(57)【要約】【課題】  品質劣化の無い符号化方法を提供する。【解決手段】  デジタル信号を符号化する符号化方法であって、入力されたデジタル信号を直交変換する変換処理と、前記変換処理により得られた直交変換係数を量子化する量子化処理と、前記量子化処理により得られた量子化係数値の分布に基づき、前記量子化係数値に対し１対１に対応する可変長符号化用のマップテーブルを作成するマップテーブル作成処理と、前記マップテーブルに基づいて前記量子化係数を可変長符号化する符号化処理とを備えることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル信号を符号化する符号化方法であって、
入力されたデジタル信号を直交変換する変換処理と、
前記変換処理により得られた直交変換係数を量子化する量子化処理と、
前記量子化処理により得られた量子化係数値の分布に基づき、前記量子化係数値に対し１対１に対応する可変長符号化用のマップテーブルを作成するマップテーブル作成処理と、
前記マップテーブルに基づいて前記量子化係数を可変長符号化する符号化処理とを備えることを特徴とする符号化方法。
【請求項２】
前記マップテーブル作成処理により得られたマップテーブルを前記符号化処理により得られた符号化データに多重する多重化処理を備えることを特徴とする請求項１記載の符号化方法。
【請求項３】
前記マップテーブル生成処理は、前記量子化係数を複数の領域に分割し、領域別の複数のマップテーブルを生成し、前記符号化手段は前記複数のマップテーブルを使って前記量子化係数を領域別に符号化することを特徴とする請求項１記載の符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
膨大なデータ量を要する動画データ・静止画データ・音声データ等のデジタル信号を、画質・音質の劣化を抑えて圧縮率を向上させる技術は極めて重要な技術の一つであり、近年、動画・静止画・音声等のデジタル信号の符号化手法は数多く考案・規格化されている。
【０００３】
このような規格化されている既存の符号化手法を用いてデジタル信号を符号化した場合、可逆符号化の場合は、符号化時のパラメータが最適なものであっても圧縮率が十分でないことが多く、非可逆符号化の場合、圧縮率を上げれば画質・音質の劣化が激しく、画質・音質を保てば高い圧縮率が期待できなくなり、トレードオフとなることが多いという問題がある。
【０００４】
従来例として、この問題を解決する手法の一つである特許文献１を挙げる。
【０００５】
図５は、従来例における画像符号化方法と画像復号化方法のブロック図であり、符号化する際は、縮小処理手段５００により、所望の大きさに縮小し、符号化手段５０１により、既存の符号化手法による符号化処理が施される。その後、伝送路・記憶媒体５１０を経由し、復号する際には、復号化手段５２０により既存の符号化手法の復号化処理が施され、拡大処理手段５２１により所望の大きさに拡大し、修復フィルタ５２２において、輪郭以外の部分をぼかすようなフィルタが施され画像データを得る。
【０００６】
以上のような従来例は、画像の縮小処理を行うことで既存の符号化手法の実用限界を超えた高い圧縮率を得ることが可能となり、画像の拡大処理の後に輪郭以外の部分をぼかすようなフィルタが施すことで縮小処理による画質劣化を目立たなくすることが可能となる。
【特許文献１】特開平１０−３２７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
既存の可逆符号化手法では、符号化時のパラメータが最適なものであっても圧縮率が十分でないことが多く、既存の非可逆符号化手法では、圧縮率と画質・音質とのトレードオフになることが多いという問題がある。
【０００８】
また、前記従来例では、既存の符号化手法の実用限界を超えた高い圧縮率を得ることが可能となるものの、縮小処理・拡大処理による画質劣化が著しいと言う問題がある。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決し、品質劣化の無い符号化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。
【００１１】
すなわち、デジタル信号を符号化する符号化方法であって、入力されたデジタル信号を直交変換する変換処理と、前記変換処理により得られた直交変換係数を量子化する量子化処理と、前記量子化処理により得られた量子化係数値の分布に基づき、前記量子化係数値に対し１対１に対応する可変長符号化用のマップテーブルを作成するマップテーブル作成処理と、前記マップテーブルに基づいて前記量子化係数を可変長符号化する符号化処理とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、符号課データの品質の劣化を抑えながら、圧縮率を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の符号化方法の一実施例を示す。
【実施例１】
【００１４】
本実施例では、既存の符号化手法として動画符号化手法であるＭＰＥＧ２符号化手法を対象にする。
【００１５】
図１は、実施例１における画像符号化方法と画像復号化方法のブロック図であり、動き予測手段１００において、入力される画像データに対し動き予測を行うブロックについて近隣フレーム内で近似しているブロックを探索し、そのベクトルと参照ブロックとの差分を求め、直交変換手段１０１ではブロック毎に直交変換処理を施し、量子化手段１０２では量子化処理を施す。その後マップテーブル算出手段１０６において前記量子化手段１０２の出力を用いて圧縮率を高めるようなマップテーブルを算出し、マッピング手段１０３において前記量子化手段１０２の出力に対して前記マップテーブル算出手段１０６で得られたマップテーブルを用いて１対１のマッピングを施し、ハフマン符号処理１０４によってハフマン符号処理が施されたのち、マップテーブル多重手段１０５により、前記マップテーブル算出手段１０６で得られたマップテーブルをユーザデータ等を用いてＭＰＥＧ２符号化データに多重する。
【００１６】
その後、伝送路・記憶媒体１１０を経由し、復号する際には、マップテーブル分離手段１２０によりマップテーブルを分離し、ハフマン復号手段１２１によりハフマン復号処理を施し、逆マッピング手段１２２において前記マップテーブル分離手段１２０により分離されたマップテーブルを用いて符号化時とは逆のマッピング操作を行い、逆量子化手段１２３により逆量子化処理を施し、逆直交変換手段１２４により逆直交変換処理を施し、動き補償手段１２５において動き予測されたブロックについて動き補償処理を行い、最終的な画像データを出力する。
【００１７】
次にマップテーブル算出手段１０６の詳細について図２を用いて説明する。
【００１８】
マップテーブル算出手段１０６では、ＭＰＥＧ２符号化手法で用いられるハフマン符号処理における性質を用いて、圧縮率を高めるようなマップテーブルを算出する。ＭＰＥＧ２符号化手法で用いられるハフマン符号処理では、２つの既定のハフマンテーブルを選択的に使用する。また、テーブル内の要素の一つにゼロラン値が存在し、連続する非有意係数について連続する数として隣接する有意係数と同時に符号化できる。
【００１９】
本実施例のマップテーブル算出手段１０６ではまず、前記量子化手段１０２後の１フレーム分の符号データを用いて、１フレーム内の全係数に対し、各値別の分布数を求める。その後、図２のように存在数が多い順に小さい値を割り当てるようにしてマップテーブルを作成していく。これにより、２つの規定のハフマンテーブルを用いるに当たり、符号長の短いハフマン要素の利用率の増加、大きいゼロラン値をもつハフマン要素の利用率の増加、エスケープ符号処理（ハフマンテーブル内に該当する要素がなかった場合の例外的な符号処理）の数の減少を促し、全体の圧縮率を高めるようなマップテーブルを作成することができる。
【００２０】
また、本実施例のマップテーブル算出手段では、各係数の存在確率順に小さい数字を割り当てていったが、各係数の存在確率と既定のハフマンテーブルの（コードワード値，ゼロラン値，係数値）の組み合わせを用いて最適解を探索してもよい。
【実施例２】
【００２１】
本実施例では、既存の符号化手法として静止画符号化手法であるＪＰＥＧ符号化手法を対象にする。
【００２２】
図３は、実施例２における画像符号化方法と画像復号化方法のブロック図であり、直交変換手段３００ではブロック毎に直交変換処理を施し、量子化手段３０１では量子化処理を施す。その後マップテーブル算出手段３０５において前記量子化手段３０１の出力を用いて圧縮率を高めるような領域別の４つマップテーブルを算出し、マッピング手段３０２において前記量子化手段３０１の出力に対して前記マップテーブル算出手段３０５で得られた流域別の４つのマップテーブルを用いて１対１のマッピングを施し、ハフマン符号処理３０３によってハフマン符号処理が施されたのち、マップテーブル多重手段３０４により、前記マップテーブル算出手段３０５で得られたマップテーブルをユーザデータ等を用いてＪＰＥＧ符号化データに多重する。
【００２３】
その後、伝送路・記憶媒体３１０を経由し、復号する際には、マップテーブル分離手段３２０によりマップテーブルを分離し、ハフマン復号手段３２１によりハフマン復号処理を施し、逆マッピング手段３２２において前記マップテーブル分離手段３２０により分離された領域別の４つのマップテーブルを用いて符号化時とは逆のマッピング操作を行い、逆量子化手段３２３により逆量子化処理を施し、逆直交変換手段３２４により逆直交変換処理を施し、最終的な画像データを出力する。
【００２４】
次にマップテーブル算出手段３０５の詳細について図２、４を用いて説明する。
【００２５】
マップテーブル算出手段３０５では、ＪＰＥＧ符号化手法で用いられるハフマン符号処理における性質を用いて、圧縮率を高めるようなマップテーブルを算出する。ＪＰＥＧ符号化手法で用いられるハフマン符号処理では、一画像につき最大４つのハフマンテーブルが任意に定義でき、それらを選択的に使用する。また、テーブル内の要素の一つにゼロラン値が存在し、連続する非有意係数について連続する数として隣接する有意係数と同時に符号化できる。
【００２６】
本実施例のマップテーブル算出手段３０５ではまず、前記量子化手段３０１後の１画像分の符号データを図４のように４つの領域に分割し、各領域の領域内の全係数に対し、各値別の分布数を求める。その後、図２のように存在数が多い順に小さい値を割り当てるようにして４つのマップテーブルを作成していく。このように領域別に分布数を求め、複数の異なるマップテーブルを作成することにより、最大４つの任意に定義できるハフマンテーブルを用いる本実施例の場合でも、大きいゼロラン値をもつハフマン要素の利用率の増加や、画面全体の分布の高い偏りを促し、全体の圧縮率を高めるようなマップテーブルを作成することができる。
【００２７】
また、本実施例で複数のマップテーブルを作成するに当たり、固定の領域数で固定の分割位置としたが、本実施例と異なる固定の領域数、固定の分割位置、もしくは可変の領域数、可変の分割位置にしてもいい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施例における画像符号化方法・画像復号方法のブロック図
【図２】本発明の第１、２の実施例のマップテーブル算出処理説明図
【図３】本発明の第２の実施例における画像符号化方法・画像復号方法のブロック図
【図４】本発明の第２の実施例の領域別マップテーブル説明図
【図５】従来例における復号処理方法のブロック図
【符号の説明】
【００２９】
１００  動き予測手段
１０１，３００  直交変換手段
１０２，３０１  量子化手段
１０３，３０２  マッピング手段
１０４，３０３  ハフマン符号手段
１０５，３０４  マップテーブル多重手段
１０６，３０５  マップテーブル算出手段
５００  縮小処理手段
５０１  符号化手段
１１０，３１０，５００  伝送路・記憶媒体
１２０，３２０  マップテーブル分離手段
１２１，３２１  ハフマン符号手段
１２２，３２２  逆マッピング手段
１２３，３２３  逆量子化手段
１２４，３２４  逆直交変換手段
１２５  動き補償手段
５２０  復号化手段
５２１  拡大処理手段
５２２  修復フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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