JPH06292180A - Image compression encoder - Google Patents
Image compression encoderInfo
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- JPH06292180A JPH06292180A JP7547293A JP7547293A JPH06292180A JP H06292180 A JPH06292180 A JP H06292180A JP 7547293 A JP7547293 A JP 7547293A JP 7547293 A JP7547293 A JP 7547293A JP H06292180 A JPH06292180 A JP H06292180A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はディジタル化した画像デ
ータを圧縮符号化して記録する際に圧縮符号化後の符号
量が所定の符号量以下になるように制御して記録するV
TR等に用いられる画像圧縮符号化装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention controls the recording so that the code amount after compression encoding becomes less than a predetermined code amount when the digitized image data is compression encoded and recorded.
The present invention relates to an image compression encoding device used for TR and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】自然画像に対する高能率な圧縮符号化技
術として、直交変換に可変長符号化を組み合わせた方式
が有効とされ、カラー自然画像符号化方式の国際標準に
もこの方式が採用されることが決定している(文献:
「テレビジョン学会誌」Vol.46No.8 PP1021〜1024)。2. Description of the Related Art As a highly efficient compression coding technique for natural images, a system combining orthogonal transformation and variable length coding is effective, and this system is also adopted as an international standard for color natural image coding systems. Has been decided (reference:
"Journal of the Television Society" Vol.46 No.8 PP1021-1024).
【0003】この方式では可変長符号化のため画像ごと
に符号量が変化する。しかし、VTR等のシステムでは
一定のレートで記録する必要があるため、画像ごとに符
号量の制御を行う必要があり、符号量制御の方式が提案
されている(文献:1992年テレビジョン学会年次大会1
6−15「JPEG−DCT符号化における符号量制
御」)。In this method, the amount of code changes for each image because of variable-length coding. However, since it is necessary to record at a constant rate in a system such as a VTR, it is necessary to control the code amount for each image, and a code amount control method has been proposed (Reference: 1992 Television Society of Japan). Next competition 1
6-15 “Code amount control in JPEG-DCT encoding”).
【0004】図7は従来の画像圧縮符号化装置のブロッ
ク図、図2はDCTのジグザグスキャンの順を示す図、
図3はDCTの各係数の量子化ステップを示す図、図5
はスケールファクタと符号量から目標のスケールファク
タを算出するための特性図、図8はブロックとスケール
ファクタの関係を示す図である。FIG. 7 is a block diagram of a conventional image compression coding apparatus, and FIG. 2 is a diagram showing a zigzag scan sequence of DCT.
FIG. 3 is a diagram showing a quantization step of each coefficient of DCT, and FIG.
Is a characteristic diagram for calculating a target scale factor from the scale factor and the code amount, and FIG. 8 is a diagram showing a relationship between blocks and scale factors.
【0005】図7において、1は画像データを入力する
入力端子、2は画像データを8×8のブロックに分割す
るブロック化回路、3は8×8のブロック毎に離散コサ
イン変換(以下DCTという)を行うDCT変換回路、
4はDCT係数を1フィールド時間遅延するフィールド
メモリ、5はDCT係数を量子化する第一の量子化器、
6は第一の量子化器5の出力を2次元ハフマン符号化す
るハフマン符号化回路、7は符号化されたデータを所定
のレートになるようにバッファリングするバッファメモ
リ、8は出力端子、9はDCT係数を量子化する第二の
量子化器、10は第二の量子化器9の出力を2次元ハフ
マン符号化したブロック当りの符号量を算出するブロッ
ク符号量算出回路、13は第一の量子化器5のスケール
ファクタを決定して符号量制御を行う符号量制御回路で
ある。In FIG. 7, 1 is an input terminal for inputting image data, 2 is a blocking circuit for dividing the image data into 8 × 8 blocks, and 3 is a discrete cosine transform (hereinafter referred to as DCT) for each 8 × 8 block. ) Performing a DCT conversion circuit,
4 is a field memory for delaying the DCT coefficient by one field time, 5 is a first quantizer for quantizing the DCT coefficient,
Reference numeral 6 is a Huffman coding circuit for two-dimensionally Huffman coding the output of the first quantizer 5, reference numeral 7 is a buffer memory for buffering the coded data at a predetermined rate, 8 is an output terminal, 9 Is a second quantizer for quantizing DCT coefficients, 10 is a block code amount calculation circuit for calculating the code amount per block obtained by two-dimensionally Huffman coding the output of the second quantizer 9, and 13 is a first Is a code amount control circuit for determining the scale factor of the quantizer 5 and controlling the code amount.
【0006】以上のように構成された従来の画像圧縮符
号化装置について、以下その動作を説明すると、まず、
入力端子1から入力されたデータはブロック化回路2に
よって8×8のDCTブロックに分割される。データは
DCT変換回路3で各ブロック毎に64個のDCT係数
に変換され、図2に示すジグザグスキャンの順に出力さ
れ、フィールドメモリ4で1フィールド遅延される。The operation of the conventional image compression coding apparatus configured as described above will be described below.
The data input from the input terminal 1 is divided by the blocking circuit 2 into 8 × 8 DCT blocks. The data is converted into 64 DCT coefficients for each block by the DCT conversion circuit 3, output in the zigzag scan order shown in FIG. 2, and delayed by one field in the field memory 4.
【0007】遅延されたDCT係数は第一の量子化器5
にて、図3に示す各係数毎に異なる量子化ステップと符
号量制御回路13にて決定されるスケールファクタαi
を掛けた量子化値により線形量子化され、ハフマン符号
化回路6にて2次元ハフマン符号化された可変長のデー
タが出力される。符号化された可変長のデータはバッフ
ァメモリ7にて所定のレートに変換されたのちスケール
ファクタαtと共に出力される。スケールファクタαt
の算出は上記遅延時間の間に以下に示すプリスキャンに
より行う。The delayed DCT coefficient is transferred to the first quantizer 5
, The quantization step different for each coefficient shown in FIG. 3 and the scale factor αi determined by the code amount control circuit 13
Linearly quantized by the quantized value multiplied by, and the Huffman encoding circuit 6 outputs two-dimensional Huffman-encoded variable-length data. The encoded variable-length data is converted into a predetermined rate in the buffer memory 7 and then output together with the scale factor αt. Scale factor αt
Is calculated by the following prescan during the above delay time.
【0008】1フィールドの全ブロックを、図8に示す
様にブロック毎に異なるM通りのスケールファクタα1
〜αM(α1<α2<・・・<αM)と図3に示す量子
化ステップを掛けた量子化値により線形量子化し、ブロ
ック符号量算出回路10にて2次元ハフマン符号化され
たときの可変長データの、ブロック当りの符号量を算出
する。ここで、符号量制御回路13では各スケールファ
クタ毎のM通りの符号量の積算値N1〜NMを計算す
る。スケールファクタα1〜αMと符号量N1〜NMの
関係は図5に示すような特性になる。ここで1フィール
ドあたりの目標符号量をNtとすると図5に示すように
最適なスケールファクタαtを予測することが出来る。For all blocks of one field, as shown in FIG. 8, there are M different scale factors α1 for each block.
.. .alpha.M (.alpha.1 <.alpha.2 <... <.alpha.M) and a quantization value obtained by multiplying the quantization step shown in FIG. 3 to perform linear quantization and variable when the block code amount calculation circuit 10 performs two-dimensional Huffman coding. The code amount of long data per block is calculated. Here, the code amount control circuit 13 calculates the integrated values N1 to NM of the M code amounts for each scale factor. The relationship between the scale factors α1 to αM and the code amounts N1 to NM has the characteristics shown in FIG. Here, if the target code amount per field is Nt, the optimum scale factor αt can be predicted as shown in FIG.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成ではスケールファクタαtの予測は1フィール
ドあたり1回であり、予測の誤差が大きい場合には所定
の符号量をオーバーフローする可能性があり、その場合
例えばVTRでは最後の画像データが記録出来ないとい
った問題点を有していた。However, in the above-described conventional configuration, the scale factor αt is predicted once per field, and if the prediction error is large, a predetermined code amount may overflow. In that case, for example, the VTR has a problem that the last image data cannot be recorded.
【0010】また、スケールファクタαtの予測の際に
計算値より少し大きい値としオーバーフローの確率を低
くするといった事も考えられるが、この場合必要以上に
符号量が小さくなるため、圧縮による画質劣化が大きく
なるといった問題も考えられる。It is also conceivable to set the value slightly larger than the calculated value to reduce the probability of overflow when the scale factor αt is predicted. In this case, however, the code amount becomes smaller than necessary, so that the image quality is deteriorated due to compression. There may be a problem of getting bigger.
【0011】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で符号量制御の精度を向上させる画像圧縮符号化装置を
提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide an image compression coding apparatus which improves the accuracy of code amount control.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画像圧縮符号化装置は、入力画像データをブ
ロック毎に直交変換する直交変換器と、前記直交変換器
の出力データ書き込みあらかじめ決められた順番で読み
出すメモリと、前記メモリの出力データを量子化する第
一の量子化器と、前記第一の量子化器の出力を可変長符
号化する符号化器と、前記符号化器の出力データを書き
込んだ後に一定のレートで出力するバッファメモリと、
前記符号化器の出力データの符号量を積算する符号量積
算器と、前記直交変換器の出力データを、前記メモリの
出力順に対応してK個のグループに分類し、各グループ
に含まれるブロックに対してM通りの量子化係数の一つ
を割り当て前記量子化係数で量子化する第二の量子化器
と、前記第二の量子化器の出力を可変長符号化した時の
ブロック当りの符号量を算出する符号量算出器と、前記
符号量算出器から出力されるブロック符号量より一画面
を前記M通りの量子化係数で量子化した場合のM通りの
符号量を予測し一画面を所定の符号量とするための量子
化係数(初期量子化係数)を決定する初期量子化係数検
出器と、前記符号量算出器から出力されるブロック符号
量のK個の各グループ毎の総和を求め、その比より初期
量子化係数にて符号化した場合のグループ毎の目標符号
量を予測するグループ符号量算出器と、前記符号化器か
ら各グループのデータが出力される毎に前記符号量積算
器により積算された実際の符号量と前記目標符号量との
予測誤差で前記初期量子化係数を補正することにより前
記第一の量子化器の量子化係数を補正する量子化係数補
正器を備えた構成を有している。To achieve this object, an image compression coding apparatus of the present invention comprises an orthogonal transformer for orthogonally transforming input image data block by block, and writing output data of the orthogonal transformer in advance. A memory for reading in a predetermined order, a first quantizer for quantizing output data of the memory, an encoder for variable-length coding an output of the first quantizer, and the encoder After writing the output data of, the buffer memory that outputs at a constant rate,
The code amount accumulator that accumulates the code amount of the output data of the encoder and the output data of the orthogonal transformer are classified into K groups corresponding to the output order of the memory, and blocks included in each group. A second quantizer for allocating one of M quantized coefficients to quantized with the quantized coefficient, and a block per block when the output of the second quantizer is variable length coded. A code amount calculator for calculating the code amount, and M screen code amounts when one screen is quantized by the M quantization coefficients from the block code amount output from the code amount calculator For a predetermined code amount, an initial quantization coefficient detector for determining a quantization coefficient (initial quantization coefficient), and a sum of block code amounts output from the code amount calculator for each of K groups. Is calculated, and the ratio is calculated by the initial quantization coefficient from the ratio. Group code amount calculator for predicting the target code amount for each group when converted, and the actual code amount accumulated by the code amount integrator each time the data of each group is output from the encoder and the It has a configuration including a quantization coefficient corrector for correcting the quantization coefficient of the first quantizer by correcting the initial quantization coefficient with a prediction error from the target code amount.
【0013】[0013]
【作用】本発明は上記構成によって、符号量予測をデー
タ出力の順に分割したグループ毎に行い、実際の符号量
とのフィードバック制御を行うことが出来るため、符号
量制御の精度が向上し、データのオーバーフロー、画質
劣化といった問題点を改善することが出来る。According to the present invention, since the code amount prediction can be performed for each group divided in the order of data output and the feedback control with the actual code amount can be performed, the accuracy of the code amount control is improved and It is possible to improve the problems such as overflow of image data and deterioration of image quality.
【0014】[0014]
【実施例】以下本発明の第1の実施例について図面を参
照しながら説明する。図1は本発明の画像圧縮符号化装
置のブロック図、図4は画面上のブロックとスケールフ
ァクタを表す図、図5は1フィールドでのスケールファ
クタと符号量を表わす特性図、図6は出力符号量の積算
値と目標符号量を示す特性図、図9は各グループ以降で
のスケールファクタと符号量を表わす特性図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram of an image compression encoding apparatus of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing blocks on the screen and scale factors, FIG. 5 is a characteristic diagram showing scale factors and code amounts in one field, and FIG. 6 is an output. FIG. 9 is a characteristic diagram showing the integrated value of the code amount and the target code amount, and FIG. 9 is a characteristic diagram showing the scale factor and the code amount after each group.
【0015】図1において、1は画像データを入力する
入力端子、2は画像データを8×8のブロックに分割す
るブロック化回路、3は8×8のブロック毎に直交変換
の一例である離散コサイン変換(DCT)を行うDCT
変換回路、4はDCT係数を1フィールド時間遅延する
フィールドメモリ、5はDCT係数を量子化する第一の
量子化器、6は第一の量子化器の出力を2次元ハフマン
符号化するハフマン符号化回路、7は符号化されたデー
タを所定のレートになるようにバッファリングするバッ
ファメモリ、8は出力端子である。In FIG. 1, 1 is an input terminal for inputting image data, 2 is a blocking circuit for dividing the image data into 8 × 8 blocks, and 3 is an example of orthogonal transformation for each 8 × 8 block. DCT for cosine transform (DCT)
Transform circuit, 4 is a field memory for delaying the DCT coefficient by one field time, 5 is a first quantizer for quantizing the DCT coefficient, 6 is a Huffman code for two-dimensional Huffman coding the output of the first quantizer An encoding circuit, 7 is a buffer memory for buffering encoded data at a predetermined rate, and 8 is an output terminal.
【0016】9はDCT係数を量子化する第二の量子化
器、10は第二の量子化器の出力を2次元ハフマン符号
化したブロック当りの符号量を算出するブロック符号量
算出回路、11はブロック符号量から初期スケールファ
クタを算出する初期スケールファクタ算出回路、12は
グループ毎の目標符号量を予測するグループ目標符号量
算出回路、13は初期スケールファクタと実際の符号量
から第一の量子化器のスケールファクタを決定するスケ
ールファクタ補正回路、14はハフマン符号化されたデ
ータの符号量を積算していく符号量積算回路である。Reference numeral 9 is a second quantizer for quantizing the DCT coefficient, 10 is a block code quantity calculating circuit for calculating the code quantity per block obtained by two-dimensionally Huffman coding the output of the second quantizer, 11 Is an initial scale factor calculation circuit that calculates the initial scale factor from the block code amount, 12 is a group target code amount calculation circuit that predicts the target code amount for each group, and 13 is the first quantum from the initial scale factor and the actual code amount. A scale factor correction circuit that determines the scale factor of the rectifier, and a code amount integration circuit 14 that integrates the code amount of the Huffman-encoded data.
【0017】以上のように構成された画像圧縮符号化装
置について、以下その動作を説明する。まず、入力端子
1から入力されたデータはブロック化回路2によって8
×8のDCTブロックに分割される。データはDCT変
換回路3で各ブロック毎に64個のDCT係数に変換さ
れ、図2に示すジグザグスキャンの順に出力され、フィ
ールドメモリ4で1フィールド遅延される。遅延された
DCT係数は第一の量子化器5にて、図3に示す各係数
毎に異なる量子化ステップとスケールファクタ補正回路
13にて決定されるスケールファクタαtを掛けた量子
化値により線形量子化され、ハフマン符号化回路6にて
2次元ハフマン符号化された可変長のデータが出力され
る。符号化された可変長のデータはバッファメモリ7に
て所定のレートに変換されたのちスケールファクタαt
と共に出力される。The operation of the image compression coding apparatus configured as described above will be described below. First, the data input from the input terminal 1 is converted into 8 by the blocking circuit 2.
It is divided into × 8 DCT blocks. The data is converted into 64 DCT coefficients for each block by the DCT conversion circuit 3, output in the zigzag scan order shown in FIG. 2, and delayed by one field in the field memory 4. The delayed DCT coefficient is linearized by the first quantizer 5 by a quantization value obtained by multiplying the quantization step different for each coefficient shown in FIG. 3 and the scale factor αt determined by the scale factor correction circuit 13. The quantized and two-dimensional Huffman-encoded variable-length data is output by the Huffman encoding circuit 6. The encoded variable-length data is converted into a predetermined rate in the buffer memory 7, and then the scale factor αt.
Is output together with.
【0018】スケールファクタαtの算出を以下に示
す。まずDCT変換回路3で出力したブロック毎のDC
T係数は、第二の量子化器9に入力し、1フィールドの
各ブロックは、図4に示すように、符号化データの出力
順に対応するK個のグループの分類とM通りのスケール
ファクタα1〜αM(α1<α2<・・・<αM)のう
ちの一つが、1フィールドのブロック数がM×Kの倍数
になり、各グループのスケールファクタの割当のブロッ
ク数が同一となるように割り当てられる。また、図4で
は順番にスケールファクタを割り当てたが、ランダムに
なる様に割り当てても良い。各ブロックのDCT係数は
前記割り当てられたスケールファクタと図3に示す量子
化ステップを掛けた量子化値により線形量子化される。The calculation of the scale factor αt is shown below. First, the DC of each block output by the DCT conversion circuit 3
The T coefficient is input to the second quantizer 9, and each block of one field is classified into K groups corresponding to the output order of encoded data and M scale factors α1 as shown in FIG. ~ ΑM (α1 <α2 <... <αM) is assigned such that the number of blocks in one field is a multiple of M × K, and the number of blocks for assignment of scale factors in each group is the same. To be Although the scale factors are assigned in order in FIG. 4, they may be assigned in a random manner. The DCT coefficient of each block is linearly quantized by the quantized value obtained by multiplying the assigned scale factor and the quantizing step shown in FIG.
【0019】ブロック符号量算出回路10ではこのM通
りのスケールファクタを用いて量子化されたDCT係数
が2次元ハフマン符号化されたときの可変長データの、
ブロック当りの符号量を算出する。この符号量の算出は
0ランと非0係数との組合せからその符号量をROM等
を用いて出力し、ブロック毎にその値を積算して求め
る。In the block code amount calculation circuit 10, the variable length data when the DCT coefficient quantized using the M scale factors is two-dimensionally Huffman coded,
The code amount per block is calculated. The code amount is calculated by outputting the code amount from a combination of 0 runs and non-zero coefficients using a ROM or the like and integrating the value for each block.
【0020】初期スケールファクタ算出回路11には、
順次ブロック毎の符号量が入力し、あらかじめ割り当て
られたグループ分類毎にM通りのスケールファクタに対
する符号量の積算値を計算する。次に、グループ毎のス
ケールファクタと符号量の関係から1フィールドのスケ
ールファクタと符号量の関係を導出する。グループj
(1≦j≦K)におけるスケールファクタαi(1≦i
≦M)での符号量の総和をN(i,j)とすると、1フ
ィールドのデータをスケールファクタαiで量子化した
場合の符号量Niは、各グループ毎のスケールファクタ
αiで量子化した符号量の総和にスケールファクタの種
類に対応する数Mを掛けた(数1)として予測される。The initial scale factor calculation circuit 11 includes
The code amount for each block is sequentially input, and the integrated value of the code amount for M different scale factors is calculated for each group classification assigned in advance. Next, the relationship between the scale factor and the code amount of one field is derived from the relationship between the scale factor and the code amount for each group. Group j
Scale factor αi in (1 ≦ j ≦ K) (1 ≦ i
If the sum of the code amounts for ≦ M) is N (i, j), the code amount Ni when the data of one field is quantized by the scale factor αi is the code quantized by the scale factor αi for each group. It is predicted that the sum of the quantities is multiplied by the number M corresponding to the type of scale factor (Equation 1).
【0021】[0021]
【数1】 [Equation 1]
【0022】スケールファクタαiと符号量Niの関係
はαiが増加するにつれてNiが減少する図5に示すよ
うな特性となる。そして1フィールドの符号量を所定の
目標符号量に符号化するための初期スケールファクタα
initを算出する。1フィールドの目標符号量をNtとす
ると、図5に示すように、例えば目標符号量Ntが予測
符号量N2とN3の間にあるとすると、直線(α2,N
2)−(α3,N3)の補間により(数2)に示すよう
に1フィールドの符号量をNtとするための初期スケー
ルファクタαinitを算出することが出来る。The relationship between the scale factor αi and the code amount Ni has the characteristic shown in FIG. 5 in which Ni decreases as αi increases. Then, an initial scale factor α for encoding the code amount of one field into a predetermined target code amount
Calculate init. If the target code amount of one field is Nt, as shown in FIG. 5, for example, if the target code amount Nt is between the predicted code amounts N2 and N3, a straight line (α2, N
2)-(α3, N3) can be interpolated to calculate the initial scale factor αinit for setting the code amount of one field to Nt as shown in (Equation 2).
【0023】[0023]
【数2】 [Equation 2]
【0024】グループ目標符号量算出回路12には、前
記各グループでのスケールファクタαiでの符号量の総
和N(i,j)が入力し、K個のグループ毎に初期スケ
ールファクタαinitで量子化を行ったときの符号量の積
算値を予測する。The group target code amount calculation circuit 12 is supplied with the sum N (i, j) of code amounts in the scale factor αi in each group, and is quantized by the initial scale factor αinit for each of K groups. The integrated value of the code amount when is performed is predicted.
【0025】ここで、各グループにおいてスケールファ
クタに割り当てられたブロック数は同一なので、M通り
の異なるスケールファクタにて量子化された符号量の総
和の比と、同一のスケールファクタにおける符号量の比
は同一であるといえる。Here, since the number of blocks assigned to scale factors in each group is the same, the ratio of the sum of code amounts quantized by M different scale factors to the ratio of code amounts at the same scale factor. Can be said to be the same.
【0026】従って、グループjにおいてスケールファ
クタαinitとした場合の符号量の総和Njは、1フィー
ルドの目標符号量Ntを各グループの符号量の和の比で
分割したものとして、(数3)に示すように予測され
る。Therefore, the sum Nj of the code amounts in the case of the scale factor αinit in the group j is given by (Equation 3), where the target code amount Nt of one field is divided by the ratio of the sum of the code amounts of each group. Predicted as shown.
【0027】[0027]
【数3】 [Equation 3]
【0028】スケールファクタ補正回路13には、グル
ープ目標符号量算出回路12にて算出した各グループ毎
の予測符号量Njが入力され、予測符号量Njを積算し
た各グループ毎の目標符号量積算値が求められた後に、
実際にハフマン符号化回路6にて符号化されたデータ量
は符号量積算回路14において積算され、符号量積算値
として入力される。目標符号量積算値と符号量積算値の
関係を図6の特性図に示す。目標符号量積算値と符号量
積算値の差を予測誤差Δとし、各グループのデータ出力
が終了する毎に、前記予測誤差Δにより次グループのス
ケールファクタαtの補正をおこなう。The predicted code amount Nj for each group calculated by the group target code amount calculation circuit 12 is input to the scale factor correction circuit 13, and the target code amount integrated value for each group obtained by integrating the predicted code amount Nj is input. After being asked
The data amount actually encoded by the Huffman encoding circuit 6 is integrated by the code amount integrating circuit 14 and input as a code amount integrated value. The relationship between the target code amount integrated value and the code amount integrated value is shown in the characteristic diagram of FIG. The difference between the target code amount integrated value and the code amount integrated value is used as a prediction error Δ, and the scale factor αt of the next group is corrected by the prediction error Δ each time the data output of each group is completed.
【0029】例えばグループ(j−1)の符号化が終了
し、グループ(j−1)での予測符号量積算値と、実際
の符号量積算値との予測誤差をΔ(j−1)とすると、
グループjから1フィールド符号化終了時点までの目標
符号量を(数4)とするためのスケールファクタαtを
第一の量子化器5に出力し、ハフマン符号化回路6で符
号化することにより、予測誤差Δ(j−1)が相殺さ
れ、次グループ符号化終了時の符号量積算値を目標符号
量積算値近傍に補正することが出来る。For example, after the coding of the group (j-1) is completed, the prediction error between the predicted code amount integrated value in the group (j-1) and the actual code amount integrated value is Δ (j-1). Then,
By outputting the scale factor αt for setting the target code amount from the group j to the end of the one-field coding to (Equation 4) to the first quantizer 5 and coding by the Huffman coding circuit 6, The prediction error Δ (j−1) is canceled out, and the code amount integrated value at the end of the next group encoding can be corrected to a value near the target code amount integrated value.
【0030】[0030]
【数4】 [Equation 4]
【0031】αtの算出は前記各ブロック以降のスケー
ルファクタと符号量の関係(図9)よりグループj以降
の符号量の総和を(数4)とするためのスケールファク
タαtを(数5)に示す直線補間により算出する。For the calculation of αt, the scale factor αt for making the sum of the code amounts after the group j is (Equation 4) is set to (Equation 5) from the relationship between the scale factor and the code amount after each block (FIG. 9). It is calculated by the linear interpolation shown.
【0032】[0032]
【数5】 [Equation 5]
【0033】また、予測誤差Δが0の場合、またはフィ
ールドの最初のグループ1ではαt=αinitとして量子
化を行う。When the prediction error Δ is 0, or in the first group 1 of the field, quantization is performed with αt = α init.
【0034】なお、予測誤差からスケールファクタαt
を算出するには、αinitの算出に用いた特性図図5を利
用して行うことも可能であり、αtは(数6)に示す直
線補間により算出する。この場合、回路規模の削減が可
能になる。From the prediction error, the scale factor αt
It is also possible to use the characteristic diagram FIG. 5 used to calculate α init, and α t is calculated by linear interpolation shown in (Equation 6). In this case, the circuit scale can be reduced.
【0035】[0035]
【数6】 [Equation 6]
【0036】以上のように本実施例によれば、1フィー
ルドのDCTブロックをK個のグループに分類し、M種
類の異なるスケールファクタで量子化したブロック符号
量から、初期スケールファクタ算出回路10にて1フィ
ールドの目標符号量に量子化するための初期スケールフ
ァクタαinitを求めると共に、初期スケールファクタα
initにより量子化した場合の符号化出力順のグループ毎
の符号量を予測することにより、グループ目標符号量算
出回路12で算出するため、初期スケールファクタとグ
ループ毎の符号量予測の精度が向上する。そして、グル
ープ毎に符号量積算回路14にて積算される実際の符号
量と前記目標符号量の誤差よりスケールファクタ補正回
路13で符号量制御を行うため、1フィールド期間中に
M回のきめ細かい符号量制御を行うことが出来る。As described above, according to the present embodiment, the DCT blocks of one field are classified into K groups, and the initial scale factor calculation circuit 10 is calculated from the block code amount quantized with M different scale factors. The initial scale factor α init for quantizing to the target code amount of 1 field by
Since the group target code amount calculation circuit 12 calculates by predicting the code amount for each group in the encoding output order when quantized by init, the accuracy of the initial scale factor and the code amount prediction for each group is improved. . Then, since the scale factor correction circuit 13 controls the code amount based on the error between the actual code amount accumulated by the code amount integrating circuit 14 and the target code amount for each group, fine code of M times is performed in one field period. Quantity control can be performed.
【0037】次に本発明の第2の実施例について図10
を参照しながら説明する。なお、図1〜図6に示した構
成については、同じ構成であるのでその詳細な説明は省
略する。本実施例では前述の第1の実施例とはスケール
ファクタ補正回路13でのαtの算出が異なるので、こ
の点について図10の特性図を参照しながら詳しく説明
する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to. Since the configurations shown in FIGS. 1 to 6 are the same, detailed description thereof will be omitted. In the present embodiment, the calculation of αt in the scale factor correction circuit 13 is different from that of the first embodiment, and this point will be described in detail with reference to the characteristic diagram of FIG.
【0038】例えばグループ(j−1)の符号化が終了
し、グループ(j−1)での予測符号量積算値と、実際
の符号量積算値との予測誤差をΔ(j−1)とすると、
1フィールド終了時点での誤差(全符号化誤差ΔK)は
(数7)のように予測される。For example, after the coding of the group (j-1) is completed, the prediction error between the predicted code amount integrated value in the group (j-1) and the actual code amount integrated value is Δ (j-1). Then,
The error (total coding error ΔK) at the end of one field is predicted as in (Equation 7).
【0039】[0039]
【数7】 [Equation 7]
【0040】そこで、1フィールド符号化終了時点での
誤差を0とするためのスケールファクタαtを第一の量
子化器5に出力し、ハフマン符号化回路6で符号化する
ことにより、予測誤差ΔKが相殺され、1フィールド符
号化終了時の符号量積算値を目標符号量積算値近傍に補
正することが出来る。αtの算出は前記各ブロック以降
のスケールファクタと符号量の関係(図10)よりグル
ープj以降の符号量よりΔKを打ち消すためのスケール
ファクタαtを(数8)に示す直線補間により算出す
る。Therefore, the scale factor αt for making the error at the end of the 1-field encoding 0 is output to the first quantizer 5 and encoded by the Huffman encoding circuit 6 to obtain the prediction error ΔK. Are canceled out, and the code amount integrated value at the end of the one-field encoding can be corrected to a value near the target code amount integrated value. The calculation of αt calculates the scale factor αt for canceling ΔK from the code amount after the group j by the linear interpolation shown in (Equation 8) from the relationship between the scale factor after each block and the code amount (FIG. 10).
【0041】[0041]
【数8】 [Equation 8]
【0042】また、予測誤差Δが0の場合、またはフィ
ールドの最初のグループ1ではαt=αinitとして量子
化を行う。When the prediction error Δ is 0, or in the first group 1 of the field, quantization is performed with αt = α init.
【0043】なお、予測誤差からスケールファクタαt
を算出するには、αinitの算出に用いた図5の特性を利
用して行うことも可能であり、αtは(数9)に示す直
線補間により算出する。この場合、回路規模の削減が可
能になる。From the prediction error, the scale factor αt
It is also possible to use the characteristics of FIG. 5 used to calculate α init, and α t is calculated by linear interpolation shown in (Equation 9). In this case, the circuit scale can be reduced.
【0044】[0044]
【数9】 [Equation 9]
【0045】以上のように本実施例によれば、現在の符
号量積算値の予測誤差より符号化終了時点で所定の符号
量以内に収束するように正確にスケールファクタの補正
を行うことが出来る。As described above, according to the present embodiment, the scale factor can be corrected accurately so that the prediction error of the current code amount integrated value converges within a predetermined code amount at the end of encoding. .
【0046】次に本発明の第3の実施例について図面を
参照しながら説明する。なお、図2〜図6および図10
に示した構成については同じ構成であるのでその詳細な
説明は省略する。本実施例では前述の第1の実施例にハ
フマン符号化回路6に符号量の制限を追加したもので、
この点について図面を参照しながら詳しく説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 2 to 6 and FIG.
Since the configuration shown in 1 is the same, detailed description thereof will be omitted. In the present embodiment, the Huffman encoding circuit 6 is added with a code amount limitation to the first embodiment,
This point will be described in detail with reference to the drawings.
【0047】図11は本実施例の画像圧縮符号化装置の
構成を示すブロック図、図12は未符号化ブロック数と
制御符号量の関係を表す特性図、図13はブロック符号
量割り当てを示す図である。FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the image compression coding apparatus of this embodiment, FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of uncoded blocks and the control code amount, and FIG. 13 is the block code amount allocation. It is a figure.
【0048】図11において、1〜14までは第一の実
施例と同一の構成である。16は未符号化ブロック数に
対応して第一の制御符号量を設定する第一の制御符号量
設定回路、17は未符号化ブロック数に対応して第二の
制御符号量を設定する第二の制御符号量設定回路、18
は符号量積算回路14にて積算された符号量と第一の制
御符号量とを比較する第一の比較回路、19は符号量積
算回路14にて積算された符号量と第二の制御符号量と
を比較する第二の比較回路、20はこれらの比較結果よ
りブロック当りの符号量を制限する符号量制限回路、2
1はDCT係数からブロック毎の電力和を求めるブロッ
ク電力算出回路である。In FIG. 11, 1 to 14 have the same structure as the first embodiment. Reference numeral 16 is a first control code amount setting circuit for setting a first control code amount corresponding to the number of uncoded blocks, and 17 is a first control code amount setting circuit for setting a second control code amount corresponding to the number of uncoded blocks. Second control code amount setting circuit, 18
Is a first comparison circuit for comparing the code amount integrated by the code amount integrating circuit 14 with the first control code amount, and 19 is the code amount integrated by the code amount integrating circuit 14 and the second control code A second comparison circuit for comparing the amount of code, a code amount limiting circuit 20 for limiting the code amount per block based on these comparison results, 2
Reference numeral 1 is a block power calculation circuit for obtaining the power sum for each block from the DCT coefficient.
【0049】第一の制御符号量設定回路17と第二の制
御符号量設定回路18ではK番目の最終グループになる
と、未符号化ブロック数に対応した制御符号量を図12
の特性のように設定される。ここで、各制御符号量は、
1フィールド終了時点で所定量となるためにブロック当
り一定量とした符号量の予測を示しており、第一の制御
符号量はDCT係数の内、DCのみを符号化した場合
(ブロック当り符号量L1)、第二の制御符号量はブロ
ック当り符号量L2(L1<L2)で符号化した場合を
表している。In the first control code amount setting circuit 17 and the second control code amount setting circuit 18, when the K-th final group is reached, the control code amount corresponding to the number of uncoded blocks is shown in FIG.
Is set like the characteristics of. Here, each control code amount is
It shows the prediction of the code amount that is a fixed amount per block because it becomes a predetermined amount at the end of one field, and the first control code amount is a case where only DC of DCT coefficients is encoded (code amount per block). L1) and the second control code amount represent the case where the code amount per block is L2 (L1 <L2).
【0050】ブロック電力算出回路21ではDCT係数
から各ブロック毎の電力和を算出する。1ブロック8×
8のDCT変換の場合、DCT係数は64個であり、D
CT係数をD(i)(i=0〜63)とすると、その電力和
PWは(数10)により求められる。The block power calculation circuit 21 calculates the power sum for each block from the DCT coefficient. 1 block 8x
In the case of the DCT transform of 8, there are 64 DCT coefficients, and D
Assuming that the CT coefficient is D (i) (i = 0 to 63), the power sum PW is calculated by (Equation 10).
【0051】[0051]
【数10】 [Equation 10]
【0052】符号量制限回路20では第一の比較回路1
8にて積算符号量が第一の制御符号量を上回った場合に
はDCのみを符号化するように、第二の比較回路19に
て積算符号量が第二の制御符号量を上回った場合にはブ
ロック電力算出回路21にて算出されたブロック電力に
基づいて各ブロックに対して符号量を割り当ててハフマ
ン符号化回路6を制御する。In the code amount limiting circuit 20, the first comparing circuit 1
When the integrated code amount exceeds the first control code amount in 8, the second comparison circuit 19 encodes only DC so that the integrated code amount exceeds the second control code amount. The Huffman coding circuit 6 is controlled by assigning a code amount to each block based on the block power calculated by the block power calculation circuit 21.
【0053】次に、各ブロックに割り当てる符号量につ
いて説明する。1フィールドあたりの全ブロック数をB
とし、n番目のブロックにおけるブロック電力をPW
(n)とすると符号量の割り当てLG(n)はブロック電力に
比例した符号量として(数11)により求められる。Next, the code amount assigned to each block will be described. The total number of blocks per field is B
And the block power in the nth block is PW
Assuming that (n), the code amount allocation LG (n) is obtained by (Equation 11) as the code amount proportional to the block power.
【0054】[0054]
【数11】 [Equation 11]
【0055】従って各ブロックには図13に示すよう
に、それぞれのブロック電力に対応した符号量が割り当
てられる。尚、LG(n)はブロック電力PW(n)に比例す
るので、(数12)のように近似して求めることも出来
る。Therefore, as shown in FIG. 13, a code amount corresponding to each block power is assigned to each block. Since LG (n) is proportional to the block power PW (n), it can be obtained by approximation as in (Equation 12).
【0056】[0056]
【数12】 [Equation 12]
【0057】ここで、K(α)はスケールファクタαのと
きのブロック電力と符号量の比例定数であり、統計的に
求めることが可能である。Here, K (α) is a proportional constant between the block power and the code amount when the scale factor is α, and can be statistically obtained.
【0058】以上のように本実施例によれば、ブロック
あたりの平均符号量は所定量としながらも各ブロックの
電力に応じてそのブロックに与える符号量の制限をきめ
細かく行うことにより、画像の局所的特徴に適合し、画
質劣化を軽減して、所定の符号量に制御することがで
き、また符号化の終盤のみに符号量制限を行うことによ
り画質の劣化を最小に抑えることが可能である。As described above, according to the present embodiment, while the average code amount per block is set to a predetermined amount, the amount of code given to each block is finely limited according to the power of each block, so that the image local It is possible to reduce the deterioration of the image quality by controlling the predetermined amount of code, and it is possible to minimize the deterioration of the image quality by limiting the code amount only at the end of encoding. .
【0059】なお、画面の端部を最後に符号化すること
により、符号量制限の劣化を視覚上目立たなくすること
も可能である。さらに、本実施例としては、平均符号量
をL1、L2の2種類で行ったがさらに多くの符号量を
設定してもよく、また、符号量を制限する単位を複数の
ブロック単位としてもよい。By coding the end of the screen last, it is possible to make the deterioration of the code amount limitation visually inconspicuous. Further, in this embodiment, the average code amount is set to two types L1 and L2, but a larger code amount may be set, and the unit for limiting the code amount may be a plurality of block units. .
【0060】次に本発明の第4の実施例について図14
のブロック図を参照しながら説明する。なお、図2〜図
6および図9に示した構成については同じ構成であるの
でその詳細な説明は省略する。本実施例では前述の第3
の実施例とは、符号量制限回路20での符号量の割り当
てが異なるもので、この点について図面を参照しながら
詳しく説明する。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to the block diagram of FIG. Since the configurations shown in FIGS. 2 to 6 and 9 are the same, detailed description thereof will be omitted. In the present embodiment, the above-mentioned third
The present embodiment is different from the embodiment described above in the allocation of the code amount in the code amount limiting circuit 20, and this point will be described in detail with reference to the drawings.
【0061】図14において、1〜14までは第一の実
施例と同一の構成であり、また16〜20までは第3の
実施例と同一の構成である。22はブロック符号量算出
回路10から出力されるプリスキャン時のブロック毎の
符号量から符号量割り当てを決定する符号量割り当て回
路である。In FIG. 14, 1 to 14 have the same structure as the first embodiment, and 16 to 20 have the same structure as the third embodiment. Reference numeral 22 denotes a code amount allocation circuit that determines the code amount allocation from the code amount of each block at the time of prescan output from the block code amount calculation circuit 10.
【0062】符号量制限回路20では第一の比較回路1
8にて積算符号量が第一の制御符号量を上回った場合に
はDCのみを符号化するように、第二の比較回路19に
て積算符号量が第二の制御符号量を上回った場合には符
号量割り当て回路22にて算出された符号量を割り当て
てハフマン符号化回路6を制御する。In the code amount limiting circuit 20, the first comparing circuit 1
When the integrated code amount exceeds the first control code amount in 8, the second comparison circuit 19 encodes only DC so that the integrated code amount exceeds the second control code amount. To the Huffman coding circuit 6 by allocating the code amount calculated by the code amount allocating circuit 22.
【0063】符号量割り当て回路22には、ブロック符
号量算出回路10にて算出されたM個のうち一つのスケ
ールファクタが選ばれて量子化された、ブロック当りの
符号量と、初期スケールファクタ算出回路11にて予測
された、スケールファクタと符号量の関係が入力され、
現在のスケールファクタでの各ブロック単位の符号量が
予測される。The code amount allocating circuit 22 selects one of M scale factors calculated by the block code amount calculating circuit 10 and quantizes the code amount per block, and calculates the initial scale factor. The relationship between the scale factor and the code amount predicted by the circuit 11 is input,
The code amount of each block in the current scale factor is predicted.
【0064】例えば、あるブロックが第二の量子化器9
にてスケールファクタα1が割り当てられ、ブロック符
号量算出回路10で出力される符号量がsの時、現在の
スケールファクタがαinitであるとすると、図9のスケ
ールファクタと符号量の特性図より符号量TGは(数1
3)のように予測される。For example, one block is the second quantizer 9
When the scale factor α1 is assigned at, and the code amount output from the block code amount calculation circuit 10 is s, and the current scale factor is α init, the code from the scale factor and code amount characteristic diagram of FIG. The amount TG is (Equation 1
3) is predicted.
【0065】[0065]
【数13】 [Equation 13]
【0066】ここで、ブロックnにおける符号量予測を
TG(n)とすると符号量の割り当てLG(n)は(数14)
により求められる。Here, assuming that the code amount prediction in the block n is TG (n), the code amount allocation LG (n) is (Equation 14).
Required by.
【0067】[0067]
【数14】 [Equation 14]
【0068】なお、LG(n)は予測符号量TG(n)に比例
するので、(数15)のように近似して求めることも出
来る。Since LG (n) is proportional to the prediction code amount TG (n), it can be obtained by approximation as shown in (Equation 15).
【0069】[0069]
【数15】 [Equation 15]
【0070】ここで、L(α)はスケールファクタαのと
きのブロック電力と符号量の比例定数であり、統計的に
求めることが可能である。Here, L (α) is a proportional constant of the block power and the code amount when the scale factor is α, and can be statistically obtained.
【0071】以上のように本実施例によれば、ブロック
単位で符号量の制限をきめ細かく行う上に、初期スケー
ルファクタの算出に用いたパラメータを使って予測符号
量の算出が行えるため、回路規模の増大なく、符号量制
御の精度が向上するものである。As described above, according to this embodiment, the code amount is finely limited in block units, and the predicted code amount can be calculated using the parameters used to calculate the initial scale factor. The accuracy of the code amount control is improved without increasing
【0072】なお、第3の実施例と同様、画面の端部を
最後に符号化することにより、符号量制限の劣化を視覚
上目立たなくすることも可能である。As in the third embodiment, the end of the screen is coded last so that the deterioration of the code amount limitation can be made visually inconspicuous.
【0073】次に本発明の第5の実施例について図面を
参照しながら説明する。なお、図2〜図6および図9に
示した構成については同じ構成であるのでその詳細な説
明は省略する。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the configurations shown in FIGS. 2 to 6 and 9 are the same, detailed description thereof will be omitted.
【0074】本実施例ではマルチチャンネルでの符号量
制御方式を示したものである。図15は本実施例の画像
圧縮装置のブロック図、図16はチャンネル分割を表す
図である。In this embodiment, a code amount control system in multi-channel is shown. FIG. 15 is a block diagram of the image compression apparatus of this embodiment, and FIG. 16 is a diagram showing channel division.
【0075】図15において、1は画像データを入力す
る入力端子、30は画像データを2チャンネルに分割す
るチャンネル分割回路、31はAchの画像データを8
×8のブロックに分割するAchブロック化回路、32
は8×8のブロック毎に直交変換の一例である離散コサ
イン変換(DCT)を行うAchDCT変換回路、33
はDCT係数を1フィールド時間遅延するAchフィー
ルドメモリ、34はDCT係数を量子化するAch第一
の量子化器、35は第一の量子化器の出力を2次元ハフ
マン符号化するAchハフマン符号化回路、36は符号
化されたデータを所定のレートになるようにバッファリ
ングするAchバッファメモリ、37はAch出力端子
である。In FIG. 15, 1 is an input terminal for inputting image data, 30 is a channel dividing circuit for dividing the image data into 2 channels, and 31 is Ach image data.
Ach blocking circuit for dividing into × 8 blocks, 32
Is an AchDCT transform circuit that performs discrete cosine transform (DCT), which is an example of orthogonal transform for each 8 × 8 block, 33
Is an Ach field memory for delaying the DCT coefficient by one field time, 34 is an Ach first quantizer for quantizing the DCT coefficient, and 35 is Ach Huffman coding for two-dimensional Huffman coding the output of the first quantizer. A circuit, 36 is an Ach buffer memory for buffering encoded data at a predetermined rate, and 37 is an Ach output terminal.
【0076】38はDCT係数を量子化するAch第二
の量子化器、39は第二の量子化器の出力を2次元ハフ
マン符号化したブロック当りの符号量を算出するAch
ブロック符号量算出回路、40はグループ毎の目標符号
量を予測するAch目標符号量算出回路、41は初期ス
ケールファクタと実際の符号量から第一の量子化器のス
ケールファクタを決定するAchスケールファクタ補正
回路、42はハフマン符号化されたデータの符号量を積
算していくAch符号量積算回路である。38 is an Ach second quantizer for quantizing the DCT coefficient, and 39 is an Ach for calculating the code amount per block obtained by two-dimensionally Huffman coding the output of the second quantizer.
A block code amount calculation circuit, 40 is an Ach target code amount calculation circuit that predicts the target code amount for each group, and 41 is an Ach scale factor that determines the scale factor of the first quantizer from the initial scale factor and the actual code amount. The correction circuit 42 is an Ach code amount integration circuit that integrates the code amount of the Huffman-encoded data.
【0077】51〜62はAchの31〜42に対応す
るBchの各処理回路、70はブロック符号量から初期
スケールファクタを算出する初期スケールファクタ算出
回路である。Reference numerals 51 to 62 are Bch processing circuits corresponding to Ach's 31 to 42, and 70 is an initial scale factor calculating circuit for calculating an initial scale factor from the block code amount.
【0078】以上のように構成された画像圧縮符号化装
置について、以下その動作を説明する。まず、入力端子
1から入力されたデータはチャンネル分割回路30によ
って図15に示すようにA,Bの2チャンネルに分割さ
れる。分割されたデータはそれぞれブロック化回路31
および51によって8×8のDCTブロックに分割され
る。データはDCT変換回路32および52で各ブロッ
ク毎に64個のDCT係数に変換され、図2に示すジグ
ザグスキャンの順に出力され、フィールドメモリ33お
よび53で1フィールド遅延される。The operation of the image compression coding apparatus configured as described above will be described below. First, the data inputted from the input terminal 1 is divided into two channels A and B by the channel dividing circuit 30 as shown in FIG. The divided data is divided into block circuits 31.
And 51 divide it into 8 × 8 DCT blocks. The data is converted into 64 DCT coefficients for each block by the DCT conversion circuits 32 and 52, output in the order of the zigzag scan shown in FIG. 2, and delayed by one field in the field memories 33 and 53.
【0079】遅延されたDCT係数は第一の量子化器3
4および54にて、図3に示す各係数毎に異なる量子化
ステップとスケールファクタ補正回路41および61に
て決定されるスケールファクタαtを掛けた量子化値に
より線形量子化され、ハフマン符号化回路35および5
5にて2次元ハフマン符号化された可変長のデータが出
力される。符号化された可変長のデータはバッファメモ
リ36および56にて所定のレートに変換されたのちス
ケールファクタαtと共に出力される。The delayed DCT coefficient is transferred to the first quantizer 3
4 and 54 are linearly quantized by a quantization value obtained by multiplying the quantization step different for each coefficient shown in FIG. 3 by the scale factor αt determined by the scale factor correction circuits 41 and 61, and the Huffman encoding circuit. 35 and 5
At 5, variable-length data that has been two-dimensionally Huffman encoded is output. The encoded variable-length data is converted into a predetermined rate in the buffer memories 36 and 56 and then output together with the scale factor αt.
【0080】グループ目標符号量の予測、及びスケール
ファクタαtの補正方法の詳細については第1の実施例
と同様であり、チャンネル分割に関する点のみを以下に
示す。The details of the method of predicting the group target code amount and the method of correcting the scale factor αt are the same as those in the first embodiment, and only the points concerning the channel division will be shown below.
【0081】まず、DCT変換回路32および52で出
力したブロック毎のDCT係数は、第2の量子化器38
および58に入力し、1フィールドの各ブロックは、図
4に示すように、符号化データの出力順に対応するK個
のグループの分類とM通りのスケールファクタα1〜α
M(α1<α2<・・・<αM)のうちの一つが、割り
当てられる。各ブロックのDCT係数は前記割り当てら
れたスケールファクタと図3に示す量子化ステップを掛
けた量子化値により線形量子化される。First, the DCT coefficients for each block output from the DCT transform circuits 32 and 52 are calculated by the second quantizer 38.
And 58, each block of one field is classified into K groups corresponding to the output order of encoded data and M scale factors α1 to α as shown in FIG.
One of M (α1 <α2 <... <αM) is assigned. The DCT coefficient of each block is linearly quantized by the quantized value obtained by multiplying the assigned scale factor and the quantizing step shown in FIG.
【0082】ブロック符号量算出回路39及び59では
このM通りのスケールファクタを用いて量子化されたD
CT係数が2次元ハフマン符号化されたときのブロック
当りの符号量を算出する。In the block code amount calculation circuits 39 and 59, D quantized using the M scale factors is used.
The code amount per block when the CT coefficient is two-dimensional Huffman coded is calculated.
【0083】初期スケールファクタ算出回路70には、
2チャンネル分のブロック毎の符号量が入力し、2チャ
ンネル分の符号量から1種類の初期スケールファクタα
initが求められる。The initial scale factor calculation circuit 70 includes
The code amount for each block for two channels is input, and one type of initial scale factor α is selected from the code amount for two channels.
init is required.
【0084】グループ目標符号量算出回路40および6
0では、2チャンネル独立して、K個のグループ毎に初
期スケールファクタαinitで量子化を行ったときの符号
量の積算値を算出する。Group target code amount calculation circuits 40 and 6
In the case of 0, the integrated value of the code amount when the quantization is performed by the initial scale factor αinit for each of the K groups independently for two channels is calculated.
【0085】スケールファクタ補正回路41および61
には、グループ目標符号量算出回路40および60にて
算出した各グループ毎の予測符号量と、実際にハフマン
符号化された符号量が入力され、予測誤差Δにより次グ
ループのスケールファクタαtの補正がチャンネル毎に
行われる。Scale factor correction circuits 41 and 61
The predicted code amount for each group calculated by the group target code amount calculation circuits 40 and 60 and the code amount actually Huffman coded are input to the correction target of the scale factor αt of the next group by the prediction error Δ. Is performed for each channel.
【0086】以上のように本実施例によれば、1フィー
ルドの画像データを2チャンネルに分割しそれぞれのチ
ャンネルを所定の符号量以内で符号化する際に、初期ス
ケールファクタ算出回路では2チャンネル分の符号量と
スケールファクタの関係を用いて初期スケールファクタ
αinitを求めることが出来るため初期スケールファクタ
の予測精度を向上させることができ、さらにチャンネル
毎にスケールファクタの補正を行いきめ細かい符号量制
御が可能である。As described above, according to the present embodiment, when the image data of one field is divided into two channels and each channel is encoded within a predetermined code amount, the initial scale factor calculation circuit uses two channels. Since the initial scale factor α init can be obtained by using the relationship between the code amount and scale factor of, the prediction accuracy of the initial scale factor can be improved, and the scale factor can be corrected for each channel for fine code amount control. Is.
【0087】なお、本実施例においては2チャンネルの
符号化を示したが、いかなるチャンネル数においても同
様の効果があることは明かである。また、チャンネル分
割する際、画面上で一つのチャンネルが集中しない様に
シャフリングを行った方がチャンネル間の符号量の差が
少なくなり符号量制御の精度が向上するのは明かであ
る。In this embodiment, the coding of two channels is shown, but it is clear that the same effect can be obtained with any number of channels. Further, when dividing channels, it is apparent that shuffling is performed so that one channel is not concentrated on the screen, the difference in the code amount between the channels is reduced, and the precision of the code amount control is improved.
【0088】なお、全ての実施例において、フィールド
単位での圧縮を示しているが、フレーム単位、或は複数
のブロックからなるマクロブロック単位での圧縮につい
ても同様の効果があることは明かである。It should be noted that although compression is performed in field units in all the embodiments, it is clear that the same effect can be obtained in compression in frame units or in macroblock units composed of a plurality of blocks. .
【0089】また、全ての実施例において、プリスキャ
ンによる符号量の予測を全てのブロックにおいて行って
いるが、一部のブロックをサンプリングして演算する場
合も同様の効果が得られる。Further, in all the embodiments, the prediction of the code amount by the prescan is performed in all the blocks, but the same effect can be obtained when the sampling is performed in a part of the blocks.
【0090】さらに、全ての実施例において、DCT変
換による直交変換を示したが、LOT、アダマール変換
等いかなる直交変換においても同様の効果があることは
明かである。Further, although the orthogonal transform by the DCT transform is shown in all the embodiments, it is obvious that the same effect can be obtained by any orthogonal transform such as LOT and Hadamard transform.
【0091】[0091]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、1
回のプリスキャンのみで初期量子化係数と1画面のデー
タをK個のグループに分割したそれぞれのグループ毎の
符号量の積算値を正確に予測することが出来るため、実
際の符号量積算値との比較により初期スケールファクタ
を補正することにより符号量制御の精度が向上する。As described above, according to the present invention, 1
Since the initial quantized coefficient and the integrated value of the code amount for each group obtained by dividing the data of one screen into K groups can be accurately predicted only by performing the pre-scan once, The accuracy of the code amount control is improved by correcting the initial scale factor by comparing
【0092】さらにブロック単位で符号量の制限を設け
ることによりデータのオーバーフローを防ぎきめ細かい
符号量制御が可能であり、また多チャンネルの符号化に
も、圧縮画像の画質を向上させる画像圧縮符号化装置を
実現できる。Further, by providing a code amount limitation in block units, it is possible to prevent data overflow and perform fine code amount control, and also in multi-channel encoding, an image compression encoding device for improving the image quality of compressed images. Can be realized.
【図1】本発明の第1の実施例の画像圧縮符号化装置の
構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image compression encoding apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】DCT係数のジグザグスキャンを表す図FIG. 2 is a diagram showing a zigzag scan of DCT coefficients.
【図3】DCT係数の量子化ステップを表す図FIG. 3 is a diagram showing quantization steps of DCT coefficients.
【図4】本発明の第1の実施例の画面上のブロックを表
す図FIG. 4 is a diagram showing blocks on the screen according to the first embodiment of the present invention.
【図5】1フィールドでのスケールファクタと符号量の
関係を示す図FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a scale factor and a code amount in one field.
【図6】本発明の第1の実施例の符号量積算値の時間履
歴を示す特性図FIG. 6 is a characteristic diagram showing a time history of code amount integrated values according to the first embodiment of this invention.
【図7】従来例の画像圧縮符号化装置の構成を示すブロ
ック図FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional image compression encoding device.
【図8】従来例の画面上のブロックを表す図FIG. 8 is a diagram showing blocks on a screen of a conventional example.
【図9】本発明の第1の実施例のjグループ以降のスケ
ールファクタと符号量の関係を示す図FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a scale factor and a code amount after the j-group in the first embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第2の実施例の符号量積算値の時間
履歴を示す特性図FIG. 10 is a characteristic diagram showing a time history of code amount integrated values according to a second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第3の実施例の画像圧縮符号化装置
の構成を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an image compression coding apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図12】符号化時間と制御符号量の関係を示す特性図FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the coding time and the control code amount.
【図13】ブロックに対する符号量割り当てを表す図FIG. 13 is a diagram showing code amount allocation for blocks.
【図14】本発明の第4の実施例の画像圧縮符号化装置
の構成を示すブロック図FIG. 14 is a block diagram showing the arrangement of an image compression encoding apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第5の実施例の画像圧縮符号化装置
の構成を示すブロック図FIG. 15 is a block diagram showing the arrangement of an image compression encoding apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第5の実施例の画面上のチャンネル
分割を示す図FIG. 16 is a diagram showing channel division on the screen according to the fifth embodiment of the present invention.
2 ブロック化回路 3 DCT変換回路 4 フィールドメモリ 5 第一の量子化器 6 ハフマン符号化器 7 バッファメモリ 9 第二の量子化器 10 ブロック符号量算出回路 11 初期スケールファクタ算出回路 12 グループ目標符号量算出回路 13 スケールファクタ補正回路 14 符号量積算回路 2 block forming circuit 3 DCT converting circuit 4 field memory 5 first quantizer 6 Huffman encoder 7 buffer memory 9 second quantizer 10 block code amount calculating circuit 11 initial scale factor calculating circuit 12 group target code amount Calculation circuit 13 Scale factor correction circuit 14 Code amount integration circuit
Claims (10)
し、この分割した各ブロックに直交変換と可変長符号化
とを組み合わせた符号化方式によって所定の符号量に圧
縮する装置であって、前記入力画像データをブロック毎
に直交変換する直交変換器と、前記直交変換器の出力デ
ータを書き込み、あらかじめ決められた順番で読み出す
メモリと、前記メモリの出力データを量子化する第一の
量子化器と、前記第一の量子化器の出力を可変長符号化
する符号化器と、前記符号化器の出力データを書き込ん
だ後に一定のレートで出力するバッファメモリと、前記
符号化器の出力データの符号量を積算する符号量積算器
と、前記直交変換器の出力データを、前記メモリの出力
順に対応してK個のグループに分類し、各グループに含
まれるブロックに対してM通りの量子化係数の一つを割
り当て前記量子化係数で量子化する第二の量子化器と、
前記第二の量子化器の出力を可変長符号化した時のブロ
ック当りの符号量を算出する符号量算出器と、前記符号
量算出器から出力されるブロック符号量より一画面を前
記M通りの量子化係数で量子化した場合のM通りの符号
量を予測し一画面を所定の符号量とするための量子化係
数(初期量子化係数)を決定する初期量子化係数検出器
と、前記符号量算出器から出力されるブロック符号量の
K個の各グループ毎の総和を求め、その比より初期量子
化係数にて符号化した場合のグループ毎の目標符号量を
予測するグループ符号量算出器と、前記符号化器から各
グループのデータが出力される毎に前記符号量積算器に
より積算された実際の符号量と前記目標符号量との予測
誤差で前記初期量子化係数を補正することにより前記第
一の量子化器の量子化係数を補正する量子化係数補正器
を備えたことを特徴とする画像圧縮符号化装置。1. An apparatus for dividing input image data into a plurality of blocks, and compressing each divided block into a predetermined code amount by an encoding method in which orthogonal transformation and variable length encoding are combined. An orthogonal transformer that orthogonally transforms the input image data block by block, a memory that writes the output data of the orthogonal transformer and reads it in a predetermined order, and a first quantizer that quantizes the output data of the memory. , An encoder for variable-length encoding the output of the first quantizer, a buffer memory for writing output data of the encoder at a constant rate after writing the output data of the encoder, and an output of the encoder The code amount accumulator that accumulates the code amount of data and the output data of the orthogonal transformer are classified into K groups corresponding to the output order of the memory, and are divided into blocks included in each group. A second quantizer for quantizing the assignment the quantization coefficient of one of the quantized coefficients are M and,
A code amount calculator for calculating the code amount per block when the output of the second quantizer is variable-length coded, and a block code amount output from the code amount calculator, one screen of the M number of screens. An initial quantized coefficient detector for predicting M different code amounts when quantized with the quantized coefficient and determining a quantized coefficient (initial quantized coefficient) for making one screen a predetermined code amount; Group code amount calculation for obtaining the total sum of the block code amounts output from the code amount calculator for each of the K groups and predicting the target code amount for each group when encoded with the initial quantization coefficient from the ratio And a prediction error between the actual code amount accumulated by the code amount integrator and the target code amount each time data of each group is output from the encoder, and the initial quantization coefficient is corrected. By the amount of the first quantizer Image compression encoding apparatus characterized by having a quantization coefficient corrector that corrects the coefficient.
ようにMおよびKを定め、各グループの各スケールファ
クタに対応するブロック数が同一となるように割り当て
ることを特徴とする請求項1記載の画像圧縮符号化装
置。2. The M and K are defined so that the number of blocks in one screen is a multiple of M × K, and allocation is performed so that the number of blocks corresponding to each scale factor of each group is the same. Item 1. The image compression encoding device according to Item 1.
ープのデータが出力される毎に符号量積算器により積算
された実際の符号量と目標符号量との予測誤差を算出
し、次グループ以降の目標符号量の総和から前記予測誤
差を引いた符号量を次グループ以降の目標符号量として
次グループの量子化係数を決定することを特徴とする請
求項1記載の画像圧縮符号化装置。3. The quantization coefficient corrector calculates a prediction error between the actual code amount accumulated by the code amount integrator and the target code amount each time the data of each group is output from the encoder, 2. The image compression coding according to claim 1, wherein the quantization coefficient of the next group is determined with the code amount obtained by subtracting the prediction error from the sum of the target code amounts of the next group and thereafter as the target code amount of the next group and thereafter. apparatus.
ープのデータが出力される毎に符号量積算器により積算
された実際の符号量と目標符号量との予測誤差を算出
し、前記予測誤差と、既符号化データ符号量と未符号化
データ符号量予測の比より現在の量子化係数にて一画面
全て符号化した場合の誤差(全符号化誤差)を予測し、
次グループ以降の目標符号量の総和から全符号化誤差を
引いた符号量を次グループ以降の目標符号量として次グ
ループの量子化係数を決定することを特徴とする請求項
1記載の画像圧縮符号化装置。4. The quantization coefficient corrector calculates a prediction error between the actual code amount accumulated by the code amount integrator and the target code amount each time the data of each group is output from the encoder, Predicting the prediction error and the error (total coding error) when the entire screen is coded with the current quantization coefficient from the ratio of the coded data code amount and the uncoded data code amount prediction,
2. The image compression code according to claim 1, wherein the quantization coefficient of the next group is determined with the code amount obtained by subtracting all coding errors from the sum of the target code amounts of the next group and subsequent groups as the target code amount of the next group and subsequent groups. Device.
所定量とするための未符号化ブロックをブロック当り固
定長で符号化を行った場合の符号量(制御符号量)を設
定する符号量設定器と、符号量積算器にて積算された符
号量が前記制御符号量を越えた時に1ブロック毎に符号
量を制御する符号量制御器を備えたことを特徴とする請
求項1記載の画像圧縮符号化装置。5. A code for setting a code amount (control code amount) when an uncoded block for making the code amount of one field a predetermined amount is encoded with a fixed length per block for each block. 2. A quantity setting device and a code amount controller for controlling the code amount for each block when the code amount accumulated by the code amount accumulator exceeds the control code amount. Image compression encoding device.
え、制御符号量とブロック当りの符号量の設定を異なる
複数の組合せで行うことを特徴とする請求項5記載の画
像圧縮符号化装置。6. The image compression system according to claim 5, wherein two or more sets of code amount setters and code amount controllers are provided, and the control code amount and the code amount per block are set by a plurality of different combinations. Encoding device.
の電力和を求めるブロック電力算出器を備え、符号量制
御器は未符号化ブロックの前記ブロック電力和に比例し
た符号量を各ブロック毎に定め符号化器を制御すること
を特徴とする請求項5記載の画像圧縮符号化装置。7. A block power calculator for obtaining a power sum for each block from output data of an orthogonal transformer, wherein a code amount controller gives a code amount proportional to the block power sum of uncoded blocks for each block. The image compression encoding apparatus according to claim 5, wherein the encoder is defined in 1.
器にて符号化された各ブロック毎の割り当てられた量子
化係数と符号量、および、初期量子化係数算出器にて予
測される量子化係数と符号量の関係から、初期量子化係
数にて量子化を行った場合の各ブロック当りの符号量を
予測するブロック符号量予測器を備え、符号量制御器は
前記ブロック当りの予測符号量に比例した符号量を各ブ
ロック毎に定め符号化器を制御することを特徴とする請
求項5記載の画像圧縮符号化装置。8. A quantized coefficient and code amount assigned to each block encoded by a second quantizer calculated by a code amount calculator, and an initial quantized coefficient calculator. A block code amount predictor for predicting the code amount for each block when quantization is performed with the initial quantization coefficient from the relationship between the predicted quantized coefficient and the code amount, and the code amount controller is the block 6. The image compression coding apparatus according to claim 5, wherein a code amount proportional to a predicted code amount per hit is determined for each block to control the encoder.
って複数のチャンネルに分割し、チャンネル毎に所定の
符号量に圧縮する装置であって、各チャンネル毎に、入
力画像データをブロック毎に直交変換する直交変換器
と、前記直交変換器の出力データを遅延させるメモリ
と、前記メモリの出力データを量子化する量子化器と、
前記量子化器の出力を可変長符号化する符号化器と、前
記符号化器の出力データを書き込んだ後に一定のレート
で出力するバッファメモリとを備え、複数のチャンネル
の直交変換器出力データより一画面を所定の符号量にす
るための量子化係数(初期量子化係数)を求めることを
特徴とする画像圧縮符号化装置。9. A device for dividing one screen into a plurality of channels according to a predetermined rule and compressing the code into a predetermined code amount for each channel, wherein the input image data is orthogonally transformed for each block for each channel. An orthogonal transformer, a memory for delaying the output data of the orthogonal transformer, and a quantizer for quantizing the output data of the memory,
An encoder for variable-length encoding the output of the quantizer, and a buffer memory for outputting the output data of the encoder at a constant rate after writing the output data of the encoder are provided. An image compression encoding device, characterized in that a quantized coefficient (initial quantized coefficient) for obtaining a predetermined code amount for one screen is obtained.
タの符号量を積算する符号量積算器と、符号化器から各
グループのデータが出力される毎に前記符号量積算器に
より積算された実際の符号量と目標符号量との予測誤差
で初期量子化係数を補正することにより量子化器の量子
化係数を決定する量子化係数補正器を備えたことを特徴
とする請求項9記載の画像圧縮符号化装置。10. A code amount accumulator for accumulating the code amount of output data of the encoder for each channel, and accumulating by the code amount accumulator each time data of each group is output from the encoder. 10. The quantizing coefficient corrector for determining the quantizing coefficient of the quantizer by correcting the initial quantizing coefficient with the prediction error between the actual code amount and the target code amount. Image compression encoding device.
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP7547293A JP3265696B2 (en) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Image compression coding device |
US08/150,526 US5543844A (en) | 1992-11-25 | 1993-11-09 | Method and apparatus for coding image data |
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JP2020505830A (en) * | 2017-01-18 | 2020-02-20 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd | Rate control method and rate control device |
-
1993
- 1993-04-01 JP JP7547293A patent/JP3265696B2/en not_active Expired - Fee Related
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US8712176B2 (en) | 2010-03-31 | 2014-04-29 | Megachips Corporation | Image processor |
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JP2020505830A (en) * | 2017-01-18 | 2020-02-20 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd | Rate control method and rate control device |
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