JPH0775132A - 映像信号符号化装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ディジタル処理された1フレームコンポーネン
トテレビジョン用映像信号を垂直部標本化のライン順序
にフォーマット化して所定のブロック単位にDCT係数
を求め、量子化した後、可変長符号化する映像信号符号
化装置を提供すること。 【構成】垂直部標本化のライン順序にフォーマット化さ
れた映像情報データ中、情報の変化量の多い変化部と変
化量の少ない平坦部とが均一に分布されるように、映像
データを所定のブロック単位に再び構成するスクランブ
リング手段20と、DCT係数の水平および垂直方向投
影合計値とブロックアクティビティとをそれぞれ求め、
符号化領域および量子化間隔大きさを決定するアクティ
ビティ算出手段40と、符号化領域に従って上記量子化
されたデータに対する走査を適応的に遂行する適応走査
手段60と、所定の伝送速度と一致するよう上記可変長
符号化されたデータを所定の固定長単位に順次伝送する
順次伝送手段80とを含む。
トテレビジョン用映像信号を垂直部標本化のライン順序
にフォーマット化して所定のブロック単位にDCT係数
を求め、量子化した後、可変長符号化する映像信号符号
化装置を提供すること。 【構成】垂直部標本化のライン順序にフォーマット化さ
れた映像情報データ中、情報の変化量の多い変化部と変
化量の少ない平坦部とが均一に分布されるように、映像
データを所定のブロック単位に再び構成するスクランブ
リング手段20と、DCT係数の水平および垂直方向投
影合計値とブロックアクティビティとをそれぞれ求め、
符号化領域および量子化間隔大きさを決定するアクティ
ビティ算出手段40と、符号化領域に従って上記量子化
されたデータに対する走査を適応的に遂行する適応走査
手段60と、所定の伝送速度と一致するよう上記可変長
符号化されたデータを所定の固定長単位に順次伝送する
順次伝送手段80とを含む。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高画質の家庭用ディジ
タルビデオテープレコーダ(以下「D−VTR」と称す
る)等でディジタル映像信号を符号化する装置に関す
る。
タルビデオテープレコーダ(以下「D−VTR」と称す
る)等でディジタル映像信号を符号化する装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】信号のディジタル化を介した貯蔵および
通信技術は、最近のコンピュータもしくは半導体または
ディジタル信号処理技術の発展に伴って急速に発達して
いる。コンポーネントテレビジョンのためにアナログ映
像信号をディジタル信号に変換して貯蔵するか、伝送す
る場合、その情報量がアナログデータに比べて非常に膨
大になる。このため、貯蔵媒体の記憶容量制限および伝
送チャンネルの効率的使用のため、そして映像信号を制
限された伝送速度(Bit rate) に伝送するためには、映
像信号の圧縮処理が必須的に要求される。
通信技術は、最近のコンピュータもしくは半導体または
ディジタル信号処理技術の発展に伴って急速に発達して
いる。コンポーネントテレビジョンのためにアナログ映
像信号をディジタル信号に変換して貯蔵するか、伝送す
る場合、その情報量がアナログデータに比べて非常に膨
大になる。このため、貯蔵媒体の記憶容量制限および伝
送チャンネルの効率的使用のため、そして映像信号を制
限された伝送速度(Bit rate) に伝送するためには、映
像信号の圧縮処理が必須的に要求される。
【0003】しかし、映像信号を与えられた量で減縮す
るとき、元来の情報は充実して表現されるように減縮し
なければならない。また、貯蔵媒体で発生するかもしれ
ない誤差によって堅実な特性が失われないようにしなけ
ればならない。さらに、ハードウェアの具現が容易でな
ければならない。通常的に映像信号を帯域圧縮する原理
は、映像信号の相関性を利用して予測符号化(Predicti
on Coding)するか変換符号化 (Transform Coding) した
後、量子化し、映像の統計的性質を利用して冗長情報
(Redundancy) を最小化する情報理論に基づいて量子化
された係数をホフマンコーディング (Huffman Coding)
により可変長符号化することである。
るとき、元来の情報は充実して表現されるように減縮し
なければならない。また、貯蔵媒体で発生するかもしれ
ない誤差によって堅実な特性が失われないようにしなけ
ればならない。さらに、ハードウェアの具現が容易でな
ければならない。通常的に映像信号を帯域圧縮する原理
は、映像信号の相関性を利用して予測符号化(Predicti
on Coding)するか変換符号化 (Transform Coding) した
後、量子化し、映像の統計的性質を利用して冗長情報
(Redundancy) を最小化する情報理論に基づいて量子化
された係数をホフマンコーディング (Huffman Coding)
により可変長符号化することである。
【0004】DCT(Discrete Cosine Transform) 方式
を利用する映像符号化の長所は変換を介した映像信号の
エネルギーが低周波領域に集中されるようになるので、
この領域をより充実して符号化し、少ない情報量で元来
の情報を忠実に表現することができる点である。また可
変長符号化技法は映像信号が有する確率密度を参照し
て、与えた情報に対するコードワードを伝送する方法
で、処理すべき映像情報等が不均一に分布されていると
き、適当な方法である。したがって、不均一な映像情報
等を充実して表現するため、DCT符号化を介した可変
長符号化技法が比較的効果的であるといえる。
を利用する映像符号化の長所は変換を介した映像信号の
エネルギーが低周波領域に集中されるようになるので、
この領域をより充実して符号化し、少ない情報量で元来
の情報を忠実に表現することができる点である。また可
変長符号化技法は映像信号が有する確率密度を参照し
て、与えた情報に対するコードワードを伝送する方法
で、処理すべき映像情報等が不均一に分布されていると
き、適当な方法である。したがって、不均一な映像情報
等を充実して表現するため、DCT符号化を介した可変
長符号化技法が比較的効果的であるといえる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の符号化
方法は画像の局所的な性質だけを考慮するので、たとえ
ばD−VTRと同じく固定長単位の目標情報量に映像信
号を圧縮して伝送するか貯蔵すべき場合、特に映像情報
の変動が激しい変化部と情報の変動がない平坦部とが混
在されている複雑な映像信号を処理するとき、平坦部処
理時の重複情報(Redundancy)の発生特性が十分に利用さ
れないので、平坦部と変化部とが隣接している場合、激
しい画質劣化が発生するようになる。また、映像情報等
を可変長符号化するとき、情報量を貯蔵するか伝送する
ためには、単位時間当たり伝送される情報量が一定でな
ければならないので、バッファを設置して、前方制御あ
るいは後方制御方式で量子化の間隔大きさ(Step size)
を調節して、発生された情報量を調整すべきである。
方法は画像の局所的な性質だけを考慮するので、たとえ
ばD−VTRと同じく固定長単位の目標情報量に映像信
号を圧縮して伝送するか貯蔵すべき場合、特に映像情報
の変動が激しい変化部と情報の変動がない平坦部とが混
在されている複雑な映像信号を処理するとき、平坦部処
理時の重複情報(Redundancy)の発生特性が十分に利用さ
れないので、平坦部と変化部とが隣接している場合、激
しい画質劣化が発生するようになる。また、映像情報等
を可変長符号化するとき、情報量を貯蔵するか伝送する
ためには、単位時間当たり伝送される情報量が一定でな
ければならないので、バッファを設置して、前方制御あ
るいは後方制御方式で量子化の間隔大きさ(Step size)
を調節して、発生された情報量を調整すべきである。
【0006】従来の前方バッファ制御方式は、貯蔵媒体
により誤差が与える固定長単位にのみ伝播された長所が
ある反面、発生する情報量を固定長単位に目標情報量と
正確に一致させることが困難であるという欠点がある。
一方、後方バッファ制御方式の場合には、バッファの状
態を一定周期に確認して、バッファの充満度により量子
化間隔大きさを決定するため、貯蔵あるいは伝送された
情報量を比較的目標データ量と一致させることができる
長所がある。反面、変化部と平坦部とが隣接している場
合、量子化過程で発生された誤差によりブロック効果が
発生するのに容易である。また高速再生のような特殊再
生のための制限された固定長単位中で目標情報量だけを
伝送すべきであるD−VTRの場合、符号化された発生
情報が目標情報量を超過することになれば、係数除去の
ために複雑なハードウェアが必要になる。
により誤差が与える固定長単位にのみ伝播された長所が
ある反面、発生する情報量を固定長単位に目標情報量と
正確に一致させることが困難であるという欠点がある。
一方、後方バッファ制御方式の場合には、バッファの状
態を一定周期に確認して、バッファの充満度により量子
化間隔大きさを決定するため、貯蔵あるいは伝送された
情報量を比較的目標データ量と一致させることができる
長所がある。反面、変化部と平坦部とが隣接している場
合、量子化過程で発生された誤差によりブロック効果が
発生するのに容易である。また高速再生のような特殊再
生のための制限された固定長単位中で目標情報量だけを
伝送すべきであるD−VTRの場合、符号化された発生
情報が目標情報量を超過することになれば、係数除去の
ために複雑なハードウェアが必要になる。
【0007】本発明は、上記の従来技術の問題点等を解
決するためになされたもので、映像の性質により映像情
報の符号化および量子化を適応的に遂行して、帯域圧縮
により量子化の雑音を最小化し、映像の復元力が優秀な
映像信号符号化装置を提供することを目的とする。
決するためになされたもので、映像の性質により映像情
報の符号化および量子化を適応的に遂行して、帯域圧縮
により量子化の雑音を最小化し、映像の復元力が優秀な
映像信号符号化装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
遂行するため、本発明は、垂直部標本化のライン順序に
フォーマット化された1フレームの映像情報データ中、
情報の変化が多い変化部と、情報の変化が少ない平坦部
とが均一に分布されるように、上記映像データを所定の
ブロック単位に再び配列するスクランブリング手段と、
ブロック単位DCT係数の水平方向投影合計値および垂
直方向投影合計値とブロックアクティビティとをそれぞ
れ求めて、符号化領域および量子化間隔大きさを決定す
るアクティビティ算出手段と、上記アクティビティ算出
手段により決定された上記符号化領域に従って、量子化
されたデータに対する走査を適応的に遂行する適応走査
手段と、所定の伝送速度と一致するように可変長符号化
されたデータを所定の固定長単位に順次伝送して、アン
ダーフロワが発生したブロックは“0”を追加して伝送
し、オーバフロワが発生したブロックにおいては、上記
伝送速度と一致する分量のデータだけが伝送されるよう
にする順次伝送手段を含むことが特徴である。
遂行するため、本発明は、垂直部標本化のライン順序に
フォーマット化された1フレームの映像情報データ中、
情報の変化が多い変化部と、情報の変化が少ない平坦部
とが均一に分布されるように、上記映像データを所定の
ブロック単位に再び配列するスクランブリング手段と、
ブロック単位DCT係数の水平方向投影合計値および垂
直方向投影合計値とブロックアクティビティとをそれぞ
れ求めて、符号化領域および量子化間隔大きさを決定す
るアクティビティ算出手段と、上記アクティビティ算出
手段により決定された上記符号化領域に従って、量子化
されたデータに対する走査を適応的に遂行する適応走査
手段と、所定の伝送速度と一致するように可変長符号化
されたデータを所定の固定長単位に順次伝送して、アン
ダーフロワが発生したブロックは“0”を追加して伝送
し、オーバフロワが発生したブロックにおいては、上記
伝送速度と一致する分量のデータだけが伝送されるよう
にする順次伝送手段を含むことが特徴である。
【0009】本発明の他の特徴は、上記アクティビティ
算出手段は、上記量子化間隔大きさにより上記ブロック
単位DCT係数を量子化する仮量子化手段と、この仮量
子化手段により量子化されたデータの高周波領域により
上記水平および垂直方向投影合計値を求め、“0”でな
い最初の領域を2次符号化領域と決定する2次符号化領
域決定手段を含むことである。
算出手段は、上記量子化間隔大きさにより上記ブロック
単位DCT係数を量子化する仮量子化手段と、この仮量
子化手段により量子化されたデータの高周波領域により
上記水平および垂直方向投影合計値を求め、“0”でな
い最初の領域を2次符号化領域と決定する2次符号化領
域決定手段を含むことである。
【0010】本発明のまた他の特徴は、上記アクティビ
ティ算出手段は、上記量子化間隔大きさを低周波映像領
域でより高周波映像領域で相対的に大きく設定すること
である。本発明のさらに他の特徴は、上記適応走査手段
は、上記符号化領域の横方向長さが縦方向長さより大き
ければ、上記符号化領域を垂直走査し、上記横方向長さ
が上記縦方向長さより大きくなければ、上記符号化領域
を水平走査することである。
ティ算出手段は、上記量子化間隔大きさを低周波映像領
域でより高周波映像領域で相対的に大きく設定すること
である。本発明のさらに他の特徴は、上記適応走査手段
は、上記符号化領域の横方向長さが縦方向長さより大き
ければ、上記符号化領域を垂直走査し、上記横方向長さ
が上記縦方向長さより大きくなければ、上記符号化領域
を水平走査することである。
【0011】本発明のさらに他の特徴は、上記適応走査
手段は、実際映像の統計値に根拠して決定された走査順
序に上記符号化領域を走査することである。本発明のさ
らに他の特徴は、上記アクティビティ算出手段は、上記
量子化間隔大きさを偶数および奇数中、いずれか1つの
形態で決定することである。本発明のさらに他の特徴
は、上記順次伝送手段は、1フレームを構成する所定個
数のデータブロック等から所定分量のデータを順番に抽
出して伝送することである。
手段は、実際映像の統計値に根拠して決定された走査順
序に上記符号化領域を走査することである。本発明のさ
らに他の特徴は、上記アクティビティ算出手段は、上記
量子化間隔大きさを偶数および奇数中、いずれか1つの
形態で決定することである。本発明のさらに他の特徴
は、上記順次伝送手段は、1フレームを構成する所定個
数のデータブロック等から所定分量のデータを順番に抽
出して伝送することである。
【0012】
【実施例】以下には、図面を参照して、本発明の実施例
について詳細に説明をする。図1は、本発明の望ましい
実施例を示すブロック図である。図1において、参照番
号10はデータフォーマット部、20はスクランブリン
グ部、30はDCT部、40はアクティビティ算出部、
50は量子化部、60は適応走査部、70は可変長コー
ド発生部、80は順次伝送部を、それぞれ示す。
について詳細に説明をする。図1は、本発明の望ましい
実施例を示すブロック図である。図1において、参照番
号10はデータフォーマット部、20はスクランブリン
グ部、30はDCT部、40はアクティビティ算出部、
50は量子化部、60は適応走査部、70は可変長コー
ド発生部、80は順次伝送部を、それぞれ示す。
【0013】図2は、データフォーマット部10により
処理された信号形式を説明するための図である。図2の
(a)はコンポーネントテレビジョンのために1フレー
ムの映像信号がディジタル信号に変換処理された後のデ
ータ形式を示す。図示のように、輝度(Y)信号対色差
(R−Y,B−Y)信号等の比を4:2:2(Y:72
0pel×480line,R−Y:360pel×4
80line,B−Y:360pel×480lin
e)に分けることができる。
処理された信号形式を説明するための図である。図2の
(a)はコンポーネントテレビジョンのために1フレー
ムの映像信号がディジタル信号に変換処理された後のデ
ータ形式を示す。図示のように、輝度(Y)信号対色差
(R−Y,B−Y)信号等の比を4:2:2(Y:72
0pel×480line,R−Y:360pel×4
80line,B−Y:360pel×480lin
e)に分けることができる。
【0014】このような形式の映像信号は、データフォ
ーマット部10により図2の(b)に示すような形式の
信号に変換される。すなわち、データフォーマット部1
0は、輝度信号および色差信号の比が4:2:2である
映像信号をプレフィルタを介して垂直部標本化のライン
順序に輝度信号および色差信号等の比が4:2:0
(Y:720pel×480line,R−Y:360
pel×240line,B−Y:360pel×24
0line)になるようにデータを変換する。
ーマット部10により図2の(b)に示すような形式の
信号に変換される。すなわち、データフォーマット部1
0は、輝度信号および色差信号の比が4:2:2である
映像信号をプレフィルタを介して垂直部標本化のライン
順序に輝度信号および色差信号等の比が4:2:0
(Y:720pel×480line,R−Y:360
pel×240line,B−Y:360pel×24
0line)になるようにデータを変換する。
【0015】図3は、スクランブリング部20により遂
行された映像データ信号のスクランブリング原理を説明
するための図である。一般に映像の性質面に着目する
と、映像を構成するためのデータ値が激しく変わる変化
部と、データ値がほとんど同一である平坦部とに区別さ
れるので、通常的な映像では、平坦部は平坦部同士、変
化部は変化部同士隣接して分布されている。このためス
クランブリングを遂行しないで符号化する場合、変化部
が集中された固定長データを符号化するとき、画質の劣
化が激しく発生する。したがって、このようなスクラン
ブリング処理により、平坦部と変化部とが均一に分布さ
れるようフレーム中の映像データをブロック単位に配列
するので、固定長中での伝送効率が高くなるだけでな
く、画質の劣化が最小化される。
行された映像データ信号のスクランブリング原理を説明
するための図である。一般に映像の性質面に着目する
と、映像を構成するためのデータ値が激しく変わる変化
部と、データ値がほとんど同一である平坦部とに区別さ
れるので、通常的な映像では、平坦部は平坦部同士、変
化部は変化部同士隣接して分布されている。このためス
クランブリングを遂行しないで符号化する場合、変化部
が集中された固定長データを符号化するとき、画質の劣
化が激しく発生する。したがって、このようなスクラン
ブリング処理により、平坦部と変化部とが均一に分布さ
れるようフレーム中の映像データをブロック単位に配列
するので、固定長中での伝送効率が高くなるだけでな
く、画質の劣化が最小化される。
【0016】本発明において、図3においてそれぞれ示
されたように、輝度信号に対するスクランブリングは、
8ブロックに処理されるようにして、色差(R−Y,B
−Y)信号等に対するスクランブリングは、それぞれ、
2ブロックに処理されるようにする。DCT部30は、
映像信号を所定のブロック単位(たとえば8×8または
16×16)に2次元離散コサイン変換符号化処理を遂
行する。人間の視覚は、複雑な映像より単純な映像に敏
感であるから、本発明においては、単純な映像に対する
量子化間隔大きさを小さくして、複雑な映像に対する量
子化間隔大きさを大きくして、映像データを量子化させ
る。
されたように、輝度信号に対するスクランブリングは、
8ブロックに処理されるようにして、色差(R−Y,B
−Y)信号等に対するスクランブリングは、それぞれ、
2ブロックに処理されるようにする。DCT部30は、
映像信号を所定のブロック単位(たとえば8×8または
16×16)に2次元離散コサイン変換符号化処理を遂
行する。人間の視覚は、複雑な映像より単純な映像に敏
感であるから、本発明においては、単純な映像に対する
量子化間隔大きさを小さくして、複雑な映像に対する量
子化間隔大きさを大きくして、映像データを量子化させ
る。
【0017】アクティビティ算出部40は、映像の複雑
度を計算するために、図4に例示するように、2次元D
CT係数の8×8行列より、垂直および水平方向にそれ
ぞれ投影合計値(図5参照)を求め、ブロック全体のア
クティビティを求める。投影合計値を利用して量子化さ
れたデータを符号化するための符号化領域を決定し、続
いてアクティビティと決定された符号化領域に従って量
子化間隔大きさを決定する。
度を計算するために、図4に例示するように、2次元D
CT係数の8×8行列より、垂直および水平方向にそれ
ぞれ投影合計値(図5参照)を求め、ブロック全体のア
クティビティを求める。投影合計値を利用して量子化さ
れたデータを符号化するための符号化領域を決定し、続
いてアクティビティと決定された符号化領域に従って量
子化間隔大きさを決定する。
【0018】DCT係数のAC成分(図4の行列でDC
成分b11を除外した部分)に対するアクティビティを計
算する式は、次のとおりである。
成分b11を除外した部分)に対するアクティビティを計
算する式は、次のとおりである。
【0019】
【数1】
【0020】投影合計値を計算する式は次のとおりであ
る。
る。
【0021】
【数2】
【0022】上記式(2)および(3)を利用して、D
CT係数行列の水平方向および垂直方向の投影合計値を
それぞれ求めた後、少なくともアクティビティの90%
以上である領域を符号化する領域と決定する。本実施例
では、図6に示すように、符号化領域とアクティビティ
により映像を区分することができる。
CT係数行列の水平方向および垂直方向の投影合計値を
それぞれ求めた後、少なくともアクティビティの90%
以上である領域を符号化する領域と決定する。本実施例
では、図6に示すように、符号化領域とアクティビティ
により映像を区分することができる。
【0023】図6の(a)および(b)は、符号化領域
が小さくて、アクティビティが大きいブロックの映像を
示し、それぞれ垂直方向および水平方向にエッジが発生
する。図6の(c)は、符号化領域が大きくてアクティ
ビティも大きいブロックの映像を示すもので、低周波成
分に若干の高周波成分が含まれた映像である。このよう
に符号化領域が大きくアクティビティも大きいブロック
の映像には、高周波成分が存在する。
が小さくて、アクティビティが大きいブロックの映像を
示し、それぞれ垂直方向および水平方向にエッジが発生
する。図6の(c)は、符号化領域が大きくてアクティ
ビティも大きいブロックの映像を示すもので、低周波成
分に若干の高周波成分が含まれた映像である。このよう
に符号化領域が大きくアクティビティも大きいブロック
の映像には、高周波成分が存在する。
【0024】人間の視覚特性は、低周波映像とエッジ映
像に敏感であるから、量子化部50は、エッジ映像と低
周波映像に対しては量子化間隔大きさを小さくして充実
した符号化を行うし、エッジが発生しない高周波映像に
対しては、アクティビティに従って量子化間隔大きさを
大きくして量子化を遂行する。適応走査部60は、固定
長中で伝送速度を超過する情報量が発生された場合、高
周波領域に該当された情報より低周波領域に該当された
情報を優先的に伝送するために、量子化されたデータに
対する走査順序を符号化領域の特性に相応するように決
定する。可変長符号化部70は、上記適応走査部より提
供された12個のデータブロックに対する可変長符号化
を遂行する。順次伝送部80は、可変長符号化された1
2ブロックのデータを、図8に示したような順序に伝送
する。すなわち、伝送されるブロックのハッチングされ
た部分のデータ中、該ブロックのデータを全部伝送した
後に、次のブロックのデータを伝送することではなく、
1フレームを構成する12個のブロックをそれぞれより
回りながら所定分量のデータが順次に伝送されるように
する。この伝送過程において、所定のデータブロックが
アンダーフロワである場合には、上記所定のブロックに
“0”を追加して伝送ビット率と一致するようにした後
伝送する。オーバフロワである場合には、伝送ビット率
と一致する分量の情報網を伝送する。
像に敏感であるから、量子化部50は、エッジ映像と低
周波映像に対しては量子化間隔大きさを小さくして充実
した符号化を行うし、エッジが発生しない高周波映像に
対しては、アクティビティに従って量子化間隔大きさを
大きくして量子化を遂行する。適応走査部60は、固定
長中で伝送速度を超過する情報量が発生された場合、高
周波領域に該当された情報より低周波領域に該当された
情報を優先的に伝送するために、量子化されたデータに
対する走査順序を符号化領域の特性に相応するように決
定する。可変長符号化部70は、上記適応走査部より提
供された12個のデータブロックに対する可変長符号化
を遂行する。順次伝送部80は、可変長符号化された1
2ブロックのデータを、図8に示したような順序に伝送
する。すなわち、伝送されるブロックのハッチングされ
た部分のデータ中、該ブロックのデータを全部伝送した
後に、次のブロックのデータを伝送することではなく、
1フレームを構成する12個のブロックをそれぞれより
回りながら所定分量のデータが順次に伝送されるように
する。この伝送過程において、所定のデータブロックが
アンダーフロワである場合には、上記所定のブロックに
“0”を追加して伝送ビット率と一致するようにした後
伝送する。オーバフロワである場合には、伝送ビット率
と一致する分量の情報網を伝送する。
【0025】このような方法で順次伝送を遂行するよう
になると、オーバフロワ発生時にも、フィードバック制
御をしなくてもよいので、ハードウェアの規模を減らす
ことができる。図9は、本発明の他の実施例を示す図
で、第1実施例(図1参照)と比較すると、符号化領域
を1次、2次に分けて決定する点、および、適応走査が
別に遂行されるようにする点が異なっている。
になると、オーバフロワ発生時にも、フィードバック制
御をしなくてもよいので、ハードウェアの規模を減らす
ことができる。図9は、本発明の他の実施例を示す図
で、第1実施例(図1参照)と比較すると、符号化領域
を1次、2次に分けて決定する点、および、適応走査が
別に遂行されるようにする点が異なっている。
【0026】次に、図9に示す実施例について詳細に説
明をする。図10は、図9に図示されたアクティビティ
算出部40′の詳細な構成を示すもので、参照番号41
は1次符号化領域決定部、42は量子化間隔大きさ決定
部、43は2次符号化領域を決定するために決定された
量子化間隔大きさによってDCT係数を量子化する仮量
子化部、44は2次符号化領域決定部を、それぞれ示
す。
明をする。図10は、図9に図示されたアクティビティ
算出部40′の詳細な構成を示すもので、参照番号41
は1次符号化領域決定部、42は量子化間隔大きさ決定
部、43は2次符号化領域を決定するために決定された
量子化間隔大きさによってDCT係数を量子化する仮量
子化部、44は2次符号化領域決定部を、それぞれ示
す。
【0027】前述したように、人間の視覚特性は、複雑
な映像信号よりも単純な映像信号により敏感であるか
ら、映像の複雑度を計算するために、1次符号化領域決
定部41は、前述した式(1)〜(3)により、DCT
係数によりブロックアクティビティと水平方向投影合計
値および垂直方向投影合計値とをそれそれ求める。本実
施例では、映像信号のエネルギー集中度を考慮して、水
平方向投影合計値(Xi)と垂直方向の投影合計値(Y
i )とがブロックアクティビティ(BA)の90〜98
%になる領域を1次符号化領域と決定する。
な映像信号よりも単純な映像信号により敏感であるか
ら、映像の複雑度を計算するために、1次符号化領域決
定部41は、前述した式(1)〜(3)により、DCT
係数によりブロックアクティビティと水平方向投影合計
値および垂直方向投影合計値とをそれそれ求める。本実
施例では、映像信号のエネルギー集中度を考慮して、水
平方向投影合計値(Xi)と垂直方向の投影合計値(Y
i )とがブロックアクティビティ(BA)の90〜98
%になる領域を1次符号化領域と決定する。
【0028】
【数3】
【0029】(ここでα=0.90〜0.98、BAは
ブロックアクティビティ、Xは水平方向投影合計値、Y
は垂直方向投影合計値をそれぞれ示す。)図11は、本
実施例による符号化決定の例を示すもので、水平方向の
符号化領域は5、垂直方向の符号化領域は4に決定され
たことを示している。量子化間隔大きさ決定部42は、
1次符号化領域決定部41において式(4)および
(5)によりそれぞれ決定された垂直,水平方向符号化
領域中、DCT係数のAC成分に対する有効アクティビ
ティを次の式によって求める。
ブロックアクティビティ、Xは水平方向投影合計値、Y
は垂直方向投影合計値をそれぞれ示す。)図11は、本
実施例による符号化決定の例を示すもので、水平方向の
符号化領域は5、垂直方向の符号化領域は4に決定され
たことを示している。量子化間隔大きさ決定部42は、
1次符号化領域決定部41において式(4)および
(5)によりそれぞれ決定された垂直,水平方向符号化
領域中、DCT係数のAC成分に対する有効アクティビ
ティを次の式によって求める。
【0030】
【数4】
【0031】このように有効アクティビティが算出され
ると、量子化間隔大きさ決定部42は、符号化領域の大
きさおよび有効アクティビティに従って、図13に基づ
いて量子化間隔大きさを決定することになる。図13に
基づいて一例を説明すると、符号化領域の大きさ(=水
平符号化領域×垂直符号化領域)が64で、有効アクテ
ィビティが所定の値(A)以下のとき、量子化間隔大き
さは“2”と決定され、符号化領域の大きさが56〜6
3のとき、有効アクティビティが所定の値A′以上B′
未満のとき、量子化間隔大きさは“4”と決定される。
ると、量子化間隔大きさ決定部42は、符号化領域の大
きさおよび有効アクティビティに従って、図13に基づ
いて量子化間隔大きさを決定することになる。図13に
基づいて一例を説明すると、符号化領域の大きさ(=水
平符号化領域×垂直符号化領域)が64で、有効アクテ
ィビティが所定の値(A)以下のとき、量子化間隔大き
さは“2”と決定され、符号化領域の大きさが56〜6
3のとき、有効アクティビティが所定の値A′以上B′
未満のとき、量子化間隔大きさは“4”と決定される。
【0032】本実施例では、量子化間隔大きさが偶数値
(または奇数値)だけを持つようにするので、次に遂行
する可変長コード化においての場合の数を節減させるの
で、システムのデータ処理効率を高くできる。仮量子化
部43は、2次符号化領域を決定するために決定する量
子化間隔大きさにDCT係数(bij)を次のように量子
化する。
(または奇数値)だけを持つようにするので、次に遂行
する可変長コード化においての場合の数を節減させるの
で、システムのデータ処理効率を高くできる。仮量子化
部43は、2次符号化領域を決定するために決定する量
子化間隔大きさにDCT係数(bij)を次のように量子
化する。
【0033】 量子化データQACij=bij/Qss …(7) ここでQssは量子化間隔大きさを示し、 QACij=QACij+1 万一、QACij>0でQA
Cij=奇数 QACij=0 万一、QACij<0でQA
Cij=奇数 2次符号化領域決定部44は、DCT係数等の水平、垂
直の高周波領域より(図11に図示された矢印の方向
に)投影合計値を求め、その値が0でない最初の領域を
2次符号化領域と決定する。
Cij=奇数 QACij=0 万一、QACij<0でQA
Cij=奇数 2次符号化領域決定部44は、DCT係数等の水平、垂
直の高周波領域より(図11に図示された矢印の方向
に)投影合計値を求め、その値が0でない最初の領域を
2次符号化領域と決定する。
【0034】本実施例による量子化間隔大きさ決定方式
は、映像の複合度を十分に反映しているし、従来の前方
バッファ制御または後方バッファ制御による量子化間隔
大きさ決定方式より、ハードウェアの規模を小さくする
ことができるだけでなく、映像のエネルギー分布を考慮
した符号化領域の決定により量子化領域が制限され、重
複情報の発生量を減らすことができる長所がある。
は、映像の複合度を十分に反映しているし、従来の前方
バッファ制御または後方バッファ制御による量子化間隔
大きさ決定方式より、ハードウェアの規模を小さくする
ことができるだけでなく、映像のエネルギー分布を考慮
した符号化領域の決定により量子化領域が制限され、重
複情報の発生量を減らすことができる長所がある。
【0035】図12は、本実施例による適応走査方法を
説明するための図で、(a)は8×8ブロック領域での
適応走査順序を示し、(b)は先に例を挙げて説明した
ように、水平符号化領域が5、垂直符号化領域が4に、
それぞれ決定された場合(図11参照)、走査順序(図
12の(a))の優先順位により5×4符号化領域を1
から20まで順次に適応走査する順序を示したものであ
る。
説明するための図で、(a)は8×8ブロック領域での
適応走査順序を示し、(b)は先に例を挙げて説明した
ように、水平符号化領域が5、垂直符号化領域が4に、
それぞれ決定された場合(図11参照)、走査順序(図
12の(a))の優先順位により5×4符号化領域を1
から20まで順次に適応走査する順序を示したものであ
る。
【0036】適応走査方法で水平、垂直またはジグザグ
走査を遂行する場合、ブロックのいずれか一方方向のデ
ータが喪失する場合が色々あった。実際映像の統計値に
基づいて決定された本実施例の走査順序(図12の
(a))により適応走査することになれば、そのような
問題を解決することになる。また、本実施例の適応走査
方式は、符号化領域による画像の性質を十分に反映し
て、実際、可変長符号化を遂行するとき、発生情報量を
減らすことができる長所がある。
走査を遂行する場合、ブロックのいずれか一方方向のデ
ータが喪失する場合が色々あった。実際映像の統計値に
基づいて決定された本実施例の走査順序(図12の
(a))により適応走査することになれば、そのような
問題を解決することになる。また、本実施例の適応走査
方式は、符号化領域による画像の性質を十分に反映し
て、実際、可変長符号化を遂行するとき、発生情報量を
減らすことができる長所がある。
【0037】その他、本発明は、上述の実施例に限定さ
れず、請求項に記載の範囲内で種々の変更が可能であ
る。
れず、請求項に記載の範囲内で種々の変更が可能であ
る。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、第1に、スクランブリ
ングを介して映像信号の変化部と平坦部とを固定長単位
に追加情報なしに効果的に再び構成するので、平坦部の
重複情報を変化部に提供することになって、符号化効率
を高くすることができる。第2に、映像の複雑度を考慮
して、量子化間隔大きさおよび符号化領域が決定される
ので、ハードウェアの規模および重複情報を減らすこと
ができる。
ングを介して映像信号の変化部と平坦部とを固定長単位
に追加情報なしに効果的に再び構成するので、平坦部の
重複情報を変化部に提供することになって、符号化効率
を高くすることができる。第2に、映像の複雑度を考慮
して、量子化間隔大きさおよび符号化領域が決定される
ので、ハードウェアの規模および重複情報を減らすこと
ができる。
【0039】第3に、符号化領域に適合する適応走査を
介してより多い連続0(Run of zero) を発生させるの
で、すなわち0がより多く連続されるようにするので符
号化効率を向上させることができる。第4に、各ブロッ
クに対するデータを順番に所定量ずつ抽出して順次伝送
し、各ブロックデータが均一に伝送されるようにするの
で、データ伝送効率を高くすることができ、係数除去の
ためのハードウェアの規模を減らすことができる。
介してより多い連続0(Run of zero) を発生させるの
で、すなわち0がより多く連続されるようにするので符
号化効率を向上させることができる。第4に、各ブロッ
クに対するデータを順番に所定量ずつ抽出して順次伝送
し、各ブロックデータが均一に伝送されるようにするの
で、データ伝送効率を高くすることができ、係数除去の
ためのハードウェアの規模を減らすことができる。
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】(a)および(b)は、1フレームの映像デー
タ信号が図1のデータフォーマット部10を通過する
前、後のデータ形式をそれぞれ示す図である。
タ信号が図1のデータフォーマット部10を通過する
前、後のデータ形式をそれぞれ示す図である。
【図3】本発明によるスクランブリングの原理を示す図
である。
である。
【図4】DCT係数の行列を示す図である。
【図5】投影合計値を求める原理を示す図である。
【図6】映像の性質によるDCT係数の分布を示す図で
ある。
ある。
【図7】画面の符号化領域の一例を示す図である。
【図8】本発明によるブロックの順次伝送順序を示す図
である。
である。
【図9】本発明の第2の実施例を示す図である。
【図10】本発明の第2実施例によるアクティビティ算
出部40′の構成を示す図である。
出部40′の構成を示す図である。
【図11】符号化領域決定の例を示す図である。
【図12】(a)は本発明の第2実施例によるブロック
の適応走査順序を示す図であり、(b)は図10の符号
化領域を適応走査する順序を示す図である。
の適応走査順序を示す図であり、(b)は図10の符号
化領域を適応走査する順序を示す図である。
【図13】本発明の第1および第2実施例により決定す
る量子化間隔大きさ(量子化間隔幅)の一例を示す図で
ある。
る量子化間隔大きさ(量子化間隔幅)の一例を示す図で
ある。
10 データフォーマット 20 スクランブリング 30 DCT 40 アクティビティ算出部 50 量子化部 60 適応走査部 70 仮変調コード発生部 80 順次伝送部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/30
Claims (7)
- 【請求項1】ディジタル信号処理されたコンポーネント
テレビジョン用映像信号を符号化する装置において、 上記映像信号の輝度(Y)信号と色差(R−Y,B−
Y)信号等の比を垂直部標本化のライン順序4:2:0
の形式に変換させるデータフォーマット部(10)と、 上記データフォーマット部(10)より提供された映像
データ中、情報の変化が少ない平坦部と情報の変化が多
い変化部とが均等に分布されるように、上記映像データ
を所定のブロック単位に再び構成するスクランブリング
部(20)と、 上記スクランブリング部(20)の出力を上記所定のブ
ロック単位に2次元離散コサイン変換符号化するDCT
部(30)と、 上記DCT部(30)より提供される上記所定のブロッ
ク単位のデータのアクティビティを求め、映像の複雑度
によって、符号化領域と量子化間隔大きさを決定するア
クティビティ算出部(40)と、 上記アクティビティ算出部(40)の出力によりDCT
係数の量子化を遂行する量子化部(50)と、 上記アクティビティ算出部(40)により決定された符
号化領域に従って量子化されたデータを適応的に走査す
る適応走査部(60)と、 上記適応走査部(60)の出力に対する可変長符号化を
遂行して発生された情報量を計算する可変長符号化部
(70)と、 上記可変長符号化部(70)の出力を固定長中で所定の
伝送速度に順次伝送して、アンダーフロワが発生したブ
ロックには“0”を追加して上記伝送速度と一致させ、
オーバフロワが発生したブロックは上記伝送速度と一致
する情報量だけを伝送する順次伝送部(80)と、 を含むことを特徴とする映像信号符号化装置。 - 【請求項2】請求項1記載の映像信号符号化装置におい
て、 上記アクティビティ算出部(40)は、 上記DCT部(30)の出力よりブロックアクティビテ
ィと水平投影合計値および垂直投影合計値をそれぞれ求
めた後、上記水平投影合計値および上記垂直投影合計値
が上記ブロックアクティビティの所定比率に該当する領
域を1次の符号化領域と決定する1次符号化領域決定部
(41)と、 上記1次符号化領域決定部(41)の出力に従って量子
化間隔大きさを決定する量子化間隔大きさ決定部(4
2)と、 上記量子化間隔大きさによって上記ブロック単位DCT
係数を量子化する仮量子化部(43)と、 上記仮量子化部(43)により量子化されたデータの高
周波領域より上記水平および垂直方向投影合計値を求
め、“0”でない最初の領域を2次符号化領域と決定す
る2次符号化領域決定部(44)と、 を含むことを特徴とするものである。 - 【請求項3】請求項1または2記載の映像信号符号化装
置において、 上記アクティビティ算出部(40)は、上記量子化間隔
大きさを低周波映像領域においてより高周波映像領域で
相対的に大きく設定することを特徴とするものである。 - 【請求項4】請求項1記載の映像信号符号化装置におい
て、 上記適応走査部(60)は、上記符号化領域の横方向長
さが縦方向長さより大きければ上記符号化領域を垂直走
査し、上記横方向長さが上記縦方向長さより大きくなけ
れば上記符号化領域を水平走査することを特徴とするも
のである。 - 【請求項5】請求項1または4記載の映像信号符号化装
置において、 上記適応走査部(60)は、実際映像の統計値に根拠し
て決定された走査順序に上記符号化領域を走査すること
を特徴とするものである。 - 【請求項6】請求項1または2記載の映像信号符号化装
置において、 上記アクティビティ算出部(40)は、上記量子化間隔
大きさを偶数および奇数中、いずれか1つの形態で決定
することを特徴とするものである。 - 【請求項7】請求項1記載の映像信号符号化装置におい
て、 上記順次伝送部(80)は、1フレームを構成する所定
個数のブロック等それぞれより順番に所定分量のデータ
を抽出して伝送することを特徴とするものである。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR920003169 | 1992-02-28 | ||
| KR93P1212 | 1993-01-30 | ||
| KR92P3169 | 1993-01-30 | ||
| KR930001212 | 1993-01-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0775132A true JPH0775132A (ja) | 1995-03-17 |
| JP2530090B2 JP2530090B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=26628964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3706093A Expired - Fee Related JP2530090B2 (ja) | 1992-02-28 | 1993-02-25 | 映像信号符号化装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5552829A (ja) |
| JP (1) | JP2530090B2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6456655B1 (en) * | 1994-09-30 | 2002-09-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Image encoding using activity discrimination and color detection to control quantizing characteristics |
| KR0166897B1 (ko) * | 1995-06-02 | 1999-03-20 | 구자홍 | 이산여현변환 블럭 클래스 결정회로 |
| US5854858A (en) * | 1995-06-07 | 1998-12-29 | Girod; Bernd | Image signal coder operating at reduced spatial resolution |
| US5745178A (en) * | 1996-01-22 | 1998-04-28 | Lucent Technologies Inc. | Global rate control for model-assisted coding of low bit rate video |
| KR100211055B1 (ko) * | 1996-10-28 | 1999-07-15 | 정선종 | 내용기반으로 분할된 영상객체들의 스케러블 전송방법 |
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