JPH09191448A - 映像信号符号化装置及び方法 - Google Patents
映像信号符号化装置及び方法Info
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- JPH09191448A JPH09191448A JP22565596A JP22565596A JPH09191448A JP H09191448 A JPH09191448 A JP H09191448A JP 22565596 A JP22565596 A JP 22565596A JP 22565596 A JP22565596 A JP 22565596A JP H09191448 A JPH09191448 A JP H09191448A
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Abstract
ので、画質の向上を図ることができるディジタル映像信
号を圧縮記録する映像信号符号化装置及び方法を提供す
る。 【解決手段】 本発明の量子化ステップサイズ選択部
は、複数の量子化ステップサイズに応じて量子化を行う
多段階量子化器と、連続長符号化する多段階連続長符号
化器と、可変長符号化する多段階可変長符号化器と、シ
ンボル値を小ブロックの単位で累積する多段階累積器
と、大ブロックの単位で累積されたシンボル値と小ブロ
ックの単位で累積されたシンボル値とを用いて正規化し
て新たな目標シンボル値を割り当てる正規化器と、多段
階に出力された小ブロック単位のシンボル値のうち、正
規化器における目標シンボル値に最も近接している値を
出力して量子化ステップサイズを検出する量子化ステッ
プサイズ検出器とを含む。量子化ステップサイズが量子
化ステップサイズを調節して最も好適の値を選択する。
Description
セットレコーダ(以下、DVCRという)でディジタル
映像信号を圧縮記録する映像信号符号化装置及び方法に
係り、特に入力信号を一定の単位で圧縮符号化する方式
において入力信号の符号量を一定の大きさとするための
量子化装置及び方法に関する。
度の増加、ディジタル圧縮技法の向上及びディジタル回
路技術の発達による。現在では、DVCRは多数回の繰
り返し再生にもかかわらず、その画質の劣化なしに源画
像の画質を保つなど多くの長所を有するため、アナログ
VCRからDVCRへの変換は不可避であった。
準案の決定により、今後、DVCRに対する多くの需要
が見込まれ、その応用分野も多様になる。現在では、D
VCRの大部分の仕様は協議下に固定されており、製作
者の意図により構成可能な部分はごく一部に限られてい
るので、この一部の性能により全体システムの性能が左
右される。
するとき、フレームごとに一定の数のビデオトラックに
記録すべきなので、出力の一定でない可変長符号化方法
を用いて映像信号を圧縮記録する場合は問題が生ずる。
すなわち、圧縮されて出力される映像信号は固定された
目標長より短いか、長い場合がある。この際、再生され
る画質の劣化及び損傷をもたらす。したがって、与えら
れた領域を効率よく用いて固定された目標長に近接する
符号長の出力方法がDVCRの映像信号圧縮部分におい
ては不可欠である。
索が必須的であり、その機能の具現が最も困難である。
アナログVCRは高速探索時にも別途の方法なしに読み
出されたまま再生してディスプレイすればよい。しかし
ながら、DVCRの場合は可変長符号化の方法を採用す
るので、全ての信号が読み出されなければ、信号は再生
されない。したがって、この高速探索機能を具現するた
めに圧縮されて出力される符号長は出来れば小さい独立
的な単位で固定される必要がある。このため、一定の数
のマクロブロックで構成された一つのセグメント単位で
可変長符号化を行い、その長さを強制的に調整する。こ
こで、マクロブロックは四つの輝度成分と二つの色差成
分が8×8の大きさを有する五つのDCTブロックより
構成されている。独立的な符号化単位を全体フレームか
ら小単位に縮めることにより、高速探索の性能を向上さ
せることができる。しかしながら、セグメント単位の固
定は高速探索には有効であるが、圧縮側面ではフレーム
単位に比して画質面などに相対的な損害がある。
固定する方法においては、その性能を左右する最も重要
な段階は量子化過程である。圧縮過程は可変長符号化段
階と量子化段階とから構成される。可変長符号化段階に
おいては、連続長符号化(run length coding;RLC)
された信号を可変長符号テーブルにより符号化するの
で、エラー発生の恐れがない。したがって、固定された
符号長に近づくためには適切な量子化段階が重要で必要
である。
タルビデオ信号のデータ量は非常に多いため、映画のよ
うに2時間以上の画像をそのままディジタルに変換して
ビデオテープに記録すれば、そのテープのサイズと量が
極大となるため、データの効率的な圧縮が求められる。
かつ、VCRの基本機能中の一つである高速探索にも適
する圧縮方法の使用が必須的である。
の性能、特に画質の側面に大いに影響を及ぼす量子化幅
の生成方法及び装置を提供する。したがって、本発明の
目的は上述した要求を充足させるために案出されたもの
であって、信号の圧縮符号化において効率的な量子化を
行うために量子化ステップサイズを選択する装置を提供
することにある。
いて効率的な量子化を行うために量子化ステップサイズ
を選択する方法を提供することにある。
に、本発明は、四つの輝度成分の直交変換ブロックと二
つの色差成分の直交変換ブロックとから構成された小ブ
ロックと五つの小ブロックで構成された大ブロックとを
基本単位とする映像信号をブロック化させるブロック化
部と、前記ブロック化部の出力を直交変換ブロックの単
位で直交変換する直交変換部と、前記直交変換された係
数を入力として量子化ステップサイズを選択する量子化
ステップサイズ選択部と、前記量子化ステップサイズの
選択期間に直交変換された係数を遅延させるバッファー
部と、前記選択された量子化ステップサイズに応じて量
子化を行う量子化部と、前記量子化された信号に対して
連続長符号化を行う連続長符号化部と、前記連続長符号
化された信号を可変長符号化する可変長符号化部と、前
記可変長符号化部から出力された信号を固定されたフォ
ーマットに記録するためにデータを再整列するデータ整
列部とを含む映像信号圧縮符号化装置において、前記量
子化ステップサイズ選択部は、前記直交変換符号化部か
ら出力された小ブロックを固定された複数の量子化ステ
ップサイズに応じて量子化を行う多段階量子化器と、前
記多段階量子化器から出力された係数を連続長符号化す
る多段階連続長符号化器と、前記多段階連続長符号化器
から出力される符号を可変長符号化する多段階可変長符
号化器と、前記多段階可変長符号化器から出力される符
号長を小ブロックの単位で累積し、所定の基準となる小
ブロックを大ブロックの単位で累積する多段階累積器
と、所定の基準となる大ブロックの単位で累積された符
号長と前記小ブロックの単位で累積された符号長とによ
り正規化を行い、小ブロックの単位ごとに再び目標符号
長を割り当てる正規化器と、前記多段階累積器から出力
された小ブロックにそれぞれ与えられた複数の量子化ス
テップサイズによる符号長のうち、前記正規化器におけ
る目標符号長に最も近似している値を出力して量子化ス
テップサイズを検出する量子化ステップサイズ検出器と
を含むことを特徴とする。
四つの輝度成分の直交変換ブロックと二つの色差成分の
直交変換ブロックとから構成された小ブロックと五つの
小ブロックで構成された大ブロックとを基本単位とする
映像信号をブロック化させるブロック化段階と、前記ブ
ロック化段階の出力を直交変換ブロックの単位で直交変
換する段階と、前記直交変換された係数を入力として量
子化ステップサイズを選択する量子化ステップサイズ選
択段階と、前記量子化ステップサイズの選択期間に直交
変換された係数を遅延させる段階と、前記選択された量
子化ステップサイズに応じて量子化を行う段階と、前記
量子化された信号に対して連続長符号化を行う段階と、
前記連続長符号化された信号を可変長符号化する段階
と、前記可変長符号化された信号を固定されたフォーマ
ットに記録するためにデータを再整列する段階とを含む
映像信号圧縮符号化方法において、前記量子化ステップ
サイズ選択段階は、前記小ブロックを固定された複数の
量子化ステップサイズに応じて多段階の量子化を行う多
段階量子化段階と、前記多段階量子化段階から出力され
た係数を連続長符号化する多段階連続長符号化段階と、
前記多段階連続長符号化段階から出力される符号を可変
長符号化する多段階可変長符号化段階と、前記多段階可
変長符号化段階から小ブロックの単位で出力される符号
長をそれぞれ累積し、前記基準となる小ブロックの単位
を大ブロックの単位で累積する多段階累積段階と、前記
多段階累積段階で所定の基準となる大ブロックの単位で
累積された符号長と所定の基準となる小ブロックの単位
で累積された符号長とによる正規化を行い、基準となる
小ブロックの符号長に大ブロックに当たる使用可能な固
定された符号長を乗算し、その結果を基準となる大ブロ
ックの符号長で除算することにより得られた使用可能な
符号長を小ブロックの単位ごとに再び割り当てる段階
と、前記多段階累積段階における各小ブロックに与えら
れた複数の量子化ステップサイズによる符号長のうち、
前記正規化段階で割り当たられた目標符号長に最も近似
している結果を出力する量子化ステップサイズを選択す
る量子化ステップサイズ選択段階とを含むことを特徴と
する。
明の実施の形態を詳しく説明する。図1は本発明の映像
信号圧縮符号化装置の構成を示す全体ブロック図であ
る。図1の圧縮符号化装置は、映像信号をブロック化さ
せるブロック化部102と、直交変換ブロックの単位で
直交変換符号化を行う直交変換符号化部104と、量子
化ステップサイズを選択する量子化ステップサイズ選択
部106と、量子化ステップサイズの選択期間に直交変
換された係数を遅延させるバッファー部116と、選択
された量子化ステップサイズに応じて量子化を行う量子
化部108と、連続長符号化を行う連続長符号化部11
0と、連続長符号を可変長符号化する可変長符号化部1
12と、可変長符号化部から出力された信号を固定され
たフォーマットに記録するためにデータを再配置するデ
ータ整列部114とから構成される。
示すブロック図である。このブロック化部102は、小
ブロック化器210と大ブロック化器212とから構成
される。図3は図1の量子化ステップサイズ選択部10
6の一実施例を示すブロック図である。量子化ステップ
サイズ選択部106は、直交変換符号化部104の出力
を入力とする多段階量子化器302と、多段階連続長符
号化器304と、多段階累積器306と、正規化器30
8と、量子化ステップサイズ検出器310とから構成さ
れて量子化部108(図1参照)に出力される。
106の他の実施例を示すブロック図である。これは、
直交変換符号化部104の出力を入力とする多段階量子
化器402と、多段階連続長符号化器404と、多段階
可変長符号化器406と、多段階累積器408と、正規
化器410と、量子化ステップサイズ検出器412とか
ら構成されて量子化部108(図1参照)に出力され
る。
例を示すブロック図である。この量子化部108は、入
力端子の入力信号をビットシフティングして出力端子に
出力するビットシフタ510と、前記ビットシフタ51
0を制御する制御器520とから構成される。図5
(B)は図1の量子化部108の他の実施例を示すブロ
ック図であって、これは、入力端子の入力信号を量子化
テーブル530を用いて出力端子に出力し、前記量子化
テーブル530を制御する制御器540とから構成され
る。
チャートである。これは、多段階量子化段階602,6
10,620と、多段階連続長符号化段階604,61
2,622と、多段階小ブロック単位累積段階606,
614,624と、大ブロック単位累積段階616と、
正規化段階618と、量子化ステップサイズ選択段階6
30とよりなる。
チャートである。これは、多段階量子化段階702,7
12,732と、多段階連続長符号化段階704,71
4,734と、多段階可変長符号化段階706,71
6,736と、多段階小ブロック単位累積段階708,
718,738と、大ブロック単位累積段階720と、
正規化段階722と、量子化ステップサイズ選択段階7
30とよりなる。
ズの選択段階630,730を具現するフローチャート
である。これは、量子化ステップサイズを入力とする符
号長情報及び目標符号長情報を抽出する過程802,8
04と、前記符号長情報802と目標符号長情報804
とを減算する減算する過程800と、符号長情報誤差推
定過程806と、量子化ステップサイズ推定過程808
とよりなる。
参照して詳しく説明する。図1は固定された大きさの領
域に圧縮符号化された信号を記録するための符号化器の
全体ブロック図である。入力された4:1:1または
4:2:0の映像信号の記録容量はSD−VCR(Stan
dard Definition −VCR)の記録容量に比して約5倍
となる。したがって、信号の圧縮及び復元技術が求めら
れる。
あるテープの特性を反映すべき、編集機能、トリックプ
レイ機能及び最小限の誤差電波が保障されなければなら
ない。テープは順次接近媒体なので、一画面内でも小規
模の映像単位で独立的な符号化を行わなければ前記機能
を満足させない。現在の標準案によれば、セグメントが
一つの独立的な圧縮符号化の単位である。一つのセグメ
ントは五つのマクロブロックで構成される。
グメントは大ブロックと称する。マクロブロックは四つ
の輝度成分と二つの色差成分が8×8の大きさよりなる
六つのDCTブロックより構成されており、セグメント
は五つのマクロブロックより構成されている。図2に示
されたブロック化部102においては、映像信号が入力
されると、直交変換符号化の単位である直交変換ブロッ
クの単位でブロック化が行われ、その直交変換ブロック
は数個の直交変換ブロックよりなる小ブロックの単位で
ブロック化が行われる。前記小ブロックは数個の小ブロ
ックよりなる大ブロックの単位でブロック化が行われ
る。したがって、ブロック化部102は圧縮の効率性を
高めるため、一つのフレームにかけて入力されたディジ
タル映像信号の情報を均等に分割する。
であり、代表的な例としてはDCTブロックがある。こ
こで、数個の直交変換ブロックの単位よりなる小ブロッ
ク化器210の小ブロックは、再び数個の小ブロックよ
りなる大ブロック化器212を経る。図2の小ブロック
化器210と大ブロック化器212はその構成において
示した順次と逆に配置することができる。
02で独立的に符号化可能な単位の入力を受けて直交変
換を行う。直交変換の代表的な例として最も多用するこ
とは、離散余弦変換(DCT)である。直交変換された
係数は二つの経路を経る。一方は量子化過程で量子化ス
テップサイズの検出に用いられる量子化ステップサイズ
の選択部106であり、他方は量子化ステップサイズの
選択時に直交変換された係数を遅延させるバッファー1
16である。
圧縮符号化して記録するにおいて、量子化過程は多様な
入力信号に対してほぼ一定の大きさに圧縮符号化された
データの出力に最も重要な役割を果たす。後続く連続長
符号化と可変長符号化の場合はエラーなしにある程度符
号量を減らせるが、その量には限界があり、量子化過程
に全体的な圧縮比の調整を依存せざるを得ない。
択部106により選択された量子化ステップサイズに応
じて量子化過程を行う。量子化部108で量子化された
係数は連続長符号化部110で連続長符号化(RLC)
過程を行う。連続長符号化部110は直交変換ブロック
の単位で入力された係数の値が連続的に0となる場合、
0でない値に会うまでその個数を計数して、0でない値
との組合せによるシンボルを出力する。可変長符号化部
112(Variable Length Coding; VLC)は、連続長
符号化部110から出力されたシンボルに対してその発
生確率の高いシンボルには符号長の短いコードワードを
割当て、発生確率の低いシンボルに対しては割合に符号
長の長いコードワードを割り当てて符号化過程を行う。
タはその長さが一定でなく、出力周期も一定でない。し
たがって、圧縮符号化されたデータを固定された大きさ
の領域に所定のフォーマットに合わせて記録するため、
可変長符号化器から出力されたデータを整列しなければ
ならない。データ整列部114は可変長符号化部112
から出力されたコードを一定の長さのワードに変換して
固定された領域に記録する。
うために図1の量子化ステップサイズ選択部106で量
子化ステップサイズ選択装置及び方法について詳しく説
明する。図3を参照するに、本発明の量子化ステップサ
イズ選択装置による第1実施例を示す。まず、図1の直
交変換符号部104から直交変換された係数を入力とす
る。数個の小ブロックより構成された大ブロックの単位
ごとに出力される符号量は固定された領域に記録される
べきなので、直交変換ブロックごとに量子化ステップサ
イズが決められる場合、小ブロックまたは大ブロックに
量子化ステップサイズが決められる場合がある。ここで
は、小ブロックごとに量子化ステップサイズが与えられ
る場合を参照する。
直交変換ブロックを固定された数個の量子化ステップサ
イズにより量子化を行う。一方、量子化過程には、図5
(A)に示されたように、入力された直交変換係数を量
子化ステップサイズに応じて制御器520の制御下にビ
ットシフタ510によりビットシフティングしてその値
を減らす方法があり、図5(B)に示されたように、直
交変換ブロックに当たる制御器540の制御下に量子化
テーブル530により各係数を乗算して量子化を行う他
の方法がある。
化器302から各量子化ステップサイズにより出力され
た各直交変換ブロック単位の係数を入力してそれぞれ連
続長符号化を行う。多段階累積器306は多段階連続長
符号化器304の出力シンボルを小ブロックの単位で累
積して出力する。
提供された基準大ブロックの単位で累積されたシンボル
値及び基準小ブロックの単位で累積されたシンボル値と
を用いて小ブロックの単位ごとに新たな目標シンボル値
を割り当てる。量子化ステップサイズ検出器310は、
小ブロックの単位で与えられた目標シンボル値と数個の
量子化ステップサイズにより多段階に出力された小ブロ
ック単位のシンボル値との差が最小となる量子化ステッ
プサイズを選定する。この選定された量子化ステップサ
イズが実に量子化過程に用いられる。
めの他の実施例である。量子化ステップサイズ選定装置
は、多段階連続長符号化器404と多段階累積器408
との間に多段階可変長符号化器406をさらに備え、正
規化器410は多段階連続長符号化器404の出力を直
接に受けず、多段階累積器408を経て多段階可変張符
号化器406の出力シンボルを受ける。すなわち、多段
階連続長符号化器404のシンボル値でない多段階可変
長符号化器406から出力されたより正確な値である符
号長を用いて小ブロックごとに目標符号長を割り当て
る。
3及び図4の量子化ステップサイズ選択部310,41
2の動作を説明する。まず、直交変換された係数が多段
階量子化器302,402に入力される。大ブロックの
単位で出力される符号量は固定された領域に記録すべき
制限があり、この大きさに近接する大きさが出力されな
ければならない。したがって、小ブロックの単位で量子
化ステップサイズを調節する。この過程においては、小
ブロックごとに量子化ステップサイズを決めて固定され
た大きさの大ブロックの単位に最も近接させる方法が最
も重要である。
同時に用いて連続長符号化のシンボルまたは可変長符号
化の符号長を求め、これを用いて正規化段階で各小ブロ
ックごとに目標値を割当てて、この値と前記数個の量子
化ステップサイズによる出力値との差を最小とする量子
化ステップサイズを実際の量子化器で用いる。これを具
現するため、まず、基準量子化過程610における基準
量子化ステップサイズは、上位多段階量子化過程620
で用いられる量子化ステップサイズと下位多段階量子化
過程602で用いられる量子化ステップとの中間値とし
て決められる。これによる結果値が正規化過程618の
入力値として用いられ、正規化過程により小ブロックご
とに新たな目標値が設定される。
対する量子化過程602,610,620の出力値は直
交変換ブロックの単位で多段階連続長符号化過程60
4,622及び連続長符号化過程612を経てシンボル
が出力される。このシンボル値が小ブロック単位の累積
過程606,614,624に入力されたり、図7に示
されたように多段階可変長符号化過程706,736及
び可変長符号化過程716に入力されることができる。
程614の出力値が正規化過程618で用いられ、図7
の場合は基準小ブロック単位の累積過程718の出力値
が正規化過程722で用いられる。図6を参照するに、
下位小ブロック単位の多段階累積過程606、小ブロッ
ク単位の累積過程614及び上位小ブロック単位の多段
階累積過程624では、各量子化ステップサイズに対す
る連続長符号化過程604,612,622の出力シン
ボル値が小ブロックの単位で累積されて量子化ステップ
サイズ選択過程630に入力され、基準量子化ステップ
サイズによる連続長符号化過程612の出力シンボル値
は小ブロックの単位で累積されると共に、大ブロック単
位の累積過程616で数個の小ブロックの単位で累積さ
れる。この値は正規化過程618で各小ブロックごとに
目標シンボル値を再び割り当てるのに用いられる。
多段階累積過程708、小ブロック単位の累積過程71
8及び上位小ブロック単位の多段階累積過程738では
各量子化ステップサイズに対する連続長符号化過程70
4,714,734及び可変長符号化過程706,71
6,736の出力シンボル値が小ブロックの単位で累積
されて量子化ステップサイズ選択過程730に入力され
る。
連続長符号過程714の出力シンボル値は可変長符号化
過程716で可変長符号化され、可変長符号化過程71
6の出力シンボル値は小ブロック単位の累積過程718
で小ブロックの単位で累積されると共に、大ブロック単
位の累積過程720で数個の小ブロックの単位で累積さ
れる。この値は正規化過程722で各小ブロックごとに
目標シンボル値を再び割り当てるのに用いられる。
の動作原理は次のとおりである。基準量子化ステップサ
イズによる最終出力を大ブロックの単位で一定の領域に
記録するとき、圧縮符号化されたデータが一定の大きさ
を越えないようにする。したがって、出力値が一定のサ
イズより大きければ、全体的に量子化ステップサイズを
大として符号量を減らす。この反対に、出力値が目標値
より小さければ、記録されず残る部分があるため、符号
量を増やすために量子化ステップサイズを縮める。すな
わち、これは復号時に画質の劣化を防止することができ
る。
は復号化時の画質の劣化を防止し、記録可能な領域を最
大に活用するために量子化ステップサイズを決める基準
値を決める。すなわち、基準量子化ステップサイズによ
る大ブロック単位の全体出力値が目標値より大きけれ
ば、小ブロックの単位で各符号量を減らして目標値に近
接させ、その反対に大ブロックの出力値が目標値より小
さければ、小ブロックの単位で量子化ステップのサイズ
を減らして目標値に近接するように調節する。このよう
に小ブロック単位の量子化ステップサイズの調節により
符号量を増減するには小ブロック単位の量子化ステップ
サイズの選定が最も重要である。
その出力値が他の小ブロックより相対的に多いか、小さ
いものがある。大ブロック単位の出力値が目標値より大
きければ、出力値が相対的に多い小ブロックの場合に
は、その減少量も他の小ブロックより相対的に大いに減
らせる量子化ステップサイズを選定する。これは相対的
に情報量の多い部分が人目にはそれほど敏感でないた
め、復号化時の画質の劣化を減らす。
7の正規化過程618,722を通して各小ブロックご
とに好適の量子化ステップサイズを選定して目標値に近
接させることより、効率よい量子化ステップサイズの選
定が行える。この正規化過程618,722に用いられ
る基準値としては、図6に示したように連続長符号化過
程612の出力値または図7に示した可変長符号化過程
716の出力値を用いることができる。前者の場合は、
可変長符号化過程を省略するので、ハードウェアのサイ
ズは縮むが、実際に記録されるデータは可変長符号化過
程の出力なので、若干の誤差が発生することもある。一
方、可変長符号化過程716の出力値を用いる場合より
確かな量子化ステップサイズを具現し得る。
は、この符号化過程の出力値が実際の可変長符号化器の
出力値に比例するため、この関係を用いて可変長符号化
過程もある程度省略できる。まず、図6に示された正規
化過程618では、各小ブロックごとに使用可能な符号
長に対応する目標シンボルの個数を割り当てる正規化過
程を行う。ここで、使用する正規化の数式は、
られた使用可能なシンボル数 B:基準量子化ステップサイズによる大ブロックのシン
ボル数 C:基準量子化ステップサイズによる小ブロックのシン
ボル数 D:大ブロックに当たる使用可能な固定された符号長に
対応する目標シンボル数 A′:各小ブロックごとに割り当てられた使用可能な符
号長 B′:基準量子化ステップサイズによる大ブロックの符
号長 C′:基準量子化ステップサイズによる小ブロックの符
号長 D′:大ブロックに当たる使用可能な固定された符号長 前記数式(1)に示されたように、基準となる量子化ス
テップサイズによる量子化過程から出力された大ブロッ
クのシンボル数と大ブロックを構成する各小ブロックの
シンボル数とによる正規化を行い、小ブロックごとに使
用可能な目標シンボルの数を再び割り当てる。
された符号長に対応するシンボル数であって、固定され
た符号長とシンボル数は全く同じ値を保たないが、多様
な入力映像信号の平均値を取ることにより得られた値を
用いる。一方、図7に示された正規化過程722では、
小ブロックごとに使用可能な符号長を割り当て、これは
数式(2)に当たる。
得られた情報は、図6及び図7の量子化ステップサイズ
選択過程630,730で誤差を最小とする結果をもた
らす量子化ステップサイズを選定する。図8は図6及び
図7の量子化ステップサイズ選択過程630,730の
量子化ステップサイズを選択するフローチャートであ
る。図8において、符号長情報802は、図6の場合に
は入力される各量子化ステップサイズ(基準量子化ステ
ップサイズ、上位量子化ステップサイズ、下位量子化ス
テップサイス)による小ブロック単位のシンボルの数で
あり、図7の場合には下位小ブロック単位の多段階累積
過程708、上位多段階累積過程738及び小ブロック
単位の累積過程718で行われる小ブロック単位の符号
長となる。
プサイズによる正規化過程を経た小ブロックの単位ごと
に割り当てられた符号長情報値であり、符号長情報誤差
推定過程806は、符号長情報802から目標符号長情
報804の値を減算して推定する。量子化ステップサイ
ズ推定808は、符号長情報誤差推定過程806の誤差
値のうち、その誤差を最小とする結果をもたらす量子化
ステップサイズを選定する演算器である。
小ブロック単位の出力値と正規化式により小ブロックご
とに割り当てられた値との比較を行い、前記差値の絶対
値を最小とする量子化ステップサイズを選択する。この
過程により決められた量子化ステップサイズは実に量子
化過程の量子化ステップサイズとして用いられる。
化ステップサイズ選択器が量子化ステップサイズを調節
して最も好適の値を選択することにより、固定された領
域に効率よくデータを記録して画質の向上を図ることが
できる。
全体ブロック図である。
ある。
示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
ク図であり、(B)は図1の量子化部の他の実施例を示
すブロック図である。
である。
である。
を具現するフローチャートである。
Claims (10)
- 【請求項1】 四つの輝度成分の直交変換ブロックと二
つの色差成分の直交変換ブロックとから構成された小ブ
ロックと五つの小ブロックで構成された大ブロックとを
基本単位とする映像信号をブロック化させるブロック化
部と、 前記ブロック化部の出力を直交変換ブロックの単位で直
交変換する直交変換部と、 前記直交変換された係数を入力として量子化ステップサ
イズを選択する量子化ステップサイズ選択部と、 前記量子化ステップサイズの選択期間に直交変換された
係数を遅延させるバッファー部と、 前記選択された量子化ステップサイズに応じて量子化を
行う量子化部と、 前記量子化された信号に対して連続長符号化を行う連続
長符号化部と、 前記連続長符号化された信号を可変長符号化する可変長
符号化部と、 前記可変長符号化部から出力された信号を固定されたフ
ォーマットに記録するためにデータを再整列するデータ
整列部とを含む映像信号圧縮符号化装置において、 前記量子化ステップサイズ選択部は、前記直交変換符号
化部から出力された小ブロックを固定された複数の量子
化ステップサイズに応じて量子化を行う多段階量子化器
と、 前記多段階量子化器から出力された係数を連続長符号化
する多段階連続長符号化器と、 前記多段階連続長符号化器から出力される符号を可変長
符号化する多段階可変長符号化器と、 前記多段階可変長符号化器から出力される符号長を小ブ
ロックの単位で累積し、所定の基準となる小ブロックを
大ブロックの単位で累積する多段階累積器と、 所定の基準となる大ブロックの単位で累積された符号長
と前記小ブロックの単位で累積された符号長とにより正
規化を行い、小ブロックの単位ごとに再び目標符号長を
割り当てる正規化器と、 前記多段階累積器から出力された小ブロックにそれぞれ
与えられた複数の量子化ステップサイズによる符号長の
うち、前記正規化器における目標符号長に最も近似して
いる値を出力して量子化ステップサイズを検出する量子
化ステップサイズ検出器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】 前記ブロック化部は、数個の直交変換ブ
ロックで構成された小ブロック単位の処理後、数個の小
ブロックで構成された大ブロック単位の処理を行うこと
を特徴とする請求項1に記載の映像信号符号化装置。 - 【請求項3】 前記ブロック化部は、数個の小ブロック
で構成された大ブロック単位の処理後、数個の直交変換
ブロックで構成された小ブロック単位の処理を行うこと
を特徴とする請求項1に記載の映像信号符号化装置。 - 【請求項4】 前記多段階量子化器は量子化ステップサ
イズにより制御され、入力信号をビットシフティングさ
せることを特徴とする請求項1に記載の映像信号符号化
装置。 - 【請求項5】 前記多段階量子化器は量子化テーブルに
ステップサイズを乗算し、その結果を入力信号で除算す
ることを特徴とする請求項1に記載の映像信号符号化装
置。 - 【請求項6】 四つの輝度成分の直交変換ブロックと二
つの色差成分の直交変換ブロックとから構成された小ブ
ロックと五つの小ブロックで構成された大ブロックとを
基本単位とする映像信号をブロック化させるブロック化
段階と、 前記ブロック化段階の出力を直交変換ブロックの単位で
直交変換する段階と、 前記直交変換された係数を入力として量子化ステップサ
イズを選択する量子化ステップサイズ選択段階と、 前記量子化ステップサイズの選択期間に直交変換された
係数を遅延させる段階と、 前記選択された量子化ステップサイズに応じて量子化を
行う段階と、 前記量子化された信号に対して連続長符号化を行う段階
と、 前記連続長符号化された信号を可変長符号化する段階
と、 前記可変長符号化された信号を固定されたフォーマット
に記録するためにデータを再整列する段階とを含む映像
信号圧縮符号化方法において、前記量子化ステップサイ
ズ選択段階は、 前記小ブロックを固定された複数の量子化ステップサイ
ズに応じて多段階の量子化を行う多段階量子化段階と、 前記多段階量子化段階から出力された係数を連続長符号
化する多段階連続長符号化段階と、 前記多段階連続長符号化段階から出力される符号を可変
長符号化する多段階可変長符号化段階と、 前記多段階可変長符号化段階から小ブロックの単位で出
力される符号長をそれぞれ累積し、前記基準となる小ブ
ロックの単位を大ブロックの単位で累積する多段階累積
段階と、 前記多段階累積段階で所定の基準となる大ブロックの単
位で累積された符号長と所定の基準となる小ブロックの
単位で累積された符号長とによる正規化を行い、基準と
なる小ブロックの符号長に大ブロックに当たる使用可能
な固定された符号長を乗算し、その結果を基準となる大
ブロックの符号長で除算することにより得られた使用可
能な符号長を小ブロックの単位ごとに再び割り当てる段
階と、 前記多段階累積段階における各小ブロックに与えられた
複数の量子化ステップサイズによる符号長のうち、前記
正規化段階で割り当たられた目標符号長に最も近似して
いる結果を出力する量子化ステップサイズを選択する量
子化ステップサイズ選択段階とを含むことを特徴とする
映像信号圧縮符号化方法。 - 【請求項7】 前記ブロック化段階は、数個の直交変換
ブロックで構成された小ブロック単位の処理後、数個の
小ブロックで構成された大ブロック単位の処理を行うこ
とを特徴とする請求項6に記載の映像信号符号化方法。 - 【請求項8】 前記ブロック化段階は、数個の小ブロッ
クで構成された大ブロック単位の処理後、数個の直交変
換ブロックで構成された小ブロック単位の処理を行うこ
とを特徴とする請求項6に記載の映像信号符号化方法。 - 【請求項9】 前記多段階量子化段階は、量子化ステッ
プサイズにより制御され、入力信号をビットシフティン
グさせることを特徴とする請求項6に記載の映像信号符
号化方法。 - 【請求項10】 前記多段階量子化段階は、量子化テー
ブルにステップサイズを乗算し、その結果を入力信号で
除算することを特徴とする請求項6に記載の映像信号符
号化方法。
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