１例を表３に示す。

表２の可変長符号化では符号長Ｎｉは量子化値の絶対値
の桁数Ｋｉに対して、 Ｎｉ　　＝　　２　　Ｘ　　Ｋｉ　　＋　　１で表され
る。従って符号長は、量子化値の桁数を求めることによ
って容易に計算できる。これにより伝送する小ブロック
の総データ量りは、伝送する量子化値の数Ｍと長方形の
頂点の座標６ビツトとを併せて、 Ｄ＝２Ｘ　　ΣＫｉ＋Ｍ＋６ で表されるため簡単に求めることができる。また表２の
可変長符号において±１２８−２５５の部分を１１１１
１１１１ＸＸＸＸＸＸＸＸ　　ｊｍ変更ｔ　ルコ？ニー
　モ可能でアル。

（以下余白） 表２ 表３ 次に第３の可変長符号化の実施例を表４に示す。

この実施例では表２の可変長符号化と同様に符号語の前
半部分だけてその符号長を判断することが可能である。

このような可変長符号を用いることによって、伝送路で
誤りが発生しても符号長を表す前半部分が誤らない限り
語同期が外れないという特長である。

また可変長復号時には部用に符号長を検出できるため、
簡ｍな回路で高速に復号することが可能になる。

表４ る。直交変換された成分はそのほとんどが０の量子化Ｉ
Ｉαになる。このため０の量子化値が連続して発生する
確率が高い。そこで０の量子化値の連続する長さをラン
レングス符号化することによってデータ量を圧縮するこ
とが可能になる。さらに連続する０の量子化値の長さと
、それに続く最初の非０の量子化値をまとめて１つの符
号語に符号化することによってより効率よく圧縮するこ
とが可能になる。これを２次元ランレングス符号化と呼
ぶ。ここで２次元ランレングス符号化をより効率良く行
うための伝送手段について説明する。

第５図は本発明の第２の伝送手段の実施例を示している
。本実施例では直交変換された成分を小ブロック内の水
平、垂直共に１番低い周波数成分を表す量子化値から順
に第５図の番号の順番にしたがって符号化して伝送し、
非０の最も高い周波数を表す量子化１＋ｒｆから後の符
号語は、終了信号を表す符号語で置き換える。これによ
ってＯの生起確率が高い高域部分を後半に集中すること
ができるため連続する０の長さをより長くすることがで
きる。また上記の終了信号を使わない方法もある。

次に第６図は本発明の第３の伝送手段の実施例を示して
いる。第６図は大ブロックが３つの小ブロックから構成
されている場合の実施例である。

それぞれの小ブロックは第５図に示したように左上が低
域を表す直交成分、右下が高域を表す直交成分を表して
いる。第６図の数字はその位置の直交成分の伝送順番を
示しており、大ブロック単位で低域成分から順番に伝送
する。このような伝送順番によって、大ブロック単位で
高域成分を後半に集中できる。従ってより０の連続を長
くすることが可能になる。第７図は第１および第３の伝
送手段の具体例である。上記のような伝送手段では、符
号化後のデータ量が大きすぎて全ての符号語を伝送でき
なくなった場合には、伝送順番が後ろである高域成分が
伝送できなくなる。しかしながら一般に高域成分の歪は
視覚上劣化がわかりにくいため、画質劣化を最小限にと
どめることが可能になる。また伝送路で誤りが発生し語
同期が外れて後半の符号語が復号てきない場合でも、そ
の影響が高域に集中するため視覚上の劣化を小さくする
ことができる。またこれらの伝送順番は、上記の第１の
伝送手段にも適応ｉＵ能である。第４図は第１の伝送手
段に第３の伝送順番を適用した一例である。第４図では
大ブロック単位で低域成分から順番に伝送し、しかも第
１の伝送手段で説明【ノたように伝送領域を表す四角形
に囲まれた部分のみを伝送している。　　更に実際の伝
送順番は、第５図、第６図以外のさまざまな順番が可能
である。

次に本発明の大ブロック化手段９について説明する。ま
ず第１の大ブロック化手段は、大ブロックをフィールド
内のデータだけで構成するものである。これによって、
フィールド内の小さなメモリだけで大ブロックを構成す
ることが可能になる。

第２の大ブロック化手段は、第１とは逆に大ブロックを
連続する複数のフィールド間の信号で構成する。これに
よって、画像のフィールド間の冗長を利用した圧縮が可
能になるため、より高い圧縮率が実現可能になる。

第３の大ブロック化手段は大ブロックを画面上で隣接す
る信号から構成する。これにより小ブロック間の冗長を
利用した圧縮が可能になる。特に上記の第３の伝送手段
のように大プロ・ツク準位て符号化伝送する場合に効率
をあけることができる。

第４の大ブロック化手段は大ブロックを画面、トのさま
さまな位置の信号を小ブロック巣位てシャフリングする
ようにして集めて構成する。これによって画面上の情報
量が分散されるため、各人ブロックに含まれる情報量は
だいたい等しくなる。

従って画面上で場所によって情報量に扁りがある場合に
も効率よく圧縮することができる。また圧縮後のデータ
レートも平均化されろため、大ブロック単位で同しデー
タ量に制御することが容易にできる。

第５の大ブロック化手段は、入力信号が輝度信号と色信
号、例えは色差信号で構成されている場合に、全ての大
ブロックが輝度信号と色差信号をほぼ同一の割合で混在
した形で構成する。一般に輝度信号と色差信号の情報量
には偏りがある。そこでこのように各大ブロックが輝度
信号と色差信号を同し割合で含むことによって第４の大
ブロック化手段と同様に情Ｗｉｔを平均化することが可
能になる。また入力信号がＲ，Ｇ、　　Ｂ信号である場
合にも、全ての大ブロックがＲ，Ｃ；、　　Ｂｌ言号を
ほぼ同一の割合で混在した形で構成することによって、
情報量を平均化することが６１能になる。

次に本発明の小ブロック化手段１０について説明する。

第１の小ブロック化手段は、小アロツクをフィールド内
の信号だけで構成するものである。

この方法によって小ブロックおよび大ブロックをフィー
ルド内の小さなメモリだけで構成できるため、回路規模
を小さく−Ｃきる。また動きの激しい動画ではフィール
ド内処理によって、歪を抑えることがＦｉＪ能になる。

第２の小ブロック化手段は、小ブロックを連続する複数
フィールド間の信号で構成する。小ブロックを複数フィ
ールドに含まれる信号で構成ずろことによって、フィー
ルド間の冗長を除去する圧縮が可能になる。特に動きの
小さい動画で効果が大きい。

第３の小ブロック化手段は、小ブロックを１フィールド
または１フレーム内の信号だけて構成するか、連続する
複数フィールド間の信号で構成するかを小ブロック毎に
適応的に切り替える。これによって動きの激しい小ブロ
ックはフィールド内で、動きの小さい小ブロックは２フ
イ一ルド以上で構成することζこよって、動画でも静止
画でも歪の小さい圧縮が可能になる。

次に本発明の量子化手段１５について説明する。

第１の量子化手段は複数の量子化器がそれぞれ異なる量
子化幅を持つ。これによフて各量子化器に対する符号化
後のデータ量を変λ、ろことか可能になる。従って量子
化器を制御することによって符号化後のデータ量を制御
することが６エ能になる。

第２の量子化手段は、高域を表す直交成分に対して大き
な量子化幅を割り当て、低域を表す舐子化成分はど小さ
な量子化幅を割り当てる。これによって量子化の歪を高
域部分に集中することが可能になるため、視覚上の画質
劣化や直交変換によるブロック歪を改善できる。また第
１の量子化手段において、量子化幅の大きい量子化器は
ど高域の量子化幅と低域の量子化幅の差を大きくするこ
とによって、より効率のよい圧縮が可能になる。

第３の量子化手段では、量子化時に、０以外の１１αに
量子化された量子化値の量子化誤差の小−１０ツク旬の
平均値を計算１．、量子化値といっしょに伝送する。

直交変換の量子化誤差は小ブロック単位で偏りがあるこ
とが多い。このため量子化誤差を小ブロック毎に計算し
、復号時に補正することによって量子化歪を改善するこ
とが可能になる。

またこの時に伝送される量子化誤差信号は、１小ブロッ
クに対して数ビットで表せるため、データ量の増加はき
わめて小さい。

第４の量子化手段では、フレームまたはフィールド方向
に同一位置にある小ブロックをフレームまたはフィール
ド毎に異なる量子化特性の量子化器で量子化する。

これによって同じ直交成分に対してフレームまたはフィ
ールド毎に伝送される量子化値が異なることを利用して
、最適な重子化代表値を設定することができる。

従って動きの小さい動画では量子化誤差を低減すること
が可能になる。

次に本発明の量子化手段選択手段１４について説明する
。

第１の量子化手段選択手段１４は、上記のようなデータ
量見積り手段１３に基づいて小ブロック毎に全ての量子
化器に対する符号化後のデータ量を求める。

そして、大ブロック単位で伝送できるデータ量になるよ
うに、小ブロック栄位で量子化器を選択する。こうする
ことによって、符号化後オーバーフローや、伝送すべき
データが足りなくなることが防がれる。

第２の量子化手段選択手段１４は、量子化手段の候補が
、ｍ個存在する場合には、まずＩｎ個の量子化器のうち
、符号化後のデータ量が、約ｍ／２番目になるところの
量子化器のデータ量見積りを行う。

そして、その値が伝送できるデータ量より大きい場合に
は、量子化手段の候補を前記データ量見積りを行なった
量子化器より小さいデータ量になる量子化器だけにする
。

逆に伝送できるデータ量より小さい場合には、量子化手
段の候補を前記量子化器より大きいデータｌになる量子
化器だけにする。

このようにして１回のデータ量見積り毎に量子化候補を
約１／２Ｋ減らしながらデータ量見積りを繰り返し、最
適な量子化器を選択する。

この方法によれは量子化手段の候補が７である場合には
３回のデータ１見積りで最適な量子化器が選択できる。

このように第２の量子化手段選択手段１４ではデータ量
見積りに必要な計算量を大幅に減少させることが可能に
なる。

第３の量子化手段選択手段１４は、大ブロックに含まれ
る小ブロックを前からｊ番目までの前半部分とそれ以後
の後半部分の２つに分割し、それら２つの部分に対して
符号化後のデータ量が一番近い２つの量子化手段を選択
し、伝送時には前半または後半部分に用いた量子化手段
とＪの値の情報とを符号化して伝送する。第１０潰子化
手段選担手段１４では、各小ブロック毎に量子化器を自
由に選択できる。このため大ブロック単位−Ｃは量子化
器の絹合せが非常に多く、全ての絹合せについてデータ
量を計算するには、大きな計算量が必要になる。

そこで第３の量子化手段選択手段１４ては、上記のよう
に１つの大ブロック内では２種類の量子化器だけを用い
る。この限定により大ブロック内の量子化器の鞘合せが
大幅に減るため、計算量を削減できる。また２種類の量
子化器も、大ブロック内の前半の小ブロックと後半の小
ブロックに分割して割り当てる。このため、どちらの量
子化器を用いたかという情報は、大ブロック内の前半と
後半の分かれ目の位置（つまり、１）を伝送するだけで
よいため、データ量の増加が小さい。

第４の量子化手段選択手段１４は、符号化後のデータ量
が１番近い量子化幅の異なる２種類の量子化器に対し、
各小ブロック毎に直交成分の絶対値の最大値を検出し、
その最大値が大きい小ブロックに対しては量子化幅の大
きい量子化器を選択し、小さい小ブロックには量子化幅
の小さい量子化器を選択し、伝送時にはどちらか一方の
量子化器を表す情報と各小ブロックがどちらの量子化器
を選択したかという情報とを符号化して同時に伝送する
。一般にダイナミックレンジの大きい画像では視覚上劣
化がわかりにくく、ダイナミックレンジが小さい画像で
は劣化が検知され易い。このため上記のように量子化値
の絶対値の最大値（ダイナミックレンジ）の大きな小ブ
ロックに、量子化幅の大きい量子化器を割り当てること
によって、視覚−ヒの劣化を抑えながら大きな圧縮が可
能になる。

ここで本発明の他の実施例について説明する。

第８図は本発明の符号化部分のブロック図で、この図の
２４は入力手段、２５は前置フィルタ、２６は第１の実
施例で説明した本発明の直交変換符号化手段、２７は出
力手段である。第８図の実施例では、入力手段２４から
入力される信号をまず前置フィルタ２５を用いて帯域制
限する。帯域制限された信号は直交変換符号化手段２６
によって前述の実施例と同様にして符号化され、出力手
段２７へ出力される。このように直交変換符号化の前に
前置フィルタを用いて帯域を制限することによって、圧
縮によるブロック歪などの画質劣化を改善することが可
能になる。

第９図は本発明の復号化部分のブロック図で、この図の
２８は入力手段、２９は前述の実施例で説明した本発明
の直交変換符号化装置に対する復号化手段、３０は後置
フィルタ、３１は出力手段である。第９図の実施例では
、まず人力手段２８から人力された符号語を直交変換復
号手段２９で復号する。復号された信号は後置フィルタ
３ｏを介して出力手段３１へ出力される。このように復
号化された信号に対して後置フィルタで帯域制限するこ
とによって、圧縮によるブロック歪などの画質劣化を改
善することが可能になる。また符号化時に前置フィルタ
を用いている場合には、その逆特性のフィルタを後置フ
ィルタとして用いることによって、符号化時に制限され
た帯域を再現することが可能になる。

次に前置フィルタ手段２５について説明する。

第１の前置フィルタ手段は、入力信号の垂直または水Ｗ
または斜めの高域成分を圧縮する。上記した本発明の伝
送手段では、垂直または水平または１１めの高域成分を
表す量子化値が０になると大幅な圧縮が可能になる。同
時に高域成分の歪は視覚上検知されにくい。このためこ
のような前置フィルタを用いることここよって、画質劣
化を抑えつつデータ量を削減することが可能になる。

第２の前置フィルタ手段は、入力信号を水平垂直共に低
域、水平が高域で垂直が低域、水平が低域で垂直が高域
、水平垂直共に高域の４つの帯域に分割し、それぞれの
帯域を独立に線形圧縮してから全ての帯域を加算する。

この前置フィルタの実施例を第１０図を用いて説明する
。第１０図の３２はこのフィルタの入力手段、３３は垂
直低域通過フィルタ（以後ＬＰＦという）、３４．３５
は水平ＬＰＦ、３６．３７．３８は減算器、３９．４０
．４１は線形圧縮手段、４２は加算器、４３は出力手段
である。

人力手段３２から人力された信号は垂直Ｌ　Ｐ　Ｆ：３
３で垂直方向の低域成分に変換される。垂直１７ＰＦ３
３の出力は減算器３６で入力から減算される。これによ
って垂直ＬＰＦ３３の出力が入力信号の垂直方向に低域
成分を表し、減算器３６の出力信号の垂直方向の高域成
分を表すことになる。

同様にこれら２つの出力ここ対して水平Ｌ　Ｐ　Ｆ　３
４．３５および減算器３７．３８を用いて、更に水平方
向に帯域を分割することができる。第１１図は２次元帯
域分割の説明図である。第１０図の水平ＬＰＦ３４の出
力が第１１図のＬＬで表される部分を示し、第１０図の
減算器３７の出力が第１１図のＬＨで表される部分を示
し、第１Ｏ図の水平ＬＰＦ３５の出力が第１１図のＨし
て表される部分を示し、第１０図の減算器３８の出力が
第１１図のＨＨで表される部分を示している。

このように２次元上で４つの帯域に分割された帯域はＬ
　Ｌ成分を除いて第１０図の圧縮手段３９．４０．４１
で線形圧縮される。各周波数毎に圧縮された成分は、加
算器４２で加算されて１つの信号に戻されて出力手段４
３から出力される。こ０〕よう【こ帯域を２次元上で帯
域分割してから圧縮することによフて、人間の視覚特性
に合わせた帯域制限が可能になる。特に視覚上劣化が検
知されＬこくいＨｔ（成分を大きく圧縮することによっ
てデータ量を効率よく削減することか可能になる。また
この前置フィルタでは線形圧縮を用も）で（するた・め
、復号化時に後置フィルタによって比較的簡単ζこ帯域
を復元することが可能である。

第３の前置フィルタ手段は、上記第２の前置フィルタ手
段において、各帯域の圧縮に非線形圧縮を用いるもので
ある。人間の視覚は高域成分の大きな振幅の歪に対して
鈍感である。このため非線形圧縮によって、大きな振幅
を持つ成分はと大きな圧縮をする。これによって歪を高
域成分の大きな振幅を持つ成分に集中させることができ
る。

第４の前置フィルタ手段は、上記第２または第３の前置
フィルタ手段において、帯域分割後に音帯域ことに閾値
をもうけ、その閾値より小さ（１１直を０に丸める。人
間の視覚では高域成分の小さな振幅が雑音として認識さ
れるため、その成分が除去されても影響が小さい。そこ
で閾値より小さな成分を除去することによって、不要な
情報量を減少させることができる。

第５の前置フィルタ手段は、上記の前置フィルタ手段の
周波数特性を、既に直交変換符号化したデータの電子化
情報によって制御するものである。

直交変換符号化で量子化幅の大きな量子化器が選択され
ている場合には、人力の情報量が大きく、圧縮による歪
が大きいことを表している。逆に量子化幅の小さな量子
化器が選択されている場合には、入力の情報が小さく、
圧縮による歪が小さいことを表しでいる。そこで過去に
選択されている量子化幅が大きい場合には、前置フィル
タによる帯域制限を強めて入力情報量を削減する。逆に
過去に選択されている量子化幅が小さい場合には、前置
〕オルタによる帯域制限を少なく前置フィルタによる歪
を減らすことができる。これによって人力情報量の小さ
い画像ではより忠実に符号化し、入力情報量の大きい画
像では前置フィルタによって視覚ヒの劣化を抑えること
が可能になる。

次に後置フィルタ手段３０について説明する。

第１の後置フィルタ手段は、入力信号の垂直または水平
またはｉｔめの高域成分を圧縮または伸張する。直交変
換符号化では量子化歪の影響が小ブロック間にブロック
歪として現れる。そこで後置フィルタによってブロック
境界の高域成分を圧縮することによってブロック歪を改
へすることが可能になる。また符号化時に前置フィルタ
で帯域制限している場合には、逆に高域成分を伸張する
ことによって制限された帯域を再現することも可能にな
る。

第２の後置フィルタ手段は、フィールド間またはフレー
ム間にわたる信号を用いてフィルタリングする。これに
よってフィールド間やフレー１、間の差分信号を抑圧す
るフィルタを構成できる。これによって動きの小さい動
画では圧縮による歪を大幅に削減することが可能になる
。

第３０後置フイルタ手段は、入力信号を水平垂直共に低
域、水平が高域で垂直が低域、水平か低域で垂直が高域
、水平垂直共に高域の４つの帯域に分割し、それぞれの
帯域を独立に線形圧縮または伸張してから全ての帯域を
加算する。この後置フィルタの構成は第１Ｏ図の前置フ
ィルタと同し回路で実現できる。このように帯域を分割
してから圧縮することによってより視覚特性に合わせた
圧縮歪の除去が可能になる。また−上記第２の前置フィ
ルタ手段を用いている場合には、その逆特性で各帯域を
伸張することによって制限された帯域を再現することも
可能になる。

第４の後置フィルタ手段は、上記第３の後置フィルタ手
段において、各帯域の伸張に非線形伸張を用いるもので
ある。第３の後置フィルタのように高域成分を線形伸張
すると、ブロック歪も増幅する場合がある。そこで小さ
い高域成分に対しては伸張せずに、大きい高域成分だけ
を伸張する非線形伸張を行なう。

一般にブロック歪の振幅成分は小さいため、この方法に
よってブロック歪を増幅させずに帯域を復元することが
可能になる。

第５の後置フィルタ手段は、上記第２、第３または第４
の後置フィルタ手段において、帯域分割後に各帯域こと
に閾値をもうけ、その閾値より小さい値を０に丸める。

人間の視覚では高域成分の小さな振幅が雑音として認識
されるため、その成分が除去されても影響が小さい。そ
こで閾値より小さな成分を除去することによって、不要
な情報を減少させることができる。また同時にブロック
歪の除去も可能になる。

第６の後置フィルタ手段は、上記の後置フィルタ手段の
周波数特性を、伝送されたデータの量子化情報によって
制御するものである。直交変換符号化で量子化幅の大き
な量子化器が選択されている場合には、量子化歪が大き
いことになる。このため後置フィルタによる帯域制限な
どを高めることによって、量子化歪の影響を削減するこ
とが可能になる。逆に量子化幅の小さな量子化器が選択
されている場合には圧縮による歪が小さいことを表して
いる。そこで帯域制限を小さくして後置フィルタによる
歪を減らすことができる。また符号化時に上記第５の前
置フィルタを用いている場合には、選択された量子化器
によってどのような前置フィルタを用いたかを推定でき
る。そこで後置フィルタによって前置フィルタと逆特性
のフィルタを用いることによって、制限された帯域を復
元することが可能になる。

発明の効果 上記のようにして本発明では、量子化の前にデータ量を
見積ることによって、常に最適な量子化器を選択するこ
とが可能になる。また従来のフィードバック制御と違い
、データ量の制御が正確に行えるため、小さな範囲で一
定長になるような可変長符号化が可能になる。これによ
ってディジタルＶＴＲ等伝送路誤りが頻繁に発生するよ
うな機器にも可変長符号化を用いることが０１能になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の直交変換符号化装置の一実施例のブロ
ック図、第２図は同実施例における２次元直交変換手段
のブロック図、第３図は同実施例における２次元直交変
換された直交成分の説明用構成図、第４図は同実施例の
第１の伝送手段の説明用構成図、第５図は別実施例の第
２の伝送手段の説明用構成図、第６図は別実施例の第３
の伝送手段の説明用構成図、第７図は同実施例の第１、
第３の伝送手段の具体例を示す構成図、第８図は別実施
例の前置フィルタのブロック図、第９図は別実施例の後
置フィルタのブロック図、第１Ｏ図は別実施例の前置フ
ィルタの回路図、第１１図は同実施例の前置フィルタの
帯域分割の説明用構成図、第１２図は従来直交変換符号
化装置のブロック図である。 ８・・・人力手段、９・・・大ブロック化手段、ｌＯ・
・・小ブロック化手段、１１・・・直交変換手段、１２
・・・バッファ手段、１３・・・データ見積り手段、１
４・・・量子化手段選択手段、１５・・・量子化手段、
１６・・・可変長符号化手段、１７・・・伝送手段、　
１８・・・出力手段。 代理人の氏名　弁理士　松田正道 低域 第 図 水平方向高域 第 第 図 図 第 図 第 図 垂直高域 低域

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）入力信号の標本値を集めて大ブロック化する大ブ
   ロック化手段と、前記大ブロックを複数の小ブロックに
   分割する小ブロック化手段と、前記小ブロック化された
   小ブロック毎に直交変換する直交変換手段と、前記直交
   変換手段で得られる直交成分について、それに対する複
   数種類の量子化器で量子化したとした場合の符号化後の
   データ量を計算するデータ量見積手段と、前記データ量
   見積り手段で得られた各量子化器に対する符号化後のデ
   ータ量を用いて小ブロック毎に最適な量子化器を選択す
   る量子化手段選択手段と、前記量子化手段選択手段で選
   択された量子化器を用いて前記大ブロック内の直交成分
   を量子化する量子化手段と、前記量子化手段で得られる
   量子化値を可変長符号化する可変長符号化手段と、前記
   可変長符号化手段で可変長符号化された符号語とどの量
   子化手段を用いたかを表す信号とを伝送する伝送手段と
   を備えたことを特徴とする直交変換符号化装置。 （２）大ブロック化手段が、ＴＶ信号において、大ブロ
   ックをフィールド内の信号だけで構成することを特徴と
   する請求項１記載の直交変換符号化装置。 （３）大ブロック化手段が、ＶＶ信号において、大ブロ
   ックを連続する複数フィールド間の信号で構成すること
   を特徴とする請求項１記載の直交変換符号化装置。 （４）大ブロック化手段が、大ブロックを画面上で隣接
   する信号から構成することを特徴とする請求項１記載の
   直交変換符号化装置。 （５）大ブロック化手段が、大ブロックを画面上の様々
   な位置の信号を小ブロック単位で集めて構成することを
   特徴とする請求項１記載の直交変換符号化装置。 （６）大ブロック化手段は、入力信号が輝度信号と色信
   号で構成されている場合に、全ての大ブロックが輝度信
   号と色信号がほぼ同一の割合で混在した形で構成するこ
   とを特徴とする請求項１記載の直交変換符号化装置。 （７）大ブロック化手段は、入力信号がＲ、Ｇ、Ｂ信号
   で構成されている場合に、全ての大ブロックがＲ、Ｇ、
   Ｂ信号がほぼ同一の割合で混在した形で構成することを
   特徴とする請求項１記載の直交変換符号化装置。 （８）小ブロック化手段が、ＴＶ信号において、小ブロ
   ックをフィールド内の信号だけで構成することを特徴と
   する請求項１記載の直交変換符号化装置。 （９）小ブロック化手段が、ＴＶ信号において、小ブロ
   ックを連続する複数フィールド間の信号で構成すること
   を特徴とする請求項１記載の直交変換符号化装置。 （１０）小ブロック化手段が、ＴＶ信号において、小ブ
   ロックを１フィールドまたは１フレーム内の信号だけで
   構成するか、連続する複数フィールド間の信号で構成す
   るかを小ブロック毎に適応的に切り替えることを特徴と
   する請求項１記載の直交変換符号化装置。 （１１）伝送手段が、小ブロック内の量子化値を水平、
   垂直それぞれ低い周波数を表すものから順に並べ変え、
   小ブロック内の水平、垂直共に１番低い周波数成分を表
   す電子化値を１つの頂点（原点）とする全ての０でない
   成分を含む最小の四角形（伝送領域）によって得られる
   伝送領域に囲まれる部分の量子化値に対する符号語とそ
   の伝送領域だけを伝送することを特徴とする請求項１記
   載の直交変換符号化装置。 （１２）伝送手段が、小ブロック内の量子化値を水平、
   垂直それぞれ低い周波数を表すものから順に並べ変え、
   小ブロック内の水平、垂直共に１番低い周波数成分を表
   す量子化値から水平、垂直共に１番高い周波数成分を表
   す量子化まで、低い周波数を表す量子化値に対する符号
   語から順に伝送し、非０の最も高い周波数を表す量子化
   値から後の符号語は、終了信号で置き換えることを特徴
   とする請求項１記載の直交変換符号化装置。 （１３）伝送手段が、大ブロック内にｎ個の小ブロック
   が含まれる場合に、以下のように大ブロック単位で低い
   周波数を表す符号語から伝送することを特徴とする請求
   項１１または１２記載の直交変換符号化装置。 第１小ブロックの第１番目の符号語 第２小ブロックの第１番目の符号語 第ｎ小ブロックの第１番目の符号語 第１小ブロックの第２番目の符号語 （１４）直交変換手段が、水平方向、垂直方向、時間軸
   方向を含めた３次元直交変換であることを特徴とする請
   求項１記載の直交変換符号化装置。 （１５）可変長符号化手段が、量子化値が０である場合
   に符号長が１になるように符号化することを特徴とする
   請求項１記載の直交変換符号化装置。 （１６）可変長符号化手段が、量子化値の絶対値の桁数
   Ｋに対して符号長Ｎが２Ｋ＋１または２Ｋに成るように
   符号化することを特徴とする請求項１５記載の直交変換
   符号化装置。 （１７）可変長符号化手段が、符号語の前半部分がその
   符号長を表すように符号化することを特徴とする請求項
   １記載の直交変換符号化装置。 （１８）可変長符号化手段が、前記伝送手段の順番に従
   って量子化値を符号化し、しかも量子化値が０である場
   合にはそれ以後連続する０の量子化値の数と、最初に現
   われる非０量子化値を１つの符号語で表すことを特徴と
   する請求項１記載の直交変換符号化装置。 （１９）量子化手段は、複数の量子化器がそれぞれの異
   なる量子化幅をもつことを特徴とする請求項１記載の直
   交変換符号化装置。 （２０）量子化手段が、高域を表す直交成分に対して大
   きな量子化幅を割り当て、低域を表す量子化成分ほど小
   さな量子化幅を割り当てることを特徴とする請求項１９
   記載の直交変換符号化装置。 （２１）量子化手段が、量子化時に０以外の値に量子化
   された量子化値の量子化誤差の平均値を小ブロック毎に
   伝送し、復号時に前記量子化誤差の平均値を用いて逆量
   子化された値を補正することを特徴とする請求項１９記
   載の直交変換符号化装置。 （２２）量子化手段が、同一位置にある小ブロックをフ
   レームまたはフィールド毎に異なる量子化特性の量子化
   器で量子化し、再生時には連続するフィールドまたはフ
   レームの量子化値または逆量子化された再生値を用いて
   量子化誤差を補正することを特徴とする請求項１９記載
   の直交変換符号化装置。 （２３）データ量見積り手段が、ある量子化器に対する
   符号化後のデータ量を、上記伝送手段に従って伝送すべ
   き符号語の符号長を加算していくことによって計算する
   ことを特徴とする請求項１記載の直交変換符号化装置。 （２４）データ量見積り手段が、前記可変長符号化手段
   を用いた場合に、ある量子化器に対する小ブロック内の
   符号化後のデータ量を、ｉ番目の量子化値に対する符号
   長をＮｉ、伝送すべき量子化値の数をＭとするときに Σ（Ｎｉ−１）＋Ｍ として計算することを特徴とする請求項１記載の直交変
   換符号化装置。 （２５）データ量見積り手段が、前記可変長符号化手段
   を用いた場合に、ある量子化器に対する小ブロック内の
   符号化後のデータ量を、ｉ番目の量子化値の絶対値の桁
   数をＫｉ、伝送すべき量子化値の数をＭとするときに ２×ΣＫｉ＋Ｍ として計算することを特徴とする請求項１記載の直交変
   換符号化装置。 （２６）量子化手段選択手段が、量子化手段の全候補に
   対する符号化後のデータ量を見積ってから、伝送できる
   データ量に合わせて最適な量子化器を選択することを特
   徴とする請求項１記載の直交変換符号化装置。 （２７）量子化手段選択手段が、量子化手段の候補がｍ
   個存在する場合にまずｍ個の量子化器の内、符号化後の
   データ量が約ｍ／２番目になる量子化器のデータ量見積
   りを行い、その値が伝送できるデータ量より大きい場合
   には、量子化手段の候補を前記データ量見積りを行った
   量子化器より小さいデータ量になる量子化器だけにし、
   逆に伝送できるデータ量より小さい場合には、量子化手
   段の候補を前記量子化器より大きいデータ量になる量子
   化器だけにし、このようにして１回のデータ量見積り毎
   に量子化候補を約１／２に減らしながらデータ量見積り
   を繰り返し、最適な量子化器を選択することを特徴とす
   る請求項１記載の直交変換符号化装置。 （２８）量子化手段選択手段が、大ブロックに含まれる
   小ブロックを前からｊ番目までの前半部分とそれ以後の
   後半部分の２つに分割し、それら２つの部分に対して符
   号化後のデータ量が１番近い２つの量子化器を選択し、
   伝送時には前半または後半部分に用いた量子化器とｊの
   値の情報とを符号化して伝送することを特徴とする請求
   項１記載の直交変換符号化装置。 （２９）量子化手段選択手段が、符号化後のデータ量が
   １番近い量子化幅の異なる２種類の量子化器に対し、各
   小ブロック毎に直交成分の絶対値の最大値を検出し、そ
   の最大値が大きい小ブロックに対しては量子化幅の大き
   い量子化器を選択し、小さい小ブロックには量子化幅の
   小さい量子化器を選択し、伝送時にはどちらか一方の量
   子化器を表す情報と各小ブロックがどちらの量子化器を
   選択したかという情報とを符号化して同時に伝送するこ
   とを特徴とする請求項１記載の直交変換符号化装置。 （３０）大ブロック化手段の前に設置する前置フィルタ
   手段および復号時の再生出力に対して設置する後置フィ
   ルタ手段の少なくとも一方を有することを特徴とする請
   求項１記載の直交変換符号化装置。 （３１）前置フィルタ手段が、入力信号の垂直または水
   平または斜めの高域成分を圧縮することを特徴とする請
   求項３０記載の直交変換符号化装置。 （３２）前置フィルタ手段が、入力信号を水平垂直共に
   低域、水平が高域で垂直が低域、水平が低域で垂直が高
   域、水平垂直共に高域の４つの帯域に分割し、それぞれ
   の帯域を線形圧縮してから全ての帯域を加算することを
   特徴とする請求項３０記載の直交変換符号化装置。 （３３）前置フィルタ手段が、入力信号を水平垂直共に
   低域、水平が高域で垂直が低域、水平が低域で垂直が高
   域、水平垂直共に高域の４つの帯域に分割し、それぞれ
   の帯域を非線形圧縮してから全ての帯域を加算すること
   を特徴とする請求項３０記載の直交変換符号化装置。 （３４）前置フィルタ手段が、帯域分割後に各帯域ごと
   に閾値をもうけ、その閾値より小さい値を０に丸めるこ
   とを特徴とする請求項３２または３３記載の直交変換符
   号化装置。（３５）前置フィルタ手段が、過去の符号化
   に用いた量子化手段の情報に従って、帯域圧縮度や閾値
   を適応的に切り換えることを特徴とする請求項３１、３
   ２、３３または３４記載の直交変換符号化装置。 （３６）後置フィルタ手段が、入力信号の垂直または水
   平または斜めの高域成分を伸張または圧縮することを特
   徴とする請求項３０記載の直交変換符号化装置。 （３７）後置フィルタ手段が、フィールド間またはフレ
   ーム間にわたる信号を用いてフィルタリングすることを
   特徴とする請求項３０記載の直交変換符号化装置。 （３８）後置フィルタ手段が、入力信号を水平垂直共に
   低域、水平が高域で垂直が低域、水平が低域で垂直が高
   域、水平垂直共に高域の４つの帯域に分割し、それぞれ
   の帯域を線形伸張または圧縮してから全ての帯域を加算
   することを特徴とする請求項３０記載の直交変換符号化
   装置。 （３９）後置フィルタ手段が、入力信号を水平垂直共に
   低域、水平が高域で垂直が低域、水平が低域で垂直が高
   域、水平垂直共に高域の４つの帯域に分割し、それぞれ
   の帯域を非線形圧縮または伸張してから全ての帯域を加
   算することを特徴とする請求項３０記載の直交変換符号
   化装置。 （４０）後置フィルタ手段が、帯域分割後に各帯域ごと
   に閾値をもうけ、その閾値より小さい値を０に丸めるこ
   とを特徴とする請求項３７、３８または３９記載の直交
   変換符号化装置。 （４１）後置フィルタ手段が、符号化に用いた量子化手
   段の情報に従って、上記の帯域圧縮度または伸張度や閾
   値を適応的に切り換えることを特徴とする請求項３６、
   ３７、３８、３９または４０記載の直交変換符号化装置
   。