JPH0595543A - Video coding / decoding device - Google Patents
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- JPH0595543A JPH0595543A JP27882091A JP27882091A JPH0595543A JP H0595543 A JPH0595543 A JP H0595543A JP 27882091 A JP27882091 A JP 27882091A JP 27882091 A JP27882091 A JP 27882091A JP H0595543 A JPH0595543 A JP H0595543A
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/004—Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、動画像符号化復号化装置において、
少ない情報量でかつ高画質の伝送画像を得ることができ
る動画像符号化復号化装置を提案しようとするものであ
る。
【構成】エツジの様に不連続な画像情報を含む画像は、
予測符号化に切り替えることにより、DCT符号化と同
程度もしくは少ない情報量で、モスキートノイズ等の妨
害の少ない符号化ができ、DCT符号化のみのシステム
に比べて、トータルで少ない情報量で、高い画質が得ら
れる。さらに、予測符号化を行なう場合、ブロツクの予
測値と量子化幅(またはブロツクのダイナミツクレン
ジ)を伝送して、適応量子化を行なうことにより、復号
画像のブロツク歪を軽減させることができる。また、量
子化後にDPCMをすることにより、さらに符号化効率
を高めることができる。
(57) [Summary] [Object] The present invention provides a moving picture coding / decoding apparatus,
An object of the present invention is to propose a moving picture coding / decoding apparatus capable of obtaining a high quality transmission image with a small amount of information. [Structure] Images containing discontinuous image information, such as edges,
By switching to predictive coding, it is possible to perform coding with the same or a smaller amount of information as DCT coding and less interference such as mosquito noise, and a smaller amount of information and a higher total amount of information than a system using only DCT coding. Image quality is obtained. Furthermore, when predictive coding is performed, the block distortion of the decoded image can be reduced by transmitting the predicted value of the block and the quantization width (or the dynamic range of the block) and performing adaptive quantization. In addition, coding efficiency can be further improved by performing DPCM after quantization.
Description
【0001】[0001]
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(図1及び図2) 作用(図15〜図18) 実施例(図1〜図22) (1)全体構成(図1及び図2) (2)符号化装置の構成(図1) (2−1)DCT処理部5の構成(図3及び図4) (2−2)予測符号化処理部6の処理 (2−3−1)ブロツク内の画像信号の平均値を予測値
とする方法(図5〜図7) (2−3−2)適応型ダイナミツクレンジ符号化を用い
て予測値を求める方法(図8及び図9) (2−3−3−1)エツジマツチング量子化方法(1)
(図10〜図12) (2−3−3−2)エツジマツチング量子化方法(2)
(図13) (2−4)DPCM回路25の構成 (2−4−1)DPCM方式(1)(図14) (2−4−2)DPCM方式(2)(図14) (2−4−3)DPCM方式(3)(図15〜図18) (2−5)DCT/予測符号化判定回路7の処理 (2−5−1)空間領域での判定 (2−5−2)DCT変換出力領域での判定(図19) (3)復号化装置の構成(図2) (3−1)逆DPCM回路27の構成(図20〜図2
2) (4)実施例の動作 (5)実施例の効果 (6)他の実施例 発明の効果[Table of Contents] The present invention will be described in the following order. Field of Industrial Application Conventional Technology Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems (FIGS. 1 and 2) Action (FIGS. 15 to 18) Example (FIGS. 1 to 22) (1) Overall Configuration (FIGS. 1 and 2) (2) Configuration of Encoding Device (FIG. 1) (2-1) Configuration of DCT Processing Unit 5 (FIGS. 3 and 4) (2-2) Predictive Encoding Processing Unit 6 Process (2-3-1) Method of using average value of image signal in block as prediction value (FIGS. 5 to 7) (2-3-2) Prediction value is calculated using adaptive dynamic range coding Method (FIGS. 8 and 9) (2-3-3-1) Edge matching quantization method (1)
(FIGS. 10 to 12) (2-3-3-2) Edge matching quantization method (2)
(FIG. 13) (2-4) Configuration of DPCM Circuit 25 (2-4-1) DPCM System (1) (FIG. 14) (2-4-2) DPCM System (2) (FIG. 14) (2-4 -3) DPCM method (3) (FIGS. 15 to 18) (2-5) Processing of DCT / prediction coding determination circuit 7 (2-5-1) Determination in spatial domain (2-5-2) DCT Determination in Transform Output Area (FIG. 19) (3) Configuration of Decoding Device (FIG. 2) (3-1) Configuration of Inverse DPCM Circuit 27 (FIGS. 20 to 2)
2) (4) Operation of the embodiment (5) Effect of the embodiment (6) Other embodiment Effect of the invention
【0002】[0002]
【産業上の利用分野】本発明は、動画像を高能率符号化
して伝送する動画像符号化装置に適用して好適なもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is suitable for application to a moving picture coding apparatus that codes a moving picture with high efficiency and transmits the moving picture.
【0003】[0003]
【従来の技術】従来、例えばテレビ会議システム、テレ
ビ電話システムのように動画像を遠隔地に伝送する映像
信号伝送システムにおいては、伝送路を効率よく利用す
るため、映像信号をフレーム間又はフレーム内符号化し
て有為情報の伝送効率を高めるようになされている。こ
のような符号化データを高能率符号化する符号化方式と
して代表的なものに2次元デイスクリートコサイン変換
DCT(Discrete Cosine Transform )方式がある。2. Description of the Related Art Conventionally, in a video signal transmission system for transmitting a moving image to a remote place such as a video conference system or a video telephone system, in order to efficiently use a transmission line, the video signal is transmitted between frames or within a frame. It is designed to enhance the transmission efficiency of important information by encoding. A typical two-dimensional Discrete Cosine Transform (DCT) system is a typical coding system for highly efficient coding of such coded data.
【0004】このデイスクリートコサイン変換方式は、
画像信号のもつ2次元相関性を利用してある特定の周波
数成分に信号電力を集中させ、この集中分布した係数の
みを符号化することにより情報量を圧縮するものであ
る。例えば絵柄が平坦で画像信号の自己相関性が高い部
分ではDCT係数の分布は低周波数成分へ集中し、この
場合には低域に集中分布した係数のみを符号化すること
で情報量を圧縮することができるようになされている。This Discrete Cosine Transform method is
The amount of information is compressed by concentrating signal power on a specific frequency component using the two-dimensional correlation of an image signal and encoding only the concentrated distribution coefficient. For example, the distribution of DCT coefficients concentrates on low-frequency components in a portion where the pattern is flat and the autocorrelation of the image signal is high. In this case, the amount of information is compressed by encoding only the coefficients distributed in the low frequency range. Is made possible.
【0005】一方エツジが多い絵柄では、エツジの不連
続点において係数が低周波から高周波数成分まで広く分
散して発生する。この場合エツジの様に画像信号の不連
続点をDCT係数で精度良く表すためには、非常に多く
の係数を必要とするため、符号化効率が落ちることにな
る。このとき画像の高圧縮符号化のために係数の量子化
特性を粗くしたり、高周波数成分の係数を切り捨てたり
すると、画像信号の劣化が目立つようになる。例えば、
視覚的にリンギングが目立つようになる。On the other hand, in a pattern with many edges, the coefficients are widely dispersed from low frequency components to high frequency components at the discontinuity points of the edges. In this case, in order to accurately represent the discontinuous point of the image signal with the DCT coefficient like an edge, a very large number of coefficients are required, so that the coding efficiency is lowered. At this time, if the quantization characteristic of the coefficient is roughened for high compression coding of the image or the coefficient of the high frequency component is discarded, the deterioration of the image signal becomes noticeable. For example,
The ringing becomes noticeable visually.
【0006】これに対して動画像の符号化方式として予
測符号化方式があるが、この予測符号化方式は、相関が
ある絵柄については、比較的高能率で伝送画像を符号化
することができるが、相関が少ない場合には、情報量が
増加するため伝送効率が低下するという問題がある。そ
こで伝送画像の符号化方式をブロツク単位で切換えるこ
とにより、伝送効率を高めることが提案されている。On the other hand, there is a predictive coding method as a moving picture coding method. With this predictive coding method, a transmission image can be coded with relatively high efficiency for a correlated pattern. However, when the correlation is small, there is a problem that the amount of information increases and the transmission efficiency decreases. Therefore, it has been proposed to improve the transmission efficiency by switching the encoding method of the transmission image in block units.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが伝送画像をブ
ロツク単位で予測符号化しようとすると、ブロツク歪が
目立つという問題があつた。ここでブロツク歪とは、画
像が符号化の結果、部分的にブロツク毎のモザイク状に
見える現象をいう。However, when trying to predictably code a transmission image in block units, there is a problem that block distortion is conspicuous. Here, the block distortion means a phenomenon that an image partially looks like a mosaic for each block as a result of encoding.
【0008】これは予測符号化が画像信号の振幅だけの
冗長性を圧縮するためであり、空間周波数領域まで圧縮
するデイスクリートコサイン変換方式に比べて、圧縮率
を高くするとブロツク歪が発生しやすいためである。こ
のようにブロツク単位でデイスクリートコサイン変換方
式と予測符号化方式とを切替えて符号化する場合には、
単純に符号化効率の良い方に切り換えて画像を符号化し
て伝送すると、符号化効率は上がるが、復号画像のブロ
ツク歪みによる画像の劣化が発生するという問題があつ
た。This is because the predictive coding compresses the redundancy of only the amplitude of the image signal, and block distortion is likely to occur when the compression rate is increased as compared with the discrete cosine transform method which compresses up to the spatial frequency domain. This is because. In this way, when switching between the discrete cosine transform method and the predictive coding method in block units,
When the image is encoded and transmitted by simply switching to the one having higher encoding efficiency, the encoding efficiency is improved, but there is a problem that the image is deteriorated due to block distortion of the decoded image.
【0009】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、少ない情報量でかつ高画質の伝送画像を得ることが
できる動画像符号化装置を提案しようとするものであ
る。The present invention has been made in consideration of the above points, and an object thereof is to propose a moving picture coding apparatus capable of obtaining a high quality transmission image with a small amount of information.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め第1の発明においては、画像を複数の画素に対応する
単位ブロツクに分割し、当該単位ブロツクごとに上記画
素の画素データを直交変換符号化又は予測符号化して伝
送する動画像符号化復号化して伝送する動画像符号化復
号化装置1において、予測符号化によつて画素データを
伝送するとき、単位ブロツク内の第1の画素を初期位置
から所定画素分離れた第2の位置に移動させ、当該第2
の位置周辺の第2の画素データと第1の画素の画素デー
タとの差分値を求めることにより、画像の画像情報を圧
縮して伝送するようにする。In order to solve such a problem, in the first invention, an image is divided into unit blocks corresponding to a plurality of pixels, and the pixel data of the pixels is orthogonally transformed by each unit block. In the moving picture coding / decoding apparatus 1 for decoding and transmitting, the first picture element in the unit block is initially set to the first picture element when the picture element data is transmitted by predictive coding. From the position to a second position separated by a predetermined pixel,
By obtaining the difference value between the second pixel data and the pixel data of the first pixel around the position of, the image information of the image is compressed and transmitted.
【0011】また第2の発明においては、画像を複数の
画素に対応する単位ブロツクに分割し、当該単位ブロツ
クごとに画素の画素データを直交変換符号化又は予測符
号化して伝送する動画像符号化復号化して伝送する動画
像符号化復号化装置1において、予測符号化によつて画
素データを伝送するとき、単位ブロツク内の画素を行単
位又は列単位で同一行内又は同一列内所定画素分移動さ
せ、当該移動後の第2の位置に隣接する行又は列の第2
の画素の画素データと画素の画素データとの差分値を求
めることにより、画像の画像情報を圧縮して伝送するよ
うにする。According to the second aspect of the present invention, a moving image coding is performed in which an image is divided into unit blocks corresponding to a plurality of pixels, and pixel data of the pixels is orthogonal transform coded or predictively coded for each unit block and transmitted. In the moving picture coding / decoding apparatus 1 for decoding and transmitting, when transmitting pixel data by predictive coding, the pixels in the unit block are moved by a predetermined pixel in the same row or in the same column in row units or column units. The second row or column adjacent to the second position after the movement.
By calculating the difference value between the pixel data of the pixel and the pixel data of the pixel, the image information of the image is compressed and transmitted.
【0012】[0012]
【作用】1枚の画像を単位ブロツクに分割し、当該単位
ブロツクごとに符号化する場合、デイスクリートコサイ
ン変換符号化と予測符号化とを絵柄の性質に応じて切替
え、ブロツク単位の予測符号化により生ずるブロツク歪
み(ブロツク間の不連続性)を軽減させるために、符号
化装置では、予測符号化する単位ブロツクでは単位ブロ
ツクの予測値と量子化幅、又は単位ブロツクの予測値と
ダイナミツクレンジとを伝送して適応量子化し、復号化
装置では、切替え情報とブロツクの予測値と量子化幅、
又はブロツクの予測値とダイナミツクレンジとに基づい
て画像を復号することにより、高画質の画像を得ること
ができる。When one image is divided into unit blocks and each unit block is coded, the discrete cosine transform coding and the predictive coding are switched according to the nature of the pattern, and the predictive coding in the block unit. In order to reduce the block distortion (discontinuity between blocks) caused by, the coding unit predicts and predicts the unit block prediction value and quantization width, or the unit block prediction value and the dynamic range. , And adaptively quantize, and in the decoding device, switching information, block prediction value and quantization width,
Alternatively, a high-quality image can be obtained by decoding the image based on the block prediction value and the dynamic range.
【0013】[0013]
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0014】(1)全体構成 図1及び図2において1は全体として画像データ伝送シ
ステムを示し、符号化装置2Aは画像データをフレーム
(フイールド)内又はフレーム(フイールド)間符号化
し、符号化後の伝送画像を各ブロツク毎にデイスクリー
トコサイン変換符号化処理又は予測符号化処理を適宜切
り換えて伝送するようになされている。(1) Overall Structure In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes an image data transmission system as a whole, and an encoding device 2A encodes image data within a frame (field) or between frames (field) and after encoding. The transmission image is transmitted by appropriately switching the discrete cosine transform coding process or the predictive coding process for each block.
【0015】符号化装置2Aは、符号化する領域毎にこ
の切り換え情報をデイスクリートコサイン変換符号化又
は予測符号化の切り替え情報フラグに付加するか、又は
符号化する領域の場合分けを示す情報フラグを拡張して
予測符号化のモードを設けるようになされている。また
復号化装置2Bは、符号化された画像データと共に伝送
されるこれらの情報フラグによつて伝送画像を復号する
ようになされている。The coding device 2A adds this switching information to the switching information flag for discrete cosine transform coding or predictive coding for each area to be coded, or an information flag indicating the case classification of the area to be coded. Is extended to provide a mode of predictive coding. Further, the decoding device 2B is adapted to decode the transmission image by using these information flags transmitted together with the encoded image data.
【0016】(2)符号化装置の構成 符号化装置2Aは、8×8画素の画像データを入力デイ
ジタルデータS1として入力すると、差データ生成回路
3及び又は切換回路4を介してデイスクリートコサイン
変換処理部5、予測符号化処理部6及びDCT/予測符
号化判定回路7にそれぞれ供給するようになされてい
る。差データ生成回路3は、入力デイジタルデータS1
と予測回路8から入力される予測データS2との差分を
差分データS3として切換回路4に出力する。(2) Configuration of Encoding Device The encoding device 2A receives the image data of 8 × 8 pixels as the input digital data S1 and performs the discrete cosine transform via the difference data generating circuit 3 and / or the switching circuit 4. The processing unit 5, the predictive coding processing unit 6, and the DCT / predictive coding determination circuit 7 are supplied to the respective units. The difference data generation circuit 3 uses the input digital data S1.
And the difference between the prediction data S2 input from the prediction circuit 8 and the difference data S3 are output to the switching circuit 4.
【0017】切換回路4は、予測回路8から入力される
フレーム間/フレーム内符号化切換信号S4により、フ
レーム内符号化して伝送した方が少ないデータ量で伝送
できる場合には入力デイジタルデータS1をそのまま出
力し、またフレーム間符号化して伝送した方が少ないデ
ータ量で伝送できる場合には差分データS3を出力する
ようになされている。The switching circuit 4 uses the inter-frame / intra-frame coding switching signal S4 input from the prediction circuit 8 to input the input digital data S1 when the intra-frame coded data can be transmitted with a smaller data amount. The difference data S3 is output when it can be output as it is, or when it can be transmitted with a smaller data amount by inter-frame encoding and transmission.
【0018】ここでDCT処理部5は、入力画像の2次
元相関を利用して、入力画像データS1又は差分データ
S3を微小ブロツク単位でデイスクリートコサイン変換
し、その結果得られる変換データを所定の量子化サイズ
で量子化すると切換回路9を介して可変長符号化回路1
0に出力するようになされている。Here, the DCT processing section 5 utilizes the two-dimensional correlation of the input image to perform the discrete cosine transform of the input image data S1 or the difference data S3 in the unit of a minute block, and the transformed data obtained as a result is subjected to a predetermined conversion. When quantized with the quantization size, the variable length coding circuit 1 is passed through the switching circuit 9.
It is designed to output to 0.
【0019】また予測符号化処理部6は、ブロツク内の
画像信号を予測符号化すると、その予測値と現画像信号
との差分を求め、当該差分信号を所定の量子化サイズで
量子化して切換回路9を介して可変長符号化回路10に
出力するようになされている。DCT/予測符号化判定
回路7は、画像信号を符号化する場合に、ブロツク単位
でデイスクリートコサイン変換するか、ブロツク単位で
予測符号化するかを判別し、判別結果をDCT/予測符
号化切換信号S5として出力するようになされている。Further, when the predictive coding unit 6 predictively codes the image signal in the block, the predictive coding unit 6 obtains the difference between the predicted value and the current image signal, quantizes the difference signal with a predetermined quantization size, and switches it. It is adapted to output to the variable length coding circuit 10 via the circuit 9. The DCT / predictive coding determination circuit 7 determines whether to perform discrete cosine conversion in block units or predictive coding in block units when coding an image signal, and the determination result is switched to DCT / predictive coding. The signal S5 is output.
【0020】これにより切換回路9は、デイスクリート
コサイン変換データを出力すべき場合にはDCT処理部
5から出力される変換データS6を可変長符号化回路1
0に出力し、予測符号化データを出力すべき場合には予
測符号化処理部6から出力される変換データS7を可変
長符号化回路10に出力するようになされている。As a result, the switching circuit 9 outputs the conversion data S6 output from the DCT processing unit 5 when the discrete cosine conversion data is to be output.
When the predicted coded data is to be output to 0, the converted data S7 output from the predictive coding processing unit 6 is output to the variable length coding circuit 10.
【0021】ここで可変長符号化回路10は、統計的性
質の異なるDCT変換データS6と予測符号化変換デー
タS7に対応し、DCT/予測符号化切換信号S5によ
り切り換え制御される変換テーブルを有し、当該変換テ
ーブルによりさらに符号化効率を向上させ、伝送データ
S8として出力するようになされている。Here, the variable length coding circuit 10 has a conversion table corresponding to the DCT conversion data S6 and the predictive coding conversion data S7 having different statistical properties and switching controlled by the DCT / prediction coding switching signal S5. Then, the conversion efficiency is further improved by the conversion table and output as the transmission data S8.
【0022】またバツフア回路11は、伝送データS8
を一端メモリに格納した後、所定の順序で出力すると共
に、メモリに残留している残留データが適性な残量にな
るように量子化サイズを制御する量子化幅制御信号を出
力するようになされている。ここで符号化装置2Aは、
逆量子化回路12及び逆DCT回路13を順次介してD
CT処理部5から入力される量子化データS10を代表
値に逆量子化すると共に、さらにデイスクリートコサイ
ン変換と逆の変換処理により局部復号画像データS11
に変換して出力するようになされている。The buffer circuit 11 also transmits the transmission data S8.
After it is stored in the memory, it is output in a predetermined order, and a quantization width control signal for controlling the quantization size is output so that the residual data remaining in the memory has an appropriate remaining amount. ing. Here, the encoding device 2A is
D through the inverse quantization circuit 12 and the inverse DCT circuit 13 in sequence
The quantized data S10 input from the CT processing unit 5 is inversely quantized into a representative value, and the locally decoded image data S11 is further subjected to the inverse transform process of the discrete cosine transform.
It is designed to be converted to and output.
【0023】また符号化装置2Aは、逆量子化回路14
及び逆予測符号化回路15を順次介して予測符号化処理
部6から入力される量子化データS12を代表値に逆量
子化すると共に、さらに予測符号化処理と逆の変換処理
により復号画像データS13に変換して出力するように
なされている。切換回路16は、DCT/予測符号化切
換信号S5に基づいて入力画像がDCT変換されて伝送
される場合には復号画像データS11を出力し、また入
力画像が予測符号化処理されて伝送される場合には復号
画像データS13に変換して加算回路17に出力するよ
うになされている。Further, the encoding device 2A includes an inverse quantization circuit 14
Then, the quantized data S12 input from the predictive encoding processing unit 6 through the inverse predictive encoding circuit 15 is inversely quantized into a representative value, and further the decoded image data S13 is obtained by the conversion processing opposite to the predictive encoding processing. It is designed to be converted to and output. The switching circuit 16 outputs the decoded image data S11 when the input image is DCT-converted and transmitted based on the DCT / predictive coding switching signal S5, and the input image is predictively coded and transmitted. In such a case, the decoded image data S13 is converted and output to the addition circuit 17.
【0024】ここで加算回路17は、切換回路18から
入力される画像データS14と復号画像データS11又
はS13を加算して局部復号データS15を予測回路8
に供給するようになされている。ここで予測回路8は、
局部復号データS15に基づいて予測データS2を差分
データ生成回路3及び切換回路18に供給すると共に、
局部復号データS15に基づいて動きベクトル/予測モ
ード判別信号S16を可変長符号化回路10に出力する
ようになされている。Here, the adder circuit 17 adds the image data S14 input from the switching circuit 18 and the decoded image data S11 or S13 to obtain the locally decoded data S15 as the prediction circuit 8.
It is designed to be supplied to. Here, the prediction circuit 8
The prediction data S2 is supplied to the difference data generation circuit 3 and the switching circuit 18 based on the locally decoded data S15, and
The motion vector / prediction mode determination signal S16 is output to the variable length coding circuit 10 based on the locally decoded data S15.
【0025】(2−1)DCT処理部5の構成 DCT処理部5は、DCT回路20、量子化回路21及
び遅延回路22を有しており、DCT回路20は入力画
像の2次元相関を利用して、入力デイジタルデータS1
又は差分データS3をデイスクリートコサイン係数デー
タS21に変換し、量子化回路21に出力するようにな
されている(電子情報通信学会論文誌1987年/1Vol.J70-
B No.1 p96-104「HDTV信号のフレーム内/フレーム
間適応外挿内挿予測符号化」及び特願平2−41024
7号)。(2-1) Configuration of DCT Processing Unit 5 The DCT processing unit 5 has a DCT circuit 20, a quantization circuit 21 and a delay circuit 22, and the DCT circuit 20 uses the two-dimensional correlation of the input image. And input digital data S1
Alternatively, the difference data S3 is converted into the discrete cosine coefficient data S21 and output to the quantization circuit 21 (Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 1987 / 1Vol.J70-
B No. 1 p96-104 “Intra-frame / inter-frame adaptive extrapolation interpolative coding of HDTV signal” and Japanese Patent Application No. 2-41024
No. 7).
【0026】また量子化回路21は、デイスクリートコ
サイン係数データS21を発生情報量に応じて量子化
し、量子化データS10を遅延回路22及び逆量子化回
路12に出力するようになされている。遅延回路22
は、予測符号化処理部6の処理時間に対応する遅延時間
分、量子化データS10を遅延させて可変長符号化回路
10に出力するようになされている。The quantizing circuit 21 quantizes the discrete cosine coefficient data S21 in accordance with the amount of generated information and outputs the quantized data S10 to the delay circuit 22 and the inverse quantizing circuit 12. Delay circuit 22
Is configured to delay the quantized data S10 by a delay time corresponding to the processing time of the predictive coding processing unit 6 and output the quantized data S10 to the variable length coding circuit 10.
【0027】因みにDCT方式は一般的に、輝度変化の
滑らかな信号にDCTを行うことにより、ある係数の周
辺に大きな値が集中する性質があることが知られてい
る。例えば図3(A)に示すように、8×8画素でなる
1ブロツクとして左上から右下方向へエツジを含む絵柄
であつてその各画素が30から100の輝度レベルを有
する原画像が入力された場合、DCT回路40によりデ
イスクリートコサイン変換すると、ブロツク内の係数は
殆どが0となる(図3(B))。また値を有する係数
は、左上から右下の対角線上に存在する。Incidentally, it is known that the DCT method generally has a property that a large value is concentrated around a certain coefficient by performing DCT on a signal whose brightness changes smoothly. For example, as shown in FIG. 3 (A), an original image having a luminance level of 30 to 100 in which each pixel is a pattern including edges from the upper left to the lower right as one block of 8 × 8 pixels is input. In this case, when the discrete cosine transform is performed by the DCT circuit 40, most of the coefficients in the block become 0 (FIG. 3 (B)). Further, the coefficient having the value exists on the diagonal line from the upper left to the lower right.
【0028】次にこの係数を量子化回路21により例え
ば輝度レベルが10の値で量子化すると、係数のほとん
どが0となり、大きな係数のみが残る。そこでその係数
を、図示した係数の呼び出し順路(数字は呼び出し順を
示す)に従つて順次呼び出し、可変長符号化回路(VL
C)10によりハフマン符号等の可変長符号方式で符号
可することにより、高能率符号化することができる。Next, when this coefficient is quantized by the quantizer circuit 21 with a brightness level of 10, for example, most of the coefficients become 0 and only large coefficients remain. Therefore, the coefficients are sequentially called according to the calling sequence of the coefficients shown in the figure (the numbers indicate the calling order), and the variable length coding circuit (VL
High efficiency coding can be performed by applying a variable length coding method such as Huffman code according to C) 10.
【0029】この際、画素は2次元方向に相関があるこ
とを考慮して、係数の呼び出し開始点から徐々に遠い係
数を呼び出すようにすること等が提案されている。また
水平方向に係数の相関が強い絵柄では、図4に示すよう
な読み出し順序でブロツクの上段(0〜7)の係数を順
次呼び出し、続いて(8〜63)のように呼び出すこと
ができる。At this time, taking into consideration that pixels have a correlation in a two-dimensional direction, it has been proposed to call a coefficient that is gradually distant from a coefficient calling start point. Further, in the case of a pattern having a strong coefficient correlation in the horizontal direction, the coefficients in the upper stage (0 to 7) of the block can be sequentially called in the reading order as shown in FIG. 4, and subsequently can be called as (8 to 63).
【0030】(2−2)予測符号化処理部6の処理 予測符号化処理部6は、予測符号化回路23、量子化回
路24及びDPCM(Differntial PCM )回路25を有
している。予測符号化処理部6は、ブロツク内の画像信
号を予測符号化すると、ブロツク内の画像信号情報から
そのブロツクの差分信号を発生して量子化し、DPCM
回路25により差分信号に残された自己相関性を減らし
てそのデータを可変長符号化回路10により符号化する
ことにより、高能率符号化するようになされている(特
開平1−135281号公報、特開平2−134910
号公報)。(2-2) Processing of Predictive Encoding Processing Unit 6 The predictive encoding processing unit 6 has a predictive encoding circuit 23, a quantizing circuit 24 and a DPCM (Differntial PCM) circuit 25. When the predictive coding processing unit 6 predictively codes the image signal in the block, the predictive coding processing unit 6 generates a differential signal of the block from the image signal information in the block and quantizes it to generate DPCM.
High-efficiency coding is performed by reducing autocorrelation left in the differential signal by the circuit 25 and coding the data by the variable-length coding circuit 10 (JP-A-1-135281). JP-A-2-134910
Publication).
【0031】この際バツフア回路11は出力データを監
視し、情報量に応じて予測符号化回路23の量子化幅Q
を決定するようになされている。適応量子化の方法とし
て、具体的には以下の3つのものが使用可能であり、本
発明では、これらの方法の1若しくは複数をブロツク毎
に選択的に使用するようになされている。At this time, the buffer circuit 11 monitors the output data and, depending on the amount of information, the quantization width Q of the predictive coding circuit 23.
Is made to decide. Specifically, the following three methods can be used as the adaptive quantization method. In the present invention, one or more of these methods are selectively used for each block.
【0032】(2−3−1)ブロツク内の画像信号の平
均値を予測値とする方法 すなわち図5に示すように、ブロツク内の全画素の振幅
の平均値を求め、その平均値とそれぞれの画素の信号レ
ベルの差を量子化する方法である。ここで量子化幅Qは
バツフア回路11から出力される値である。このときブ
ロツク内の平均値をM、ブロツク内画素の信号レベルを
Lとすれば量子化コードLqは、次式(2-3-1) Method of using the average value of the image signal in the block as the predicted value, that is, as shown in FIG. 5, the average value of the amplitudes of all the pixels in the block is obtained, and the average value and the average value are respectively obtained. This is a method of quantizing the difference in signal level between pixels. Here, the quantization width Q is a value output from the buffer circuit 11. At this time, if the average value in the block is M and the signal level of the pixel in the block is L, the quantization code Lq is
【数1】 で表される。ここで//は小数第一位の4捨5入を示
す。[Equation 1] It is represented by. Here, // indicates rounding off to the first decimal place.
【0033】また復元値をL’とすると、If the restoration value is L ',
【数2】 と表すことができる(図6)。ただしこの方式では量子
化幅Qが大きい場合には、復元値歪みが大きくなり、図
7に示すようにブロツク間が不連続となりやすい。[Equation 2] Can be expressed as (FIG. 6). However, in this method, when the quantization width Q is large, the restoration value distortion becomes large, and discontinuity between blocks tends to occur as shown in FIG.
【0034】(2−3−2)適応型ダイナミツクレンジ
符号化ADRC(Adaptive Dynamic Range Coding )を
用いて予測値を求める方法 本方法は、「適応型ダイナミツク・レンジ符号化の量子
化方式の検討」近藤他、1989年、第4回画像符号化
シンポジウム(PCSJ)資料(4−3)に開示されて
いる。(2-3-2) Method of Obtaining Prediction Value Using Adaptive Dynamic Range Coding (ADRC) This method is based on the "quantization method of adaptive dynamic range coding". Kondo et al., 1989, 4th Image Coding Symposium (PCSJ) Material (4-3).
【0035】適応型ダイナミツク・レンジ符号化ADR
Cを適用した場合の量子化特性を図8に、適応型ダイナ
ミツク・レンジ符号化ADRCによつて生じるブロツク
歪みの例を図9に示す。適応型ダイナミツク・レンジ符
号化ADRCにおいて、ブロツク内の最小値を予測値と
して用いる理由は、最小値はそのブロツクの周辺部にあ
ることが多いからである。Adaptive Dynamic Range Coding ADR
FIG. 8 shows the quantization characteristic when C is applied, and FIG. 9 shows an example of the block distortion caused by the adaptive dynamic range coding ADRC. In the adaptive dynamic range coding ADRC, the reason why the minimum value in a block is used as a prediction value is that the minimum value is often located in the peripheral portion of the block.
【0036】すなわち通常ブロツクは8×8画素程度の
小さな領域であるため、輝度レベルが凹型となる場合は
極めて低いからである。このためあるブロツクの最小値
は、周囲のブロツクのいずれかのブロツクの最小値に近
い値を取ることが多い。従つて最小値がブロツクの周辺
部にある場合には、少なくとも一つの周辺ブロツクとの
間の連続性が保たれ、ブロツク歪みが最小に押さえられ
る。That is, since the normal block is a small area of about 8 × 8 pixels, when the brightness level is concave, it is extremely low. For this reason, the minimum value of a certain block is often close to the minimum value of any of the surrounding blocks. Therefore, when the minimum value is in the peripheral portion of the block, the continuity with at least one peripheral block is maintained, and the block distortion is suppressed to the minimum.
【0037】さらに適応型ダイナミツク・レンジ符号化
ADRCでは、図8のように最上位、および最下位の階
調レベルに含まれる信号値の平均値で、新たに最大値、
最小値を定義し直すことにより、ノイズや孤立点の影響
を受けにくくなる(特開平2−134910号公報)。Further, in the adaptive dynamic range coding ADRC, as shown in FIG. 8, the average value of the signal values included in the highest and lowest gradation levels is newly added to the maximum value.
Redefining the minimum value makes it less susceptible to noise and isolated points (JP-A-2-134910).
【0038】 (2−3−3−1)エツジマツチング量子化方法(1) まず1次元の場合について説明する。図10、図11に
示すようなブロツク長の信号について、ブロツクの両端
の信号値をX1、X2とし、簡単のためにX1≦X2と
すると共に、信号値X1とX2の復元値が定められた誤
差以下に出力されるように、バツフア11から出力され
る量子化幅Qを以下のアルゴリズムにより変更する。(2-3-3-1) Edge Matching Quantization Method (1) First, the one-dimensional case will be described. With respect to the block length signal as shown in FIGS. 10 and 11, the signal values at both ends of the block are set to X1 and X2, and X1 ≦ X2 is set for simplification, and the restoration values of the signal values X1 and X2 are determined. The quantization width Q output from the buffer 11 is changed by the following algorithm so that it is output below the error.
【0039】ブロツク内画素の信号レベルをL、信号値
X1、X2の復元値許容誤差をExとすれば、ダイナミ
ツクレンジDRは、If the signal level of the pixel in the block is L and the restoration error tolerance of the signal values X1 and X2 is Ex, the dynamic range DR is
【数3】 であり、量子化幅Q及び信号値X1を、[Equation 3] And the quantization width Q and the signal value X1 are
【数4】 かつ、[Equation 4] And,
【数5】 とすると、量子化幅Qを予測符号化回路23から量子化
回路24へ出力される量子化幅制御信号S22により指
示される量子化幅qと同じ値とし、信号値X1はそのま
まとする。[Equation 5] Then, the quantization width Q is set to the same value as the quantization width q indicated by the quantization width control signal S22 output from the predictive coding circuit 23 to the quantization circuit 24, and the signal value X1 is left unchanged.
【0040】また[0040] Also
【数6】 かつ[Equation 6] And
【数7】 とすると、量子化幅Q及び信号値X1はそのままとす
る。ここでABSは絶対値を表す。[Equation 7] Then, the quantization width Q and the signal value X1 are left unchanged. Here, ABS represents an absolute value.
【0041】ここでWhere
【数8】 ならば、量子化幅Qはそのままとし、信号値X1及びX
2の平均値をXm=(X1+X2)//2とすると、信
号値X1はXmとする。ただし予測符号化回路23によ
つて指定される量子化幅qはすべての量子化幅Qとダイ
ナミツクレンジDRの組について、[Equation 8] Then, the quantization width Q is left unchanged and the signal values X1 and X
When the average value of 2 is Xm = (X1 + X2) // 2, the signal value X1 is Xm. However, the quantization width q specified by the predictive coding circuit 23 is defined as follows for all the quantization width Q and dynamic range DR.
【数9】 を満たすQより大きい値を求めて、ROMにテーブルを
書き込むようになされている。[Equation 9] The table is written in the ROM by finding a value larger than Q that satisfies the above condition.
【0042】このとき量子化コードLqは、At this time, the quantization code Lq is
【数10】 により、また復元値L’は、[Equation 10] And the restored value L'is
【数11】 により与えられる。この方式では、ブロツクの両端の復
元信号の誤差がExで抑えられるので、更にブロツク間
の連続性を保つことができる。[Equation 11] Given by. In this method, since the error of the restored signal at both ends of the block is suppressed by Ex, the continuity between blocks can be further maintained.
【0043】次に2次元の場合について説明する。1次
元の方法を2次元ブロツクに拡張する場合にはX1、X
2決定のためのサブルーチンが更に必要となる。この決
定のためのアルゴリズムは以下の手順となる。まず8×
8画素の2次元ブロツク信号について図12の様にブロ
ツク端の領域1a、1b、2a、2b、3a、3b、4
a、4bを考える。Next, a two-dimensional case will be described. To extend the one-dimensional method to a two-dimensional block, X1, X
2 A sub-routine for making a decision is further required. The algorithm for this determination is as follows. First 8x
As for the two-dimensional block signal of 8 pixels, as shown in FIG. 12, areas 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4 at the end of the block
Consider a and 4b.
【0044】続いて各々の領域について領域中の画素値
の平均値を求める。ここでこれらの平均値をそれぞれm
1a、m1b、m2a、m2b、m3a、m3b、m4
a、m4bとする。かかる後、ABS(m1a−m1
b)、ABS(m2a−m2b)、ABS(m3a−m
3b)、ABS(m4a−m4b)のうち、最大のもの
を求める。Next, the average value of the pixel values in each area is calculated for each area. Here, each of these average values is m
1a, m1b, m2a, m2b, m3a, m3b, m4
a and m4b. After this, ABS (m1a-m1
b), ABS (m2a-m2b), ABS (m3a-m)
3b) and ABS (m4a-m4b), the largest one is obtained.
【0045】以上の手順により、ブロツクの両端で画素
値が大きく異なる方向、すなわちエツジを横切る方向が
求められる。よつて、選択された2つの領域での画素の
代表値のうち小さい方をX1とし、もう一方をX2と
し、1次元の時と同様にして、ブロツク信号を量子化、
逆量子化する。By the above procedure, the direction in which the pixel values greatly differ at both ends of the block, that is, the direction across the edge is obtained. Therefore, the smaller one of the representative values of the pixels in the selected two regions is set to X1, the other is set to X2, and the block signal is quantized in the same manner as in the one-dimensional case.
Dequantize.
【0046】 (2−3−3−2)エツジマツチング量子化方法(2) まず1次元の場合について説明する。図13のようなブ
ロツク長の信号について、ブロツクの両端の信号値をX
1、X2とする。簡単のために、X1≦X2とする。本
方法では、信号値X1とX2がそのまま復元値として出
力されるように、復号器側で復元値の変更を行なうとこ
ろに特徴がある。ブロツク内画素の信号レベルをLとす
る時、バツフア11から出力される量子化幅をQとする
と、量子化コードLqは、(2-3-3-2) Edge Matching Quantization Method (2) First, the one-dimensional case will be described. For a block length signal as shown in Fig. 13, set the signal values at both ends of the block to X.
1 and X2. For simplicity, X1 ≦ X2. This method is characterized in that the decoder side changes the restoration values so that the signal values X1 and X2 are output as the restoration values as they are. When the signal level of the pixel in the block is L, and the quantization width output from the buffer 11 is Q, the quantization code Lq is
【数12】 となる。[Equation 12] Becomes
【0047】ここで符号化装置2Aでは量子化コードL
qの他に、信号値X1、X2、量子化幅Qを量子化パラ
メータとして伝送するようになされている。また復号装
置2Bでは、信号値X1、X2、量子化幅Qを量子化パ
ラメータとして受けとり、まず信号値X2の量子化値X
2qを計算するようになされている。Here, in the encoding device 2A, the quantized code L
In addition to q, the signal values X1, X2 and the quantization width Q are transmitted as quantization parameters. In the decoding device 2B, the signal values X1 and X2 and the quantization width Q are received as the quantization parameter, and first, the quantization value X of the signal value X2 is received.
It is designed to calculate 2q.
【数13】 [Equation 13]
【0048】この後、量子化コードLqが量子化値X2
qに等しければ、After this, the quantization code Lq becomes the quantization value X2.
If it is equal to q,
【数14】 とし、等しくない場合には、[Equation 14] And if they are not equal,
【数15】 として、復元値L’へ復元される。この方法は前述した
エツジマツチング量子化方法(1)に比べアルゴリズム
が単純であり、量子化幅Qの変更のためのROMテーブ
ルも必要としない。[Equation 15] Is restored to the restored value L ′. This method has a simpler algorithm than the edge matching quantization method (1) described above, and does not require a ROM table for changing the quantization width Q.
【0049】次に2次元の場合について説明する。エツ
ジマツチング量子化方法(2)を2次元ブロツク信号に
拡張する場合には、前述のエツジマツチング量子化方法
(1)で述べた方法でX1、X2を決定する。その後の
量子化、復号化方法は1次元の時と同様にして行なう。Next, a two-dimensional case will be described. When the edge matching quantization method (2) is extended to a two-dimensional block signal, X1 and X2 are determined by the method described in the edge matching quantization method (1). Subsequent quantization and decoding methods are performed in the same manner as in the one-dimensional case.
【0050】(2−4)DPCM(Differntial PCM )
回路25の処理 適応量子化後の係数には、まだ元の画像信号が持つてい
た信号の自己相関性がほとんどそのまま残つている。従
つてその後段でDPCMを行なうことにより更に情報量
を圧縮することができる。ここでDPCM回路25に
は、予測符号化回路23よりスキヤン信号S24によつ
て入力画素のスキヤン方向が指定されるようになされて
いる。(2-4) DPCM (Differntial PCM)
Processing of Circuit 25 The coefficients after adaptive quantization still have almost the same autocorrelation of the signal that the original image signal had. Therefore, the amount of information can be further compressed by performing DPCM in the subsequent stage. In the DPCM circuit 25, the scan direction of the input pixel is designated by the scan signal S24 from the predictive coding circuit 23.
【0051】DPCM回路25では、差分器により入力
された量子化後の画像信号Yiと1画素前の画素値との
差分をとることにより、The DPCM circuit 25 obtains the difference between the quantized image signal Yi input by the differentiator and the pixel value one pixel before,
【数16】 を得るようになされている。[Equation 16] Is designed to get you.
【0052】予測誤差信号Eiは入力信号が8ビツトと
すると−255〜+255までの値をとりうる。従つて
そのままの形で伝送しようとすると9ビツト必要とな
り、1画素当たり1ビツト余分に符号を必要とする。し
かし予測誤差信号は零を中心としてその前後にほとんど
が集中することが知られている。従つてすべての信号を
9ビツトで表現するのではなく、多数出現する信号値に
短いビツト長の符号を割り当てることにより、ブロツク
全体としては平均として9ビツトよりはもちろん、元の
8ビツトの入力信号よりもはるかに短いビツト長でブロ
ツク信号を表すことができる。The prediction error signal Ei can take values from -255 to +255 when the input signal is 8 bits. Therefore, if it is attempted to transmit the data as it is, 9 bits are required, and an extra code is required for each pixel. However, it is known that the prediction error signal is mostly centered around zero and before and after it. Therefore, not all signals are represented by 9 bits, but by assigning a code with a short bit length to the signal values that appear in large numbers, the block as a whole will have an average of 9 bits as well as the original input signal of 8 bits. A block signal can be represented with a bit length much shorter than that.
【0053】ここではブロツク内でのDPCMに適した
方法として、次の3つ方法が使用できる。本発明では、
次の方法の1つをブロツク毎に選択的に使用するように
なされている。Here, the following three methods can be used as a method suitable for the DPCM in the block. In the present invention,
One of the following methods is selectively used for each block.
【0054】(2−4−1)DPCM方式(1) 図4のような呼び出し経路で適応量子化後のブロツク信
号のDPCMを行なう。呼び出し経路が1通りしかない
ため回路構成が単純で済む。しかし、図14(A)のモ
ード1の様な輪郭を含むブロツク以外(図14(B)の
モード2、図14(C)のモード3-1、図14(D)の
モード3-2)では大幅な情報量の圧縮は期待できない。(2-4-1) DPCM method (1) DPCM of the block signal after adaptive quantization is performed in the calling path as shown in FIG. Since there is only one call path, the circuit configuration is simple. However, except for the block including the contour like the mode 1 in FIG. 14A (mode 2 in FIG. 14B, mode 3-1 in FIG. 14C, mode 3-2 in FIG. 14D). Therefore, it is not possible to expect a significant amount of information compression.
【0055】(2−4−2)DPCM方式(2) そこでモード1〜モード3-2それぞれに、最適な情報量
の圧縮を行なえる様にデータ呼び出し方法を切替えるこ
とを考える。図14(A)〜(D)にモード1〜モード
3-2のそれぞれに適した呼び出し方法を示す。次に、こ
れらDPCMのモード切替の判定方法について説明す
る。この判定はエツジマツチング量子化方法(1)で述
べたブロツク信号中の輪郭の方向性の調査で得られた情
報をDPCM回路25に与えることにより行なわれる。(2-4-2) DPCM method (2) Then, it is considered to switch the data calling method for each of the modes 1 to 3-2 so that the optimum amount of information can be compressed. 14A to 14D show calling methods suitable for each of the modes 1 to 3-2. Next, a method of determining mode switching of these DPCM will be described. This determination is made by supplying the DPCM circuit 25 with the information obtained by the examination of the directionality of the contour in the block signal described in the edge matching quantization method (1).
【0056】すなわち、i=1の時にはモード1を、i
=2の時にはモード2を、i=3の時にはモード3-1
を、またi=4の時にはモード3-2にそれぞれ対応する
ことになる。That is, when i = 1, mode 1
= 2, mode 2; i = 3, mode 3-1
, And when i = 4, it corresponds to mode 3-2.
【0057】(2−4−3)DPCM方式(3) 本方式は、DPCMの対象の大部分がエツジを含んだブ
ロツクであるという特徴を利用する方式である。あるブ
ロツクにエツジがあるということは、そのブロツク内に
縦、横、斜めのいずれかの方向に不連続点が並んでいる
ことを意味する。もちろんその並び方は、直線上に並ん
でいるとは限らず、例えば図15(A)に示すように並
んでいる。(2-4-3) DPCM System (3) This system utilizes the feature that most of the objects of DPCM are blocks containing edges. The presence of an edge on a block means that discontinuities are arranged in the block in any of vertical, horizontal, or diagonal directions. Of course, the arrangement is not limited to a straight line, and the lines are arranged, for example, as shown in FIG.
【0058】このようなブロツクを、DPCM方式
(1)またはDPCM方式(2)で符号化しても、エツ
ジの特徴が、スキヤン方向と一致しないため、差分値が
大きくなり符号化効率は低い。この問題を解消するため
に、次のアルゴリズムで差分を取る。具体的に説明する
ために、ブロツクの大きさを8×8画素とし、縦方向に
DPCMする。(実際にはブロツクの大きさはいくつで
もよいし、DPCMの方向は横でもよい。)Even if such a block is encoded by the DPCM method (1) or the DPCM method (2), the feature of the edge does not coincide with the scan direction, so that the difference value becomes large and the encoding efficiency is low. To solve this problem, the difference is calculated by the following algorithm. For concrete description, the block size is 8 × 8 pixels, and DPCM is performed in the vertical direction. (Actually, the block size can be any number, and the DPCM direction can be horizontal.)
【0059】すなわち第1行目については、1画素ごと
に、横方向にDPCMを行ない、差分を取る。続く2行
目以降については、横8画素、すなわち1行ごとにまと
めてDPCMを縦方向に行なう。That is, for the first row, DPCM is performed in the horizontal direction for each pixel to obtain the difference. For the subsequent second and subsequent rows, DPCM is performed in the vertical direction for 8 pixels in the horizontal direction, that is, collectively for each row.
【0060】このとき図15(B)に示すように、その
まま縦方向に差分を取ると、3画素目と6画素目で差分
値が大きくなる。これを避けるために図15(C)に示
すように第1行目を右へ1画素シフトしてから差分を取
ると、大きな差分は発生しない。At this time, as shown in FIG. 15B, if the difference is taken in the vertical direction as it is, the difference value becomes large between the third pixel and the sixth pixel. To avoid this, if a difference is calculated after shifting the first row to the right by one pixel as shown in FIG. 15C, a large difference does not occur.
【0061】このとき問題になるのは、ブロツクの両端
の画素であるが、図15(D)に示すように、左へ2画
素シフトする場合、1、2画素目は予測には使わない。
そのかわり8画素目を用いて、次の行の6、7、8画素
との差分を取る。これは、いわゆる算術シフトである。At this time, the problem is the pixels at both ends of the block. However, as shown in FIG. 15D, when the pixel is shifted to the left by 2 pixels, the first and second pixels are not used for prediction.
Instead, the 8th pixel is used to obtain the difference from the 6th, 7th, and 8th pixels in the next row. This is a so-called arithmetic shift.
【0062】上のように1行ごとにシフト量を可変とす
るので、この方式を可変シフトDPCMと呼ぶことにす
る。この可変シフトDPCMを用いれば、図15(A)
よりも複雑なエツジを含んだブロツクでも、高い効率で
符号化できる。さらに、この可変シフトDPCMのシフ
ト量は、画素単位の整数のシフト量ばかりでなく、小数
点以下のシフト量も考えられる。小数点以下のシフトと
は、補間フィルタを用いて画素間の値を補間することに
相当する。たとえば、 0.5画素のシフトとは、画素間の
中間の点における値を求めることである。Since the shift amount is variable for each row as described above, this system will be referred to as a variable shift DPCM. If this variable shift DPCM is used, FIG.
Even blocks containing more complicated edges can be encoded with high efficiency. Furthermore, the shift amount of this variable shift DPCM is not limited to the integer shift amount in pixel units, and the shift amount below the decimal point can be considered. The shift below the decimal point corresponds to interpolating the value between pixels using an interpolation filter. For example, a shift of 0.5 pixel means finding a value at an intermediate point between pixels.
【0063】ここでDPCM回路45は、可変シフトD
PCMを用いて符号化する場合、差分値のほかに各行
(列)のシフト量も伝送する必要がある。例えば、1行
(列)当たりのシフト量を、±3画素とすると、ほとん
どのエツジに対応できるので、シフト量を、−3〜+3
画素の7種類の範囲とすると、3bit必要である。そ
の場合、8×8画素のブロツクでは、次式Here, the DPCM circuit 45 has a variable shift D
When encoding using PCM, it is necessary to transmit the shift amount of each row (column) in addition to the difference value. For example, if the shift amount per row (column) is ± 3 pixels, most of the edges can be dealt with, so the shift amount is -3 to +3.
If there are seven types of pixel ranges, 3 bits are required. In that case, for a block of 8 × 8 pixels,
【数17】 に示すように、21bitの付加情報が必要である。[Equation 17] As shown in, the additional information of 21 bits is required.
【0064】さらに実際の画像で用いられるシフト量の
発生確率を求めると、可変長符号化によつて、付加情報
量を削減できる。例えば±2画素以上のシフト量の発生
確率が小さい場合には、図16の符号を用いることによ
り、平均するとおよそFurther, by obtaining the probability of occurrence of the shift amount used in the actual image, the amount of additional information can be reduced by the variable length coding. For example, when the probability of occurrence of a shift amount of ± 2 pixels or more is small, by using the symbols in FIG.
【数18】 と、14bit近くまで付加情報量を削減することがで
きる。[Equation 18] Then, the amount of additional information can be reduced to near 14 bits.
【0065】また第1行目から7行目までのシフト量に
は、お互いに相関がある。例えば、エツジが縦、横、斜
めなどの直線の場合には、1行目から7行目までのシフ
ト量は同じ値になる。このため、1行目から7行目まで
のシフト量を並べて、まとめて符号化する方法がある。The shift amounts from the first row to the seventh row are correlated with each other. For example, when the edge is a straight line such as a vertical line, a horizontal line, or a diagonal line, the shift amount from the first line to the seventh line has the same value. Therefore, there is a method of arranging the shift amounts from the first row to the seventh row and collectively encoding them.
【0066】この場合、特にシフト量0の発生確率が大
きい場合には、シフト量0の行が続いた場合には、0ラ
ンとして捉え、0ランを含めた図17のような符号を用
いることで、付加情報量を削減することも可能である。
このような差分情報とシフト量は、図18(B)に示す
ように多重化して伝送することができる。In this case, particularly when the probability of occurrence of the shift amount 0 is large, if a row of the shift amount 0 continues, it is regarded as a 0 run and the code including the 0 run as shown in FIG. 17 is used. Thus, it is possible to reduce the amount of additional information.
Such difference information and shift amount can be multiplexed and transmitted as shown in FIG.
【0067】 (2−5)DCT/予測符号化判定回路7の処理 図1のDCT/予測符号化判定回路7は、画像信号を符
号化する場合に、ブロツク単位でDCTを行うか、予測
符号化を行うかの判定を行なう。まず、ブロツクの情報
によりどの処理方法を選択するかを判定しなければなら
ない。その場合、空間領域又はDCT変換出力領域で判
定する。以下各判定方式について詳細に説明する。(2-5) Process of DCT / Predictive Coding Determination Circuit 7 When the image signal is coded, the DCT / predictive coding determination circuit 7 performs DCT in block units or predictive coding. It is determined whether or not to convert. First, it is necessary to judge which processing method should be selected based on the block information. In that case, the determination is made in the spatial domain or the DCT transform output domain. Each determination method will be described in detail below.
【0068】(2−5−1)空間領域での判定 急激に輝度が変化する絵柄、具体的にはエツジやディテ
ール部分を含む画像では、ブロツク内の画像信号のダイ
ナミツクレンジ(最大値−最小値)が大きな値をとる。
このような絵柄については、DCTが情報の圧縮率にお
いて不利であり、予測符号化を選択すべきである。よつ
てブロツク毎に、そのブロツク内のダイナミツクレンジ
(DR)を求め、その値が圧縮率と絵柄の劣化から選択
した適当な閾値(A)を越えるブロツクについては、予
測符号化を行なうと判定する。(2-5-1) Judgment in Spatial Area For a picture whose brightness changes abruptly, specifically, an image including edges and details, the dynamic range (maximum value-minimum value) of the image signal in the block is determined. Value) takes a large value.
For such a pattern, the DCT has a disadvantage in the compression rate of information, and the predictive coding should be selected. Therefore, for each block, the dynamic range (DR) within that block is obtained, and it is determined that the predictive coding is performed for the block whose value exceeds an appropriate threshold value (A) selected from the compression rate and the deterioration of the pattern. To do.
【0069】 (2−5−2)DCT変換出力領域での判定 画像信号を2次元DCTした場合のDCT係数には、次
の性質があることが知られている。例えば(8×8)画
素をブロツク(マクロブロツク)とする2次元DCTで
は、ブロツクの左上隅に相当する0行0列目の係数F
(0、0)は、画像ブロツク内の平均輝度を表す直流成
分に相当する。そしてF(0、0)から右横方向にいく
に従つて、係数は画像ブロツク内の縦の高周波数成分を
表し、下方向にいくに従つて、横の高周波数成分を表
す。(2-5-2) Judgment in DCT Transform Output Area It is known that the DCT coefficient when the image signal is two-dimensionally DCT has the following properties. For example, in a two-dimensional DCT having (8 × 8) pixels as a block (macro block), the coefficient F at the 0th row and 0th column corresponding to the upper left corner of the block
(0, 0) corresponds to a DC component that represents the average brightness in the image block. The coefficient represents the vertical high frequency component in the image block as it goes from F (0,0) to the right and horizontal direction, and the horizontal high frequency component as it goes downward.
【0070】すなわちエツジの様に急激に輝度が変化す
る絵柄のブロツクをデイスクリートコサイン変換する
と、その変換出力は図14に示すように大きく以下の3
つに分類できる。図19は、8×8画素のマクロブロツ
クにおいて、デイスクリートコサイン変換後の出力領域
を示す。ここで○は輝度の高い(又は低い)画素の位置
を示し、×はブロツク内で大きなDCT係数が発生しや
すい位置を示す。That is, when a block of a pattern whose brightness changes abruptly like an edge is transformed by discrete cosine conversion, the converted output is largely as shown in FIG.
Can be classified into two. FIG. 19 shows the output area after the discrete cosine conversion in the macro block of 8 × 8 pixels. Here, ◯ indicates the position of a pixel with high (or low) brightness, and × indicates the position where a large DCT coefficient is likely to occur in the block.
【0071】図19(A)は、縦方向に輪郭が存在する
場合であつて、DCT係数は低次から横方向に大きなエ
ネルギーをもつて集中する。これを以下「ケース1」と
呼ぶこととする。また図19(B)は、横方向に輪郭が
存在する場合であつて、DCT係数は低次から縦方向に
大きなエネルギーをもつて集中する。これを以下「ケー
ス2」と呼ぶこととする。FIG. 19A shows the case where the contour exists in the vertical direction, and the DCT coefficients are concentrated with a large energy in the horizontal direction from the low order. This is hereinafter referred to as "case 1". Further, in FIG. 19B, when the contour exists in the horizontal direction, the DCT coefficient concentrates with a large energy in the vertical direction from the low order. This is hereinafter referred to as "case 2".
【0072】図19(C)は、斜め方向に輪郭が存在す
る場合であつて、DCT係数は低次から斜め方向に大き
なエネルギーをもつて集中する。これを以下「ケース
3」と呼ぶこととする。直流成分を除いたすべてのDC
T係数の絶対値和Fa、およびケース1、ケース2、ケ
ース3でそれぞれDCT出力領域で×で示した領域のD
CT係数の絶対値和F1、F2、F3を、ブロツク毎に
求める。FIG. 19C shows the case where the contour exists in the oblique direction, and the DCT coefficient concentrates with a large energy in the oblique direction from the low order. Hereinafter, this will be referred to as "case 3". All DC except DC components
Absolute value sum Fa of T coefficient and D of the DCT output area in each of the cases 1, 2, and 3
The absolute value sums F1, F2, and F3 of CT coefficients are obtained for each block.
【0073】そして絶対値和F1、F2、F3の内、最
大のものをFmaxとした時、Faに対するFmaxの
比率が圧縮率と絵柄の劣化から選択した適当な閾値を越
えるブロツクについては予測符号化方式により符号化す
るようになされている。When the maximum of the absolute value sums F1, F2, and F3 is set to Fmax, a block in which the ratio of Fmax to Fa exceeds an appropriate threshold value selected from the compression rate and the deterioration of the pattern is predictively coded. It is adapted to be encoded by the method.
【0074】(3)復号化装置の構成 一方、復号化装置2Bは、図2に示すように、符号化装
置2Aから出力された符号化ビツトストリーム入力S3
1をバツフア31に入力し、一時蓄積するようになされ
ている。逆可変長符号化回路32は、符号化ビツトスト
リーム入力S31から伝送データがDCT変換データで
あるか予測符号化変換データであるかを切換信号から解
読し、その情報に従つてDCTか予測符号化かを選択す
る。(3) Configuration of Decoding Device On the other hand, the decoding device 2B, as shown in FIG. 2, receives the encoded bit stream input S3 output from the encoding device 2A.
1 is input to the buffer 31 and is temporarily stored. The inverse variable-length coding circuit 32 decodes from the switching signal whether the transmission data is DCT conversion data or predictive coding conversion data from the coding bit stream input S31, and according to the information, DCT or predictive coding. Or select.
【0075】ここで逆可変長符号化回路32は、符号化
ビツトストリーム入力S31を逆可変長符号化処理して
逆DCT処理部33及び逆予測符号化処理部34に供給
するようになされている。逆DCT処理部33は、遅延
回路35、逆量子化回路36、逆DCT回路37を有
し、DCT処理部5と逆の処理手順により符号化ビツト
ストリーム入力S31から伝送画像を復号するようにな
されている。Here, the inverse variable length encoding circuit 32 is adapted to inverse variable length encode the encoded bit stream input S31 and supply it to the inverse DCT processor 33 and the inverse predictive encoding processor 34. .. The inverse DCT processing unit 33 has a delay circuit 35, an inverse quantization circuit 36, and an inverse DCT circuit 37, and decodes a transmission image from the encoded bit stream input S31 by a processing procedure reverse to that of the DCT processing unit 5. ing.
【0076】また逆予測符号化処理部34は、逆DPC
M回路38、逆量子化回路39、逆予測符号化回路40
を有し、予測符号化処理部6と逆の処理手順によつて符
号化ビツトストリーム入力S31から伝送画像を復号す
るようになされている。ここで逆量子化回路36及び3
9は、逆可変長符号化回路32より量子化幅制御信号S
32及びS33を入力するようになされている。Further, the inverse predictive coding processing section 34 uses the inverse DPC.
M circuit 38, inverse quantization circuit 39, inverse prediction encoding circuit 40
And the transmission image is decoded from the encoded bit stream input S31 by a processing procedure reverse to that of the predictive encoding processing unit 6. Here, the inverse quantization circuits 36 and 3
Reference numeral 9 denotes the quantization width control signal S from the inverse variable length coding circuit 32.
32 and S33 are input.
【0077】また逆DPCM回路38は、逆可変長符号
化回路32よりスキヤン方向指定信号S34を入力する
ようになされており、逆予測符号化回路40は、予測値
信号S35を入力するようになされている。復号化装置
2Bは、かかる処理手順により逆DCT処理部33及び
逆予測符号化処理部34で復号された復号データS36
及びS37を切換回路41、加算回路42を順次介して
伝送画像を復号するようになされている。The inverse DPCM circuit 38 is adapted to receive the scan direction specifying signal S34 from the inverse variable length encoding circuit 32, and the inverse predictive encoding circuit 40 is adapted to input the predicted value signal S35. ing. The decoding device 2B has the decoded data S36 decoded by the inverse DCT processing unit 33 and the inverse predictive coding processing unit 34 by the processing procedure.
And S37, the transmission image is decoded through the switching circuit 41 and the adding circuit 42 in order.
【0078】またこのとき予測回路43は、逆可変長符
号化回路32により切り換え制御され、これらブロツク
毎に処理された逆DCT、又は逆予測符号化の出力よ
り、原動画像を再現するためのものである。ここで予測
回路43の出力は、切換回路44を介して加算回路42
に入力されるようになされており、この切換回路41、
42はそれぞれ逆可変長符号化回路32から入力される
DCT/予測符号化切換信号S39によつて切り換えら
れる。Further, at this time, the predicting circuit 43 is for switching control by the inverse variable length encoding circuit 32, and for reproducing the moving picture from the output of the inverse DCT or inverse predictive encoding processed for each block. Is. Here, the output of the prediction circuit 43 is added via the switching circuit 44 to the addition circuit 42.
Is input to the switching circuit 41,
42 are switched by the DCT / prediction coding switching signal S39 input from the inverse variable length coding circuit 32.
【0079】(3−1)逆DPCM回路27の構成 DPCM方式(3)で符号化された伝送される符号化デ
ータは、図20に示す可変シフトDPCMデコーダ回路
50によつて復号されるようになされている。すなわち
可変シフトDPCMデコーダ回路50は、8bit×1
1段のシフトレジスタ51とカウンタを構成する3組の
フリツプフロツプ52、53、54によつて構成されて
いる。(3-1) Structure of Inverse DPCM Circuit 27 The transmitted encoded data encoded by the DPCM method (3) is decoded by the variable shift DPCM decoder circuit 50 shown in FIG. Has been done. That is, the variable shift DPCM decoder circuit 50 has 8 bits × 1.
It is constituted by a shift register 51 of one stage and three sets of flip-flops 52, 53, 54 constituting a counter.
【0080】ここで可変シフトDPCMデコーダ回路5
0は、ブロツク単位でラスタスキヤンされた画素データ
S51(図21(B))をD−フリツプフロツプを介し
て(図21(F))加算器56に入力する。Here, the variable shift DPCM decoder circuit 5
0 inputs the pixel data S51 (FIG. 21 (B)) raster-scanned in block units to the adder 56 via the D-flip flop (FIG. 21 (F)).
【0081】加算器56は、8バイト−1バイトセレク
タ58から出力された出力S56(図21(G))を加
算すると、加算結果をアンド回路57を介して8bit
×11段のシフトレジスタ51に供給すると共に、D−
フリツプフロツプ回路59を介してラスタスキヤン画素
データ出力として出力するようになされている。The adder 56 adds the output S56 (FIG. 21 (G)) output from the 8-byte-1 byte selector 58, and outputs the addition result via the AND circuit 57 to 8 bits.
While supplying to the x11-stage shift register 51,
It is adapted to be output as raster scan pixel data output via the flip-flop circuit 59.
【0082】ここでD−フリツプフロツプ回路59から
出力されるラスタスキヤン画素データ出力は、1画素に
つき1発のクロツク信号S50(図21(A))に対し
て2クロツク分入力信号に対して遅れて出力される。ま
たシフトレジスタ52、53及び54には、図22に示
すように、7通りのシフト量を指定する3ビツトのシフ
ト量指定入力S00、S01及びS02(図21
(E))が論理演算回路60、61及び62を介してそ
れぞれ入力されるようになされている。Here, the raster scan pixel data output from the D-flip-flop circuit 59 is delayed by two clocks from the input clock signal S50 (FIG. 21A) for one pixel. Is output. Further, as shown in FIG. 22, the shift registers 52, 53 and 54 have 3-bit shift amount designation inputs S00, S01 and S02 (FIG. 21) for designating seven types of shift amounts.
(E)) is inputted via the logic operation circuits 60, 61 and 62, respectively.
【0083】ここで各シフトレジスタ52、53及び5
4は、クロツク信号S50により動作され、入力端LD
には各行の先頭を示すフラグS53(図21(D))が
入力されるようになされている。またシフトレジスタ5
2及び53のクリア入力端CLRには、各ブロツクの先
頭を示すフラグS52(図21(C))が入力されるよ
うになされている。Here, each shift register 52, 53 and 5
4 is operated by the clock signal S50 and the input terminal LD
A flag S53 (FIG. 21 (D)) indicating the beginning of each line is input to. Also shift register 5
A flag S52 (FIG. 21C) indicating the beginning of each block is input to the clear input terminals CLR of 2 and 53.
【0084】このとき各シフトレジスタ52、53及び
54は、それぞれ図21(H)、図21(K)及び図2
1(L)に示すように動作し、シフトレジスタ53及び
54のRCO出力端からの出力(図21(I)及び
(J))の論理積がカウンタ52のENP入力端に入力
される。これによりシフトレジスタ52の出力QA、Q
B、QCからセレクタ58に3ビツトの切換信号S57
(図21(H))が供給される。At this time, the shift registers 52, 53 and 54 are respectively arranged in FIG. 21 (H), FIG. 21 (K) and FIG.
1 (L), the logical product of the outputs (FIGS. 21 (I) and (J)) from the RCO output terminals of the shift registers 53 and 54 is input to the ENP input terminal of the counter 52. As a result, the outputs QA, Q of the shift register 52
Switching signal S57 of 3 bits from B, QC to selector 58
(FIG. 21 (H)) is supplied.
【0085】(4)実施例の動作 以上の構成において、符号化装置2Aは切換回路4を予
測回路8から入力されるフレーム間/フレーム内切換信
号S4により切り換えることにより、伝送画像に応じて
フレーム間符号化又はフレーム内符号化された画像デー
タをDCT処理部5及び予測符号化処理部6に出力す
る。(4) Operation of the Embodiment In the above configuration, the encoding device 2A switches the switching circuit 4 by the inter-frame / intra-frame switching signal S4 input from the prediction circuit 8 so that a frame is transmitted in accordance with the transmitted image. The inter-frame coded or intra-frame coded image data is output to the DCT processing unit 5 and the predictive coding processing unit 6.
【0086】このときDCT処理部5は、8×8画素の
画像データを2次元相関を利用してデイスクリートコサ
イン変換し、変換後の画像データをさらにバツフア回路
11から入力される量子化幅制御信号S9に基づいて量
子化する。これに対して予測符号化処理部6は、予測符
号化回路23及び量子化回路24を順次介して予測符号
化された画像データを所定の量子化幅で量子化した量子
化データS10をDPCM回路25に供給する。At this time, the DCT processing unit 5 performs discrete cosine transform on the image data of 8 × 8 pixels by using the two-dimensional correlation, and the transformed image data is further controlled by the quantization width control input from the buffer circuit 11. Quantize based on the signal S9. On the other hand, the predictive coding processing unit 6 quantizes the predictive-coded image data through the predictive coding circuit 23 and the quantizing circuit 24 in a predetermined quantization width to quantize the quantized data S10 into the DPCM circuit. Supply to 25.
【0087】ここでDPCM回路25は、DPCM方式
(1)、DPCM方式(2)、DPCM方式(3)のそ
れぞれにより各ブロツクについて符号化し、いずれの変
換方式で符号化したかを示すフラグと共に、そのときの
シフト量及び又は差分データを後段の可変長符号化回路
10に出力する。ここで伝送画像として8×8画素で与
えられ、ダイナミツクレンジが50/255以上のブロツクに
ついて各符号化方式について符号化結果を比較する。Here, the DPCM circuit 25 encodes each block according to each of the DPCM system (1), the DPCM system (2), and the DPCM system (3), together with a flag indicating which conversion system has been encoded. The shift amount and / or difference data at that time is output to the variable length coding circuit 10 in the subsequent stage. Here, encoding results are compared for each encoding method for blocks having a dynamic range of 50/255 or more, which is given by 8 × 8 pixels as a transmission image.
【0088】まず対象ブロツクに対して縦方向及び横方
向にDPCM符号化し、符号化後の残量の絶対値和の小
さい方を1方向DPCM符号化の符号化対象量とする。
続いて同一ブロツクに対して同様に、DPCM方式
(3)による可変シフトDPCM符号化し、そのときの
符号化対象量を求める。First, the target block is DPCM-encoded in the vertical and horizontal directions, and the one having the smaller sum of absolute values of the remaining amount after encoding is set as the encoding target amount of the one-way DPCM encoding.
Subsequently, similarly, variable shift DPCM coding by the DPCM method (3) is similarly performed on the same block, and the coding target amount at that time is obtained.
【0089】このとき可変シフトDPCM符号化による
符号化対象量が1方向DPCM符号化による符号化対象
量に比して60%未満になるブロツクをカウントすると、
種々の伝送画像に対して可変シフトDPCM符号化によ
る符号化が有利になるブロツクは全体の6〜35%を占め
ることになる。特に伝送画像に斜め方向のエツジが多く
含まれる場合には、可変シフトDPCM符号化方式によ
つて符号化することにより、1方向DPCM符号化方式
によつて符号化する場合に比して40%以上のデータ量を
削減することができる。At this time, if the blocks whose coding target amount by the variable shift DPCM coding is less than 60% of the coding target amount by the unidirectional DPCM coding are counted,
Blocks for which variable shift DPCM coding is advantageous for various transmission images occupy 6% to 35%. In particular, when the transmission image includes many edges in the oblique direction, the variable shift DPCM coding method is used to perform the coding, and the coding is 40% compared to the case where the one-way DPCM coding method is used. The above data amount can be reduced.
【0090】これによりDPCM回路23は、同一ブロ
ツク内に斜め方向のエツジが含まれるブロツクに対して
は、DPCM方式(3)による可変シフトDPCM符号
化方式で符号化された画像データを可変長符号化回路1
0に出力する。As a result, the DPCM circuit 23 performs variable length coding on the image data coded by the variable shift DPCM coding method according to the DPCM method (3) for the blocks in which the diagonal edge is included in the same block. Circuit 1
Output to 0.
【0091】(5)実施例の効果 以上の構成によれば、エツジの様な信号の不連続点では
予測符号化に切り替えることにより、DCT符号化と同
程度もしくは少ない情報量で、モスキートノイズ等の妨
害の少ない符号化ができ、DCT符号化のみのシステム
に比べて、全体として少ない情報量で、高い画質を伝送
することができる。また伝送画像を予測符号化して伝送
する場合、ブロツクの予測値と量子化幅(またはブロツ
クのダイナミツクレンジ)を伝送して、適応量子化を行
なうことにより、復号画像のブロツク歪を軽減させるこ
とができる。(5) Effects of the Embodiments According to the above configuration, by switching to predictive coding at a signal discontinuity point such as an edge, a mosquito noise or the like can be generated with the same or a small amount of information as DCT coding. It is possible to perform coding with less interference, and it is possible to transmit high image quality with a smaller amount of information as a whole as compared with a system only using DCT coding. In addition, when predictive coding the transmitted image and transmitting it, the block prediction value and the quantization width (or the dynamic range of the block) are transmitted, and adaptive quantization is performed to reduce the block distortion of the decoded image. You can
【0092】さらに量子化後にDPCMをすることによ
り、符号化効率を一段と高めることができる。DPCM
方式(3)による符号化方式は、ブロツク単位で処理が
完結しているため、従来の予測符号化方式に比して小さ
いハードウエア規模で実現することができる。Furthermore, by performing DPCM after quantization, the coding efficiency can be further improved. DPCM
Since the coding method according to the method (3) is completed on a block-by-block basis, it can be realized with a smaller hardware scale than the conventional predictive coding method.
【0093】(6)他の実施例 なお上述の実施例においては、DPCM方式(3)で差
分データを求める際、各行のデータを左右にシフトさ
せ、そのときのシフト量及び差分データを伝送する場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、各列につい
てデータのシフト量及び差分データを求め、これを伝送
するようにしても良い。(6) Other Embodiments In the above embodiment, when the difference data is obtained by the DPCM method (3), the data in each row is shifted to the left and right, and the shift amount and the difference data at that time are transmitted. Although the case has been described, the present invention is not limited to this, and the data shift amount and the difference data may be obtained for each column and transmitted.
【0094】また上述の実施例においては、本発明を図
1及び図2に示す符号化装置2A及び2Bに適用する場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、画像デー
タを予測符号化して伝送する符号化復号化装置に広く適
用し得る。In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the encoding devices 2A and 2B shown in FIGS. 1 and 2 has been described, but the present invention is not limited to this, and predictive encoding of image data is performed. The present invention can be widely applied to an encoding / decoding device that transmits by transmitting.
【0095】[0095]
【発明の効果】上述のように本発明によれば、単位ブロ
ツクごとに符号化方式をデイスクリートコサイン変換符
号化又は予測符号化に切り換えて伝送画像を符号化し、
予測符号化して画像を伝送する場合には、予測符号化さ
れた伝送データを単位ブロツクの1行を単位として隣接
する行との差分をとる際に、差分値が最も小さくなるよ
うに行をシフトして差分をとり、その際の差分値と共に
シフト量を伝送することにより、符号化効率を従来に比
して一段と向上させることができると共に画質を一段と
向上させることができる。As described above, according to the present invention, the coding method is switched to the discrete cosine transform coding or the predictive coding for each unit block, and the transmission image is coded.
In the case of predictively-coded image transmission, when the difference between the predictively-coded transmission data and an adjacent row is taken in units of one row of a unit block, the rows are shifted so that the difference value becomes the smallest. Then, by taking the difference and transmitting the shift amount together with the difference value at that time, the coding efficiency can be further improved and the image quality can be further improved as compared with the conventional case.
【図1】本発明による符号化装置の一実施例を示すブロ
ツク図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an encoding device according to the present invention.
【図2】本発明による復号化装置の一実施例を示すブロ
ツク図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a decoding device according to the present invention.
【図3】デイスクリートコサイン変換によるDCT係数
の変化の説明に供する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining changes in DCT coefficients due to the discrete cosine transform.
【図4】係数の呼び出し順序の説明に供する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a calling order of coefficients.
【図5】平均値予測の説明に供する特性曲線図である。FIG. 5 is a characteristic curve diagram for explaining the average value prediction.
【図6】平均値予測による量子化/復号化特性の説明に
供する特性曲線図である。FIG. 6 is a characteristic curve diagram for explaining a quantization / decoding characteristic based on average value prediction.
【図7】平均値予測を使用した場合のブロツク歪の説明
に供する特性曲線図である。FIG. 7 is a characteristic curve diagram for explaining the block distortion when the average value prediction is used.
【図8】適応型ダイナミツクレンジ符号化による量子化
特性を示す特性曲線図である。FIG. 8 is a characteristic curve diagram showing a quantization characteristic by adaptive dynamic range coding.
【図9】適応型ダイナミツクレンジ符号化を使用した場
合のブロツク歪の説明に供する特性曲線図である。FIG. 9 is a characteristic curve diagram for explaining block distortion when adaptive dynamic range coding is used.
【図10】エツジマツチング量子化方法(1)の説明に
供する特性曲線図である。FIG. 10 is a characteristic curve diagram for explaining the edge matching quantization method (1).
【図11】エツジマツチング量子化方法(1)による量
子化特性の説明に供する特性曲線図である。FIG. 11 is a characteristic curve diagram for explaining a quantization characteristic by the edge matching quantization method (1).
【図12】エツジマツチング量子化方法(1)を2次元
符号化に適用する場合の領域を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a region in a case where the edge matching quantization method (1) is applied to two-dimensional encoding.
【図13】エツジマツチング量子化方法(2)の説明に
供する特性曲線図である。FIG. 13 is a characteristic curve diagram for explaining an edge matching quantization method (2).
【図14】DPCMによる係数呼び出し経路の説明に供
する図である。FIG. 14 is a diagram for explaining a coefficient call path by DPCM.
【図15】可変シフトDPCM処理の説明に供する図で
ある。FIG. 15 is a diagram for explaining a variable shift DPCM process.
【図16】可変長符号化の説明に供する図表である。FIG. 16 is a diagram for explaining variable length coding.
【図17】可変長符号化の説明に供する図表である。FIG. 17 is a diagram for explaining variable length coding.
【図18】DPCM符号の説明に供する図表である。FIG. 18 is a diagram for explaining a DPCM code.
【図19】エツジとDCT係数との関係を示す図であ
る。FIG. 19 is a diagram showing a relationship between edges and DCT coefficients.
【図20】可変シフトDPCMデコーダの構成を示す接
続図である。FIG. 20 is a connection diagram showing a configuration of a variable shift DPCM decoder.
【図21】その動作の説明に供するタイミングチヤート
である。FIG. 21 is a timing chart used for explaining the operation.
【図22】シフト量の説明に供する図表である。FIG. 22 is a chart for explaining a shift amount.
1……画像データ伝送システム、2A……符号化装置、
2B……復号化装置、5……DCT処理部、6……予測
符号化処理部、7……DCT/予測符号化判定回路、8
……予測回路、10……VLC回路、11、31……バ
ツフア回路、12、14、36、39……逆量子化回
路、15……逆予測符号化回路、20……DCT回路、
21、24……量子化回路、22、35……遅延回路、
23……予測符号化回路、25……DPCM回路、37
……逆DCT回路、38……逆DPCM回路、40……
逆予測符号化回路、50……可変シフトDPCMデコー
ダ回路、51……シフトレジスタ、52、53、54…
…フリツプフロツプ、55、59……D−フリツプフロ
ツプ。1 ... Image data transmission system, 2A ... Encoding device,
2B ... Decoding device, 5 ... DCT processing unit, 6 ... Predictive coding processing unit, 7 ... DCT / predictive coding determination circuit, 8
Prediction circuit, 10 ... VLC circuit, 11, 31 ... Buffer circuit, 12, 14, 36, 39 ... Inverse quantization circuit, 15 ... Inverse prediction coding circuit, 20 ... DCT circuit,
21, 24 ... Quantization circuit, 22, 35 ... Delay circuit,
23 ... Predictive coding circuit, 25 ... DPCM circuit, 37
...... Inverse DCT circuit, 38 ...... Inverse DPCM circuit, 40 ......
Inverse predictive coding circuit, 50 ... Variable shift DPCM decoder circuit, 51 ... Shift register, 52, 53, 54 ...
... Flip Flop, 55, 59 ... D-Flip Flop.
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成4年9月4日[Submission date] September 4, 1992
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の名称[Name of item to be amended] Title of invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【発明の名称】 動画像符号化復号化装置Title: Video coding / decoding device
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項1[Name of item to be corrected] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項2[Name of item to be corrected] Claim 2
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【手続補正4】[Procedure correction 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、予測符号化
方式は、画像信号の振幅の冗長性だけを圧縮するので、
空間周波数領域まで圧縮するデイスクリートコサイン変
換方式に比べて、圧縮率が低く、デイスクリートコサイ
ン変換方式と予測符号化方式とを単に切り換えるだけで
は、高い符号化効率は得られないという問題があった。However, since the predictive coding system compresses only the redundancy of the amplitude of the image signal,
The compression rate is lower than that of the discrete cosine transform method that compresses up to the spatial frequency domain, and there is a problem that high coding efficiency cannot be obtained by simply switching between the discrete cosine transform method and the predictive coding method. ..
【手続補正5】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正6】[Procedure Amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0012】[0012]
【作用】1枚の画像をブロツクに分割し、ブロツク単位
で符号化する場合に、デイスクリートコサイン変換符号
化と予測符号化とを絵柄の性質に応じて切り換えるとと
もに、予測符号化を行う場合、画素データを初期位置か
ら所定画素分離れた位置に移動させ、その位置周辺の画
素データとの差分値を符号化することにより、符号化効
率を向上することができ、全体としての画質も向上する
ことができる。When one image is divided into blocks and is coded in block units, the discrete cosine transform coding and the predictive coding are switched according to the nature of the pattern, and the predictive coding is performed. By moving the pixel data from the initial position to a position separated by a predetermined number of pixels and coding the difference value with the pixel data around the position, the coding efficiency can be improved and the overall image quality is also improved. be able to.
Claims (2)
に分割し、当該単位ブロツクごとに上記画素の画素デー
タを直交変換符号化又は予測符号化して伝送する動画像
符号化復号化して伝送する動画像符号化復号化装置にお
いて、 上記予測符号化によつて上記画素データを伝送すると
き、上記単位ブロツク内の第1の画素を初期位置から所
定画素分離れた第2の位置に移動させ、当該第2の位置
周辺の第2の画素データと上記第1の画素の画素データ
との差分値を求めることにより、上記画像の画像情報を
圧縮して伝送することを特徴とする動画像符号化復号化
装置。1. An image is divided into unit blocks corresponding to a plurality of pixels, and pixel data of the pixels is orthogonal-transform coded or predictively coded for each unit block and then transmitted. In the moving picture coding / decoding apparatus, when the pixel data is transmitted by the predictive coding, the first pixel in the unit block is moved to a second position separated from the initial position by a predetermined pixel, Moving image coding, characterized in that the image information of the image is transmitted by being compressed by obtaining the difference value between the second pixel data around the second position and the pixel data of the first pixel. Decoding device.
に分割し、当該単位ブロツクごとに上記画素の画素デー
タを直交変換符号化又は予測符号化して伝送する動画像
符号化復号化して伝送する動画像符号化復号化装置にお
いて、 上記予測符号化によつて上記画素データを伝送すると
き、上記単位ブロツク内の上記画素を行単位又は列単位
で同一行内又は同一列内所定画素分移動させ、当該移動
後の第2の位置に隣接する行又は列の第2の画素の画素
データと上記画素の画素データとの差分値を求めること
により、上記画像の画像情報を圧縮して伝送することを
特徴とする動画像符号化復号化装置。2. An image is divided into unit blocks corresponding to a plurality of pixels, and pixel data of the pixels is orthogonal-transform coded or predictively coded and transmitted for each unit block. In the moving picture coding / decoding apparatus, when transmitting the pixel data by the predictive coding, the pixels in the unit block are moved by a predetermined pixel in the same row or the same column in row units or column units, By calculating the difference value between the pixel data of the second pixel in the row or column adjacent to the second position after the movement and the pixel data of the pixel, it is possible to compress and transmit the image information of the image. A moving image encoding / decoding device having a feature.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27882091A JPH0595543A (en) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Video coding / decoding device |
| US07/951,111 US5475501A (en) | 1991-09-30 | 1992-09-25 | Picture encoding and/or decoding method and apparatus |
| GB9220429A GB2260239A (en) | 1991-09-30 | 1992-09-28 | Picture encoding and decoding |
| EP19920116736 EP0544080A3 (en) | 1991-09-30 | 1992-09-30 | Picture encoding and/or decoding method and apparatus |
| KR1019920017873A KR930007278A (en) | 1991-09-30 | 1992-09-30 | Picture coding and decoding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27882091A JPH0595543A (en) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Video coding / decoding device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0595543A true JPH0595543A (en) | 1993-04-16 |
Family
ID=17602608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27882091A Pending JPH0595543A (en) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Video coding / decoding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0595543A (en) |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP27882091A patent/JPH0595543A/en active Pending
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