JPH089375A - 逆離散コサイン変換不一致制御装置および画像符号化装置 - Google Patents
逆離散コサイン変換不一致制御装置および画像符号化装置Info
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- JPH089375A JPH089375A JP7087739A JP8773995A JPH089375A JP H089375 A JPH089375 A JP H089375A JP 7087739 A JP7087739 A JP 7087739A JP 8773995 A JP8773995 A JP 8773995A JP H089375 A JPH089375 A JP H089375A
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- H04N19/12—Selection from among a plurality of transforms or standards, e.g. selection between discrete cosine transform [DCT] and sub-band transform or selection between H.263 and H.264
- H04N19/122—Selection of transform size, e.g. 8x8 or 2x4x8 DCT; Selection of sub-band transforms of varying structure or type
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- Image Processing (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像圧縮において逆離散コサイン変換（ＩＤ
ＣＴ）の不一致を任意の符号化条件下で縮小する。 【構成】 画像圧縮を行う符号器１００は、量子化離散
コサイン変換係数ｑ＿ｃｏｅｆｆ（ｉ，ｊ）のセットを
受信し、そのセット内の変換係数の総和Ａ＿ＳＵＭを求
める。変換係数は、画像シーケンス中の画像を表現する
ものであり、複数の量子化ステップサイズに対応してい
てよい。符号器はさらに、受信した変換係数のセットの
うち、対応する量子化ステップサイズが第１の所定値Ｔ
bより小さく、かつ、変換係数の総和が第２の所定値Ｔa
より小さい場合に、このような条件を満たす変換係数を
０に設定する。このように小さい係数を０に強制するこ
とは画像品質には無視しうる影響しか及ぼさない。Ｔa
およびＴbの値の例はそれぞれ３および２である。
ＣＴ）の不一致を任意の符号化条件下で縮小する。 【構成】 画像圧縮を行う符号器１００は、量子化離散
コサイン変換係数ｑ＿ｃｏｅｆｆ（ｉ，ｊ）のセットを
受信し、そのセット内の変換係数の総和Ａ＿ＳＵＭを求
める。変換係数は、画像シーケンス中の画像を表現する
ものであり、複数の量子化ステップサイズに対応してい
てよい。符号器はさらに、受信した変換係数のセットの
うち、対応する量子化ステップサイズが第１の所定値Ｔ
bより小さく、かつ、変換係数の総和が第２の所定値Ｔa
より小さい場合に、このような条件を満たす変換係数を
０に設定する。このように小さい係数を０に強制するこ
とは画像品質には無視しうる影響しか及ぼさない。Ｔa
およびＴbの値の例はそれぞれ３および２である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、データ圧縮に関し、特
に、符号器と復号器の間の逆離散コサイン変換の不一致
を制御することに関する。
に、符号器と復号器の間の逆離散コサイン変換の不一致
を制御することに関する。
【０００２】
【従来の技術】離散コサイン変換（ＤＣＴ）はディジタ
ル信号処理において広く使用されており、特に、高度に
相関した信号に対しては統計的に最適なカルフーネン・
レーヴ変換に近づくため、画像および音声の場合に広く
使用されている。画像圧縮の応用では、２次元分離可能
ＤＣＴが多くの国際画像圧縮標準において広く使用され
ている。そのような標準には、ＪＰＥＧ(Joint Photogr
aphic Experts Group)、ｐ×６４Ｋｂｉｔ／ｓオーディ
オビジュアルサービスに対する国際電信電話諮問委員会
勧告Ｈ．２６１（ＣＣＩＴＴ Ｈ．２６１）、および、
ＭＰＥＧ（MotionPictures Expert Group)フェーズ１お
よびフェーズ２ビデオ圧縮標準（ＭＰＥＧ−１およびＭ
ＰＥＧ２）がある。
ル信号処理において広く使用されており、特に、高度に
相関した信号に対しては統計的に最適なカルフーネン・
レーヴ変換に近づくため、画像および音声の場合に広く
使用されている。画像圧縮の応用では、２次元分離可能
ＤＣＴが多くの国際画像圧縮標準において広く使用され
ている。そのような標準には、ＪＰＥＧ(Joint Photogr
aphic Experts Group)、ｐ×６４Ｋｂｉｔ／ｓオーディ
オビジュアルサービスに対する国際電信電話諮問委員会
勧告Ｈ．２６１（ＣＣＩＴＴ Ｈ．２６１）、および、
ＭＰＥＧ（MotionPictures Expert Group)フェーズ１お
よびフェーズ２ビデオ圧縮標準（ＭＰＥＧ−１およびＭ
ＰＥＧ２）がある。
【０００３】ＤＣＴは、汎用ディジタルコンピュータ上
のソフトウェアによっても実装可能であるが、一般に
は、ビデオ符号器および復号器内の専用ハードウェアに
よって実装されるほうが多い。ハードウェア実装の場
合、ハードウェアの速度要求のために固定小数点演算が
通常使用される。しかし、固定小数点演算が有限語長で
あることによる本質的な精度の問題がある。画像圧縮で
は、符号器および復号器が、異なる逆ＤＣＴ（ＩＤＣ
Ｔ）法または異なる演算精度を使用することによって異
なる実装のＩＤＣＴを使用する場合、リフレッシュのた
めにフレーム内データが復号器に送られるまでは、再構
成される画素には符号器と復号器の間で差が生じること
がある。この差は累積し、復号された画像において見え
るようになることがある。復号画像におけるこの可視歪
みは符号器と復号器におけるＩＤＣＴ実装の差によって
引き起こされたものであるので、この現象はＩＤＣＴ不
一致と呼ばれる。ＩＤＣＴ不一致は、ＭＰＥＧ−１およ
びＭＰＥＧ−２標準に従うもののような高品質符号化方
式では重大な問題である。従って、高い符号化品質を得
るためには、ＩＤＣＴ不一致を制御しなければならな
い。
のソフトウェアによっても実装可能であるが、一般に
は、ビデオ符号器および復号器内の専用ハードウェアに
よって実装されるほうが多い。ハードウェア実装の場
合、ハードウェアの速度要求のために固定小数点演算が
通常使用される。しかし、固定小数点演算が有限語長で
あることによる本質的な精度の問題がある。画像圧縮で
は、符号器および復号器が、異なる逆ＤＣＴ（ＩＤＣ
Ｔ）法または異なる演算精度を使用することによって異
なる実装のＩＤＣＴを使用する場合、リフレッシュのた
めにフレーム内データが復号器に送られるまでは、再構
成される画素には符号器と復号器の間で差が生じること
がある。この差は累積し、復号された画像において見え
るようになることがある。復号画像におけるこの可視歪
みは符号器と復号器におけるＩＤＣＴ実装の差によって
引き起こされたものであるので、この現象はＩＤＣＴ不
一致と呼ばれる。ＩＤＣＴ不一致は、ＭＰＥＧ−１およ
びＭＰＥＧ−２標準に従うもののような高品質符号化方
式では重大な問題である。従って、高い符号化品質を得
るためには、ＩＤＣＴ不一致を制御しなければならな
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＩＤＣＴ不一致を制御
するいくつかの方法が既に存在する。その１つの方法
は、内リフレッシュとして知られている。内リフレッシ
ュでは、画像シーケンスは巡回的にフレーム内符号化さ
れ、それによって、現在の画像が、過去の画像または未
来の画像を参照せずに符号化される。従って、参照画像
に累積する歪みは現画像には影響しない。この方法は、
ＩＤＣＴ不一致または符号化のいずれかによって引き起
こされる誤差を除去する際には有効となり得る。しか
し、リフレッシュ間隔がビットレートおよび帯域幅の制
限によって制約されるため、選択したリフレッシュ間隔
が十分にＩＤＣＴ不一致を制御しないことがある。さら
に、フレーム内符号化された画像はフレーム間符号化さ
れた画像よりも符号化に多くのビット数を必要とするた
め、リフレッシュ間隔がＩＤＣＴ不一致をなくすほど十
分小さくなる場合、符号化効率がかなり低下する可能性
がある。従って、内リフレッシュ法は、すべての条件下
でのＩＤＣＴ不一致問題に対する良好な解決法ではな
い。
するいくつかの方法が既に存在する。その１つの方法
は、内リフレッシュとして知られている。内リフレッシ
ュでは、画像シーケンスは巡回的にフレーム内符号化さ
れ、それによって、現在の画像が、過去の画像または未
来の画像を参照せずに符号化される。従って、参照画像
に累積する歪みは現画像には影響しない。この方法は、
ＩＤＣＴ不一致または符号化のいずれかによって引き起
こされる誤差を除去する際には有効となり得る。しか
し、リフレッシュ間隔がビットレートおよび帯域幅の制
限によって制約されるため、選択したリフレッシュ間隔
が十分にＩＤＣＴ不一致を制御しないことがある。さら
に、フレーム内符号化された画像はフレーム間符号化さ
れた画像よりも符号化に多くのビット数を必要とするた
め、リフレッシュ間隔がＩＤＣＴ不一致をなくすほど十
分小さくなる場合、符号化効率がかなり低下する可能性
がある。従って、内リフレッシュ法は、すべての条件下
でのＩＤＣＴ不一致問題に対する良好な解決法ではな
い。
【０００５】ＩＤＣＴ不一致を制御するもう１つの方法
は奇数化法を含むものであるが、これは符号器および復
号器の両方で使用しなければならない。この方法では、
再構成すなわち逆量子化されたデータはＩＤＣＴステッ
プの前に符号器および復号器の両方の側で奇数化され
る。再構成された値の奇数化により歪みが復号器に累積
しないように、奇数化法は低品質および中品質の符号化
には良好な結果を与える。しかし、奇数化は、すべての
符号化条件下でのＩＤＣＴ不一致を制御することはでき
ないし、高品質符号化に適したものでもない。
は奇数化法を含むものであるが、これは符号器および復
号器の両方で使用しなければならない。この方法では、
再構成すなわち逆量子化されたデータはＩＤＣＴステッ
プの前に符号器および復号器の両方の側で奇数化され
る。再構成された値の奇数化により歪みが復号器に累積
しないように、奇数化法は低品質および中品質の符号化
には良好な結果を与える。しかし、奇数化は、すべての
符号化条件下でのＩＤＣＴ不一致を制御することはでき
ないし、高品質符号化に適したものでもない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例によれ
ば、不一致を引き起こしそうないくつかの小さいＤＣＴ
係数を符号器において選択的に０に設定することによっ
て符号器と復号器の間の同期を強制する新規な装置およ
び方法によって、ＩＤＣＴ不一致はすべての符号化条件
下で制御可能となる。本発明によれば、システムの複雑
さおよび費用を最小にするために符号器のみにおいて本
発明を実装し、復号器は従来のものを利用したＩＤＣＴ
不一致制御が可能となる。
ば、不一致を引き起こしそうないくつかの小さいＤＣＴ
係数を符号器において選択的に０に設定することによっ
て符号器と復号器の間の同期を強制する新規な装置およ
び方法によって、ＩＤＣＴ不一致はすべての符号化条件
下で制御可能となる。本発明によれば、システムの複雑
さおよび費用を最小にするために符号器のみにおいて本
発明を実装し、復号器は従来のものを利用したＩＤＣＴ
不一致制御が可能となる。
【０００７】
【実施例】まず、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）不一
致と呼ばれる現象の簡単な理論的説明から始めるのが有
用であろう。一般に、ＩＤＣＴ不一致は、符号器および
復号器におけるＩＤＣＴの計算における有限長演算によ
って引き起こされるＩＤＣＴ誤差の累積である。画像圧
縮で使用される２次元８×８離散コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）は次式のように定義される。
致と呼ばれる現象の簡単な理論的説明から始めるのが有
用であろう。一般に、ＩＤＣＴ不一致は、符号器および
復号器におけるＩＤＣＴの計算における有限長演算によ
って引き起こされるＩＤＣＴ誤差の累積である。画像圧
縮で使用される２次元８×８離散コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）は次式のように定義される。
【数１】 ８×８逆ＤＣＴ（ＩＤＣＴ）は次式のように定義され
る。
る。
【数２】 ただし、ｉ、ｊは時間領域の座標、ｋ、ｌは変換領域の
座標、Ｘk,lはＤＣＴ係数、および、ｘi,jは画素値（画
素残差）である。当業者には理解されるように、ＤＣＴ
およびＩＤＣＴはさまざまな方法を用いて実装可能であ
る。例えば、完全な行列積を使用する（これは直接型実
装とも呼ばれる）ことも、疎行列による高速アルゴリズ
ムを使用することも可能である。完全行列積の場合、式
（２）は次のように書き換えることができる。
座標、Ｘk,lはＤＣＴ係数、および、ｘi,jは画素値（画
素残差）である。当業者には理解されるように、ＤＣＴ
およびＩＤＣＴはさまざまな方法を用いて実装可能であ
る。例えば、完全な行列積を使用する（これは直接型実
装とも呼ばれる）ことも、疎行列による高速アルゴリズ
ムを使用することも可能である。完全行列積の場合、式
（２）は次のように書き換えることができる。
【数３】 Ｘ0,0、Ｘ4,0、およびＸ4,4を除くすべてのＤＣＴ係数
が０である場合、
が０である場合、
【数４】 であるため、ｘi,jは次のように書くことができる。
【数５】 そしてｘ0,0は次のようになる。
【数６】 Ｘ0,0±Ｘ0,4±Ｘ4,0±Ｘ4,4＝±４，±１２，...であ
る場合、ｘ0,0は厳密にＩ＋０．５という値をとりう
る。ただしＩは任意の整数である。異なる実装はｘ0, 0
を計算する異なる方法を有するため、丸めた後のｘ0,0
の値は、実際の実装および語長の打ち切りに依存してＩ
またはＩ＋１のいずれかとなり得る。すなわち、符号器
および復号器が異なるＩＤＣＴを使用すると、再構成さ
れる整数データは１だけ異なる可能性がある。
る場合、ｘ0,0は厳密にＩ＋０．５という値をとりう
る。ただしＩは任意の整数である。異なる実装はｘ0, 0
を計算する異なる方法を有するため、丸めた後のｘ0,0
の値は、実際の実装および語長の打ち切りに依存してＩ
またはＩ＋１のいずれかとなり得る。すなわち、符号器
および復号器が異なるＩＤＣＴを使用すると、再構成さ
れる整数データは１だけ異なる可能性がある。
【０００８】さらに特定した実施例を以下で示す。この
例では、同じＤＣＴ係数に対して、正確なＩＤＣＴから
再構成されるデータはすべて０であるが、有限精度ＩＤ
ＣＴから得られるデータは０および１である。
例では、同じＤＣＴ係数に対して、正確なＩＤＣＴから
再構成されるデータはすべて０であるが、有限精度ＩＤ
ＣＴから得られるデータは０および１である。
【０００９】
【数７】
【数８】
【００１０】ここで、ＤＣＴ係数はＸ０，０およびＸ
０，４を除いては０である。ＩＤＣＴ１（ｆｌｏａｔ）
は、６４ビット浮動小数点によって表現され、丸めなし
の直接型実装から得られた再構成データである。ＩＤＣ
Ｔ１（ｉｎｔ）は、３２ビット固定小数点によって表現
され、丸めおよび打ち切りなしの直接型実装から得られ
た再構成データである。ＩＤＣＴ２（ｉｎｔ）は、３２
ビット固定小数点によって表現され、丸めおよび打ち切
りのある高速実装を使用することによって得られた再構
成データである。前の解析および例から理解されるよう
に、ＩＤＣＴ計算においてＩ＋０．５（ただしＩは任意
の整数）に近いデータは、異なるＩＤＣＴ実装を含む場
合のＩＤＣＴ不一致の原因となる。従って、計算および
表現の精度が異なる場合、同じ入力から全く異なる出力
が生じる可能性がある。
０，４を除いては０である。ＩＤＣＴ１（ｆｌｏａｔ）
は、６４ビット浮動小数点によって表現され、丸めなし
の直接型実装から得られた再構成データである。ＩＤＣ
Ｔ１（ｉｎｔ）は、３２ビット固定小数点によって表現
され、丸めおよび打ち切りなしの直接型実装から得られ
た再構成データである。ＩＤＣＴ２（ｉｎｔ）は、３２
ビット固定小数点によって表現され、丸めおよび打ち切
りのある高速実装を使用することによって得られた再構
成データである。前の解析および例から理解されるよう
に、ＩＤＣＴ計算においてＩ＋０．５（ただしＩは任意
の整数）に近いデータは、異なるＩＤＣＴ実装を含む場
合のＩＤＣＴ不一致の原因となる。従って、計算および
表現の精度が異なる場合、同じ入力から全く異なる出力
が生じる可能性がある。
【００１１】図１は、本発明によるビデオ符号器の実施
例の概略図を示す。ディジタル画像シーケンス信号ＶＩ
ＤＥＯ ＩＮが入力として符号器１００にライン１０１
によって供給される。フレーム内符号化またはフレーム
間符号化のいずれを利用するかに依存して、ＶＩＤＥＯ
ＩＮはＤＣＴ係数発生器１０３または動き推定器・フ
レームストア１１７に送られる。この例の目的のため、
符号化はマクロブロックごとに実行される。しかし、当
業者には理解されるように、本発明の原理は画像ごとに
適用することも可能である。フレーム内符号化モード１
０２では、ＶＩＤＥＯ ＩＮは入力としてフレーム内／
フレーム間ＤＣＴ係数発生器１０３に直接供給される。
フレーム間符号化モードでは、ＶＩＤＥＯ ＩＮは入力
としてライン１４０によって動き推定器・フレームスト
ア１１７に供給され、そこで動きベクトルが推定され
る。当業者には理解されるように、動きベクトルは画像
のタイプに依存して単方向でも双方向でも可能である。
動きベクトルおよびライン１１６上の現在の入力フレー
ムは入力として動き補償器１１４に供給され、そこで現
在のフレームの予測が計算される。ライン１１５上の、
現フレームの予測された信号は、加算器１４５におい
て、ライン１０１上のＶＩＤＥＯ ＩＮから減算され、
ライン１０２上に残差信号を形成する。このライン１０
２上の残差信号は入力としてフレーム内／フレーム間Ｄ
ＣＴ係数発生器１０３に供給される。
例の概略図を示す。ディジタル画像シーケンス信号ＶＩ
ＤＥＯ ＩＮが入力として符号器１００にライン１０１
によって供給される。フレーム内符号化またはフレーム
間符号化のいずれを利用するかに依存して、ＶＩＤＥＯ
ＩＮはＤＣＴ係数発生器１０３または動き推定器・フ
レームストア１１７に送られる。この例の目的のため、
符号化はマクロブロックごとに実行される。しかし、当
業者には理解されるように、本発明の原理は画像ごとに
適用することも可能である。フレーム内符号化モード１
０２では、ＶＩＤＥＯ ＩＮは入力としてフレーム内／
フレーム間ＤＣＴ係数発生器１０３に直接供給される。
フレーム間符号化モードでは、ＶＩＤＥＯ ＩＮは入力
としてライン１４０によって動き推定器・フレームスト
ア１１７に供給され、そこで動きベクトルが推定され
る。当業者には理解されるように、動きベクトルは画像
のタイプに依存して単方向でも双方向でも可能である。
動きベクトルおよびライン１１６上の現在の入力フレー
ムは入力として動き補償器１１４に供給され、そこで現
在のフレームの予測が計算される。ライン１１５上の、
現フレームの予測された信号は、加算器１４５におい
て、ライン１０１上のＶＩＤＥＯ ＩＮから減算され、
ライン１０２上に残差信号を形成する。このライン１０
２上の残差信号は入力としてフレーム内／フレーム間Ｄ
ＣＴ係数発生器１０３に供給される。
【００１２】ＤＣＴ変換係数はフレーム内／フレーム間
ＤＣＴ係数発生器１０３からライン１０４によって量子
化器１０５に出力され、そこでその係数は、ＭＰＥＧ−
１標準に指定されたのと同様の平坦な、または、急峻な
量子化行列を使用することによって量子化される。ライ
ン１０６上の量子化された係数およびライン１１８上の
量子化ステップサイズｍｑｕａｎｔは入力としてＩＤＣ
Ｔ不一致コントローラ１０７に供給される。ＩＤＣＴ不
一致コントローラ１０７は、本発明に従って、量子化係
数を処理し、ライン１０８上に出力信号を生成する。こ
の出力信号はリモートの復号器（図示せず）に送信され
ることが可能である。ライン１１５上に再構成された画
像を生成するために、ライン１０８上の出力信号は入力
として逆量子化器１０９に供給され、そこで、量子化Ｄ
ＣＴ係数は再構成される。ライン１１０上の再構成され
たＤＣＴ係数は入力として逆ＤＣＴ発生器１１１に供給
され、再構成されたデータが生成される。逆ＤＣＴ発生
器１１１からライン１１２上に出力される再構成データ
は、画素データであることも、あるいは、フレーム内お
よびフレーム間符号化モードに対応する残差データであ
ることも可能である。フレーム内符号化モードでは、ラ
イン１１２上の再構成データはライン１１３上の信号に
等しく、動き補償器１１４に格納される。フレーム間符
号化モードでは、ライン１１３上の信号は、ライン１１
２上の再構成データとライン１１５上の予測信号とを加
算器１５０で加算することによって得られる。
ＤＣＴ係数発生器１０３からライン１０４によって量子
化器１０５に出力され、そこでその係数は、ＭＰＥＧ−
１標準に指定されたのと同様の平坦な、または、急峻な
量子化行列を使用することによって量子化される。ライ
ン１０６上の量子化された係数およびライン１１８上の
量子化ステップサイズｍｑｕａｎｔは入力としてＩＤＣ
Ｔ不一致コントローラ１０７に供給される。ＩＤＣＴ不
一致コントローラ１０７は、本発明に従って、量子化係
数を処理し、ライン１０８上に出力信号を生成する。こ
の出力信号はリモートの復号器（図示せず）に送信され
ることが可能である。ライン１１５上に再構成された画
像を生成するために、ライン１０８上の出力信号は入力
として逆量子化器１０９に供給され、そこで、量子化Ｄ
ＣＴ係数は再構成される。ライン１１０上の再構成され
たＤＣＴ係数は入力として逆ＤＣＴ発生器１１１に供給
され、再構成されたデータが生成される。逆ＤＣＴ発生
器１１１からライン１１２上に出力される再構成データ
は、画素データであることも、あるいは、フレーム内お
よびフレーム間符号化モードに対応する残差データであ
ることも可能である。フレーム内符号化モードでは、ラ
イン１１２上の再構成データはライン１１３上の信号に
等しく、動き補償器１１４に格納される。フレーム間符
号化モードでは、ライン１１３上の信号は、ライン１１
２上の再構成データとライン１１５上の予測信号とを加
算器１５０で加算することによって得られる。
【００１３】上記のように、ＩＤＣＴ不一致は、ＩＤＣ
Ｔ不一致コントローラ１０７において量子化ＤＣＴ係数
を処理することによって制御することができる。この制
御は、符号器における実行しか必要としないという利点
がある。ＩＤＣＴ不一致コントローラ１０７で実行され
る動作の詳細を以下で説明する。
Ｔ不一致コントローラ１０７において量子化ＤＣＴ係数
を処理することによって制御することができる。この制
御は、符号器における実行しか必要としないという利点
がある。ＩＤＣＴ不一致コントローラ１０７で実行され
る動作の詳細を以下で説明する。
【００１４】ｑ＿ｃｏｅｆｆ（ｉ，ｊ）（ｉ，ｊ＝０，
１，...，７）をライン１０６上の量子化ＤＣＴ係数と
し、ｍｑｕａｎｔをライン１１６上の量子化ステップサ
イズとする。フレーム内符号化されたマクロブロックに
対してはｑ＿ｃｏｅｆｆの変更はない。フレーム間符号
化されたマクロブロックに対しては、量子化係数の絶対
和を
１，...，７）をライン１０６上の量子化ＤＣＴ係数と
し、ｍｑｕａｎｔをライン１１６上の量子化ステップサ
イズとする。フレーム内符号化されたマクロブロックに
対してはｑ＿ｃｏｅｆｆの変更はない。フレーム間符号
化されたマクロブロックに対しては、量子化係数の絶対
和を
【数９】 と定義する場合、次式のようになる。
【数１０】 ただし、Ｔa、Ｔbは所定のしきい値である。ＩＤＣＴ不
一致コントローラ１０７は、式（１４）に従っていくつ
かの小さいＤＣＴ係数を０に設定する。このようにし
て、符号器においていくつかの小さいＤＣＴ係数を０に
強制することによって、０の値の判定はＩＤＣＴ実装に
よって影響されないため、符号器と復号器は同期するよ
う強制される。当業者には理解されるように、小さい係
数を０に強制することは画像品質には無視しうる影響し
か及ぼさない。
一致コントローラ１０７は、式（１４）に従っていくつ
かの小さいＤＣＴ係数を０に設定する。このようにし
て、符号器においていくつかの小さいＤＣＴ係数を０に
強制することによって、０の値の判定はＩＤＣＴ実装に
よって影響されないため、符号器と復号器は同期するよ
う強制される。当業者には理解されるように、小さい係
数を０に強制することは画像品質には無視しうる影響し
か及ぼさない。
【００１５】図２および図３に、本発明で達成可能なＩ
ＤＣＴ不一致における改善を示す比較実験結果を示す。
図２は、本発明で達成可能な改善された信号対雑音比を
示す比較実験結果を示す図である。図示されているよう
に、ＩＤＣＴ不一致コントローラ１０７（図１）がディ
セーブルされている（無効化されている）場合、復号さ
れた画像の信号対雑音比は符号化されたフレームの数が
増加するとともに急速に減少する。ＩＤＣＴ不一致コン
トローラ１０７がイネーブルされている（有効化されて
いる）場合、信号対雑音比はフレーム数の増加とともに
一定にとどまる。図３は、本発明で達成可能な不一致マ
クロブロックの数における改善を示す比較実験結果を示
す図である。ＩＤＣＴ不一致コントローラ１０７がディ
セーブルされている場合、不一致マクロブロックの数は
フレームの数とともに増加する。ＩＤＣＴ不一致コント
ローラがイネーブルされている場合、不一致マクロブロ
ックの数は一定にとどまる。これらの実験、すなわち、
図２および図３に示した結果の実験で使用したＴaおよ
びＴbの値はそれぞれ３および２である。もちろん、当
業者には理解されるように、個々の応用および状況に応
じてＩＤＣＴ不一致制御を達成するために、Ｔaおよび
Ｔbの他の値も使用可能である。
ＤＣＴ不一致における改善を示す比較実験結果を示す。
図２は、本発明で達成可能な改善された信号対雑音比を
示す比較実験結果を示す図である。図示されているよう
に、ＩＤＣＴ不一致コントローラ１０７（図１）がディ
セーブルされている（無効化されている）場合、復号さ
れた画像の信号対雑音比は符号化されたフレームの数が
増加するとともに急速に減少する。ＩＤＣＴ不一致コン
トローラ１０７がイネーブルされている（有効化されて
いる）場合、信号対雑音比はフレーム数の増加とともに
一定にとどまる。図３は、本発明で達成可能な不一致マ
クロブロックの数における改善を示す比較実験結果を示
す図である。ＩＤＣＴ不一致コントローラ１０７がディ
セーブルされている場合、不一致マクロブロックの数は
フレームの数とともに増加する。ＩＤＣＴ不一致コント
ローラがイネーブルされている場合、不一致マクロブロ
ックの数は一定にとどまる。これらの実験、すなわち、
図２および図３に示した結果の実験で使用したＴaおよ
びＴbの値はそれぞれ３および２である。もちろん、当
業者には理解されるように、個々の応用および状況に応
じてＩＤＣＴ不一致制御を達成するために、Ｔaおよび
Ｔbの他の値も使用可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、不
一致を引き起こしそうないくつかの小さいＤＣＴ係数を
符号器において選択的に０に設定することによって符号
器と復号器の間の同期を強制する新規な装置および方法
によって、ＩＤＣＴ不一致はすべての符号化条件下で制
御可能となる。本発明によれば、システムの複雑さおよ
び費用を最小にするために符号器のみにおいて本発明を
実装し、復号器は従来のものを利用したＩＤＣＴ不一致
制御が可能となる。
一致を引き起こしそうないくつかの小さいＤＣＴ係数を
符号器において選択的に０に設定することによって符号
器と復号器の間の同期を強制する新規な装置および方法
によって、ＩＤＣＴ不一致はすべての符号化条件下で制
御可能となる。本発明によれば、システムの複雑さおよ
び費用を最小にするために符号器のみにおいて本発明を
実装し、復号器は従来のものを利用したＩＤＣＴ不一致
制御が可能となる。
【図１】本発明による原理を実現するビデオ符号器の実
施例の概略ブロック図である。
施例の概略ブロック図である。
【図２】本発明で達成可能な改善された信号対雑音比を
示す比較実験結果を示す図である。
示す比較実験結果を示す図である。
【図３】本発明で達成可能な不一致マクロブロックの数
における改善を示す比較実験結果を示す図である。
における改善を示す比較実験結果を示す図である。
１００ 符号器 １０３ ＤＣＴ係数発生器 １０５ 量子化器 １０７ ＩＤＣＴ不一致コントローラ １０９ 逆量子化器 １１１ 逆ＤＣＴ発生器 １１４ 動き補償器 １１７ 動き推定器・フレームストア
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 Ｈ０３Ｍ 7/30 Ａ 0836−5Ｋ Ｈ０４Ｎ 1/41 Ｂ Ｇ０６Ｆ 15/66 ３３０ Ｈ (72)発明者 リ ヤン アメリカ合衆国、07733 ニュージャージ ー、ホルムデル、マバーン ドライブ 12
Claims (17)
- 【請求項１】 画像シーケンス中の少なくとも１つの画
像を表現し、それぞれ固有の量子化ステップサイズに対
応した量子化離散コサイン変換係数のセットを受信する
手段と、 受信した前記セット内の量子化離散コサイン変換係数を
総和する手段と、 前記量子化離散コサイン変換係数のうちの特定のものに
対応する量子化ステップサイズが第１の所定値より小さ
く、かつ、受信した前記セット内の量子化離散コサイン
変換係数の総和が第２の所定値より小さい場合に、当該
特定の量子化離散コサイン変換係数を０に設定する手段
とからなることを特徴とする、逆離散コサイン変換不一
致制御装置。 - 【請求項２】 前記総和する手段が、受信した前記セッ
ト内の量子化離散コサイン変換係数の絶対値を総和する
手段からなることを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項３】 受信した量子化離散コサイン変換係数が
マクロブロックごとに離散コサイン変換符号化によって
生成されたものであることを特徴とする請求項１の装
置。 - 【請求項４】 受信した量子化離散コサイン変換係数が
画像ごとに離散コサイン変換符号化によって生成された
ものであることを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項５】 前記離散コサイン変換符号化がフレーム
間離散コサイン変換符号化からなることを特徴とする請
求項３または４の装置。 - 【請求項６】 画像シーケンス中の少なくとも１つの画
像を受信する入力手段と、 前記入力手段に接続され、受信した画像に応答して離散
コサイン変換係数のセットを発生する離散コサイン変換
発生器と、 前記離散コサイン変換係数のセットを受信するように接
続され、逆離散コサイン変換を実行する逆離散コサイン
変換器と、 前記離散コサイン変換器に接続された逆離散コサイン変
換不一致コントローラとからなる画像符号化装置におい
て、この逆離散コサイン変換不一致コントローラが、 少なくとも１つの選択基準に従って前記離散コサイン変
換係数のセットのうちの特定のものを選択する手段と、 当該特定の離散コサイン変換係数の値を０に設定する手
段とからなり、その０に設定された離散コサイン変換係
数がリモートに位置する復号器によって受信されるとき
にその復号器によって実行される逆離散コサイン変換が
前記逆離散コサイン変換と同期するようにしたことを特
徴とする画像符号化装置。 - 【請求項７】 ０に設定された離散コサイン変換係数を
前記復号器へ送信する手段をさらに有することを特徴と
する請求項１または６の装置。 - 【請求項８】 選択した符号化モードに応じて前記逆離
散コサイン変換不一致コントローラを選択的に有効化お
よび無効化する手段をさらに有することを特徴とする請
求項１または６の装置。 - 【請求項９】 前記符号化モードは前記画像のフレーム
間符号化からなることを特徴とする請求項８の装置。 - 【請求項１０】 前記符号化モードは前記画像のフレー
ム内符号化からなることを特徴とする請求項８の装置。 - 【請求項１１】 前記セットが少なくとも１つのビデオ
画像を表現することを特徴とする請求項１または６の装
置。 - 【請求項１２】 符号器と復号器の間の逆離散コサイン
変換不一致を縮小する画像符号化方法において、 少なくとも１つの選択基準に従って離散コサイン変換係
数のセットのうちの特定のものを選択するステップと、 当該特定の離散コサイン変換係数の値を０に設定するス
テップとからなり、その０に設定された離散コサイン変
換係数が前記復号器によって受信されるときにその復号
器によって実行される逆離散コサイン変換が前記符号器
によって実行される逆離散コサイン変換と同期するよう
にしたことを特徴とする画像符号化方法。 - 【請求項１３】 前記０に設定された離散コサイン変換
係数を前記復号器へ送信するステップをさらに有するこ
とを特徴とする請求項１２の方法。 - 【請求項１４】 前記少なくとも１つの選択基準が、前
記特定の離散コサイン変換係数に対応する量子化ステッ
プサイズと、第１の所定値との比較の結果を含むことを
特徴とする請求項１２の方法。 - 【請求項１５】 前記少なくとも１つの選択基準が、前
記セット内の離散コサイン変換係数の総和と、第２の所
定との比較の結果をさらに含むことを特徴とする請求項
１４の方法。 - 【請求項１６】 前記第１の所定値は２に等しいことを
特徴とする請求項１４の方法。 - 【請求項１７】 前記第２の所定値は３に等しいことを
特徴とする請求項１５の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US215334 | 1994-03-21 | ||
| US08/215,334 US5604502A (en) | 1994-03-21 | 1994-03-21 | Motion video compression system with inverse discrete cosine transform mismatch control |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH089375A true JPH089375A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=22802572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7087739A Pending JPH089375A (ja) | 1994-03-21 | 1995-03-22 | 逆離散コサイン変換不一致制御装置および画像符号化装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5604502A (ja) |
| EP (1) | EP0674447A3 (ja) |
| JP (1) | JPH089375A (ja) |
| KR (1) | KR950035381A (ja) |
| CA (1) | CA2145105A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019110530A (ja) * | 2017-12-18 | 2019-07-04 | キヤノン株式会社 | ビデオデータを符号化するための方法及び装置 |
| US10735733B2 (en) | 2017-12-18 | 2020-08-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and device for encoding video data |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6225923B1 (en) * | 1992-02-19 | 2001-05-01 | Netergy Networks, Inc. | Encoder arrangement and bit-exact IDCT protocol |
| US6160503A (en) * | 1992-02-19 | 2000-12-12 | 8×8, Inc. | Deblocking filter for encoder/decoder arrangement and method with divergence reduction |
| US6215425B1 (en) * | 1992-02-19 | 2001-04-10 | Netergy Networks, Inc. | Deblocking filter for encoder/decoder arrangement and method with divergence reduction |
| US5822005A (en) * | 1996-01-11 | 1998-10-13 | Tektronix, Inc. | Pre-oddification |
| US5764553A (en) * | 1996-02-28 | 1998-06-09 | Lsi Logic Corporation | Generalized data processing path for performing transformation and quantization functions for video encoder systems |
| US6377627B1 (en) | 1999-08-31 | 2002-04-23 | Sony Corporation | Method and apparatus for decoding MPEG video data |
| US6456663B1 (en) | 2000-03-29 | 2002-09-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | DCT domain down conversion system that compensates for IDCT mismatch |
| US8374237B2 (en) | 2001-03-02 | 2013-02-12 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | High precision encoding and decoding of video images |
| US6882685B2 (en) * | 2001-09-18 | 2005-04-19 | Microsoft Corporation | Block transform and quantization for image and video coding |
| ITTO20040764A1 (it) * | 2004-11-05 | 2005-02-05 | St Microelectronics Srl | Procedimento per codificare a blocchi un flusso di dati, in particolare dati video, relativo, relativo dispositivo e prodotto informatico. |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3306334A1 (de) * | 1983-02-23 | 1984-08-23 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Quantisierer fuer dpcm-codierer |
| JPS62222783A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 動画像の高能率符号化方式 |
| JPH02305182A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像信号圧縮符号化装置 |
| US5121216A (en) * | 1989-07-19 | 1992-06-09 | Bell Communications Research | Adaptive transform coding of still images |
| ATE162918T1 (de) * | 1991-04-18 | 1998-02-15 | Ampex Systems Corp | Verfahren und anordnung zur bestimmung eines quantisierungsfaktors für prozesse mit datenkomprimierung und -dekomprimierung |
-
1994
- 1994-03-21 US US08/215,334 patent/US5604502A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-03-21 CA CA002145105A patent/CA2145105A1/en not_active Abandoned
- 1995-03-21 EP EP95301881A patent/EP0674447A3/en not_active Withdrawn
- 1995-03-21 KR KR1019950005919A patent/KR950035381A/ko not_active Withdrawn
- 1995-03-22 JP JP7087739A patent/JPH089375A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019110530A (ja) * | 2017-12-18 | 2019-07-04 | キヤノン株式会社 | ビデオデータを符号化するための方法及び装置 |
| US10735733B2 (en) | 2017-12-18 | 2020-08-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and device for encoding video data |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5604502A (en) | 1997-02-18 |
| EP0674447A3 (en) | 1996-05-08 |
| EP0674447A2 (en) | 1995-09-27 |
| KR950035381A (ko) | 1995-12-30 |
| CA2145105A1 (en) | 1995-09-22 |
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