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JP3448883B2 - Adaptive quantizer - Google Patents

Adaptive quantizer

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JP3448883B2
JP3448883B2 JP33051992A JP33051992A JP3448883B2 JP 3448883 B2 JP3448883 B2 JP 3448883B2 JP 33051992 A JP33051992 A JP 33051992A JP 33051992 A JP33051992 A JP 33051992A JP 3448883 B2 JP3448883 B2 JP 3448883B2
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value
signal
quantization
color difference
luminance signal
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昌利 高嶋
知之 大月
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Sony Corp
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Sony Corp
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号の圧縮符号化
に使用される適応型量子化器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adaptive quantizer used for compression coding of video signals.

【0002】[0002]

【従来の技術】離散コサイン変換(DCT)及び量子化
により画像信号を圧縮する方式が、画像圧縮における最
も一般的な方式として多く採用されている。ところがこ
のような方式では、DCT後の高周波成分を粗く量子化
する結果、ブロック歪及びモスキートノイズと呼ばれる
ノイズが発生するという問題点がある。
2. Description of the Related Art A method of compressing an image signal by discrete cosine transform (DCT) and quantization is often adopted as the most general method for image compression. However, such a method has a problem that block distortion and noise called mosquito noise are generated as a result of roughly quantizing the high frequency component after DCT.

【0003】このような問題点を解決するため、従来か
らオーバーラップ直交変換、あるいはWavelet変
換等の試みが成されている(画像電子学会誌 第20巻
第4号 第324〜329頁 「MPEG phase-2に
おける検討技術課題」参照)。
In order to solve such a problem, an attempt has been conventionally made such as overlap orthogonal transform or Wavelet transform (Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan, Vol. 20, No. 4, pages 324 to 329, "MPEG phase"). -2 Technical issues to be examined)).

【0004】しかしながらこれらの変換方式では、いず
れも圧縮率が下がってしまい、低い伝送レートで画質を
向上させるという本質的な改善には到っていない。この
出願はこのような点に鑑みて成されたものである。
However, in these conversion methods, the compression rate is lowered in all cases, and the essential improvement of improving the image quality at a low transmission rate has not been achieved. This application is made in view of such a point.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の変換方式では、いずれも圧縮率が下がって
しまい、低い伝送レートで画質を向上させるという本質
的な改善には到っていないというものである。
The problem to be solved has been that the conventional conversion methods have reduced the compression rate and have improved the image quality at a low transmission rate. There is no such thing.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による第1の手段
は、離散コサイン変換(DCT)による係数である輝度
信号と、2色差信号からなる映像信号を、スカラ量子化
またはベクトル量子化を伴う圧縮符号化器を用いて圧縮
符号化する際に、上記離散コサイン変換(DCT)によ
る係数である輝度信号の直流成分項の値検出する手段
と、上記検出された上記離散コサイン変換(DCT)に
よる係数である輝度信号の直流成分項の値を任意のレベ
ルごとに判別し、上記判別されたレベルに応じた値を基
準の量子化テーブルの値に乗じて適応型量子化の値を求
める手段とを有し、上記求められた適応型量子化の値を
用いて、上記映像信号の輝度レベルが大きいとき上記輝
度信号及び/または2色差信号の量子化のステップの幅
を大きくし、上記輝度レベルが小さいとき上記輝度信号
及び/または2色差信号の量子化のステップの幅を小さ
くする制御を上記圧縮符号化器に対し行うことを特徴と
する適応型量子化器である。
A first means according to the present invention involves a scalar quantization or a vector quantization of a luminance signal which is a coefficient by discrete cosine transform (DCT) and a video signal composed of two color difference signals. When performing compression encoding using a compression encoder, the above-mentioned discrete cosine transform (DCT) is used.
Means for detecting the value of the DC component term of the luminance signal , which is a coefficient, and the detected discrete cosine transform (DCT).
The value of the DC component term of the luminance signal, which is a coefficient according to
Discriminate for each rule, and based on the value according to the above discriminated level
And means for determining the value of the adaptive quantization by multiplying the value of the associated quantization table, using the value of adaptive quantization obtained above, the luminance when the luminance level of the video signal is large signal and / or the width of the steps of the quantization of the two color difference signals is increased, the luminance signal when the luminance level is low
And / or controlling the compression encoder to reduce the width of the quantization step of the two-color difference signal .

【0007】本発明による第2の手段は、輝度信号と、
離散コサイン変換(DCT)による係数である2色差信
号からなる映像信号を、スカラ量子化またはベクトル量
子化を伴う圧縮符号化器を用いて圧縮符号化する際に、
上記離散コサイン変換(DCT)による係数である2色
差信号の少なくとも一方の直流成分項の値を検出する手
段と、上記検出された上記離散コサイン変換(DCT)
による係数である2色差信号の少なくとも一方の直流成
分項の値を任意のレベルごとに判別し、上記判別された
レベルに応じた値を基準の量子化テーブルの値に乗じて
適応型量子化の値を求める手段とを有し、上記求められ
た適応型量子化の値を用いて、上記映像信号の色の飽和
度のレベルが大きいとき上記輝度信号及び/または2色
差信号の量子化のステップの幅を大きくし、上記色の飽
和度のレベルが小さいとき上記輝度信号及び/または2
色差信号の量子化のステップの幅を小さくする制御を上
記圧縮符号化器に対し行うことを特徴とする適応型量子
化器である。
A second means according to the present invention is a luminance signal,
Two-color difference signal which is a coefficient by the discrete cosine transform (DCT)
Scalar quantization or vector quantity
When performing compression encoding using a compression encoder with sub-child,
Two colors which are the coefficients by the discrete cosine transform (DCT)
A method of detecting the value of the DC component term of at least one of the difference signals.
Stage and the detected discrete cosine transform (DCT)
DC component of at least one of the two color difference signals
The value of the minute term is discriminated for each arbitrary level, and the above
Multiply the value according to the level by the value in the standard quantization table
Means for determining the value of adaptive quantization, and
Saturation of the color of the above video signal using the adaptive quantization value
When the degree level is large, the above luminance signal and / or two colors
Increase the width of the quantization step of the difference signal to
When the level of harmony is low, the above luminance signal and / or 2
Control to reduce the width of the quantization step of the color difference signal
This is an adaptive quantizer characterized by being performed on a compression encoder .

【0008】本発明による第3の手段は、離散コサイン
変換(DCT)による係数である輝度信号及び2色差信
号からなる映像信号を、スカラ量子化またはベクトル量
子化を伴う圧縮符号化器を用いて圧縮符号化する際に、
上記離散コサイン変換(DCT)による係数である輝度
信号及び2色差信号の3つの信号の内の1以上の信号
直流成分項の値検出する手段と、上記検出された上記
離散コサイン変換(DCT)による係数である輝度信号
及び2色差信号の3つの信号の内の1以上の信号の直流
成分項の値を任意のレベルごとに判別し、上記判別され
たレベルに応じた値を基準の量子化テーブルの値に乗じ
適応型量子化の値を求める手段とを有し、上記求めら
れた適応型量子化の値を用いて、上記映像信号の輝度レ
ベル及び/または色の飽和度のレベルが大きいとき上記
輝度信号及び/または2色差信号の量子化のステップの
幅を大きくし、上記輝度レベル及び/または色の飽和度
のレベルが小さいとき上記輝度信号及び/または2色差
信号の量子化のステップの幅を小さくする制御を上記圧
縮符号化器に対し行うことを特徴とする適応型量子化器
である。
A third means according to the present invention is the discrete cosine
When a video signal composed of a luminance signal and a two-color difference signal, which are coefficients by transform (DCT), is compression-encoded using a compression encoder with scalar quantization or vector quantization,
One or more of the three signals of the luminance signal and the two-color difference signal, which are coefficients by the discrete cosine transform (DCT) ,
Means for detecting the value of the DC component term, and the above-mentioned detected above
Luminance signal which is a coefficient by discrete cosine transform (DCT)
And DC of one or more of the three signals of the two color difference signals
The value of the component term is discriminated for each arbitrary level, and
Multiply the value in the standard quantization table by the value according to the level
And a means for obtaining a value of adaptive quantization according to the above, when the luminance level and / or the saturation level of color of the video signal are large, using the obtained value of the adaptive quantization.
The width of the step of quantizing the luminance signal and / or two color difference signals is increased, the width of the steps of the quantization of the luminance signal and / or two color-difference signals when the luminance level and / or color saturation level is small The adaptive quantizer is characterized in that the compression encoder is controlled to be smaller.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【作用】これによれば、ブロック歪、モスキートノイズ
等の目立つ部分だけ、適応的に量子化のステップの幅を
小さくし、逆に目立たない部分では量子化のステップの
幅を大きくすることによって、伝送レートを上げずに画
質を向上させることができる。あるいは画質を一定にし
て伝送レートを下げることができる。
According to this, the width of the quantization step is adaptively reduced only in the conspicuous portion such as block distortion and mosquito noise, and conversely, the width of the quantization step is increased in the inconspicuous portion. The image quality can be improved without increasing the transmission rate. Alternatively, the transmission rate can be lowered while keeping the image quality constant.

【0011】[0011]

【実施例】なおこの発明は、NTSC等の標準映像信
号、あるいはHD信号等、種々のフォーマットの信号に
適用可能であるが、以下の説明では一例としてHD信号
の場合について述べる。すなわち信号としては、輝度信
号(Y)、及び2色差信号(PB 、PR )の場合につい
て説明する。但し、他のフォーマットについても、これ
らの信号に変換するか、説明に準じて値を変更すること
で適用可能である。
The present invention can be applied to signals of various formats such as standard video signals such as NTSC or HD signals, but in the following description, the case of HD signals will be described as an example. That is, as the signals, a case of a luminance signal (Y) and two color difference signals (P B , P R ) will be described. However, other formats can be applied by converting these signals or changing the values according to the description.

【0012】緑(G)青(B)赤(R)の三原色を、そ
れぞれ0から1まで変化させたときの、輝度信号
(Y)、及び2色差信号(PB 、PR )の取り得る値の
範囲は、図21に示す6面体の内部である。なお図22
のA〜Iは、それぞれ輝度信号(Y)の所定のレベルに
おける断面図である。この範囲で、輝度信号(Y)、及
び2色差信号(PB 、PR )をそれぞれ変化させ、各値
におけるノイズ、歪みの目立ちやすさを評価する実験を
行った結果、次のような結果が得られた。
The luminance signal (Y) and the two color difference signals (P B , P R ) can be obtained when the three primary colors of green (G) blue (B) red (R) are changed from 0 to 1. The range of values is the inside of the hexahedron shown in FIG. Note that FIG.
A to I are cross-sectional views of the luminance signal (Y) at a predetermined level. In the range, the luminance signal (Y) and the two-color-difference signals (P B , P R ) are changed, and the experiment for evaluating the visibility of noise and distortion at each value is performed. was gotten.

【0013】 輝度信号(Y)、及び2色差信号(P
B 、PR )のノイズ、歪みの検知限特性は図23のよう
になり、各信号はいずれも輝度信号(Y)のレベルが3
0〜40%程度の範囲でそのノイズ、歪みが最も目立ち
やすくなる。 輝度信号(Y)のノイズ、歪みは、2色差信号(P
B 、PR )の原点からのベクトルの長さが小さいほど目
立ちやすくなる。 色差信号(PB )のノイズ、歪みは、ブルーやマゼ
ンタ等の、色差信号(PB )の大きい色で見えやすく、
レッド等の色差信号(PR )の大きい色で見えにくい。 色差信号(PR )のノイズ、歪みは、レッドやマゼ
ンタ等の、色差信号(PR )の大きい色で見えやすく、
ブルー等の色差信号(PB )の大きい色で見えにくい。 この発明はこのような視感特性を利用するものである。
A luminance signal (Y) and a two-color difference signal (P
FIG. 23 shows the detection limit characteristics of noise and distortion of ( B , P R ), and the level of the luminance signal (Y) is 3 for each signal.
The noise and distortion are most noticeable in the range of 0 to 40%. Noise and distortion of the luminance signal (Y) are caused by two color difference signals (P
The smaller the vector length from the origin of ( B , P R ), the more conspicuous it becomes. Noise of the color difference signal (P B), distortion, such as blue or magenta, easier to see in a large color of the color difference signals (P B),
Colors with large color difference signals (P R ) such as red are difficult to see. Noise of the color difference signals (P R), distortion, such as red or magenta, easier to see in the large color of the color difference signal (P R),
It is difficult to see with a color having a large color difference signal (P B ) such as blue. The present invention utilizes such visual characteristics.

【0014】すなわちこの発明は、輝度信号及び2色差
信号の3つの信号の内の1以上の信号レベルからノイ
ズ、歪みの目立ちやすさを判別し、それに応じて信号の
量子化のステップ幅を変化させるものである。
That is, according to the present invention, the conspicuousness of noise and distortion is discriminated from one or more signal levels among the three signals of the luminance signal and the two-color difference signal, and the quantization step width of the signal is changed accordingly. It is what makes me.

【0015】ところで輝度信号(Y)、及び2色差信号
(PB 、PR )の3つの信号の内の1以上の信号レベル
を判別する場合に、その組み合わせは次の7通りとな
る。 輝度信号(Y)のみ 輝度信号(Y)と色差信号(PB 、PR )の全て 輝度信号(Y)と色差信号(PB ) 輝度信号(Y)と色差信号(PR ) 色差信号(PB )と色差信号(PR ) 色差信号(PB )のみ 色差信号(PR )のみ ただしこの内で、及び、及びはそれぞれ同等
の実施例となる。
By the way, when discriminating one or more signal levels of the three signals of the luminance signal (Y) and the two color difference signals (P B , P R ), there are the following seven combinations. Luminance signal (Y) only Luminance signal (Y) and color difference signals (P B , P R ) Luminance signal (Y) and color difference signal (P B ) Luminance signal (Y) and color difference signal (P R ) Color difference signal ( P B ) and the color difference signal (P R ) only the color difference signal (P B ) only the color difference signal (P R ), however, and, and, are equivalent embodiments.

【0016】従って以下の説明は、、、、の4
つに実施例について行う。なお以下の説明では、まず輝
度信号(Y)の適応型量子化器の例を示し、色差信号
(PB、PR )については後述する。
Therefore, the following explanation is for 4 of 4 ...
First, an example will be described. In the following description, an example of an adaptive quantizer for the luminance signal (Y) will be shown first, and the color difference signals (P B , P R ) will be described later.

【0017】図1はの実施例を示す基本ブロック図で
ある。この図において、入力端子1に供給された輝度信
号(Y)は、A/D変換器2を通じてブロック化回路3
に供給され、例えば8×8(画素)の処理ブロックに変
換される。このブロック化された信号がDCT回路4に
供給され、DCTされた信号が量子化回路5を通じて可
変長コード化回路6に供給され、可変長コード化された
信号が出力端子7に取り出される。
FIG. 1 is a basic block diagram showing the embodiment of FIG. In this figure, the luminance signal (Y) supplied to the input terminal 1 is passed through the A / D converter 2 to the blocking circuit 3
And is converted into, for example, an 8 × 8 (pixel) processing block. The blocked signal is supplied to the DCT circuit 4, the DCT signal is supplied to the variable length coding circuit 6 through the quantization circuit 5, and the variable length coded signal is taken out to the output terminal 7.

【0018】またDCT回路4からのDCTされた信号
がDC検出回路8に供給され、検出されたDC値に応じ
た値Qsが量子化回路5、及び可変長コード化回路6に
供給される。これによって量子化回路5での量子化のス
テップの幅が変化される。
The DCT signal from the DCT circuit 4 is supplied to the DC detection circuit 8, and the value Qs corresponding to the detected DC value is supplied to the quantization circuit 5 and the variable length coding circuit 6. As a result, the width of the quantization step in the quantization circuit 5 is changed.

【0019】すなわち8×8でDCTされた信号に対し
て、基準の量子化テーブルは図2のAに示すようになっ
ている。ここで従来の量子化は、8×8のDCT係数
を、それぞれ量子化テーブルの値Q1 で除した値の整数
部分を取り出すことによって行われている。
That is, the reference quantization table for the 8 × 8 DCT signal is as shown in FIG. Here, the conventional quantization is performed by extracting the integer part of the value obtained by dividing the 8 × 8 DCT coefficient by the value Q 1 of the quantization table.

【0020】これに対して本願では、DC検出回路8で
検出されたDC値に応じて同図のBまたはCに示すよう
な値Qsがセレクトされる。そしてこの値Qsを量子化
テーブルの値Q1 に乗じた値で量子化が行われるように
する。すなわち8×8のDCT係数を、それぞれ値Q1
×Qsで除した値の整数部分を取り出すことによって行
う。このようにして輝度信号(Y)の適応型量子化を行
うことができる。
On the other hand, in the present application, the value Qs as shown by B or C in the figure is selected according to the DC value detected by the DC detection circuit 8. Then, the value Qs is multiplied by the value Q 1 in the quantization table to perform the quantization. That is, the DCT coefficient of 8 × 8 is set to the value Q 1
This is done by taking out the integer part of the value divided by × Qs. In this way, the adaptive quantization of the luminance signal (Y) can be performed.

【0021】すなわち量子化回路5での量子化のステッ
プの幅は、輝度信号(Y)のレベルが30〜40%程度
の範囲で基準の値とされ、他の範囲ではそれより幅が大
きくされる。従って輝度信号(Y)のレベルが高いとき
は、量子化のステップの幅を大きくする。従って結果的
に量子化誤差は大きくなるが、それによるノイズ、歪み
は目立たせずに情報量を減少させることができる。
That is, the width of the quantization step in the quantization circuit 5 is set to a reference value in the range where the level of the luminance signal (Y) is about 30 to 40%, and larger in other ranges. It Therefore, when the level of the luminance signal (Y) is high, the width of the quantization step is increased. Therefore, although the quantization error becomes large as a result, the amount of information can be reduced without making noise and distortion due to the quantization error noticeable.

【0022】逆に、輝度信号(Y)のレベルが低いとき
は、量子化のステップの幅を小さくし、量子化誤差を小
さくすることによって、ブロック歪、モスキートノイズ
を減少させることができる。
On the contrary, when the level of the luminance signal (Y) is low, the block width and mosquito noise can be reduced by reducing the quantization step width and the quantization error.

【0023】なお図2のBは上述の図23の特性に準じ
たものである。また図2のCに示すように輝度信号
(Y)のレベルが低いときの値Qsを小さくしても量子
化のステップの幅を小さくする方向なので画質への影響
はない。これによって伝送レートは多少上がる(従来よ
りは低い)が、回路構成を簡単にできる。
Note that FIG. 2B is based on the characteristics of FIG. 23 described above. Further, as shown in C of FIG. 2, even if the value Qs when the level of the luminance signal (Y) is low is made small, the width of the quantization step is made small, so that the image quality is not affected. As a result, the transmission rate is slightly increased (lower than the conventional rate), but the circuit configuration can be simplified.

【0024】また従来から可変調符号化を行っている場
合には、伝送レートに応じて量子化のステップの幅を変
更することが行われているが、上述の値Qsによる量子
化のステップの幅の変更は、それと共に行うことができ
るものである。
Further, in the case where the variable coding is performed conventionally, the width of the quantization step is changed according to the transmission rate. The width change can be done with it.

【0025】こうして上述の装置によれば、ブロック
歪、モスキートノイズ等の目立つ部分だけ、適応的に量
子化のステップの幅を小さくし、逆に目立たない部分で
は量子化のステップの幅を大きくすることによって、伝
送レートを上げずに画質を向上させることができるもの
である。あるいは画質を一定にして伝送レートを下げる
ことができるものである。
Thus, according to the above-mentioned apparatus, the width of the quantization step is adaptively reduced only in the conspicuous portion such as block distortion and mosquito noise, and conversely, the quantization step width is increased in the inconspicuous portion. As a result, the image quality can be improved without increasing the transmission rate. Alternatively, the image quality can be kept constant and the transmission rate can be lowered.

【0026】さらに図3は、動き補償予測符号化を行う
装置に本願を適用した場合を示す。この図において、入
力端子1に供給された輝度信号(Y)は、A/D変換器
2を通じてブロック化回路3に供給され、例えば8×8
(画素)の処理ブロックに変換される。このブロック化
された信号がスイッチ9を介して、直接または減算器1
0を通じてDCT回路4に供給される。このDCT回路
4でDCTされた信号が量子化回路5を通じて可変長コ
ード化回路6に供給され、可変長コード化された信号が
出力端子7に取り出される。
Further, FIG. 3 shows a case where the present invention is applied to a device for performing motion compensation predictive coding. In this figure, the luminance signal (Y) supplied to the input terminal 1 is supplied to the blocking circuit 3 through the A / D converter 2 and is, for example, 8 × 8.
It is converted into a (pixel) processing block. This blocked signal is passed directly through the switch 9 or the subtractor 1
It is supplied to the DCT circuit 4 through 0. The signal DCTed by the DCT circuit 4 is supplied to the variable length coding circuit 6 through the quantization circuit 5, and the variable length coded signal is taken out to the output terminal 7.

【0027】また量子化回路5からの信号が逆量子化回
路11に供給され、この逆量子化回路11からの信号が
逆DCT回路12に供給される。この逆DCT回路12
からの信号が加算器13を通じて予測器14に供給さ
れ、この予測器14からの信号が上述の減算器10に供
給されると共に、加算器13に供給される。さらにブロ
ック化回路3からの信号が動き検出回路15に供給さ
れ、この動き検出回路15からの制御信号が予測器14
に供給される。またブロック化回路3からの信号が符号
化モード検出回路16に供給され、この符号化モード検
出回路16からの信号にてスイッチ9が切り換えられ
る。
The signal from the quantizing circuit 5 is supplied to the inverse quantizing circuit 11, and the signal from the dequantizing circuit 11 is supplied to the inverse DCT circuit 12. This inverse DCT circuit 12
Is supplied to the predictor 14 via the adder 13, and the signal from the predictor 14 is supplied to the subtractor 10 and the adder 13 together. Further, the signal from the blocking circuit 3 is supplied to the motion detection circuit 15, and the control signal from this motion detection circuit 15 is supplied to the predictor 14.
Is supplied to. Further, the signal from the blocking circuit 3 is supplied to the coding mode detection circuit 16, and the switch 9 is switched by the signal from the coding mode detection circuit 16.

【0028】そしてこのブロック化回路3からの信号が
DC検出回路8にも供給され、検出されたDC値に応じ
た値Qsが量子化回路5、及び可変長コード化回路6に
供給される。これによって量子化回路5での量子化のス
テップの幅が変化される。なお動き補償予測符号化を行
っている場合に、基準の量子化テーブルの値は、例えば
全て16である。このようにして輝度信号(Y)の適応
型量子化を行うことができる。
The signal from the blocking circuit 3 is also supplied to the DC detection circuit 8, and the value Qs corresponding to the detected DC value is supplied to the quantization circuit 5 and the variable length coding circuit 6. As a result, the width of the quantization step in the quantization circuit 5 is changed. When motion compensation predictive coding is performed, the values in the standard quantization table are all 16, for example. In this way, the adaptive quantization of the luminance signal (Y) can be performed.

【0029】従ってこの装置においても量子化回路5で
の量子化のステップの幅は、輝度信号(Y)のレベルが
30〜40%程度の範囲で基準の値とされ、他の範囲で
はそれより幅が大きくされる。すなわち輝度信号(Y)
のレベルが高いときは、量子化のステップの幅を大きく
する。これによって結果的に量子化誤差は大きくなる
が、それによるノイズ、歪みは目立たせずに情報量を減
少させることができる。
Therefore, also in this apparatus, the width of the quantization step in the quantization circuit 5 is set to a reference value in the range of the luminance signal (Y) level of about 30 to 40%, and in other ranges it is smaller than that. The width is increased. That is, the luminance signal (Y)
When the level of is high, the width of the quantization step is increased. As a result, the quantization error becomes large, but the amount of information can be reduced without making noise and distortion due to the quantization error noticeable.

【0030】なおこの装置において、DC検出回路8で
のDC値の検出には、以下のような方法が考えられる。 (1) 8×8=64画素の平均値の、P−P値に対する割
合(%) (2) 8×8=64画素の最小値の、P−P値に対する割
合(%) (3) 8×8=64画素中の、P−P値に対する割合が3
0%以上の画素の64画素に対する割合(%) (4) 8×8=64画素の値の分散を計算し、その算出値
が所定値以上のときは最小値、以下のときは平均値の、
P−P値に対する割合(%) (5) 8×8=64画素の値の平均値との差の合計を計算
し、その算出値が所定値以上のときは最小値、以下のと
きは平均値の、P−P値に対する割合(%) 従ってこれらの(1) 〜(5) の値(%)を用いて、上述の
図2のBまたはCに示すように値Qsのセレクトを行う
ことができる。
In this device, the following method can be considered for detecting the DC value in the DC detection circuit 8. (1) Ratio of 8 × 8 = 64 pixel average value to PP value (%) (2) 8 × 8 = 64 pixel minimum value to PP value (%) (3) 8 × 8 = The ratio of 64 pixels to the PP value is 3
Ratio (%) of 0% or more pixels to 64 pixels (4) The variance of the value of 8 × 8 = 64 pixels is calculated, and when the calculated value is a predetermined value or more, it is the minimum value, and when the calculated value is the average value ,
Ratio to PP value (%) (5) Calculate the sum of the differences between the average value of 8 × 8 = 64 pixels and the minimum value when the calculated value is equal to or more than a predetermined value, and the average when the calculated value is less than Ratio of value to PP value (%) Therefore, using these values (%) of (1) to (5), the value Qs is selected as shown in B or C of FIG. You can

【0031】さらにDC値の検出は、DC検出回路8の
前段にDCT回路17を別個に設けて、DCTによって
取り出されるDC値を用いるようにしてもよい。
Further, the DC value may be detected by separately providing the DCT circuit 17 in the preceding stage of the DC detection circuit 8 and using the DC value extracted by the DCT.

【0032】また上述の装置において、動き補償予測符
号化では画像が大幅に変化したときや、所定の間隔ごと
などには動き補償を行わないIピクチャーが用いられ
る。そこでこのIピクチャーのときのDC値をDCI
し、動き補償を行うPピクチャーのときのDC値をDC
P1〜DCPnとすると、n番目のDC値は、 DC=DCI +DCP1+・・・+DCPn となる。
Further, in the above apparatus, I-pictures that do not undergo motion compensation are used in the motion compensation predictive coding when the image changes significantly or at predetermined intervals. Therefore, the DC value for this I picture is set to DC I, and the DC value for the P picture for motion compensation is set to DC
Assuming P1 to DC Pn , the n-th DC value is DC = DC I + DC P1 + ... + DC Pn .

【0033】そこで図4に示すように、DCT回路4か
らの信号をDC検出回路8に供給して、順次DC値を累
算した値で値Qsのセレクトを行うと共に、この累算値
を符号化モード検出回路16からのIピクチャーを選択
した信号でリセットを行うようにする。このようにして
輝度信号(Y)の適応型量子化を行うことができる。
Therefore, as shown in FIG. 4, the signal from the DCT circuit 4 is supplied to the DC detection circuit 8 to select the value Qs by sequentially accumulating the DC values, and the accumulative value is encoded. The I-picture from the conversion mode detection circuit 16 is reset by the selected signal. In this way, the adaptive quantization of the luminance signal (Y) can be performed.

【0034】さらに図5は、上述の〔輝度信号(Y)
と色差信号(PB 、PR )の全て〕の実施例を示す基本
ブロック図である。なおこの図では、上述の図3に相当
する動き補償予測符号化を行う装置に本願を適用した場
合を示すが、他の例についても同様に適用可能である。
Further, FIG. 5 shows the above-mentioned [luminance signal (Y)
And all of color difference signals (P B , P R )]. In addition, in this figure, the case where the present application is applied to a device for performing motion compensation predictive coding corresponding to the above-described FIG. 3 is shown, but the present invention can be similarly applied to other examples.

【0035】この図において、色差信号(PB )の供給
される入力端子21Bと、色差信号(PR )の供給され
る入力端子21Rとが設けられる。これらの入力端子2
1B、21Rからの色差信号(PB 、PR )がそれぞれ
A/D変換器22B、22Rを通じて色差線順次化回路
23に供給される。そして線順次化された色差信号(P
B 、PR )がそれぞれブロック化回路24B、24Rに
供給され、例えば4×4(画素)の処理ブロックに変換
される。このブロック化回路24B、24Rからの信号
がDC検出回路8に供給される。
[0035] In this figure, an input terminal 21B supplied color difference signals (P B), an input terminal 21R supplied color difference signal (P R) is provided. These input terminals 2
The color difference signals (P B , P R ) from 1B and 21R are supplied to the color difference line sequential circuit 23 through the A / D converters 22B and 22R, respectively. Then, the color difference signal (P
B , P R ) are supplied to the blocking circuits 24B, 24R, respectively, and are converted into, for example, 4 × 4 (pixel) processing blocks. The signals from the blocking circuits 24B and 24R are supplied to the DC detection circuit 8.

【0036】ここでこのDC検出回路8は、例えば図6
に示すように構成される。すなわち図において、ブロッ
ク化回路3からの64画素の輝度信号(Y)及びブロッ
ク化回路24B、24Rからの16画素の色差信号(P
B 、PR )が、それぞれ平均値または最小値の検出回路
81Y、81B、81Rに供給される。この検出回路8
1Y、81B、81Rでは、それぞれ上述の(1) 〜(5)
の値(%)が検出される。その場合に色差信号(PB
R )の検出は16画素について行われ、最小値は絶対
値が最小になる画素の値とされる。
Here, this DC detection circuit 8 is, for example, as shown in FIG.
It is configured as shown in. That is, in the figure, a 64-pixel luminance signal (Y) from the blocking circuit 3 and a 16-pixel color difference signal (P from the blocking circuits 24B and 24R).
B , P R ) are supplied to the average value or minimum value detection circuits 81Y, 81B, 81R, respectively. This detection circuit 8
For 1Y, 81B, and 81R, the above (1) to (5)
Value (%) is detected. In that case, the color difference signal (P B ,
The detection of P R ) is performed for 16 pixels, and the minimum value is the value of the pixel having the smallest absolute value.

【0037】さらにこれらの検出回路81Y、81B、
81Rからの信号が、それぞれ図中に示すような特性の
量子化回路82Y、82B、Rに供給される。そしてこ
れらの量子化回路82Y、82B、Rからのそれぞれ3
ビットの信号(Y、PB 、P R )が選択回路83に供給
され、値Qsが取り出される。
Further, these detection circuits 81Y, 81B,
The signals from the 81R have the characteristics shown in the figure.
It is supplied to the quantization circuits 82Y, 82B, and R. And this
3 from each of these quantization circuits 82Y, 82B, and R
Bit signal (Y, PB, P R) Is supplied to the selection circuit 83
And the value Qs is retrieved.

【0038】すなわちこの装置において、選択回路83
での値Qsの選択は図7に示すように行われる。この図
のA〜Jは、それぞれ図21に示す6面体を輝度信号
(Y)の所定のレベル範囲ごとに分割したものである。
そしてこれらの範囲ごとに2色差信号(PB 、PR )に
対して値Qsが図中の数字のように選択される。このよ
うにして輝度信号(Y)と色差信号(PB 、PR )の全
てを用いて輝度信号(Y)の適応型量子化を行うことが
できる。
That is, in this device, the selection circuit 83
The selection of the value Qs at is performed as shown in FIG. Each of A to J in this figure is obtained by dividing the hexahedron shown in FIG. 21 into each predetermined level range of the luminance signal (Y).
Then, for each of these ranges, the value Qs is selected for the two color difference signals (P B , P R ) as indicated by the numbers in the figure. In this way, the adaptive quantization of the luminance signal (Y) can be performed using all of the luminance signal (Y) and the color difference signals (P B , P R ).

【0039】また上述の〔輝度信号(Y)と色差信号
(PB )〕の実施例は、上述の図5の基本ブロック図で
色差信号(PR )の入力が存在しない場合である。この
場合には、色差信号(PR )のレベル方向への量子化ス
テップ数の減少ができなくなり、値Qsの選択は図8に
示すように行われる。さらに〔輝度信号(Y)と色差
信号(PR )〕の実施例も同様にして、この場合には、
色差信号(PB )のレベル方向への量子化ステップ数の
減少ができなくなり、値Qsの選択は図9に示すように
行われる。
The above-mentioned embodiment of [luminance signal (Y) and color difference signal (P B )] is the case where the color difference signal (P R ) is not input in the basic block diagram of FIG. In this case, the number of quantization steps in the level direction of the color difference signal (P R ) cannot be reduced, and the value Qs is selected as shown in FIG. Further, the embodiment of [Luminance signal (Y) and color difference signal (P R )] is similar, and in this case,
Since the number of quantization steps in the level direction of the color difference signal (P B ) cannot be reduced, the value Qs is selected as shown in FIG.

【0040】さらに上述の〔色差信号(PB )と色差
信号(PR )〕の実施例は、上述の図5の基本ブロック
図でDC検出回路8への輝度信号(Y)の入力がない場
合である。この場合には、輝度信号(Y)のレベル方向
への量子化ステップ数の減少ができなくなり、値Qsの
選択は図10のAに示すように行われる。なおこの図で
色差信号(PB 、PR )の+50%付近と、−50%付
近で値が異なっている。これは輝度信号(Y)のレベル
が小さいときは色差信号(PB 、PR )が共に+50%
付近にしか取り得る値がなく、輝度信号(Y)のレベル
が大きくなると逆に−50%付近に範囲が移るためであ
る。
Further, in the above-described embodiment of [color difference signal (P B ) and color difference signal (P R )], the luminance signal (Y) is not input to the DC detection circuit 8 in the basic block diagram of FIG. 5 described above. This is the case. In this case, the number of quantization steps in the level direction of the luminance signal (Y) cannot be reduced, and the value Qs is selected as shown in A of FIG. It should be noted that in this figure, the values are different between around + 50% and around -50% of the color difference signals (P B , P R ). This is because when the level of the luminance signal (Y) is small, the color difference signals (P B , P R ) are both + 50%.
This is because there is a possible value only in the vicinity, and when the level of the luminance signal (Y) increases, the range shifts to around -50%.

【0041】同様にして、〔色差信号(PB )の
み〕、〔色差信号(PR )のみ〕の実施例では、値Q
sの選択は同図のB、Cに示すように行われる。
Similarly, in the embodiment of [color difference signal (P B ) only] and [color difference signal (P R ) only], the value Q
The selection of s is performed as shown in B and C of FIG.

【0042】さらに色差信号(PB 、PR )の適応型量
子化についても同様に行われる。すなわち、輝度信号
(Y)と色差信号(PB 、PR )の全てから色差信号
(PB )の適応型量子化の値Qsを求める場合には、図
11に示すように行われる。同様に色差信号(PR )の
適応型量子化の値Qsを求める場合には、図12に示す
ように行われる。
Further, the adaptive quantization of the color difference signals (P B , P R ) is similarly performed. That is, when obtaining the adaptive quantization value Qs of the color difference signal (P B ) from all of the luminance signal (Y) and the color difference signal (P B , P R ), it is performed as shown in FIG. 11. Similarly, when the value Qs of the adaptive quantization of the color difference signal (P R ) is obtained, it is performed as shown in FIG.

【0043】また輝度信号(Y)と色差信号(PB )か
ら色差信号(PB )の適応型量子化の値Qsを求める場
合には、図13に示すように行われる。同様に色差信号
(P R )の適応型量子化の値Qsを求める場合には、図
14に示すように行われる。さらに輝度信号(Y)と色
差信号(PR )から色差信号(PB )の適応型量子化の
値Qsを求める場合には、図15に示すように行われ
る。同様に色差信号(P R )の適応型量子化の値Qsを
求める場合には、図16に示すように行われる。さらに
輝度信号(Y)のみから色差信号(PB )の適応型量子
化の値Qsを求める場合には、図17に示すように行わ
れる。同様に色差信号(PR )の適応型量子化の値Qs
を求める場合には、図18に示すように行われる。
The luminance signal (Y) and the color difference signal (PB)
Color difference signal (PB) When the value Qs of the adaptive quantization of
In that case, it is performed as shown in FIG. Similarly the color difference signal
(P R) When obtaining the value Qs of the adaptive quantization of
It is performed as shown in 14. Furthermore, luminance signal (Y) and color
Difference signal (PR) To the color difference signal (PB) Of adaptive quantization
The value Qs is calculated as shown in FIG.
It Similarly, the color difference signal (P R) Adaptive quantization value Qs
When obtaining, it is performed as shown in FIG. further
From the luminance signal (Y) only, the color difference signal (PB) Adaptive quantum
When obtaining the conversion value Qs, it is performed as shown in FIG.
Be done. Similarly, the color difference signal (PR) Value of adaptive quantization Qs
Is calculated as shown in FIG.

【0044】さらに色差信号(PB 、PR )から色差信
号(PB )の適応型量子化の値Qsを求める場合には、
図19のAに示すように行われる。同様に色差信号(P
B 、PR )から色差信号(PR )の適応型量子化の値Q
sを求める場合には、図20のAに示すように行われ
る。また色差信号(PB )のみ、または色差信号
(PR)から色差信号(PB 、PR )の適応型量子化の
値Qsを求める場合には、それぞれ同図のB、Cに示す
ように行われる。
Further, when the value Qs of the adaptive quantization of the color difference signal (P B ) is obtained from the color difference signal (P B , P R ),
This is performed as shown in A of FIG. Similarly, the color difference signal (P
B, the value of the adaptive quantization of the color difference signals from the P R) (P R) Q
When s is obtained, it is performed as shown in A of FIG. Also only the color difference signals (P B), or the color difference signals from the color difference signals (P R) (P B, P R) in the case of obtaining a value Qs of adaptive quantization of the drawing each B, as shown in C To be done.

【0045】[0045]

【発明の効果】この発明によれば、ブロック歪、モスキ
ートノイズ等の目立つ部分だけ、適応的に量子化のステ
ップの幅を小さくし、逆に目立たない部分では量子化の
ステップの幅を大きくすることによって、伝送レートを
上げずに画質を向上させることができるようになった。
あるいは画質を一定にして伝送レートを下げることがで
きるようになった。
According to the present invention, the width of the quantization step is adaptively reduced only in the conspicuous portion such as block distortion and mosquito noise, and conversely, the quantization step width is increased in the inconspicuous portion. As a result, the image quality can be improved without increasing the transmission rate.
Alternatively, it has become possible to reduce the transmission rate while keeping the image quality constant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による適応型量子化器の一例の構成図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram of an example of an adaptive quantizer according to the present invention.

【図2】その説明のための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the explanation.

【図3】本発明による適応型量子化器の他の例の構成図
である。
FIG. 3 is a configuration diagram of another example of the adaptive quantizer according to the present invention.

【図4】本発明による適応型量子化器の他の例の構成図
である。
FIG. 4 is a block diagram of another example of the adaptive quantizer according to the present invention.

【図5】本発明による適応型量子化器の他の例の構成図
である。
FIG. 5 is a configuration diagram of another example of the adaptive quantizer according to the present invention.

【図6】DC検出回路の一例の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an example of a DC detection circuit.

【図7】その説明のための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the explanation.

【図8】その説明のための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the explanation.

【図9】その説明のための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the explanation.

【図10】その説明のための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining that.

【図11】その説明のための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining that.

【図12】その説明のための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the explanation.

【図13】その説明のための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the explanation.

【図14】その説明のための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining the explanation.

【図15】その説明のための図である。FIG. 15 is a diagram for explaining the explanation.

【図16】その説明のための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining the explanation.

【図17】その説明のための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining the explanation.

【図18】その説明のための図である。FIG. 18 is a diagram for explaining the explanation.

【図19】その説明のための図である。FIG. 19 is a diagram for explaining the explanation.

【図20】その説明のための図である。FIG. 20 is a diagram for explaining the explanation.

【図21】視感特性の説明のための図である。FIG. 21 is a diagram for explaining visual characteristics.

【図22】視感特性の説明のための図である。FIG. 22 is a diagram for explaining visual characteristics.

【図23】視感特性の説明のための図である。FIG. 23 is a diagram for explaining visual characteristics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 A/D変換器 3 ブロック化回路 4 DCT回路 5 量子化回路 6 可変長コード化回路 7 出力端子 8 DC検出回路 1 input terminal 2 A / D converter 3 block circuit 4 DCT circuit 5 Quantization circuit 6 Variable length coding circuit 7 output terminals 8 DC detection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−181287(JP,A) 特開 平2−105791(JP,A) 特開 昭52−69223(JP,A) 特開 平5−114867(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 11/04 H04N 7/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-3-181287 (JP, A) JP-A-2-105791 (JP, A) JP-A-52-69223 (JP, A) JP-A-5- 114867 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 11/04 H04N 7/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 離散コサイン変換(DCT)による係数
である輝度信号と、2色差信号からなる映像信号を、ス
カラ量子化またはベクトル量子化を伴う圧縮符号化器を
用いて圧縮符号化する際に、 上記離散コサイン変換(DCT)による係数である輝度
信号の直流成分項の値検出する手段と、 上記検出された上記離散コサイン変換(DCT)による
係数である輝度信号の直流成分項の値を任意のレベルご
とに判別し、上記判別されたレベルに応じた値を基準の
量子化テーブルの値に乗じて適応型量子化の値を求める
手段とを有し、 上記求められた適応型量子化の値を用いて、上記映像信
号の輝度レベルが大きいとき上記輝度信号及び/または
2色差信号の量子化のステップの幅を大きくし、上記輝
度レベルが小さいとき上記輝度信号及び/または2色差
信号の量子化のステップの幅を小さくする制御を上記圧
縮符号化器に対し行うことを特徴とする適応型量子化
器。
1. Coefficients by a discrete cosine transform (DCT)
The luminance signal which is the coefficient by the discrete cosine transform (DCT) when the video signal composed of the luminance signal and the two-color difference signal is compression-coded using the compression encoder with the scalar quantization or the vector quantization. By means for detecting the value of the DC component term of the signal , and by the detected discrete cosine transform (DCT)
The value of the DC component term of the luminance signal, which is a coefficient, can be
And the value according to the above determined level
And means for determining the value of the adaptive quantization by multiplying the value of the quantization table, using the value of adaptive quantization obtained above, the video signal
The luminance signal and / or when a large issue of luminance levels
The width of the steps of the quantization of the two color difference signals is increased, the luminance signal and / or two-color difference when the luminance level is low
An adaptive quantizer characterized in that the compression encoder is controlled to reduce the step width of signal quantization.
【請求項2】 輝度信号と、離散コサイン変換(DC
T)による係数である2色差信号からなる映像信号を、
スカラ量子化またはベクトル量子化を伴う圧縮符号化器
を用いて圧縮符号化する際に、 上記離散コサイン変換(DCT)による係数である2色
差信号の少なくとも一方の直流成分項の値を検出する手
段と、 上記検出された上記離散コサイン変換(DCT)による
係数である2色差信号の少なくとも一方の直流成分項の
値を任意のレベルごとに判別し、上記判別されたレベル
に応じた値を基準の量子化テーブルの値に乗じて適応型
量子化の値を求める手段とを有し、 上記求められた適応型量子化の値を用いて、上記映像信
号の色の飽和度のレベルが大きいとき上記輝度信号及び
/または2色差信号の量子化のステップの幅を大きく
し、上記色の飽和度のレベルが小さいとき上記輝度信号
及び/または2色差信号の量子化のステップの幅を小さ
くする制御を上記圧縮符号化器に対し行う ことを特徴と
する適応型量子化器。
2. A luminance signal and a discrete cosine transform (DC
A video signal composed of two color difference signals, which is a coefficient according to T),
Compression encoder with scalar or vector quantization
Two colors that are the coefficients by the discrete cosine transform (DCT) when compressed and encoded using
A method of detecting the value of the DC component term of at least one of the difference signals.
Stage and the detected discrete cosine transform (DCT)
Of the DC component term of at least one of the two color difference signals
The value is discriminated for each arbitrary level, and the discriminated level above
Adaptive type by multiplying the value of the reference quantization table by the value according to
Means for obtaining a quantization value, and using the obtained adaptive quantization value, the video signal
When the saturation level of the signal color is high, the luminance signal and
/ Or increase the width of the quantization step of the two-color difference signal
However, when the saturation level of the color is small, the luminance signal
And / or decrease the width of the quantization step of the two-color difference signal
An adaptive quantizer characterized in that the compression encoder is controlled to be turned.
【請求項3】 離散コサイン変換(DCT)による係数
である輝度信号及び2色差信号からなる映像信号を、ス
カラ量子化またはベクトル量子化を伴う圧縮符号化器を
用いて圧縮符号化する際に、 上記離散コサイン変換(DCT)による係数である輝度
信号及び2色差信号の3つの信号の内の1以上の信号
直流成分項の値検出する手段と、 上記検出された上記離散コサイン変換(DCT)による
係数である輝度信号及び2色差信号の3つの信号の内の
1以上の信号の直流成分項の値を任意のレベルごとに判
別し、上記判別されたレベルに応じた値を基準の量子化
テーブルの値に乗じて適応型量子化の値を求める手段と
を有し、 上記求められた適応型量子化の値を用いて、上記映像信
号の輝度レベル及び/または色の飽和度のレベルが大き
いとき上記輝度信号及び/または2色差信号の量子化の
ステップの幅を大きくし、上記輝度レベル及び/または
色の飽和度のレベルが小さいとき上記輝度信号及び/ま
たは2色差信号の量子化のステップの幅を小さくする制
御を上記圧縮符号化器に対し行うことを特徴とする適応
型量子化器。
3. Coefficients by discrete cosine transform (DCT)
When a video signal including a luminance signal and a two-color difference signal is compressed and encoded using a compression encoder with scalar quantization or vector quantization , the luminance signal that is a coefficient by the discrete cosine transform (DCT) of one or more signals of the three signals and two color difference signals
Means for detecting the value of the DC component section by the detected the discrete cosine transform (DCT)
Of the three signals, the luminance signal and the two-color difference signal, which are coefficients,
Determine the value of the DC component term of one or more signals for each arbitrary level.
Separately, quantization based on the value according to the above discriminated level
And means for determining the value of the adaptive quantization by multiplying the value in the table, using the value of the adaptive quantization obtained above, the video signal
When the luminance level and / or the color saturation level of the signal is large, the width of the quantization step of the luminance signal and / or the two- color difference signal is increased, and the luminance level and / or the color saturation level is small. When the above luminance signal and / or
Alternatively, the adaptive quantizer is characterized in that the compression encoder is controlled to reduce the width of the quantization step of the two- color difference signal.
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