JPH06334983A - Encoding method, encoding device, decoding method, and decoding device for picture signal - Google Patents
Encoding method, encoding device, decoding method, and decoding device for picture signalInfo
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクや磁気テー
プ等の蓄積系記録媒体を用いて画像のデータを量子化及
び逆量子化する方法及び光ディスクや磁気テープ等の蓄
積系記録媒体を用いた情報記録装置及び情報再生装置、
又、例えばいわゆるテレビ会議システム、動画電話シス
テム、放送用機器に適応して好適な情報送信装置及び情
報受信装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a method of quantizing and dequantizing image data using a storage system recording medium such as an optical disk or a magnetic tape, and a storage system recording medium such as an optical disk or a magnetic tape. Information recording device and information reproducing device,
Further, the present invention relates to an information transmitting apparatus and an information receiving apparatus suitable for, for example, a so-called video conference system, video telephone system, and broadcasting equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、例えばテレビ会議システムやテレ
ビ電話システム等のような映像信号及び音声信号を遠隔
地に伝送する、いわゆる信号伝送システムにおいては、
伝送路を効率良く利用するため、映像信号や音声信号を
符号化することにより情報の伝送効率を高めることが行
われている。2. Description of the Related Art Recently, in a so-called signal transmission system for transmitting video signals and audio signals to a remote place, such as a video conference system and a video telephone system,
In order to use the transmission path efficiently, it has been attempted to improve the transmission efficiency of information by encoding video signals and audio signals.
【0003】特に、動画像データは情報量が極めて多い
ため、この情報を長時間記録する場合には、映像信号を
高能率符号化して記録すると共に、その記録された信号
を読み出したときに能率良く復号化する手段が不可欠と
なり、このような要求に応えるべく、映像信号の相関を
利用した高能率符号化方式が提案されており、その高能
率符号化方式の1つにMPEG(Moving Picture Expert
s Group)方式がある。In particular, since moving image data has an extremely large amount of information, when this information is recorded for a long time, the video signal is highly efficient coded and recorded, and the recorded signal is efficiently read. A means for good decoding is indispensable, and in order to meet such a demand, a high-efficiency coding method utilizing the correlation of video signals has been proposed. One of the high-efficiency coding methods is MPEG (Moving Picture Expert).
s Group) method.
【0004】このMPEG方式は、まず、フレーム間相
関を利用して、映像信号の画像フレーム間の差分を取る
ことにより時間軸方向の冗長度を落とし、その後、ライ
ン相関を利用して、離散コサイン変換(DCT)等の処
理を用いて空間軸方向の冗長度を落とすことにより映像
信号を能率良く符号化している。This MPEG system first reduces the redundancy in the time axis direction by taking the difference between the image frames of the video signal by utilizing the inter-frame correlation, and then by using the line correlation, the discrete cosine is used. The video signal is efficiently coded by reducing the redundancy in the spatial axis direction by using processing such as conversion (DCT).
【0005】フレーム間相関を利用すると、例えば図9
の(A)に示すように、時刻t=t 1 、t2 、t3 にお
いて、フレーム画像PC1、PC2、PC3がそれぞれ
発生しているとき、フレーム画像PC1とPC2との画
像信号の差を演算して、図9の(B)に示すように画像
PC12を生成し、また、図9の(A)のフレーム画像
PC2とPC3との画像信号の差を演算して、図9の
(B)の画像PC23を生成する。通常、時間的に隣接
するフレーム画像は、それほど大きな変化がないため、
2つのフレーム画像の差を演算したときの差分信号は小
さな値となる。When interframe correlation is used, for example, FIG.
As shown in (A) of FIG. 1, T2, T3To
And the frame images PC1, PC2, and PC3 are
When it occurs, the image of frame image PC1 and PC2
The difference between the image signals is calculated and the image is displayed as shown in FIG.
Generate the PC 12 and also the frame image of FIG.
By calculating the difference between the image signals of PC2 and PC3,
The image PC 23 of (B) is generated. Usually adjacent in time
Since the frame image to be changed does not change so much,
The difference signal when calculating the difference between two frame images is small
It will be a small value.
【0006】すなわち、図9の(B)に示す画像PC1
2においては、図9の(A)のフレーム画像PC1とP
C2の画像信号の差として、図9の(B)の画像PC1
2の図中斜線で示す部分の差分信号が得られ、また、図
9の(B)に示す画像PC23においては、図9の
(A)のフレーム画像PC2とPC3の画像信号の差と
して、図9の(B)の画像PC23の図中斜線で示す部
分の差分信号が得られる。そこで、この差分信号を符号
化すれば、符号量を圧縮することができる。That is, the image PC1 shown in FIG. 9B.
2, the frame images PC1 and P of FIG.
As a difference between the image signals of C2, the image PC1 of FIG.
2, the difference signal of the shaded portion in the figure is obtained, and in the image PC23 shown in FIG. 9B, the difference between the image signals of the frame images PC2 and PC3 of FIG. The difference signal of the shaded portion in the image PC23 of FIG. 9B is obtained. Therefore, if this difference signal is encoded, the code amount can be compressed.
【0007】しかしながら、上記差分信号のみを伝送し
たのでは元の画像を復元することはできないため、各フ
レームの画像を、Iピクチャ(Intra-coded picture:画
像内符号化又はイントラ符号化画像)、Pピクチャ(Pre
dictive-coded picture :前方予測符号化画像)、Bピ
クチャ(Bidirectionally predictive-coded picture:
両方向予測符号化画像)のいずれかのピクチャとし、画
像信号を圧縮符号化するようにしている。However, since the original image cannot be restored by transmitting only the difference signal, the image of each frame is converted into an I picture (Intra-coded picture: intra-coded or intra-coded image). P picture (Pre
dictive-coded picture: Bi-directionally predictive-coded picture:
The image signal is compressed and coded as one of the pictures (bidirectional predictive coded image).
【0008】即ち、例えば、図10の(A)及び(B)
に示すように、フレームF1からフレームF17までの
17フレームの画像信号をグループオブピクチャとし、
処理の1単位とする。そして、その先頭のフレームF1
の画像信号はIピクチャとして符号化し、第2番目のフ
レームF2はBピクチャとして、また第3番目のフレー
ムF3はPピクチャとして、それぞれ処理する。以下、
第4番目以降のフレームF4からフレームF17は、B
ピクチャ又はPピクチャとして交互に処理する。That is, for example, (A) and (B) of FIG.
As shown in, the image signals of 17 frames from frame F1 to frame F17 are group of pictures,
One unit of processing. Then, the leading frame F1
The image signal of is encoded as an I picture, the second frame F2 is processed as a B picture, and the third frame F3 is processed as a P picture. Less than,
The fourth and subsequent frames F4 to F17 are B
Alternately processed as picture or P picture.
【0009】Iピクチャの画像信号としては、その1フ
レーム分の画像信号をそのまま伝送する。これに対し
て、Pピクチャの画像信号としては、基本的には、図1
0の(A)に示すように、それより時間的に先行するI
ピクチャ又はPピクチャの画像信号からの差分を符号化
して伝送する。さらに、Bピクチャの画像信号として
は、基本的には、図10の(B)に示すように、時間的
に先行するフレーム及び後行するフレームの両方の画像
信号の平均値からの差分を求め、その差分を符号化して
伝送する。As the image signal of the I picture, the image signal for one frame is transmitted as it is. On the other hand, as the image signal of the P picture, basically, as shown in FIG.
As shown in (A) of 0, I which precedes it by I
The difference from the picture signal of the picture or P picture is encoded and transmitted. Further, as the image signal of the B picture, basically, as shown in FIG. 10B, the difference from the average value of the image signals of both the temporally preceding frame and the temporally following frame is obtained. , The difference is encoded and transmitted.
【0010】図11の(A)及び(B)は、このように
して、動画像信号を符号化する方法の原理を示してい
る。尚、図11の(A)は動画像信号のフレームのデー
タを、図11の(B)は伝送されるフレームデータを模
式的に示している。この図11に示すように、最初のフ
レームF1はIピクチャ、すなわち非補間フレームとし
て処理されるため、そのまま伝送データF1X(伝送非
補間フレームデータ)として伝送路に伝送される(画像
内符号化)。これに対して、第2のフレームF2はBピ
クチャ、すなわち補間フレームとして処理されるため、
時間的に先行する上記フレームF1と、時間的に後行す
るフレームF3(フレーム間符号化の非補間フレーム)
の平均値との差分が演算され、その差分が伝送データ
(伝送補間フレームデータ)F2Xとして伝送される。FIGS. 11A and 11B show the principle of the method of encoding a moving image signal in this way. Note that FIG. 11A schematically shows frame data of a moving image signal, and FIG. 11B schematically shows transmitted frame data. As shown in FIG. 11, since the first frame F1 is processed as an I picture, that is, a non-interpolation frame, it is directly transmitted to the transmission path as the transmission data F1X (transmission non-interpolation frame data) (intra-picture coding). . On the other hand, since the second frame F2 is processed as a B picture, that is, an interpolation frame,
The frame F1 preceding in time and the frame F3 following in time (non-interpolation frame of interframe coding)
Is calculated and the difference is transmitted as transmission data (transmission interpolation frame data) F2X.
【0011】但し、このBピクチャとしての処理は、さ
らに細かく説明すると、4種類存在する。その第1の処
理は、元のフレームF2のデータを図中破線の矢印SP
1で示すように、そのまま伝送データF2Xとして伝送
するものであり(イントラ符号化)、Iピクチャにおけ
る場合と同様の処理となる。第2の処理は、時間的に後
行するフレームF3からの差分を演算し、図中破線の矢
印SP2で示すように、その差分を伝送するものである
(後方予測符号化)。第3の処理は、図中破線の矢印S
P3で示すように、時間的に先行するフレームF1との
差分を伝送するものである(前方予測符号化)。さら
に、第4の処理は、図中破線の矢印SP4で示すよう
に、時間的に先行するフレームF1と、後行するフレー
ムF3の平均値との差分を生成し、これを伝送データF
2Xとして伝送するものである(両方向予測符号化)。However, there are four types of processing as the B picture, which will be described in more detail. In the first process, the data of the original frame F2 is converted into an arrow SP with a broken line in the figure.
As shown by 1, the data is transmitted as it is as the transmission data F2X (intra coding), and the processing is the same as in the case of the I picture. The second process is to calculate a difference from the frame F3 that is temporally following and transmit the difference as indicated by a dashed arrow SP2 in the figure (backward predictive coding). The third process is the dashed arrow S in the figure.
As indicated by P3, the difference from the frame F1 preceding in time is transmitted (forward predictive coding). Further, in the fourth processing, as shown by a broken line arrow SP4 in the figure, a difference between the temporally preceding frame F1 and the average value of the following frame F3 is generated, and this difference is transmitted data F
It is transmitted as 2X (bidirectional predictive coding).
【0012】この4種類の方法のうち、伝送データが最
も少なくなる方法が採用される。Of these four methods, the method that minimizes the amount of transmitted data is adopted.
【0013】尚、差分データを伝送するときには、差分
を演算する対象となるフレームの画像(予測画像)との
間の動きベクトルx1(前方予測符号化の場合のフレー
ムF1とF2との間の動きベクトル)、もしくは動きベ
クトルx2(後方予測符号化の場合のフレームF3とF
2との間の動きベクトル)、又は動きベクトルx1とx
2の両方(両方向予測の場合)が、差分データと共に伝
送される。When transmitting the difference data, the motion vector x1 between the image of the frame for which the difference is to be calculated (predicted image) (the motion between the frames F1 and F2 in the case of forward predictive coding). Vector) or motion vector x2 (frames F3 and F in the case of backward prediction coding)
2), or motion vectors x1 and x
Both of the two (for bidirectional prediction) are transmitted with the difference data.
【0014】また、PピクチャのフレームF3(フレー
ム間符号化の非補間フレーム)は、時間的に先行するフ
レームF1を予測画像として、このフレームF1との差
分信号(破線矢印SP3で示す)と、動きベクトルx3
が演算され、これが伝送データF3Xとして伝送される
(前方予測符号化)。あるいはまた、元のフレームF3
のデータがそのまま伝送データF3Xとして伝送(破線
矢印SP1で示す)される(イントラ符号化)。このP
ピクチャにおいて、いずれの方法により伝送されるか
は、Bピクチャにおける場合と同様であり、伝送データ
がより少なくなる方が選択される。A frame F3 (non-interpolation frame for inter-frame coding) of a P picture has a temporally preceding frame F1 as a prediction image and a difference signal (shown by a broken line arrow SP3) from the frame F1. Motion vector x3
Is calculated and transmitted as transmission data F3X (forward predictive coding). Alternatively, the original frame F3
Data is transmitted as it is as transmission data F3X (indicated by a dashed arrow SP1) (intra-encoding). This P
Which method is used to transmit a picture is the same as in the case of a B picture, and the one with less transmission data is selected.
【0015】尚、BピクチャのフレームF4とPピクチ
ャのフレームF5も上述の方法と同様に処理され、伝送
データF4X、F5X、動きベクトルx4、x5、x6
等が得られる。The B-picture frame F4 and the P-picture frame F5 are processed in the same manner as described above, and the transmission data F4X, F5X, the motion vectors x4, x5, x6.
Etc. are obtained.
【0016】また、図12は、画像シーケンスをフレー
ム内/フレーム間符号化する方法の他の例を示した図で
ある。この図12では、15枚のフレームの周期が符号
化の1つの単位となっている。FIG. 12 is a diagram showing another example of a method for intra-frame / inter-frame coding of an image sequence. In FIG. 12, the cycle of 15 frames is one unit of encoding.
【0017】ここで、フレーム2はフレーム内符号化さ
れるIピクチャであり、フレーム5、8、11、14
は、前方向からのみ予測されて、フレーム間符号化され
るPピクチャであり、フレーム0、1、3、4、6、
7、9、10、12、13は、前方向及び後方向の両方
向から予測されて、フレーム間符号化されるBピクチャ
である。Here, frame 2 is an I-picture which is intra-frame coded, and frames 5, 8, 11, 14 are
Is a P picture that is predicted only from the forward direction and is inter-frame coded, and frames 0, 1, 3, 4, 6,
7, 9, 10, 12, and 13 are B pictures that are predicted from both the forward and backward directions and are inter-frame coded.
【0018】このフレーム内/フレーム間符号化のとき
の、入力順序、符号化順序、復号化順序、及び出力(表
示)順序を、図13に示す。FIG. 13 shows an input order, an encoding order, a decoding order, and an output (display) order in this intra-frame / inter-frame coding.
【0019】図14は、上述した原理に基づいて、動画
像信号を符号化して伝送し、これを復号化する装置の構
成例を示している。符号化装置1は、入力された映像信
号を符号化し、伝送路としての記録媒体3に伝送して記
録するようになされている。そして、復号化装置2は、
記録媒体3に記録された信号を再生し、これを復号して
出力するようになされている。FIG. 14 shows an example of the configuration of an apparatus for encoding and transmitting a moving image signal based on the above-mentioned principle, and for decoding this. The encoding device 1 is configured to encode the input video signal, transmit it to the recording medium 3 as a transmission path, and record it. Then, the decoding device 2
The signal recorded on the recording medium 3 is reproduced, and this is decoded and output.
【0020】先ず、符号化装置1においては、入力端子
10を介して入力された映像信号VDが前処理回路11
に入力され、そこで輝度信号と色信号(この例の場合、
色差信号)が分離され、それぞれA/D(アナログ/デ
ィジタル)変換器12、13でA/D変換される。A/
D変換器12、13によりA/D変換されてディジタル
信号となった映像信号は、フレームメモリ14に送られ
て記憶される。このフレームメモリ14では、輝度信号
を輝度信号フレームメモリ15に、また、色差信号を色
差信号フレームメモリ16に、それぞれ記憶させる。First, in the encoding device 1, the video signal VD input via the input terminal 10 is processed by the preprocessing circuit 11.
To the luminance and chrominance signals (in this example,
Color difference signals) are separated and A / D converted by A / D (analog / digital) converters 12 and 13, respectively. A /
The video signal converted into a digital signal by A / D conversion by the D converters 12 and 13 is sent to and stored in the frame memory 14. In the frame memory 14, the luminance signal is stored in the luminance signal frame memory 15, and the color difference signal is stored in the color difference signal frame memory 16, respectively.
【0021】次に、フォーマット変換回路17は、フレ
ームメモリ14に記憶されたフレームフォーマットの信
号を、ブロックフォーマットの信号に変換する。即ち、
図15の(A)に示すように、フレームメモリ14に記
憶された映像信号は、1ライン当りHドットのラインが
Vライン集められたフレームフォーマットのデータとさ
れている。フォーマット変換回路17は、この1フレー
ムの信号を、16ラインを単位としてN個のスライスに
区分する。そして、各スライスは、図15の(B)に示
すように、M個のマクロブロックに分割される。各マク
ロブロックは、図15の(C)に示すように、16×1
6個の画素(ドット)に対応する輝度信号により構成さ
れ、この輝度信号は、図15の(C)に示すように、さ
らに8×8ドットを単位とするブロックY[1]からY
[4]に区分される。そして、この16×16ドットの
輝度信号には、8×8ドットのCb信号と、8×8ドッ
トのCr信号が対応される。Next, the format conversion circuit 17 converts the frame format signal stored in the frame memory 14 into a block format signal. That is,
As shown in (A) of FIG. 15, the video signal stored in the frame memory 14 is frame format data in which V dots of H dots per line are collected. The format conversion circuit 17 divides this 1-frame signal into N slices in units of 16 lines. Then, each slice is divided into M macroblocks, as shown in FIG. Each macroblock has a size of 16 × 1 as shown in FIG.
It is composed of a luminance signal corresponding to 6 pixels (dots), and this luminance signal further includes blocks Y [1] to Y in units of 8 × 8 dots, as shown in FIG.
It is classified into [4]. The 16 × 16 dot luminance signal corresponds to the 8 × 8 dot Cb signal and the 8 × 8 dot Cr signal.
【0022】このとき、図15の(A)に示す各スライ
ス内の動画像信号の配列は、図15の(C)に示すマク
ロブロック単位で動画像信号が連続するようになされて
おり、このマクロブロック内では、ラスタ走査の順によ
り微小ブロック単位で動画像信号が連続するようになさ
れている。At this time, the arrangement of the moving picture signals in each slice shown in FIG. 15A is such that the moving picture signals are continuous in macroblock units shown in FIG. 15C. Within a macro block, moving image signals are made continuous in units of minute blocks in the order of raster scanning.
【0023】このように、ブロックフォーマットに変換
されたデータは、フォーマット変換回路17からエンコ
ーダ18に供給され、エンコード(符号化)が行われ
る。エンコーダ18の詳細については、図16を参照し
て後述する。The data converted into the block format as described above is supplied from the format conversion circuit 17 to the encoder 18 and encoded (encoded). Details of the encoder 18 will be described later with reference to FIG.
【0024】エンコーダ18によりエンコードされた信
号は、ビットストリームとして伝送路に出力され、例え
ば記録媒体3に記録される。この記録媒体3より再生さ
れたデータは、復号化装置2のデコーダ31に供給さ
れ、デコード(復号化)される。デコーダ31の詳細に
ついては、図19を参照して後述する。The signal encoded by the encoder 18 is output to the transmission path as a bit stream and recorded on the recording medium 3, for example. The data reproduced from the recording medium 3 is supplied to the decoder 31 of the decoding device 2 and decoded (decoded). Details of the decoder 31 will be described later with reference to FIG.
【0025】デコーダ31によりデコードされたデータ
は、フォーマット変換回路32に入力され、上記ブロッ
クフォーマットから上記フレームフォーマットに変換さ
れる。そして、このフレームフォーマットの輝度信号
は、フレームメモリ33の輝度信号フレームメモリ34
に送られて記憶され、色差信号は色差信号フレームメモ
リ35に送られて記憶される。輝度信号フレームメモリ
34と色差信号フレームメモリ35とから読み出された
輝度信号と色差信号は、D/A変換器36、37により
それぞれD/A変換され、さらに後処理回路38に供給
され、この後処理回路38で合成される。この出力映像
信号は、出力端子30から図示しない、例えばCRTな
どのディスプレイに出力され、表示される。The data decoded by the decoder 31 is input to the format conversion circuit 32 and converted from the block format to the frame format. The luminance signal of this frame format is stored in the luminance signal frame memory 34 of the frame memory 33.
Is sent to and stored in the color difference signal frame memory 35. The luminance signal and the color difference signal read from the luminance signal frame memory 34 and the color difference signal frame memory 35 are respectively D / A converted by the D / A converters 36 and 37, and further supplied to the post-processing circuit 38. The post-processing circuit 38 combines them. The output video signal is output from the output terminal 30 to a display (not shown), such as a CRT, for display.
【0026】次に図16を参照して、エンコーダ18の
構成について説明する。Next, the structure of the encoder 18 will be described with reference to FIG.
【0027】先ず、入力端子49を介して供給された符
号化されるべき画像データは、前記マクロブロック単位
で動きベクトル検出回路50に入力される。動きベクト
ル検出回路50は、予め設定されている所定のシーケン
スに従って、各フレームの画像データを、Iピクチャ、
Pピクチャ、又はBピクチャとして処理する。ここで、
シーケンシャルに入力される各フレームの画像を、I,
P,Bのいずれのピクチャとして処理するかは、予め定
められている(例えば、図10に示したように、フレー
ムF1からF17より構成されるグループオブピクチャ
は、I,B,P,B,P,・・・B,Pとして処理され
る)。First, the image data to be encoded, which is supplied through the input terminal 49, is input to the motion vector detection circuit 50 in units of the macro blocks. The motion vector detection circuit 50 converts the image data of each frame into an I-picture, according to a preset predetermined sequence.
It is processed as a P picture or a B picture. here,
The image of each frame that is sequentially input is
Which of P and B pictures is to be processed is predetermined (for example, as shown in FIG. 10, the group of pictures composed of frames F1 to F17 is I, B, P, B, P, ... B, P).
【0028】上記Iピクチャとして処理されるフレーム
(例えば、前記フレームF1)の画像データは、動きベ
クトル検出回路50からフレームメモリ51の前方原画
像部51aに転送されて記憶され、Bピクチャとして処
理されるフレーム(例えばフレームF2)の画像データ
は、原画像部(参照原画像部)51bに転送されて記憶
され、Pピクチャとして処理されるフレーム(例えばフ
レームF3)の画像データは、後方原画像部51cに転
送されて記憶される。The image data of the frame (for example, the frame F1) processed as the I picture is transferred from the motion vector detection circuit 50 to the front original image portion 51a of the frame memory 51 and stored therein, and is processed as the B picture. Image data of a frame (for example, frame F2) to be stored in the original image portion (reference original image portion) 51b is stored, and image data of a frame (for example, frame F3) processed as a P picture is rearward original image portion. It is transferred to 51c and stored.
【0029】また、次のタイミングにおいて、さらにB
ピクチャ(例えば、前記フレームF4)又はPピクチャ
(例えばフレームF5)として処理すべきフレームの画
像が入力されたとき、それまで後方原画像部51cに記
憶されていた最初のPピクチャ(フレームF3)の画像
データが、前方原画像部51aに転送され、次のBピク
チャ(フレームF4)の画像データが、原画像部51b
に記憶(上書き)され、次のPピクチャ(フレームF
5)の画像データが、後方原画像部51cに記憶(上書
き)される。このような動作が順次繰り返される。At the next timing, B
When an image of a frame to be processed as a picture (for example, the frame F4) or a P picture (for example, frame F5) is input, the first P picture (frame F3) stored in the backward original image portion 51c until then is input. The image data is transferred to the front original image portion 51a, and the image data of the next B picture (frame F4) is transferred to the original image portion 51b.
Is stored (overwritten) in the next P picture (frame F
The image data of 5) is stored (overwritten) in the rear original image portion 51c. Such an operation is sequentially repeated.
【0030】上記フレームメモリ51に記憶された各ピ
クチャの信号は、読み出されて予測モード切り換え回路
52に送られる。この予測モード切り換え回路52にお
いては、フレーム予測モード処理、又はフィールド予測
モード処理が行われる。さらにまた予測判定回路54の
制御の下に、演算部53において、画像内予測、前方予
測、後方予測、又は両方向予測の演算が行われる。これ
らの処理のうち、いずれの処理を行うかは、予測誤差信
号(処理の対象とされている参照画像と、これに対する
予測画像との差分)に対応して決定される。このため、
動きベクトル検出回路50は、この判定に用いられる予
測誤差信号の絶対値和(自乗和でもよい)を生成する。The signal of each picture stored in the frame memory 51 is read out and sent to the prediction mode switching circuit 52. In this prediction mode switching circuit 52, frame prediction mode processing or field prediction mode processing is performed. Furthermore, under the control of the prediction determination circuit 54, the calculation unit 53 performs calculation of intra-picture prediction, forward prediction, backward prediction, or bidirectional prediction. Which of these processes is to be performed is determined in accordance with the prediction error signal (the difference between the reference image to be processed and the predicted image for this). For this reason,
The motion vector detection circuit 50 generates the sum of absolute values (may be the sum of squares) of the prediction error signal used for this determination.
【0031】ここで、予測モード切り換え回路52にお
けるフレーム予測モードとフィールド予測モードとにつ
いて説明する。Here, the frame prediction mode and field prediction mode in the prediction mode switching circuit 52 will be described.
【0032】上記予測モード切り換え回路52において
フレーム予測モードが設定された場合には、予測モード
切り換え回路52は、動きベクトル検出回路50より供
給される4個の輝度ブロックY[1]からY[4]を、
そのまま後段の演算部53に出力する。即ち、この場合
においては、図17の(A)に示すように、各輝度ブロ
ックに奇数フィールドのラインのデータと、偶数フィー
ルドのラインのデータとが混在した状態となっている。
尚、図17の各マクロブロック中の実線は奇数フィール
ドのライン(第1フィールドのライン)のデータを、破
線は偶数フィールドのライン(第2フィールドのライ
ン)のデータを示し、図17中のa及びbは動き補償の
単位を示している。上記フレーム予測モードにおいて
は、4個の輝度ブロック(マクロブロック)を単位とし
て予測が行われ、4個の輝度ブロックに対して1個の動
きベクトルが対応される。When the frame prediction mode is set in the prediction mode switching circuit 52, the prediction mode switching circuit 52 supplies the four luminance blocks Y [1] to Y [4] supplied from the motion vector detection circuit 50. ],
It is output as it is to the arithmetic unit 53 in the subsequent stage. That is, in this case, as shown in FIG. 17A, the data of the odd field lines and the data of the even field lines are mixed in each luminance block.
The solid line in each macroblock in FIG. 17 indicates the data of the line of the odd field (the line of the first field), and the broken line indicates the data of the line of the even field (the line of the second field). Symbols b and b indicate units of motion compensation. In the frame prediction mode, prediction is performed in units of four luminance blocks (macro blocks), and one motion vector is associated with each of the four luminance blocks.
【0033】これに対して、予測モード切り換え回路5
2においてフィールド予測モードが設定された場合に
は、図17の(A)に示す構成で動きベクトル検出回路
50より入力される信号を、図17の(B)に示すよう
に、例えば4個の輝度ブロックの内の輝度ブロックY
[1]とY[2]とを奇数フィールドのラインのデータ
のみより構成し、他の2個の輝度ブロックY[3]とY
[4]とを偶数フィールドのラインのデータのみより構
成して、演算部53に出力する。この場合においては、
2個の輝度ブロックY[1]とY[2]とに対して1個
の動きベクトルが対応され、他の2個の輝度ブロックY
[3]とY[4]とに対して他の1個の動きベクトルが
対応される。On the other hand, the prediction mode switching circuit 5
When the field prediction mode is set in 2, the signal input from the motion vector detection circuit 50 in the configuration shown in FIG. 17A is converted into, for example, four signals as shown in FIG. 17B. Luminance block Y of luminance blocks
[1] and Y [2] are composed of only the data of the lines in the odd field, and the other two luminance blocks Y [3] and Y [3]
[4] is composed only of the data of the lines of the even fields and is output to the arithmetic unit 53. In this case,
One motion vector corresponds to two luminance blocks Y [1] and Y [2], and the other two luminance blocks Y
Another one motion vector is associated with [3] and Y [4].
【0034】図16の構成に即して説明すると、動きベ
クトル検出回路50は、フレーム予測モードにおける予
測誤差の絶対値和とフィールド予測モードにおける予測
誤差の絶対値和とを、予測モード切り換え回路52に出
力する。この予測モード切り換え回路52では、フレー
ム予測モードとフィールド予測モードとにおける予測誤
差の絶対値和を比較し、その値が小さいほうの予測モー
ドに対応する上述したような処理を施し、これにより得
られるデータを演算部53に出力する。Describing according to the configuration of FIG. 16, the motion vector detection circuit 50 calculates the sum of absolute values of prediction errors in the frame prediction mode and the sum of absolute values of prediction errors in the field prediction mode into the prediction mode switching circuit 52. Output to. The prediction mode switching circuit 52 compares the absolute value sums of the prediction errors in the frame prediction mode and the field prediction mode, performs the above-described processing corresponding to the prediction mode with the smaller value, and obtains the result. The data is output to the calculation unit 53.
【0035】但し、このような処理は、実際には動きベ
クトル検出回路50で行われる。即ち、動きベクトル検
出回路50は、決定されたモードに対応する構成の信号
を予測モード切り換え回路52に出力し、この予測モー
ド切り換え回路52は、その信号を、そのまま後段の演
算部53に出力する。However, such processing is actually performed by the motion vector detection circuit 50. That is, the motion vector detection circuit 50 outputs a signal having a configuration corresponding to the determined mode to the prediction mode switching circuit 52, and the prediction mode switching circuit 52 outputs the signal as it is to the arithmetic unit 53 in the subsequent stage. .
【0036】尚、色差信号は、フレーム予測モードの場
合には図17の(A)に示すように、奇数フィールドの
ラインのデータと偶数フィールドのラインのデータとが
混在する状態で、演算部53に供給される。また、フィ
ールド予測モードの場合には図17の(B)に示すよう
に、各色差ブロックCb[5]、Cr[6]の上半分
(4ライン)が、輝度ブロックY[1]、Y[2]に対
応する奇数フィールドの色差信号とされ、各色差ブロッ
クCb[5]、Cr[6]の下半分(4ライン)が、輝
度ブロックY[3]、Y[4]に対応する偶数フィール
ドの色差信号とされる。In the case of the frame prediction mode, the color difference signal, as shown in FIG. 17 (A), is in the state where the data of the odd field lines and the data of the even field lines are mixed, and the arithmetic unit 53 is used. Is supplied to. Further, in the case of the field prediction mode, as shown in FIG. 17B, the upper half (4 lines) of each color difference block Cb [5], Cr [6] is set to the luminance blocks Y [1], Y [. 2] and the lower half (4 lines) of each color difference block Cb [5], Cr [6] is an even field corresponding to a luminance block Y [3], Y [4]. Color difference signal.
【0037】また、動きベクトル検出回路50は、次の
ようにして、予測判定回路54において、画像内予測、
前方予測、後方予測、又は両方向予測のいずれの予測を
行うかを決定するための予測誤差の絶対値和を生成す
る。Further, the motion vector detection circuit 50 uses the prediction determination circuit 54 in the intra-picture prediction,
A sum of absolute values of prediction errors for determining whether to perform forward prediction, backward prediction, or bidirectional prediction is generated.
【0038】即ち、画像内予測の予測誤差の絶対値和と
して、参照画像のマクロブロックの信号Aijの和ΣAij
の絶対値|ΣAij|と、マクロブロックの信号Aijの絶
対値|Aij|の和Σ|Aij|との差を求める。また、前
方予測の予測誤差の絶対値和として、参照画像のマクロ
ブロックの信号Aijと、予測画像のマクロブロックの信
号Bijとの差(Aij−Bij)の絶対値|Aij−Bij|の
和Σ|Aij−Bij|を求める。また、後方予測と両方向
予測の予測誤差の絶対値和も、前方予測における場合と
同様に(その予測画像を前方予測における場合と異なる
予測画像に変更して)求める。That is, the sum ΣAij of the signals Aij of the macroblocks of the reference image is used as the sum of the absolute values of the prediction errors of the intra-picture prediction.
The absolute value | ΣAij | of the macroblock and the sum Σ | Aij | of the absolute values | Aij | of the signal Aij of the macroblock are calculated. Also, as the sum of absolute values of prediction errors in forward prediction, the sum Σ of absolute values | Aij-Bij | of the difference (Aij-Bij) between the signal Aij of the macroblock of the reference image and the signal Bij of the macroblock of the predicted image. | Aij-Bij | is calculated. Further, the sum of absolute values of the prediction errors of the backward prediction and the bidirectional prediction is also obtained in the same manner as in the case of forward prediction (the predicted image is changed to a predicted image different from that in forward prediction).
【0039】これらの絶対値和は、予測判定回路54に
供給される。予測判定回路54は、前方予測、後方予測
および両方向予測の予測誤差の絶対値和のうち、最も小
さいものを、インター(inter) 予測の予測誤差の絶対値
和として選択する。さらに、このインター予測の予測誤
差の絶対値和と、画像内予測の予測誤差の絶対値和とを
比較して小さい方を選択し、この選択した絶対値和に対
応するモードを予測モードとして選択する。即ち、画像
内予測の予測誤差の絶対値和の方が小さければ、画像内
予測モードが設定される。インター予測の予測誤差の絶
対値和の方が小さければ、前方予測、後方予測、又は両
方向予測モードのうち、対応する絶対値和が最も小さい
モードが設定される。The sum of these absolute values is supplied to the prediction judgment circuit 54. The prediction determination circuit 54 selects the smallest sum of absolute values of prediction errors of forward prediction, backward prediction, and bidirectional prediction as the sum of absolute values of prediction errors of inter prediction. Further, the absolute value sum of the prediction error of the inter prediction is compared with the absolute value sum of the prediction error of the intra-picture prediction, and the smaller one is selected, and the mode corresponding to the selected absolute value sum is selected as the prediction mode. To do. That is, if the sum of absolute values of prediction errors in intra-picture prediction is smaller, the intra-picture prediction mode is set. If the sum of the absolute values of the prediction errors of the inter prediction is smaller, the mode having the smallest sum of the corresponding absolute values is set among the forward prediction, the backward prediction, and the bidirectional prediction mode.
【0040】このように、動きベクトル検出回路50
は、参照画像のマクロブロックの信号を、予測モード切
り換え回路52により選択されたフレーム予測モード又
はフィールド予測モードに対応する図17で示したよう
な構成で、予測モード切り換え回路52を介して演算部
53に供給すると共に、4つの予測モードのうちで予測
判定回路54により選択された予測モードに対応する予
測画像と参照画像との間の動きベクトルを検出し、後述
する可変長符号化回路58と動き補償回路64とに出力
する。尚、上述したように、この動きベクトルとして
は、対応する予測誤差の絶対値和が最小となるものが選
択される。In this way, the motion vector detection circuit 50
Is a configuration in which the signal of the macroblock of the reference image corresponds to the frame prediction mode or field prediction mode selected by the prediction mode switching circuit 52 as shown in FIG. A motion vector between the prediction image corresponding to the prediction mode selected by the prediction determination circuit 54 among the four prediction modes and the reference image is detected, and the variable length coding circuit 58 described later is provided. It is output to the motion compensation circuit 64. As described above, the motion vector that minimizes the sum of the absolute values of the corresponding prediction errors is selected.
【0041】予測判定回路54は、動きベクトル検出回
路50が前方原画像部51aよりIピクチャの画像デー
タを読み出すときには、予測モードとして、フレーム
(画像)内予測モード(動き補償を行わないモード)を
設定し、演算部53のスイッチを接点a側に切り換え
る。これにより、Iピクチャの画像データがDCTモー
ド切り換え回路55に入力される。When the motion vector detection circuit 50 reads the image data of the I picture from the front original image portion 51a, the prediction determination circuit 54 sets the intra-frame (image) prediction mode (mode without motion compensation) as the prediction mode. After setting, the switch of the calculation unit 53 is switched to the contact a side. As a result, the I-picture image data is input to the DCT mode switching circuit 55.
【0042】このDCTモード切り換え回路55は、図
18の(A)又は(B)に示すように、4個の輝度ブロ
ックのデータを、奇数フィールドのラインと偶数フィー
ルドのラインとが混在する状態(フレームDCTモー
ド)、又は奇数フィールドのラインと偶数フィールドの
ラインとが分離された状態(フィールドDCTモード)
のいずれかの状態にして、DCT回路56に出力する。
即ち、DCTモード切り換え回路55は、奇数フィール
ドのデータと偶数フィールドのデータとを混在してDC
T処理した場合の符号化効率と、奇数フィールドのデー
タと偶数フィールドのデータとを分離してDCT処理し
た場合の符号化効率とを比較し、符号化効率の良好なモ
ードを選択する。The DCT mode switching circuit 55, as shown in FIG. 18A or 18B, is a state in which the data of four luminance blocks are mixed with the lines of the odd field and the lines of the even field ( Frame DCT mode), or a state in which odd field lines and even field lines are separated (field DCT mode)
And output to the DCT circuit 56.
That is, the DCT mode switching circuit 55 mixes odd field data and even field data in a DC
The coding efficiency in the case where the T processing is performed is compared with the coding efficiency in the case where the data in the odd field and the data in the even field are separated and subjected to the DCT processing, and a mode having a good coding efficiency is selected.
【0043】例えば、入力された信号を、図18の
(A)に示すように、奇数フィールドのラインと偶数フ
ィールドのラインとが混在する構成とし、上下に隣接す
る奇数フィールドのラインの信号と偶数フィールドのラ
インの信号との差を演算し、さらにその絶対値の和(又
は自乗和)を求める。また、入力された信号を、図18
の(B)に示すように、奇数フィールドのラインと偶数
フィールドのラインとが分離した構成とし、上下に隣接
する奇数フィールドのライン同士の信号の差と、偶数フ
ィールドのライン同士の信号の差をそれぞれ演算し、そ
れぞれの絶対値の和(又は自乗和)を求める。さらに、
上記求められた両者(絶対値和)を比較し、小さい値に
対応するDCTモードを設定する。即ち、このDCTモ
ード切り換え回路55は、前者の方が小さければフレー
ムDCTモードを設定し、後者の方が小さければフィー
ルドDCTモードを設定する。そして、選択したDCT
モードに対応する構成のデータをDCT回路56に出力
すると共に、選択したDCTモードを示すDCTフラグ
を可変長符号化回路58と動き補償回路64とに出力す
る。For example, as shown in (A) of FIG. 18, the input signal has a structure in which lines of odd fields and lines of even fields are mixed, and signals of lines of odd fields vertically adjacent to each other are even. The difference from the signal on the field line is calculated, and the sum (or sum of squares) of the absolute values is calculated. In addition, the input signal is shown in FIG.
As shown in (B), the odd field line and the even field line are separated, and the difference between the signals of the vertically adjacent odd field lines and the signal between the even field lines is calculated. Each is calculated and the sum (or sum of squares) of each absolute value is obtained. further,
The two obtained (absolute value sum) are compared, and the DCT mode corresponding to a smaller value is set. That is, the DCT mode switching circuit 55 sets the frame DCT mode if the former is smaller, and sets the field DCT mode if the latter is smaller. And the selected DCT
The data having the configuration corresponding to the mode is output to the DCT circuit 56, and the DCT flag indicating the selected DCT mode is output to the variable length coding circuit 58 and the motion compensation circuit 64.
【0044】予測モード切り換え回路52における予測
モード(図17参照)と、DCTモード切り換え回路5
5におけるDCTモード(図18参照)とを比較して明
らかなように、輝度ブロックに関しては、両者の各モー
ドにおけるデータ構造は実質的に同一である。The prediction mode in the prediction mode switching circuit 52 (see FIG. 17) and the DCT mode switching circuit 5
As is clear from a comparison with the DCT mode in FIG. 5 (see FIG. 18), the data structure in each mode is substantially the same for the luminance block.
【0045】予測モード切り換え回路52においてフレ
ーム予測モード(奇数ラインと偶数ラインとが混在する
モード)が選択された場合、DCTモード切り換え回路
55においてもフレームDCTモード(奇数ラインと偶
数ラインとが混在するモード)が選択される可能性が高
く、また予測モード切り換え回路52においてフィール
ド予測モード(奇数フィールドのデータと偶数フィール
ドのデータとが分離されたモード)が選択された場合、
DCTモード切り換え回路55においてフィールドDC
Tモード(奇数フィールドのデータと偶数フィールドの
データとが分離されたモード)が選択される可能性が高
い。When the frame prediction mode (a mode in which odd lines and even lines are mixed) is selected in the prediction mode switching circuit 52, the frame DCT mode (in which odd lines and even lines are mixed) is also selected in the DCT mode switching circuit 55. If the field prediction mode (mode in which data of odd field and data of even field are separated) is selected in the prediction mode switching circuit 52,
Field DC in the DCT mode switching circuit 55
There is a high possibility that the T mode (mode in which the data in the odd field and the data in the even field are separated) is selected.
【0046】しかしながら、必ずしも常にそのようにな
されるわけではなく、予測モード切り換え回路52にお
いては、予測誤差の絶対値和が小さくなるように予測モ
ードが決定され、DCTモード切り換え回路55におい
ては、符号化効率が良好となるようにDCTモードが決
定される。However, this is not always the case, and the prediction mode switching circuit 52 determines the prediction mode so that the sum of the absolute values of the prediction errors becomes smaller, and the DCT mode switching circuit 55 determines the sign. The DCT mode is determined so that the conversion efficiency is good.
【0047】DCTモード切り換え回路55より出力さ
れたIピクチャの画像データはDCT回路56に入力さ
れてDCT(離散コサイン変換)処理され、DCT係数
に変換される。このDCT係数は量子化回路57に入力
され、後段の送信バッファ59のデータ蓄積量(バッフ
ァ蓄積量)に対応した量子化ステップで量子化された
後、可変長符号化回路58に入力される。The I-picture image data output from the DCT mode switching circuit 55 is input to the DCT circuit 56, subjected to DCT (discrete cosine transform) processing, and converted into DCT coefficients. The DCT coefficient is input to the quantization circuit 57, quantized in a quantization step corresponding to the data storage amount (buffer storage amount) of the transmission buffer 59 in the subsequent stage, and then input to the variable length coding circuit 58.
【0048】可変長符号化回路58は、量子化回路57
より供給される量子化ステップ(スケール)に対応し
て、量子化回路57より供給される画像データ(この場
合は、Iピクチャのデータ)を、例えばハフマン(Huffm
an) 符号などの可変長符号に変換し、送信バッファ59
に出力する。また、可変長符号化回路58には、量子化
回路57からの量子化ステップ(スケール)、予測判定
回路54からの予測モード(画像内予測、前方予測、後
方予測、又は両方向予測のいずれが設定されたかを示す
モード)、動きベクトル検出回路50からの動きベクト
ル、予測モード切り換え回路52からの予測フラグ(フ
レーム予測モード又はフィールド予測モードのいずれが
設定されたかを示すフラグ)、及びDCTモード切り換
え回路55からのDCTフラグ(フレームDCTモード
又はフィールドDCTモードのいずれが設定されたかを
示すフラグ)が入力されており、これらも可変長符号化
される。The variable length coding circuit 58 is a quantization circuit 57.
The image data (in this case, I picture data) supplied from the quantization circuit 57 corresponding to the supplied quantization step (scale) is, for example, Huffman (Huffm).
an) Converted into a variable length code such as code, and transmitted to the transmission buffer 59
Output to. Further, the variable length coding circuit 58 is set with a quantization step (scale) from the quantization circuit 57 and a prediction mode from the prediction determination circuit 54 (either intra-picture prediction, forward prediction, backward prediction, or bidirectional prediction). The motion vector from the motion vector detection circuit 50, the prediction flag from the prediction mode switching circuit 52 (flag indicating whether the frame prediction mode or the field prediction mode has been set), and the DCT mode switching circuit. A DCT flag (flag indicating whether the frame DCT mode or the field DCT mode is set) is input from 55, and these are also variable length coded.
【0049】送信バッファ59は、入力されたデータを
一時蓄積し、蓄積量に対応するデータを量子化回路57
に出力する。送信バッファ59は、送信バッファ59内
のデータ残量が許容上限値まで増量すると、量子化制御
信号によって量子化回路57の量子化ステップを大きく
することにより、量子化データのデータ量を低下させ
る。また、これとは逆に、送信バッファ59内のデータ
残量が許容下限値まで減少すると、送信バッファ59は
量子化制御信号によって量子化回路57の量子化ステッ
プを小さくすることにより、量子化データのデータ量を
増大させる。このようにして、送信バッファ59のオー
バフロー又はアンダフローが防止される。そして、送信
バッファ59に蓄積されたデータは、所定のタイミング
で読み出され、出力端子69を介して伝送路に出力さ
れ、例えば前記記録媒体3に記録される。The transmission buffer 59 temporarily stores the input data and stores the data corresponding to the storage amount in the quantizing circuit 57.
Output to. When the remaining amount of data in the transmission buffer 59 increases to the allowable upper limit value, the transmission buffer 59 reduces the data amount of the quantized data by increasing the quantization step of the quantization circuit 57 by the quantization control signal. On the contrary, when the remaining amount of data in the transmission buffer 59 decreases to the allowable lower limit value, the transmission buffer 59 reduces the quantization step of the quantization circuit 57 by the quantization control signal, and thus the quantized data is reduced. Increase the amount of data. In this way, overflow or underflow of the transmission buffer 59 is prevented. Then, the data accumulated in the transmission buffer 59 is read out at a predetermined timing, is output to the transmission line via the output terminal 69, and is recorded on the recording medium 3, for example.
【0050】一方、量子化回路57より出力されたIピ
クチャのデータは逆量子化回路60に入力され、量子化
回路57より供給される量子化ステップに対応して逆量
子化される。逆量子化回路60の出力はIDCT(逆D
CT)回路61に入力されて逆DCT処理される。On the other hand, the I picture data output from the quantizing circuit 57 is input to the inverse quantizing circuit 60 and inversely quantized corresponding to the quantizing step supplied from the quantizing circuit 57. The output of the inverse quantization circuit 60 is IDCT (inverse D
(CT) circuit 61 and is subjected to inverse DCT processing.
【0051】ここで、変換回路66には、予測モード切
り換え回路52からの予測フラグ及びDCTモード切り
換え回路55からのDCTフラグが入力されている。ま
た、変換回路65には予測モード切り換え回路52から
の予測フラグが入力されている。IDCT回路61で逆
DCT処理されたデータは、変換回路66、演算器62
及び変換回路65を介すことにより、データの整合性が
取られた後、フレームメモリ63の前方予測画像部63
aに供給され、記憶される。Here, the prediction flag from the prediction mode switching circuit 52 and the DCT flag from the DCT mode switching circuit 55 are input to the conversion circuit 66. Further, the prediction flag from the prediction mode switching circuit 52 is input to the conversion circuit 65. The data subjected to the inverse DCT processing by the IDCT circuit 61 is converted into a conversion circuit 66 and an arithmetic unit 62.
And the conversion circuit 65, the data is matched, and then the forward prediction image portion 63 of the frame memory 63 is obtained.
is supplied to and stored in a.
【0052】ところで、動きベクトル検出回路50は、
シーケンシャルに入力される各フレームの画像データ
を、例えば、I、B、P、B、P、B・・・のピクチャ
としてそれぞれ処理する場合には、最初に入力されたフ
レームの画像データをIピクチャとして処理した後、次
に入力されたフレームの画像をBピクチャとして処理す
る前に、さらにその次に入力されたフレームの画像デー
タをPピクチャとして処理する。即ち、上記Bピクチャ
は後方予測を伴うため、後方予測画像としてのPピクチ
ャが先に用意されていないと、復号化されることができ
ないからである。By the way, the motion vector detection circuit 50
When the image data of each frame that is sequentially input is processed as a picture of, for example, I, B, P, B, P, B ..., The image data of the first input frame is an I picture. , The image data of the next input frame is processed as a P picture before the image of the next input frame is processed as a B picture. That is, since the B picture is accompanied by backward prediction, it cannot be decoded unless the P picture as the backward predicted image is prepared in advance.
【0053】そこで、動きベクトル検出回路50は、I
ピクチャの処理の次に、後方原画像部51cに記憶され
ているPピクチャの画像データの処理を開始する。そし
て、上述した場合と同様に、マクロブロック単位でのフ
レーム間差分(予測誤差)の絶対値和が、動きベクトル
検出回路50から予測モード切り換え回路52と予測判
定回路54とに供給される。予測モード切り換え回路5
2及び予測判定回路54は、このPピクチャのマクロブ
ロックの予測誤差の絶対値和に対応して、フレーム/フ
ィールド予測モード、又は画像内予測、前方予測、後方
予測、もしくは両方向予測の予測モードを設定する。Therefore, the motion vector detection circuit 50
After the picture processing, the processing of the picture data of the P picture stored in the backward original image section 51c is started. Then, as in the case described above, the sum of absolute values of the inter-frame difference (prediction error) in macroblock units is supplied from the motion vector detection circuit 50 to the prediction mode switching circuit 52 and the prediction determination circuit 54. Prediction mode switching circuit 5
2 and the prediction determination circuit 54 sets the frame / field prediction mode or the prediction mode of intra-picture prediction, forward prediction, backward prediction, or bidirectional prediction in accordance with the sum of absolute values of prediction errors of macroblocks of the P picture. Set.
【0054】画像内予測モードが設定されたときには、
演算部53内のスイッチを上述したように接点a側に切
り換える。従って、上記Pピクチャの画像データは、I
ピクチャの画像データと同様に、DCTモード切り換え
回路55、DCT回路56、量子化回路57、可変長符
号化回路58、送信バッファ59を介して伝送路に伝送
される。また、この画像データは、逆量子化回路60、
IDCT回路61、変換回路66、演算器62、変換回
路65を介してフレームメモリ63の後方予測画像部6
3bに供給され、記憶される。When the intra-picture prediction mode is set,
The switch in the calculation unit 53 is switched to the contact a side as described above. Therefore, the image data of the P picture is I
Similar to the picture image data, it is transmitted to the transmission line via the DCT mode switching circuit 55, the DCT circuit 56, the quantization circuit 57, the variable length coding circuit 58, and the transmission buffer 59. In addition, the image data is the inverse quantization circuit 60,
The backward predicted image section 6 of the frame memory 63 via the IDCT circuit 61, the conversion circuit 66, the computing unit 62, and the conversion circuit 65.
3b and stored.
【0055】一方、前方予測モードのときには、演算部
53内のスイッチが接点b側に切り換えられると共に、
フレームメモリ63の前方予測画像部63aに記憶され
ている画像(いまの場合、Iピクチャの画像)データが
読み出され、動き補償回路64により、動きベクトル検
出回路50が出力する動きベクトルに対応して動き補償
される。即ち、動き補償回路64は、予測判定回路54
より前方予測モードの設定を指令されたとき、前方予測
画像部63aの読み出しアドレスを、動きベクトル検出
回路50が現在出力しているマクロブロックの位置に対
応する位置から動きベクトルに対応する分だけずらして
データを読み出し、予測画像データを生成する。On the other hand, in the forward prediction mode, the switch in the arithmetic unit 53 is switched to the contact b side, and
The image data (in this case, an image of an I picture) stored in the forward prediction image portion 63a of the frame memory 63 is read out, and the motion compensation circuit 64 corresponds to the motion vector output by the motion vector detection circuit 50. Motion compensated. That is, the motion compensation circuit 64 includes the prediction determination circuit 54.
When the forward prediction mode setting is instructed, the read address of the forward prediction image unit 63a is shifted from the position corresponding to the position of the macro block currently output by the motion vector detection circuit 50 by the amount corresponding to the motion vector. Data is read out to generate predicted image data.
【0056】動き補償回路64より出力された予測画像
データは、演算器53aに供給される。演算器53a
は、予測モード切り換え回路52より供給された参照画
像のマクロブロックのデータから、動き補償回路64よ
り供給された、上記マクロブロックに対応する予測画像
データを減算し、その差分(予測誤差)を出力する。こ
の差分データは、DCTモード切り換え回路55、DC
T回路56、量子化回路57、可変長符号化回路58、
送信バッファ59を介して出力端子69より伝送路に伝
送される。また、この差分データは、逆量子化回路60
及びIDCT回路61により局所的に復号化され、変換
回路66を介して演算器62に入力される。The predicted image data output from the motion compensation circuit 64 is supplied to the calculator 53a. Calculator 53a
Subtracts the predicted image data corresponding to the macroblock supplied from the motion compensation circuit 64 from the macroblock data of the reference image supplied from the prediction mode switching circuit 52, and outputs the difference (prediction error). To do. This difference data is the DCT mode switching circuit 55, DC
T circuit 56, quantization circuit 57, variable length coding circuit 58,
It is transmitted from the output terminal 69 to the transmission line via the transmission buffer 59. In addition, this difference data is stored in the inverse quantization circuit 60.
And is locally decoded by the IDCT circuit 61 and input to the computing unit 62 via the conversion circuit 66.
【0057】この変換回路66には、予測モード切り換
え回路52からの予測フラグとDCTモード切り換え回
路55からのDCTフラグとが供給されており、これに
よってIDCT回路61からの出力の整合性が取られ
る。The conversion circuit 66 is supplied with the prediction flag from the prediction mode switching circuit 52 and the DCT flag from the DCT mode switching circuit 55, whereby the output from the IDCT circuit 61 is matched. .
【0058】また、この演算器62には、演算器53a
に供給されている予測画像データと同一のデータが供給
されている。演算器62は、IDCT回路61が出力す
る差分データに、動き補償回路64が出力する予測画像
データを加算する。これにより、元の(復号した)Pピ
クチャの画像データが得られる。このPピクチャの画像
データは、変換回路65を介してフレームメモリ63の
後方予測画像部63bに供給され、記憶される。Further, the arithmetic unit 62 includes an arithmetic unit 53a.
The same data as the predicted image data supplied to the computer is supplied. The calculator 62 adds the predicted image data output by the motion compensation circuit 64 to the difference data output by the IDCT circuit 61. As a result, the image data of the original (decoded) P picture is obtained. The image data of the P picture is supplied to the backward predicted image portion 63b of the frame memory 63 via the conversion circuit 65 and stored therein.
【0059】このように、IピクチャのデータとPピク
チャのデータとが前方予測画像部63aと後方予測画像
部63bとにそれぞれ記憶された後、次に、動きベクト
ル検出回路50はBピクチャの処理を実行する。マクロ
ブロック単位でのフレーム間差分の絶対値和の大きさに
対応して、予測モード切り換え回路52はフレームモー
ド又はフィールドモードを設定し、また、予測判定回路
54は予測モードを画像内予測モード、前方予測モー
ド、後方予測モード、又は両方向予測モードのいずれか
に設定する。In this way, after the I picture data and the P picture data are stored in the forward prediction image portion 63a and the backward prediction image portion 63b, respectively, the motion vector detection circuit 50 then processes the B picture. To execute. The prediction mode switching circuit 52 sets the frame mode or the field mode in accordance with the magnitude of the sum of absolute values of the inter-frame differences in macroblock units, and the prediction determination circuit 54 sets the prediction mode to the intra-picture prediction mode. It is set to either the forward prediction mode, the backward prediction mode, or the bidirectional prediction mode.
【0060】上述したように、フレーム内予測モード又
は前方予測モードのときには、演算部53内のスイッチ
は接点a又は接点bに切り換えられる。このとき、Pピ
クチャにおける場合と同様の処理が行われ、データが伝
送される。これに対して、後方予測モード又は両方向予
測モードが設定されたときには、演算部53内のスイッ
チは、接点c又は接点dに切り換えられる。As described above, in the intra-frame prediction mode or the forward prediction mode, the switch in the arithmetic unit 53 is switched to the contact a or the contact b. At this time, the same processing as in the P picture is performed and the data is transmitted. On the other hand, when the backward prediction mode or the bidirectional prediction mode is set, the switch in the calculation unit 53 is switched to the contact c or the contact d.
【0061】演算部53内のスイッチが接点c側に切り
換えられる後方予測モードのときには、後方予測画像部
63bに記憶されている画像(いまの場合、Pピクチャ
の画像)データが読み出され、動き補償回路64によ
り、動きベクトル検出回路50が出力する動きベクトル
に対応して動き補償される。即ち、動き補償回路64
は、予測判定回路54より後方予測モードの設定を指令
されたときには、後方予測画像部63bの読み出しアド
レスを、動きベクトル検出回路50がいま出力している
マクロブロックの位置に対応する位置から動きベクトル
に対応する分だけずらしてデータを読み出し、予測画像
データを生成する。In the backward prediction mode in which the switch in the arithmetic unit 53 is switched to the contact c side, the image data (in this case, the image of the P picture) stored in the backward predicted image unit 63b is read out and moves. The compensation circuit 64 compensates for the motion vector output from the motion vector detection circuit 50. That is, the motion compensation circuit 64
When the prediction determination circuit 54 instructs to set the backward prediction mode, the read address of the backward predicted image portion 63b is set to the motion vector from the position corresponding to the position of the macro block currently output by the motion vector detection circuit 50. The data is read out by shifting by the amount corresponding to, and predicted image data is generated.
【0062】動き補償回路64より出力された予測画像
データは、演算器53bに供給される。演算器53b
は、予測モード切り換え回路52より供給された参照画
像のマクロブロックのデータから、動き補償回路64よ
り供給された予測画像データを減算し、その差分を出力
する。この差分データは、DCTモード切り換え回路5
5、DCT回路56、量子化回路57、可変長符号化回
路58、送信バッファ59を介して出力端子69から伝
送路に伝送される。The predicted image data output from the motion compensation circuit 64 is supplied to the calculator 53b. Calculator 53b
Subtracts the predicted image data supplied from the motion compensation circuit 64 from the data of the macroblock of the reference image supplied from the prediction mode switching circuit 52, and outputs the difference. This difference data is stored in the DCT mode switching circuit 5
5, the DCT circuit 56, the quantization circuit 57, the variable length coding circuit 58, and the transmission buffer 59, and the data is transmitted from the output terminal 69 to the transmission line.
【0063】演算部53内のスイッチが接点d側に切り
換えられる両方向予測モードのときには、前方予測画像
部63aに記憶されている画像(いまの場合、Iピクチ
ャの画像)データと、後方予測画像部63bに記憶され
ている画像(いまの場合、Pピクチャの画像)データと
が読み出され、動き補償回路64により、動きベクトル
検出回路50が出力する動きベクトルに対応して動き補
償される。即ち、動き補償回路64は、予測判定回路5
4より両方向予測モードの設定を指令されたとき、前方
予測画像部63aと後方予測画像部63bの読み出しア
ドレスを、動きベクトル検出回路50がいま出力してい
るマクロブロックの位置に対応する位置から動きベクト
ル(この場合の動きベクトルは、前方予測画像用と後方
予測画像用の2つとなる)に対応する分だけずらしてデ
ータを読み出し、予測画像データを生成する。In the bidirectional prediction mode in which the switch in the calculation unit 53 is switched to the contact point d side, the image (in this case, I picture image) data stored in the forward prediction image unit 63a and the backward prediction image unit are stored. The image data (image of P picture in this case) stored in 63b is read out, and the motion compensation circuit 64 performs motion compensation corresponding to the motion vector output from the motion vector detection circuit 50. That is, the motion compensation circuit 64 includes the prediction determination circuit 5
4 is instructed to set the bidirectional prediction mode, the read addresses of the forward prediction image portion 63a and the backward prediction image portion 63b are moved from the position corresponding to the position of the macro block currently output by the motion vector detection circuit 50. The data is read out by shifting by the amount corresponding to the vector (the motion vector in this case is two for the forward prediction image and the backward prediction image), and predicted image data is generated.
【0064】動き補償回路64より出力された予測画像
データは、演算器53cに供給される。演算器53c
は、動きベクトル検出回路50より供給された参照画像
のマクロブロックのデータから、動き補償回路64より
供給された予測画像データの平均値を減算し、その差分
を出力する。この差分データは、DCTモード切り換え
回路55、DCT回路56、量子化回路57、可変長符
号化回路58、送信バッファ59を介して出力端子69
から伝送路に伝送される。The predicted image data output from the motion compensation circuit 64 is supplied to the calculator 53c. Calculator 53c
Subtracts the average value of the predicted image data supplied from the motion compensation circuit 64 from the macroblock data of the reference image supplied from the motion vector detection circuit 50, and outputs the difference. This difference data is output through a DCT mode switching circuit 55, a DCT circuit 56, a quantization circuit 57, a variable length coding circuit 58, and a transmission buffer 59 to an output terminal 69.
Is transmitted to the transmission line.
【0065】Bピクチャの画像は、他の画像の予測画像
とされることがないため、フレームメモリ63には記憶
されない。The B picture image is not stored in the frame memory 63 because it is not used as a predicted image of another image.
【0066】尚、フレームメモリ63において、前方予
測画像部63aと後方予測画像部63bとは、必要に応
じてバンク切り換えが行われ、所定の参照画像に対し
て、一方又は他方に記憶されているものを、前方予測画
像あるいは後方予測画像として切り換えて出力すること
ができる。In the frame memory 63, the forward predicted image portion 63a and the backward predicted image portion 63b are bank-switched as necessary, and are stored in one or the other with respect to a predetermined reference image. It is possible to switch and output an image as a forward prediction image or a backward prediction image.
【0067】以上においては、輝度ブロックを中心とし
て説明をしたが、色差ブロックについても同様に、図1
7及び図18に示すマクロブロックを単位として処理さ
れ、伝送される。尚、色差ブロックを処理する場合の動
きベクトルは、対応する輝度ブロックの動きベクトルを
垂直方向と水平方向に、それぞれ1/2にしたものが用
いられる。In the above description, the description has been centered on the luminance block, but the same applies to the color difference block in FIG.
7 and the macroblocks shown in FIG. 18 are processed as a unit and transmitted. The motion vector used for processing the color difference block is obtained by halving the motion vector of the corresponding luminance block in each of the vertical direction and the horizontal direction.
【0068】次に、図19は、図14のデコーダ31の
構成の一例を示すブロック図である。伝送路(記録媒体
3)を介して伝送された符号化された画像データは、図
示せぬ受信回路で受信されたり、再生装置で再生された
りした後に、入力端子80を介して、受信バッファ81
に一時記憶される。この後、一時記憶された画像データ
は復号回路90の可変長復号化回路82に供給される。
可変長復号化回路82は、受信バッファ81より供給さ
れたデータを可変長復号化し、動きベクトル、予測モー
ド、予測フラグ及びDCTフラグを動き補償回路87
に、また、量子化ステップを逆量子化回路83に、それ
ぞれ出力すると共に、復号された画像データを逆量子化
回路83に出力する。Next, FIG. 19 is a block diagram showing an example of the configuration of the decoder 31 shown in FIG. The coded image data transmitted through the transmission path (recording medium 3) is received by a receiving circuit (not shown) or reproduced by a reproducing device, and then is received by the receiving buffer 81 via the input terminal 80.
Is temporarily stored in. After that, the temporarily stored image data is supplied to the variable length decoding circuit 82 of the decoding circuit 90.
The variable length decoding circuit 82 performs variable length decoding on the data supplied from the reception buffer 81, and calculates the motion vector, the prediction mode, the prediction flag and the DCT flag by the motion compensation circuit 87.
In addition, the quantization step is output to the inverse quantization circuit 83, and the decoded image data is output to the inverse quantization circuit 83.
【0069】逆量子化回路83は、可変長復号化回路8
2より供給された画像データを、上記供給された量子化
ステップに従って逆量子化し、IDCT回路84に出力
する。逆量子化回路83より出力されたデータ(DCT
係数)は、IDCT回路84で逆DCT処理され、変換
回路88を介して演算器85に供給される。The inverse quantization circuit 83 is a variable length decoding circuit 8
The image data supplied from No. 2 is inversely quantized in accordance with the supplied quantization step and output to the IDCT circuit 84. Data output from the inverse quantization circuit 83 (DCT
The coefficient) is subjected to inverse DCT processing by the IDCT circuit 84 and supplied to the calculator 85 via the conversion circuit 88.
【0070】変換回路88には予測フラグ及びDCTフ
ラグが供給されており、変換回路88ではこれらのフラ
グに基づいてIDCT回路84より供給された画像デー
タの整合性を取っている。The conversion circuit 88 is supplied with the prediction flag and the DCT flag, and the conversion circuit 88 takes the consistency of the image data supplied from the IDCT circuit 84 based on these flags.
【0071】演算器85に供給された画像データがIピ
クチャのデータである場合には、そのデータは演算器8
5より出力され、演算器85に後に入力される画像デー
タ(P又はBピクチャのデータ)の予測画像データ生成
のために、変換回路89を介してフレームメモリ86内
の前方予測画像部86aに供給されて記憶される。ま
た、このデータは、変換回路89を介して出力端子91
より図14のフォーマット変換回路32に出力される。When the image data supplied to the calculator 85 is I-picture data, the data is calculated by the calculator 8
5 is supplied to the forward predictive image section 86a in the frame memory 86 via the conversion circuit 89 in order to generate predictive image data of the image data (P or B picture data) output from the computer 5 and input to the calculator 85 later. Are stored. In addition, this data is output to the output terminal 91 via the conversion circuit 89.
It is output to the format conversion circuit 32 of FIG.
【0072】演算器85に供給された画像データが、そ
の1フレーム前の画像データを予測画像データとするP
ピクチャのデータであって、前方予測モードのデータで
ある場合には、フレームメモリ86の前方予測画像部8
6aに記憶されている、1フレーム前の画像データ(I
ピクチャのデータ)が読み出され、動き補償回路87で
可変長復号化回路82より出力された動きベクトルに対
応する動き補償が施される。そして、演算器85におい
て、変換回路88を介してIDCT回路84より供給さ
れた画像データ(差分のデータ)と加算され、出力され
る。この加算されたデータ、即ち、復号されたPピクチ
ャのデータは、演算器85に後に入力される画像データ
(Bピクチャ又はPピクチャのデータ)の予測画像デー
タ生成のために、変換回路89を介してフレームメモリ
86内の後方予測画像部86bに供給されて記憶され
る。The image data supplied to the arithmetic unit 85 has the image data one frame before as the predicted image data P.
When the data is picture data and is data in the forward prediction mode, the forward prediction image section 8 of the frame memory 86 is used.
Image data (I
(Picture data) is read out, and the motion compensation circuit 87 performs motion compensation corresponding to the motion vector output from the variable length decoding circuit 82. Then, in the calculator 85, the image data (difference data) supplied from the IDCT circuit 84 via the conversion circuit 88 is added and output. This added data, that is, the decoded P picture data, is passed through the conversion circuit 89 to generate predictive image data of the image data (B picture or P picture data) input to the calculator 85 later. And is supplied to and stored in the backward predicted image portion 86b in the frame memory 86.
【0073】Pピクチャのデータであっても、画像内予
測モードのデータは、Iピクチャのデータと同様に、演
算器85において処理は行わず、そのまま変換回路89
を介して後方予測画像部86bに記憶される。このPピ
クチャは、次のBピクチャの次に表示されるべき画像で
あるため、この時点では、まだフォーマット変換回路3
2へ出力されない(上述したように、Bピクチャの後に
入力されたPピクチャが、Bピクチャより先に処理さ
れ、伝送されている)。Even in the case of P-picture data, the data in the intra-picture prediction mode is not processed by the arithmetic unit 85 as in the I-picture data, and the conversion circuit 89 is used as it is.
Is stored in the backward predicted image portion 86b via the. Since this P picture is an image to be displayed next to the next B picture, the format conversion circuit 3 is still at this point.
2 is not output (as described above, the P picture input after the B picture is processed and transmitted before the B picture).
【0074】IDCT回路84より供給された画像デー
タが、Bピクチャのデータである場合には、可変長復号
化回路82より供給された予測モードに対応して、フレ
ームメモリ86内の前方予測画像部86aに記憶されて
いるIピクチャの画像データ(前方予測モードの場
合)、後方予測画像部86bに記憶されているPピクチ
ャの画像データ(後方予測モードの場合)、又はその両
方の画像データ(両方向予測モードの場合)が読み出さ
れ、動き補償回路87において、可変長復号化回路82
より出力された動きベクトルに対応する動き補償が施さ
れて、予測画像が生成される。但し、動き補償を必要と
しない場合(画像内予測モードの場合)には、予測画像
は生成されない。When the image data supplied from the IDCT circuit 84 is B-picture data, the forward prediction image portion in the frame memory 86 corresponds to the prediction mode supplied from the variable length decoding circuit 82. The image data of the I picture (in the forward prediction mode) stored in 86a, the image data of the P picture in the backward prediction image section 86b (in the backward prediction mode), or both of them (in both directions). (In the case of the prediction mode) is read, and in the motion compensation circuit 87, the variable length decoding circuit 82
The motion compensation corresponding to the output motion vector is performed, and the predicted image is generated. However, when motion compensation is not required (in the case of the intra-picture prediction mode), the predicted picture is not generated.
【0075】このようにして、動き補償回路87で動き
補償が施されたデータは、演算器85において、変換回
路88からの出力と加算される。この加算出力は、変換
回路89を介して出力端子91より図14のフォーマッ
ト変換回路32に出力される。但し、この加算出力はB
ピクチャのデータであり、他の画像の予測画像生成のた
めに利用されることがないため、フレームメモリ86に
は記憶されない。The data thus motion-compensated by the motion compensation circuit 87 is added to the output from the conversion circuit 88 in the calculator 85. This addition output is output from the output terminal 91 to the format conversion circuit 32 of FIG. 14 via the conversion circuit 89. However, this addition output is B
Since the data is picture data and is not used for generating a predicted image of another image, it is not stored in the frame memory 86.
【0076】Bピクチャの画像が出力された後、後方予
測画像部86bに記憶されているPピクチャの画像デー
タが読み出され、動き補償回路87を介して演算器85
に供給される。但し、このとき、動き補償は行われな
い。After the B-picture image is output, the P-picture image data stored in the backward-predicted image portion 86b is read out, and the arithmetic unit 85 is passed through the motion compensation circuit 87.
Is supplied to. However, at this time, motion compensation is not performed.
【0077】尚、このデコーダ31には、図16のエン
コーダ18における予測モード切り換え回路52とDC
Tモード切り換え回路55とに対応する回路が図示され
ていないが、これらの回路に対応する処理、即ち、奇数
フィールドのラインの信号と偶数フィールドのラインの
信号とが分離された構成を元の混在する構成に必要に応
じて戻す処理は、動き補償回路87が実行する。The decoder 31 includes a prediction mode switching circuit 52 and a DC in the encoder 18 of FIG.
Although the circuits corresponding to the T mode switching circuit 55 are not shown, the processes corresponding to these circuits, that is, the configurations in which the signals of the odd field lines and the signals of the even fields are separated are originally mixed. The motion compensation circuit 87 executes the process of returning to the configuration described above as necessary.
【0078】また、以上においては、輝度信号の処理に
ついて説明したが、色差信号の処理も同様に行われる。
但し、この場合、動きベクトルは、輝度信号用のもの
を、垂直方向及び水平方向に1/2にしたものが用いら
れる。Further, although the processing of the luminance signal has been described above, the processing of the color difference signal is similarly performed.
However, in this case, the motion vector used is one for the luminance signal, which is halved in the vertical and horizontal directions.
【0079】[0079]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の画像
信号の符号化において量子化及び逆量子化を行う際に
は、量子化の細かさを表す値、即ち量子化幅(量子化ス
テップサイズ)を用いる。この量子化幅には2から62
までの偶数の値が用いられる。また、この量子化幅を表
す値として、量子化特性(QUANT) がある。この量子化特
性には1から31の整数値が用いられており、上記量子
化幅はこの量子化特性を2倍した値である。By the way, when performing quantization and dequantization in conventional image signal coding, a value representing the fineness of quantization, that is, a quantization width (quantization step size). To use. 2 to 62 for this quantization width
Even numbers up to are used. In addition, there is a quantization characteristic (QUANT) as a value representing this quantization width. An integer value from 1 to 31 is used for this quantization characteristic, and the quantization width is a value obtained by doubling this quantization characteristic.
【0080】上記量子化幅は、一般の画像を目標のデー
タ量に圧縮する場合に必要な値である。しかし、一般の
画像より統計的な性質が大きく外れている画像を上記量
子化幅を用いて圧縮すること、例えば、画素の相関が極
端に低い画像、又はホワイトノイズに近い画像を、周波
数領域での係数の集中を利用するDCT符号化により圧
縮することは、非常に困難である。即ち、この場合に
は、上記量子化特性の最大値である31を用いても、画
像を目標のサイズに圧縮することはできない。The above quantization width is a value necessary for compressing a general image into a target data amount. However, it is possible to compress an image whose statistical properties greatly deviate from the general image by using the above quantization width, for example, an image with extremely low pixel correlation or an image close to white noise in the frequency domain. It is very difficult to compress by DCT coding that utilizes the concentration of the coefficients of. That is, in this case, the image cannot be compressed to the target size even if the maximum value 31 of the quantization characteristic is used.
【0081】また、非常に高画質な画像を得ようとする
場合、例えば歪みがほとんどない(ロスレスという)画
像を得ようとする場合には、用いられる量子化特性は最
小値である1でも大きすぎるため、画像を精確に復元す
ることができるような量子化を行うことができない。Further, when an image of very high quality is to be obtained, for example, when an image with almost no distortion (called lossless) is to be obtained, the quantization characteristic used is as large as 1, which is the minimum value. Since it is too large, it is not possible to perform the quantization capable of accurately restoring the image.
【0082】さらに、画像信号の符号化においては、圧
縮されたビットストリームは目標の伝送速度に制御され
る場合が多い。このとき、一般的な線形量子化器におい
ては、上記量子化特性と上記量子化特性に基づいて量子
化された画像データの発生ビット量とは、反比例に近い
関係をもつ(より正確には、対数に近い関係である)。Further, in encoding the image signal, the compressed bit stream is often controlled to a target transmission rate. At this time, in a general linear quantizer, the above-mentioned quantization characteristic and the generated bit amount of image data quantized based on the above-mentioned quantization characteristic have a relation close to inverse proportion (more accurately, It is close to the logarithm).
【0083】従って、量子化特性が小さい範囲にある場
合に、量子化特性を1だけ変化させると、上記発生ビッ
ト量は大きく変化する。例えば、量子化特性を1から2
に変化させた場合には、発生ビット量は約半分になる。
これは、量子化特性が小さい範囲にある場合には、量子
化特性の間隔が広すぎて、上記発生ビット量を細かく制
御することは困難であることを示している。Therefore, if the quantization characteristic is in a small range and the quantization characteristic is changed by 1, the generated bit amount changes greatly. For example, change the quantization characteristic from 1 to 2
When it is changed to, the generated bit amount becomes about half.
This indicates that when the quantization characteristic is in a small range, the quantization characteristic interval is too wide and it is difficult to finely control the generated bit amount.
【0084】逆に、量子化特性が大きい範囲にある場合
に、量子化特性を1だけ変化させても、上記発生ビット
量はほとんど変化しない。例えば、量子化特性を30か
ら31に変化させた場合には、上記量子化特性が31で
あるときの発生ビット量は、上記量子化特性が30であ
るときの発生ビット量の5%も変化することはない。こ
れは、量子化特性が大きい範囲にある場合には、量子化
特性の間隔が不必要に狭いことを示している。On the contrary, when the quantization characteristic is in a large range, even if the quantization characteristic is changed by 1, the generated bit amount hardly changes. For example, when the quantization characteristic is changed from 30 to 31, the generated bit amount when the quantization characteristic is 31 changes by 5% of the generated bit amount when the quantization characteristic is 30. There is nothing to do. This indicates that the quantization characteristic interval is unnecessarily narrow when the quantization characteristic is in a large range.
【0085】以上のような問題を克服するために、量子
化特性として1から31の単純に増える数列をそのまま
用いるのではなく、非線形な数列にマッピングする方法
がある。ここで、量子化特性を非線形な数列にマッピン
グしたときの上記量子化特性を求めるための量子化情報
とこの量子化情報による量子化特性との関係を表7に示
す。尚、上記量子化情報はインデックスと呼ばれて、数
値で表されることもある。In order to overcome the above problem, there is a method of mapping a number sequence of 1 to 31 which is simply increased as a quantization characteristic, to a non-linear number sequence instead of using it as it is. Table 7 shows the relationship between the quantization information for obtaining the above-mentioned quantization characteristics when the quantization characteristics are mapped to a non-linear sequence and the quantization characteristics based on this quantization information. The quantized information is called an index and may be represented by a numerical value.
【0086】[0086]
【表7】 [Table 7]
【0087】この非線形な数列の量子化特性を用いるこ
とにより、上述したような量子化特性の範囲により生じ
る問題点を解決することはできる。しかし、上記量子化
特性は非線形な数列へ変換されたテーブル(マッピン
グ)の値であるため、符号化装置及び復号化装置におい
ては、上記テーブルの値を記憶するための構成が必要に
なる。このため、符号化装置及び復号化装置を構成する
ハードウェア量が増大する。By using the quantization characteristic of the non-linear sequence, it is possible to solve the problem caused by the range of the quantization characteristic as described above. However, since the quantization characteristic is the value of the table (mapping) converted into the non-linear sequence, the encoding device and the decoding device need a configuration for storing the value of the table. Therefore, the amount of hardware configuring the encoding device and the decoding device increases.
【0088】図20には、従来の非線形な数列の量子化
特性を用いたときの逆量子化器の概略的な構成を示す。
この非線形な数列の量子化特性を記憶するためにROM
(リードオンリメモリ)等を用いたテーブル部200を
用意し、このテーブル部200から8ビットの量子化特
性を読み出す。乗算器201において、上記量子化特性
に量子化された画像データのためのnビットの変換係数
を乗算し、量子化データを逆量子化する。この逆量子化
器内では上記テーブル部200のために大規模な回路を
必要とし、また上記乗算器201にも同様に大規模な回
路が必要である。FIG. 20 shows a schematic structure of an inverse quantizer when the conventional quantization characteristic of a non-linear sequence is used.
ROM for storing the quantization characteristics of this non-linear sequence
A table unit 200 using (read only memory) or the like is prepared, and 8-bit quantization characteristics are read from the table unit 200. The multiplier 201 multiplies the quantization characteristic by an n-bit transform coefficient for the quantized image data, and dequantizes the quantized data. In the inverse quantizer, a large-scale circuit is required for the table section 200, and the multiplier 201 is also required to have a large-scale circuit.
【0089】即ち、従来の画像信号の符号化装置及び復
号化装置においては、量子化特性として1から31まで
の値、もしくは表7に示すような非線形な数列の値を用
いるために、上記画像信号の符号化装置内の量子化器及
び上記画像信号の復号化装置内の逆量子化器には乗算器
が必要となる。この乗算器は回路規模が大きく、上記画
像信号の符号化装置及び復号化装置の構成にとって大き
な障害となっている。That is, in the conventional image signal coding apparatus and decoding apparatus, since the values 1 to 31 or the values of the non-linear sequence shown in Table 7 are used as the quantization characteristics, A multiplier is required for the quantizer in the signal encoding device and the dequantizer in the image signal decoding device. This multiplier has a large circuit scale, which is a major obstacle to the configurations of the image signal encoding device and the image decoding device.
【0090】そこで、本発明は上述の実情に鑑み、構成
回路の規模を増大せずに、画像データの量子化及び逆量
子化の際に適切な量子化特性を用いることができる画像
信号の符号化方法及び符号化装置、並びに画像信号の復
号化方法及び符号化装置を提供することを目的とするも
のである。In view of the above situation, the present invention provides a code for an image signal which can use appropriate quantization characteristics when quantizing and dequantizing image data without increasing the scale of the constituent circuits. It is an object of the present invention to provide an encoding method and an encoding device, and an image signal decoding method and an encoding device.
【0091】[0091]
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像信号の
符号化方法では、量子化の際には、量子化情報の内の2
のべき乗の指数を表現するための値を第1の量子化情
報、2のべき乗値に乗算される係数に相当する値を第2
の量子化情報として、2のべき乗値と上記係数との乗算
値を用いて表される非線形の量子化特性(QUANT)に基づ
いて量子化を行うことにより上述した課題を解決する。In the image signal coding method according to the present invention, at the time of quantization, 2 of the quantization information are used.
The first quantization information is a value for expressing the exponent of the power of 2 and the second is a value corresponding to a coefficient by which the power of 2 is multiplied.
The above-mentioned problem is solved by performing quantization based on a non-linear quantization characteristic (QUANT) represented by using a multiplication value of a power of 2 and the coefficient as the quantization information of 1.
【0092】また、本発明に係る画像信号の復号化方法
では、逆量子化の際には、量子化情報の内の2のべき乗
の指数を表現するための値を第1の量子化情報、2のべ
き乗値に乗算される係数に相当する値を第2の量子化情
報として、2のべき乗値と上記係数との乗算により非線
形の量子化特性を再生し、符号化データを上記再生され
た非線形の量子化特性(QUANT)に基づいて逆量子化する
ことにより上述した課題を解決する。Further, in the image signal decoding method according to the present invention, the value for expressing the exponent of power of 2 in the quantized information is set to the first quantized information during the inverse quantization. The value corresponding to the coefficient by which the power of 2 value is multiplied is used as the second quantization information, and the non-linear quantization characteristic is reproduced by the multiplication of the power value of 2 and the coefficient, and the encoded data is reproduced. The above-mentioned problem is solved by performing inverse quantization based on a non-linear quantization characteristic (QUANT).
【0093】このような画像信号の符号化方法あるいは
復号化方法において、量子化情報の内の2のべき乗の指
数を表現するための値である第1の量子化情報にk、2
のべき乗値に乗算される係数に相当する値である第2の
量子化情報に(i/2+j)を用いることにより量子化
特性を求め、この量子化特性の定数倍を量子化幅とする
ことが好ましい。In such an image signal coding method or decoding method as described above, k, 2 is added to the first quantized information which is a value for expressing the exponent of a power of 2 in the quantized information.
To obtain the quantization characteristic by using (i / 2 + j) for the second quantization information that is a value corresponding to the coefficient by which the power value of is multiplied, and set a constant multiple of this quantization characteristic as the quantization width. Is preferred.
【0094】ここで、j、kは正の整数であり、iは0
又は1で表される値である。Here, j and k are positive integers, and i is 0.
Alternatively, the value is represented by 1.
【0095】また、上記量子化特性QUANT は、 QUANT =(i/2+j)×2k +2(k+2) −4 に示す式で表される。Further, the quantization characteristic QUANT is expressed by the equation: QUANT = (i / 2 + j) × 2 k +2 (k + 2) -4.
【0096】さらに、上記第1の量子化情報及び第2の
量子化情報より成る上記量子化情報は、5ビットの符号
で表現され、上記量子化情報k、j、iと上記量子化特
性との関係は、表1又は表2もしくは表3又は表4に表
すものとする。Further, the quantized information composed of the first quantized information and the second quantized information is expressed by a 5-bit code, and the quantized information k, j, i and the quantized characteristic are The relationship of is shown in Table 1 or Table 2 or Table 3 or Table 4.
【0097】そのうえ、上記量子化特性が2進数で表現
されるときに、連続した4ビット又は5ビットに有効ビ
ットが存在する。Moreover, when the quantization characteristic is expressed by a binary number, effective bits are present in continuous 4 bits or 5 bits.
【0098】このとき、符号化データを逆量子化する際
に、符号化データを3回加算し、この加算結果を上記第
1の量子化情報kによって定まるビット分シフトする。At this time, when the encoded data is inversely quantized, the encoded data is added three times, and the addition result is shifted by the bit determined by the first quantization information k.
【0099】また、量子化情報の内の2のべき乗の指数
を表現するための値である第1の量子化情報にm、2の
べき乗値に乗算される係数に相当する値である第2の量
子化情報にαi を用いることにより量子化特性を求め、
この量子化特性の定数倍を量子化幅とすることが好まし
い。ここで、mは所望の量子化特性を表すのに必要なべ
き数値(整数)、αi (i=1〜n)は0又は1で表さ
れる値である。Further, the first quantized information, which is a value for expressing the exponent of 2 in the quantized information, is a value corresponding to a coefficient by which the power value of 2 is multiplied by m. Quantization characteristics are obtained by using α i for the quantization information of
It is preferable that the quantization width be a constant multiple of this quantization characteristic. Here, m is a power value (integer) required to express a desired quantization characteristic, and α i (i = 1 to n) is a value represented by 0 or 1.
【0100】このとき、上記量子化特性QUANT は、 QUANT =2(m-1) +α1 ×2(m-2) +α2 ×2(m-3) +
・・+αn ×2(m-n-1) に示す式で表される。ここで、nは量子化特性の精度を
表す、予め定められた整数値である。At this time, the quantization characteristic QUANT is QUANT = 2 (m-1) + α 1 × 2 (m-2) + α 2 × 2 (m-3) +
.. + α n × 2 (mn-1) Here, n is a predetermined integer value that represents the accuracy of the quantization characteristic.
【0101】さらに、上記第1の量子化情報mの取り得
る範囲を表すのに必要なビット数をLとしたときに、上
記第1の量子化情報及び第2の量子化情報より成る上記
量子化情報は(L+n)ビットの符号で表現され、符号
化データを逆量子化する際に、符号化データをn回加算
し、この加算結果をLビット分シフトする。Further, when the number of bits required to represent the range that the first quantized information m can take is L, the quantized information including the first quantized information and the second quantized information. The coded information is represented by a code of (L + n) bits, and when the coded data is inversely quantized, the coded data is added n times and the addition result is shifted by L bits.
【0102】また、上記第1の量子化情報及び第2の量
子化情報より成る上記量子化情報は5ビットの符号で表
現され、上記量子化情報m、αi と上記量子化特性との
関係は、表3又は表6に表すものとする。The quantized information consisting of the first quantized information and the second quantized information is represented by a 5-bit code, and the relationship between the quantized information m and α i and the quantized characteristic. Are shown in Table 3 or Table 6.
【0103】このとき、符号化データを逆量子化する際
には、符号化データを2回加算し、この加算結果を3ビ
ット分シフトする。At this time, when the encoded data is inversely quantized, the encoded data is added twice, and the addition result is shifted by 3 bits.
【0104】本発明に係る画像信号の符号化方法では、
線形量子化した際の発生ビット量を評価し、この評価結
果に基づいて量子化の方法を示す線形/非線形量子化切
換信号を生成し、この線形/非線形量子化切換信号が非
線形量子化を示す場合には、量子化情報の内の2のべき
乗の指数を表現するための値を第1の量子化情報、2の
べき乗値に乗算される係数に相当する値を第2の量子化
情報として、2のべき乗値と上記係数との乗算値を用い
て表される非線形の量子化特性(QUANT) に基づいて量子
化を行うことを特徴とする。In the image signal coding method according to the present invention,
The amount of generated bits at the time of linear quantization is evaluated, and a linear / non-linear quantization switching signal indicating a quantization method is generated based on the evaluation result, and the linear / non-linear quantization switching signal indicates non-linear quantization. In this case, the value for expressing the exponent of 2 in the quantization information is the first quantization information, and the value corresponding to the coefficient by which the power of 2 is multiplied is used as the second quantization information. Quantization is performed based on a non-linear quantization characteristic (QUANT) represented by using a multiplication value of a power of 2 and the coefficient.
【0105】ここで、上記発生ビット量の評価は、フレ
ーム単位で行うことを特徴とする。Here, the evaluation of the generated bit amount is characterized in that it is carried out in frame units.
【0106】また、本発明に係る画像信号の符号化装置
では、入力画像信号を所定の予測画像信号を用いて符号
化する符号化部と、上記符号化部で符号化された信号に
所定の変換演算を施す変換部と、上記変換部からの信号
に、量子化情報の内の2のべき乗の指数を表現するため
の値を第1の量子化情報、2のべき乗値に乗算される係
数に相当する値を第2の量子化情報として、2のべき乗
値と上記係数との乗算値を用いて表される非線形の量子
化特性(QUANT) に基づいて量子化を施す量子化部と、上
記量子化された信号を可変長符号化する可変長符号化部
とを有して成ることにより上述した課題を解決する。Further, in the image signal coding apparatus according to the present invention, the coding unit for coding the input image signal by using the predetermined prediction image signal and the predetermined signal for the signal coded by the coding unit. A transform unit that performs a transform operation, and a coefficient that multiplies the signal from the transform unit by a value for expressing an exponent of a power of 2 in the quantized information, to the first quantized information and a power of 2 And a quantization unit that performs quantization based on a non-linear quantization characteristic (QUANT) represented by using a multiplication value of a power of 2 and the coefficient as a second quantization information value corresponding to The problem described above is solved by including a variable length coding unit that performs variable length coding on the quantized signal.
【0107】さらに、本発明に係る画像信号の符号化装
置では、入力画像信号を所定の予測画像信号を用いて符
号化する符号化部と、上記符号化部で符号化された信号
に所定の変換演算を施す変換部と、線形量子化した際の
発生ビット量を評価する評価部と、上記評価部の評価結
果に基づいて量子化の方法を示す線形/非線形量子化切
換信号を生成する切換信号生成部と、上記切換信号生成
部からの線形/非線形量子化切換信号が線形量子化を示
す場合には、上記変換部からの信号に線形量子化を施す
第1の量子化部と、上記切換信号生成部からの線形/非
線形量子化切換信号が非線形量子化を示す場合には、上
記変換部からの信号に、量子化情報の内の2のべき乗の
指数を表現するための値を第1の量子化情報、2のべき
乗値に乗算される係数に相当する値を第2の量子化情報
として、2のべき乗値と上記係数との乗算値を用いて表
される非線形の量子化特性(QUANT) に基づいて量子化を
施す第2の量子化部と、上記第1の量子化部又は第2の
量子化部で量子化された信号を可変長符号化する可変長
符号化部とを有して成ることを特徴とする。Further, in the image signal coding apparatus according to the present invention, the coding unit for coding the input image signal by using the predetermined prediction image signal and the predetermined signal for the signal coded by the coding unit. A conversion unit that performs a conversion operation, an evaluation unit that evaluates the amount of generated bits when linearly quantized, and a switch that generates a linear / non-linear quantization switching signal that indicates a quantization method based on the evaluation result of the evaluation unit. When the linear / non-linear quantization switching signal from the switching signal generating unit and the switching signal generating unit indicates linear quantization, the first quantizing unit that performs linear quantization on the signal from the converting unit; When the linear / non-linear quantization switching signal from the switching signal generation unit indicates non-linear quantization, the signal from the conversion unit is provided with a value for expressing an exponent of power of 2 in the quantization information. Quantized information of 1 is multiplied by a power of 2 A second quantum that is quantized based on a non-linear quantization characteristic (QUANT) represented by a product of a power of 2 and the above coefficient, with a value corresponding to the number as the second quantization information. And a variable length coding unit for variable length coding the signal quantized by the first quantizing unit or the second quantizing unit.
【0108】ここで、上記評価部は、フレーム単位で発
生ビット量を評価することを特徴とする。Here, the evaluation unit is characterized in that the generated bit amount is evaluated in frame units.
【0109】本発明に係る画像信号の復号化方法では、
線形量子化と非線形量子化との何れの量子化を行うべき
であるかを示す線形/非線形量子化切換信号が非線形量
子化を示す場合には、量子化情報の内の2のべき乗の指
数を表現するための値を第1の量子化情報、2のべき乗
値に乗算される係数に相当する値を第2の量子化情報と
して、2のべき乗値と上記係数との乗算により量子化特
性を再生し、量子化されたデータを上記再生された量子
化特性(QUANT) に基づいて逆量子化することにより上述
した課題を解決する。In the image signal decoding method according to the present invention,
In the case where the linear / non-linear quantization switching signal, which indicates which one of the linear quantization and the non-linear quantization should be performed, indicates the non-linear quantization, an exponent of 2 in the quantization information is set. A value corresponding to the first quantization information, a value corresponding to a coefficient by which a power of 2 is multiplied is used as second quantization information, and a quantization characteristic is obtained by multiplying the power of 2 by the coefficient. The above-mentioned problem is solved by reproducing and quantizing the quantized data based on the reproduced quantized characteristic (QUANT).
【0110】ここで、上記線形/非線形量子化切換信号
がフレーム単位で切り換わることにより、線形逆量子及
び非線形逆量子化がフレーム単位で行われることを特徴
とする。Here, the linear / non-linear quantization switching signal is switched on a frame-by-frame basis, whereby linear inverse quantization and nonlinear inverse quantization are performed on a frame-by-frame basis.
【0111】また、本発明に係る画像信号の復号化装置
では、伝送された画像データを可変長復号化する可変長
復号化部と、量子化情報の内の2のべき乗の指数を表現
するための値を第1の量子化情報、2のべき乗値に乗算
される係数に相当する値を第2の量子化情報として、2
のべき乗値と上記係数との乗算により非線形の量子化特
性(QUANT)を再生し、上記可変長復号化部からの量子化
されたデータを上記再生された非線形の量子化特性に基
づいて逆量子化する逆量子化部と、上記逆量子化された
データに所定の演算を施す変換部とを有して成ることに
より上述した課題を解決する。Further, in the image signal decoding apparatus according to the present invention, the variable length decoding unit for variable length decoding the transmitted image data and the exponent of 2 in the quantization information are expressed. Is used as the first quantization information, and the value corresponding to the coefficient by which the power of 2 is multiplied is used as the second quantization information.
A non-linear quantization characteristic (QUANT) is reproduced by multiplying the exponentiation value and the coefficient, and the quantized data from the variable length decoding unit is inversely quantized based on the reproduced non-linear quantization characteristic. The above-described problem is solved by having an inverse quantization unit for converting the data into a conversion unit and a conversion unit for performing a predetermined operation on the dequantized data.
【0112】ここで、上記逆量子化部は、上記第1の量
子化情報を変換するテーブル部と、上記第1の量子化情
報に基づいて上記第2の量子化情報をシフトするシフト
手段と、上記テーブル部からの出力と上記シフト手段か
らの出力とを加算する加算手段と、上記量子化されたデ
ータと上記加算手段の出力とを乗算する乗算手段とを有
して成ることを特徴とする。Here, the dequantization section includes a table section for converting the first quantization information, and a shift means for shifting the second quantization information based on the first quantization information. And an addition unit for adding the output from the table unit and the output from the shift unit, and a multiplication unit for multiplying the quantized data by the output of the addition unit. To do.
【0113】また、上記逆量子化部は、上記第1の量子
化情報を変換するテーブル部と、上記テーブル部からの
出力と上記第2の量子化情報とを加算する加算手段と、
上記加算手段からの出力と上記量子化されたデータとを
乗算する乗算手段と、上記乗算手段からの出力を上記第
1の量子化情報により定められるビット分シフトするシ
フト手段とを有して成り、上記乗算手段は、3段の加算
器から構成されることを特徴とする。Further, the inverse quantization section includes a table section for converting the first quantization information, an addition means for adding the output from the table section and the second quantization information,
It has a multiplication means for multiplying the output from the addition means and the quantized data, and a shift means for shifting the output from the multiplication means by a bit determined by the first quantization information. The multiplication means is composed of three stages of adders.
【0114】さらに、上記逆量子化部は、上記第1の量
子化情報を変換するテーブル部と、上記テーブル部から
の出力と上記第2の量子化情報とを加算する加算手段
と、上記可変長復号化部により復号化されて画像データ
と共に伝送される線形/非線形量子化切換信号に従っ
て、上記加算手段からの出力と線形量子化情報との何れ
かを切換選択する選択手段と、上記選択手段からの出力
と上記量子化されたデータとを乗算する乗算手段と、上
記線形/非線形量子化切換信号が非線形量子化を示す場
合のみ、上記乗算手段からの出力を上記第1の量子化情
報により定められるビット分だけシフトするシフト手段
とを有して成り、上記乗算手段は、3段の加算器から構
成されることを特徴とする。Further, the dequantization section includes a table section for converting the first quantization information, an addition means for adding the output from the table section and the second quantization information, and the variable section. Selecting means for switching and selecting one of the output from the adding means and the linear quantization information according to the linear / non-linear quantization switching signal decoded by the long decoding unit and transmitted together with the image data. Means for multiplying the output from the above and the quantized data, and only when the linear / non-linear quantization switching signal indicates non-linear quantization, the output from the above-mentioned multiplication means is output by the first quantization information. And a shift means for shifting by a defined bit, wherein the multiplying means comprises three stages of adders.
【0115】[0115]
【作用】量子化特性を非線形な数列の値に変換し、この
非線形な数列の値への変換方法を適切に選択する。The quantizing characteristic is converted into the value of the non-linear sequence, and the conversion method to the value of the non-linear sequence is appropriately selected.
【0116】このとき、段数の少ない乗算器とシフト演
算とだけで量子化及び逆量子化を行う。At this time, the quantization and the dequantization are performed only by the multiplier having a small number of stages and the shift operation.
【0117】また、加算とシフト演算とだけで量子化及
び逆量子化を行う。Quantization and dequantization are performed only by addition and shift operations.
【0118】[0118]
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、表
及び図面を参照しながら説明する。The preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the tables and the drawings.
【0119】本発明の第1の実施例では、量子化情報の
内の2のべき乗の指数を表現するための値を第1の量子
化情報、2のべき乗値に乗算される係数に相当する値を
第2の量子化情報として、2のべき乗値と上記係数との
乗算値を用いて表される非線形の数列の量子化特性(QUA
NT) に基づいて量子化又は逆量子化を行う。よって、上
記第1の量子化情報にk、上記第2の量子化情報に(i
/2+j)を用いた場合には、下記の(1)式より量子
化特性QUANT を求めることができる。この量子化特性を
用いて、画像信号の符号化装置では符号化を行い、画像
信号の復号化装置では復号化を行う。In the first embodiment of the present invention, the value for expressing the exponent of power of 2 in the quantized information corresponds to the coefficient of the first quantized information and the power of 2 multiplied. The value of the second quantization information is used as the second quantization information, and the quantization characteristic (QUA) of the non-linear sequence represented by the multiplication value of the power of 2 and the above coefficient is used.
Quantization or dequantization based on NT). Therefore, k is added to the first quantized information and (i is added to the second quantized information).
When / 2 + j) is used, the quantization characteristic QUANT can be obtained from the following equation (1). Using this quantization characteristic, the image signal encoding device performs encoding, and the image signal decoding device performs decoding.
【0120】 QUANT= (i/2+j )×2k +α ・・・(1) (α=2(k+2) −4) 上記(1)式中のj及びkは正の整数であり、i は0又
は1で表される値である。QUANT = (i / 2 + j) × 2 k + α (1) (α = 2 (k + 2) -4) j and k in the above formula (1) are positive integers, i Is a value represented by 0 or 1.
【0121】ここで、上記MPEG方式により符号化さ
れたビットストリームには可変長符号化コードが含まれ
るので、途中から復号化する場合には、発生し得る全て
の可変長符号化コードが発生しても、一意に解読できる
特別のコードが必要となる。上記ビットストリーム中で
は、23個以上の0が続くコードが特別のコードであ
る。従って、その他の可変長符号化コードのどのような
組合せにおいても、0が23個以上続くことがないよう
に、その他の可変長符号化コードを制限するために、量
子化特性は量子化情報の全ビットが同時に0であること
を禁止している。Here, since the variable length coded code is included in the bit stream coded by the MPEG system, all the variable length coded codes that may occur are generated when decoding is performed from the middle. However, a special code that can be uniquely decrypted is required. In the above bit stream, a code in which 23 or more 0s are consecutive is a special code. Therefore, in order to prevent 23 or more 0s from continuing in any combination of other variable-length coded codes, the quantization characteristic is set to the quantization information of the quantization information in order to limit the other variable-length coded codes. It is prohibited that all bits are 0 at the same time.
【0122】(1)式で表現される数列は、上記量子化
情報kを固定化して考えれば2のべき乗を公差とする等
差数列であり、上記量子化情報jで表現される個数をp
とすれば、その公差は2×p個単位で切り換わる。The sequence represented by the equation (1) is an arithmetic sequence having a power of 2 as a tolerance when the quantization information k is fixed, and the number represented by the quantization information j is p.
Then, the tolerance is switched in units of 2 × p.
【0123】次に、(1)式で表すことができる量子化
特性を表8に示す。Next, Table 8 shows the quantization characteristics that can be expressed by the equation (1).
【0124】[0124]
【表8】 [Table 8]
【0125】表8では、量子化情報として、kが2ビッ
ト、jが2ビット、iが1ビットの合計5ビットを示し
ており、また、その量子化情報に対応する量子化特性の
10進数値及び2進数値を表示している。上記量子化情
報の5ビットは最上位ビットから(Q1 Q2 Q3 Q4 Q5)と
し、最初の2ビットの量子化情報k(Q1 Q2) を(1)式
中の2のべき乗の指数を表現するための値である第1の
量子化情報、残りの2ビットの量子化情報j(Q3 Q4) 及
び1ビットの量子化情報i(Q5)を(1)式中の2のべき
乗値に乗算される係数に相当する値である第2の量子化
情報としている。In Table 8, as the quantization information, k is 2 bits, j is 2 bits, and i is 1 bit, which is a total of 5 bits, and the quantization characteristic corresponding to the quantization information is a decimal number. Numerical values and binary values are displayed. The 5 bits of the above quantization information are set to (Q1 Q2 Q3 Q4 Q5) from the most significant bit, and the first 2 bits of quantization information k (Q1 Q2) express the exponent of 2 in the equation (1). The first quantized information, which is the value of, the remaining 2-bit quantized information j (Q3 Q4) and 1-bit quantized information i (Q5) are multiplied by the power of 2 in the equation (1). The second quantized information is a value corresponding to the coefficient.
【0126】また、Xで示される8個単位の量子化特性
のグループは等差数列をなしており、上記8個単位のグ
ループが切り換わるときに公差が変更される。表8に示
す非線形な数列を用いる場合には、(1)式により量子
化情報の変換を一意に定められるので、量子化幅を
(1)式で表すことができる値で表現することによっ
て、その変換表を記憶しておくためのメモリ等が不必要
になる。Further, the group of 8 units of quantization characteristics represented by X forms an arithmetic progression, and the tolerance is changed when the group of 8 units is switched. When the non-linear sequence shown in Table 8 is used, the conversion of the quantization information can be uniquely determined by the expression (1). Therefore, by expressing the quantization width with a value that can be expressed by the expression (1), A memory or the like for storing the conversion table becomes unnecessary.
【0127】上記量子化情報k、j、iで示す5ビット
は、量子化特性の1から31までの値を送るのに必要な
ビット数であるので、従来の量子化特性を求める方法と
本発明による量子化特性を求める方法とを用いる画像信
号の符号化装置及び復号化装置においては、互換性を保
つことができる。Since the 5 bits indicated by the quantization information k, j, and i are the number of bits required to send the values 1 to 31 of the quantization characteristic, the conventional method for determining the quantization characteristic and the The compatibility can be maintained in the image signal encoding apparatus and the image signal decoding apparatus using the method for obtaining the quantization characteristic according to the present invention.
【0128】また、表8では、上述のように量子化特性
のグループをXとして表している。それぞれのグループ
の初期値をαとすれば、αとXとにより量子化特性はα
+X×2n (nは自然数)と表すことができる。これに
より、上記8個単位のグループは先頭から0+X、4+
2X、12+4X、28+8Xで表される。Further, in Table 8, the group of quantization characteristics is represented as X as described above. If the initial value of each group is α, the quantization characteristic is α by α and X.
It can be expressed as + X × 2 n (n is a natural number). As a result, the group of 8 units is 0 + X, 4+ from the beginning.
It is represented by 2X, 12 + 4X, 28 + 8X.
【0129】次に、表8に示すような非線形な数列への
変換により量子化特性を再生する画像信号の復号化装置
内の量子化特性再生回路の概略構成を図1に示す。Next, FIG. 1 shows a schematic configuration of a quantization characteristic reproducing circuit in the image signal decoding apparatus for reproducing the quantization characteristic by converting into a non-linear sequence as shown in Table 8.
【0130】上記Xの数列は、上記量子化情報(Q3 Q4 Q
5)の値をシフト器110に入力し、量子化情報 (Q1 Q2)
の値を用いてシフトすることにより、X×2n (nは自
然数)を表現することができる。即ち、上記量子化情報
(Q1 Q2) が(0 0) であるならば0ビット、(0 1) である
ならば1ビット分、(1 0) であるならば2ビット分、(1
1) であるならば3ビット分、上記量子化情報(Q3 Q4 Q
5)はシフトされる。The sequence of X is the quantization information (Q3 Q4 Q
Input the value of 5) to the shifter 110, and quantize information (Q1 Q2)
By shifting using the value of, X × 2 n (n is a natural number) can be expressed. That is, the quantization information
If (Q1 Q2) is (0 0) 0 bits, if it is (0 1) 1 bit, if it is (1 0) 2 bits, (1
If 1), 3 bits worth of the above quantization information (Q3 Q4 Q
5) is shifted.
【0131】ここで、表9に、テーブル部111に入力
される上記量子化情報(Q1 Q2) の値と、上記テーブル部
111で変換されて出力する値S1と、上述したように
上記テーブル部111内で順次読み出される値S2との
関係を示す。Here, in Table 9, the value of the quantization information (Q1 Q2) input to the table unit 111, the value S1 converted and output by the table unit 111, and the table unit as described above. The relationship with the value S2 sequentially read in 111 is shown.
【0132】[0132]
【表9】 [Table 9]
【0133】また、図2には、図1中のシフト器110
の概略的な構成を示す。各ANDゲート121〜132
に入力される上記量子化情報(Q3 Q4 Q5)が、シフト量生
成部120で上記量子化情報(Q1 Q2) に基づいて生成さ
れたシフト量に応じて切り換えられ、さらに、ORゲー
ト133、136、EX.ORゲート134、135を介
すことにより、量子化情報はビット0出力端子b[0]
〜ビット5出力端子b[5]に出力される。Further, FIG. 2 shows the shifter 110 in FIG.
2 shows a schematic configuration of. AND gates 121 to 132
The quantized information (Q3 Q4 Q5) input to the switch is switched according to the shift amount generated based on the quantized information (Q1 Q2) in the shift amount generation unit 120, and further, the OR gates 133 and 136. , EX. OR gates 134 and 135 are used to transfer the quantized information to the bit 0 output terminal b [0].
~ Bit 5 is output to the output terminal b [5].
【0134】また、量子化情報(Q1 Q2) に従って、順次
読み出される値0、4、12、28をテーブル部111
中に用意し、上記読み出された値の上位3ビットと上記
X×2n (nは自然数)の上位3ビットとを加算器11
2で加算する。さらに、その加算された値の4ビットと
上記値X×2n の下位3ビットとにより7ビットの量子
化特性QUANT を再生することができる。Further, the values 0, 4, 12, 28 which are sequentially read out are stored in the table unit 111 in accordance with the quantization information (Q1 Q2).
The upper 3 bits of the read value and the upper 3 bits of the above X × 2 n (n is a natural number) are prepared in an adder 11
Add 2 Further, the 7-bit quantization characteristic QUANT can be reproduced by the 4 bits of the added value and the lower 3 bits of the value X × 2 n .
【0135】上述のような非線形の量子化特性を求める
ための構成回路は、従来の表7に示す非線形の量子化特
性を求めるための構成回路に比べて非常に小さい。これ
は、従来の非線形の量子化特性には規則性がなく、全て
テーブルを参照することにより、多くのゲート数が必要
となるためである。The constituent circuit for obtaining the nonlinear quantization characteristic as described above is much smaller than the conventional constituent circuit for obtaining the nonlinear quantization characteristic shown in Table 7. This is because the conventional non-linear quantization characteristic has no regularity, and a large number of gates are required by referring to all the tables.
【0136】さらに、このようにして得られた量子化特
性に、量子化された画像データ(量子化データ)として
の変換係数を乗算することにより、逆量子化を行うわけ
である。この場合、上記表8から明らかなように、7ビ
ット中の4ビットが有効ビットであるので、この量子化
特性と画像信号の量子化データ(量子化データ)として
の変換係数との乗算時には、3段の加算器を用いて乗算
を行うことができる。Further, inverse quantization is performed by multiplying the quantization characteristic thus obtained by the conversion coefficient as the quantized image data (quantized data). In this case, as is apparent from Table 8 above, since 4 bits out of 7 bits are effective bits, at the time of multiplication of this quantization characteristic and the transform coefficient as the quantized data (quantized data) of the image signal, Multiplication can be performed using a three-stage adder.
【0137】次に、画像信号の符号化装置及び復号化装
置内の逆量子化回路の概略的な構成を図3に示す。テー
ブル部141に入力される量子化情報(Q1 Q2) は、表1
0に示す値S3に変換されて加算器140に送られる。Next, FIG. 3 shows a schematic configuration of an inverse quantization circuit in the image signal encoding apparatus and the image decoding apparatus. The quantization information (Q1 Q2) input to the table unit 141 is shown in Table 1.
The value is converted to a value S3 indicated by 0 and sent to the adder 140.
【0138】[0138]
【表10】 [Table 10]
【0139】この加算器140では、上記値S3と上記
量子化情報 (Q3 Q4 Q5) とが加算され、この加算された
値は信号切換器144に送られる。また、この信号切換
器144には、線形量子化を行うための量子化情報(Q1
Q2 Q3 Q4 Q5)及び非線形量子化を行う際の量子化情報の
最上位ビットとなる0が入力されている。さらに、信号
切換器144には、線形量子化を行うか、又は非線形量
子化を行うかを選択する線形/非線形量子化切換信号が
入力されている。In the adder 140, the value S3 and the quantized information (Q3 Q4 Q5) are added, and the added value is sent to the signal switch 144. In addition, the signal switching unit 144 is provided with quantization information (Q1
Q2 Q3 Q4 Q5) and 0, which is the most significant bit of quantization information when performing non-linear quantization, are input. Further, the signal switching unit 144 is input with a linear / non-linear quantization switching signal for selecting whether to perform linear quantization or non-linear quantization.
【0140】但し、ここでいう線形量子化とは、量子化
情報の2進数値として表した値と量子化幅(ステップサ
イズ)との対応関係が線形であることをいい、非線形量
子化とは、量子化情報の2進数値として表した値と量子
化幅との対応関係が非線形であることをいう。However, the linear quantization mentioned here means that the correspondence between the value expressed as a binary value of the quantization information and the quantization width (step size) is linear, and the non-linear quantization is , That the correspondence between the value represented as a binary value of the quantization information and the quantization width is non-linear.
【0141】この信号切換器144において、線形/非
線形量子化切換信号によって線形量子化が選択された場
合には、線形量子化を行うための量子化情報(Q1 Q2 Q3
Q4 Q5)が選択されて乗算器142に送られる。しかし、
線形/非線形量子化切換信号によって非線形量子化が選
択された場合には、加算器140からの4ビットの量子
化情報と量子化情報の最上位ビットとなる0とが選択さ
れて乗算器142に送られる。乗算器142では、入力
された量子化情報にnビットの変換係数を乗算し、この
乗算された値はシフト器143に出力される。In this signal switch 144, when linear quantization is selected by the linear / non-linear quantization switching signal, the quantization information (Q1 Q2 Q3
Q4 Q5) is selected and sent to the multiplier 142. But,
When the non-linear quantization is selected by the linear / non-linear quantization switching signal, the 4-bit quantization information from the adder 140 and 0 which is the most significant bit of the quantization information are selected and the multiplier 142 is selected. Sent. The multiplier 142 multiplies the input quantized information by an n-bit transform coefficient, and outputs the multiplied value to the shifter 143.
【0142】このシフト器143には、量子化情報(Q1
Q2) 及び上記線形/非線形量子化切換信号が入力されて
いる。よって、シフト器143において、上記線形/非
線形量子化切換信号によって線形量子化が選択された場
合には、上記乗算器142からの出力を、そのまま再生
用データとして出力される。しかし、線形/非線形量子
化切換信号によって非線形量子化が選択された場合に
は、入力されている量子化情報(Q1 Q2) に基づいて得ら
れる、表11に示すシフト量で、上記乗算器142から
の出力がシフトされ、再生用データとして出力される。The shifter 143 has a quantization information (Q1
Q2) and the linear / non-linear quantization switching signal are input. Therefore, in the shifter 143, when the linear quantization is selected by the linear / non-linear quantization switching signal, the output from the multiplier 142 is directly output as the reproduction data. However, when the non-linear quantization is selected by the linear / non-linear quantization switching signal, the multiplier 142 has the shift amount shown in Table 11 obtained based on the inputted quantization information (Q1 Q2). Output is shifted and output as reproduction data.
【0143】[0143]
【表11】 [Table 11]
【0144】尚、表11において、線形/非線形量子化
切換信号によって線形量子化が選択されるときの量子化
情報(Q1 Q2) の値は、どのような組合せであってもシフ
ト量には関係しないことを示す。In Table 11, the value of the quantization information (Q1 Q2) when the linear quantization is selected by the linear / non-linear quantization switching signal is related to the shift amount in any combination. Indicates not to.
【0145】上記量子化データを逆量子化したときのデ
ータの再生値をA、量子化データとしての変換係数をCo
eff 、量子化幅をSPとすると、再生値Aは以下の
(2)式で表すことができる。 A=Coeff ×SP =Coeff × (2×QUANT)・・・(2)A is the reproduction value of the data when the quantized data is inversely quantized, and Co is the conversion coefficient as the quantized data.
When the eff and the quantization width are SP, the reproduction value A can be expressed by the following equation (2). A = Coeff × SP = Coeff × (2 × QUANT) (2)
【0146】ここで、非線形量子化が選択された場合に
は、上記量子化特性QUANT を求める(2)式を以下のよ
うに変形する。 QUANT= ( (i/2+j) +(4−4/2k ) ) ×2k ・・・(3) この(3)式中の (i/2+j) は上記加算器140に
入力される第2の量子化情報(Q3 Q4 Q5) に対応してお
り、(4−4/2k ) は上記テーブル部141からの出
力に対応しており、2k は上記シフト器143における
シフト量を示している。従って、上記再生値Aは次の
(4)式で示される。Here, when the non-linear quantization is selected, the equation (2) for obtaining the above-mentioned quantization characteristic QUANT is modified as follows. QUANT = ((i / 2 + j) + (4-4 / 2 k)) × 2 k ··· (3) The (3) where the (i / 2 + j) is a second input to the adder 140 Corresponding to the quantization information (Q3 Q4 Q5), (4-4 / 2 k ) corresponds to the output from the table unit 141, and 2 k indicates the shift amount in the shifter 143. There is. Therefore, the reproduction value A is expressed by the following equation (4).
【0147】 A=Coeff ×((i/2+j) +( 4−4/2k ))×2(k+1) ・・(4)A = Coeff × ((i / 2 + j) + (4-4 / 2 k )) × 2 (k + 1) ·· (4)
【0148】上記再生値Aを求めるための上記シフト器
143の構成は簡単なものであり、上記乗算器142は
変換係数のnビットと切換器144からの出力データの
4ビット及び最上位ビットとを乗算することができる比
較的段数の低いもので十分である。The structure of the shifter 143 for obtaining the reproduction value A is simple, and the multiplier 142 uses n bits of the conversion coefficient and 4 bits and the most significant bit of the output data from the switch 144. A relatively low number of stages that can be multiplied by is sufficient.
【0149】ここで、上述した第1の実施例において
は、量子化特性の取り得る最大値は56.0であり、量
子化幅は112である。しかし、実際の画像において
は、例えばホワイトノイズが入力された場合などは、さ
らに大きい量子化特性が必要となる。これに対しては、
第2の実施例として後述する2つの方法により対処する
ことができる。Here, in the above-described first embodiment, the maximum value that the quantization characteristic can take is 56.0, and the quantization width is 112. However, in an actual image, for example, when white noise is input, a larger quantization characteristic is required. For this,
As a second embodiment, it can be dealt with by two methods described later.
【0150】第1の方法は、量子化情報が”0000
0”(2進数表現)のときには、この量子化情報は現在
未使用であるため、この量子化情報が”00000”の
ときに量子化特性に64、96、128などの値を割り
当てて、処理を行う方法である。量子化特性が64又は
128に割り当てられるときは、逆量子化における乗算
においてシフト器でシフトを行うのみで済むため、処理
が容易である。また量子化特性が96に割り当てられる
ときも、加算器が1段だけでよいので、同様に処理が容
易である。In the first method, the quantization information is "0000".
When it is 0 ”(binary representation), this quantization information is currently unused, so when this quantization information is“ 00000 ”, values such as 64, 96, and 128 are assigned to the quantization characteristic and processing is performed. When the quantization characteristic is assigned to 64 or 128, the processing is easy because the shifter only needs to perform the shift in the multiplication in the inverse quantization, and the quantization characteristic is assigned to 96. In this case, the number of adders is only one, and the processing is similarly easy.
【0151】第2の方法は、量子化情報が”0000
0”(2進数表現)を使用するときには長いゼロ列を発
生する可能性があるため、量子化情報が”11111”
のときに量子化特性に64、96、128などの値を割
り当てて、処理を行う方法である。In the second method, the quantization information is "0000".
When using 0 "(binary number representation), a long zero sequence may occur, so the quantization information is" 11111 ".
At this time, a value such as 64, 96, or 128 is assigned to the quantization characteristic and the processing is performed.
【0152】さらに、第3の実施例として、28+8X
で示される4番目のグループのシフト量を大きく変更す
る場合の量子化特性を表12に示す。Furthermore, as a third embodiment, 28 + 8X
Table 12 shows the quantization characteristics in the case where the shift amount of the fourth group indicated by is largely changed.
【0153】[0153]
【表12】 [Table 12]
【0154】表12の28+16Xで示す4番目のグル
ープの量子化情報は、上記量子化情報kにより示される
シフト量の最大値を、この量子化情報kの連続性を無視
して意識的に大きく設けることによって求められる。こ
れにより、量子化特性の取り得る最大値が84.0にな
る。この値は、ホワイトノイズなどの特殊な入力に対し
ても、十分に対応することができる値である。また、こ
の方法は、最大値まで連続した量子化特性を用意するこ
とができるため、符号化の制御を行うときにも好ましい
方法である。また、この第3の実施例においても、上記
第1の実施例と同様に、量子化情報が”00000”と
なることを禁止する。In the quantized information of the fourth group indicated by 28 + 16X in Table 12, the maximum value of the shift amount indicated by the quantized information k is intentionally increased by ignoring the continuity of the quantized information k. Required by setting. As a result, the maximum value that the quantization characteristic can take is 84.0. This value is a value that can sufficiently deal with a special input such as white noise. This method is also a preferable method for controlling the encoding because it is possible to prepare continuous quantization characteristics up to the maximum value. Also in the third embodiment, as in the first embodiment, the quantization information is prohibited from being "00000".
【0155】次に、表12に示すような非線形な数列へ
の変換により量子化特性を再生する画像信号復号化装置
内の量子化特性再生回路の概略構成を図4に示す。Next, FIG. 4 shows a schematic structure of a quantization characteristic reproducing circuit in the image signal decoding apparatus which reproduces the quantization characteristic by converting into a non-linear sequence as shown in Table 12.
【0156】上記量子化情報(Q3 Q4 Q5)をシフト器15
0に入力し、量子化情報 (Q1 Q2)の値を用いてシフトす
ることにより、X×2n (nは自然数)を表現すること
ができる。即ち、上記量子化情報(Q1 Q2) が(0 0) であ
るならば0ビット分、(0 1)であるならば1ビット分、
(1 0) であるならば2ビット分、(1 1) であるならば4
ビット分、上記量子化情報(Q3 Q4 Q5)はシフトされる。The quantized information (Q3 Q4 Q5) is transferred to the shifter 15
It is possible to express X × 2 n (n is a natural number) by inputting 0 and shifting using the value of the quantization information (Q1 Q2). That is, if the quantized information (Q1 Q2) is (0 0), it is 0 bit, if it is (0 1), it is 1 bit,
2 bits for (1 0), 4 for (1 1)
The quantization information (Q3 Q4 Q5) is shifted by a bit.
【0157】図5には、図4中のシフト器150の概略
的な構成を示す。各ANDゲート161〜172に入力
される上記量子化情報(Q3 Q4 Q5)が、シフト量生成部1
60で上記量子化情報(Q1 Q2) に基づいて生成されたシ
フト量に応じて切り換えられ、さらに、ORゲート17
3、175、176、EX.ORゲート174を介すこと
により、量子化情報はビット0出力端子b[0]〜ビッ
ト6出力端子b[6]に出力される。FIG. 5 shows a schematic structure of the shifter 150 shown in FIG. The quantization information (Q3 Q4 Q5) input to each AND gate 161 to 172 is the shift amount generation unit 1
At 60, switching is performed according to the shift amount generated based on the quantization information (Q1 Q2), and the OR gate 17
3,175,176, by the intervention of the E X. OR gate 174, the quantization information is outputted to the bit 0 output terminal b [0] ~ bit 6 output terminal b [6].
【0158】量子化情報(Q1 Q2) に従って、順次読み出
される値0、4、12、28をテーブル部151中に用
意し、上記読み出された値の上位4ビットと上記X×2
n (nは自然数)の上位4ビットとを加算器152で加
算する。さらに、その加算された値の5ビットと上記値
X×2n の下位3ビットとにより8ビットの量子化特性
QUANT を再生することができる。上記テーブル部151
から順に読み出される値は、上記第1の実施例と同様の
表9に示される値である。Values 0, 4, 12, and 28 to be sequentially read out are prepared in the table 151 in accordance with the quantized information (Q1 Q2), and the upper 4 bits of the read out value and the above X × 2.
The adder 152 adds the upper 4 bits of n (n is a natural number). Furthermore, by using 5 bits of the added value and the lower 3 bits of the value X × 2 n , a quantization characteristic of 8 bits is obtained.
QUANT can be played. The table section 151
The values sequentially read from are the values shown in Table 9 similar to the first embodiment.
【0159】次に、画像信号の符号化装置及び復号化装
置内の逆量子化回路の概略的な構成を図6に示す。テー
ブル部181に入力される量子化情報 (Q1 Q2)は、表1
3に示す値S4に変換されて加算器180に送られる。Next, FIG. 6 shows a schematic configuration of an inverse quantization circuit in the image signal encoding device and the image signal decoding device. The quantization information (Q1 Q2) input to the table unit 181 is shown in Table 1
3 is converted into a value S4 and sent to the adder 180.
【0160】[0160]
【表13】 [Table 13]
【0161】上記加算器180では、上記テーブル部1
81からの値S4と上記量子化情報(Q3 Q4 Q5)とが加算
され、乗算器182でnビットの変換係数により乗算さ
れる。この乗算された値は、シフト器183で上記量子
化情報(Q1 Q2) に基づいてシフトされることにより、画
像データの再生が行われる。尚、この第3の実施例にお
ける逆量子化回路の乗算器182からの発生ビット数
と、上述した第1の実施例における逆量子化回路の乗算
器142からの発生ビット数とは異なる。In the adder 180, the table unit 1
The value S4 from 81 and the quantized information (Q3 Q4 Q5) are added and multiplied by the n-bit conversion coefficient in the multiplier 182. The multiplied value is shifted by the shifter 183 based on the quantized information (Q1 Q2) to reproduce the image data. The number of bits generated from the multiplier 182 of the inverse quantization circuit in the third embodiment is different from the number of bits generated from the multiplier 142 of the inverse quantization circuit in the first embodiment described above.
【0162】よって、第3の実施例における量子化情報
kが0、1、又は2の値を持つときの画像データの再生
値Aは、上記(4)式により求められるが、量子化情報
kが3の値を持つときの画像データの再生値Aは、
(5)式から求められる。 A=Coeff ×((i/2+j) +1.75)×25 ・・・(5)Therefore, the reproduction value A of the image data when the quantized information k in the third embodiment has a value of 0, 1, or 2, the quantized information k can be obtained by the above equation (4). When A has a value of 3, the reproduction value A of the image data is
It is obtained from the equation (5). A = Coeff × ((i / 2 + j) +1.75) × 2 5 (5)
【0163】上記再生値Aを求めるための上記シフト器
183の構成は簡単なものであり、上記乗算器182は
変換係数のnビットと加算器180からの出力データの
5ビットとを乗算することができる比較的段数の低いも
ので十分である。The structure of the shifter 183 for obtaining the reproduction value A is simple, and the multiplier 182 multiplies n bits of the conversion coefficient by 5 bits of the output data from the adder 180. It is sufficient that the number of steps is relatively low.
【0164】次に、第4の実施例を説明する。本発明の
画像信号の符号化方法では、下記の(6)式で表現され
る量子化特性QUANT により、画像信号を量子化する。Next, a fourth embodiment will be described. In the image signal encoding method of the present invention, the image signal is quantized by the quantization characteristic QUANT represented by the following equation (6).
【0165】QUANT =2(m-1) +α1 ×2(m-2) +α2
×2(m-3) +・・+αn ×2(m-n-1)・・・(6) ここで、mは所望の量子化特性を表すのに必要なべき数
値(整数)、αi (i=1〜n)は0又は1で表される
値、nは量子化特性の精度を表す、予め定められた整数
値である。QUANT = 2 (m-1) + α 1 × 2 (m-2) + α 2
× 2 (m-3) + ·· + α n × 2 (mn-1) (6) Here, m is a numerical value (integer) necessary to represent a desired quantization characteristic, α i ( i = 1 to n) is a value represented by 0 or 1, and n is a predetermined integer value representing the accuracy of the quantization characteristic.
【0166】この第4の実施例においては、(6)式の
具体的な例として、べき数値mは0から7までの整数、
量子化特性の精度nは2で表現される値により、信号を
量子化する。上記(6)式では、べき数値mの代わり
に、(m−1)を用いているが、本質的には同じであ
る。In the fourth embodiment, as a concrete example of the expression (6), the power value m is an integer from 0 to 7,
The precision n of the quantization characteristic is a value represented by 2, and the signal is quantized. In the above formula (6), (m-1) is used instead of the power value m, but they are essentially the same.
【0167】上記(6)式で表すことができる量子化特
性を表14に示す。Table 14 shows the quantization characteristics that can be expressed by the equation (6).
【0168】[0168]
【表14】 [Table 14]
【0169】このように、表14に示す非線形な数列を
用いる場合には、(6)式でマッピングを一意に定めら
れるので、そのマッピングを記憶しておくメモリが不必
要になる。As described above, when the non-linear sequence of numbers shown in Table 14 is used, since the mapping can be uniquely determined by the expression (6), a memory for storing the mapping becomes unnecessary.
【0170】さらに、表14の非線形な数列へのマッピ
ングを用いる場合には、(6)式中の量子化情報を送る
ために、以下の符号を伝送する。先ず、量子化情報mを
送るためには、0から7までの整数を送る必要があるの
で、3ビットが必要である。さらに、量子化情報α1 と
α2 とを送るためには、それぞれ1ビットずつ必要なの
で、全体で5ビットが必要となる。この5ビットは、1
から31の値を送るのに必要なビット数なので、ちょう
ど対応がとれており、従来の量子化特性と本発明の量子
化特性との両方を採用するシステムでのコンパチビリテ
ィがとれる。Further, in the case of using the mapping to the non-linear sequence of Table 14, the following codes are transmitted to send the quantization information in the equation (6). First, since it is necessary to send an integer from 0 to 7 in order to send the quantized information m, 3 bits are required. Furthermore, in order to send the quantized information α 1 and α 2 , one bit is required for each, so that a total of 5 bits are required. These 5 bits are 1
Since the number of bits required to send the values from 1 to 31 is just correct, compatibility is achieved in a system that employs both the conventional quantization characteristic and the quantization characteristic of the present invention.
【0171】ここで、上記5ビットの量子化情報(Q1 Q
2 Q3 Q4 Q5) の構成の一例を示す。最初の3ビット(Q1
Q2 Q3)を2進数を用いて量子化情報mを表し、次に1ビ
ットずつ(Q4 Q5) で、量子化情報α1 、α2 を表す。Here, the 5-bit quantization information (Q1 Q
An example of the configuration of 2 Q3 Q4 Q5) is shown. First 3 bits (Q1
Q2 Q3) represents the quantized information m using a binary number, and then bit by bit (Q4 Q5) represents the quantized information α 1 and α 2 .
【0172】 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 :5ビット Q1 Q2 Q3 :000−111:量子化情報m Q4 :0 or 1 :量子化情報α1 Q5 :0 or 1 :量子化情報α2 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5: 5-bit Q1 Q2 Q3: 000-111: Quantization information m Q4: 0 or 1: Quantization information α 1 Q5: 0 or 1: Quantization information α 2
【0173】次に、表14の非線形な数列へのマッピン
グを用いる場合の逆量子化を考える。表14の非線形な
数列を2進数に展開すると、同時に1が立つビットは3
個しかない。このため、加算は最大2回であり、加算器
(アダー)が2個で構成できる。また、1が立つビット
はランダムではなく、必ず連続しているので、2段の加
算器(アダー)の後で、シフト器によって所望の位置ま
でシフトすればよい。このような本発明の逆量子化の回
路を図7に示す。本発明の逆量子化装置は、2個の加算
器(フルアダー)190、191とシフト器192とで
構成されている。このシフト器192では、(Q1 Q2 Q3)
の値によって表15に示されるビット数だけ左にシフト
を行う。このとき、LSBには、0を埋める。Next, consider the inverse quantization in the case of using the mapping to the non-linear sequence of Table 14. When the non-linear sequence of Table 14 is expanded to a binary number, the number of bits in which 1 is set is 3
There is only one. Therefore, the maximum number of additions is two, and the number of adders (adders) can be two. Further, since the bits in which 1 is set are not random but are always continuous, it is sufficient to shift to a desired position by the shifter after the two-stage adder (adder). Such an inverse quantization circuit of the present invention is shown in FIG. The dequantization device of the present invention is composed of two adders (full adders) 190 and 191 and a shifter 192. In this shifter 192, (Q1 Q2 Q3)
The value is shifted to the left by the number of bits shown in Table 15. At this time, 0 is filled in the LSB.
【0174】ここに、具体的な例を示す。例えば、量子
化幅が20、DCT係数が100のときに、このDCT
係数を量子化する場合を説明する。このとき、量子化特
性は5となり、この値を9ビツトで符号化すると、”0
00000101”に符号化され、伝送される。また、
量子化幅20は、本発明の方法で5ビツトに符号化する
と、20=16+4、16=24 、4=22 なので、m
=5、α1=0、α2=1となり、5ビツトの符号
は、”10101”となる。A specific example is shown here. For example, when the quantization width is 20 and the DCT coefficient is 100, this DCT
The case of quantizing the coefficient will be described. At this time, the quantization characteristic becomes 5, and if this value is encoded with 9 bits, it becomes "0".
It is encoded to 00000101 "and transmitted.
When the quantization width 20 is coded into 5 bits by the method of the present invention, 20 = 16 + 4, 16 = 2 4 , 4 = 2 2, so m
= 5, α1 = 0, α2 = 1, and the code of 5 bits is “10101”.
【0175】さて、復号化側では、量子化値(量子化デ
ータ)”000000101”と量子化幅”1010
1”とを受け取ると、これらを逆量子化回路に入力す
る。即ち、図7においてa0 ・・・a8 =”00000
0101”となり、 Q1 Q2 Q3 =”101”:量子化情報m Q4 =”0” Q5 =”1” となる。On the decoding side, the quantized value (quantized data) "000000101" and the quantization width "1010".
When 1 "is received, these are input to the inverse quantization circuit. That is, in FIG. 7, a0 ... a8 =" 0000 ".
0101 "and Q1 Q2 Q3 =" 101 ": quantized information m Q4 =" 0 "Q5 =" 1 ".
【0176】このとき、図7の逆量子化回路では、Q5
=”1”なので、最上段のa0 ・・・a8 は、そのまま
加算器190に入力されるが、Q4=”0”なので、次段
のa0・・・a8 は、0が出力され、加算器190に入
力されない。さらに、3段目のa0 ・・・a8 が、この
加算結果と加えられる。このため、加算結果は”000
000011001”となる。この値は、シフト器19
2に入力され、Q1 Q2 Q3 =”101”に従って2ビツ
トシフトされ、シフト器192からの出力は”0000
01100100”となり、このように量子化値”10
0”が得られる。このシフト器192におけるシフト量
を表15に示し、この具体例におけるシフト量の計算方
法を表16に示す。At this time, in the inverse quantization circuit of FIG.
Since "4" is "1", a0 ... a8 in the uppermost stage is input to the adder 190 as it is, but since Q4 = "0", 0 is output in a0 ... a8 in the next stage. Not entered in 190. Further, a0 ... a8 in the third row is added to this addition result. Therefore, the addition result is "000
0000111001 ". This value corresponds to the shifter 19
2 is input and is shifted by 2 bits according to Q1 Q2 Q3 = "101", and the output from the shifter 192 is "0000".
01100100 ", and thus the quantized value" 10 "
0 "is obtained. The shift amount in the shifter 192 is shown in Table 15, and the calculation method of the shift amount in this specific example is shown in Table 16.
【0177】[0177]
【表15】 [Table 15]
【0178】[0178]
【表16】 [Table 16]
【0179】次に、第5の実施例を説明する。第4の実
施例では、表14に示したように、2進数表示の小数点
以下3位までの精度の量子化特性が定義されるが、量子
化回路の受け付ける量子化特性の精度は、独立に定めら
れる。例えば、一例として、量子化回路の受け付ける量
子化特性の精度が、2進数表示の小数点以下1位までの
場合、表14の量子化特性のうち、精度が高すぎる量子
化特性を示す量子化情報を禁止する。このように制限し
た量子化特性を表17に示す。この第5の実施例では、
禁止された量子化情報を用いることは出来ない。Next, a fifth embodiment will be described. In the fourth embodiment, as shown in Table 14, the quantization characteristic of the precision up to the third decimal place of the binary number is defined, but the precision of the quantization characteristic accepted by the quantization circuit is independent. Determined. For example, as an example, when the precision of the quantization characteristic received by the quantization circuit is up to the first decimal place in the binary number display, the quantization information indicating the quantization characteristic of which the precision is too high among the quantization characteristics in Table 14 is shown. Prohibit Table 17 shows the quantization characteristics thus limited. In this fifth embodiment,
It is not possible to use prohibited quantized information.
【0180】[0180]
【表17】 [Table 17]
【0181】また、精度が高すぎる量子化特性を示す量
子化情報を禁止する代わりに、それらの量子化情報が、
最寄りの受け入れられる精度の量子化特性を表すように
割り当てを変更する場合を第6の実施例とする。これを
表18に示す。表18で、例えば、量子化特性0.5を
表す量子化情報は、”000xx”である。ここで、x
は、don’t careを表し、その位置のビットが
0であっても1であっても構わないことを示す。この第
6の実施例では、第5の実施例のように禁止される量子
化情報はない。Further, instead of prohibiting the quantized information showing the quantized characteristic with too high accuracy, the quantized information is
The case where the assignment is changed so as to represent the quantization characteristic of the nearest acceptable precision is the sixth embodiment. This is shown in Table 18. In Table 18, for example, the quantization information indicating the quantization characteristic of 0.5 is “000xx”. Where x
Represents don't care and indicates that the bit at that position may be 0 or 1. In the sixth embodiment, there is no prohibited quantization information as in the fifth embodiment.
【0182】[0182]
【表18】 [Table 18]
【0183】MPEG方式の符号化されたビットストリ
ーム(bitstream) は、可変長符号化コード(VLC)を
含むので、途中から復号化する場合には、発生し得る全
ての可変長符号化コードに囲まれても、一意に解読でき
る特別のコードが必要である。MPEG方式の符号化さ
れたビットストリームでは、23個以上の0が続くコー
ドが特別のコードであり、このため、その他の可変長符
号化コードのどのような組合せでも、23個以上の0が
続くことがないように、その他の可変長符号化コードが
制限されている。Since the MPEG-coded bit stream includes a variable length coding code (VLC), when decoding from the middle, it is surrounded by all possible variable length coding codes. Even so, a special code that can be uniquely decrypted is required. In an MPEG encoded bitstream, a code that is followed by 23 or more 0s is a special code, so that any combination of other variable length coded codes is followed by 23 or more 0s. As such, other variable length coded codes are restricted.
【0184】このため、0だけで構成される量子化情報
は、なるべく用いられない。従って、表14、17、1
8内の量子化情報”00000”が問題となる。これを
解消するには、例えば、表14においては、”0”と”
1”とを反転することで、あまり用いられないと考えら
れる大きな量子化特性”112”を禁止する。この例を
表19に示す。また、表18の精度を2倍にして、量子
化情報を反転させる場合を表20に示す。Therefore, the quantized information composed of only 0 is not used as much as possible. Therefore, Tables 14, 17, 1
The quantized information "00000" in 8 becomes a problem. To solve this, for example, in Table 14, "0" and "
By inverting 1 ”, the large quantization characteristic“ 112 ”which is considered to be rarely used is prohibited. This example is shown in Table 19. Also, the precision of Table 18 is doubled to quantize information. Table 20 shows the case of inverting.
【0185】[0185]
【表19】 [Table 19]
【0186】[0186]
【表20】 [Table 20]
【0187】次に、量子化情報を用いる際に、線形量子
化と非線形量子化との切り換えが行われる場合の画像信
号の符号化装置及び復号化装置について説明する。Next, a coding device and a decoding device for an image signal when switching between linear quantization and non-linear quantization when using quantization information will be described.
【0188】本発明に係る画像信号の符号化装置の概略
的な構成は、図16に示す従来の符号化装置と同様であ
るが、逆量子化回路60については、図3、図6、図7
に示す概略的な構成の内の何れかの構成を持ち、量子化
回路57については、図8に示す概略的な構成を持つも
のである。The schematic configuration of the image signal coding apparatus according to the present invention is the same as that of the conventional coding apparatus shown in FIG. 16, but the dequantization circuit 60 is shown in FIGS. 7
The quantization circuit 57 has any one of the schematic configurations shown in FIG. 8 and the quantization circuit 57 has the schematic configuration shown in FIG.
【0189】図8の量子化回路57には、図16のDC
T回路56からの信号が入力され、最大係数選択回路2
10に送られる。この最大係数選択回路210では、最
大係数を線形量子化で用いられる最大量子化幅62で除
算して得られる値と量子化レベルの最大値256とを比
較し、上記得られる値が最大量子化幅と同じ、もしくは
最大量子化幅より大きい値であるならば、量子化特性選
択回路211では線形量子化のための量子化特性が選択
される。このとき、量子化特性選択回路211からは線
形量子化が選択されたことを示す量子化選択信号が信号
切換スイッチ212及び図16の可変長符号化回路58
に出力される。よって、信号切換スイッチ212は端子
a側に切り換えられるので、量子化特性選択回路211
からの出力は、信号切換スイッチ212の端子aを介し
て線形量子化回路213に出力される。この線形量子化
回路213では、線形の量子化特性により線形量子化が
行われ、この線形量子化されたデータは可変長符号化回
路58及び逆量子化回路60に出力される。The quantizing circuit 57 shown in FIG.
The signal from the T circuit 56 is input to the maximum coefficient selection circuit 2
Sent to 10. In the maximum coefficient selection circuit 210, the value obtained by dividing the maximum coefficient by the maximum quantization width 62 used in linear quantization is compared with the maximum value 256 of the quantization level, and the obtained value is the maximum quantization. If the value is equal to the width or larger than the maximum quantization width, the quantization characteristic selection circuit 211 selects the quantization characteristic for linear quantization. At this time, a quantization selection signal indicating that linear quantization has been selected from the quantization characteristic selection circuit 211 is a signal changeover switch 212 and the variable length coding circuit 58 of FIG.
Is output to. Therefore, since the signal changeover switch 212 is changed over to the terminal a side, the quantization characteristic selection circuit 211
Is output to the linear quantization circuit 213 via the terminal a of the signal changeover switch 212. The linear quantization circuit 213 performs linear quantization by the linear quantization characteristic, and the linearly quantized data is output to the variable length coding circuit 58 and the inverse quantization circuit 60.
【0190】また、上記可変長符号化回路58には、量
子化特性選択信号と共に量子化幅(スケール)も入力さ
れるので、この可変長符号化回路58では、上記量子化
幅を用いて可変長符号化が行われる。Since the quantization width (scale) is also input to the variable length coding circuit 58 together with the quantization characteristic selection signal, the variable length coding circuit 58 uses the quantization width to change the quantization width. Long encoding is performed.
【0191】これに対して、上記最大係数選択回路21
0での上記得られる値と量子化レベルの最大値との比較
において、上記得られる値が最大量子化幅より小さい値
であるならば、量子化特性選択回路211では非線形量
子化のための量子化特性が選択される。よって、量子化
特性選択回路211からの非線形量子化が選択されたこ
とを示す量子化選択信号が信号切換スイッチ212に出
力され、信号切換スイッチ212は端子b側に切り換え
られる。量子化特性選択回路211からの出力は、信号
切換スイッチ212の端子bを介して非線形量子化回路
214に出力されて、非線形の量子化特性により非線形
量子化が行われる。この非線形量子化されたデータは可
変長符号化回路58及び逆量子化回路60に出力され
る。On the other hand, the maximum coefficient selection circuit 21
In the comparison between the obtained value at 0 and the maximum value of the quantization level, if the obtained value is a value smaller than the maximum quantization width, the quantization characteristic selection circuit 211 uses the quantization for nonlinear quantization. A characterization characteristic is selected. Therefore, the quantization selection signal indicating that the nonlinear quantization is selected from the quantization characteristic selection circuit 211 is output to the signal changeover switch 212, and the signal changeover switch 212 is changed over to the terminal b side. The output from the quantization characteristic selection circuit 211 is output to the nonlinear quantization circuit 214 via the terminal b of the signal changeover switch 212, and nonlinear quantization is performed by the nonlinear quantization characteristic. The non-linear quantized data is output to the variable length coding circuit 58 and the dequantization circuit 60.
【0192】また、線形量子化が行われる場合と同様
に、上記可変長符号化回路58には、量子化特性選択信
号と共に量子化幅も入力されるので、この可変長符号化
回路58では、上記量子化幅を用いて可変長符号化が行
われる。Further, similarly to the case where the linear quantization is performed, since the quantization width is also input to the variable length coding circuit 58 together with the quantization characteristic selection signal, the variable length coding circuit 58 Variable length coding is performed using the quantization width.
【0193】ここで、上記線形/非線形量子化切換信号
は、フレーム単位で切り換わるので、上記線形量子化及
び非線形量子化はフレーム単位で行われる。Here, since the linear / non-linear quantization switching signal is switched in frame units, the linear quantization and non-linear quantization are performed in frame units.
【0194】尚、最大係数選択回路210では、MPE
G方式で規定されている、使用する量子化特性を示すフ
ラグを用いて、線形量子化を行うか、それとも非線形量
子化を行うかを判別することも可能である。In the maximum coefficient selection circuit 210, the MPE
It is also possible to determine whether to perform linear quantization or non-linear quantization by using a flag indicating the quantization characteristic to be used, which is defined by the G method.
【0195】さらに、最大係数選択回路210では、ダ
イナミックレンジを用いて線形量子化もしくは非線形量
子化の何れを行うかを判別することも可能である。Further, the maximum coefficient selection circuit 210 can also determine whether to perform linear quantization or non-linear quantization using the dynamic range.
【0196】また、本発明に係る画像信号の復号化装置
の概略的な構成は、図19に示す従来の復号化装置と同
様であるが、逆量子化回路83については、図3、図
6、図7に示す概略的な構成の内の何れかの構成を持つ
ものである。The schematic configuration of the image signal decoding apparatus according to the present invention is similar to that of the conventional decoding apparatus shown in FIG. 19, but the inverse quantization circuit 83 is shown in FIGS. , Has any one of the schematic configurations shown in FIG.
【0197】上述の実施例は本発明の一例であり、本発
明の要旨を逸脱しない範囲でその他の様々な構成が取り
得ることは勿論である。The above-mentioned embodiment is an example of the present invention, and it goes without saying that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
【0198】[0198]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る画像信号の符号化装置では、画像信号を所定の
予測画像信号を用いて符号化する符号化部と、上記符号
化部で符号化された信号に所定の変換演算を施す変換部
と、線形量子化した際の発生ビット量を評価する評価部
と、上記評価部の評価結果に基づいて量子化の方法を示
す線形/非線形量子化切換信号を生成する切換信号生成
部と、上記切換信号生成部からの線形/非線形量子化切
換信号が線形量子化を示す場合には、上記変換部からの
信号に線形量子化を施す第1の量子化部と、上記切換信
号生成部からの線形/非線形量子化切換信号が非線形量
子化を示す場合には、上記変換部からの信号に、量子化
情報の内の2のべき乗の指数を表現するための値を第1
の量子化情報、2のべき乗値に乗算される係数に相当す
る値を第2の量子化情報として、2のべき乗値と上記係
数との乗算値を用いて表される非線形の量子化特性(QUA
NT)に基づいて量子化を施す第2の量子化部と、上記第
1の量子化部又は第2の量子化部で量子化された信号を
可変長符号化する可変長符号化部とを有して成ることに
より、広範囲で適切な精度の量子化特性で画像データを
量子化又は逆量子化することができる。As is apparent from the above description, in the image signal encoding apparatus according to the present invention, an encoding unit that encodes an image signal using a predetermined predicted image signal, and the encoding unit described above. A conversion unit that performs a predetermined conversion operation on the signal encoded by the above, an evaluation unit that evaluates the amount of generated bits when linearly quantized, and a linear / quantification method that indicates the quantization method based on the evaluation result of the evaluation unit. When the switching signal generation unit that generates a non-linear quantization switching signal and the linear / non-linear quantization switching signal from the switching signal generation unit indicate linear quantization, the signal from the conversion unit is subjected to linear quantization. When the linear / non-linear quantization switching signal from the first quantizing unit and the switching signal generating unit indicates non-linear quantization, the signal from the converting unit is a power of 2 of the quantization information. The first value to express the exponent
Of the non-linear quantization characteristic represented by using the multiplication value of the power value of 2 and the coefficient as the second quantization information, the value corresponding to the coefficient by which the power value of 2 is multiplied. QUA
NT) and a second quantization unit for performing quantization on the basis of (NT), and a variable length coding unit for variable length coding the signal quantized by the first quantization unit or the second quantization unit. By having it, the image data can be quantized or dequantized with a wide range of suitable and accurate quantization characteristics.
【0199】また、本発明に係る画像信号の復号化装置
では、伝送された画像データを可変長復号化する可変長
復号化部と、量子化情報の内の2のべき乗の指数を表現
するための値を第1の量子化情報、2のべき乗値に乗算
される係数に相当する値を第2の量子化情報として、2
のべき乗値と上記係数との乗算により非線形の量子化特
性(QUANT)を再生し、上記可変長復号化部からの量子化
されたデータを上記再生された非線形の量子化特性に基
づいて逆量子化する逆量子化部と、上記逆量子化された
データに所定の演算を施す変換部とを有して成ることに
より、広範囲で適切な精度の量子化特性で画像データを
逆量子化することができる。Further, in the image signal decoding apparatus according to the present invention, the variable length decoding unit for variable length decoding the transmitted image data and the exponent of 2 in the quantized information are expressed. Is used as the first quantization information, and the value corresponding to the coefficient by which the power of 2 is multiplied is used as the second quantization information.
A non-linear quantization characteristic (QUANT) is reproduced by multiplying the exponentiation value and the coefficient, and the quantized data from the variable length decoding unit is inversely quantized based on the reproduced non-linear quantization characteristic. Dequantizing image data with a quantization characteristic of appropriate precision over a wide range by including an inverse quantization unit that converts the image data and a conversion unit that performs a predetermined operation on the dequantized data. You can
【0200】従って、大きい量子化特性が必要な画像を
符号化する場合には十分に大きな量子化特性を用いるこ
とができ、高画質の画像を復号化する場合には十分に小
さな量子化特性を用いることができる。Therefore, a sufficiently large quantization characteristic can be used when encoding an image requiring a large quantization characteristic, and a sufficiently small quantization characteristic can be used when decoding a high quality image. Can be used.
【0201】また、符号化によって発生するビット量を
精度良く制御するための適切な量子化特性を得ることが
できる。Further, it is possible to obtain an appropriate quantization characteristic for controlling the bit amount generated by encoding with high accuracy.
【0202】さらに、量子化特性のための非線形の数列
を記憶する必要がないため、構成回路の規模が増大せ
ず、段数の少ない乗算器とシフト演算だけで量子化及び
逆量子化を行うことができるので、従来の画像信号の符
号化方法、符号化装置、復号化方法及び復号化装置より
乗算器の規模を半減することができる。Further, since it is not necessary to store a non-linear sequence of numbers for the quantization characteristic, the scale of the constituent circuit does not increase, and the quantization and the dequantization are performed only by the multiplier having a small number of stages and the shift operation. Therefore, the scale of the multiplier can be reduced to half that of the conventional image signal encoding method, encoding apparatus, decoding method, and decoding apparatus.
【図1】本発明に係る画像信号の符号化装置及び復号化
装置内の量子化特性再生回路の概略的な構成を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a quantization characteristic reproducing circuit in an image signal encoding apparatus and an image signal decoding apparatus according to the present invention.
【図2】図1におけるシフト器110の概略的な構成を
示す図である。2 is a diagram showing a schematic configuration of a shifter 110 in FIG.
【図3】本発明に係る画像信号の符号化装置及び復号化
装置内の逆量子化回路の概略的な構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an inverse quantization circuit in an image signal encoding apparatus and an image signal decoding apparatus according to the present invention.
【図4】本発明に係る第3の実施例の画像信号の符号化
装置及び復号化装置内の量子化特性再生回路の概略的な
構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a quantization characteristic reproducing circuit in an image signal encoding device and a decoding device of a third embodiment according to the present invention.
【図5】図4におけるシフト器150の概略的な構成を
示す図である。5 is a diagram showing a schematic configuration of a shifter 150 in FIG.
【図6】本発明に係る第3の実施例の画像信号の符号化
装置及び復号化装置内の逆量子化回路の概略的な構成を
示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an inverse quantization circuit in an image signal encoding device and an image signal decoding device according to a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明に係る第4の実施例の画像信号の符号化
装置及び復号化装置内の逆量子化回路の概略的な構成を
示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an inverse quantization circuit in an image signal encoding device and a decoding device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】本発明に係る画像信号の符号化装置内の量子化
回路の概略的な構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a quantization circuit in an image signal encoding apparatus according to the present invention.
【図9】高能率符号化の原理を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the principle of high efficiency encoding.
【図10】画像データを圧縮する場合におけるピクチャ
のタイプを説明する図である。[Fig. 10] Fig. 10 is a diagram for describing picture types in the case of compressing image data.
【図11】動画像信号を符号化する原理を説明する図で
ある。FIG. 11 is a diagram illustrating the principle of encoding a moving image signal.
【図12】画像信号のGOP Structure を表す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a GOP Structure of an image signal.
【図13】画像信号の入力順序、符号化順序、復号化順
序、出力順序を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining an input order, an encoding order, a decoding order, and an output order of image signals.
【図14】従来の画像信号の符号化装置及び復号化装置
の構成例を示すブロック回路図である。FIG. 14 is a block circuit diagram showing a configuration example of a conventional image signal encoding device and image signal decoding device.
【図15】図14のフォーマット変換回路17のフォー
マット変換の動作を説明する図である。15 is a diagram illustrating a format conversion operation of the format conversion circuit 17 of FIG.
【図16】図14のエンコーダ18の構成例を示すブロ
ック回路図である。16 is a block circuit diagram showing a configuration example of an encoder 18 of FIG.
【図17】図16の予測モード切り換え回路52の動作
を説明する図である。17 is a diagram illustrating the operation of the prediction mode switching circuit 52 in FIG.
【図18】図16のDCTモード切り換え回路55の動
作を説明する図である。18 is a diagram for explaining the operation of the DCT mode switching circuit 55 in FIG.
【図19】図14のデコーダ31の構成例を示すブロッ
ク回路図である。19 is a block circuit diagram showing a configuration example of the decoder 31 of FIG.
【図20】従来の非線形量子化回路の概略的な構成を示
す図である。FIG. 20 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional non-linear quantization circuit.
110、143、150、183・・・シフト器 111、141、151、181・・・テーブル部 112、140、152、180・・・加算器 142、182・・・・・・・・・・・乗算器 144・・・・・・・・・・・・・・・信号切換器 190、191・・・・・・・・・・・加算器 192・・・・・・・・・・・・・・・シフト器 210・・・・・・・・・・・・・・・最大係数選択回
路 211・・・・・・・・・・・・・・・量子化特性選択
回路 212・・・・・・・・・・・・・・・信号切換スイッ
チ 213・・・・・・・・・・・・・・・線形量子化回路 214・・・・・・・・・・・・・・・非線形量子化回
路110, 143, 150, 183 ... Shifter 111, 141, 151, 181, ... Table unit 112, 140, 152, 180 ... Adder 142, 182 .... Multiplier 144: Signal switch 190, 191: Adder 192: ...・ ・ ・ Shifter 210 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Maximum coefficient selection circuit 211 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Quantization characteristic selection circuit 212 ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Signal changeover switch 213 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Linear quantization circuit 214 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ Nonlinear quantization circuit
フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平5−66550 (32)優先日 平5(1993)3月25日 (33)優先権主張国 日本(JP)Continuation of the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 5-66550 (32) Priority date Hei 5 (1993) March 25 (33) Priority claim country Japan (JP)
Claims (40)
像信号の符号化方法において、 上記量子化の際には、量子化情報の内の2のべき乗の指
数を表現するための値を第1の量子化情報、2のべき乗
値に乗算される係数に相当する値を第2の量子化情報と
して、2のべき乗値と上記係数との乗算値を用いて表さ
れる非線形の量子化特性(QUANT)に基づいて量子化を行
うことを特徴とする画像信号の符号化方法。1. A method of encoding an image signal for quantizing and encoding an input image signal, wherein at the time of the quantization, a value for expressing an exponent of 2 in the quantization information is expressed as a first value. Non-linear quantization characteristic represented by using the multiplication value of the power value of 2 and the coefficient as the second quantization information, the value corresponding to the coefficient by which the power value of 2 is multiplied. An image signal encoding method characterized by performing quantization based on (QUANT).
現するための値である第1の量子化情報にk、2のべき
乗値に乗算される係数に相当する値である第2の量子化
情報に(i/2+j)を用いることにより量子化特性を
求め、この量子化特性の定数倍を量子化幅とすることを
特徴とする請求項1記載の画像信号の符号化方法。ここ
で、j、kは正の整数であり、iは0又は1で表される
値である。2. A value corresponding to a coefficient by which the first quantized information, which is a value for expressing the exponent of 2 in the quantized information, is multiplied by a power value of k, 2. 2. The image signal coding method according to claim 1, wherein a quantization characteristic is obtained by using (i / 2 + j) for the quantization information of 1. and the quantization width is a constant multiple of the quantization characteristic. Here, j and k are positive integers, and i is a value represented by 0 or 1.
像信号の符号化方法。3. The image signal according to claim 2, wherein the quantization characteristic QUANT is expressed by an equation shown in QUANT = (i / 2 + j) × 2 k +2 (k + 2) −4. Encoding method.
情報より成る上記量子化情報は5ビットの符号で表現さ
れることを特徴とする請求項3記載の画像信号の符号化
方法。4. The method of encoding an image signal according to claim 3, wherein the quantized information composed of the first quantized information and the second quantized information is represented by a 5-bit code. .
特性との関係を、次の表1に表すものとすることを特徴
とする請求項4記載の画像信号の符号化方法。 【表1】 5. The method of encoding an image signal according to claim 4, wherein the relationship between the quantized information k, i, j and the quantized characteristic is expressed in Table 1 below. [Table 1]
きに、連続した4ビットに有効ビットが存在することを
特徴とする請求項5記載の画像信号の符号化方法。6. The method of encoding an image signal according to claim 5, wherein when the quantization characteristic is expressed by a binary number, effective bits are present in 4 consecutive bits.
特性との関係を、次の表2に表すものとすることを特徴
とする請求項4記載の画像信号の符号化方法。 【表2】 7. The method of encoding an image signal according to claim 4, wherein the relationship between the quantized information k, i, j and the quantized characteristic is expressed in Table 2 below. [Table 2]
きに、連続した5ビットに有効ビットが存在することを
特徴とする請求項7記載の画像信号の符号化方法。8. The method of encoding an image signal according to claim 7, wherein when the quantization characteristic is represented by a binary number, effective bits are present in consecutive 5 bits.
現するための値である第1の量子化情報にm、2のべき
乗値に乗算される係数に相当する値である第2の量子化
情報にαi を用いることにより量子化特性を求め、この
量子化特性の定数倍を量子化幅とすることを特徴とする
請求項1記載の画像信号の符号化方法。ここで、mは所
望の量子化特性を表すのに必要なべき数値(整数)、α
i (i=1〜n)は0又は1で表される値である。9. A second value which is a value corresponding to a coefficient by which the first quantized information, which is a value for expressing an exponent of 2 of the quantized information, is multiplied by a power value of m, 2. coding method according to claim 1, the image signal, wherein the Determination quantization characteristics by using alpha i to the quantization information, the constant multiple of the quantization characteristic and the quantization width. Here, m is a numerical value (integer) required to express a desired quantization characteristic, α
i (i = 1 to n) is a value represented by 0 or 1.
・・+αn ×2(m-n-1) に示す式で表されることを特徴とする請求項9記載の画
像信号の符号化方法。ここで、nは量子化特性の精度を
表す、予め定められた整数値である。10. The quantization characteristic QUANT is QUANT = 2 (m-1) + α 1 × 2 (m-2) + α 2 × 2 (m-3) +
The image signal encoding method according to claim 9, wherein the image signal is represented by the equation: + α n × 2 (mn-1) . Here, n is a predetermined integer value that represents the accuracy of the quantization characteristic.
囲を表すのに必要なビット数をLとしたときに、上記第
1の量子化情報及び第2の量子化情報より成る上記量子
化情報は(L+n)ビットの符号で表現されることを特
徴とする請求項10記載の画像信号の符号化方法。11. When the number of bits required to represent the range that the first quantized information m can take is L, the quantized information including the first quantized information and the second quantized information. 11. The image signal encoding method according to claim 10, wherein the encoded information is represented by a code of (L + n) bits.
化情報より成る上記量子化情報は5ビットの符号で表現
されることを特徴とする請求項11記載の画像信号の符
号化方法。12. The method of encoding an image signal according to claim 11, wherein the quantization information composed of the first quantization information and the second quantization information is represented by a 5-bit code. .
特性との関係を、次の表3に表すものとすることを特徴
とする請求項12記載の画像信号の符号化方法。 【表3】 13. The method of encoding an image signal according to claim 12, wherein the relationship between the quantized information m and α i and the quantized characteristic is expressed in Table 3 below. [Table 3]
て符号化し、当該符号化された信号に所定の演算を施す
ことにより得られた信号を量子化し、上記量子化された
信号を可変長符号化する画像信号の符号化方法におい
て、 線形量子化した際の発生ビット量を評価し、この評価結
果に基づいて量子化の方法を示す線形/非線形量子化切
換信号を生成し、この線形/非線形量子化切換信号が非
線形量子化を示す場合には、量子化情報の内の2のべき
乗の指数を表現するための値を第1の量子化情報、2の
べき乗値に乗算される係数に相当する値を第2の量子化
情報として、2のべき乗値と上記係数との乗算値を用い
て表される非線形の量子化特性(QUANT) に基づいて量子
化を行うことを特徴とする画像信号の符号化方法。14. An image signal is encoded using a predetermined predicted image signal, the signal obtained by subjecting the encoded signal to a predetermined operation is quantized, and the quantized signal is of variable length. In the encoding method of the image signal to be encoded, the amount of generated bits at the time of linear quantization is evaluated, and a linear / non-linear quantization switching signal indicating the quantization method is generated based on the evaluation result, and the linear / non-linear quantization switching signal is generated. When the non-linear quantization switching signal indicates non-linear quantization, the value for expressing the exponent of power of 2 in the quantization information is used as the first quantization information and the coefficient by which the power of 2 is multiplied. An image characterized by performing quantization based on a non-linear quantization characteristic (QUANT) represented by using a multiplication value of a power of 2 and the above coefficient, with a corresponding value as second quantization information. Signal coding method.
単位で行うことを特徴とする請求項14記載の画像信号
の符号化方法。15. The method of encoding an image signal according to claim 14, wherein the evaluation of the generated bit amount is performed in frame units.
画像信号の符号化装置において、 入力画像信号を所定の予測画像信号を用いて符号化する
符号化部と、 上記符号化部で符号化された信号に所定の変換演算を施
す変換部と、 上記変換部からの信号に、量子化情報の内の2のべき乗
の指数を表現するための値を第1の量子化情報、2のべ
き乗値に乗算される係数に相当する値を第2の量子化情
報として、2のべき乗値と上記係数との乗算値を用いて
表される非線形の量子化特性(QUANT) に基づいて量子化
を施す量子化部と、 上記量子化された信号を可変長符号化する可変長符号化
部とを有して成ることを特徴とする画像信号の符号化装
置。16. An image signal encoding apparatus for quantizing and encoding an input image signal, comprising: an encoding unit for encoding the input image signal using a predetermined predicted image signal; and an encoding unit for encoding by the encoding unit. A conversion unit for performing a predetermined conversion operation on the generated signal, and a value for expressing an exponent of a power of 2 in the quantization information in the signal from the conversion unit as the first quantization information and a power of 2 The value corresponding to the coefficient by which the value is multiplied is used as the second quantization information, and the quantization is performed based on the non-linear quantization characteristic (QUANT) represented by the product value of the power of 2 and the coefficient. An image signal coding apparatus, comprising: a quantizing unit for performing a variable length coding; and a variable length coding unit for variable length coding the quantized signal.
画像信号の符号化装置において、 入力画像信号を所定の予測画像信号を用いて符号化する
符号化部と、 上記符号化部で符号化された信号に所定の変換演算を施
す変換部と、 線形量子化した際の発生ビット量を評価する評価部と、 上記評価部の評価結果に基づいて量子化の方法を示す線
形/非線形量子化切換信号を生成する切換信号生成部
と、 上記切換信号生成部からの線形/非線形量子化切換信号
が線形量子化を示す場合には、上記変換部からの信号に
線形量子化を施す第1の量子化部と、 上記切換信号生成部からの線形/非線形量子化切換信号
が非線形量子化を示す場合には、上記変換部からの信号
に、量子化情報の内の2のべき乗の指数を表現するため
の値を第1の量子化情報、2のべき乗値に乗算される係
数に相当する値を第2の量子化情報として、2のべき乗
値と上記係数との乗算値を用いて表される非線形の量子
化特性(QUANT) に基づいて量子化を施す第2の量子化部
と、 上記第1の量子化部又は第2の量子化部で量子化された
信号を可変長符号化する可変長符号化部とを有して成る
ことを特徴とする画像信号の符号化装置。17. An image signal coding apparatus for quantizing and coding an input image signal, comprising: a coding section for coding the input image signal using a predetermined predicted image signal; and a coding section for coding by the coding section. A conversion unit that performs a predetermined conversion operation on the generated signal, an evaluation unit that evaluates the amount of generated bits when linearly quantized, and a linear / non-linear quantization that indicates a quantization method based on the evaluation result of the evaluation unit. A switching signal generation unit that generates a switching signal, and a linear / non-linear quantization switching signal from the switching signal generation unit that indicates linear quantization, the first signal that performs linear quantization on the signal from the conversion unit. When the linear / non-linear quantization switching signal from the quantizing unit and the switching signal generating unit indicates non-linear quantization, the signal from the converting unit expresses an exponent of 2 in the quantized information. The value for performing the first quantization information, Based on the non-linear quantization characteristic (QUANT) represented by using the value corresponding to the coefficient by which the power value of 2 is multiplied as the second quantization information, the multiplication value of the power value of 2 and the coefficient is used. A second quantization unit for performing quantization, and a variable length coding unit for variable length coding the signal quantized by the first quantization unit or the second quantization unit. An image signal encoding device characterized by:
ット量を評価することを特徴とする請求項17記載の画
像信号の符号化装置。18. The image signal coding apparatus according to claim 17, wherein the evaluation section evaluates the generated bit amount in frame units.
し、上記逆量子化されたデータを復号化して、画像デー
タを復元する画像信号の復号化方法において、 上記逆量子化の際には、量子化情報の内の2のべき乗の
指数を表現するための値を第1の量子化情報、2のべき
乗値に乗算される係数に相当する値を第2の量子化情報
として、2のべき乗値と上記係数との乗算により非線形
の量子化特性を再生し、符号化データを上記再生された
非線形の量子化特性(QUANT)に基づいて逆量子化するこ
とを特徴とする画像信号の復号化方法。19. A decoding method of an image signal for dequantizing transmitted coded data, decoding the dequantized data to restore image data, wherein in the dequantization, A value for expressing an exponent of power of 2 in the quantized information is used as the first quantized information, and a value corresponding to a coefficient by which the value of the power of 2 is multiplied is used as the second quantized information. Decoding an image signal characterized by reproducing a non-linear quantization characteristic by multiplying a value by the coefficient and dequantizing encoded data based on the reproduced non-linear quantization characteristic (QUANT). Method.
表現するための値である第1の量子化情報にk、2のべ
き乗値に乗算される係数に相当する値である第2の量子
化情報に(i/2+j)を用いることにより量子化特性
を求め、この量子化特性の定数倍を量子化幅とすること
を特徴とする請求項19記載の画像信号の復号化方法。
ここで、j、kは正の整数であり、iは0又は1で表さ
れる値である。20. A value corresponding to a coefficient by which the first quantized information, which is a value for expressing an exponent of 2 in the quantized information, is multiplied by a power value of k, 2 20. The method for decoding an image signal according to claim 19, wherein the quantization characteristic is obtained by using (i / 2 + j) for the quantization information of 1. and the quantization width is a constant multiple of the quantization characteristic.
Here, j and k are positive integers, and i is a value represented by 0 or 1.
画像信号の復号化方法。21. The image signal according to claim 20, wherein the quantization characteristic QUANT is expressed by an equation represented by QUANT = (i / 2 + j) × 2 k +2 (k + 2) −4. Decryption method.
化情報より成る上記量子化情報は5ビットの符号で表現
されることを特徴とする請求項21記載の画像信号の復
号化方法。22. The image signal decoding method according to claim 21, wherein the quantized information composed of the first quantized information and the second quantized information is represented by a 5-bit code. .
に、符号化データを3回加算し、この加算結果を上記第
1の量子化情報kによって定まるビット分シフトするこ
とを特徴とする請求項22記載の画像信号の復号化方
法。23. When dequantizing the coded data, the coded data is added three times, and the addition result is shifted by a bit determined by the first quantization information k. Item 23. A method for decoding an image signal according to Item 22.
化特性との関係を、次の表4に表すものとすることを特
徴とする請求項22記載の画像信号の復号化方法。 【表4】 24. The method of decoding an image signal according to claim 22, wherein the relationship between the quantized information k, i, j and the quantized characteristic is expressed in Table 4 below. [Table 4]
化特性との関係を、次の表5で表すものとすることを特
徴とする請求項22記載の画像信号の復号化方法。 【表5】 25. The method of decoding an image signal according to claim 22, wherein the relationship between the quantized information k, i, j and the quantized characteristic is expressed in Table 5 below. [Table 5]
表現するための値である第1の量子化情報にm、2のべ
き乗値に乗算される係数に相当する値である第2の量子
化情報にαi を用いることにより量子化特性を求め、こ
の量子化特性の定数倍を量子化幅とすることを特徴とす
る請求項19記載の画像信号の復号化方法。ここで、m
は所望の量子化特性を表すのに必要なべき数値(整
数)、αi (i=1〜n)は0又は1で表される値であ
る。26. A second value corresponding to a coefficient by which the first quantized information, which is a value for expressing an exponent of 2 in the quantized information, is multiplied by a power value of m, 2. 20. The method of decoding an image signal according to claim 19, wherein a quantization characteristic is obtained by using α i for the quantization information of, and a constant multiple of the quantization characteristic is used as the quantization width. Where m
Is a numerical value (integer) necessary to represent a desired quantization characteristic, and α i (i = 1 to n) is a value represented by 0 or 1.
・・+αn ×2(m-n-1) に示す式で表されることを特徴とする請求項26記載の
画像信号の復号化方法。ここで、nは量子化特性の精度
を表す、予め定められた整数値である。27. The quantization characteristic QUANT is QUANT = 2 (m-1) + α 1 × 2 (m-2) + α 2 × 2 (m-3) +
The image signal decoding method according to claim 26, characterized in that the image signal is represented by the equation shown in + α n × 2 (mn-1) . Here, n is a predetermined integer value that represents the accuracy of the quantization characteristic.
囲を表すのに必要なビット数をLとしたときに、上記第
1の量子化情報及び第2の量子化情報より成る上記量子
化情報は(L+n)ビットの符号で表現されることを特
徴とする請求項27記載の画像信号の復号化方法。28. When the number of bits required to represent a range that the first quantized information m can take is L, the quantized information including the first quantized information and the second quantized information. 28. The image signal decoding method according to claim 27, wherein the encoded information is represented by a code of (L + n) bits.
に、符号化データをn回加算し、この加算結果をLビッ
ト分シフトすることを特徴とする請求項28記載の画像
信号の復号化方法。29. Decoding an image signal according to claim 28, wherein when the coded data is inversely quantized, the coded data is added n times and the addition result is shifted by L bits. Method.
化情報より成る上記量子化情報は(3+2)ビットの符
号で表現されることを特徴とする請求項28記載の画像
信号の復号化方法。30. Decoding of an image signal according to claim 28, wherein the quantized information composed of the first quantized information and the second quantized information is represented by a code of (3 + 2) bits. Method.
に、符号化データを2回加算し、この加算結果を3ビッ
ト分シフトすることを特徴とする請求項29記載の画像
信号の復号化方法。31. Decoding of an image signal according to claim 29, wherein when dequantizing the coded data, the coded data is added twice and the addition result is shifted by 3 bits. Method.
特性との関係を、次の表6に表すものとすることを特徴
とする請求項30記載の画像信号の復号化方法。 【表6】 32. The method of decoding an image signal according to claim 30, wherein the relationship between the quantized information m and α i and the quantized characteristic is expressed in Table 6 below. [Table 6]
して得られたデータを逆量子化し、上記逆量子化された
データを復号化して、画像データを復元する画像信号の
復号化方法において、 線形量子化と非線形量子化との何れの量子化を行うべき
であるかを示す線形/非線形量子化切換信号が非線形量
子化を示す場合には、量子化情報の内の2のべき乗の指
数を表現するための値を第1の量子化情報、2のべき乗
値に乗算される係数に相当する値を第2の量子化情報と
して、2のべき乗値と上記係数との乗算により量子化特
性を再生し、量子化されたデータを上記再生された量子
化特性(QUANT) に基づいて逆量子化することを特徴とす
る画像信号の復号化方法。33. An image signal decoding method for dequantizing data obtained by variable length decoding of transmitted image data, decoding the dequantized data, and restoring the image data, In the case where the linear / non-linear quantization switching signal, which indicates which one of the linear quantization and the non-linear quantization should be performed, indicates the non-linear quantization, an exponent of 2 in the quantization information is set. A value corresponding to the first quantization information, a value corresponding to a coefficient by which a power of 2 is multiplied is used as second quantization information, and a quantization characteristic is obtained by multiplying the power of 2 by the coefficient. A method for decoding an image signal, which is characterized in that the reproduced and quantized data is inversely quantized based on the reproduced quantized characteristic (QUANT).
レーム単位で切り換わることにより、線形逆量子化及び
非線形逆量子化がフレーム単位で行われることを特徴と
する請求項33記載の画像信号の復号化方法。34. The image signal according to claim 33, wherein linear inverse quantization and nonlinear inverse quantization are performed in frame units by switching the linear / nonlinear quantization switching signal in frame units. Decryption method.
上記逆量子化されたデータを復号化して、画像データを
復元する画像信号の復号化装置において、 伝送された画像データを可変長復号化する可変長復号化
部と、 量子化情報の内の2のべき乗の指数を表現するための値
を第1の量子化情報、2のべき乗値に乗算される係数に
相当する値を第2の量子化情報として、2のべき乗値と
上記係数との乗算により非線形の量子化特性(QUANT)を
再生し、上記可変長復号化部からの量子化されたデータ
を上記再生された非線形の量子化特性に基づいて逆量子
化する逆量子化部と、 上記逆量子化されたデータに所定の演算を施す変換部と
を有して成ることを特徴とする画像信号の復号化装置。35. Dequantizing the transmitted image data,
In the image signal decoding device for decoding the dequantized data to restore the image data, a variable length decoding unit for variable length decoding the transmitted image data, and 2 of the quantization information The first quantization information is used as a value for expressing the exponent of the power of 2 and the value corresponding to the coefficient by which the power of 2 is multiplied is used as the second quantization information. And a dequantization unit that dequantizes the quantized data from the variable length decoding unit based on the reconstructed nonlinear quantization property, An image signal decoding apparatus, comprising: a conversion unit that performs a predetermined operation on the inversely quantized data.
情報を変換するテーブル部と、上記第1の量子化情報に
基づいて上記第2の量子化情報をシフトするシフト手段
と、上記テーブル部からの出力と上記シフト手段からの
出力とを加算する加算手段と、上記量子化されたデータ
と上記加算手段の出力とを乗算する乗算手段とを有して
成ることを特徴とする請求項35記載の画像信号の復号
化装置。36. The dequantization unit, a table unit for converting the first quantization information, a shift unit for shifting the second quantization information based on the first quantization information, It is characterized by further comprising: adding means for adding the output from the table section and the output from the shift means; and multiplying means for multiplying the quantized data by the output of the adding means. The image signal decoding apparatus according to claim 35.
情報を変換するテーブル部と、上記テーブル部からの出
力と上記第2の量子化情報とを加算する加算手段と、上
記加算手段からの出力と上記量子化されたデータとを乗
算する乗算手段と、上記乗算手段からの出力を上記第1
の量子化情報により定められるビット分シフトするシフ
ト手段とを有して成ることを特徴とする請求項36記載
の画像信号の復号化装置。37. The dequantization unit, a table unit for converting the first quantization information, an addition unit for adding an output from the table unit and the second quantization information, and the addition Multiplying the output from the means with the quantized data, and the output from the multiplying means into the first
37. The image signal decoding apparatus according to claim 36, further comprising a shift means for shifting by a bit determined by the quantized information of.
成されることを特徴とする請求項37記載の画像信号の
復号化装置。38. The image signal decoding apparatus according to claim 37, wherein said multiplication means is composed of a three-stage adder.
情報を変換するテーブル部と、上記テーブル部からの出
力と上記第2の量子化情報とを加算する加算手段と、上
記可変長復号化部により復号化されて画像データと共に
伝送される線形/非線形量子化切換信号に従って、上記
加算手段からの出力と線形量子化情報との何れかを切換
選択する選択手段と、上記選択手段からの出力と上記量
子化されたデータとを乗算する乗算手段と、上記線形/
非線形量子化切換信号が非線形量子化を示す場合のみ、
上記乗算手段からの出力を上記第1の量子化情報により
定められるビット分シフトするシフト手段とを有して成
ることを特徴とする請求項35記載の画像信号の復号化
装置。39. The dequantization unit, a table unit for converting the first quantization information, an addition unit for adding an output from the table unit and the second quantization information, the variable Selection means for switching and selecting one of the output from the adding means and the linear quantization information according to the linear / non-linear quantization switching signal decoded by the long decoding unit and transmitted together with the image data, and the selecting means. Means for multiplying the output from the quantized data with the linear /
Only if the non-linear quantization switching signal exhibits non-linear quantization,
36. The image signal decoding apparatus according to claim 35, further comprising shift means for shifting the output from the multiplication means by a bit determined by the first quantization information.
成されることを特徴とする請求項39記載の画像信号の
復号化装置。40. The image signal decoding apparatus according to claim 39, wherein said multiplication means is composed of a three-stage adder.
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- 1993-09-20 JP JP23305493A patent/JP3689437B2/en not_active Expired - Lifetime
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