JPS5921185A - 画像信号の符号化方式 - Google Patents
画像信号の符号化方式Info
- Publication number
- JPS5921185A JPS5921185A JP57130569A JP13056982A JPS5921185A JP S5921185 A JPS5921185 A JP S5921185A JP 57130569 A JP57130569 A JP 57130569A JP 13056982 A JP13056982 A JP 13056982A JP S5921185 A JPS5921185 A JP S5921185A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sequence
- component
- prediction error
- bits
- vertical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 abstract 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 27
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000009978 visual deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013144 data compression Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、画像の狭帯域伝送又は蓄積を目的とした符
号化方式に関し、特にアダマール変換によって周波数領
域に変換した各シーケンスの量子化値を組合せることに
よって可変長符号化する方式に関する。
号化方式に関し、特にアダマール変換によって周波数領
域に変換した各シーケンスの量子化値を組合せることに
よって可変長符号化する方式に関する。
画像の統訓的性質から冗長信号を除去することによって
、または視覚特性から不要な信号を除去することによっ
て、画像を能率良く伝送又は蓄積することが従来より広
く行なわれており、その処理手段の1つとして直交変換
符号化方式が知られている。この直交変換符号化方式は
画像を互いに隣接する画素群で成る複数のブロックに
分割し、1ブロック内の画素群を直交変換によって周波
数領域に変換し、その変換出力である各周波数のスペク
トラムに偏りが存在することを利用して、その各スペク
トラムに適当な量子化レベルを配分し、つまり視覚的に
許容される範囲内で歪を与えることによって、情報量を
減らす方式である。直交変換の1つの方式であるアダマ
ール変換は、変換マトリクスが「1]及び「−1」を要
素としており、加算器だけで構成できるため回路が簡単
になる特長を有する。
、または視覚特性から不要な信号を除去することによっ
て、画像を能率良く伝送又は蓄積することが従来より広
く行なわれており、その処理手段の1つとして直交変換
符号化方式が知られている。この直交変換符号化方式は
画像を互いに隣接する画素群で成る複数のブロックに
分割し、1ブロック内の画素群を直交変換によって周波
数領域に変換し、その変換出力である各周波数のスペク
トラムに偏りが存在することを利用して、その各スペク
トラムに適当な量子化レベルを配分し、つまり視覚的に
許容される範囲内で歪を与えることによって、情報量を
減らす方式である。直交変換の1つの方式であるアダマ
ール変換は、変換マトリクスが「1]及び「−1」を要
素としており、加算器だけで構成できるため回路が簡単
になる特長を有する。
ところで、アダマール変換によって周波数領域に変換さ
れたシーケンスはフーリエ変換における周波数軸に対応
するものであり、0次のシーケンスは直流成分の量を、
高次のシーケンスは高周波成分の量をそれぞれ表わすパ
ラメータとみなすことができる。このため、ブロック内
の原画素間の相関が強ければ、アダマール変換後の信号
のエネルギーは低次のシーケンスに集中することになる
。
れたシーケンスはフーリエ変換における周波数軸に対応
するものであり、0次のシーケンスは直流成分の量を、
高次のシーケンスは高周波成分の量をそれぞれ表わすパ
ラメータとみなすことができる。このため、ブロック内
の原画素間の相関が強ければ、アダマール変換後の信号
のエネルギーは低次のシーケンスに集中することになる
。
一般的な画像では高周波成分のエネルギーが少ないので
、視覚的に許容される範囲内で量子化レベルのビット数
を減らすことができる。また、帯域圧縮を目的としたア
ダマール変換符号化方式は、特に低ビットレートの符号
化として有効であり、量子化による劣化を視覚的に目立
たないように分散することができる。すなわち、滑らか
な部分のノイズは目につきやすいが、急峻な変化のある
部分のノイズは目につきにくいといった視覚特性から、
量子化が容易に行なえるという利点がある。
、視覚的に許容される範囲内で量子化レベルのビット数
を減らすことができる。また、帯域圧縮を目的としたア
ダマール変換符号化方式は、特に低ビットレートの符号
化として有効であり、量子化による劣化を視覚的に目立
たないように分散することができる。すなわち、滑らか
な部分のノイズは目につきやすいが、急峻な変化のある
部分のノイズは目につきにくいといった視覚特性から、
量子化が容易に行なえるという利点がある。
しかしながら、歪による画質劣化を防ぎ、高能率な符号
化を行なうためにはプロックサイズを大きくする必要が
あり、それに併って回路量が増大し、高価な装置になっ
てしまう欠点がある。よって、この発明は上述の如き点
に鑑み、画像劣化を防ぐと共に、回路構成が簡単で高能
率な符号化を実現する画像信号の符号化方式を提供する
ことを目的としている。
化を行なうためにはプロックサイズを大きくする必要が
あり、それに併って回路量が増大し、高価な装置になっ
てしまう欠点がある。よって、この発明は上述の如き点
に鑑み、画像劣化を防ぐと共に、回路構成が簡単で高能
率な符号化を実現する画像信号の符号化方式を提供する
ことを目的としている。
以下にこの発明を説明する。
この発明は画像信号の符号化方式に関するものであり、
入力画像を画素群m(1、2)×n(≧2)で成る互い
に隣接したブロック群に分割し、各ブロック内の画素群
をアダマール変換によって周波数領域のシーケンスに変
換して後に量子化し、このシーケンス量子化値のうちの
少なくとも直流成分を線形予測して予測誤差成分に変期
すると共に、シーケンス量子化値を互いに比較すること
によりその組合せを複数個形成し、これら各組合せに対
応して予測誤差成分及び他のシーケンス量子化値を可変
長符号化するようにしたものである。
入力画像を画素群m(1、2)×n(≧2)で成る互い
に隣接したブロック群に分割し、各ブロック内の画素群
をアダマール変換によって周波数領域のシーケンスに変
換して後に量子化し、このシーケンス量子化値のうちの
少なくとも直流成分を線形予測して予測誤差成分に変期
すると共に、シーケンス量子化値を互いに比較すること
によりその組合せを複数個形成し、これら各組合せに対
応して予測誤差成分及び他のシーケンス量子化値を可変
長符号化するようにしたものである。
第1図は画像を2×2のブロックBij(i=1、2、
・・・、j=1、2、・・・)に分割した場合の様子を
示すものであり、画素1は走査ラインh、h+1・・・
で順次走査されるようになっている。そして、ブロック
Bijの画素1に対する画素信号(濃度信号)を図示の
如くx1、x2、x3、x4とすれば、正規化されたア
ダマール変換は2次又は4次のアダマール行列を用いて
次の(1)式のように表わすことができる。
・・・、j=1、2、・・・)に分割した場合の様子を
示すものであり、画素1は走査ラインh、h+1・・・
で順次走査されるようになっている。そして、ブロック
Bijの画素1に対する画素信号(濃度信号)を図示の
如くx1、x2、x3、x4とすれば、正規化されたア
ダマール変換は2次又は4次のアダマール行列を用いて
次の(1)式のように表わすことができる。
ここにおいて、シーケンスH0、H1、H2、H3はそ
れぞれアダマール変換によって周波数領域へ変換された
4次の周波数成分に対応し、H0は直流成分シーケンス
を、H1は垂直成分シーケンスを、H2は水平成分シー
ケンスを、H3は傾斜成分シーケンスをそれぞれ示して
いる。なお、ブロックBijのi行における走査ライン
h、h+1を同時に走査して画素x1〜x4の画像情報
を読出しても良く、先ず走査ラインhを走査して画素x
1及び、x3の画像情報を一旦バッファメモリに記憶し
、その後に走査ラインh+1を走査した時に画像信号x
1〜x4を順に読出すようにしても良い。
れぞれアダマール変換によって周波数領域へ変換された
4次の周波数成分に対応し、H0は直流成分シーケンス
を、H1は垂直成分シーケンスを、H2は水平成分シー
ケンスを、H3は傾斜成分シーケンスをそれぞれ示して
いる。なお、ブロックBijのi行における走査ライン
h、h+1を同時に走査して画素x1〜x4の画像情報
を読出しても良く、先ず走査ラインhを走査して画素x
1及び、x3の画像情報を一旦バッファメモリに記憶し
、その後に走査ラインh+1を走査した時に画像信号x
1〜x4を順に読出すようにしても良い。
ところで、一般的な画像では隣接する画素間の相関が強
いため、低次成分のエネルギーが高く、高次成分のエネ
ルギーが低く観測される。そして、各成分はそのエネル
ギーの大きさに応じた量子化レベルのビット数の配分を
受けることになるが、直流成分のエネルギーは他の成分
(垂直、水平、傾斜)に比べて特に大きいので、直流成
分のエネルギーを低くするような変換手法を採用するこ
とによって、高能率な符号化を実現する必要がある。
いため、低次成分のエネルギーが高く、高次成分のエネ
ルギーが低く観測される。そして、各成分はそのエネル
ギーの大きさに応じた量子化レベルのビット数の配分を
受けることになるが、直流成分のエネルギーは他の成分
(垂直、水平、傾斜)に比べて特に大きいので、直流成
分のエネルギーを低くするような変換手法を採用するこ
とによって、高能率な符号化を実現する必要がある。
このような変換手法として、アダマール変換によって得
られた各シーケンスを線形予測する方式が知られている
。
られた各シーケンスを線形予測する方式が知られている
。
次に、この線形予測方式を説明する。
線形予測方式はブロックサイズが1×n又は2×nのと
きに可能なものであり、今、ブロックサイズが第2図に
示すように2×nの例として、先ず水平方向に各ブロッ
ク毎にアダマール変換を施し、その後に垂直方向に各ブ
ロック毎に線形予測する場合を考える。そして、アダマ
ール変換によって得られた各シーケンスをHl0、Hl
1とし、便宜上第2図のように配置する。ただしl=0
、1、・・・、(n−1)である。
きに可能なものであり、今、ブロックサイズが第2図に
示すように2×nの例として、先ず水平方向に各ブロッ
ク毎にアダマール変換を施し、その後に垂直方向に各ブ
ロック毎に線形予測する場合を考える。そして、アダマ
ール変換によって得られた各シーケンスをHl0、Hl
1とし、便宜上第2図のように配置する。ただしl=0
、1、・・・、(n−1)である。
そして、ブロックBi−1、jにおけるシーケンスHl
0′からブロックBijにおけるシーケンスHl0を、
次の(2)式に従って予測する。
0′からブロックBijにおけるシーケンスHl0を、
次の(2)式に従って予測する。
Hl0=Hl0′−Hl1′−Hl1・・・・・・・・
・・・・(2)このときの予測誤差成分シーケンスΔH
l0をΔHl0=Hl0−Hl0 =Hl0−Hl0′+Hl1′+Hl1・・・・・・・
・・(3)とすれば、この予測誤差成分シーケンス△H
l0はブロック間の各画素の距離を最も短かくするもの
である。なお、シーケンスHl1は予測することなくそ
のまま伝送する。
・・・・(2)このときの予測誤差成分シーケンスΔH
l0をΔHl0=Hl0−Hl0 =Hl0−Hl0′+Hl1′+Hl1・・・・・・・
・・(3)とすれば、この予測誤差成分シーケンス△H
l0はブロック間の各画素の距離を最も短かくするもの
である。なお、シーケンスHl1は予測することなくそ
のまま伝送する。
ここで、アダマール変換によって得た各シーケンスを線
形予測した場合の効果を示すために、伝送すべき画像の
総エネルギーと比較しながら説明する。
形予測した場合の効果を示すために、伝送すべき画像の
総エネルギーと比較しながら説明する。
メモリーレスガウス分布に従う画像xの分散をσ2x、
各シーケンスyの分散をσ2y、ブロックサイズをN、
一部のシーケンスに線形予測を用いた場合の分散をσ2
Δyとすれは、レート歪理論(Rate distor
tion theory)に基づき伝送エネルギーの絶
対値は平均値Paとして、それぞれ次のように与えられ
る。
各シーケンスyの分散をσ2y、ブロックサイズをN、
一部のシーケンスに線形予測を用いた場合の分散をσ2
Δyとすれは、レート歪理論(Rate distor
tion theory)に基づき伝送エネルギーの絶
対値は平均値Paとして、それぞれ次のように与えられ
る。
又は
そして、伝送エネルギーの相対値PrはPr=10lo
g10σ2−Pa・・・・・・・・・(6)となる。上
記(4)〜(6)式の計算から第3図に示すような結果
を得た。
g10σ2−Pa・・・・・・・・・(6)となる。上
記(4)〜(6)式の計算から第3図に示すような結果
を得た。
この第3図において、特性Iは1次元、のアダマール変
換のブロックサイズに対応するパワーの変化を示すもの
であり、特性IIは2次元のアダマール変換のブロック
サイズに対応するパワーの変化を示すものであり、II
I及びIVはそれぞれ特性I及びIIを水平方向にアダ
マール変換すると共に、垂直方向に線形予測した場合の
特性を示している。
換のブロックサイズに対応するパワーの変化を示すもの
であり、特性IIは2次元のアダマール変換のブロック
サイズに対応するパワーの変化を示すものであり、II
I及びIVはそれぞれ特性I及びIIを水平方向にアダ
マール変換すると共に、垂直方向に線形予測した場合の
特性を示している。
なお、総エネルギーは35.2dBとなっている。これ
から明らかなように、特性I及びIIはいずれもブロッ
クサイズを大きくするに従って伝送エネルギーが小さく
なってい今のに対し、特性III及びIVはブロックサ
イズにほとんど関係なく一定の伝送エネルギー(約15
dB)となっている。このことは、伝送エネルギーの点
から見れは、ブロックサイズ4×1又は2×2を選び、
線形予測を行なうのが効率的であることを示している。
から明らかなように、特性I及びIIはいずれもブロッ
クサイズを大きくするに従って伝送エネルギーが小さく
なってい今のに対し、特性III及びIVはブロックサ
イズにほとんど関係なく一定の伝送エネルギー(約15
dB)となっている。このことは、伝送エネルギーの点
から見れは、ブロックサイズ4×1又は2×2を選び、
線形予測を行なうのが効率的であることを示している。
このように水平方向にアダマール変換を行ない、垂直方
向に線形予測を行なうと効率的であることが分った。こ
の場合、前のブロックラインにおける全シーケンスを記
憶するためのバッファメモリが必要になるが、このバッ
ファメモリの容量を節約するために、ブロックサイズ2
×2を用いて水平方向にアダマール変換を行ない、同様
に水平方向に線形予測を行なうことが考えられ得る。こ
の場合、バッファメモリは4次のシーケンスを記憶する
容量かあれば良く、第1図のブロックBi、j−1及び
Bijのように、同一ブロックラインにおける前ブロッ
クBi、j−1の各シーケンスH0′、H1′、H2′
、H3′から現ブロックBijのシーケンスH0、H1
を予測することとなり、結局伝送すべきシーケンスは、
予測誤差成分シーケンス 及び水平成分シーケンスH2、傾斜成分シーケンスH3
となる。ここに、垂直成分シーケンスH1は既にブロッ
クBij内の和と差で構成されており伝送エネルギーも
直流成分シーケンスH0に比べ非常に小さいため、線形
予測してもその効果は少ない。つまり、シーケンスH1
と予測誤差成分ΔH1では伝送エネルギーの大きさにほ
とんど差がなく、シーケンスH0だけについて線形予測
を行ない、伝送すべきシーケンスをΔH0、H1、H2
及びH3とすれば良い。
向に線形予測を行なうと効率的であることが分った。こ
の場合、前のブロックラインにおける全シーケンスを記
憶するためのバッファメモリが必要になるが、このバッ
ファメモリの容量を節約するために、ブロックサイズ2
×2を用いて水平方向にアダマール変換を行ない、同様
に水平方向に線形予測を行なうことが考えられ得る。こ
の場合、バッファメモリは4次のシーケンスを記憶する
容量かあれば良く、第1図のブロックBi、j−1及び
Bijのように、同一ブロックラインにおける前ブロッ
クBi、j−1の各シーケンスH0′、H1′、H2′
、H3′から現ブロックBijのシーケンスH0、H1
を予測することとなり、結局伝送すべきシーケンスは、
予測誤差成分シーケンス 及び水平成分シーケンスH2、傾斜成分シーケンスH3
となる。ここに、垂直成分シーケンスH1は既にブロッ
クBij内の和と差で構成されており伝送エネルギーも
直流成分シーケンスH0に比べ非常に小さいため、線形
予測してもその効果は少ない。つまり、シーケンスH1
と予測誤差成分ΔH1では伝送エネルギーの大きさにほ
とんど差がなく、シーケンスH0だけについて線形予測
を行ない、伝送すべきシーケンスをΔH0、H1、H2
及びH3とすれば良い。
よって、以下ではこの例(ΔH0、H1、H2、H3)
を用いて説明する。
を用いて説明する。
ブロックサイズ2×2を用い、画素群に水平方向にアダ
マール変換を施し、得られた各シーケンスを視覚的に許
容される範囲内で量子化し、その後に現ブロックの直流
成分H0を予測し、その予測誤差成分ΔH0を求め、シ
ーケンスΔH0、H1、H2及びH3を伝送するとする
。
マール変換を施し、得られた各シーケンスを視覚的に許
容される範囲内で量子化し、その後に現ブロックの直流
成分H0を予測し、その予測誤差成分ΔH0を求め、シ
ーケンスΔH0、H1、H2及びH3を伝送するとする
。
ここに、従来はこれらシーケンスΔH0、H1、H2及
びH3に対して適当な量子化レベルを与え、ビット数の
配分を行なって符号化するようにしている。たとえばシ
ーケンスΔH0、H1、H2、H3にそれぞれ7ピット
、5ビット、5ビット、3ビットを配分すれば、1ブロ
ックに対して合計20ビット(平均5ビット/画素)を
伝送又は蓄積するようになり、能率的な符号化とはいえ
ない。したがって、更に圧縮率を上げるためにはブロッ
クサイズを大きくする必要があり、このため回路が増大
するといった欠点もあった。
びH3に対して適当な量子化レベルを与え、ビット数の
配分を行なって符号化するようにしている。たとえばシ
ーケンスΔH0、H1、H2、H3にそれぞれ7ピット
、5ビット、5ビット、3ビットを配分すれば、1ブロ
ックに対して合計20ビット(平均5ビット/画素)を
伝送又は蓄積するようになり、能率的な符号化とはいえ
ない。したがって、更に圧縮率を上げるためにはブロッ
クサイズを大きくする必要があり、このため回路が増大
するといった欠点もあった。
これに対し、この発明では各シーケンスの量子化値の組
合せによって、その組合せの発生確率に応じた可変長符
号化を行んうようにしており、これによって大巾なデー
タ圧縮を可能としている。
合せによって、その組合せの発生確率に応じた可変長符
号化を行んうようにしており、これによって大巾なデー
タ圧縮を可能としている。
次に示す表1は、標準的な画像を7ビット/画素でサン
プリングし、プロックサイズ2×2を用いて水平方向に
アダマール変換を行ない、得られたシーケンスH0a、
H1a、H2a、H3aそれぞれに適した量子化レベル
を与え、シーケンス量子化値としている。この量子化は
、画像の空間パワースペクトラムの中で視覚的に劣化を
生じない範囲で各周波数成分yに歪Dを許容することで
あり、このときの伝送に必要な情報量Rはレート歪理論
からR[ビット/画素] で与えられる。
プリングし、プロックサイズ2×2を用いて水平方向に
アダマール変換を行ない、得られたシーケンスH0a、
H1a、H2a、H3aそれぞれに適した量子化レベル
を与え、シーケンス量子化値としている。この量子化は
、画像の空間パワースペクトラムの中で視覚的に劣化を
生じない範囲で各周波数成分yに歪Dを許容することで
あり、このときの伝送に必要な情報量Rはレート歪理論
からR[ビット/画素] で与えられる。
画素信号x1〜x4が7ビット/画素で入力され、ブロ
ックサイズ2×2を用いた場合の正規化されたアダマー
ル変換の出力シーケンスH0a〜H3aは、最大8ビッ
ト必要となる。しかしながら、視覚的に許容される歪レ
ベルとして、シーケンスH0a、H1a、H2a及びH
3aに対してたとえばそれぞれ1ビット、2ビット、2
ビット及び3ピット相当のホワイトノイズを与えるよう
にしても良く、ここではシーケンスH0a〜H3aのそ
れぞれの最下位ビット(LSB)側へ1ビット、2ビッ
ト、2ビット、3ビット相当シフトすることによりビッ
ト圧縮し、量子化を行なうようにしている。この後、直
流成分シーケンスH0に対して前記量子化圧縮値を伸張
して線形予測を行ない、予測誤差成分ΔH0を得てから
シーケンス量子化値ΔH0、H1、H2及びH3の組合
せに基づき、組合せ番号C0〜C3を形成する。
ックサイズ2×2を用いた場合の正規化されたアダマー
ル変換の出力シーケンスH0a〜H3aは、最大8ビッ
ト必要となる。しかしながら、視覚的に許容される歪レ
ベルとして、シーケンスH0a、H1a、H2a及びH
3aに対してたとえばそれぞれ1ビット、2ビット、2
ビット及び3ピット相当のホワイトノイズを与えるよう
にしても良く、ここではシーケンスH0a〜H3aのそ
れぞれの最下位ビット(LSB)側へ1ビット、2ビッ
ト、2ビット、3ビット相当シフトすることによりビッ
ト圧縮し、量子化を行なうようにしている。この後、直
流成分シーケンスH0に対して前記量子化圧縮値を伸張
して線形予測を行ない、予測誤差成分ΔH0を得てから
シーケンス量子化値ΔH0、H1、H2及びH3の組合
せに基づき、組合せ番号C0〜C3を形成する。
表1において、たとえば組合せ番号C1は、予測誤差成
分シーケンスΔH0だけが「1」又は「−1」の値をと
り、他のシーケンス量子化値H1〜H3が全て「0」の
値をとることを示しており、この組合せの発生確率が2
3.9%であることを意味している。また、±hはシー
ケンス量子化値が任意の値をとり得ることを示しており
、ブロックコードはブロック内の区切りを示すコードで
あり、各組合せの発生確率に差が少ないので全てのブロ
ックに2ビット割当てている。さらに、データコードは
組合せ番号C0に関しては何らデータを伝送せず、組合
せ番号C1に関しては正負符号Sのみを伝送し、組合せ
番号C2に関しては正負符号Sの後ろに6ビットのデー
タを送ることを示しており、組合せ番号C3に関しては
シーケンス量子化値H3、H2、H1、ΔH0にそれぞ
れ正負符号Sと共に3ビット、5ビット、5ビット、7
ビットを割当てて、シーケンス量子化値ΔH0〜H3の
組合せに応じた可変長符号データを伝送することを示し
ている。
分シーケンスΔH0だけが「1」又は「−1」の値をと
り、他のシーケンス量子化値H1〜H3が全て「0」の
値をとることを示しており、この組合せの発生確率が2
3.9%であることを意味している。また、±hはシー
ケンス量子化値が任意の値をとり得ることを示しており
、ブロックコードはブロック内の区切りを示すコードで
あり、各組合せの発生確率に差が少ないので全てのブロ
ックに2ビット割当てている。さらに、データコードは
組合せ番号C0に関しては何らデータを伝送せず、組合
せ番号C1に関しては正負符号Sのみを伝送し、組合せ
番号C2に関しては正負符号Sの後ろに6ビットのデー
タを送ることを示しており、組合せ番号C3に関しては
シーケンス量子化値H3、H2、H1、ΔH0にそれぞ
れ正負符号Sと共に3ビット、5ビット、5ビット、7
ビットを割当てて、シーケンス量子化値ΔH0〜H3の
組合せに応じた可変長符号データを伝送することを示し
ている。
したがって、伝送する符号長は、組合せ番号C0の場合
は2ビット、組合せ番号C1の場合は3ビット、組合せ
番号C2の場合は9ビット、組合せ番号C3の場合は2
2ビットである。なお、組合せ発生確率は、ポートレー
ト等の空間周波数の低い画像、風景写真のような空間周
波数の高い画像等を種々テストし、平均的に求めたもの
である。
は2ビット、組合せ番号C1の場合は3ビット、組合せ
番号C2の場合は9ビット、組合せ番号C3の場合は2
2ビットである。なお、組合せ発生確率は、ポートレー
ト等の空間周波数の低い画像、風景写真のような空間周
波数の高い画像等を種々テストし、平均的に求めたもの
である。
このように、可変長符号を与えることによって効率的な
符号化を実現することが可能となる。なお、シーケンス
量子化値の確率分布はラプラス分布に似ており、各シー
ケンス量子化値に可変長符号を与えることも考えられる
が、この場合、最も短かい符号長を各シーケンスに与え
ても合計4ビット/ブロックになる。しかしながら、表
1のように組合せに対応して符号化するようにすれば、
最も短かい符号長で2ビット/ブロックであり、その発
生頻度が25.5%も存在することから、この発明の符
号化方式が非常に効率的であることは明らかである。
符号化を実現することが可能となる。なお、シーケンス
量子化値の確率分布はラプラス分布に似ており、各シー
ケンス量子化値に可変長符号を与えることも考えられる
が、この場合、最も短かい符号長を各シーケンスに与え
ても合計4ビット/ブロックになる。しかしながら、表
1のように組合せに対応して符号化するようにすれば、
最も短かい符号長で2ビット/ブロックであり、その発
生頻度が25.5%も存在することから、この発明の符
号化方式が非常に効率的であることは明らかである。
以上のように、画像の空間スペクトラムの中で量子化時
に与えた歪レベル以下のデータは伝送せずに捨て、表1
の例ではシーケンス量子化値H3、H2、H1、ΔH0
に対してそれぞれ3ビット、5ビット、5ビット、7ビ
ットに圧縮して伝送するようにしており、平均伝送情報
量が2.1ビット/画素となり、極めて効率的な符号化
方式であるととが分る。
に与えた歪レベル以下のデータは伝送せずに捨て、表1
の例ではシーケンス量子化値H3、H2、H1、ΔH0
に対してそれぞれ3ビット、5ビット、5ビット、7ビ
ットに圧縮して伝送するようにしており、平均伝送情報
量が2.1ビット/画素となり、極めて効率的な符号化
方式であるととが分る。
次に、この発明による符号化方式を表1に従って実現す
る具体的な回路例を第4図及び第5図に示して説明する
と、走査ラインによって読出された画素信号x1〜x4
はアダマール変換器10に入力され、周波数領域に変換
されたシーケンスH0a〜H3aが量子化部20に入力
され、量子化部20を構成する量子化器22で量子化さ
れた水平成分のシーケンス量子化値H2、量子化器23
で量子化された垂直成分のシーケンス量子化値H1、量
子化器23で量子化された傾斜成分のシーケンス量子化
値H3はそれぞれ後段の可変長符号変換回路40に入力
される。また、量子化器21の出力である直流成分のシ
ーケンス量子化値H0はシーケンス量子化値H2と共に
第5図に示すような予測器30に入力され、予測器30
で予測された予測誤差成分シーケンスΔH0が可変長符
号化回路40に入力される。なお、量子化器21〜24
はそれぞれパラレルシフタ又はシフトレジスタで構成さ
れており、アダマール変換器10で変換されたシーケン
スH0a〜H3aに対して、それぞれ適したピット数だ
け下位ビット側に同時にシフトするようになっており、
たとえばシーケンスH0aに対しては1ビット、シーケ
ンスH1aに対しては2ビット、シーケンスH2aに対
しては2ビット、シーケンスH3aに対しては3ビット
だけそれぞれ下位ビット側にシフトするようになってい
る。また、予測器30の伸張器31はたとえばパラレル
シフタで構成されており、入力される直流成分のシーケ
ンス量子化値H0と水平成分のシーケンス量子化値H2
とのレベルが異なるために、水平成分シーケンスH2の
レベルを変えて両者のレベルを一致させるようにしてお
り、遅延回路32及び33はそれぞれ1ブロック分だけ
時間的に遅延させるためのものである。
る具体的な回路例を第4図及び第5図に示して説明する
と、走査ラインによって読出された画素信号x1〜x4
はアダマール変換器10に入力され、周波数領域に変換
されたシーケンスH0a〜H3aが量子化部20に入力
され、量子化部20を構成する量子化器22で量子化さ
れた水平成分のシーケンス量子化値H2、量子化器23
で量子化された垂直成分のシーケンス量子化値H1、量
子化器23で量子化された傾斜成分のシーケンス量子化
値H3はそれぞれ後段の可変長符号変換回路40に入力
される。また、量子化器21の出力である直流成分のシ
ーケンス量子化値H0はシーケンス量子化値H2と共に
第5図に示すような予測器30に入力され、予測器30
で予測された予測誤差成分シーケンスΔH0が可変長符
号化回路40に入力される。なお、量子化器21〜24
はそれぞれパラレルシフタ又はシフトレジスタで構成さ
れており、アダマール変換器10で変換されたシーケン
スH0a〜H3aに対して、それぞれ適したピット数だ
け下位ビット側に同時にシフトするようになっており、
たとえばシーケンスH0aに対しては1ビット、シーケ
ンスH1aに対しては2ビット、シーケンスH2aに対
しては2ビット、シーケンスH3aに対しては3ビット
だけそれぞれ下位ビット側にシフトするようになってい
る。また、予測器30の伸張器31はたとえばパラレル
シフタで構成されており、入力される直流成分のシーケ
ンス量子化値H0と水平成分のシーケンス量子化値H2
とのレベルが異なるために、水平成分シーケンスH2の
レベルを変えて両者のレベルを一致させるようにしてお
り、遅延回路32及び33はそれぞれ1ブロック分だけ
時間的に遅延させるためのものである。
一方、可変長符号化回路40はPLA(Plogram
nableLogic Array)で構成された比較
器41を有しており、この比較器41で判別された組合
せ番号C0〜C3がROM(Read Only Me
mory)42にアドレス信号として入力される。そし
て、ROM42から読出された符号長CLがカウンタ4
3にセットされ、ブロックコードBCがシフトレジスタ
45にセットされる。カウンタ43に符号長CLがセッ
トされると信号Pがセット状態になり、クロックパルス
CPによってダウンカウントを開始し、カウンタ43が
0になった時信号Pはリセット状態になる。信号Pがセ
ット状態にあるとき、クロックパルスCPおよび信号P
はANDゲート46を介してシフト信号SSをシフトレ
ジスタ44へ送る。ここで、シフトレジスタ44、45
はパラレル−イン/シリアル−アウト型のシフトレジス
タである。また、量子化部20からの水平成分シーケン
スH2、垂直成分シーケンスH1、傾斜成分シーケンス
H3および予測器30からの予測誤差成分シーケンスΔ
H0がシフトレジスタ44へ入力されるようになってお
り、シフトレジスタ44からシフト出力されるシフトデ
ータはプロックコードBCを記憶しているシフトレジス
タ45に入力され、シフトレジスタ45の出力はシリア
ル−イン/パラレル−アウト型のレジスタ48に入力さ
れる。レジスタ48は一定長のビット数が入力されると
全体が並列に読み出され、バッファメモリ49に一旦記
憶された後、画像信号PDとして他の装置へ伝送された
り、蓄積されるようになっている。
nableLogic Array)で構成された比較
器41を有しており、この比較器41で判別された組合
せ番号C0〜C3がROM(Read Only Me
mory)42にアドレス信号として入力される。そし
て、ROM42から読出された符号長CLがカウンタ4
3にセットされ、ブロックコードBCがシフトレジスタ
45にセットされる。カウンタ43に符号長CLがセッ
トされると信号Pがセット状態になり、クロックパルス
CPによってダウンカウントを開始し、カウンタ43が
0になった時信号Pはリセット状態になる。信号Pがセ
ット状態にあるとき、クロックパルスCPおよび信号P
はANDゲート46を介してシフト信号SSをシフトレ
ジスタ44へ送る。ここで、シフトレジスタ44、45
はパラレル−イン/シリアル−アウト型のシフトレジス
タである。また、量子化部20からの水平成分シーケン
スH2、垂直成分シーケンスH1、傾斜成分シーケンス
H3および予測器30からの予測誤差成分シーケンスΔ
H0がシフトレジスタ44へ入力されるようになってお
り、シフトレジスタ44からシフト出力されるシフトデ
ータはプロックコードBCを記憶しているシフトレジス
タ45に入力され、シフトレジスタ45の出力はシリア
ル−イン/パラレル−アウト型のレジスタ48に入力さ
れる。レジスタ48は一定長のビット数が入力されると
全体が並列に読み出され、バッファメモリ49に一旦記
憶された後、画像信号PDとして他の装置へ伝送された
り、蓄積されるようになっている。
パッファメモリ49は実時間処理のときに入出力間の時
間軸の変動を吸収するための、つまり時間軸を補正する
ためのものであり、必要に応じて付加される。
間軸の変動を吸収するための、つまり時間軸を補正する
ためのものであり、必要に応じて付加される。
このような構成において、2走査ラインの同時読出し、
または1走査ラインの読出しと1走査線分の遅延とで読
出された画素信号x1〜x4がアダマール変換器10に
入力されると、これら画素信号x1〜x4が周波数領域
のシーケンスH0a〜H3aに変換されて量子化部20
に入力される。そして、量子化部20の量子化器21は
シーケンスH0aを1ビットだけ下位側にシフトし、量
子化器22はシーケンスH2aを2ビットだけ下位側に
シフトし、同様に量子化器23はシーケンスH1aを2
ビットだけ下位側にシフトし、量子化器23はシーケン
スH3aを3ビットだけ、下位側にシフトする。ここで
、いずれも上位ビット側からは正・負の符号がシフトさ
れてくる。このようにして得られたシーケンス量子化値
H0〜H3のうち、H1〜H3を可変長符号化回路40
の比較器41に入力すると共に、シフトレジスタ44に
入力する。そして、直流成分シーケンスH0は予測器3
0に入力され、この予測器30で水平成分シーケンスH
2と共に予測誤差シーケンスΔH0を形成し、この予測
誤差シーケンスΔH0を比較器41に入力すると共に、
シフトレジスタ44に入力する。ここに、比較器41は
PLAでプログラミング構成されており、入力されるシ
ーケンス量子化値△H0、H1、H2、H3の値に基づ
いて前述の表1に従った組合せ番号C0〜C3を判別し
、組合せ番号C0〜C3のいずれか1つを2値信号たと
えば“1”とする。たとえば予測誤差シーケンスΔH0
が「1」で、他のシーケンスH1〜H3がいずれも「0
」の場合には、組合せ番号C1のみが“1”となり、他
の組合せ番号C0及びC2、C3はいずれも“0”とな
っている。
または1走査ラインの読出しと1走査線分の遅延とで読
出された画素信号x1〜x4がアダマール変換器10に
入力されると、これら画素信号x1〜x4が周波数領域
のシーケンスH0a〜H3aに変換されて量子化部20
に入力される。そして、量子化部20の量子化器21は
シーケンスH0aを1ビットだけ下位側にシフトし、量
子化器22はシーケンスH2aを2ビットだけ下位側に
シフトし、同様に量子化器23はシーケンスH1aを2
ビットだけ下位側にシフトし、量子化器23はシーケン
スH3aを3ビットだけ、下位側にシフトする。ここで
、いずれも上位ビット側からは正・負の符号がシフトさ
れてくる。このようにして得られたシーケンス量子化値
H0〜H3のうち、H1〜H3を可変長符号化回路40
の比較器41に入力すると共に、シフトレジスタ44に
入力する。そして、直流成分シーケンスH0は予測器3
0に入力され、この予測器30で水平成分シーケンスH
2と共に予測誤差シーケンスΔH0を形成し、この予測
誤差シーケンスΔH0を比較器41に入力すると共に、
シフトレジスタ44に入力する。ここに、比較器41は
PLAでプログラミング構成されており、入力されるシ
ーケンス量子化値△H0、H1、H2、H3の値に基づ
いて前述の表1に従った組合せ番号C0〜C3を判別し
、組合せ番号C0〜C3のいずれか1つを2値信号たと
えば“1”とする。たとえば予測誤差シーケンスΔH0
が「1」で、他のシーケンスH1〜H3がいずれも「0
」の場合には、組合せ番号C1のみが“1”となり、他
の組合せ番号C0及びC2、C3はいずれも“0”とな
っている。
こうして、比較器41で判別された組合せ番号C0〜C
3がROM42に入力されると、ROM42はこの組合
せ番号C0〜C3の“1”をアドレス信号として、該当
アドレスに記憶されている符号長データCLおよびブロ
ックコードBCを読出し、この符号長データCLをカウ
ンタ43にセットすると共に、ブロックコードBCをシ
フトレジスタ45にセットする。したがって、たとえば
組合せ番号C2が判別されてROM42に入力されると
、ROM42から符号長「9」がカウンタ43にセット
され、かつシフトレジスタ45に「10」がセットされ
、カウンタ43のカウントダウンに対応してシフトレジ
スタ44および45の内容をシフト出力する。したがっ
て、シフトレジスタ48には「10」以下9ビットが入
力されることになる。また、比較器41が組合せ番号C
0と判別した場合には、カウンタ43には符号長「2」
がセットされ、かつシフトレジスタ45に「00」がセ
ットされることになり、シフトレジスタ48には「00
」だけが入力される。このようにしてシフトレジスタ4
8に直列に入力されたデータは、並列に変換されてたと
えば8ピット単位でバッファメモリ49に記憶され、時
間軸の補正を行なった後に画像信号PDとして出力され
る。かくして、第4図及び第5図の回路によれば前述の
表1に従った画像信号の伝送又は蓄積を実現することか
できる。
3がROM42に入力されると、ROM42はこの組合
せ番号C0〜C3の“1”をアドレス信号として、該当
アドレスに記憶されている符号長データCLおよびブロ
ックコードBCを読出し、この符号長データCLをカウ
ンタ43にセットすると共に、ブロックコードBCをシ
フトレジスタ45にセットする。したがって、たとえば
組合せ番号C2が判別されてROM42に入力されると
、ROM42から符号長「9」がカウンタ43にセット
され、かつシフトレジスタ45に「10」がセットされ
、カウンタ43のカウントダウンに対応してシフトレジ
スタ44および45の内容をシフト出力する。したがっ
て、シフトレジスタ48には「10」以下9ビットが入
力されることになる。また、比較器41が組合せ番号C
0と判別した場合には、カウンタ43には符号長「2」
がセットされ、かつシフトレジスタ45に「00」がセ
ットされることになり、シフトレジスタ48には「00
」だけが入力される。このようにしてシフトレジスタ4
8に直列に入力されたデータは、並列に変換されてたと
えば8ピット単位でバッファメモリ49に記憶され、時
間軸の補正を行なった後に画像信号PDとして出力され
る。かくして、第4図及び第5図の回路によれば前述の
表1に従った画像信号の伝送又は蓄積を実現することか
できる。
なお、第4図の実施例ではアダマール変換器10の後段
には説明上割算器11〜14を挿入して「1/2」する
ようにしているが、量子化部20で「1/2」の演算を
行なうようにするのが一般的である。また、量子化量2
1〜24は量子化特性を画像の空間周波数に応じてi適
応的に変化することなく、固定的に考えるならば省略す
ることができることは容易に理解できる。さらに、アダ
マール変換のブロックサイズが本実施例のように小さい
とき、一般に高周波成分に相当する傾斜成分は画面全体
からみれば視覚的に殆んど劣化を与えないので、回路構
成上第4図におけるH3a、H3を得る回路は最初から
省略しておくことも可能である。
には説明上割算器11〜14を挿入して「1/2」する
ようにしているが、量子化部20で「1/2」の演算を
行なうようにするのが一般的である。また、量子化量2
1〜24は量子化特性を画像の空間周波数に応じてi適
応的に変化することなく、固定的に考えるならば省略す
ることができることは容易に理解できる。さらに、アダ
マール変換のブロックサイズが本実施例のように小さい
とき、一般に高周波成分に相当する傾斜成分は画面全体
からみれば視覚的に殆んど劣化を与えないので、回路構
成上第4図におけるH3a、H3を得る回路は最初から
省略しておくことも可能である。
第1図はこの発明の詳細な説明するための図、第2図は
この発明に用いる線形予測方式を説明するための図、第
3図はブロックサイズとアダマール変換の関係を説明す
るための図、第4図及び第5図はこの発明方式を適用し
た一実施例を示す回路構成図である。 1・・・画素、10・・・アダマール変換器、21〜2
4、・・・量子化器、30・・・予測器、31・・・伸
張器、32、33・・・遅延回路、40・・・可変長符
号化回路、41・・・比較器、42・・・ROM、43
・・・カウンタ、44、45、48・・・シフトレジス
タ、49・・・バッファメモリ。
この発明に用いる線形予測方式を説明するための図、第
3図はブロックサイズとアダマール変換の関係を説明す
るための図、第4図及び第5図はこの発明方式を適用し
た一実施例を示す回路構成図である。 1・・・画素、10・・・アダマール変換器、21〜2
4、・・・量子化器、30・・・予測器、31・・・伸
張器、32、33・・・遅延回路、40・・・可変長符
号化回路、41・・・比較器、42・・・ROM、43
・・・カウンタ、44、45、48・・・シフトレジス
タ、49・・・バッファメモリ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、入力画像を画素群m(1、2)xn(≧2)で成る
互いに隣接したブロック群に分割し、前記各ブロック内
の画素群をアダマール変換によって周波数領域のシーケ
ンスに変換して後に量子化し、このシーケンス量子化値
のうちの少なくとも直流成分を線形予測して予測誤差成
分に変換すると共に、前記シーケンス量子化値を互いに
比較することによりその組合せを複数個形成し、これら
各組合せに対応して前記予測誤差成分及び前記他のシー
ケンス量子化値を可変長符号化するようにしたことを特
徴とする画像信号の符号化方式。 2、入力画像を画素群2×2で成る互いに隣接したブロ
ック群に分割すると共に、水平方向にブロック毎のアダ
マール変換を行なうことによって周波数領域の直流成分
シーケンス、垂直成分シーケンス、水平成分シーケンス
及び傾斜成分シーケンスを得、前記直流成分シーケンス
又は垂直成分シーケンスの少なくとも一方を水平方向に
線形予測して直流予測誤差成分、垂直予測誤差成分を得
、前記直流予測誤差成分と、前記垂直予測誤差成分又は
垂直成分シーケンスと、前記水平成分シーケンスと、前
記傾斜成分シーケンスとの量子化値を互いに比較するこ
とによりその組合せを複数個形成し、これら各組合せに
対応して前記直流予測誤差成分、前記垂直予測誤差成分
又は垂直成分シーケンス、前記水平成分シーケンス及び
傾斜成分シーケンスを可変長符号化するようにしたこと
を特徴とする画像信号の符号化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130569A JPS5921185A (ja) | 1982-07-27 | 1982-07-27 | 画像信号の符号化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130569A JPS5921185A (ja) | 1982-07-27 | 1982-07-27 | 画像信号の符号化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5921185A true JPS5921185A (ja) | 1984-02-03 |
| JPH0412076B2 JPH0412076B2 (ja) | 1992-03-03 |
Family
ID=15037374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57130569A Granted JPS5921185A (ja) | 1982-07-27 | 1982-07-27 | 画像信号の符号化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5921185A (ja) |
-
1982
- 1982-07-27 JP JP57130569A patent/JPS5921185A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0412076B2 (ja) | 1992-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6219457B1 (en) | Method and system for decoding data encoded in a variable length code word | |
| US5774594A (en) | Signal compression device | |
| US8767823B2 (en) | Method and apparatus for frame memory compression | |
| CN101816182B (zh) | 图像编码装置、图像编码方法、图像编解码系统 | |
| US6014095A (en) | Variable length encoding system | |
| US5233348A (en) | Variable length code word decoder for use in digital communication systems | |
| US7843998B2 (en) | Method for improved entropy coding | |
| JPH0161278B2 (ja) | ||
| JPWO2009157580A1 (ja) | 画像処理装置及び画像処理方法 | |
| JPH05505077A (ja) | イメージフレームのランダムスキャンニングを用いるディジタルイメージコーディング法 | |
| JPS6248437B2 (ja) | ||
| JPWO2009157581A1 (ja) | 画像処理装置及び画像処理方法 | |
| US20030016878A1 (en) | Dynamic image compression coding apparatus | |
| US5822000A (en) | Video encoding using rearrangement of transform coefficients and inter-block correlation | |
| JP3278948B2 (ja) | 可変長符号化方法 | |
| US7953285B2 (en) | Method and circuit of high performance variable length coding and decoding for image compression | |
| KR20020026189A (ko) | 고정된 비율 압축을 이용하는 효율적인 비디오 데이터엑세스 | |
| JPH06350854A (ja) | 画像圧縮符号化装置 | |
| JPH0352712B2 (ja) | ||
| KR20100013142A (ko) | 프레임 메모리 압축방법 | |
| JPH0412077B2 (ja) | ||
| CN107018430A (zh) | 用于二进制数据的压缩和解压缩的方法和设备 | |
| JPS61135285A (ja) | デ−タ伸張装置 | |
| JPH02122767A (ja) | 画像信号の符号化復号化方式 | |
| JPH0412076B2 (ja) |