JPS63246089A - 画像信号の符号化復号化方式とその装置 - Google Patents
画像信号の符号化復号化方式とその装置Info
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- JPS63246089A JPS63246089A JP62080237A JP8023787A JPS63246089A JP S63246089 A JPS63246089 A JP S63246089A JP 62080237 A JP62080237 A JP 62080237A JP 8023787 A JP8023787 A JP 8023787A JP S63246089 A JPS63246089 A JP S63246089A
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Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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】
(産業上の利用分野)
本発明は画像信号の伝送時間を短縮する、あるいは蓄積
記憶容量を削減するための画像信号符号化装置、復号化
装置、およびその方法に関する。
記憶容量を削減するための画像信号符号化装置、復号化
装置、およびその方法に関する。
(従来の技術)
多値画像(例えば1画素8bit、256レベル)に対
するデータ圧縮方式には、情報保存型の符号化と情報非
保存型の符号化がある。情報保存型の符号化とは、符号
化の過程に量子化を含まないものを指し、符号化・復号
化の処理によって原画像と全く同一の画像を再生するこ
とが可能であるが、高い圧縮率は得られない。一方情報
非保存型の符号化とは、符号化の過程でなんらかの量子
化処理を含むものを指し、符号化・復号化の処理によっ
て再生画像は量子化雑音を含み画品質の劣化を伴うが、
高い圧縮率が得られる。
するデータ圧縮方式には、情報保存型の符号化と情報非
保存型の符号化がある。情報保存型の符号化とは、符号
化の過程に量子化を含まないものを指し、符号化・復号
化の処理によって原画像と全く同一の画像を再生するこ
とが可能であるが、高い圧縮率は得られない。一方情報
非保存型の符号化とは、符号化の過程でなんらかの量子
化処理を含むものを指し、符号化・復号化の処理によっ
て再生画像は量子化雑音を含み画品質の劣化を伴うが、
高い圧縮率が得られる。
情報非保存型の符号化の場合には一般に量子化歪(S/
N比)とデータ圧縮率(情報量)との関係で評価される
が、良好なS/N比対情報量の関係を実現するひとつの
方式として直交変換後の変換係数をベクトル量子化する
方式がある。この方式の代表的なものとして離散コサイ
ン変換ベクトル量子化(DCT−VQ)が知られている
(参考文献1:離散コサイン変換ベクトル量子化(DC
T−VQ)J 、相澤、原島、宮用共著、テレビジョン
学会誌、Vol、39、No、10.1985年、pp
、920−925)。この方式は画像信号に離散コサイ
ン変換(DCT)を施してからベクトル量子化を行うこ
とにより、ベクトル量子化の対象として多くの画像に対
して共通の統計的性質を利用できるため、汎用性の高い
ベクトル量子化器を設計できるという特徴を持っている
。
N比)とデータ圧縮率(情報量)との関係で評価される
が、良好なS/N比対情報量の関係を実現するひとつの
方式として直交変換後の変換係数をベクトル量子化する
方式がある。この方式の代表的なものとして離散コサイ
ン変換ベクトル量子化(DCT−VQ)が知られている
(参考文献1:離散コサイン変換ベクトル量子化(DC
T−VQ)J 、相澤、原島、宮用共著、テレビジョン
学会誌、Vol、39、No、10.1985年、pp
、920−925)。この方式は画像信号に離散コサイ
ン変換(DCT)を施してからベクトル量子化を行うこ
とにより、ベクトル量子化の対象として多くの画像に対
して共通の統計的性質を利用できるため、汎用性の高い
ベクトル量子化器を設計できるという特徴を持っている
。
DCT−VQ方式では、画像を縦n画素、横n画素のブ
ロック(nXn画素)に分割し、このブロック単位にD
CT変換を行い、得られたnXnの変換係数をベクトル
量子化する。この場合、例えばn=8とすると1ブロツ
ク内の変換係数の数は64となり、これをひとつのベク
トルとして64次元のベクトルを行うことは符号化処理
時間の増大、ベクトル量子化における代表ベクトルを入
れるコードブックのメモ・リー容量の増大につながり、
実現が難しい。そこでDOT−VQ方式では、8×8の
変換係数を第2図のように複数のバンドに分割し、ひと
つのバンドに入る変換係数でひとつのベクトルを作って
いる(ベクトル数14)。この方法によりベクトルの次
元(ベクトル内の成分数)は最高でも8となり実現が容
易となる。
ロック(nXn画素)に分割し、このブロック単位にD
CT変換を行い、得られたnXnの変換係数をベクトル
量子化する。この場合、例えばn=8とすると1ブロツ
ク内の変換係数の数は64となり、これをひとつのベク
トルとして64次元のベクトルを行うことは符号化処理
時間の増大、ベクトル量子化における代表ベクトルを入
れるコードブックのメモ・リー容量の増大につながり、
実現が難しい。そこでDOT−VQ方式では、8×8の
変換係数を第2図のように複数のバンドに分割し、ひと
つのバンドに入る変換係数でひとつのベクトルを作って
いる(ベクトル数14)。この方法によりベクトルの次
元(ベクトル内の成分数)は最高でも8となり実現が容
易となる。
(発明が解決しようとする問題点)
第2図のバンドの分は方は、次の2点を考慮して決めた
ものである。
ものである。
(1)ベクトル内の成分の分散が大きく異なる場合1、
ベクトル量子化による一様な情報割り当ては効率が悪い
。
ベクトル量子化による一様な情報割り当ては効率が悪い
。
(2)DCT変換係数の分散値の大きさは一般に低次の
係数から高次の係数へかけてほぼ等方的である。
係数から高次の係数へかけてほぼ等方的である。
ただし、この2番目の性質が成り立つのは画像の平坦部
やブロック内の画像に方向性(縦、横、斜め等)を持っ
たエツジ成分が無い場合である。ブロック内の画像が縦
、横斜め方向のエツジを含んでいる場合には、第3図に
示すように大きな値を持つ変換係数の分布がそれぞれ次
のように異なる(第3図の画像領域の斜線部はエツジの
方向を、変換領域の斜線部は大きな値の変換係数を含む
部分を示す。)、縦方向にエツジ成分がある場合、低次
から横方向に大きな変換係数が発生する(第3図(a)
)、・横方向にエツジ成分がある場合には、低次から縦
方向に大きな変換係数が発生する(第3図(b))。
やブロック内の画像に方向性(縦、横、斜め等)を持っ
たエツジ成分が無い場合である。ブロック内の画像が縦
、横斜め方向のエツジを含んでいる場合には、第3図に
示すように大きな値を持つ変換係数の分布がそれぞれ次
のように異なる(第3図の画像領域の斜線部はエツジの
方向を、変換領域の斜線部は大きな値の変換係数を含む
部分を示す。)、縦方向にエツジ成分がある場合、低次
から横方向に大きな変換係数が発生する(第3図(a)
)、・横方向にエツジ成分がある場合には、低次から縦
方向に大きな変換係数が発生する(第3図(b))。
・斜め方向にエツジ成分がある場合には、低次から斜め
方向に大きな変換係数が発生する(第3図(C))。
方向に大きな変換係数が発生する(第3図(C))。
このため、方向性のあるエツジ成分を多く含んだ画像の
各ブロックに対するDCT変換係数に第2図の゛バンド
分けを実行すると、ベクトル内の成分の゛分散値が大き
く異なってしまい量子化による一様な情報割り当ては効
率が悪くなる。また、この結果高い圧縮率を実現する場
合には復号画像のエツジ部にぼけが生じる。
各ブロックに対するDCT変換係数に第2図の゛バンド
分けを実行すると、ベクトル内の成分の゛分散値が大き
く異なってしまい量子化による一様な情報割り当ては効
率が悪くなる。また、この結果高い圧縮率を実現する場
合には復号画像のエツジ部にぼけが生じる。
本発明は、画像の全ブロックに対するDCT変換係数の
統計量に従ってバンド分は方を画像毎に適応的に切り替
えることにより、ベクトル内成分の分散値がほぼ等しく
なるようにすることができる、画像信号の符号化復号化
方式とその装置を提供することを目的とする。
統計量に従ってバンド分は方を画像毎に適応的に切り替
えることにより、ベクトル内成分の分散値がほぼ等しく
なるようにすることができる、画像信号の符号化復号化
方式とその装置を提供することを目的とする。
なお、第3図に示した画像領域と変換領域との関係につ
いては、参考文献2:Fゾーンを適応化した直交変換符
号化方式」、宮原、口中、掘出、中周共著、テレビジョ
ン学会誌、Vol、39、No、10.1985年、p
p、898−904に詳しく述べられている。
いては、参考文献2:Fゾーンを適応化した直交変換符
号化方式」、宮原、口中、掘出、中周共著、テレビジョ
ン学会誌、Vol、39、No、10.1985年、p
p、898−904に詳しく述べられている。
(問題点を解決するための手段)
、 本発明の画像信号の符号化復号化方式は、送信側で
は複数の画素からなるブロック単位で画像信号を読み出
し、上記ブロック単位に直交変換を施して複数の変換係
数を求め、上記ブロック内の複数の変換係数毎に各変換
係数の全ブロックに対する統計量を求め、あらかじめ定
められた各バンドの次元数と上記の各変換係数の統計量
とに基づき上記ブロック内の複数の変1鉾数を複数のバ
ンドに分割するためのバンド分割チー、プルを求め、上
記バンド分割テーブルに従って上記ブロック内の変換係
数を複数のバンドに分割して複数のベクトルを発生し、
上記の各バンド毎にあらがしめ定められたコードブック
に従って上記複数のベクトルをベクトル量子化して複数
のベクトルインデックスを発生し、上記バンド分割テー
ブルと上記複数のベクトルインデックスとを符号化して
符号を発生し、受信側では上記符号を人力して上記バン
ド分割テーブルと上記複数のベクトルインデックスとを
復号し、上記の各バンド毎にあらかじめ定められた上記
コードブックに従って上記の復号された複数のベクトル
インデックスを逆ベクトル量子化して複数の復号ベクト
ルを発生し、上記の復号されたバンド分割テーブルに従
って上記複数の復号ベクトルを配置して複数の復号変換
係数からなるブロックを合成し、上記ブロック内の複数
の復号変換係数を逆直交変換して上記ブロックの復号画
像信号を発生し、上記復号画像信号をブロック単位に出
力する手段で構成される。
は複数の画素からなるブロック単位で画像信号を読み出
し、上記ブロック単位に直交変換を施して複数の変換係
数を求め、上記ブロック内の複数の変換係数毎に各変換
係数の全ブロックに対する統計量を求め、あらかじめ定
められた各バンドの次元数と上記の各変換係数の統計量
とに基づき上記ブロック内の複数の変1鉾数を複数のバ
ンドに分割するためのバンド分割チー、プルを求め、上
記バンド分割テーブルに従って上記ブロック内の変換係
数を複数のバンドに分割して複数のベクトルを発生し、
上記の各バンド毎にあらがしめ定められたコードブック
に従って上記複数のベクトルをベクトル量子化して複数
のベクトルインデックスを発生し、上記バンド分割テー
ブルと上記複数のベクトルインデックスとを符号化して
符号を発生し、受信側では上記符号を人力して上記バン
ド分割テーブルと上記複数のベクトルインデックスとを
復号し、上記の各バンド毎にあらかじめ定められた上記
コードブックに従って上記の復号された複数のベクトル
インデックスを逆ベクトル量子化して複数の復号ベクト
ルを発生し、上記の復号されたバンド分割テーブルに従
って上記複数の復号ベクトルを配置して複数の復号変換
係数からなるブロックを合成し、上記ブロック内の複数
の復号変換係数を逆直交変換して上記ブロックの復号画
像信号を発生し、上記復号画像信号をブロック単位に出
力する手段で構成される。
また、本発明の画像信号符号化装置は、複数の画素から
なるブロック単位で画像信号を読み出すブロック読み出
し部と、上記ブロック単位に直交変換を施して複数の変
換係数を求める直交変換部と、上記ブロック内の複数の
変換係数毎に各変換係数の全ブロックに対する統計量を
求める統計量算出部と、あらかじめ定められた各バンド
の次元数と上記の各変換係数の統計量とに基づき上記ブ
ロック内の複数の変換係数を複数のバンドに分割するた
めのバンド分割テープを求めるバンド分割決定部と、上
記バンド分割テーブルに従って上記ブロック内の変換係
数を複数のバンドに分割して複数のベクトルを発生する
バンド分割部と、上記の各バンド毎にあらかじめ定めら
れたコードブックに従って上記複数のベクトルをベクト
ル量子化して複数のベクトルインデックスを発生するベ
クトル量子化器と、上記バンド分割テーブルと上記複数
のベクトルインデックスとを符号化して符号を発生する
符号化部とで構成される。
なるブロック単位で画像信号を読み出すブロック読み出
し部と、上記ブロック単位に直交変換を施して複数の変
換係数を求める直交変換部と、上記ブロック内の複数の
変換係数毎に各変換係数の全ブロックに対する統計量を
求める統計量算出部と、あらかじめ定められた各バンド
の次元数と上記の各変換係数の統計量とに基づき上記ブ
ロック内の複数の変換係数を複数のバンドに分割するた
めのバンド分割テープを求めるバンド分割決定部と、上
記バンド分割テーブルに従って上記ブロック内の変換係
数を複数のバンドに分割して複数のベクトルを発生する
バンド分割部と、上記の各バンド毎にあらかじめ定めら
れたコードブックに従って上記複数のベクトルをベクト
ル量子化して複数のベクトルインデックスを発生するベ
クトル量子化器と、上記バンド分割テーブルと上記複数
のベクトルインデックスとを符号化して符号を発生する
符号化部とで構成される。
さらに、本発明の画像信号復号化装置は、上記符号を入
力して上記バンド分割テーブルと上記複数のベクトルイ
ンデックスとを復号する復号化部と、上記の各バンド毎
にあらかじめ定められた上記コードブックに従って上記
の復号された複数のベクトルインデックスを逆ベクトル
量子化して複数の復号ベクトルを発生するベクトル逆量
子化器と、上記の復号されたバンド分割テーブルに従っ
て上記複数の復号ベクトルを配置して複数の復号変換係
数からなるブロックを合成するブロック合成部と、上記
ブロック内の複数の復号変換係数を逆直交変換して上記
ブロックの復号画像信号を発生する逆直交変換部と、上
記復号画像信号をブロック単位に出力するブロック書き
込み部とで構成される。
力して上記バンド分割テーブルと上記複数のベクトルイ
ンデックスとを復号する復号化部と、上記の各バンド毎
にあらかじめ定められた上記コードブックに従って上記
の復号された複数のベクトルインデックスを逆ベクトル
量子化して複数の復号ベクトルを発生するベクトル逆量
子化器と、上記の復号されたバンド分割テーブルに従っ
て上記複数の復号ベクトルを配置して複数の復号変換係
数からなるブロックを合成するブロック合成部と、上記
ブロック内の複数の復号変換係数を逆直交変換して上記
ブロックの復号画像信号を発生する逆直交変換部と、上
記復号画像信号をブロック単位に出力するブロック書き
込み部とで構成される。
(作用)
本発明の画像信号の符号化復号化方式について説明する
。
。
送信側゛では複数の画素からなるブロック単位で画像信
号を読み出す。このブロックとしては、nXn画素から
なる正方形のブロックを用いる場合が多い。
号を読み出す。このブロックとしては、nXn画素から
なる正方形のブロックを用いる場合が多い。
次に、このブロック単位に直交変換を施して複数の変換
係数を求める。この直交変換としては、2次元の離散コ
サイン変換やアダマール変換など、任意の直交変換を用
いることができる。もしnXn画素からなる正方形のブ
ロックを用いた場合、この複数の変換係数も1ブロツク
当たりnXn個となる。
係数を求める。この直交変換としては、2次元の離散コ
サイン変換やアダマール変換など、任意の直交変換を用
いることができる。もしnXn画素からなる正方形のブ
ロックを用いた場合、この複数の変換係数も1ブロツク
当たりnXn個となる。
そして、ブロック内の複数の変換係数毎に各変換係数の
全ブロックに対する統計量を求める。求める統計量とし
ては、各変換係数の分散値や絶対値平均などをあげるこ
とができる。
全ブロックに対する統計量を求める。求める統計量とし
ては、各変換係数の分散値や絶対値平均などをあげるこ
とができる。
次に1.ブロック内を複数のバンドで分割し、各変換係
数がどのバンドに含まれるがを示すバンド分割テーブル
を求める。その際に、各バンドに含まれる変換係数の成
分数が、あらかじめ定められり各ハンドの次元数に等シ
くなるようにバンド分割テーブルを求める。さらに各変
、換係数の統計量に基づき、各バンド内の変換係数の統
計量ができるだけ等しくなるようにバンド分割テーブル
を求める。このように各画像に対して適応的にバンド分
割テーブルを求めることにより、バンド分割テーブルが
固定の場合に比べてはるかに画像に適したバンド分割が
可能となる。
数がどのバンドに含まれるがを示すバンド分割テーブル
を求める。その際に、各バンドに含まれる変換係数の成
分数が、あらかじめ定められり各ハンドの次元数に等シ
くなるようにバンド分割テーブルを求める。さらに各変
、換係数の統計量に基づき、各バンド内の変換係数の統
計量ができるだけ等しくなるようにバンド分割テーブル
を求める。このように各画像に対して適応的にバンド分
割テーブルを求めることにより、バンド分割テーブルが
固定の場合に比べてはるかに画像に適したバンド分割が
可能となる。
そして、バンド分割テーブルに従ってブロック内の変換
係数を複数のバンドに分割して複数のベクトルを発生し
、各バンド毎にあらがじめ定められたコードブックに従
ってこれらの複数のベクトルをベクトル量子化して複数
のベクトルインデックスを発生する。
係数を複数のバンドに分割して複数のベクトルを発生し
、各バンド毎にあらがじめ定められたコードブックに従
ってこれらの複数のベクトルをベクトル量子化して複数
のベクトルインデックスを発生する。
これらのバンド分割テーブルと複数のベクトルインデッ
クスとを符号化して符号を発生して伝送または蓄積する
。
クスとを符号化して符号を発生して伝送または蓄積する
。
受信側では符号を入力してバンド分割テーブルと複数の
ベクトルインデックスとを復号し、各バンド毎にあらか
じめ定められたコードブックに従って復号された複数の
ベクトルインデックスを逆ベクトル量子化して複数の復
号ベクトルを発生する。
ベクトルインデックスとを復号し、各バンド毎にあらか
じめ定められたコードブックに従って復号された複数の
ベクトルインデックスを逆ベクトル量子化して複数の復
号ベクトルを発生する。
そして、復号されたバンド分割テーブルに従って複数の
復号ベクトルを配置して複数の復号変換係数からなるブ
ロックを合成し、そのブロック内の複数の復号変換係数
を逆直交変換することにより、復号画像信号をブロック
単位に発生する。
復号ベクトルを配置して複数の復号変換係数からなるブ
ロックを合成し、そのブロック内の複数の復号変換係数
を逆直交変換することにより、復号画像信号をブロック
単位に発生する。
(実施例)
以下、図面により本発明の一実施例を説明する。
第1図(a)は本発明の画像信号の符号化復号化方式を
実現する符号化装置の一例を示すブロワ、り図であり、
第1図(b)は復号化装置の一例を示すブロック図であ
る。なお、以下の説明では直交変換として2次元の離散
コサイン変換を用いているが、アダマール変換などの直
交変換を用いることも可能であ゛る。
実現する符号化装置の一例を示すブロワ、り図であり、
第1図(b)は復号化装置の一例を示すブロック図であ
る。なお、以下の説明では直交変換として2次元の離散
コサイン変換を用いているが、アダマール変換などの直
交変換を用いることも可能であ゛る。
第1図(a)に示すように、ブロック読み出し部1によ
ってDCT変換を行うブロック単位に画像信号を読み出
す。例えば、1画素光たり8bitの画像信号を縦8画
素、横8画素の計64画素を1ブロツクとして読み出す
。そして、DCT変換部2は読み出された1ブロツク分
の画像信号101の2次元離散コサイン変換を行い、8
X8個のDCT変換係数102を計算する。同時にDC
T変換部2は、入力された全ブロックのDCT変換係数
102を記憶する。
ってDCT変換を行うブロック単位に画像信号を読み出
す。例えば、1画素光たり8bitの画像信号を縦8画
素、横8画素の計64画素を1ブロツクとして読み出す
。そして、DCT変換部2は読み出された1ブロツク分
の画像信号101の2次元離散コサイン変換を行い、8
X8個のDCT変換係数102を計算する。同時にDC
T変換部2は、入力された全ブロックのDCT変換係数
102を記憶する。
こうして計算されたDCT変換係数102を受けて、統
計量算出部3は各変換係数の全ブロックに対する統計量
として、各変換係数毎の分散値103を求める。なお、
ここでは統計量として分散値103を求めるが、この他
に各変換係数の絶対値平均など、様々な統計量を用いる
こともできる。
計量算出部3は各変換係数の全ブロックに対する統計量
として、各変換係数毎の分散値103を求める。なお、
ここでは統計量として分散値103を求めるが、この他
に各変換係数の絶対値平均など、様々な統計量を用いる
こともできる。
第4図(a)、(b)、(c)は、バンド分割テーブル
104の決定方法を示す説明図である。バンド分割決定
部4には、第4図(a)に示すような全ブロックに対す
る各変換係数毎の分散値103が入力される。またバン
ド分割決定部4は、第4図(b)に示すようにあらかじ
めバンド次元数蓄積部5に蓄積された各バンドb(b=
0,1,2.・・・、B)の次元数kbを読み出す。た
だしバンドbを示す値すは、数少ないほど低次のバンド
bを示しているものとする。
104の決定方法を示す説明図である。バンド分割決定
部4には、第4図(a)に示すような全ブロックに対す
る各変換係数毎の分散値103が入力される。またバン
ド分割決定部4は、第4図(b)に示すようにあらかじ
めバンド次元数蓄積部5に蓄積された各バンドb(b=
0,1,2.・・・、B)の次元数kbを読み出す。た
だしバンドbを示す値すは、数少ないほど低次のバンド
bを示しているものとする。
ユニでバンド分割決定部4は、分散値103の値の大き
い変換係数から順番に各変換係数が含まれるバンドbを
決定する。そして第4図(C)に示すように、各変換係
数に対応する位置にその変換係数が含まれるバンドbを
示す値すを書き込んで、バンド分割テーブル104を決
定する。その場合に、分散値103の大きい順に各変換
係数が低次のバンドbから割り当てて、各バンドbの次
元数がkbとなるようにする。
い変換係数から順番に各変換係数が含まれるバンドbを
決定する。そして第4図(C)に示すように、各変換係
数に対応する位置にその変換係数が含まれるバンドbを
示す値すを書き込んで、バンド分割テーブル104を決
定する。その場合に、分散値103の大きい順に各変換
係数が低次のバンドbから割り当てて、各バンドbの次
元数がkbとなるようにする。
例えばバンドOの次元数k。は1なので、分散値の最も
大きな変換係数をバンド0とする。次に、バンド1の次
元数klは2なので、分散値103が次に大きな変換係
数2つをバンド1とする。以下同様にバンドbを決定し
て、第4図(e)に示すようなバンド分割°テーブル1
04を決定する。
大きな変換係数をバンド0とする。次に、バンド1の次
元数klは2なので、分散値103が次に大きな変換係
数2つをバンド1とする。以下同様にバンドbを決定し
て、第4図(e)に示すようなバンド分割°テーブル1
04を決定する。
次にバンド分割部6において、バンド分割決定部4で決
定されたバンド分割テーブル104に従って、DCT変
換係数102が複数のバンドbに分割され、各バンドb
に含まれる変換係数を成分とする複数のベクトル105
が生成される。そして、バンド分割部6はバンドbの順
番に生成されたベグトル105をベクトル量子化器7に
送る。
定されたバンド分割テーブル104に従って、DCT変
換係数102が複数のバンドbに分割され、各バンドb
に含まれる変換係数を成分とする複数のベクトル105
が生成される。そして、バンド分割部6はバンドbの順
番に生成されたベグトル105をベクトル量子化器7に
送る。
これを受けたベクトル量子化器7は、各バンドbに対応
するコードブックをコードブック蓄積部8から読み出す
。このコードブック蓄積部8には、各バンドbにそれぞ
れ対応してあらかじめ最適に設計されたフードブックが
蓄積されている。このコードブックとは、ベクトル量子
化における代表ベクトル(最終的に出力されるベクトル
)の集りである。さらにベクトル量子化器7は、読み出
したコードブックを構成する複数の代表ベクトルの中か
ら最も入力ベクトルとの距離が短いものを選び出し、そ
の代表ベクトルに付けられた番号をベクトルインデック
ス106として出力する。
するコードブックをコードブック蓄積部8から読み出す
。このコードブック蓄積部8には、各バンドbにそれぞ
れ対応してあらかじめ最適に設計されたフードブックが
蓄積されている。このコードブックとは、ベクトル量子
化における代表ベクトル(最終的に出力されるベクトル
)の集りである。さらにベクトル量子化器7は、読み出
したコードブックを構成する複数の代表ベクトルの中か
ら最も入力ベクトルとの距離が短いものを選び出し、そ
の代表ベクトルに付けられた番号をベクトルインデック
ス106として出力する。
コードブックの作り方としては、多くのテスト画像から
選んだベクトル、あるいは各係数の分布(例えばガウス
分布)を仮定して発生させたベクトルをトレーニングシ
ーケンスとしてLBGアルゴリズム(参考文献3:[ア
ンアルゴリズムフォーベクトルクアンタイザーデザイン
(An Algorithm for VectorQ
uantizer Design) J 、アイ・イー
・イー・イートランザクションオンコミュニケーション
ズ(IEEETransactions on Com
munications誌、1980年1月号、84−
95頁)を用いて設計することができる。また、各コー
ドブックの中の代表ベクトルの数は、トレーニングシー
ケンスからもとめた各バンドに含まれる成分の分散値と
達成目標の圧縮率とから、適切な値をあらかじめ決めて
おくことができる(参考文献1)。
選んだベクトル、あるいは各係数の分布(例えばガウス
分布)を仮定して発生させたベクトルをトレーニングシ
ーケンスとしてLBGアルゴリズム(参考文献3:[ア
ンアルゴリズムフォーベクトルクアンタイザーデザイン
(An Algorithm for VectorQ
uantizer Design) J 、アイ・イー
・イー・イートランザクションオンコミュニケーション
ズ(IEEETransactions on Com
munications誌、1980年1月号、84−
95頁)を用いて設計することができる。また、各コー
ドブックの中の代表ベクトルの数は、トレーニングシー
ケンスからもとめた各バンドに含まれる成分の分散値と
達成目標の圧縮率とから、適切な値をあらかじめ決めて
おくことができる(参考文献1)。
バンド分割決定部4で求められたバンド分割テーブル1
04と、ベクトル量子化器7で求められたベクトルイン
デックス106とは、符号化部9で符号化されて符号1
07が出力される。この符号化の方法としては、等長符
号もしくはハフマン符号などの不等長符号を用いること
ができる。
04と、ベクトル量子化器7で求められたベクトルイン
デックス106とは、符号化部9で符号化されて符号1
07が出力される。この符号化の方法としては、等長符
号もしくはハフマン符号などの不等長符号を用いること
ができる。
なお、DCT変換部2で入力された全ブロックのDCT
変換係数102を記憶する替わりに、バンド分割決定部
4でバンド分割テーブルを決定した後で再度全ブロック
のDCT変換係数を求めても良い。
変換係数102を記憶する替わりに、バンド分割決定部
4でバンド分割テーブルを決定した後で再度全ブロック
のDCT変換係数を求めても良い。
次に、第1図(b)のブロック図に従、つて復号装置の
説明を行う。前述の符号化装置から受は取った符号10
7は、復号化部20で復号されてベクトルインデックス
120とバンド分割テーブル121とが出力される。こ
れは、それぞれ第1図(a)のベクトルインデックス1
08およびバンド分割テーブル104と同一のものであ
る。
説明を行う。前述の符号化装置から受は取った符号10
7は、復号化部20で復号されてベクトルインデックス
120とバンド分割テーブル121とが出力される。こ
れは、それぞれ第1図(a)のベクトルインデックス1
08およびバンド分割テーブル104と同一のものであ
る。
そして、ベクトル逆量子化器21では復号されたベクト
ルインデックス120に対応する代表ベクトルをコード
ブック蓄積部22から読み出す。ただし、各ベクトルイ
ンデックス120は各ブロック毎に低次のバンドbから
順番に送られてくるので、各ベクトルインデックス12
0のバンドbはベクトル逆量子化器21で発生できる。
ルインデックス120に対応する代表ベクトルをコード
ブック蓄積部22から読み出す。ただし、各ベクトルイ
ンデックス120は各ブロック毎に低次のバンドbから
順番に送られてくるので、各ベクトルインデックス12
0のバンドbはベクトル逆量子化器21で発生できる。
こうして読み出された代表ベクトルを、復号ベクトル1
22として出力する。。なお、復号化装置のコードブッ
ク蓄積部22の中のコードブックは、符号化装置におけ
るコードブック蓄積部8の中のコードブックと同一であ
る。
22として出力する。。なお、復号化装置のコードブッ
ク蓄積部22の中のコードブックは、符号化装置におけ
るコードブック蓄積部8の中のコードブックと同一であ
る。
さらにブロック合成部23では、復号されたバンドル1
22をブロック内の対応する位置に配置していく。1ブ
ロツク内の全ベクトルの復号と配置が終った時点で、1
ブロック分の復号変換係数123がブロック合成部23
から出力される。
22をブロック内の対応する位置に配置していく。1ブ
ロツク内の全ベクトルの復号と配置が終った時点で、1
ブロック分の復号変換係数123がブロック合成部23
から出力される。
この復号変換係数123を受けた逆DCT変換部24で
は、1ブロック単位に復号変換係数123を逆DCT変
換し、1ブロック分の復号画像124を順次出力する。
は、1ブロック単位に復号変換係数123を逆DCT変
換し、1ブロック分の復号画像124を順次出力する。
最終にブロック書き込み部25は、ブロック単位の復号
画像信号124を画像蓄積装置やプリンター等の画像出
力装置に出力する。
画像信号124を画像蓄積装置やプリンター等の画像出
力装置に出力する。
以上の説明においてはブロックサイズを8X8として説
明したが、別のサイズや形状を用いても差し支え無い。
明したが、別のサイズや形状を用いても差し支え無い。
また、本実施例ではベクトル量子化は単に入力゛ベクト
ルと近い代表ベクトルを見つけるだけであったが、各バ
ンド毎にベクトル成分の平均的な分散値から正規化係数
を求め、この正規化係数でベクトルの各成分を割ってか
らベクトル量子化し、復号装置では逆ベクトル量子化し
た後にベクトルの各成分に正規化係数をかけて復号ベク
トルを求めることもできる(参考文献1)、、ただし、
この場合には正規化係数を各バンド毎に付加情報として
符号化する必要がある。
ルと近い代表ベクトルを見つけるだけであったが、各バ
ンド毎にベクトル成分の平均的な分散値から正規化係数
を求め、この正規化係数でベクトルの各成分を割ってか
らベクトル量子化し、復号装置では逆ベクトル量子化し
た後にベクトルの各成分に正規化係数をかけて復号ベク
トルを求めることもできる(参考文献1)、、ただし、
この場合には正規化係数を各バンド毎に付加情報として
符号化する必要がある。
さらに、本実施例では各バンド毎に使用するコードブッ
ク内の代表ベクトルの数はあらかじめ一定に定めていた
が、圧縮する画像によって、また目標の圧縮率によって
適応的に切り替えることもできる。この方法としては、
あらかじめ各バンド毎に代表ベクトルの数を変えて複数
のコードブックを用意しておき、圧縮する画像を各バン
ド毎に分割した場合のバンド内の各ベクトル成分の平均
分散値と目標圧縮率からどのコードブックを用いるかを
適応的に切り替えるもので、これらについては参考文献
1に「最適bit配分」として詳細に述べられている。
ク内の代表ベクトルの数はあらかじめ一定に定めていた
が、圧縮する画像によって、また目標の圧縮率によって
適応的に切り替えることもできる。この方法としては、
あらかじめ各バンド毎に代表ベクトルの数を変えて複数
のコードブックを用意しておき、圧縮する画像を各バン
ド毎に分割した場合のバンド内の各ベクトル成分の平均
分散値と目標圧縮率からどのコードブックを用いるかを
適応的に切り替えるもので、これらについては参考文献
1に「最適bit配分」として詳細に述べられている。
この方法を用いた場合には、各バンド毎に用いたコード
ブックを示す値を付加情報として符号化する必要がある
。
ブックを示す値を付加情報として符号化する必要がある
。
また、以上述べた正規化処理、適応的なベクトルへのb
it配分をさらに適切に行うために、ブロック内AC成
分の2乗和に従って複数(例えば4つ)のりラスに分け
、このクラス毎に正規化係数、bit配分を切り替える
方式も可能である。この場合には、ブロック毎にそのブ
ロックが属するクラス番号を付加情報として符号化する
必要がある。このクラス分けの詳細については、参考文
献4:Fアダプテイブコーディングオブモノクロームア
ンド力う−イメージズ(Adaptive Codin
g of Monochrome andColor
Images) J 、アイ・イー・イー・イートラン
ザクションズオンコミュニケーションズ(IEEETr
ansactions on Communicati
ons)誌、1977年11月号、1285−1292
頁に述べられている。
it配分をさらに適切に行うために、ブロック内AC成
分の2乗和に従って複数(例えば4つ)のりラスに分け
、このクラス毎に正規化係数、bit配分を切り替える
方式も可能である。この場合には、ブロック毎にそのブ
ロックが属するクラス番号を付加情報として符号化する
必要がある。このクラス分けの詳細については、参考文
献4:Fアダプテイブコーディングオブモノクロームア
ンド力う−イメージズ(Adaptive Codin
g of Monochrome andColor
Images) J 、アイ・イー・イー・イートラン
ザクションズオンコミュニケーションズ(IEEETr
ansactions on Communicati
ons)誌、1977年11月号、1285−1292
頁に述べられている。
最後に、DCT変換係数の中のDC成分のみはあらかじ
めバンド0に固定しておき、他のバンドとは別に一様量
子化することもできる。
めバンド0に固定しておき、他のバンドとは別に一様量
子化することもできる。
また、以上の説明においては画像信号として特に規定は
していないが、多値の白黒画像、RGBの各カラー成分
画像、Y・(R−Y)・(B−Y)等の輝度・色差信号
は、すべてこの画像信号の中に含まれる。同様に、テレ
ビジョン信号等の動画像におけるフレーム間差分信号に
おいても適用でき、十分な効果を得ることができる。こ
のフレ、−ム間差分信号については、参考文献5:[テ
レビジョンバンドウィドスコンブレッショントランスミ
ソションバイモーションモンペイセイテイドインターフ
レームコーディング(Television Band
width Compressiontransmis
sion by Motion−compensate
d InterframeCoding) Jアイ・イ
ー・イー・イーコミュニケーションマガジン(IEEE
Communicati6n Magazine)誌
、1982年11月号、24−30頁に詳細に述べられ
ている。
していないが、多値の白黒画像、RGBの各カラー成分
画像、Y・(R−Y)・(B−Y)等の輝度・色差信号
は、すべてこの画像信号の中に含まれる。同様に、テレ
ビジョン信号等の動画像におけるフレーム間差分信号に
おいても適用でき、十分な効果を得ることができる。こ
のフレ、−ム間差分信号については、参考文献5:[テ
レビジョンバンドウィドスコンブレッショントランスミ
ソションバイモーションモンペイセイテイドインターフ
レームコーディング(Television Band
width Compressiontransmis
sion by Motion−compensate
d InterframeCoding) Jアイ・イ
ー・イー・イーコミュニケーションマガジン(IEEE
Communicati6n Magazine)誌
、1982年11月号、24−30頁に詳細に述べられ
ている。
(発明の効果)
以上述べたように本発明の画像信号の符号化復号化方式
およびその装置を用いることにより、画像毎に適応的に
直交変換係数をしくンド分けすることが可能となり、効
率の良いベクトル量子化が可能となる。これにより、強
い方向性をもった画像に対してもエツジ部分のぼけ発生
を軽減し、かつ圧縮効率の高い圧縮伸張処理を実現でき
る。
およびその装置を用いることにより、画像毎に適応的に
直交変換係数をしくンド分けすることが可能となり、効
率の良いベクトル量子化が可能となる。これにより、強
い方向性をもった画像に対してもエツジ部分のぼけ発生
を軽減し、かつ圧縮効率の高い圧縮伸張処理を実現でき
る。
第1図(a)は本発明の画像信号の符号化復号化方式を
実現する符号化装置の一例を示すブロック図、第1図(
b)は復号化装置の一例を示すブロック図、第2図は従
来のバンド分けを示す図、第3図(a)、(b)、(c
)は画像領域と交換領域の関係を示す図、第4図(a)
、(b)、(c)はバンド分割テーブル104の決定方
法を示す説明図である。 図において、 1・・・ブロック読み出し部、2・:・DCT変換部、
3・・・統計量算出部、4・・・バンド分割決定部、5
・・・バンド次元数蓄積部、6・・・バンド分割部、7
0.・ベクトル量子化器、8・・・コードブック蓄積部
、9・・・符号化部、20・・・復号化部、21・・・
ベクトル逆量子化器、22・・・コードブック蓄積部、
23・・・ブロック合成部、24・・・逆DCT変換ロ
ロ斯
− 醋 酪 駆 第3図 低次 高次 第4図 (a) (b) (C)
実現する符号化装置の一例を示すブロック図、第1図(
b)は復号化装置の一例を示すブロック図、第2図は従
来のバンド分けを示す図、第3図(a)、(b)、(c
)は画像領域と交換領域の関係を示す図、第4図(a)
、(b)、(c)はバンド分割テーブル104の決定方
法を示す説明図である。 図において、 1・・・ブロック読み出し部、2・:・DCT変換部、
3・・・統計量算出部、4・・・バンド分割決定部、5
・・・バンド次元数蓄積部、6・・・バンド分割部、7
0.・ベクトル量子化器、8・・・コードブック蓄積部
、9・・・符号化部、20・・・復号化部、21・・・
ベクトル逆量子化器、22・・・コードブック蓄積部、
23・・・ブロック合成部、24・・・逆DCT変換ロ
ロ斯
− 醋 酪 駆 第3図 低次 高次 第4図 (a) (b) (C)
Claims (3)
- (1)送信側では複数の画素からなるブロック単位で画
像信号を読み出し、上記ブロック単位に直交変換を施し
て複数の変換係数を求め、上記ブロック内の複数の変換
係数毎に各変換係数の全ブロックに対する統計量を求め
、あらかじめ定められた各バンドの次元数と上記の各変
換係数の統計量とに基づき上記ブロック内の複数の変換
係数を複数のバンドに分割するためのバンド分割テーブ
ルを求め、上記バンド分割テーブルに従って上記ブロッ
ク内の変換係数を複数のバンドに分割して複数のベクト
ルを発生し、上記各バンド毎にあらかじめ定められたコ
ードブックに従って上記複数のベクトルをベクトル量子
化して複数のベクトルインデックスを発生し、上記バン
ド分割テーブルと上記複数のベクトルインデックスとを
符号化して符号を発生し、受信側では上記符号を入力し
て上記バンド分割テーブルと上記複数のベクトルインデ
ックスとを復号し、上記の各バンド毎にあらかじめ定め
られた上記コードブックに従って上記の復号された複数
ベクトルインデックスを逆ベクトル量子化して複数の復
号ベクトルを発生し、上記の復号されたバンド分割テー
ブルに従って上記複数の復号ベクトルを配置して複数の
復号変換係数からなるブロックを合成し、上記ブロック
内の複数の復号変換係数を逆直交変換して上記ブロック
の復号画像信号を発生し、上記復号画像信号をブロック
単位に出力する画像信号符号化復号化方式。 - (2)複数の画素からなるブロック単位で画像信号を読
み出すブロック読み出し部と、上記ブロック単位に直交
変換を施して複数の変換係数を求める直交変換部と、上
記ブロック内の複数の変換係数毎に各変換係数の全ブロ
ックに対する統計量を求める統計量算出部と、あらかじ
め定められた各バンドの次元数と上記の各変換係数の統
計量とに基づき上記ブロック内の複数の変換係数を複数
のバンドに分割するためのバンド分割テーブルを求める
バンド分割決定部と、上記バンド分割テーブルに従って
上記ブロック内の変換係数を複数のバンドに分割して複
数のベクトルを発生するバンド分割部と、上記の各バン
ド毎にあらかじめ定められたコードブックに従って上記
複数のベクトルをベクトル量子化して複数のベクトルイ
ンデックスを発生するベクトル量子化器と、上記バンド
分割テーブルと上記複数のベクトルインデックスとを符
号化して符号を発生する符号化部とを有することを特徴
とする画像信号符号化装置。 - (3)複数の画素からなるブロック単位で画像信号を読
み出し、上記ブロック単位に直交変換を施して複数の変
換係数を求め、上記ブロック内の複数の変換係数毎に各
変換係数の全ブロックに対する統計量を求め、あらかじ
め定められた各バンドの次元数と上記の各変換係数の統
計量とに基づき上記ブロック内の複数の変換係数を複数
のバンドに分割するためのバンド分割テーブルを求め、
上記バンド分割テーブルに従って上記ブロック内の変換
係数を複数のバンドに分割して複数のベクトルを発生し
、上記の各バンド毎にあらかじめ定められたコードブッ
クに従って上記複数のベクトルをベクトル量子化して複
数のベクトルインデックスを発生し、上記バンド分割テ
ーブルと上記複数のベクトルインデックスとを符号化し
て符号を発生する画像信号符号化装置から符号を入力し
、上記符号を入力して上記バンド分割テーブルと上記複
数のベクトルインデックスとを復号する復号化部と、上
記の各バンド毎にあらかじめ定められた上記コードブッ
クに従って上記の復号された複数のベクトルインデック
スを逆ベクトル量子化して複数の復号ベクトルを発生す
るベクトル逆量子化器と、上記の復号されたバンド分割
テーブルに従って上記複数の復号ベクトルを配置して複
数の復号変換係数からなるブロックを合成するブロック
合成部と、上記ブロック内の複数の復号変換係数を逆直
交変換して上記ブロックの復号画像信号を発生する逆直
交変換部と、上記復号画像信号をブロック単位に出力す
るブロック書き込み部とを有することを特徴とする画像
信号復号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080237A JPS63246089A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 画像信号の符号化復号化方式とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080237A JPS63246089A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 画像信号の符号化復号化方式とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63246089A true JPS63246089A (ja) | 1988-10-13 |
Family
ID=13712726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62080237A Pending JPS63246089A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 画像信号の符号化復号化方式とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63246089A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5146326A (en) * | 1989-11-14 | 1992-09-08 | Fujitsu Limited | Coded picture information decoding apparatus having means for improving picture distortion |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP62080237A patent/JPS63246089A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5146326A (en) * | 1989-11-14 | 1992-09-08 | Fujitsu Limited | Coded picture information decoding apparatus having means for improving picture distortion |
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