(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画素値とその予測値との予測残差に対して符号化を行う画像信号伝送装置において、
上記予測残差を第１のブロックへ分割し、上記第１のブロックのアクティビティーと入力される有意判定用のしきい値に基づいて、上記第１のブロック毎に有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第１のフラグを生成する第１のブロック用の有意判定手段と、
上記第１のブロックのブロックサイズを細分化し、第２のブロックを生成し、上記第２のブロック毎に上記第２のブロックのアクティビティーと上記有意判定用のしきい値に基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第２のフラグを生成する第２のブロック用の有意判定手段と、
上記第２のブロックのブロックサイズを細分化し、第３のブロックを生成し、上記第３のブロック毎に上記第３のブロックのアクティビティーと上記有意判定用のしきい値に基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第３のフラグを生成する第３のブロック用の有意判定手段と、
予め設定される複数の前記有意判定用しきい値のそれぞれに応じて、少なくとも、上記第１のブロック用の有意判定手段により有意と判定されたブロックを細分化し、第２のブロックを生成する態様、及び、上記第１のブロック用の有意判定手段により有意と判定されたブロックを細分化し、第３のブロックを生成する態様を有する複数の階層分岐の態様の中で、伝送すべき有意ブロックに対応する予測残差が最小となる階層分岐の態様を示す選択信号を記憶する選択信号記憶手段と、
上記第１、第２、及び第３のブロック用の有意判定手段より、上記第１、第２、及び第３のブロック単位の予測残差、及び、上記第１、第２、及び第３のフラグが供給され、上記有意判定用のしきい値に応じた階層分岐の態様を選択する上記選択信号記憶手段から供給される上記選択信号に応じた有意ブロックに対応する予測残差、並び当該有意ブロックを示すためのフラグを伝送する選択判断手段と、
を備えることを特徴とする画像信号伝送装置。
【請求項２】
入力される画素値とその予測値との予測残差に対して符号化を行う画像信号伝送装置において、
上記予測残差を第１のブロックへ分割し、上記第１のブロックのアクティビティーに基づいて、上記第１のブロック毎に有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第１のフラグを生成する第１のブロック用の有意判定手段と、
上記第１のブロックのブロックサイズを細分化し、第２のブロックを生成し、上記第２のブロック毎に上記第２のブロックのアクティビティーに基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第２のフラグを生成する第２のブロック用の有意判定手段と、
上記第２のブロックのブロックサイズを細分化し、第３のブロックを生成し、上記第３のブロック毎に上記第３のブロックのアクティビティーに基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第３のフラグを生成する第３のブロック用の有意判定手段と、
符号化データ量が小となるように、有意判定用のしきい値に応じて予め定められた態様である階層分岐に対応するブロックの有意判定手段により有意と判定された有意ブロックに含まれる上記予測残差、及び上記階層分岐に対応するブロックの有意判定手段により生成された上記有意ブロックを示すためのフラグを出力する選択判断手段と、
上記選択手段により出力された上記予測残差を量子化する量子化手段と、
上記量子化手段の出力を可変長符号化する可変長符号化手段と、
上記可変長符号化手段の出力が供給されるバッファと、
上記バッファの残量に基づいて上記有意判定用のしきい値を変化させることで、伝送される情報量を一定とするように構成されたフィードバック形式の情報量制御手段とからなり、
上記有意／無意を識別するためのフラグと上記バッファの出力とを伝送するようにしたことを特徴とする画像信号伝送装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像信号伝送装置において、
上記量子化手段は、上記バッファの残量に応じて、線形量子化または非線形量子化の量子化ステップ幅を適応的に変化させることを特徴とする画像信号伝送装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の画像信号伝送装置において、
有意判定手段は、上記予測残差の絶対値の最大値を予め定められたしきい値と比較し、上記最大値が上記しきい値より大きい場合、有意ブロックと判定し、上記最大値が上記しきい値より小さい場合、無意ブロックと判定することを特徴とする画像信号伝送装置。
【請求項５】
入力される画素値とその予測値との予測残差に対して符号化を行う画像信号伝送方法において、
上記予測残差を第１のブロックへ分割し、上記第１のブロックのアクティビティーと入力される有意判定用のしきい値に基づいて、上記第１のブロック毎に有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第１のフラグを生成する第１のブロック用の有意判定ステップと、
上記第１のブロックのブロックサイズを細分化し、第２のブロックを生成し、上記第２のブロック毎に上記第２のブロックのアクティビティーと上記有意判定用のしきい値に基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第２のフラグを生成する第２のブロック用の有意判定ステップと、
上記第２のブロックのブロックサイズを細分化し、第３のブロックを生成し、上記第３のブロック毎に上記第３のブロックのアクティビティーと上記有意判定用のしきい値に基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第３のフラグを生成する第３のブロック用の有意判定ステップと、
予め設定される複数の前記有意判定用しきい値のそれぞれに応じて、少なくとも、上記第１のブロック用の有意判定ステップにより有意と判定されたブロックを細分化し、第２のブロックを生成する態様、及び、上記第１のブロック用の有意判定ステップにより有意と判定されたブロックを細分化し、第３のブロックを生成する態様を有する複数の階層分岐の態様の中で、伝送すべき有意ブロックに対応する予測残差が最小となる階層分岐の態様を示す選択信号を選択信号記憶手段に記憶するステップと、
上記第１、第２、及び第３のブロック用の有意判定ステップより、上記第１、第２、及び第３のブロック単位の予測残差、及び、上記第１、第２、及び第３のフラグが供給され、上記有意判定用のしきい値に応じた階層分岐の態様を選択する上記選択信号記憶手段から供給される上記選択信号に応じた有意ブロックに対応する予測残差、並び当該有意ブロックを示すためのフラグを伝送する選択判断ステップと、
を備えることを特徴とする画像信号伝送方法。
【請求項６】
入力される画素値とその予測値との予測残差に対して符号化を行う画像信号伝送方法において、
上記予測残差を第１のブロックへ分割し、上記第１のブロックのアクティビティーに基づいて、上記第１のブロック毎に有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第１のフラグを生成する第１のブロック用の有意判定ステップと、
上記第１のブロックのブロックサイズを細分化し、第２のブロックを生成し、上記第２のブロック毎に上記第２のブロックのアクティビティーに基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第２のフラグを生成する第２のブロック用の有意判定ステップと、
上記第２のブロックのブロックサイズを細分化し、第３のブロックを生成し、上記第３のブロック毎に上記第３のブロックのアクティビティーに基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第３のフラグを生成する第３のブロック用の有意判定ステップと、
符号化データ量が小となるように、有意判定用のしきい値に応じて予め定められた態様である階層分岐に対応するブロックの有意判定ステップにより有意と判定された有意ブロックに含まれる上記予測残差、及び上記階層分岐に対応するブロックの有意判定ステップにより生成された上記有意ブロックを示すためのフラグを出力する選択判断ステップと、
上記選択ステップにより出力された上記予測残差を量子化する量子化ステップと、
上記量子化ステップの出力を可変長符号化する可変長符号化ステップと、
上記可変長符号化ステップの出力が供給されるバッファと、
上記バッファの残量に基づいて上記有意判定用のしきい値を変化させることで、伝送される情報量を一定とするように構成されたフィードバック形式の情報量制御ステップとからなり、
上記有意／無意を識別するためのフラグと上記バッファの出力とを伝送するようにしたことを特徴とする画像信号伝送方法。
【請求項７】
請求項６に記載の画像信号伝送方法において、
上記量子化ステップは、上記バッファの残量に応じて、線形量子化または非線形量子化の量子化ステップ幅を適応的に変化させることを特徴とする画像信号伝送方法。
【請求項８】
請求項５または請求項６に記載の画像信号伝送方法において、
有意判定ステップは、上記予測残差の絶対値の最大値を予め定められたしきい値と比較し、上記最大値が上記しきい値より大きい場合、有意ブロックと判定し、上記最大値が上記しきい値より小さい場合、無意ブロックと判定することを特徴とする画像信号伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ブロック化された画像信号を圧縮する場合、データ伝送量をより削減することができる画像信号伝送装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像圧縮において、なんらかの前処理によって求められた予測残差を所定のビット数で量子化することで情報量を削減するのが一般的な方法である。その例として、図７に示すように、画像が入力端子４１を介して、動き補償予測符号化回路４２へ供給され、動き補償予測符号化回路４２においては、動き補償された予測画像と入力画像とのサンプル値毎の残差信号が発生する。この予測残差は、量子化回路４３へ供給され、量子化回路４３において元のビット数より少ないビット数で量子化される。
【０００３】
量子化回路４３からの量子化値が可変長符号化回路４４へ供給され、可変長符号が行われ、バッファリング回路４５へ供給され、バッファリング回路４５は、バッファ残量に応じて量子化回路４３の量子化ステップ幅を制御することによって、伝送される出力データのレートが一定のものに制御される。このように予測残差を量子化することにより発生するデータ量（以下、符号化データ量と称する）を削減する有効な手法の１つとして、供給されたサンプル値とその予測値との差分をとることによって、求められた予測誤差を所定のビット数で量子化しているが、予測残差すべてを量子化するので、かなりの符号化データ量になる。
【０００４】
この符号化データ量を抑える１つの方法として、予測残差をブロック分割して、そのブロック毎に伝送することが有意か否かを判定する有意判定を行い、その有意判定において、無意と判定されたブロックについては伝送しないというものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この場合、ブロックサイズが小さいと有意となるブロックの出現確率は減るが、総ブロック数が増えるため、フラグなどのオーバーヘッドが増えて、結果的に符号化データ量が増えてしまうということがあるという問題があった。また、ブロックサイズが小さいと画像の内容によっては、有意ブロックの数が大幅に変わり、情報量を一定にするための制御が難しくなるという問題があった。
【０００６】
従って、この発明の目的は、階層構造とすることによって符号化データ量を削減するとともに、フィードバックバッファリングを行うことによって、符号化データ量を常に一定にすることができる画像信号伝送装置および方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、入力される画素値とその予測値との予測残差に対して符号化を行う画像信号伝送装置において、予測残差を第１のブロックへ分割し、第１のブロックのアクティビティーと入力される有意判定用のしきい値に基づいて、第１のブロック毎に有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第１のフラグを生成する第１のブロック用の有意判定手段と、第１のブロックのブロックサイズを細分化し、第２のブロックを生成し、第２のブロック毎に第２のブロックのアクティビティーと有意判定用のしきい値に基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第２のフラグを生成する第２のブロック用の有意判定手段と、第２のブロックのブロックサイズを細分化し、第３のブロックを生成し、第３のブロック毎に第３のブロックのアクティビティーと有意判定用のしきい値に基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第３のフラグを生成する第３のブロック用の有意判定手段と、予め設定される複数の前記有意判定用しきい値のそれぞれに応じて、少なくとも、第１のブロック用の有意判定手段により有意と判定されたブロックを細分化し、第２のブロックを生成する態様、及び、第１のブロック用の有意判定手段により有意と判定されたブロックを細分化し、第３のブロックを生成する態様を有する複数の階層分岐の態様の中で、伝送すべき有意ブロックに対応する予測残差が最小となる階層分岐の態様を示す選択信号を記憶する選択信号記憶手段と、第１、第２、及び第３のブロック用の有意判定手段より、第１、第２、及び第３のブロック単位の予測残差、及び、第１、第２、及び第３のフラグが供給され、有意判定用のしきい値に応じた階層分岐の態様を選択する選択信号記憶手段から供給される選択信号に応じた有意ブロックに対応する予測残差、並び当該有意ブロックを示すためのフラグを伝送する選択判断手段と、を備えることを特徴とする画像信号伝送装置である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、入力される画素値とその予測値との予測残差に対して符号化を行う画像信号伝送装置において、予測残差を第１のブロックへ分割し、第１のブロックのアクティビティーに基づいて、第１のブロック毎に有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第１のフラグを生成する第１のブロック用の有意判定手段と、第１のブロックのブロックサイズを細分化し、第２のブロックを生成し、第２のブロック毎に第２のブロックのアクティビティーに基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第２のフラグを生成する第２のブロック用の有意判定手段と、第２のブロックのブロックサイズを細分化し、第３のブロックを生成し、第３のブロック毎に第３のブロックのアクティビティーに基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第３のフラグを生成する第３のブロック用の有意判定手段と、符号化データ量が小となるように、有意判定用のしきい値に応じて予め定められた態様である階層分岐に対応するブロックの有意判定手段により有意と判定された有意ブロックに含まれる予測残差、及び階層分岐に対応するブロックの有意判定手段により生成された有意ブロックを示すためのフラグを出力する選択判断手段と、選択手段により出力された予測残差を量子化する量子化手段と、量子化手段の出力を可変長符号化する可変長符号化手段と、可変長符号化手段の出力が供給されるバッファと、バッファの残量に基づいて有意判定用のしきい値を変化させることで、伝送される情報量を一定とするように構成されたフィードバック形式の情報量制御手段とからなり、有意／無意を識別するためのフラグとバッファの出力とを伝送するようにしたことを特徴とする画像信号伝送装置である。
【０００９】
さらに、請求項５に記載の発明は、入力される画素値とその予測値との予測残差に対して符号化を行う画像信号伝送方法において、予測残差を第１のブロックへ分割し、第１のブロックのアクティビティーと入力される有意判定用のしきい値に基づいて、第１のブロック毎に有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第１のフラグを生成する第１のブロック用の有意判定ステップと、第１のブロックのブロックサイズを細分化し、第２のブロックを生成し、第２のブロック毎に第２のブロックのアクティビティーと有意判定用のしきい値に基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第２のフラグを生成する第２のブロック用の有意判定ステップと、第２のブロックのブロックサイズを細分化し、第３のブロックを生成し、第３のブロック毎に第３のブロックのアクティビティーと有意判定用のしきい値に基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第３のフラグを生成する第３のブロック用の有意判定ステップと、予め設定される複数の前記有意判定用しきい値のそれぞれに応じて、少なくとも、第１のブロック用の有意判定ステップにより有意と判定されたブロックを細分化し、第２のブロックを生成する態様、及び、第１のブロック用の有意判定ステップにより有意と判定されたブロックを細分化し、第３のブロックを生成する態様を有する複数の階層分岐の態様の中で、伝送すべき有意ブロックに対応する予測残差が最小となる階層分岐の態様を示す選択信号を選択信号記憶手段に記憶するステップと、第１、第２、及び第３のブロック用の有意判定ステップより、第１、第２、及び第３のブロック単位の予測残差、及び、第１、第２、及び第３のフラグが供給され、有意判定用のしきい値に応じた階層分岐の態様を選択する選択信号記憶手段から供給される選択信号に応じた有意ブロックに対応する予測残差、並び当該有意ブロックを示すためのフラグを伝送する選択判断ステップと、を備えることを特徴とする画像信号伝送方法である。
【００１０】
そして、請求項６に記載の発明は、入力される画素値とその予測値との予測残差に対して符号化を行う画像信号伝送方法において、予測残差を第１のブロックへ分割し、第１のブロックのアクティビティーに基づいて、第１のブロック毎に有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第１のフラグを生成する第１のブロック用の有意判定ステップと、第１のブロックのブロックサイズを細分化し、第２のブロックを生成し、第２のブロック毎に第２のブロックのアクティビティーに基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第２のフラグを生成する第２のブロック用の有意判定ステップと、第２のブロックのブロックサイズを細分化し、第３のブロックを生成し、第３のブロック毎に第３のブロックのアクティビティーに基づいて、有意か否かを判定すると共に当該有意か否かを示す第３のフラグを生成する第３のブロック用の有意判定ステップと、符号化データ量が小となるように、有意判定用のしきい値に応じて予め定められた態様である階層分岐に対応するブロックの有意判定ステップにより有意と判定された有意ブロックに含まれる予測残差、及び階層分岐に対応するブロックの有意判定ステップにより生成された有意ブロックを示すためのフラグを出力する選択判断ステップと、選択ステップにより出力された予測残差を量子化する量子化ステップと、量子化ステップの出力を可変長符号化する可変長符号化ステップと、可変長符号化ステップの出力が供給されるバッファと、バッファの残量に基づいて有意判定用のしきい値を変化させることで、伝送される情報量を一定とするように構成されたフィードバック形式の情報量制御ステップとからなり、有意／無意を識別するためのフラグとバッファの出力とを伝送するようにしたことを特徴とする画像信号伝送方法である。
【００１１】
予測残差を階層的に有意判定することで伝送する符号化データ量を削減することができ、さらにフィードバックバッファリングを行うことで符号化データ量を一定に制御することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。画像信号伝送装置の一実施例のブロック図を図１に示す。１で示す入力端子から現フレームの画像データが入力され、その画像データは、動き検出回路２および減算器３へ供給される。減算器３では、入力画像データから予測回路８からの予測画像データが減算され、その予測残差は、階層化のための有意判定回路９に供給される。この有意判定回路９では、後述するようにＲＯＭテーブル１２から有意判定用のしきい値が供給され、そのしきい値に基づいて有意判定され、有意／無意を識別するための有意フラグと有意ブロックのデータが出力される。
【００１３】
有意判定回路９からの有意フラグは、バッファ回路１１へ供給され、有意ブロックのデータは、量子化回路４へ供給される。量子化回路４では、供給された有意ブロックのデータに対してＲＯＭテーブル１２から供給される量子化ステップ幅に基づいて量子化が行われる。すなわち、バッファ回路１１の残量が少ないときは、量子化ステップ幅は大きくなるようにフィードバック制御され、残量が多いときは、量子化ステップ幅は小さくなるようにフィードバック制御される。
【００１４】
量子化回路４からの量子化値は、逆量子化回路５および可変長符号化回路１０へ供給される。可変長符号化回路１０では、供給された有意ブロックの量子化値に対して、例えばハフマン符号化のようなエントロピー符号化を用いてさらに情報量が削減され、有意フラグと共にバッファ回路１１へ供給される。逆量子化回路５では、量子化回路４へ供給した量子化ステップ幅と同様の量子化ステップ幅に基づいて、量子化値の逆量子化、すなわち復号が行われ、もとの予測残差が復元される。
【００１５】
復元された予測残差は、加算器６へ供給され、加算器６において、予測回路８からの予測画像データと加算される。加算器６の出力からフレームメモリ７へ供給される。このフレームメモリ７には、ローカル復号された過去のフレーム画像が記憶されており、その過去のフレーム画像に対して、加算器６からのデータが書き込まれ、その書き込まれた画像データがフレームメモリ７から動き検出回路２および予測回路８へ供給される。動き検出回路２では、入力画像データとフレームメモリ７から供給される画像データとを用いて、例えばブロックマッチングによって、ブロック単位に動きベクトルの検出が行われる。検出された動きベクトルは、動き検出回路２からバッファ回路１１および予測回路８へ供給される。
【００１６】
予測回路８では、供給された動きベクトルによって、フレームメモリ７からの画像データに対して動き補償を行うことで予測画像データが作成される。作成された予測画像データは、予測回路８から減算器３および加算器６へ供給される。
【００１７】
バッファ回路１１には、有意フラグ、可変長符号化された量子化値、動きベクトルおよびＲＯＭテーブル１２から後述する図４に示すしきい値番号（アドレス）が供給される。バッファ回路１１に入力される量子化値は、画像の内容によって情報量が変化するが、バッファ回路１１の出力は、伝送路の容量にあわせて一定のレートで出力される。したがって、その差分がバッファ回路１１の残量となり、入力される量子化値が多くなればバッファ残量は減少し、入力される量子化値が少なくなればバッファ残量は増加する。そのバッファ残量は、バッファ回路１１からＲＯＭテーブル１２へ供給される。
【００１８】
ＲＯＭテーブル１２では、供給されたバッファ残量をある程度のステップ（例えば１６ステップ）に分割し、これをアドレスとして、有意判定用のしきい値と量子化ステップ幅を出力するＲＯＭテーブル１２に入力する。ＲＯＭテーブル１２の内容は、予めバッファ残量に応じて、有意判定用のしきい値と量子化ステップ幅が一括して増減するように、測定、シュミレーション、経験等に基づいて定められており、且つバッファ回路１１がオーバーフローまたはアンダーフローしないような値が選択されている。そして、ＲＯＭテーブル１２からのしきい値が有意判定回路９に供給され、また、ＲＯＭテーブル１２からの量子化ステップ幅が量子化回路４および逆量子化回路５のそれぞれに供給され、またバッファ回路１１には、しきい値番号が供給される。
【００１９】
ここで、ブロックの階層構造の一例を図２に示す。予測残差について、例えば１６×１６画素の大きさの第１のブロックに分割し（第１階層：Ｌ１）、まず、注目ブロック内の予測残差の絶対値の最大値（最大誤差）を検出し、この最大値を予め決められたしきい値と比較する。その結果、最大値がしきい値よりも小さい場合は、無意ブロックと判断し、有意フラグは `０' として、予測残差の伝送は行わない。
【００２０】
一方、最大残差がしきい値よりも大きい場合は、有意ブロックであると判断し、有意フラグを立てる（ `１' にする）と共に、さらに下位の階層の有意判定に制御が移る。第１階層で有意と判定されたブロックは、さらに８×８画素の大きさの第２のブロックに細分化し（第２階層：Ｌ２）、同様な有意判定を行い、第２階層で有意と判定されたブロックは、さらに４×４画素の大きさの第３のブロックに分割され（第３階層：Ｌ３）、有意判定が行われる。
【００２１】
ここで、ブロックの階層分岐の態様について、上述ではＬ１−Ｌ２−Ｌ３の順番に階層分岐が行われるよう説明したが、Ｌ１−Ｌ２の順番に階層分岐を行う場合、Ｌ１−Ｌ３の順番に階層分岐を行う場合またはＬ２−Ｌ３の順番に階層分岐を行う場合もある。どのように階層分岐を行うかを判断するために、予め多数の画像データを用いたシュミレーションを行い、符号化データ量が少なくなるような階層分岐の態様を求める。
【００２２】
図３は、このシュミレーションの計算の例を示し、例えば２ビットの量子化器を想定したときの有意判定用のしきい値と符号化データ量の関係を示す。図３では、この平均ビット数が２ビットを超えるものも示されているがこれは予測残差のみならず、動きベクトル、有意フラグ、しきい値番号等のデータを伝送するためである。１つの予測誤差当りのビット数は、有意ブロックの割合を表している。
【００２３】
この図３によると、各しきい値に対して、平均ビット数が最小となる階層分岐の態様が一定ではない。すなわち、しきい値に対して平均ビット数が最小となる階層分岐の態様がＬ１−Ｌ２−Ｌ３であったり、Ｌ１−Ｌ３であったりする。したがって、図３のシュミレーション結果に基づいて、階層分岐の態様をしきい値に応じて制御することで圧縮効率を高めることが可能となる。
【００２４】
次に、ＲＯＭテーブル１２の内容の一例を図４に示す。この図４は、バッファ残量が多い場合をアドレスの少ないほう、バッファ残量が少ない場合をアドレスの多いほうにアサインしてあり、有意判定用のしきい値と量子化ステップ幅が各アドレスに対して設定されている。この量子化ステップ幅は、入力されたディジタルコンポーネント信号に処理を施すため、輝度値Ｙおよび色差信号Ｕ、Ｖに対するものが表されている。
【００２５】
有意判定用のしきい値に関して、バッファ残量が多い（アドレスが小）ときはしきい値は小さく、バッファ残量が少ない（アドレスが大）ときはしきい値は大きくなっている。量子化ステップ幅に関しては、バッファ残量が多い（アドレスが小）ときは量子化ステップ幅は小さく、バッファ残量が少ない（アドレスが大）ときは量子化ステップ幅は大きくなっている。
【００２６】
バッファ残量に応じてＲＯＭテーブル１２から読み出された有意判定用のしきい値は、有意判定回路９に供給され、ブロックの最大残差としきい値とを比較することによって、有意か否かが階層的に判断されると共に、しきい値に応じて階層分岐の態様が選択される。
【００２７】
同様にバッファ残量に応じてＲＯＭテーブル１２から読み出された量子化ステップ幅は、量子化回路４および逆量子化回路５に供給され、量子化回路４では、有意ブロックと判定された残差信号の量子化が行われ、逆量子化回路５では、ローカル復号を行うために、予測残差が復号される。
【００２８】
この例における量子化回路４が線形量子化を行うものとしたが、レベルに応じて量子化ステップ幅が異なる非線形量子化、例えばＡＤＲＣ（ダイナミックレンジ適応符号化）を用いても良い。このＡＤＲＣとは、画像の局所的な相関を利用してレベル方向の冗長度を適応的に除去するものである。すなわち、８ビットの原データの持つ０〜２５５のダイナミックレンジの中で、各ブロック毎に再量子化するのに必要なブロック内ダイナミックレンジは、大幅に小さくなり、このために、再量子化に必要なビット数は、元の８ビットより大幅に低減することが可能となる。
【００２９】
固定長のＡＤＲＣの場合のＲＯＭテーブル１２を図５に示す。この図５は、上述の図４のＲＯＭテーブル１２と同様にバッファ残量が多い場合をアドレスの少ないほう、バッファ残量が少ない場合をアドレスの多いほうにアサインしてあり、有意判定用のしきい値と量子化ステップ幅が各アドレスに対して設定されている。ここでは、しきい値番号に対応する量子化ステップ幅として、Ｔｈ１が設定されている。なお、ダイナミックレンジが大きいほど量子化ビット数を多くする可変長ＡＤＲＣも量子化の方法として採用することもできる。
【００３０】
ここで、階層化有意判定処理回路４の一例のブロック図を図６に示す。２１で示す入力端子から入力された予測残差は、第１階層ブロック化回路２２、第２階層ブロック化回路２３および第３階層ブロック化回路２４へ供給される。第１階層ブロック化回路２２では、１６×１６ブロックに分割され、最大残差検出回路２５および選択判断回路３３へ供給される。
【００３１】
最大残差検出回路２５では、供給された１６×１６ブロック毎に残差の絶対値の最大値が検出される。検出された最大残差は、比較回路３０へ供給され、端子２８から供給されるしきい値と比較され、しきい値より大きい場合は、flag１が１にセットされ、しきい値より小さい場合は、flag１が０にセットされ、選択判断回路３３へ供給される。すなわち、比較回路３０において、有意判定が行われ、有意と判定された場合flag１に１がセットされ、無意と判定された場合flag１に０がセットされる。
【００３２】
第２階層ブロック化回路２３では、８×８ブロックに分割され、最大残差検出回路２６および選択判断回路３３へ供給される。最大残差検出回路２６では、供給された８×８ブロック毎に残差の絶対値の最大値が検出される。検出された最大残差は、比較回路３１へ供給され、端子２８から供給されるしきい値と比較され、しきい値より大きい場合は、flag２が１にセットされ、しきい値より小さい場合は、flag２が０にセットされ、選択判断回路３３へ供給される。すなわち、比較回路３１において、有意判定が行われ、有意と判定された場合flag２に１がセットされ、無意と判定された場合flag２に０がセットされる。
【００３３】
同様に、第３階層ブロック化回路２４では、４×４ブロックに分割され、最大残差検出回路２７および選択判断回路３３へ供給される。最大残差検出回路２７では、供給された４×４ブロック毎に残差の絶対値の最大値が検出される。検出された最大残差は、比較回路３２へ供給され、端子２８から供給されるしきい値と比較され、しきい値より大きい場合は、flag３が１にセットされ、しきい値より小さい場合は、flag３が０にセットされ、選択判断回路３３へ供給される。すなわち、比較回路３２において、有意判定が行われ、有意と判定された場合flag３に１がセットされ、無意と判定された場合flag３に０がセットされる。
【００３４】
また、端子２８から供給されるしきい値は、ＲＯＭ２９にも供給されており、ここに予めしきい値に応じてどの階層分岐を選択するかを示した選択信号が書き込まれている。よって、供給されたしきい値に対応する選択信号がＲＯＭ２９から読み出され、選択判断回路３３へ供給される。選択判断回路３３では、第１階層からのflag１および予測残差、第２階層からのflag２および予測残差および第３階層からのflag３および予測残差が供給され、選択信号に応じて、選択された階層分岐のflag1、flag2、および／またはflag3が出力端子３４から伝送され、および出力端子３５から伝送される有意ブロックデータが選択される。
【００３５】
一般的には、図３のデータから判断できるように、しきい値が小さいときはＬ１−Ｌ３の階層分岐が行われ、しきい値が少し大きくなるとＬ２−Ｌ３の階層分岐が行われ、さらにしきい値が大きくなるとＬ１−Ｌ２−Ｌ３の階層分岐が選択される。
【００３６】
なお、有意フラグについては、ブロックの階層分岐にしたがって、ツリー構造で圧縮を施すことなくまとめておくか、あるいは階層毎にフラグに対してフレーム単位でランレングス・ハフマン符号化を行って、さらに情報量を削減しても良い。ただし、この場合フレームメモリが必要となる。
【００３７】
この実施例では、並列に第１、第２および第３のブロックを生成しているが、第１のブロックを生成した後、第２のブロックを生成し、さらにその後第３のブロックを生成することで、階層分岐を適宜選択することも可能である。
【００３８】
また、この実施例では、予測残差の最大値の絶対値としきい値とを比較することで、有意判定を行っているが、予測残差の自乗和または積和としきい値を比較することで、有意判定を行うことも可能である。
【００３９】
【発明の効果】
この発明に依れば、予測残差ブロックにおける有意判定を階層的に行い、且つしきい値に応じて階層分岐を変化させることで、圧縮効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の画像信号伝送装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】この発明に係る階層的ブロックの一例を示す略線図である。
【図３】この発明に係る階層分岐法のビットレートの一例を示す図である。
【図４】この発明に係る線形量子化に基づいたレート制御用ＲＯＭテーブルの一例を示す図である。
【図５】この発明に係る非線形量子化に基づいたレート制御用ＲＯＭテーブルの一例を示す図である。
【図６】この発明の有意判定回路の一例を示したブロック図である。
【図７】従来のフィードバックバッファリングを用いた圧縮符号化のブロック図である。
【符号の説明】
２  動き検出回路
３  減算器
４  量子化回路
５  逆量子化回路
６  加算器
７  フレームメモリ
８  予測回路
９  有意判定回路
１０  可変長符号化回路
１１  バッファ回路
１２  ＲＯＭテーブル
【図１】
0003674110.tif 000002
【図２】
0003674110.tif 000003
【図３】
0003674110.tif 000004
【図４】
0003674110.tif 000005
【図５】
0003674110.tif 000006
【図６】
0003674110.tif 000007
【図７】
0003674110.tif 000008