JPH047989A

JPH047989A - 画像信号符号化制御方式

Info

Publication number: JPH047989A
Application number: JP2107649A
Authority: JP
Inventors: Makiko Konoshima; 真喜子此島; Kiichi Matsuda; 松田　喜一
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-08-02
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1992-01-13
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0787586B2

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】〔概要〕テレビ会議やテレビ電話等に於ける画像信号を高能率符
号化する画像信号符号化制御方式に関し、符号化効率を
向上させると共に、再生画質を考慮した符号割当てを可
能とすることを目的とし、入力画像信号又は該入力画像
信号のフレーム間差分信号に対して離散コサイン変換を
施す離散コサイン変換部と、該離散コサイン変換部から
の変換係数又は該変換係数のフレーム間差分信号を量子
化する量子化部と、該量子化部からの量子化出力信号を
可変長符号化する符号化部と、前記入力画像信号の性質
を判定する画像判定部とを備え、該画像判定部により、
前記入力画像信号の複数画素からなるブロック対応に、
平坦部分、エツジ部分、細かい文様部分の何れに相当す
るか判定し、判定結果に基づいて前記量子化部の量子化
ステップを制御するように構成した。

［産業上の利用分野］本発明は、テレビ会議やテレビ電話等に於ける画像信号
を高能率符号化する画像信号符号化制御方式に関するも
のである。

画像信号の高能率符号化方式は、既に各種の方式が提案
されており、最近は、その一つとして離散コサイン変換
（ＤＣＴ：　　ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎ
ｓｆｏｒｒａ）が注目されている。この離散コサイン変
換は、複数画素を１ブロツクとし、変換行列により変換
係数に直交変換するものであり、画像の性質によっても
異なるが、−船釣には、変換係数は低周波領域側に集中
する傾向があり、この変換係数を量子化して可変長符号
化することにより、画像信号の高能率符号化を行い、こ
の符号化信号を伝送し、或いは画像記録装置に記録する
ものである。そして、受信側或いは画像記録装置からの
再生時に、可変長復号化して逆量子化し、更に逆離散コ
サイン変換して再生画像信号を得るものである。

このような人力画像信号に離散コサイン変換を施して符
号化する方式に於いて、更に符号化効率を向上すること
が要望されている。

〔従来の技術］第１５図は従来例のブロック図であり、送信部は、離散
コサイン変換部６０と量子化部６１と走査部６２と符号
化部６３とを備え、受信部は、復号化部６４と逆走査部
６５と逆量子化部６６と逆離散コサイン変換部６７とを
備えている。

入力画像信号は、動画像や図面等の静止画等をテレビカ
メラ等により撮像して得られた画像信号や画像記録装置
からの再生された画像信号或いはその画像信号にフレー
ム間差分処理等を施した信号を、図示しないＡＤ変換器
によりディジタル信号に変換した信号であり、離散コサ
イン変換部６０に加えられる。この離散コサイン変換部
６０に於いては、例えば、第１６図に示すように、１画
面をＮＸＮ画素からなるブロックに分割し、各ブロック
の画素ｆ　（ｕ、ｖ）に離散コサイン変換を施し、変換
係数Ｆ（ｉ、ｊ）を個別に量子化部６１に於いて量子化
し、走査部６２に於いて水平方向、垂直方向或いはジク
ザグ方向の走査により、二次元配列の量子化出力信号を
一次元配列とし、符号化部６３に於いては、出現確率の
高いものに短い符号を割当て、出現確率の低いものに長
い符号を割当てる可変長符号化等によりエントロピー符
号化する。

受信側では、復号化部６４により符号化部６３と逆の処
理で受信符号をエントロピー復号化し、逆走査部６５に
於いて送信側の走査部６２と逆の走査処理を行い、逆量
子化部６６に於いて量子化部６１と逆の処理を行い、逆
離散コサイン変換部６７に於いて離散コサイン変換部６
０と逆の処理を行って出力画像信号とし、図示しないデ
イスプレィ装置に加えることにより、送信側からの画像
が表示される。

離散コサイン変換は次の（１）、　（２）式で表される
。

１＋Ｊ＝０＋１＋２＋　・　・　・Ｎ−１ｕ、ｖ−０，
Ｌ２．−　−　−　Ｎ−１この（１）、　（２）式に基
づいて、１画面の中の各ブロックの画素ｆ　（ｕ、ν）
を変換係数Ｆ（ｉ、ｊ）に変換すると、ｉ、ｊの値に対
応して周波数成分を示すものとなり、ｉ、ｊの値が小さ
い程、低周波成分を示し、ｉ、ｊ＝ｏのＦ（０，０）は
直流成分を示すものとなる。例えば、第１６図の画面の
ＮＸＮ画素からなるブロックに於いて、Ｎ＝８とすると
、斜線を施したブロックは、その下方に拡大して示すも
のとなり、離散コサイン変換を施すことにより、矢印ａ
方向が低周波領域、矢印す方向が高周波領域の変換係数
となる。そして、−船釣な画面の場合には、離散コサイ
ン変換を施すことにより、低周波成分の変換係数の値は
大きく、高周波成分の変換係数の値は小さく、０となる
ものが多くなる。

この変換係数Ｆ（ｉ、ｊ）を量子化部６１に於いて量子
化し、走査部６２に於いて走査するものであり、第１６
図の下方のブロックに於いて、Ｃはジクザグ走査、ｄ（
実線）は水平走査、ｅ　（−点鎖線）は垂直走査を示し
、それらの何れかの走査により、低周波領域から高周波
領域に向かって、或いはその逆方向に向かって走査し、
二次元配列を一次元配列に変換し、符号化部６３に於い
て順次エントロピー符号化を行うものである。

前述のように、変換係数の高周波成分が０となることが
多いものであるから、高周波領域側から走査を行い、０
でなくなった位置にエンドオブバウンド符号ＥＯＢを付
加する。例えば、第１７図に示す８×８画素のブロック
の量子化信号について、高周波領域側から矢印で示すよ
うにジクザグ走査を行い、０でなくなった位置（−７の
値の位置：左上の画素位置を１とし、右下の画素位置を
６４とすると、「４６」の画素位置）に、エンドオブバ
ウンド符号ＥＯＢを付加する。

そして、低周波領域側からジクザク走査を行うと、１０
３１　（直流分）、−９，−５，３，２０１５、Ｏ，・
・・Ｏ，−７（ＥＯＢ）の−次元配列の変換計数が得ら
れ、符号化部６３に於いてエントロピー符号化し、エン
ドオブバウンド符号ＥＯＢ以降の変換係数については総
て０であるから、符号化を省略するもので、それにより
、符号化効率を向上している。

受信側に於いては、このエンドオブパウンド符号ＥＯＢ
を検出することにより、ブロックの符号化信号の終了を
識別して、復号化を行うことができる。

［発明が解決しようとする課Ｂ］入力画像信号をブロック対応に離散コサイン変換を施す
ことにより、低周波領域側に集中した変換係数が得られ
、高周波領域側にはＯが多くなるものであるから、この
高周波領域側のエンドオブバウンド符号ＥＯＢ以降のＯ
を伝送しないようにして、符号化効率を向上している。

しかし、従来例の離散コサイン変換を用いて画像信号符
号化を行う方式に於いては、画像の性質に関係なく一律
に高能率符号化して伝送或いは記録するものであり、視
覚特性を考慮して高能率符号化を行うものではないので
、単に符号化効率を更に向上させた時に、再生画質が劣
化する欠点があった。

本発明は、符号化効率を向上させると共に、再生画質を
考慮した符号割当てを可能とすることを目的とするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の画像信号符号化制御方式は、入力画像信号の性
質を判定して量子化ステップを制御するものであり、第
１図を参照して説明する。

入力画像信号又は該入力画像信号のフレーム間差分信号
に対して離散コサイン変換を施す離散コサイン変換部１
と、この離散コサイン変換部■からの変換係数又はこの
変換係数のフレーム間差分信号を量子化する量子化部２
と、この量子化部２からの量子化出力信号を可変長符号
化する符号化部３と、入力画像信号の性質を判定する画
像判定部４とを備えており、画像判定部４は、入力画像
信号の複数画素からなるブロック対応に、平坦部分、エ
ツジ部分、細かい文様部分の何れに相当するかを判定し
、その判定結果に基づいて量子化部２の量子化ステップ
を制御するものである。

更に、入力画像信号のフレーム間のブロック対応に動き
補償を行う動き補償部を備え、画像判定部４により量子
化部２を制御するものである。

又画像判定部４に於いて、平坦部分と判定された時は、
量子化部２の量子化ステップを細かくし、エツジ部分と
判定された時は、平坦部分の場合の量子化ステップと同
じか又はそれより粗くし、細かい文様部分と判定された
時は、エツジ部分の場合の量子化ステップと同じか又は
それより粗く設定するものである。

又画像判定部４は、ブロックの画素の値についての標準
偏差が、第１の閾値以下の時に平坦部分と判定し、第１
の閾値を超えて第２の閾値以下の時にエツジ部分と判定
し、第２の閾値を超えた時に細かい文様部分と判定する
ものである。

又画像判定部４は、ブロックの画素に対してラプラシア
ンのマスクをかけ、その結果、所定の閾値を超えた画素
数が、第３の閾値以下である時に平坦部分と判定し、こ
の第３の閾値を超えて第４の閾値以下の時にエツジ部分
と判定し、この第４の閾値を超えた時に細かい文様部分
と判定するものである。

又画像判定部４は、ブロック又はこのブロックを細分化
したサブブロックの画素の値の平均値を求め、この平均
値とブロック内又はサブブロック内の画素の値との差の
絶対値が所定の閾値を超えた画素数を計数し、画素数が
第５の閾値以下の時に平坦部分と判定し、又画素数が第
５の閾値を超え且つ第６の閾値以下の時にエツジ部分と
判定し、又画素数が第６の閾値を超えた時は細かい文様
部分と判定するものである。

〔作用〕

離散コサイン変換部１は、入力画像信号に離散コサイン
変換を施すか、又はフレーム間差分信号に離散コサイン
変換を施し、量子化部２は、変換係数について量子化す
る。この量子化部２は量子化ステップを切替える構成又
は複数の異なる量子化ステップの量子化器を切替える構
成を有し、画像判定部４によりその切替えが制御される
ものである。又符号化部３は、量子化出力信号をハフマ
ン符号等の可変長符号化を行うものである。

画像判定部４は、入力画像信号のブロック対応に、空や
壁等のような平坦部分と、物体の輪郭部分等のエツジ部
分と、模様等の細かい文様部分との何れに相当するか判
定して、量子化部２の量子化ステップを切替えるもので
ある。

又動き補償部は、現フレームの入力画像信号のブロック
と、前フレームの入力画像信号のブロックとの間の動き
ベクトルを検出し、画像体２号に於ける動きの大きいブ
ロックについてのフレーム間差分信号が増大しないよう
にするものである。

又視覚特性は、平坦部分とエツジ部分とに対する感度が
良（、細かい文様部分にたいしては感度が比較的低く、
多少の歪があっても識別できないものである。又量子化
部２に於ける量子化ステップを粗（すると、再生画像が
ぼけることになり、又離散コサイン変換を施して得られ
る変換係数の高周波成分を強制的に零にすると、ブロッ
ク歪が発生する傾向がある。そこで、画像判定部４は、
入力画像信号のブロック毎に判定し、平坦部分の場合は
量子化ステップを細かく、エツジ部分の場合は量子化ス
テップを平坦部分と同様又はそれより粗（、細かい文様
部分の場合は量子化ステップをエツジ部分と同様又はそ
れより粗く設定するものである。それによって、再生画
質を劣化することなく、符号化効率を向上することがで
きる。

又画像判定部４は、入力画像信号のブロック対応に、ブ
ロックを構成する画素の値（輝度）を基に平坦部分とエ
ツジ部分と細かい文様部分との何れに相当するか判定す
るものであり、その一つの手段として、先ず、入力画像
信号のブロックの画素の値について標準偏差を求める。

この標準偏差について、第１．第２の閾値と比較し、第
１の閾値以下の時は比較的平均的な画素からなる場合で
あるから、空や壁等のような平坦部分、第２の閾値を超
えた時は異なる値の画素からなる場合であるから、縞模
様等のような細かい文様部分、第１の閾値を超え且つ第
２の閾値以下の時は平坦部分と細かい文様部分との中間
的な画素構成であり、文字１図形等の輪郭部分を含むも
のであるから、エツジ部分と判定する。

又画像判定部４に於ける他の一つの手段は、入力画像信
号のブロックの画素にラプラシアンのマスクをかける。

その結果、所定の閾値を超えた画素数を検出して計数す
る。即ち、エツジに相当する画素数を計数する。その画
素数が第３の閾値以下の時はエツジに相当する画素が少
ないので平坦部分、第４の閾値を超えた時はエツジに相
当する画素が多いので細かい文様部分、第３の閾値を超
え且つ第４の閾値以下の時は、平坦部分と細かい文様部
分との中間的な画素構成であるがらエツジ部分と判定す
る。

又画像判定部４に於ける更に他の−っの手段は、ブロッ
ク又はサブブロックの画素の値の平均値を求める。そし
て、この平均値と各画素の値との差の絶対値が所定の閾
値を超えたが否が識別し、閾値を超えた画素数を計数す
る。この画素数が第５の閾値以下の時は、そのブロック
の画素の値の差異が小さいので、平坦部分と判定する。

又画素数が第６の閾値を超えた時は、そのブロックの画
素の値の差異が大きいので、細かい文様部分と判定する
。又画素数が第５の閾値を超え且つ第６の閾値以下の時
は、そのブロックの画素の値の差異が平坦部分により大
きく、細かい文様部分より小さいので、エツジ部分と判
定する。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の一実施例のブロック図であり、送信側
は、離散コサイン変換部１１と、量子化部Ｉ２と、走査
部１５と、符号化部工３と、送信部１６と、画像判定部
１４とを備えている。又受信側は、受信部１７と、復号
化部１８と、逆走査部１９と、逆量子化部２０と、逆離
散コサイン変換部２１とを備えている。

テレビカメラ等からの動画像信号等の入力画像信号に対
して、離散コサイン変換部１１に於いてブロック対応に
離散コサイン変換を施し、量子化部１２に於いて変換係
数を量子化し、走査部１５に於いてジクザグ走査、水平
方向走査、垂直方向走査等により、ブロック対応の二次
元配列を一次元配列に変換し、符号化部１３！こ於いて
可変長符号化し、送信部１６に於いて変調等を行って符
号化信号を受信側へ送信する。

又画像判定部１４に於いて、入力画像信号のブロック対
応に平坦部分かエツジ部分か細かい文様部分かを判定し
、その判定信号を量子化部１２と送信部１６とに加え、
量子化部１２に於ける量子化ステップを制御すると共に
、その量子化ステップを補助情報として送信部１６から
受信側へ送出する。この場合、通常のエントロピー符号
化伝送方式に於ける場合と同様に、送信情報量を送信バ
ッファの使用量から判定して、送信バッファがオーバー
フロー又はアンダーフローしないように、量子化部１２
を制御する構成を付加することもできる。

受信側に於いては、受信部１７で符号化信号を受信し、
復号化部１８に於いて復号し、逆走査部１９に於いて一
次元配列の信号をブロック対応の二次元配列の信号に変
換し、逆量子化部２０に於いて逆量子化する。この時、
受信部１７に於いて分離した量子化ステップを示す補助
情報を量子化部２０に加えて、送信側と同一の量子化ス
テップにより逆量子化する。逆量子化出力信号を逆離散
コサイン変換部２１により逆離散コサイン変換し、受信
画像信号とし、図示を省略したデイスプレィ装置に加え
て表示させるものである。

画像判定部１４は、入力画像信号のブロック対応に、平
均値との差の閾値以上の画素数の大小。

標準偏差の大小、エツジの画素数の大小等を基に平坦部
分、エツジ部分、細かい文様部分の何れであるかを判定
する。この判定信号により、量子化部１２の量子化ステ
ップを、平坦部分に対しては細かく、エツジ部分に対し
ては平坦部分と同じかそれよりも粗くし、細かい文様部
分に対してはエツジ部分と同じかそれより粗くするもの
である。

第３図は本発明の他の実施例のブロック図であり、３１
は離散コサイン変換部（ＤＣＴ）　、３２は量子化部（
Ｑ）、３３は符号化部（ＶＬＣ）、３４は画像判定部、
３５は加算回路、３６は高周波成分削除回路（ＨＦＣ）
、３７は逆量子化部（Ｑ）、３８は加算回路、３９はフ
レームメモリ（ＦＭ）、４０はフレーム間符号化とフレ
ーム内符号化とを切替える切替部である。

この実施例は、変換係数領域でフレーム間差分を求めて
符号化する場合を示し、離散コサイン変換部３１により
入力画像信号に離散コサイン変換を施し、それによる変
換係数と、フレームメモリ３９に蓄積された前フレーム
の変換係数とを加算回路３５に加えて差分を求め、量子
化部３２により量子化し、高周波成分の変換係数を高周
波成分削除回路３６により削除し、符号化部３３により
可変長符号化して受信側へ送信する。或いは、直像記録
装置へ加えて記録する。

又高周波成分削除回路３６により高周波成分を削除され
た変換係数を、逆量子化部３７により逆量子化し、フレ
ームメモリ３９に蓄積された前フレームの変換係数と加
算回路３８に於いて加算し、今回のフレームの変換係数
としてフレームメモリ３９に蓄積する。

又フレーム間符号化とフレーム内符号化との発生情報量
を比較し、フレーム内符号化の場合の発生情報量が少な
い時に、切替部４０を制御してフレームメモリ３９側か
らアース側へ切替えることにより、フレーム内符号化を
行わせることができる。

又画像判定部３４は、入力画像信号をブロック対応に、
平坦部分かエツジ部分か細かい文様部分かの何れである
かを判定するものであり、その判定信号により量子化部
３２と逆量子化部３７との量子化ステップを切替えるも
のである。

又高周波成分削除回路３６は、例えば、第１６図のブロ
ックの二次元配列についてジクザグ走査Ｃ１水平走査ｄ
、垂直走査ｅの何れかの走査により、直流分から所定数
の低周波成分、例えば、直流分を含めて（ＮｘＮ）／２
個の変換係数の量子化出力信号を取り出し、それ以降の
高周波成分を除いて符号化部３３に加えることにより、
零又は零に近い値の高周波成分の変換係数については符
号化しないようにするもので、これによっても符号化効
率を向上することができる。なお、高周波成分削除回路
３６は、量子化部３２の前段に設けることもできる。

又画像判定部３４は、前述の実施例と同様に、入力画像
信号のブロック対応に、平坦部分かエツジ部分か細かい
文様部分かを判定して、量子化部３２と逆量子化部３７
との量子化ステップを制御するものである。

前述の離散コサイン変換部３１等の各部の機能は、それ
ぞれ専用の集積回路により実現するか、或いはディジタ
ル・シグナル・ブロセッザの演算機能により実現するこ
とができるものである。

第４図は本発明の更に他の実施例のブロック図であり、
動き補償を行う場合を示す。同図に於いて、４１は離散
コサイン変換部（ＤＣＴ）、４２は量子化部（Ｑ）、４
３は符号化部（ＶＬＣ）、４４は画像判定部、４５は加
算回路、４６は高周波成分削除回路（ＨＦＣ）、４７は
逆量子化部（Ｑ）、４８は加算回路、４９はフレームメ
モリ（ＦＭ）、５０は切替部、５１は逆離散コサイン変
換部（ＪＤＣＴ）、５２は動き補償部である。

入力画像信号は、画像判定部４４と、加算回路４５と、
動き補償部５２とに加えられる。切替部５０が図示のよ
うに動き補償部５２側に切替えられていると、入力画像
信号とフレームメモリ４９の前フレームに於ける画像信
号とをブロック対応に比較して動きベクトルを検出し、
フレーム間差分が小さくなるように制御することになる
。又切替部５０がアース側に切替えられると、フレーム
内符号化が行われ、又フレームメモリ４９側に切替えら
れると、動き補償を行わないフレーム間符号化が行われ
る。この切替部５０による切替えの制御は、各符号化方
式による発生情報量を比較して、発生情報量が最も少な
く符号化方式となるようにすることもできる。

加算回路４５により入力画像信号と前フレームの画像信
号との差分が求められ、この差分信号に対して離散コサ
イン変換部４１により離散コサイン変換を施し、量子化
部４２により量子化し、高周波成分削除回路４６により
量子化された高周波成分の変換係数が削除され、符号化
部４３に於いて可変長符号化され、量子化ステップや動
きベクトル等の補助情報を含めて符号化信号は、図示を
省略した受信側へ送出されるか又は画像記録装置に記録
される。

又逆量子化部４７により逆量子化された変換係数は、逆
離散コサイン変換部５１により逆離散コサインが施され
、加算回路４８により前フレームの画像信号と加算され
て、現フレームの画像信号としてフレームメモリ４９に
蓄積される。

又画像判定部４４により、入力画像信号がブロック対応
に平坦部分かエツジ部分か細かい文様部分か判定し、量
子化部４２と逆量子化部４７との量子化ステップを制御
するものである。

この実施例に於いては、動きの大きい動画像信号を入力
した場合に、動き補償により符号化効率を向上できるも
のであり、更に、その場合の画像の性質を判定して、再
生画質が劣化しないように量子化ステップを制御できる
ものである。

第５図及び第６図は、画像判定部に於ける標準偏差によ
る画像判定のフローチャートを示し、先ず、Ｆ　（８，
８）で示すようにブロックを８×８画素の大きさとし、
標準偏差をσ、第１．第２の閾値をＴＨＩ、ＴＨ２、平
均値をＨとしくａｌ）、最初に平均値ＨをＯ（ａ２）と
し、Ｉ　＝　１　（ａ３）及びＪ＝１　（ａ４）　（ブ
ロックの最初の画素位置）とし、次に平均値Ｈ＝Ｈ＋ｆ
　（Ｉ、Ｊ）を求め（ａ５）、次にＪ＝Ｊ＋１として（
ａ６）、Ｊ＞８か否か判定しくａ７）、Ｊ＞８でない場
合はステップ（ａ５）に移行し、Ｊ〉８の場合は、Ｉ＝
Ｉ＋１としくａ８）　、Ｉ　＞８か否か判定しくａ９）
、Ｉ＞８でない場合はステップ（ａ４）に移行し、Ｉ＞
８の場合は、８×８のブロック内に於ける累算処理が終
了したので、Ｈ＝Ｈ／６４として（ａｌＯ）　、平均値
Ｈを求める。

次に、σ＝０としくａｌｌ）　、Ｉ　＝　１　（ａｌ２
）及びＪ＝　１　（ａｌ３）として、標準偏差σを、σ
−σ＋（ｆ（Ｉ、Ｊ）−Ｈ）”として求める（ａｌ４）
、即ち、画素の値と平均値との差の二乗を累算する。そ
して、Ｊ＝Ｊ＋１としくａｌ５）　、Ｊ　＞　８か否か
判定しくａｌ６）　、Ｊ　＞　８でない場合はステップ
（ａｌ４）に移行し、Ｊ＞８の場合は、Ｉ＝Ｉ＋１とし
くａｌ７））、１＞８か否か判定しくａｌ８）　、ｌ　
＞　８でない場合はステップ（ａｌ３）に移行し、Ｉ＞
８の場合は６４画素のブロック内の累積値が得られたこ
とになるから、σ＝１７７ＴＴとしくａｌ９）　、これ
を標準値σとする。

そして、σ＜ＴＨＩか否か判定しくａ２０）、標準偏差
σが第１の閾値ＴＨＩにより小さい場合は、ブロック内
の画素の値の差が少ないから、空や壁等のような平坦部
分と判定する。又標準偏差σが第１の閾値ＴＨＩ以下で
ない場合は、ＴＨＩ≦σ≦ＴＨ２か否か判定しくＣ２１
）、標準偏差σが第１の閾値ＴＨＬを超え且つ第２の閾
値ＴＨ２Ｈ２以下合は、ブロック内の画素の値のある程
度のばらつきがあるから、文字や図形の輪祁部分等を含
むエツジ部分と判定する。又標準偏差σが第２の閾値Ｔ
Ｈ２を超えた場合は、ブロック内の画素の値のばらつき
が多いので、縞模様等のような細かい文様部分と判定す
る。

第７図及び第８図はエツジ検出による画像判定のフロー
チャートを示し、ラプラシアンによりエツジ検出を行う
場合を示す。即ち、ラプラシアンの３×３の大きさのマ
スクＭ、８×８画素の大きさのブロックｆ　（８，８）
、ラプラシアンのマスクＭをかけた後のブロックｆ　’
　　（８，８）、閾値ＴＨと第３．第４の閾値ＴＨ３，
ＴＨ４、及びエツジ個数Ｃ０ＵＮＴを定め（ｂｌ）、Ｉ
　＝　２　（ｂ２）、Ｊ＝　２　（ｂ３）とする。即ち
、１ブロツクの周辺の画素を除いた画素にラプラシアン
のマスクＭをかけるものである。なお、ステップ（ｂｌ
）に於けるラプラシアンのマスクＭは、中心画素を「４
」、その上下左右の画素をｒ−ＩＪ、斜め上下方向の画
素を「０」とした場合を示すが、この構成以外のマスク
を用いることも可能である。

そして、Ｉ＝２．Ｊ＝２の画素ｆ　（２，２）について
ステップ（ｂ４）に示す演算を施してマスクＭをかける
ものであり、次に、Ｊ＝Ｊ＋１としくｂ５）、Ｊ＞７か
否か判定しくｂ６）、Ｊ＞７でない場合はステップ（ｂ
４）に移行し、Ｊ＞７の場合は、Ｉ＝Ｉ十１としくｂｌ
）、Ｉ＞７か否か判定しくｂ８）、Ｉ＞７でない場合は
ステ・ンプ（ｂ３）に移行し、Ｉ＞７の場合は８×８画
素のブロック内の６×６画素についてラプラシアンのマ
スクＭをかけたことになり、次にエツジの個数を計数す
る。

即ち、初期状態のエツジ個数Ｃ０ＵＮＴをＯとしくｂ９
）、Ｉ　＝　２　（ｂｌｏ）及びＪ　＝　２　（ｂｌｌ
）　として、マスクＭをかけた後のブロックｆ“　（Ｉ
、Ｊ）の絶対値ＡＢＳ　（ｆ“　（１，Ｊ））が閾値Ｔ
Ｈより大きいか否か判定しくｂｌ２）　、大きい場合は
エツジ個数をＣ０ＵＮＴ＝ＣＯＵＮＴ＋１として（ｂｌ
３）カウントアツプする。

そして、Ｊ＝Ｊ＋１としくｂｌ４）　、Ｊ　＞　７か否
か判定しくｂｌ５）　、Ｉ＝−Ｉ＋１としくｂｌ６）　
、Ｉ　＞　７か否か判定しくｂｌ７）　、Ｊ　＞　７且
つＩ＞７となると、ブロック内のエツジ個数の計数が終
了するから、Ｃ０ＵＴＮ＜ＴＨａか否か判定する（ｂｌ
８）。そして、エツジ個数Ｃ０ＵＮＴが第３の閾値ＴＨ
３Ｈ３以下合は、エツジ個数が少ないので平坦部分と判
定する。次にＴＨ３≦Ｃ０ＵＮＴ≦ＴＨ４か否か判定し
くｂｌ９）　、エツジ個数Ｃ０ＵＮＴが第３の閾値ＴＨ
３を超え且つ第４の閾値ＴＨ４以下の時は、比較的エツ
ジ個数が多いのでエツジ部分と判定し、エツジ個数Ｃ０
ＵＮＴが第４の閾値ＴＨ４を超えた場合は、エツジ個数
がエツジ部分と判定する場合に比較して多いので、細か
い文様部分と判定する。

第９図及び第１０図は平均値による画像判定のフローチ
ャートを示し、８×８のブロックＢ（８゜８）、閾値Ｔ
Ｈａ、第５及び第６の閾値ＴＨ５゜ＴＨ６、カウント値
Ｃ０ＵＮＴ及び平均値Ｈを定め（Ｃ１）、第５図に示す
ステップ（ａ２）　〜（ａｌｏ）と類領したステップ（
Ｃ２）〜（ｃｌｏ）により、８×８画素のブロックの平
均値Ｈを求める。そして、ステップ（ｃｌｌ）　〜、（
Ｃ１９）により、画素の値Ｂ　（１，Ｊ、）と平均値Ｈ
との差の絶対値が閾値ＴＨａより大きい場合（ＩＢ　Ｎ
、Ｊ）−Ｈｌ＞ＴＨａ）（ステップ（Ｃ１４）　）に、
Ｃ０ＵＮＴ＝ＣＯＵＮＴ＋１（Ｃ１５）とする。

次に、Ｃ０ＵＮＴ＜ＴＨ５か否か判定しくＣ２０）、第
５の閾値ＴＨ５Ｈ５以下合は、ブロック内の各画素の値
が平均値に近い場合であるから平坦部分と判定する。次
にＴＨ５≦Ｃ０ＵＮＴ≦ＴＨ６か否か判定しくＣ２１）
　、カウント値Ｃ０ＵＮＴが第５の閾値ＴＨ５により大
きく且つ第６の閾値ＴＨ６以下の場合は、平均値Ｈに対
して差のある画素の数が比較的多い場合であるから、エ
ツジ部分と判定し、第６の閾値ＴＨ６より大きい場合は
、平均値Ｈに対して差のある画素の数がエツジ部分と判
定する場合に比較して多い場合であるから、細かい文様
部分と判定する。

第１１図、第１２図及び第１３図は、小プロ・ツク平均
値による画像判定のフローチャート・を示し５．８×８
画素のブロックを細分割し、例えば、２×２画素の小ブ
ロック（サブブロック）について平均値を求め、この平
均値と画素の値との差が閾値を超えるものをカウントア
ツプするものであり、８×８画素のブロックＢ　（８，
８）、閾値ＴＨｂ、第５．第６の閾値ＴＨ５，ＴＨ６、
カウント値Ｃ０ＵＮＴ、２×２画素の平均値Ｈを定め（
ｄｌ）、大ブロックはＩ、Ｊ、小ブロックの４個の画素
位置をＩＩ、　ＪＪ　（ＩＩ＝０．１．　ＪＪ＝０．１
）として、ステップ（ｄ２）〜（ｄｌ５）により小プロ
・ツク内の平均値Ｈを求め、次にステップ（ｄｌ６）〜
（ｄ３０）により、平均値Ｈと画素の値との差の絶対値
が閾値ＴＨｂより大きい場合に、Ｃ０ＵＮＴ＝ＣＯＵＮ
　Ｔ　＋　１　（ｄ２２）で示すようにカウントア・ン
プする。

次に、Ｃ０ＵＮＴ＜ＴＨ５か否か判定しくｄ３１）、第
５の閾値ＴＨ５Ｈ５以下合は平均値Ｈに近い値の画素が
多い場合であるから平坦部分と判定し、次に、ＴＨ５≦
Ｃ０ＵＮＴ≦ＴＨ６か否か判定しくｄ３２）　、第６の
閾値ＴＨ６以上の場合は、平均値Ｈに対して差の大きい
画素が多い場合であるから細かい文様部分と判定し、第
５の閾値ＴＨ５を超え且つ第６の閾値ＴＨ６以下の場合
は、平均値Ｈに対して差の大きい画素が、小ブロツク内
に成る程度存在するから細かい文様部分と判定する。こ
の小ブロックによる判定の場合の第５．第６の閾値ＴＨ
５，ＴＨ６は、大ブロックによる判定の場合の第５．第
６の閾値ＴＨ５，ＴＨ６と異なる値に設定することも可
能である。

前述の各画素判定の実施例に於ける閾値ＴＨＴＨａ　　
ＴＨｂ、第１乃至第６の閾値ＴＨ１〜ＴＨ６は、入力画
像信号が静止画が多い場合と動画が多い場合等の適用条
件に対応して設定することができるものである。又第６
図の標準偏差σを求める為のステップ（ｄｌ９）に於い
て、１／６４の除算処理を省略し、第１．第２の閾値Ｔ
ＨＩ、ＴＨ２を大きな値に設定しても同様な作用、効果
が得られる。

又第５図及び第６図に於ける標準偏差による画像判定に
於いて、標準偏差σが０〜６０の範囲に想定できる場合
に、例えば、第１の閾値ＴＨＩを１０、第２の閾値ＴＨ
２を３０とすることができる。又第７図及び第８図に於
けるエツジ検出による画像判定に於いて、エツジ個数が
Ｏ〜６４の範囲となるが、例えば、第３の閾値ＴＨ３を
５、第４の閾値ＴＨ４を１５に設定することができる。

又第９図及び第１０図に於ける平均値による画像判定に
於いては、第５の閾値ＴＨ５を５、第６の閾値ＴＨ６を
１０に設定することができる。

第１４図は量子化ステップ制御のフローチャートを示し
、量子化部１２，３２．４２に複数の量子化器Ａ、Ｂ、
Ｃを設け、又受信側の逆量子化部２０又はフレーム間符
号化の為の逆量子化部３７゜４７に複数の逆量子化器Ａ
“、Ｂ’、Ｃ’を設けて切替制御する場合に相当し、先
ず、８×８画素のブロックＦ’　　（８，８）と、量子
化ステップが異なる量子化器Ａ、Ｂ、Ｃと、逆量子化器
Ａ“。

Ｂ’　　Ｃ’とを定め（ｅｌ）、画像の判定信号が入力
されて選択（ＳＥＬ）を行う（Ｃ２）。即ち、判定信号
が平坦部分を示すものであるか否か判定しくＣ３）、平
坦部分の場合は量子化ステップが小さい量子化器Ａを選
択し、同様に受信側又はフレームメモリの前段に於いて
、この量子化器Ａに対応する逆量子化器Ａ“を選択する
。

又平坦部分でない場合は、エツジ部分か否か判定しくＣ
４）、エツジ部分の場合は量子化ステップが量子化器Ａ
と同一か又はそれより大きい量子化ステップの量子化器
Ｂを選択し、受信側又はフレームメモリの前段に於いて
、それに対応する逆量子化器Ｂ“を選択する。又エツジ
部分でない場合は、量子化ステップが量子化器Ｂと同一
か又はそれより大きい量子化ステップの量子化器Ｃを選
択し、受信側又はフレームメモリの前段に於いて、それ
に対応する逆量子化器Ｃ“を選択する。

このような量子化器Ａ、Ｂ、Ｃの選択を行う代わりに、
量子化部１２，３２．４２に於ける量子化ステップを切
替制御する構成とすることも可能であり、同様に、逆量
子化部２０，３７．４７に於いても、逆量子化ステップ
を切替制御する構成とすることができる。

平坦部分と判定されたブロックは、画素の値の変化が少
ないブロックであり、離散コサイン変換による変換係数
の高周波成分が一層少なくなり、高周波成分を削除して
も再生画質の劣化は少なくなる。又量子化ステップを細
かくするものであるから、視覚感度が高い平坦部分の再
生画質の劣化は少なくなる。又文字や図形の輪郭等のエ
ツジ部分と判定されたブロックは、高周波成分の量子化
誤差による再生画質の劣化を成る程度知覚できるが、平
坦部分に比較して視覚感度が低いので、量子化ステップ
を平坦部分の場合と同−又はそれより粗くし、又縞模様
等の細かい文様部分と判定されたブロックは、離散コサ
イン変換による変換係数の高周波成分を比較的多く含む
ことになるが、視覚感度が低いので、量子化誤差による
再生画質の劣化を殆ど知覚できないことになり、従って
、量子化ステップをエツジ部分の場合と同−又はそれよ
り粗くし、符号化効率を向上させるものである。

本発明は、前述の各実施例にのみ限定されるものではな
く、画像判定の閾値等は、画像の性質を考慮して最適に
設定するものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、画像判定部４により、
入力画像信号のブロック対応に平坦部分かエツジ部分か
細かい文様部分かを判定し、その判定結果により量子化
部２に於ける量子化ステップを制御し、離散コサイン変
換部１に於いてブロック対応に離散コサイン変換を施し
た入力画像信号の変換係数を量子化し、その量子化出力
信号を符号化部３に於いて可変長符号化するものであり
、視覚特性に従った変換係数の量子化ステップの制御に
より、再生画質の劣化を知覚できない程度として、符号
化効率の向上を図ることができる利点がある。

又動き補償を施すことにより、更に符号化効率の向上を
図る場合に於いても、画像判定により量子化ステップを
制御するものであるから、再往画像のブロック歪の増加
を防止することができる利点がある。

又画像判定部４は、標準偏差σの大小、エツジ個数の大
小、平均値との差分の画素数の大小等により、平坦部分
かエツジ部分か細かい文様部分かを判定するものであり
、離散コサイン変換部１に於けるブロック対応の処理の
期間に於いて容易に判定することができ、その判定信号
に基づいて量子化部２の量子化ステップを制御して、再
生画質を劣化させることな（、符号化効率の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図、第３図及び第４
図は本発明のそれぞれ異なる実施例のブロック図、第５
図及び第６図は標準偏差による画像判定のフローチャー
ト、第７図及び第８図はエツジ検出による画像判定のフ
ローチャート、第９図及び第１０図は平均値による画像
判定−のフローチャート、第１１図、第１２図及び第１
３図は小ブロツク平均値による画像判定のフローチャー
ト、第１４図は量子化ステップ制御のフローチャート、
第１５図は従来例のブロック図、第１６図はブロックの
走査説明図、第１７図は従来例の走査説明図である。１は離散コサイン変換部、２は量子化部、３は符号化部
、４は画像判定部である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、入力画像信号又は該入力画像信号のフレーム間
差分信号に対して離散コサイン変換を施す離散コサイン
変換部（１）と、該離散コサイン変換部（１）からの変
換係数又は該変換係数のフレーム間差分信号を量子化す
る量子化部（２）と、該量子化部（２）からの量子化出
力信号を可変長符号化する符号化部（３）と、前記入力
画像信号の性質を判定する画像判定部（４）とを備え、
該画像判定部（４）により、前記入力画像信号の複数画
素からなるブロック対応に、平坦部分、エッジ部分、細
かい文様部分の何れに相当するか判定し、判定結果に基
づいて前記量子化部（２）の量子化ステップを制御することを特徴とする画像信号符号化制御方式。
（２）、前記入力画像信号のフレーム間差分信号に対し
て離散コサイン変換を、施す離散コサイン変換部（１）
と、該離散コサイン変換部（１）からの変換係数を量子
化する量子化部（２）と、該量子化部（２）からの量子
化出力信号を可変長符号化する符号化部（３）と、前記
入力画像信号の性質を判定する画像判定部（４）と、前
記入力画像信号のフレーム間のブロック対応の動き補償
を行う動き補償部とを備え、前記画像判定部（４）によ
り前記量子化部（２）の量子化ステップを制御すること
を特徴とする請求項１記載の画像信号符号化制御方式。
（３）、前記画像判定部（４）による前記量子化部（２
）の制御は、前記平坦部分と判定された時に量子化ステ
ップを細かくし、前記エッジ部分と判定された時に前記
平坦部分に於ける量子化ステップと同じか又はそれより
粗くし、前記細かい文様部分と判定された時に前記エッ
ジ部分に於ける量子化ステップと同じか又はそれより粗
く設定することを特徴とする請求項１記載の画像信号符
号化制御方式。
（４）、前記画像判定部（４）は、前記ブロックの画素
の値についての標準偏差が、第１の閾値以下の時に平坦
部分と判定し、該第１の閾値を超えて第２の閾値以下の
時にエッジ部分と判定し、該第２の閾値を超えた時に細
かい文様部分と判定することを特徴とする請求項１記載
の画像信号符号化制御方式。
（５）、前記画像判定部（４）は、前記ブロックの画素
に対してラプラシアンのマスクをかけ、所定の閾値を超
えた画素数が、第３の閾値以下である時に平坦部分と判
定し、該第３の閾値を超えて第４の閾値以下の時にエッ
ジ部分と判定し、該第４の閾値を超えた時に細かい文様
部分と判定することをも特徴とする請求項１記載の画像
信号符号化制御方式。（６）、前記画像判定部（４）は
、前記ブロック又は該ブロックを細分化したサブブロッ
クの画素の値の平均値を求め、該平均値と該ブロック又
はサブブロック内の各画素の値との差の絶対値が所定の
閾値を超えた画素数を計数し、該画素数が第５の閾値以
下の時に平坦部分と判定し、該画素数が前記第５の閾値
を超えて第６の閾値以下の時にエッジ部分と判定し、該
画素数が前記第６の閾値を超えた時は細かい文様部分と
判定することを特徴とする請求項１記載の画像信号符号
化制御方式。