JPH06189139A - 画像符号化方式 - Google Patents
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- JPH06189139A JPH06189139A JP33577092A JP33577092A JPH06189139A JP H06189139 A JPH06189139 A JP H06189139A JP 33577092 A JP33577092 A JP 33577092A JP 33577092 A JP33577092 A JP 33577092A JP H06189139 A JPH06189139 A JP H06189139A
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- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/124—Quantisation
- H04N19/126—Details of normalisation or weighting functions, e.g. normalisation matrices or variable uniform quantisers
-
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- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Image Input (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 回路構成を簡単にすることにより回路規模を
小さくして、ＩＣ化を実現すると共に、演算速度の速い
画像符合化方式を提供する。 【構成】 入力画像を直交変換手段１１０によって変換
係数に変換して量子化手段１２０へおくる。この量子化
手段１２０は、シフト手段１２１，１２３と、加減算手
段１２２と、制御手段１２４，１２５，１２６とから構
成されており、シフト処理の後で加減算処理し、さら
に、シフト処理を行うことによって量子化を実現する。
量子化された係数は、符合化手段１３０によってエント
ロピー符合化される。
小さくして、ＩＣ化を実現すると共に、演算速度の速い
画像符合化方式を提供する。 【構成】 入力画像を直交変換手段１１０によって変換
係数に変換して量子化手段１２０へおくる。この量子化
手段１２０は、シフト手段１２１，１２３と、加減算手
段１２２と、制御手段１２４，１２５，１２６とから構
成されており、シフト処理の後で加減算処理し、さら
に、シフト処理を行うことによって量子化を実現する。
量子化された係数は、符合化手段１３０によってエント
ロピー符合化される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力画像信号をそれぞ
れ複数の画素からなるブロックに分割し、各ブロック内
の画素を直交変換し、各変換係数を量子化した後に符号
化するようにした画像符号化方式に関するものである。
れ複数の画素からなるブロックに分割し、各ブロック内
の画素を直交変換し、各変換係数を量子化した後に符号
化するようにした画像符号化方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の画像符合化方式は、図３のブロッ
ク図に示すように、直交変換手段３１０と量子化手段３
２０と符号化手段３３０とを備えている。この量子化手
段３２０は除算手段３２１と格納手段３２２から構成さ
れている。
ク図に示すように、直交変換手段３１０と量子化手段３
２０と符号化手段３３０とを備えている。この量子化手
段３２０は除算手段３２１と格納手段３２２から構成さ
れている。
【０００３】そして、符号化しようとするディジタル画
像データは、複数の画素からなるブロックごとに直交変
換手段３１０で直交変換されて変換係数となる。この直
交変換は、例えば離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ
Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：以下ＤＣＴと称
する）が用いられる。
像データは、複数の画素からなるブロックごとに直交変
換手段３１０で直交変換されて変換係数となる。この直
交変換は、例えば離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ
Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：以下ＤＣＴと称
する）が用いられる。
【０００４】量子化手段３２０では変換係数を量子化す
るものである。この量子化は除算手段３２１によって、
変換係数を格納手段３２２に格納されている各周波数成
分に対応する量子化閾値で除算して行われる。この量子
化閾値は、通常各空間周波数に対する視覚の感度等に基
づいて決定されるものである。
るものである。この量子化は除算手段３２１によって、
変換係数を格納手段３２２に格納されている各周波数成
分に対応する量子化閾値で除算して行われる。この量子
化閾値は、通常各空間周波数に対する視覚の感度等に基
づいて決定されるものである。
【０００５】例えば、ブロックの大きさを８×８とした
場合の量子化閾値マトリクスの例を図８に示す。量子化
係数は空間周波数の低いものからエントロピー符号化さ
れる。エントロピー符号化には例えばハフマン符号化が
用いられる。
場合の量子化閾値マトリクスの例を図８に示す。量子化
係数は空間周波数の低いものからエントロピー符号化さ
れる。エントロピー符号化には例えばハフマン符号化が
用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の画像符号化方式では、変換係数を周波数成分に応じ
た量子化閾値マトリクスの値で除算手段３２１によって
除算することによって量子化を行っている。しかし、こ
の除算手段３２１は回路構成が複雑で回路規模が大きい
ため、符号化装置全体の回路規模が大きくならざるを得
ない。このため、半導体集積回路（以下ＩＣと称する）
化がしにくく、また、演算速度が遅いため符号化処理に
必要な時間が長いという問題点があった。
来の画像符号化方式では、変換係数を周波数成分に応じ
た量子化閾値マトリクスの値で除算手段３２１によって
除算することによって量子化を行っている。しかし、こ
の除算手段３２１は回路構成が複雑で回路規模が大きい
ため、符号化装置全体の回路規模が大きくならざるを得
ない。このため、半導体集積回路（以下ＩＣと称する）
化がしにくく、また、演算速度が遅いため符号化処理に
必要な時間が長いという問題点があった。
【０００７】このような問題点を解決するために、例え
ば、特開平２−１３２９７２号公報に開示されているも
のの様に、量子化閾値を２のべき乗にし、シフト動作に
よって量子化を行う画像圧縮方法が提案されている。
ば、特開平２−１３２９７２号公報に開示されているも
のの様に、量子化閾値を２のべき乗にし、シフト動作に
よって量子化を行う画像圧縮方法が提案されている。
【０００８】この方式では除算手段が必要なく、シフト
動作のみで量子化を行うため回路構成を簡単にでき、処
理速度を速くすることは可能である。
動作のみで量子化を行うため回路構成を簡単にでき、処
理速度を速くすることは可能である。
【０００９】しかし、この方法では量子化閾値が２のべ
き乗に限定されるため、選択可能な量子化閾値の数が少
なく、また、量子化閾値が大きくなると量子化閾値間の
間隔が非常に大きくなってしまう。このため、復号画像
の画質の劣化や符号化効率の観点からは不利であった。
き乗に限定されるため、選択可能な量子化閾値の数が少
なく、また、量子化閾値が大きくなると量子化閾値間の
間隔が非常に大きくなってしまう。このため、復号画像
の画質の劣化や符号化効率の観点からは不利であった。
【００１０】本発明の課題は、このような問題点を除去
し、回路構成を簡単にし、回路規模の縮小を図ってＩＣ
化を容易にするとともに、符号化処理に必要とする時間
の短縮を可能とし、選択可能な量子化閾値の数が多く、
かつ、大きな量子化閾値でも量子化閾値間の間隔の小さ
い画像符号化方式を提供することにある。
し、回路構成を簡単にし、回路規模の縮小を図ってＩＣ
化を容易にするとともに、符号化処理に必要とする時間
の短縮を可能とし、選択可能な量子化閾値の数が多く、
かつ、大きな量子化閾値でも量子化閾値間の間隔の小さ
い画像符号化方式を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、画像を
複数の画素からなる複数のブロックに分割し、これらの
ブロックの画素データを直交変換手段によって直交変換
し、該直交変換手段によって生成された変換係数の各成
分を量子化手段によって量子化して得られる量子化係数
を符号化手段によって符号化するようにした画像符号化
方式において、前記量子化手段は、前記変換係数の各周
波数成分に対応した量子化閾値のそれぞれを、ａとｂと
を整数として、１／（１＋２a ）×２b または１／（１
−２a ）×２b で近似することを特徴とする画像符号化
方式が得られる。
複数の画素からなる複数のブロックに分割し、これらの
ブロックの画素データを直交変換手段によって直交変換
し、該直交変換手段によって生成された変換係数の各成
分を量子化手段によって量子化して得られる量子化係数
を符号化手段によって符号化するようにした画像符号化
方式において、前記量子化手段は、前記変換係数の各周
波数成分に対応した量子化閾値のそれぞれを、ａとｂと
を整数として、１／（１＋２a ）×２b または１／（１
−２a ）×２b で近似することを特徴とする画像符号化
方式が得られる。
【００１２】また、本発明によれば、前記画像符号化方
式において、前記量子化手段は、前記量子化閾値に対応
して設定されたシフト処理と加算処理または減算処理に
よって量子化係数を得るシフト手段と加算手段または減
算手段または加減算手段とを備えるように構成したこと
を特徴とする画像符号化方式が得られる。
式において、前記量子化手段は、前記量子化閾値に対応
して設定されたシフト処理と加算処理または減算処理に
よって量子化係数を得るシフト手段と加算手段または減
算手段または加減算手段とを備えるように構成したこと
を特徴とする画像符号化方式が得られる。
【００１３】
【実施例】〔第１の実施例〕次に本発明の画像符合化方
式の実施例を図面に基いて詳細に説明する。
式の実施例を図面に基いて詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明の第１の実施例を示すブロッ
ク図である。図１において入力画像は直交変換手段１１
０に入力され、直交変換手段１１０の出力は量子化手段
１２０に入力され、量子化手段１２０の出力は符号化手
段１３０に入力される。
ク図である。図１において入力画像は直交変換手段１１
０に入力され、直交変換手段１１０の出力は量子化手段
１２０に入力され、量子化手段１２０の出力は符号化手
段１３０に入力される。
【００１５】量子化手段１２０は、シフト手段１２１と
加減算手段１２２とシフト手段１２３および制御手段１
２４，１２５，１２６とから構成される。量子化手段１
２０に入力された直交変換手段１１０の出力は、量子化
手段１２０の内部でシフト手段１２１と加減算手段１２
２に入力される。シフト手段１２１の出力は加減算手段
１２２に入力され、加減算手段１２２の出力はシフト手
段１２３に入力され、シフト手段１２３の出力は量子化
手段１２０の出力として符号化手段１３０に入力され
る。
加減算手段１２２とシフト手段１２３および制御手段１
２４，１２５，１２６とから構成される。量子化手段１
２０に入力された直交変換手段１１０の出力は、量子化
手段１２０の内部でシフト手段１２１と加減算手段１２
２に入力される。シフト手段１２１の出力は加減算手段
１２２に入力され、加減算手段１２２の出力はシフト手
段１２３に入力され、シフト手段１２３の出力は量子化
手段１２０の出力として符号化手段１３０に入力され
る。
【００１６】制御手段１２４はシフト手段１２１に接続
されており、この制御手段１２５は加減算手段１２２に
接続され、また制御手段１２６はシフト手段１２３に接
続されている。
されており、この制御手段１２５は加減算手段１２２に
接続され、また制御手段１２６はシフト手段１２３に接
続されている。
【００１７】次に、第１の実施例の動作について説明す
る。
る。
【００１８】直交変換手段１１０に入力された入力画像
は、ブロックごとに直交変換され、変換係数となって出
力される。一例としてブロックサイズを８×８とした場
合について説明する。
は、ブロックごとに直交変換され、変換係数となって出
力される。一例としてブロックサイズを８×８とした場
合について説明する。
【００１９】変換係数はシフト手段１２１と加減算手段
１２２とに入力される。シフト手段１２１に入力された
変換係数は制御手段１２４に制御されるシフト手段１２
１によって必要なだけシフトされる。制御手段１２４は
そのときの量子化閾値に対応して設定されているシフト
数だけ変換係数をシフトするようにシフト手段１２１を
制御する。シフト手段１２１の出力は、加減算手段１２
２によって加減算手段１２２に入力されている直交変換
手段１１０の出力と加算または減算される。
１２２とに入力される。シフト手段１２１に入力された
変換係数は制御手段１２４に制御されるシフト手段１２
１によって必要なだけシフトされる。制御手段１２４は
そのときの量子化閾値に対応して設定されているシフト
数だけ変換係数をシフトするようにシフト手段１２１を
制御する。シフト手段１２１の出力は、加減算手段１２
２によって加減算手段１２２に入力されている直交変換
手段１１０の出力と加算または減算される。
【００２０】制御手段１２５は、そのときの量子化閾値
に対応して加減算手段１２２を制御し、加算と減算を切
り換える。また、加減算手段１２２の出力は制御手段１
２６によって制御されるシフト手段１２３によって必要
なだけシフトされる。制御手段１２６はそのときの量子
化閾値に対応して設定されているシフト数だけデータを
シフトするようにシフト手段１２３を制御する。
に対応して加減算手段１２２を制御し、加算と減算を切
り換える。また、加減算手段１２２の出力は制御手段１
２６によって制御されるシフト手段１２３によって必要
なだけシフトされる。制御手段１２６はそのときの量子
化閾値に対応して設定されているシフト数だけデータを
シフトするようにシフト手段１２３を制御する。
【００２１】量子化閾値ｃは、ａとｂとを整数として、
１／（１＋２a ）×２b または１／（１−２a ）×２b
で近似しておく。
１／（１＋２a ）×２b または１／（１−２a ）×２b
で近似しておく。
【００２２】たとえば、ａ＝０、ｂ＝−２、加減算は加
算を選択すると、ｃ＝２となる。また、ａ＝−４、ｂ＝
−５、加減算は加算を選択するとｃ＝５１２／１７とな
る。これを、小数点以下第２位を四捨五入した小数で表
すと３０．１である。式（１）で求まる量子化閾値ｃの
値は２のべき乗の数、または、分母が２のべき乗＋１ま
たは−１であり、分子が２のべき乗の分数で表すことの
できる非整数となる。
算を選択すると、ｃ＝２となる。また、ａ＝−４、ｂ＝
−５、加減算は加算を選択するとｃ＝５１２／１７とな
る。これを、小数点以下第２位を四捨五入した小数で表
すと３０．１である。式（１）で求まる量子化閾値ｃの
値は２のべき乗の数、または、分母が２のべき乗＋１ま
たは−１であり、分子が２のべき乗の分数で表すことの
できる非整数となる。
【００２３】式（１）におけるａの値はシフト手段１２
１のシフト数を示し、ｂの値はシフト手段１２３のシフ
ト数を示す。なお、シフト数が正の場合には左シフト処
理、負の場合には右シフト処理を行う。
１のシフト数を示し、ｂの値はシフト手段１２３のシフ
ト数を示す。なお、シフト数が正の場合には左シフト処
理、負の場合には右シフト処理を行う。
【００２４】図８に示した量子化閾値マトリクスの例
を、式（１）で得ることの可能な値に近似した量子化閾
値マトリクスの例を図４に示す。図４の数値は小数点以
下第２位を四捨五入して示している。また、図４の近似
した量子化閾値マトリクスに対応する量子化シフト値ａ
を図５に、量子化シフト値ｂを図６に、加算と減算の選
択を図７に示す。 〔第２の実施例〕図２は本発明の第２の実施例を示すブ
ロック図である。
を、式（１）で得ることの可能な値に近似した量子化閾
値マトリクスの例を図４に示す。図４の数値は小数点以
下第２位を四捨五入して示している。また、図４の近似
した量子化閾値マトリクスに対応する量子化シフト値ａ
を図５に、量子化シフト値ｂを図６に、加算と減算の選
択を図７に示す。 〔第２の実施例〕図２は本発明の第２の実施例を示すブ
ロック図である。
【００２５】第２の実施例は、第１の実施例における直
交変換手段１１０をＤＣＴ回路２１０で実現し、量子化
手段１２０を量子化回路２２０で実現し、符号化手段１
３０を符号化回路２３０で実現したものである。
交変換手段１１０をＤＣＴ回路２１０で実現し、量子化
手段１２０を量子化回路２２０で実現し、符号化手段１
３０を符号化回路２３０で実現したものである。
【００２６】また、シフト手段１２１を右シフト回路２
２１で実現し、加減算手段１２２を加算回路２２２０と
減算回路２２２１と切り換え回路２２２２とから構成さ
れる加減算回路２２２で実現し、シフト手段１２３を右
シフト回路２２３で実現している。右シフト回路２２１
は制御回路２２４によって、量子化閾値に対応している
シフト数だけ右シフトするように制御される。切り換え
回路２２２２は制御回路２２５によって、量子化閾値に
対応して設定されている加算と減算の切り換えを行うよ
うに制御される。また、右シフト回路２２３は制御回路
２２６によって、量子化閾値に対応しているシフト数だ
け右シフトするように制御される。
２１で実現し、加減算手段１２２を加算回路２２２０と
減算回路２２２１と切り換え回路２２２２とから構成さ
れる加減算回路２２２で実現し、シフト手段１２３を右
シフト回路２２３で実現している。右シフト回路２２１
は制御回路２２４によって、量子化閾値に対応している
シフト数だけ右シフトするように制御される。切り換え
回路２２２２は制御回路２２５によって、量子化閾値に
対応して設定されている加算と減算の切り換えを行うよ
うに制御される。また、右シフト回路２２３は制御回路
２２６によって、量子化閾値に対応しているシフト数だ
け右シフトするように制御される。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像符号
化方式は、直交変換後の量子化にシフト手段と加算手段
や減算手段を用いているから、従来の除算手段を用いた
場合と比較して回路構成が簡単となるため、回路規模も
全体的に小さくなり、ＩＣ化が容易になる。また、本発
明によれば、演算速度も速くなるため、符号化処理を短
時間で実行でき、さらに、本発明の画像符号化方式で
は、選択可能な量子化閾値の数を多くし、大きな量子化
閾値でも量子化閾値間の間隔を小さくすることが容易な
ため、復号画像の画質の劣化を抑え、かつ、符号化効率
の良い符号化を行うことが可能となる。
化方式は、直交変換後の量子化にシフト手段と加算手段
や減算手段を用いているから、従来の除算手段を用いた
場合と比較して回路構成が簡単となるため、回路規模も
全体的に小さくなり、ＩＣ化が容易になる。また、本発
明によれば、演算速度も速くなるため、符号化処理を短
時間で実行でき、さらに、本発明の画像符号化方式で
は、選択可能な量子化閾値の数を多くし、大きな量子化
閾値でも量子化閾値間の間隔を小さくすることが容易な
ため、復号画像の画質の劣化を抑え、かつ、符号化効率
の良い符号化を行うことが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】従来例の画像符号化方式を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】本発明の第１の実施例における近似した量子化
閾値マトリクスの例を示す図である。
閾値マトリクスの例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例における量子化シフト値
ａを示す図である。
ａを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例における量子化シフト値
ｂを示す図である。
ｂを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例における加算と減算の選
択を示す図である。
択を示す図である。
【図８】従来例の画像符号化方式における量子化閾値マ
トリクスの例を示す図である。
トリクスの例を示す図である。
１１０ 直交変換手段 １２０ 量子化手段 １２１ シフト手段 １２２ 加減算手段 １２３ シフト手段 １２４ 制御手段 １２５ 制御手段 １２６ 制御手段 １３０ 符号化手段 ２１０ ＤＣＴ回路 ２２０ 量子化回路 ２２１ 右シフト回路 ２２３ 右シフト回路 ２２２ 加減算回路 ２２４ 制御回路 ２２５ 制御回路 ２２６ 制御回路 ２３０ 符号化回路 ３１０ 直交変換手段 ３２０ 量子化手段 ３２１ 除算手段 ３２２ 格納手段 ３３０ 符号化手段 ２２２０ 加算回路 ２２２１ 減算回路 ２２２２ 切り換え回路
Claims (2)
- 【請求項１】 画像を複数の画素からなる複数のブロッ
クに分割し、これらのブロックの画素データを直交変換
手段によって直交変換し、該直交変換手段によって生成
された変換係数の各成分を量子化手段によって量子化し
て得られる量子化係数を符号化手段によって符号化する
ようにした画像符号化方式において、前記量子化手段
は、前記変換係数の各周波数成分に対応した量子化閾値
のそれぞれを、ａとｂとを整数として、１／（１＋
２a ）×２b または１／（１−２a ）×２b で近似する
ことを特徴とする画像符号化方式。 - 【請求項２】 前記画像符号化方式において、前記量子
化手段は、前記量子化閾値に対応して設定されたシフト
処理と加算処理または減算処理によって量子化係数を得
るシフト手段と加算手段または減算手段または加減算手
段とを備えるように構成したことを特徴とする請求項１
記載の画像符号化方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33577092A JP2795300B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 画像符号化方式 |
| US08/168,761 US5396291A (en) | 1992-12-16 | 1993-12-16 | Picture signal processing system having improved quantizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33577092A JP2795300B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 画像符号化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06189139A true JPH06189139A (ja) | 1994-07-08 |
| JP2795300B2 JP2795300B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=18292263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33577092A Expired - Fee Related JP2795300B2 (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 画像符号化方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5396291A (ja) |
| JP (1) | JP2795300B2 (ja) |
Cited By (1)
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