JPH05347710A - 適応的可変長符号化方法 - Google Patents

適応的可変長符号化方法

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JPH05347710A
JPH05347710A JP15546892A JP15546892A JPH05347710A JP H05347710 A JPH05347710 A JP H05347710A JP 15546892 A JP15546892 A JP 15546892A JP 15546892 A JP15546892 A JP 15546892A JP H05347710 A JPH05347710 A JP H05347710A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像信号を直交変換し、その直交変換係数を
適応的に可変長符号化して情報量の削減を図る適応的可
変長符号化方法に関し、レート,図柄および解像度の変
更に対して可変長符号のミスマッチを低減し、符号化効
率を高めることを目的とする。 【構成】 直交変換係数からブロック中の非零係数の個
数を計数し、その非零係数の個数をブロックの最後を示
す符号(EOB)に代えて可変長符号化し、非零係数の
個数に応じて零係数の連続数と非零係数の係数値との組
に割り当てる可変長符号を切り替えて可変長符号化する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像信号を直交変換
し、その直交変換係数を適応的に可変長符号化して情報
量の削減を図る適応的可変長符号化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】動画像および静止画像の高能率符号化で
は、一定数の画素をブロックとして画面を区切り、この
ブロックごとに画像信号を直交変換し、その直交変換出
力をブロック対応の量子化ステップで量子化する。さら
に、ブロックごとに量子化された直交変換係数を例えば
図2に示すジグザクスキャンと呼ばれる所定の順序に並
べ、零係数の連続数と非零係数の係数値との組と、ブロ
ックの最後を示す符号(EOB)を可変長符号化する。
この可変長符号化では、画像信号の相関性が周波数領域
において低周波成分へ電力が集中するので、その低周波
成分に多くのビットを割り当て、代わりに低電力の高周
波成分にビット割り当てを少なくすることにより、全体
の符号化ビット数の低減を図る仕組みになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の可変
長符号化方法における可変長符号は標準化されており、
CCITT勧告H.261、MPEG,JPEGのいずれに
おいても同じものが用いられている。したがってその有
用性は高いと言えるが、かなり低いレートで最適化され
ているので、HDTVその他の高レートのものに対して
はミスマッチが多くなる。すなわち、直交変換係数は、
量子化方法、絵柄、解像度その他の要因によって様々な
分布をとるので、固定の可変長符号表ではミスマッチの
割合も高くなり、符号化効率が低下する。
【0004】ここで、零係数の連続数と非零係数の係数
値との組Sj の度数分布が画像によって変化する例を図
3に示す。図3(1),(2),(3) は、それぞれ静止している
画像、動いている画像、シーンが切り替わった画像の場
合の度数分布を示す。このような画像に対して、図4
(1) に示す特性を有する可変長符号器を用いて可変長符
号化を行うと、図4(2) 〜(4) に示す斜線部分がミスマ
ッチ領域となり、符号化効率はそのミスマッチ領域が大
きくなる程劣化する。なお、図4において、実線は可変
長符号器の特性を示し、破線は図3(1) 〜(3) に示す各
画像の度数分布を示す。
【0005】本発明は、レート,図柄および解像度の変
更に対して可変長符号表を適応的に切り替えてミスマッ
チを低減し、符号化効率を高めることができる適応的可
変長符号化方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、直交変換係数
からブロック中の非零係数の個数を計数し、その非零係
数の個数をブロックの最後を示す符号(EOB)に代え
て可変長符号化し、非零係数の個数に応じて零係数の連
続数と非零係数の係数値との組に割り当てる可変長符号
を切り替えて可変長符号化することを特徴とする。
【0007】
【作用】レート,図柄および解像度の変更に応じてブロ
ックの非零係数の個数が変化する。たとえば、図3に示
す例では、(1) の静止している画像に対する非零係数の
個数が最も少なく、(3) のシーンが切り替わった画像に
対する非零係数の個数が最も多い。したがって、ブロッ
クごとの直交変換係数をそれぞれ可変長符号化する際
に、非零係数の個数に応じて割り当てる可変長符号を切
り替えることにより、レート,図柄および解像度の変更
があっても可変長符号のミスマッチを最小限に抑えるこ
とができる。
【0008】また、このとき非零係数の個数を可変長符
号化することにより、ブロックの最後を示す符号(EO
B)に代えてブロックの最後が復号側で検出できるとと
もに、その非零係数の個数に応じてブロック対応に可変
長符号の復号処理を行うことができる。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の適応的可変長符号化方法を
実現する可変長符号器の実施例構成を示すブロック図で
ある。
【0010】図において、画像信号入力端子10から入
力された画像信号は、直交変換器11によりブロックご
とに直交変換され、さらに適応量子化器12によりブロ
ック対応の量子化ステップで量子化され、ブロックごと
の直交変換係数となる。この直交変換器11および適応
量子化器12については、従来のものをそのまま用いる
ことができる。
【0011】適応量子化器12で量子化された直交変換
係数は、本発明方法を実現する可変長符号化部20で可
変長符号化されてデータ出力端子13に出力される。こ
の可変長符号化部20に入力された直交変換係数は、ま
ずスキャン変換器21で図2に示すようなジグザグスキ
ャンされ、零係数の連続数と非零係数の係数値との組S
j (j=1,2,…,N)が求められ、同時に非零係数
計数器22でブロック中の非零係数の個数Nが求められ
る。なお、図2に示す例では、N≦63である。このブロ
ック中の非零係数の個数Nは、符号化制御部23および
非零係数量符号化器24に与えられる。符号化制御部2
3は、非零係数の個数Nに応じて切替スイッチ25,2
6,27を切り替える。非零係数量符号化器24は可変
長符号 vlc0を内蔵し、それに従ってブロック中の非零
係数の個数Nを符号化し、切替スイッチ27を介して最
初にデータ出力端子13に送出され、復号側に伝送され
る。
【0012】一方、スキャン変換器21から出力される
零係数の連続数と非零係数の係数値との組Sj は、切替
スイッチ25を介して、ブロック中の非零係数の個数N
に対応する0ラン及び非零係数符号化器28i(i=1,
2,…,m)に入力される。ここで、0ラン及び非零係
数符号化器28i は可変長符号 vlciを内蔵し、零係数
の連続数と非零係数の係数値との組Sj を符号化する。
すなわち、可変長符号vlciを用いてSj を符号化する
ことをCi(Sj) と記述すると、 C0(N), Ck(S1), Ck(S2), Ck(S3), …, C
k(SN) を符号化出力とし、切替スイッチ26を介してデータ出
力端子13に送出する。
【0013】ただし、 k=f(N)=< log2(N+1)> である。この<x>はシーリングを表し、x以上の最小
整数を与える。
【0014】なお、符号化制御部23が切替スイッチ2
5,26を切り替える関数fは、装置化するに当たって
簡単に構成できる関数を選んでいるが、符号のミスマッ
チが少なくなるように切り替えるアルゴリズムであれば
上記のものに限定されるものではない。
【0015】ここで、m=3の場合の0ラン及び非零係
数符号化器281 〜283 の特性例を図5(1) 〜(3) に
示す。また、図3(1) 〜(3) に示す各画像に対応する非
零係数の個数Nに応じて、この0ラン及び非零係数符号
化器281 〜283 をそれぞれ対応させた場合の様子を
図5(4) 〜(6) に示す。なお、図5の実線は0ラン及び
非零係数符号化器281 〜283 の各特性を示し、破線
は図3(1) 〜(3) に示す各画像の度数分布を示す。図5
に示すように、実線と破線のずれた部分の領域がミスマ
ッチ領域となるが、図4に示す固定の可変長符号を用い
る場合に比べてミスマッチ領域は大幅に小さくなり、符
号化効率の向上が可能なことがわかる。
【0016】なお、0ラン及び非零係数符号化器28の
数m(可変長符号表の種類)を多くすることにより、さ
らに細かな変動にも柔軟に対処することができ、符号化
効率の一層の向上を図ることができる。
【0017】ところで、ブロック中の非零係数の個数N
を最初に送ることにより、復号側では零係数の連続数と
非零係数の係数値との組Sj の個数Nを知ることができ
るとともに、どの可変長符号 vlciを用いているかを知
ることができる。これは、可変長符号を適応的に切り替
えることによる符号化効率の向上を生むだけでない。そ
れに加えて、通常は最も多い事象であるブロックの最後
を示す符号(EOB)を可変長符号に含める必要がなく
なるので、さらに符号化効率の向上を見込める符号割り
当てを行うことができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、直交変
換係数の分布の変化に適応的に可変長符号を割り当てる
により、ミスマッチを削減して符号化効率の向上を図る
ことができる。各可変長符号にブロックの最後を示す
符号(EOB)が不要となるので、その分各シンボルに
対して効率よく符号語を割り当てることができ、一層の
符号化効率の向上を図ることができる。
【0019】また、本発明方法では、直交変換および量
子化を行う情報源符号化の部分には何も制約を要求しな
いので、既存の構成の可変長符号化部を入れ替えるだけ
で、従来構成に比べて大幅な符号化効率の向上を実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の適応的可変長符号化方法を実現する可
変長符号器の実施例構成を示すブロック図。
【図2】可変長符号化で用いるジグザクスキャンを示す
図。
【図3】画像と、零係数の連続数と非零係数の係数値と
の組Sj の度数分布との関係を示す図。
【図4】可変長符号器の特性と画像の度数分布との関係
を示す図。
【図5】0ラン及び非零係数符号化器281 〜283
特性と画像の度数分布との関係を示す図。
【符号の説明】
10 画像信号入力端子 11 直交変換器 12 適応量子化器 13 データ出力端子 20 可変長符号化部 21 スキャン変換器 22 非零係数計数器 23 符号化制御部 24 非零係数量符号化器 25,26,27 切替スイッチ 28 0ラン及び非零係数符号化器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像信号をブロックごとに直交変換し、
    さらにブロック対応の量子化ステップで量子化した直交
    変換係数をそれぞれ可変長符号化する可変長符号化方法
    において、 前記直交変換係数からブロック中の非零係数の個数を計
    数し、その非零係数の個数をブロックの最後を示す符号
    (EOB)に代えて可変長符号化し、 前記非零係数の個数に応じて、零係数の連続数と非零係
    数の係数値との組に割り当てる可変長符号を切り替えて
    可変長符号化することを特徴とする適応的可変長符号化
    方法。
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