(57)【要約】【課題】サブサンプルのランレングス情報を別に伝送することなく、量子化値から直接ランレングス情報を得ることができ、効率のよく情報量を削減できる映像信号符号化装置を提供。【解決手段】映像信号符号化装置10は、映像信号12を画素単位に遅延させ、複数の加算器20〜24にて前の映像信号の予測値34を減算し、結果の減算値をそれぞれ対応する量子化器42〜46で量子化値として生成する。この場合、量子化器42〜46はそれぞれ、量子化しない領域を有する。量子化値を有しない領域に含まれる映像信号が入力された場合は、選択器54は前の映像信号の画素と同一とみなして、隣接の量子化器の量子化値を出力58として選択する。【選択図】図１
2008154025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル映像入力信号を符号化して符号化データを生成する映像信号符号化装置において、該装置は、
映像入力信号の画素を標本化単位として該標本化単位に対応して設けられ、所定の数の連続する標本化値を量子化し、量子化出力値を出力する複数の量子化器と、
該複数の量子化器から出力される量子化出力値のうちの１つを選択する選択器とを含み、
前記複数の量子化器のそれぞれは、量子化値を有しない領域を有し、
前記選択器は、前記映像入力信号が前記量子化値を有しない領域に含まれる場合は、前記複数の量子化器のうちの隣接する量子化器の設定値を選択することを特徴とする映像信号符号化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、該装置は、
前記映像入力信号の複数の連続する標本化値を前記標本化単位ごとに順次遅延させて、該標本化単位ごとの複数の遅延映像信号を出力する映像信号遅延手段と、
該複数の遅延映像信号のそれぞれと予測値データとの減算を行なって、対応する複数の差分データを出力する減算手段とを含み、
前記複数の量子化器はそれぞれ、該複数の差分データのうちの対応するデータを量子化し、
該装置はさらに、
予測値データを保持し、該予測値データを前記減算手段に供給する予測値保持手段と、
前記選択された量子化出力値と前記予測値保持手段で保持された予測値データとを加算し、加算結果を前記予測値保持手段に格納する予測値生成手段とを含むことを特徴とする映像信号符号化装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置において、前記複数の量子化器のうち前記量子化値を有しない領域を有する量子化器は、共通の値の量子化閾値を有することを特徴とする映像信号符号化装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の映像信号符号化装置において、前記複数の量子化器のうち前記量子化値を有しない領域を有する量子化器について、該量子化器のうち１つは所定の値の量子化閾値を有し、残り量子化器は、該所定の値より広い量子化閾値を有することを特徴とする映像信号符号化装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、前記複数の連続する標本化単位は２以上であることを特徴とする映像信号符号化装置。
【請求項６】
請求項２に記載の装置において、前記複数の量子化器は、前記減算手段の出力が０付近の信号レベルである０レベルおよび少なくとも±１レベルの合計である少なくとも３レベルに対応した量子化閾値を有することを特徴とする映像信号符号化装置。
【請求項７】
請求項２に記載の装置において、該装置はさらに、
前記選択された量子化出力値を可変長符号化する可変長符号化手段と、
該可変長符号化手段の出力を一時蓄積して伝送するバッファ手段とを含むことを特徴とする映像信号符号化装置。
【請求項８】
ディジタル映像入力信号を符号化して符号化データを生成する映像信号符号化装置において、該装置は、
映像入力信号のフレームを単位として複数の連続するフレームの画素データを該フレーム単位ごとに順次遅延させて、該フレーム単位ごとの複数の遅延映像信号を出力する映像信号遅延手段と、
該フレーム単位に対応して設けられ、所定の数の連続するフレームの画像データを量子化し、量子化出力値を出力する複数の量子化器と、
該複数の量子化器から出力される量子化出力値のうちの１つを選択する選択器と、
前記複数の遅延映像信号のそれぞれと予測値データとの減算を行なって、対応する複数の差分データを出力する減算手段と、
予測値データを保持し、該予測値データを前記減算手段に供給する予測値保持手段と、
前記選択された量子化出力値と前記予測値保持手段で保持された予測値データとを加算し、加算結果を前記予測値保持手段に格納する予測値生成手段とを含み、
前記複数の量子化器はそれぞれ、該複数の差分データのうちの対応するデータを量子化し、
前記複数の量子化器のそれぞれは、量子化値を有しない領域を有し、
前記選択器は、前記映像入力信号が前記量子化値を有しない領域に含まれる場合は、前記複数の量子化器のうちの隣接する量子化器の設定値を選択することを特徴とする映像信号符号化装置。
【請求項９】
ディジタル映像入力信号を符号化して符号化データを生成する映像信号符号化装置において、該装置は、
映像入力信号の所定の複数の画素を含む所定の複数のラインで形成されるブロックを単位として複数の連続するブロックの画素データを該ブロック単位ごとに順次遅延させて、該ブロック単位ごとの複数の遅延映像信号を出力する映像信号遅延手段と、
該ブロック単位に対応して設けられ、所定の数の連続するブロックの画像データを量子化し、量子化出力値を出力する複数の量子化器と、
該複数の量子化器から出力される量子化出力値のうちの１つを選択する選択器と、
前記複数の遅延映像信号のそれぞれと予測値データとの減算を行なって、対応する複数の差分データを出力する減算手段と、
予測値データを保持し、該予測値データを前記減算手段に供給する予測値保持手段と、
前記選択された量子化出力値と前記予測値保持手段で保持された予測値データとを加算し、加算結果を前記予測値保持手段に格納する予測値生成手段とを含み、
前記複数の量子化器はそれぞれ、該複数の差分データのうちの対応するデータを量子化し、
前記複数の量子化器のそれぞれは、量子化値を有しない領域を有し、
前記選択器は、前記映像入力信号が前記量子化値を有しない領域に含まれる場合は、前記複数の量子化器のうちの隣接する量子化器の設定値を選択することを特徴とする映像信号符号化装置。
【請求項１０】
ディジタル映像入力信号を符号化して符号化データを生成する方法において、該方法は、
映像入力信号の画素を標本化単位として該標本化単位に対応して、所定の数の連続する標本化値を量子化し、量子化出力値を出力する複数の量子化器を用意する第１の工程と、
該複数の量子化器の出力から出力される量子化出力値のうちの１つを選択する第２の工程と、
前記複数の量子化器のそれぞれに量子化値を有しない領域を設ける第３の工程と、
前記入力映像信号が前記量子化値を有しない領域に含まれる場合は、前記複数の量子化器のうちの隣接する量子化器の設定値を選択する第４の工程とを含むことを特徴とする映像信号符号化方法。
【請求項１１】
請求項10に記載の方法において、前記標本化単位は、所定の数の画素で形成されたフレームであることを特徴とする映像信号符号化方法。
【請求項１２】
請求項10に記載の方法において、前記標本化単位は、所定の数の画素を含む所定の数のラインで形成されるブロックであることを特徴とする映像信号符号化方法。
【請求項１３】
請求項10に記載の方法において、該方法はさらに、
前記映像入力信号の複数の連続する標本化値を前記標本化単位ごとに順次遅延させて、該標本化単位ごとの複数の遅延映像信号を出力する第５の工程と、
該複数の遅延映像信号のそれぞれと予測値データとの減算を行なって、対応する複数の差分データを出力する第６の工程と、
前記複数の量子化器のそれぞれによって、該複数の差分データのうちの対応するデータを量子化する第７の工程と、
予測値データを保持する第８の工程と、
前記選択された量子化出力値と前記保持された予測値データとを加算し、加算結果で前記予測値データを更新して保持する第９の工程と、
該保持された予測値データを第６の工程に供給する第10の工程とを含むことを特徴とする映像信号符号化方法。
【請求項１４】
請求項10に記載の方法において、前記連続する標本化値に対応した複数の量子化器で生成された量子化値が２つ以上の標本化単位にわたって連続する場合、該２つ以上の連続する標本化単位の量子化値を１つの量子化値で表現することにより、該連続する複数の標本化単位の量子化値を決定することを特徴とする映像信号符号化方法。
【請求項１５】
請求項10に記載の方法において、前記複数の量子化器は、０付近の信号レベルである０レベルおよび少なくとも±１レベルの合計である少なくとも３レベルに対応した量子化閾値を有することを特徴とする映像信号符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号符号化装置に関するものであり、とくに、情報量を削減して映像信号を符号化する映像信号符号化装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、映像信号は情報量が多いので、これをディジタル化して伝送する場合、広い帯域が必要となる。情報量を削減するために、各種の高能率符号化方法が提案されている。高能率符号化方法のひとつに、差分パルスコード変調符号化方式（DPCM）がよく知られている。これは予測符号化方式の一種であり、映像信号の特徴を利用して、画素と称する標本化された個々の映像データをそのまま符号化するのでなく、隣接する画素との差分、すなわち予測誤差を求めて、これを符号化する方法である。
【０００３】
同様の高能率符号化方法の一つに離散的コサイン変換（DCT）が知られている。これは、DPCM方式と同様に、映像信号の特徴を利用して、映像信号を8×8画素程度のブロックに分けて、各ブロックについてDCT変換を行なって周波数領域表現に変換し、各周波数ごとに可変長符号化を行なうことにより、情報量を削減するものである。
【０００４】
現在、国際電気通信連合電気通信標準化部門（ITU-T）やMPEG（Moving Picture Experts Group）などの標準化団体で標準化され実用化されている符号化方式は、DPCM方式とDCT方式を組み合わせたハイブリッド符号化方式と呼ばれる方式が一般的に採用されている。なお、DPCM方式については従来、さまざまな方式が開示されている。
【０００５】
例えば、特開2005-130517号公報（特許文献１）には、DPCM方式を改良したシステムの例が開示されている。これはブロック適応型DPCMシステムと呼ばれ、ブロック単位にDPCM方式の量子化器を適応的に切り替えるものである。さらに、量子化器を適応的に選択する場合、所定の条件に該当する場合、量子化を行なわずにデータを保持しておき、伝送を行なわないサブサンプルマスクと称する手段を用いている。これにより、情報量を削減した高能率な符号化が行なわれる。
【特許文献１】特開2005-130517号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような従来の方法では、必ずしも情報量を削減した高能率な符号化が行なわれるとは限らなかった。例えば、特許文献１に記載の方式では、画素信号の予測誤差が小さい時には、量子化を行なわずサブサンプルとして、そのサブサンプルの連続する数を示す情報を伝送するようにしているため、情報量の削減が可能となる。しかしこの方法では、映像情報の他に、量子化の有無を示す識別信号や、サブサンプルの連続数を示すランレングス情報などを伝送する必要があり、これらの付加情報に伴う情報量が増加がある。そのため、映像信号の状態によっては、サブサンプルによる情報量の削減に比べ、このような増加する情報量の方が上回る場合もあり、情報量の削減という点で必ずしも十分ではなかった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑み、サブサンプルのランレングス情報を別に伝送することなく、効率のよい情報量削減を実現できる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】
【０００８】
本発明によれば、このような目的は、量子化値から直接ランレングス情報を得ることによって達成される。
【０００９】
本発明によれば、ディジタル映像入力信号を符号化して符号化データを生成する映像信号符号化装置は、映像入力信号の画素を標本化単位として該標本化単位に対応して設けられ所定の数の連続する標本化値を量子化し量子化出力値を出力する複数の量子化器と、複数の量子化器から出力される量子化出力値のうちの１つを選択する選択器とを含み、複数の量子化器のそれぞれは、量子化値を有しない領域を有し、選択器は、前記映像入力信号が前記量子化値を有しない領域に含まれる場合は、前記複数の量子化器のうちの隣接する量子化器の設定値を選択し、さらに、映像入力信号の複数の連続する標本化値を標本化単位ごとに順次遅延させて、標本化単位ごとの複数の遅延映像信号を出力する映像信号遅延手段と、複数の遅延映像信号のそれぞれと予測値データとの減算を行なって、対応する複数の差分データを出力する減算手段とを含み、複数の量子化器はそれぞれ、複数の差分データのうちの対応するデータを量子化し、さらに、予測値データを保持し、予測値データを減算手段に供給する予測値保持手段と、前記選択された量子化出力値と予測値保持手段で保持された予測値データとを加算し、加算結果を予測値保持手段に格納する予測値生成手段とを含む。
【００１０】
また、上記標本化は、複数の連続する画素単位の標本化に代って、所定の数の画素で構成されるフレームを単位として、複数の連続するフレーム単位の標本化であってもよいし、所定の数の画素を含む所定の数のラインで構成されるブロックを単位として、複数の連続するブロック単位の標本化であってもよい。
【００１１】
本発明によればまた、ディジタル映像入力信号を符号化して符号化データを生成する方法は、映像入力信号の画素を標本化単位として標本化単位に対応して、所定の数の連続する標本化値を量子化し、量子化出力値を出力する複数の量子化器を用意する第１の工程と、複数の量子化器の出力から出力される量子化出力値のうちの１つを選択する第２の工程と、複数の量子化器のそれぞれに量子化値を有しない領域を設ける第３の工程と、入力映像信号が前記量子化値を有しない領域に含まれる場合は、複数の量子化器のうちの隣接する量子化器の設定値を選択する第４の工程とを含む。
【００１２】
有利には、本方法はさらに、映像入力信号の複数の連続する標本化値を標本化単位ごとに順次遅延させて、標本化単位ごとの複数の遅延映像信号を出力する第５の工程と、複数の遅延映像信号のそれぞれと予測値データとの減算を行なって、対応する複数の差分データを出力する第６の工程と、複数の量子化器のそれぞれによって、複数の差分データのうちの対応するデータを量子化する第７の工程と、予測値データを保持する第８の工程と、前記選択された量子化出力値と前記保持された予測値データとを加算し、加算結果で前記予測値データを更新して保持する第９の工程と、この保持された予測値データを第６の工程に供給する第10の工程とを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、映像信号符号化装置は、サブサンプルのランレングス情報を別に伝送することなく、量子化値から直接ランレングス情報を得ることができるため、効率のよい情報量削減を実現できる。
【００１４】
本発明は、例えばテレビ映像の伝送などのように、映像信号を１つの送信装置より複数の受信装置へ有線あるいは無線で送信する映像通信の分野に、とりわけ有利に適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、添付図面を参照して、本発明による映像信号符号化装置の実施例の構成を詳細に説明する。図１には、本発明による映像信号符号化装置の実施例が構成図で示されている。実施例の映像信号符号化装置10は、例えばディジタル化された輝度信号である映像信号12を画素単位で受けて、それらから最適の量子化値を決定し、これを高い符号化効率で、かつ均一な符号速度の符号化データ32として出力する装置である。ここで、標本化された個々の映像データを画素と称する。なお、以下の説明において、信号は、その現れる接続線の参照符号にて特定する。
【００１６】
映像信号符号化装置10は、本実施例では従属接続された５つの遅延素子14〜17を有し、これらは、映像入力信号12を標本化周波数でそれぞれ１クロックずつ遅延させるシフトレジスタを構成している。つまり、遅延素子14〜17は、映像入力信号12を画素単位に遅延させて、それぞれ遅延された画素データを対応する減算器20〜29に供給するように構成されている。より詳細には、映像入力信号12は遅延素子14および減算器20の入力に接続され、次の遅延素子14の出力26は遅延素子15および減算器21の入力に接続され、さらに遅延素子15の出力27は遅延素子16および減算器21の入力に接続され、遅延素子16の出力28は遅延素子17および減算器23の入力に接続され、最終段の遅延素子17の出力29は減算器24の入力に接続されている。
【００１７】
これらの遅延素子14〜17により、本実施例では、連続する５画素の映像信号が減算器20〜24に入力される。この一連の量子化される画素の数は、このように５個でなくてもよく、例えば２〜４、あるいは６以上であってもよい。
【００１８】
減算器20〜24は本実施例では、一般的な差分パルスコード変調符号化（DPCM）方式で行なわれる処理と同様の処理、すなわち画素26〜29の予測値34に対する減算処理を行なう機能部である。各減算器20〜24の出力36〜40は、それぞれ対応する量子化器42〜46の入力に入力される。これらの量子化器42〜46は、それぞれ量子化器Ｅ〜Ａとも称し、それらの出力48〜52は、選択器54の入力に接続されている。
【００１９】
ところで、映像信号符号化装置10はさらに、予測値レジスタ56を有し、予測値レジスタ56の出力34が減算器24〜20の各入力に接続されている。減算器20〜24は、それぞれ映像入力信号12または遅延された映像入力信号26〜29から予測値レジスタ56の予測値出力34を減算する減算回路である。
【００２０】
量子化器42〜46は、それぞれ対応する減算器20〜24の入力を受けて、これらを量子化し、それらの量子化値48〜52を選択器54に供給する量子化回路を構成している。選択器54は、量子化器42〜46の出力である量子化値48〜52から最適な一つの量子化値を決定する選択回路である。選択器54の出力58は、加算器60に接続される。量子化器42〜46および選択器54によって量子化部70を形成している。
【００２１】
加算器60にはまた、予測値レジスタ56の出力34も接続され、これにより加算器60は、選択された量子化出力58と予測値レジスタ56上にある前値予測値34とを加算して、新予測値62を生成する予測値生成手段を構成している。加算器60の出力62は、予測値レジスタ56に接続されている。予測値レジスタ56は、この新予測値62を格納する予測値保持手段を形成している。
【００２２】
選択器54の出力58はまた、可変長符号化器64を経由してバッファ66に接続され、最終的には符号化データ32として外部へ有線または無線で送信される。可変長符号化器64は、量子化符号を効率よく伝送するための符号化を行なう符号化装置である。可変長符号化部64は本実施例では、量子化値58にその発生確率の高いものから短い符号を割り当てることで、符号化効率を高めている。また、バッファ66は、符号化データ32の伝送速度を一定にするために符号化データ68を一時蓄積するバッファメモリである。つまり、バッファ66は、可変長符号化部64の出力68の符号速度が通常は不均一であるため、それを均一にして出力32へ転送する。
【００２３】
さて、加算器60は、現量子化値58と予測値レジスタ56にある一つ前の予測値34とを加算して、新予測値62を生成する予測値生成機能部である。生成された新予測値62は、予測値レジスタ56の保持値を更新して、予測値レジスタ56に保持される。予測値レジスタ56は、系の初期状態においては所定の初期値に設定される。
【００２４】
このような符号化データ32は、図２に示すような映像信号復号装置80によって復号され、映像出力82として出力される。実施例の映像信号復号装置80の特徴の一つは、復号処理が簡略なことであり、復号処理は一般的な処理とほぼ同様でよい。この復号装置80は可変長復号器84を有し、その出力86で量子化値が再生される。しかし、この量子化値86は、サブサンプルされた情報を含んでいるので、本実施例は、サブサンプルデータ分だけ前値を保持する処理を行なうように構成されている。
【００２５】
映像信号復号装置80は、バッファ88、可変長復号器84、加算器90および予測値生成部92が図示のように接続されて構成されている。映像信号符号化装置から有線または無線で受信した符号化データ32は、バッファ88に一時蓄積され、可変長復号器84に送られて復号され、さらに加算器90にて予測値と加算され映像信号82として復号される。
【００２６】
より詳細には、バッファ88は、符号化データ32が入力され、受信した符号化データ32を所定の長さになるまで一時蓄積するバッファメモリである。バッファ88の出力94は可変長復号器84の入力に接続されている。
【００２７】
可変長復号器84は、高効率伝送符号化された量子化値94を復号する復号機能部であり、その出力86は加算器90の一方の入力に接続されている。加算器90は、復号された量子化値86と予測値生成部92の予測値96とを加算することによって、復号された映像信号82を生成する再生手段を構成している。加算器90の出力32はまた、予測値生成部92の入力にも接続され、後者の出力96は加算器90の他方の入力に接続されている。
【００２８】
本実施例の動作を詳しく説明する。遅延素子14〜17は、ディジタル映像信号である輝度信号12を標本化周波数で１クロックずつ遅延する。これらの遅延素子14〜17により、連続する５画素の映像信号が減算器20〜24にそれぞれ入力される。これらの減算器20〜24は、本実施例ではDPDM方式と同様の差分演算処理を行なう。各減算器20〜24の出力36〜40は、量子化器42〜46にそれぞれ入力される。選択器54は、量子化器42〜46の出力である量子化値48〜52から一つの量子化値を決定する。
【００２９】
ここで、本発明の理解のために、従来の量子化方法を簡単に説明する。図３は、一般的なDPCM量子化器の量子化ステップを参考のために示している。同図において、縦軸の値+q1〜+q4、-q1〜-q4は、量子化値を決定する際の閾値を示す。縦軸のもう一つの値QO、±Q1〜±Q4は量子化値を示す。具体的には以下のように量子化値を決定する。ここで量子化の対象となる信号は、入力映像信号と予測値との差分値すなわち予測誤差である。
【００３０】
この予測誤差値をx、選択された量子化値をQxとすると、量子化は次のように行なう。すなわち、
-ql＜  x  ＜+ql    →  Qx  ＝  Q0
+ql＜  x  ＜+q2    →  Qx  ＝  Q1
+q2＜  x  ＜+q3    →  Qx  ＝  Q2
+q3＜  x  ＜+q4    →  Qx  ＝  Q3
+q4＜  x           →  Qx  ＝  Q4
-q2＜  x  ＜-q1    →  Qx  ＝  -Q1
-q3＜  x  ＜-q2    →  Qx  ＝  -Q2
-q4＜  x  ＜-q3    →  Qx  ＝  -Q3
x  ＜-q4    →  Qx  ＝  -Q4。
【００３１】
図４はランレングス量子化を導入したDPCM量子化器の量子化ステップの例を示す。図３の例と同じ閥値をとった場合を説明すると、図３の例と同様の処理で、+q1＜x、または-q1＞xであれば、量子化値±Q1〜±Q4を選択するが、-q1＜x＜+q1の場合は、連続する次の画素の予測誤差を参照し、条件-q1＜x＜+q1を満足する連続数を計数する。
【００３２】
条件-q1＜x＜+qlを満足する連続数により、以下のように量子化値を決定する。
【００３３】
１つの時  →  Qx  ＝  Q0
２つの時  →  Qx  ＝  Q10
３つの時  →  Qx  ＝  Q20
４つの時  →  Qx  ＝  Q30
５つ以上の時  →  Qx  ＝  Q40。
【００３４】
このように構成すると、１つの量子化値で１〜５画素分の情報をまとめて送ることができる。したがって、映像信号が平坦で条件-q1＜x＜+q1を満足する確率が多いような信号であれば、情報量削減の効果がある。
【００３５】
一方で、この例では量子化値Q10〜Q40を追加しているため、それによる情報量の増加があった。そのため、平坦部が少ないような場合には情報量の削減の効果が少なくなり、映像信号によっては情報量が増加してしまうこともあった。
【００３６】
ここで、本発明の第一の実施例における量子化器42〜46および選択器54を含む量子化部70で行なわれる量子化方法を詳細に説明する。まず、図５を参照すると、連続する５つのデータに対して、５つの量子化器Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅをそれぞれ用意する。本実施例の一つの特徴は、これらの各量子化器がそれぞれ、量子化値を持たない領域を保有していることである。例えば、量子化器Ａは通常のDPCM量子化と類似しているが、量子化値QOを保有しない。また、量子化器Ｂ、Ｃ、Ｄは、値+q1〜+q2、または-q1〜-q2の領域にはいるものだけの量子化値を保有し、それ以外の領域の量子化値を保有しない。量子化器Ｅも同様に、値-q1〜+q1の領域に含まれる量子化値だけを保有する。それぞれの量子化器において、量子化値を持たない範囲にあった信号については、隣接する量子化値を選択する。
【００３７】
次にその手順を説明する。まず、量子化器Ａにおいて
+q1＜  x  ＜+q2    →  Qx  ＝  Q1
+q2＜  x  ＜+q3    →  Qx  ＝  Q2
+q3＜  x  ＜+q4    →  Qx  ＝  Q3
+q4＜  x           →  Qx  ＝  Q4
-q2＜  x  ＜-q1    →  Qx  ＝  -Q1
-q3＜  x  ＜-q2    →  Qx  ＝  -Q2
-q4＜  x  ＜-q3    →  Qx  ＝  -Q3
x  ＜-q4    →  Qx  ＝  -Q4
として量子化値を決定するが、条件-q1＜  x  ＜+q1を満たす時は、量子化器Ｂを参照する。
【００３８】
量子化器Ｂでは、
+q1＜  x  ＜+q2    →  Qx  ＝  Q11
-q2＜  x  ＜-q1    →  Qx  ＝  -Q11
とする。この場合、量子化器Ｂはx＝０付近の信号レベルである０レベルおよび±１レベルの合計である３レベルに対応した量子化閾値のみを有している。
【００３９】
量子化値を保有しない領域については、次のように、
+q2＜  x      →  Qx  ＝  Q1
-q2＜  x      →  Qx  ＝  -Q1
として、量子化器Ａの量子化値を選択する。
【００４０】
条件-q1＜  x  ＜+q1を満たす時は、量子化器Ｃを参照する。量子化器Ｃでは、
+q1＜  x  ＜+q2    →  Qx  ＝  Q21
-q2＜  x  ＜-q1    →  Qx  ＝  -Q21
とする。この場合、量子化器Ｃはx＝０付近の信号レベルである０レベルおよび±１レベルの合計である３レベルに対応した量子化閾値のみを有している。
【００４１】
量子化値を保有しない領域については、次のように、
+q2＜  x      →  Qx  ＝  Q11
-q2＜  x      →  Qx  ＝  -Q11
として、量子化器Ｂの量子化値を選択する。
【００４２】
条件-Q1＜  x  ＜+Q1を満たす時は、量子化器Ｄを参照する。量子化器Ｄでは、
+Q1＜  x  ＜+q2    →  Qx  ＝  Q31
-q2＜  x  ＜-q1    →  Qx  ＝  -Q31
とする。この場合、量子化器Ｄはx＝０付近の信号レベルである０レベルおよび±１レベルの合計である３レベルに対応した量子化閾値のみを有している。
【００４３】
量子化値を保有しない領域については、次のように、
+q2＜  x      →  Qx  ＝  Q21
-q2＜  x      →  Qx  ＝  -Q21
として、量子化器Ｃの量子化値を選択する。
【００４４】
条件-Q1＜  x  ＜+Q1を満たす時は、量子化器Ｅを参照する。量子化器Ｅでは、
-Q1＜  x  ＜+q1    →  Qx  ＝  Q40
とする。この場合、量子化器Ｅはx＝０付近の信号レベルである０レベルに対応した量子化閾値のみを有している。
【００４５】
量子化値を保有しない領域については、次のように、
+q1＜  x      →  Qx  ＝  Q31
-q1＞  x      →  Qx  ＝  -Q31
として、量子化器Ｄの量子化値を選択する。
【００４６】
このように、本実施例における量子化値選択の手順は、量子化器42〜46および選択器54によって行なわれる。ここで、量子化器Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの量子化値を選択した際は、複数の画素分を一つの量子化値で表すので、サブサンプルされるクロック数分、次の量子化処理を停止する。
【００４７】
映像信号符号化装置10において、加算器60は、現量子化値58と予測値レジスタ56にある一つ前の予測値34を加算して、新予測値62を生成する。生成された新予測値62は、予測値レジスタ56の保持値を更新して、レジスタ56に保持される。
【００４８】
可変長符号化部64は、量子化値を発生確率の高いものから短い符号を割り当てる。バッファ66は、可変長符号化部64の出力の符号速度を均一にして、符号化データ32を伝送する。
【００４９】
上述の実施例では、量子化の各闇値±q1、±q2は共通であったが、必ずしも共通である必要はなく、符号化効率と量子化による量子化雑音との関係を考慮して、最適化することが可能である。図６に示す例は、量子化器Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの闘値を量子化器Ａより広げることで、サブサンプルデータを選択させやすくしたものである。
【００５０】
本発明の実施例では、例えば、量子化器Ｂで、領域x＞+q2を満たす場合は、量子化器Ａの量子化値Q1が選択されるが、量子化器Ａの量子化値Q0に相当する領域を通過した信号を値±Q1に設定することになるので、明らかに量子化雑音が増加する。このような領域外となる確率を減少させ、よりサブサンプルを選択できるように、本発明の他の実施例では、量子化器Ｂ、Ｃ、Ｄの上限の閾値を±q2と±q3の間、例えばq2.5とし、量子化器Ｅの閾値を±q1と±q2の間、例えばq1.5とすれば、サブサンプルを選択する確率が増加するとともに、量子化の範囲外となる確率が減少することによる雑音の低減がある。これにより、これらの値の範囲を広げたことによる若干の量子化雑音の増加はあるものの、符号化効率がより高まる。
【００５１】
以上のように、本実施例によれば、映像信号のDPCM符号化とサブサンプルによる情報量削減を組み合わせた符号化方法において、サブサンプルを実施する場合でも複数の量子化値を設定するように構成されている。したがって、値０の連続数を符号化する場合に比べ、サブサンプルを選択する確率が増加するため、情報量を削減ができる。また、各量子化器において、量子化値を設定しない領域を設け、その領域に含まれる信号を前後の量子化値に割り当てることにより、量子化値の増加を防ぎ、サブサンプルを効果的に行なうとともに、量子化雑音を最小限にすることができる。したがって、より符号化効率の高い符号化方法が提供される。
【００５２】
本発明の実施例は、映像信号の標本化された連続する画素に対して高能率符号化処理を行なうように構成されている。しかし、各遅延素子が１画素単位に配設されているが、そのように構成するのではなく、例えば１フレーム単位に遅延素子を配設することで、フレーム間予測符号化へ本発明を適用することも可能である。また、連続する一連の画素に代って、8ライン×8画素などの画素ブロックに分割したブロック単位の処理においても、同様の考え方で本発明の方法を適用することも可能である。さらに、本発明の実施例では、DPCM符号化方式を基本としていたが、DCT変換などの直交変換符号化方式においても、サブサンプルの方法や、離散的な量子化値の決定方法に本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による映像信号符号化装置の実施例の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明による映像信号復号装置の実施例の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】従来の一般的な映像信号符号化装置で使用される量子化器の量子化方式の説明図である。
【図４】従来技術で使用されるランレングスを導入したDPCM量子化器の量子化方式の説明図である。
【図５】図１に示す本発明の実施例における量子化器における量子化方式の例を示す説明図である。
【図６】同実施例における量子化器における量子化方式の他の例を示す、図５と同様の説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
10  映像信号符号化装置
12  映像入力信号
14〜17  遅延素子
20〜24  減算器
32  符号化データ
42〜46  量子化器
54  選択器
56  予測値レジスタ
60、90  加算器
64  可変長符号化器
66、88  バッファ
70  量子化部
80  映像信号復号装置
82  映像出力
84  可変長復号器
90  予測値生成部
【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】
2008154025.tif 000007
【図６】
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