JPH1093966A - 画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化装置

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JPH1093966A
JPH1093966A JP9204963A JP20496397A JPH1093966A JP H1093966 A JPH1093966 A JP H1093966A JP 9204963 A JP9204963 A JP 9204963A JP 20496397 A JP20496397 A JP 20496397A JP H1093966 A JPH1093966 A JP H1093966A
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鄭濟昌
Hun-Hwee Moon
文憲煕
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は映像信号のデジタル伝送又は蓄える
ための符号化装置に関し、特に運動補償によるフレーム
間適応ＤＣＴ符号化(Motion-Compensated inter-frame
adaptive Discrete Cosine Transform Coding)回路にお
いて、ＤＣＴ後、量子化されたイメージ信号を様々なパ
ターンを用いて走査し、その中の最も効率的な走査パタ
ーンを選択して与えることにより、符号化効率を向上さ
せる。 【構成】 離散コサイン変換され、量子化されたイメー
ジ信号を少なくとも２つの走査パターンの組み合わせを
含む複数の走査パターンによりそれぞれ走査した後、Ｅ
ＯＢまで生じるビット数が最も少なくなる走査パターン
を選択し、走査されたイメージ信号を可変長符号化して
出力することにより、符号化効率の向上を図り得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は映像信号のディジタ
ル伝送又は蓄えるための符号化装置に関し、特に運動補
償によるフレーム間適応ＤＣＴ符号化(Motion-Compensa
ted inter-frameadaptive Discrete Cosine Transform
Coding)回路において、ＤＣＴ後、量子化されたイメー
ジ信号を様々なパターンを用いて走査し、その中のもっ
とも効率的な走査パターンを選択して与えることによ
り、符号化効率を向上させた画像符号装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、運動補償によるフレーム間適応
ＤＣＴ符号化は、現在国際的に標準化が進行中であるＭ
ＰＥＧ(Moving Picture Expert Group) や、米国におい
て提案されたＨＤＴＶ(High Definition TV)方式などで
採用され、多くの研究が進められている。
【０００３】図１は、一般の運動補償によるフレーム間
適応ＤＣＴ符号化回路である。運動補償によるフレーム
間適応符号化方法は、映像信号の時間方向への相関性が
極めて高いため、フレーム間の信号を予測するとか、運
動補償によりフレーム間の差信号を符号化して与えるこ
とにより、高符号化効率が得られる。図１においては、
入力される映像信号を一定の大きさの小ブロック（８×
８，１６×１６，…）に区分し、動作推定部(Motion Es
timator)４０がフレームメモリ３０で１フレーム遅延さ
れた映像信号と入力される映像信号とから動作ベクトル
を算出して出力する。
【０００４】動作補償部５０は、上述の動作推定部４０
から検出された運動ベクトルによりフレームメモリ３０
に蓄えられた先のフレーム信号の位置を補って与える。
第１加算器８ａは、現在フレームと上述の動作補償部５
０で動作位置の補償された先のフレームとの差を求め
る。離散コサイン変換（ＤＣＴ）部１０は、第１加算器
８ａで求められた差に対し、小ブロック（８×８，１６
×１６，…）単位で離散コサイン変換を行う。ここで、
動作推定部４０は、画面間の動きを表わす運動ベクトル
を検出するようになるが、通常ブロックマッチング・ア
ルゴリズム（ＢＭＡ：Block Matching Algorithm) を用
いて運動ベクトルを検出する。
【０００５】一方、離散コサイン変換されたイメージ信
号は、量子化部２０で量子化された後、図３Ｈの如くジ
グザクスキャンされ、１次元的に構成された連続する
“０”の個数を表わす０個数の和（以下、runlenght と
いう）と、“０”でない大きさをもつ信号の大きさ（以
下、Amplitude という）の列(runlenght,Amplitude) と
して表わされる。
【０００６】量子化された後、ジグザグスキャンされ、
列として表わされる信号は、再び逆量子化部２１を経て
逆ジグザグスキャンされ、逆離散コサイン変換（ＩＤＣ
Ｔ）部１１で逆離散コサイン変換され、運動補償された
予測誤差信号と加算器ＡＤＤ２で合わされて、原映像信
号に対応される信号に復号化される。更に、上述の加算
器８ａ及び８ｂと動作補償部４０との間には、リフレッ
シュスイッチＲＳＷ１及びＲＳＷ２を連結させ、外部要
因によるエラーデータの出力防止のため、所定間隔で原
映像信号を送るようリフレッシングしている。一方、量
子化された後、ジグザグスキャンされ、列として表わさ
れた信号は、可変長符号化部６０で可変長符号化され、
ＦＩＦＯ(First-In Frist-Out)形送信バッファ７０を経
て符号化された映像信号を出力する。
【０００７】つまり、上述の符号化方法は、ジグザグス
キャンによって列として表わすことにより、離散コサイ
ン変換の特性上、エネルギーが低周波領域に集中する性
質を利用して“０”の個数を多くし、符号化効率を高め
ている。ところで、上述のごとき従来の符号化方法は、
運動補償された映像信号の特性により、エネルギーの分
布が異なるにもかかわらず、単一のスキャン方法のみを
利用するため、全ての信号に対して最大の符号化効率が
得られないという問題があった。
【０００８】一方、既存の方法の中には、現在ブロック
とフレーム間差信号とから予め設定された基準モード中
の１つを選び、このモードで定められた２つの走査パタ
ーンに従って走査し、量子化する方法もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法では、モードを判定するためフィールド内の信号を
処理するイントラモードとフィールドフレーム間予測誤
差信号を処理するインターモードにより、中域及び高域
成分エネルギーを計算する方法であって、総３種のモー
ドを使用しているため、判定方法も極めて複雑なものに
なるという問題があった。
【００１０】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたもので、運動補償された映像差信号の特性によりエ
ネルギーの分布が異なることを利用して多数の走査パタ
ーンの中で最も効率的なものを採用して与えることによ
り、符号化効率を向上させた画像符号化装置を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像符号化装置は、所定のブロック単位で
離散コサイン変換され、量子化されたイメージ信号を、
少なくとも２つの走査パターンの組み合わせを含む複数
の走査パターンによりそれぞれ走査するマルチスキャン
部と、前記マルチスキャン部によって走査した複数の走
査パターンのうち、ＥＯＢまで生ずるビット数が最も少
なくなる走査パターンを選択し、該走査パターンの選択
情報と、選択した走査パターンにより走査されたイメー
ジ信号とを出力するスキャン選択部と、前記スキャン選
択部によって選択された走査パターンによるイメージ信
号を可変長符号化して圧縮する可変長符号化部と、前記
可変長符号化部により圧縮された符号化信号と、前記ス
キャン選択部により選択された走査パターンの選択情報
とを出力する出力部とを備える。
【００１２】かかる構成において、所定のブロック単位
で離散コサイン変換され、量子化されたイメージ信号
を、少なくとも２つの走査パターンの組み合わせを含む
複数の走査パターンによりそれぞれ走査した後、走査し
た複数の走査パターンのうち、ＥＯＢまで生ずるビット
数が最も少なくなる走査パターンを選択し、選択された
走査パターンによるイメージ信号を可変長符号化して圧
縮した符号化信号と選択した走査パターンの選択情報と
を出力するように動作する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る好適な実施形態を詳細に説明する。図２は、本発
明に係るＤＣＴ係数の走査パターン選択可能な符号化装
置のブロック図である。図２によれば、入力される映像
信号を一定の大きさの小ブロック（８×８，１６×１
６，…）に区分し、動作推定部４０はフレームメモリ３
０で１フレーム遅延された映像信号と入力される映像信
号とから動作ベクトルを算出して出力する。動作補償部
５０は、動作推定部４０から検出された運動ベクトルに
よりフレームメモリ３０に蓄えられた先のフレーム信号
の位置を補っている。
【００１４】第１加算器８ａは、現在フレームと動作補
償部５０で動作位置の補われた先のフレームとの差を求
める。ＤＣＴ部１０は、第１加算器８ａで求められた差
に対し、小ブロック（８×８，１６×１６，…）単位で
離散コサイン変換を行う。一方、離散コサイン変換され
たイメージ信号は量子化部２０で量子化される。これは
逆量子化部２１で再び逆量子化され、ＩＤＣＴ部１１で
逆離散コサイン変換され、運動補償された予測誤差信号
と第２加算器８ｂで加算されて原映像信号に復号化され
る。
【００１５】更に、加算器８ａ及び８ｂと動作補償部４
０との間にはリフレッシュスイッチＲＳＷ１及びＲＳＷ
２を連結させ、外部的要因によるエラーデータの出力防
止のため、時たま原映像信号を送るようにリフレッシン
グする。一方、量子化されたイメージ信号は、マルチス
キャン部８０によって様々な走査パターンのまま走査さ
れる。
【００１６】スキャン選択部９０は、マルチスキャン部
８０でのマルチスキャン結果、ＥＯＢまで生じるビット
数が最小の走査パターンを選択し、選択された走査パタ
ーンによりスキャンされたイメージ信号を出力する。ま
た、スキャン選択部９０は、選択された走査パターンに
対する選択情報を出力する。可変長符号化部６０は、ス
キャン選択部９０で選択された走査パターンに従ってス
キャンされたイメージ信号を可変長符号化してデータを
圧縮する。つまり、８ビットで表わされる信号の大きさ
（０〜２５５レベル）中、個数の多いデータは少ないビ
ットで表わし、個数の少ないデータは多いビットで表わ
すことにより、映像信号を表わす全体ビット数を減らし
ている。
【００１７】ここで、離散コサイン変換された映像信号
を量子化した後、ランレングス符号か（コーディング）
する場合、“０”の個数は多く、信号の大きさが大きい
ほど個数が少ない。したがって、“０”は少ないビット
で表わし、“２５５”は多いビットで表わして全体のビ
ット数を減らすことになる。一方、可変長符号化部６０
で可変長符号化された信号と、スキャン選択部９０から
出力される走査パターン選択情報は、マルチプレクサＭ
ＵＸ１に入力される。マルチプレクサＭＵＸ１は、可変
長符号化部６０の出力とスキャン選択部９０の出力及び
付加情報を選択的に出力する。送信バッファ７０は、可
変長符号化部６０から出力されるデータの長さが一定で
ないため、データを一時的に蓄えた後、一定速度で出力
するようになる。
【００１８】上述の如く、本実施形態は、様々な走査パ
ターンを走査し、列とＥＯＢで表わされるイメージ信号
のビット数が最小の走査パターンを選択するのである。
ここで、マルチスキャン部８０は、図３Ａ〜図３Ｈのご
とき様々な走査パターンのままで走査されるようにな
る。図３Ａ〜図３Ｈのごとき走査パターンのほかにもい
ろいろな走査パターンなどが考えられるが、本実施形態
では任意個数の走査パターンを使用する。
【００１９】ところで、走査パターンの個数が大なる
と、送られる走査パターン選択情報量が増えるため、適
正個数のパターンを設定する。一方、スキャン選択部９
０で選択された走査パターンは可変長符号化部６０を通
して可変長符号化され、マルチプレクサＭＵＸ１に印加
され、必要に応じてはマルチプレクサＭＵＸ１にはテレ
テックスなどのごとき付加情報の入力も存するようにな
る。
【００２０】上述の如く、本実施形態においては、量子
化された映像信号を様々な走査パターンにより走査した
後、スキャン選択部９０からＥＯＢまでのサンプル個数
が最小の走査パターンを選択して、この選択された走査
パターン情報により符号化されるようにしたのである。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定のブロック単位で離散コサイン変換され、量子化さ
れたイメージ信号を、少なくとも２つの走査パターンの
組み合わせを含む複数の走査パターンによりそれぞれ走
査した後、複数の走査パターンのうち、ＥＯＢまで生ず
るビット数が最も少なくなる走査パターンを選択するこ
とにより、データ圧縮のための符号化効率を向上させ、
より多くのデータを伝送することが可能となる。
【００２２】尚、本発明は、本発明の特許請求の範囲を
逸脱せずに種々の変形が実施できることは明らかであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の運動補償によるフレーム間適応ＤＣＴ符
号化回路図である。
【図２】本発明に係るＤＣＴ係数の走査パターン選択可
能な符号化装置のブロック図である。
【図３】図２に適用された走査パターンの例示図であ
る。
【符号の説明】
８ａ 第１加算器 ２０ 量子化部 ２１ 逆量子化部 ３０ フレームメモリ ４０ 動作推定部 ５０ 動作補償部 ６０ 可変長符号化部 ７０ 送信バッファ ８０ マルチスキャン部 ９０ スキャン選択部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定のブロック単位で離散コサイン変換
    され、量子化されたイメージ信号を、少なくとも２つの
    走査パターンの組み合わせを含む複数の走査パターンに
    よりそれぞれ走査するマルチスキャン部と、 前記マルチスキャン部によって走査した複数の走査パタ
    ーンのうち、ＥＯＢまで生ずるビット数が最も少なくな
    る走査パターンを選択し、該走査パターンの選択情報
    と、選択した走査パターンにより走査されたイメージ信
    号とを出力するスキャン選択部と、 前記スキャン選択部によって選択された走査パターンに
    よるイメージ信号を可変長符号化して圧縮する可変長符
    号化部と、 前記可変長符号化部により圧縮された符号化信号と、前
    記スキャン選択部により選択された走査パターンの選択
    情報とを出力する出力部とを備えることを特徴とする画
    像符号化装置。
JP9204963A 1992-02-29 1997-07-30 画像符号化装置 Pending JPH1093966A (ja)

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