JPH09102743A - Information signal encoding device and method and information signal decoding method - Google Patents
Information signal encoding device and method and information signal decoding methodInfo
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- JPH09102743A JPH09102743A JP19965996A JP19965996A JPH09102743A JP H09102743 A JPH09102743 A JP H09102743A JP 19965996 A JP19965996 A JP 19965996A JP 19965996 A JP19965996 A JP 19965996A JP H09102743 A JPH09102743 A JP H09102743A
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- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばディジタ
ルオーディオ信号、ディジタル画像信号等のディジタル
情報信号の発生データ量を低減するようにした情報信号
符号化装置、符号化方法、および情報信号復号方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information signal coding apparatus, a coding method and an information signal decoding method for reducing the amount of generated data of digital information signals such as digital audio signals and digital image signals. .
【0002】[0002]
【従来の技術】ディジタルオーディオ信号、ディジタル
画像信号等の伝送情報量を低減するために、予測符号化
が知られている。例えば1次元DPCMは、時間または
空間方向において、入力サンプル値と予測値との差分
(残差)を形成し、2次元DPCMは、空間方向におい
て入力サンプル値と予測値との残差を形成する。ディジ
タル情報信号は、時間方向、空間方向の相関を有してい
るので、残差信号のレベルがサンプル値よりも小さいも
のとなる。従って、残差信号を元の量子化ビット数より
少ないビット数により再量子化することが可能で、それ
によって、情報量を圧縮できる。2. Description of the Related Art Predictive coding is known in order to reduce the amount of transmitted information such as digital audio signals and digital image signals. For example, the one-dimensional DPCM forms the difference (residual) between the input sample value and the predicted value in the temporal or spatial directions, and the two-dimensional DPCM forms the residual difference between the input sample value and the predicted value in the spatial direction. . Since the digital information signal has the correlation in the time direction and the space direction, the level of the residual signal becomes smaller than the sample value. Therefore, the residual signal can be requantized with a smaller number of bits than the original number of quantization bits, thereby compressing the amount of information.
【0003】残差信号を対象とする量子化装置として
は、0付近の量子化ステップ幅を細かくし、レベルが大
きいほど、量子化ステップ幅を粗くする非線形量子化装
置が周知である。この非線形量子化を含めて従来の量子
化装置は、発生しうる残差信号の全てのレベルを量子化
対象としている。例えばディジタル画像信号の1サンプ
ル(1画素)が8ビットに量子化されている場合、残差
信号としては、(−255〜+255)の値が存在しう
る。従来の量子化装置は、この全範囲を量子化の対象と
している。As a quantizer for a residual signal, a non-linear quantizer is known in which the quantizer step width near 0 is made fine and the quantizer step width becomes coarser as the level increases. A conventional quantizing device including this non-linear quantizing targets all levels of a residual signal that can be generated as a quantizing object. For example, when one sample (one pixel) of the digital image signal is quantized to 8 bits, the residual signal may have a value of (-255 to +255). In the conventional quantizer, this entire range is targeted for quantization.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の量子化装置は、
発生しうる残差信号の全範囲を量子化の対象とするの
で、量子化ビット数を少なくした場合には、量子化精度
が低下し、量子化ビット数を多くすると発生データ量が
多くなる問題があった。その結果、復号した時に、充分
な品質のオーディオ信号、画像信号が得られない問題が
あった。The conventional quantizer has the following problems.
Since the entire range of residual signals that can be generated is targeted for quantization, when the number of quantization bits is reduced, the quantization accuracy decreases, and the amount of generated data increases when the number of quantization bits increases. was there. As a result, there is a problem that an audio signal and an image signal of sufficient quality cannot be obtained when decoding.
【0005】従って、この発明の目的は、残差信号を量
子化する時に、さらに、量子化出力のデータ量の削減が
可能な情報信号符号化装置、符号化方法、並びに復号方
法を提供することにある。すなわち、残差信号をブロッ
ク化し、ブロック毎の残差信号のレベル範囲がある条件
を満たしている場合では、量子化ビット数をより少なく
するように、量子化モードを切り替えるものである。Therefore, an object of the present invention is to provide an information signal coding apparatus, a coding method, and a decoding method capable of further reducing the data amount of the quantized output when quantizing a residual signal. It is in. That is, when the residual signal is divided into blocks and the level range of the residual signal for each block satisfies a certain condition, the quantization mode is switched so as to reduce the number of quantization bits.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、入力
ディジタル情報信号を発生データ量を少なくするように
符号化する情報信号符号化装置において、入力ディジタ
ル情報信号のサンプル値同士の残差信号を生成する手段
と、残差信号をブロック化する手段と、ブロック化され
た残差信号毎に、最大値および最小値を検出する手段
と、最大値および最小値からブロック毎の残差信号のレ
ベル範囲が0を跨ぐものかどうかを決定し、レベル範囲
が0を跨ぐ場合に第1の量子化モードを指示し、レベル
範囲が0を跨がない場合に第2の量子化モードを指示す
るモード決定手段と、第1の量子化モードでは、元のビ
ット数より少ない所定のビット数で、残差信号を量子化
し、第2の量子化モードでは、元のビット数より少ない
ビット数で残差信号を量子化するとともに、コード変換
によりビット数をより少なくするようになされた量子化
手段と、第1および第2の量子化モードを識別する情報
と、量子化手段の出力とを伝送する伝送手段とからなる
ことを特徴とする情報信号符号化装置である。According to a first aspect of the present invention, in an information signal coding apparatus for coding an input digital information signal so as to reduce the amount of generated data, the residual difference between sample values of the input digital information signal. Means for generating a signal, means for blocking the residual signal, means for detecting a maximum value and a minimum value for each blocked residual signal, and a residual signal for each block from the maximum value and the minimum value Determines whether the level range crosses over 0, and indicates the first quantization mode when the level range crosses 0, and indicates the second quantization mode when the level range does not cross 0. And the first quantization mode, the residual signal is quantized with a predetermined number of bits smaller than the original number of bits, and the second quantization mode uses a number of bits smaller than the original number of bits. Residual signal Quantizing means for quantizing and reducing the number of bits by code conversion; transmitting means for transmitting information for identifying the first and second quantizing modes; and an output of the quantizing means It is an information signal encoding device characterized by comprising.
【0007】請求項3の発明は、入力ディジタル情報信
号を発生データ量を少なくするように符号化する情報信
号符号化方法において、入力ディジタル情報信号のサン
プル値同士の残差信号を生成するステップと、残差信号
をブロック化するステップと、ブロック化された残差信
号毎に、最大値および最小値を検出するステップと、最
大値および最小値からブロック毎の残差信号のレベル範
囲が0を跨ぐものかどうかを決定し、レベル範囲が0を
跨ぐ場合に第1の量子化モードを指示し、レベル範囲が
0を跨がない場合に第2の量子化モードを指示するモー
ド決定のステップと、第1の量子化モードでは、元のビ
ット数より少ない所定のビット数で、残差信号を量子化
し、第2の量子化モードでは、元のビット数より少ない
ビット数で残差信号を量子化するとともに、コード変換
によりビット数をより少なくする量子化のステップと、
第1および第2の量子化モードを識別する情報と、量子
化手段の出力とを伝送するステップとからなることを特
徴とする情報信号符号化方法である。According to a third aspect of the present invention, in an information signal coding method for coding an input digital information signal so as to reduce the amount of generated data, a step of generating a residual signal between sample values of the input digital information signal. , The step of dividing the residual signal into blocks, the step of detecting the maximum value and the minimum value for each of the blocked residual signals, and the level range of the residual signal for each block being 0 from the maximum value and the minimum value. And a step of deciding whether to straddle, instructing the first quantization mode when the level range crosses 0, and instructing the second quantization mode when the level range does not cross 0. In the first quantization mode, the residual signal is quantized with a predetermined number of bits smaller than the original number of bits, and in the second quantization mode, the residual signal is quantized with a number of bits smaller than the original number of bits. With quantizing the steps of quantizing to further reduce the number of bits by the code conversion,
An information signal coding method comprising: a step of transmitting information for identifying the first and second quantization modes and a step of transmitting an output of the quantization means.
【0008】請求項4の発明は、入力ディジタル情報信
号から少なくとも第1および第2の階層データを形成
し、第1および第2の階層データを符号化して伝送する
ようにした情報信号符号化装置において、第1の階層デ
ータより解像度がより低い第2の階層データを形成する
手段と、第2の階層データから第1の階層データを予測
する手段と、予測されたデータと第1の階層データとの
残差信号を形成する手段と、残差信号をブロック化する
手段と、ブロック化された残差信号毎に、最大値および
最小値を検出する手段と、最大値および最小値からブロ
ック毎の残差信号のレベル範囲が0を跨ぐものかどうか
を決定し、レベル範囲が0を跨ぐ場合に第1の量子化モ
ードを指示し、レベル範囲が0を跨がない場合に第2の
量子化モードを指示するモード決定手段と、第1の量子
化モードでは、元のビット数より少ない所定のビット数
で、残差信号を量子化し、第2の量子化モードでは、元
のビット数より少ないビット数で残差信号を量子化する
とともに、コード変換によりビット数をより少なくする
ようになされた量子化手段と、第1および第2の量子化
モードを識別する情報と、量子化手段の出力とを伝送す
る伝送手段とからなることを特徴とする情報信号符号化
装置である。According to a fourth aspect of the present invention, an information signal coding apparatus is configured to form at least first and second hierarchical data from an input digital information signal, and code and transmit the first and second hierarchical data. , Means for forming second hierarchical data having a resolution lower than that of the first hierarchical data, means for predicting the first hierarchical data from the second hierarchical data, the predicted data and the first hierarchical data A means for forming a residual signal, a means for blocking the residual signal, a means for detecting a maximum value and a minimum value for each of the blocked residual signals, and a block for each block from the maximum value and the minimum value. Determine whether the level range of the residual signal crosses 0, and indicate the first quantization mode when the level range crosses 0, and the second quantization mode when the level range does not cross 0. Activation mode Mode determining means and the first quantization mode, the residual signal is quantized with a predetermined number of bits smaller than the original number of bits, and the second quantization mode uses a smaller number of bits than the original number of bits. Quantizing the residual signal and transmitting a quantizing means adapted to reduce the number of bits by code conversion, information for identifying the first and second quantizing modes, and an output of the quantizing means. And an information signal encoding device.
【0009】請求項5の発明は、入力ディジタル情報信
号から少なくとも第1および第2の階層データを形成
し、第1および第2の階層データを符号化して伝送する
ようにした情報信号符号化方法において、第1の階層デ
ータより解像度がより低い第2の階層データを形成する
ステップと、第2の階層データから第1の階層データを
予測するステップと、予測されたデータと第1の階層デ
ータとの残差信号を形成するステップと、残差信号をブ
ロック化するステップと、ブロック化された残差信号毎
に、最大値および最小値を検出するステップと、最大値
および最小値からブロック毎の残差信号のレベル範囲が
0を跨ぐものかどうかを決定し、レベル範囲が0を跨ぐ
場合に第1の量子化モードを指示し、レベル範囲が0を
跨がない場合に第2の量子化モードを指示するモード決
定のステップと、第1の量子化モードでは、元のビット
数より少ない所定のビット数で、残差信号を量子化し、
第2の量子化モードでは、元のビット数より少ないビッ
ト数で残差信号を量子化するとともに、コード変換によ
りビット数をより少なくする量子化のステップと、第1
および第2の量子化モードを識別する情報と、量子化出
力とを伝送する伝送のステップとからなることを特徴と
する情報信号符号化方法である。According to a fifth aspect of the present invention, an information signal coding method for forming at least first and second hierarchical data from an input digital information signal and coding and transmitting the first and second hierarchical data. In the step of forming second hierarchical data having a lower resolution than the first hierarchical data, a step of predicting the first hierarchical data from the second hierarchical data, the predicted data and the first hierarchical data And a step of forming a residual signal into blocks, a step of blocking the residual signal, a step of detecting a maximum value and a minimum value for each blocked residual signal, and a step of calculating the maximum value and the minimum value for each block. Determines whether the level range of the residual signal crosses over 0, indicates the first quantization mode when the level range crosses over 0, and determines the second quantization mode when the level range does not cross over 0. A step of mode decision instructing the quantization mode, the first quantization mode, a predetermined number of bits less than the number of original bits, quantizing the residual signal,
In the second quantization mode, the residual signal is quantized with a number of bits smaller than the original number of bits, and the number of bits is reduced by code conversion.
And an information signal encoding method, which comprises information for identifying a second quantization mode and a transmission step for transmitting a quantized output.
【0010】請求項6の発明は、第1および第2の量子
化モードを識別する情報と、残差信号の情報とが伝送さ
れ、第1の量子化モードでは、残差信号が元のビット数
より少ないビット数で量子化され、第2の量子化モード
では、残差信号が元のビット数より少ないビット数で量
子化されるとともに、コード変換によりビット数をより
少なくするように符号化されたデータを復号する情報信
号復号方法において、識別情報に基づいて、第1の量子
化モードでは、データを逆量子化し、第2の量子化モー
ドでは、データをコード変換するとともに、逆量子化す
る逆量子化のステップと、逆量子化された残差信号をブ
ロック分解し、元の順序へ変換するステップとからなる
ことを特徴とする情報信号復号方法である。According to the invention of claim 6, the information for identifying the first and second quantization modes and the information of the residual signal are transmitted, and in the first quantization mode, the residual signal has the original bit. Is quantized with a number of bits smaller than the number of bits, and in the second quantization mode, the residual signal is quantized with a number of bits smaller than the original number of bits, and coded to reduce the number of bits by code conversion. In the information signal decoding method for decoding the generated data, the data is inversely quantized in the first quantization mode and the data is code-converted and inverse quantized in the second quantization mode based on the identification information. And a step of decomposing the dequantized residual signal into blocks and converting them into the original order.
【0011】残差信号のレベル分布の集中度を高めるこ
とによって、残差信号を元の量子化ビット数より少ない
ビット数で再量子化することができる。また、残差信号
の分布がある条件を満足する時には、残差信号をより少
ないビット数で量子化するが可能となる。By increasing the concentration degree of the level distribution of the residual signal, the residual signal can be requantized with the number of bits smaller than the original number of quantization bits. Further, when the distribution of the residual signal satisfies a certain condition, the residual signal can be quantized with a smaller number of bits.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て図面を参照して説明する。この一実施例では、ビデオ
信号が所定のサンプリング周波数でサンプリングされ、
各サンプルが所定の量子化ビット数へ変換されたディジ
タル画像信号に対して、この発明が適用される。図1
は、この発明の一実施例のシステムの構成を全体的に示
す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this one embodiment, the video signal is sampled at a predetermined sampling frequency,
The present invention is applied to a digital image signal in which each sample is converted into a predetermined number of quantization bits. FIG.
Shows the overall system configuration of an embodiment of the present invention.
【0013】図1において、121で示す入力端子にデ
ィジタルビデオ信号が供給される。入力信号が減算器1
23に供給され、減算器123の出力(残差信号)がブ
ロック化回路124および予測器122に供給され、予
測器122で生成された予測信号が減算器123に供給
される。減算器123は、入力信号から予測信号を減算
し、予測残差を発生する。この残差信号がブロック化回
路124に供給され、ラスター走査の順序からブロック
の順序のデータへ変換される。ブロック化された残差信
号が符号化ユニット125に供給される。In FIG. 1, a digital video signal is supplied to an input terminal 121. Input signal is subtractor 1
23, the output (residual signal) of the subtractor 123 is supplied to the blocking circuit 124 and the predictor 122, and the prediction signal generated by the predictor 122 is supplied to the subtractor 123. The subtractor 123 subtracts the prediction signal from the input signal to generate a prediction residual. This residual signal is supplied to the blocking circuit 124, and converted from raster scan order data to block order data. The blocked residual signal is supplied to the encoding unit 125.
【0014】符号化ユニット125中の量子化回路は、
後述するように、ブロック化された残差信号の度数分布
に応じて、第1の量子化モードと第2の量子化モードと
が切り替えられるものである。例えば残差信号のビット
数が8ビットの場合、第1の量子化モードが選択される
時には、符号化ユニット125から3ビットの量子化出
力が発生する。第2の量子化モードが選択される時に
は、符号化ユニット125内のコード変換テーブルによ
って、2ビットに変換された量子化出力が発生する。The quantizer circuit in the encoding unit 125 is
As will be described later, the first quantization mode and the second quantization mode are switched according to the frequency distribution of the blocked residual signal. For example, when the number of bits of the residual signal is 8 bits, a 3-bit quantized output is generated from the encoding unit 125 when the first quantization mode is selected. When the second quantization mode is selected, the code conversion table in the encoding unit 125 produces a quantized output converted to 2 bits.
【0015】符号化ユニット125の符号化出力がエラ
ー訂正符号エンコーダ126に供給され、エラー訂正符
号の冗長コードが付加される。エラー訂正符号エンコー
ダ126の出力が変調部127に供給される。変調部1
27は、記録、伝送等に適した形態にディジタル信号を
変調する。変調部127からの出力信号が記録ユニット
128に供給され、記録ユニット128によって記録信
号が情報信号記録媒体129に記録される。また、伝送
路130を介してデータを伝送することも可能で、その
場合では、記録ユニット128の代わりに伝送ユニット
が使用される。量子化モードを指示するモード信号も符
号化残差信号とともに、記録、あるいは伝送される。情
報信号記録媒体129は、磁気、光磁気、相変化等を利
用したディスク状、あるいはテープ状の記録媒体であ
る。半導体メモリも一種の記録媒体である。The encoded output of the encoding unit 125 is supplied to the error correction code encoder 126, and the redundant code of the error correction code is added. The output of the error correction code encoder 126 is supplied to the modulator 127. Modulator 1
Reference numeral 27 modulates the digital signal into a form suitable for recording, transmission and the like. The output signal from the modulator 127 is supplied to the recording unit 128, and the recording unit 128 records the recording signal on the information signal recording medium 129. It is also possible to transmit data via the transmission path 130, in which case a transmission unit is used instead of the recording unit 128. A mode signal indicating the quantization mode is also recorded or transmitted together with the coded residual signal. The information signal recording medium 129 is a disk-shaped or tape-shaped recording medium that uses magnetism, magneto-optical property, phase change, or the like. A semiconductor memory is also a kind of recording medium.
【0016】記録媒体129からデータを再生ユニット
131が再生し、または伝送路130を介して伝送され
たデータが受信される。再生ユニット131により再生
されたデータが復調部132により復調され、復調出力
がエラー訂正符号のデコーダ133に供給される。この
デコーダ133は、冗長コードを利用してエラーを訂正
し、また、訂正できないで残ったエラーを目立たないよ
うに修整する。The reproduction unit 131 reproduces the data from the recording medium 129, or the data transmitted through the transmission path 130 is received. The data reproduced by the reproduction unit 131 is demodulated by the demodulation unit 132, and the demodulated output is supplied to the error correction code decoder 133. The decoder 133 corrects the error by using the redundant code, and also corrects the error that cannot be corrected and remains.
【0017】エラー訂正デコーダ133の出力が復号化
ユニット134に供給される。復号化ユニット134
は、後述するように、符号化ユニット125と逆に量子
化出力を代表値(量子化復元値)に変換する、逆量子化
の処理を行う。復号化ユニット134中の逆量子化回路
は、モード信号により指示される量子化モードに従って
逆量子化の処理を行う。復号化ユニット134から復号
された残差信号が発生する。この復号残差信号がブロッ
ク分解回路135に供給される。ブロック分解回路13
5では、ブロック構造がラスター走査の順序に戻され
る。The output of the error correction decoder 133 is supplied to the decoding unit 134. Decoding unit 134
As will be described later, performs inverse quantization processing for converting the quantized output into a representative value (quantization restored value), which is the reverse of the encoding unit 125. The dequantization circuit in the decoding unit 134 performs dequantization processing according to the quantization mode indicated by the mode signal. A decoded residual signal is generated from the decoding unit 134. This decoded residual signal is supplied to the block decomposition circuit 135. Block decomposition circuit 13
At 5, the block structure is returned to the raster scan order.
【0018】復号残差信号が加算回路136に供給され
る。加算回路136により復号画像信号が形成され、出
力端子137に取り出される。また、この復号画像信号
が予測器138に供給され、予測信号が生成される。予
測信号が加算回路136に供給される。The decoded residual signal is supplied to the adder circuit 136. A decoded image signal is formed by the adder circuit 136 and is output to the output terminal 137. The decoded image signal is also supplied to the predictor 138 to generate a predicted signal. The prediction signal is supplied to the adder circuit 136.
【0019】図2は、符号化ユニット125の一例を示
す。ブロック化回路124からのブロック化された残差
信号が入力端子1に供給される。図3は、残差信号の形
成を概略的に示すものである。図3における一つの矩形
の領域が1つの画素と対応している。a〜hのそれぞれ
は、局部復号された画素値を示し、A〜Pは、符号化さ
れる前の画素値を示す。画素値Aに対しての予測値A’
は、近傍の局部復号画素値を使用して予測器122によ
り生成される。例えば予測値A’は、A’=4c−3
(b−f)、A’=f+c−b等の予測式に従って形成
される。画素値B、C、・・・に対する予測値も同様の
予測式によって計算される。一般式で表すと、予測値
は、(αa+βb+γf、但し、α、β、γは定数)に
より生成される。FIG. 2 shows an example of the encoding unit 125. The blocked residual signal from the blocking circuit 124 is supplied to the input terminal 1. FIG. 3 schematically shows the formation of the residual signal. One rectangular area in FIG. 3 corresponds to one pixel. Each of a to h indicates a locally decoded pixel value, and each of A to P indicates a pixel value before being encoded. Predicted value A'for pixel value A
Are generated by the predictor 122 using locally decoded pixel values in the vicinity. For example, the predicted value A'is A '= 4c-3
(B−f), A ′ = f + c−b, and the like. Prediction values for the pixel values B, C, ... Are calculated by the same prediction formula. Expressed by a general formula, the predicted value is generated by (αa + βb + γf, where α, β, and γ are constants).
【0020】減算器123では、画素値(例えばA)か
ら予測値(例えばA’)が減算され、残差信号Δaが生
成される。同様に、残差信号Δb、Δc、・・・が生成
される。ブロック化回路124では、生成された残差信
号がブロック構造に変換される。例えばブロック化回路
124によって、図3Aの太線の枠で示すように、(4
×4)のブロックと対応する残差信号Δa〜Δpのブロ
ックのデータが形成される。なお、ディジタルオーディ
オ信号を扱う場合には、時間方向の予測値が形成され、
1次元の残差信号のブロックが形成される。The subtractor 123 subtracts the predicted value (eg A ') from the pixel value (eg A) to generate the residual signal Δa. Similarly, residual signals Δb, Δc, ... Are generated. The blocking circuit 124 converts the generated residual signal into a block structure. For example, by the blocking circuit 124, (4
Data of the blocks of the residual signals Δa to Δp corresponding to the block of (4) are formed. When handling a digital audio signal, a prediction value in the time direction is formed,
A block of one-dimensional residual signals is formed.
【0021】残差信号のレベル範囲は、ブロック化する
ことによって、集中度を高めることが可能である。1画
素が8ビットのデータの場合では、1画面の全体の残差
信号の発生度数の分布は、0を中心として(−255〜
+255)の範囲のものであり、残差が0の度数が最大
となる。しかしながら、ブロックに分割した場合には、
残差の度数分布がもとの分布に比してより集中したもの
となる。It is possible to increase the degree of concentration by blocking the level range of the residual signal. In the case where one pixel is 8-bit data, the distribution of the frequency of occurrence of the residual signal in the entire one screen is centered at 0 (-255 to -255).
+255), and the frequency with a residual of 0 is the maximum. However, when divided into blocks,
The residual frequency distribution is more concentrated than the original distribution.
【0022】これは、1画面と比較して小空間のブロッ
ク内の残差は、大きな値となるものが確率的に少なく、
また、ブロック内では残差の相関が強いことに因る。従
って、ブロック化された残差信号を元の量子化ビット数
より少ないビット数でもって再量子化することができ
る。また、ブロック化された残差信号の分布において、
必ずしも0の値の度数が最大とならない。例えば、ブロ
ック内で輝度のレベルが例えば対角線方向に除々に変化
する場合等では、0の値の度数が最大とならない分布が
生じる。なお、残差信号の分布の集中度を高める方法
は、ブロック化が一例であって、これ以外の方法も可能
である。This is because the residual in the block of the small space has a large value in probability as compared with one screen, and
This is also due to the strong residual correlation within the block. Therefore, the blocked residual signal can be requantized with a bit number smaller than the original quantization bit number. Also, in the distribution of the blocked residual signal,
The frequency with a value of 0 is not always the maximum. For example, when the brightness level gradually changes in a block, for example, in a diagonal direction, a distribution in which the value of 0 is not maximum occurs. Note that blocking is an example of a method of increasing the degree of concentration of the distribution of the residual signal, and other methods are also possible.
【0023】図2に戻って、符号化ユニット125につ
いて説明する。入力端子1からの残差信号が最大値検出
回路2、最小値検出回路3、遅延回路4に供給される。
最大値検出回路2では、ブロック毎の最大値MAXが検
出され、最小値検出回路3では、ブロック毎の最小値M
INが検出される。検出された最大値MAXおよび最小
値MINがモード決定回路5へ供給される。Returning to FIG. 2, the encoding unit 125 will be described. The residual signal from the input terminal 1 is supplied to the maximum value detection circuit 2, the minimum value detection circuit 3, and the delay circuit 4.
The maximum value detection circuit 2 detects the maximum value MAX for each block, and the minimum value detection circuit 3 detects the minimum value M for each block.
IN is detected. The detected maximum value MAX and minimum value MIN are supplied to the mode determination circuit 5.
【0024】モード決定回路5には、ブロック化された
残差信号、最大値MAXおよび最小値MINが供給さ
れ、そのブロックの残差信号のレベル範囲に基づいて、
量子化モードが決定され、モードを指示する信号MOD
E(例えば1ビット)が生成される。モード信号MOD
Eが量子化回路6に供給され、また、量子化回路6に対
して、入力端子1からの残差信号が位相合わせのための
遅延回路4を介して供給される。量子化回路6では、残
差信号が元の量子化ビット数(例えば8ビット)より少
ない量子化ビット数により再量子化される。量子化回路
6では、第1および第2の量子化モードがモード信号M
ODEに従って選択される。The mode decision circuit 5 is supplied with the blocked residual signal, the maximum value MAX and the minimum value MIN, and based on the level range of the residual signal of the block,
Quantization mode is determined, and signal MOD indicating the mode
E (eg 1 bit) is generated. Mode signal MOD
E is supplied to the quantizing circuit 6, and the residual signal from the input terminal 1 is supplied to the quantizing circuit 6 via the delay circuit 4 for phase matching. In the quantization circuit 6, the residual signal is requantized with a quantization bit number smaller than the original quantization bit number (for example, 8 bits). In the quantization circuit 6, the first and second quantization modes are the mode signal M
Selected according to ODE.
【0025】第1の量子化モードは、8ビットの残差信
号を再量子化して、より少ない量子化ビット数例えば3
ビットの量子化出力を発生する、通常のものである。第
2の量子化モードは、ブロック化された残差信号のレベ
ル範囲が0を跨がない場合に適用される。この一実施例
では、残差信号の最小値MINが(Δ/2)よりも大き
い場合には、第2の量子化モードが適用される。ここ
で、Δは、再量子化ビット数をnとするときに、DR/
2n で計算される量子化ステップである。DRは、ダイ
ナミックレンジで、(MAX−MIN)により計算でき
る。The first quantization mode is to requantize an 8-bit residual signal to reduce the number of quantization bits, for example, 3
A conventional one that produces a quantized output of bits. The second quantization mode is applied when the level range of the blocked residual signal does not cross 0. In this embodiment, the second quantization mode is applied when the minimum value MIN of the residual signal is larger than (Δ / 2). Here, Δ is DR / DR, where n is the number of requantization bits.
It is a quantization step calculated by 2 n . DR is a dynamic range and can be calculated by (MAX-MIN).
【0026】第2の量子化モードでは、第1の量子化モ
ードと同様に再量子化で発生したコード信号(例えば3
ビット)が所定の規則に従って変換され、より少ないビ
ット数例えば2ビットの量子化出力に変換される。3ビ
ットのコードを2ビットの量子化出力に変換するコード
変換の規則を下記に示す。 100 − 00 101 − 01 110 − 10 111 − 11In the second quantization mode, as in the first quantization mode, the code signal generated by requantization (for example, 3
Bit) is converted according to a predetermined rule and converted into a quantized output having a smaller number of bits, for example, 2 bits. The code conversion rule for converting a 3-bit code into a 2-bit quantized output is shown below. 100-00 101-01 01 110-10 111-11
【0027】量子化処理について図4を参照して説明す
る。上述したように予測符号化により発生した残差信号
は、1フレーム全体で見ると、0の値の度数が最大とな
るが、ブロック化したものは、図4Aに示すように、そ
のブロックによってさまざまな偏りを持っている。図4
Aは、負側に偏った残差信号の分布、最大度数が0の値
と一致した残差信号の分布、正側に偏った残差信号の分
布を示す。The quantization process will be described with reference to FIG. As described above, the residual signal generated by the predictive coding has the maximum frequency of a value of 0 when viewed in one frame as a whole. However, as shown in FIG. 4A, the residual signal varies depending on the block. Have a bias. FIG.
A shows the distribution of the residual signal biased to the negative side, the distribution of the residual signal whose maximum frequency matches the value of 0, and the distribution of the residual signal biased to the positive side.
【0028】図4Bは、0の値を跨がるような残差信号
の度数分布を示している。残差信号を量子化する場合で
は、例えばMAXおよびMINの間が23 =8等分さ
れ、その範囲に属する残差信号に同一のコードが割り当
てられる。そのコードは、復元されると、範囲の中央の
代表値へ変換される。一般的には、コードのビット数が
nの場合、2n の個数の範囲にMAXおよびMINの間
が分割される。このような量子化が第1の量子化モード
である。FIG. 4B shows the frequency distribution of the residual signal that crosses over the value of 0. When quantizing the residual signal, for example, 2 3 = 8 is divided between MAX and MIN, and the same code is assigned to the residual signal belonging to that range. When the code is restored, it is converted to a representative value in the middle of the range. Generally, when the number of bits of the code is n, MAX and MIN are divided into 2 n number ranges. Such quantization is the first quantization mode.
【0029】図4Cは、ブロック化された残差信号の度
数分布の例を示す。すなわち、図4Cには、最小値MI
NがΔ/2に等しいような分布30a、図4Bのものと
同様に、0を跨がる分布30b(破線で示す)、最大値
MAXが−Δ/2に等しい分布30c(破線で示す)が
示されている。この一実施例では、度数分布30aのよ
うに、(MIN≧Δ/2)の条件を満たす場合では、第
2の量子化モードが適用され、第2の量子化モードにお
いて、上述したようなコード変換がなされる。復号側に
おいては、2ビットから3ビットへの逆方向のコード変
換がなされ、そして、3ビットのコードが逆量子化され
る。FIG. 4C shows an example of the frequency distribution of the blocked residual signal. That is, in FIG. 4C, the minimum value MI
A distribution 30a in which N is equal to Δ / 2, a distribution 30b that crosses 0 (indicated by a broken line), and a distribution 30c in which the maximum value MAX is equal to −Δ / 2 (indicated by a broken line) as in FIG. 4B. It is shown. In this embodiment, when the condition of (MIN ≧ Δ / 2) is satisfied as in the frequency distribution 30a, the second quantization mode is applied, and the code as described above is used in the second quantization mode. The conversion is done. On the decoding side, reverse code conversion from 2 bits to 3 bits is performed, and the 3-bit code is dequantized.
【0030】例えば図4Cにおける度数分布30aを有
する残差信号を第2の量子化モードで量子化すると、M
IN〜MAXの範囲の100〜111の量子化出力が0
0〜11の量子化出力に変換される。復号側では、逆に
00〜11の量子化出力が100〜111のコードに変
換される。この変換された3ビットのコードを第1の量
子化モードで発生した3ビットの量子化出力と同様に、
代表値に変換することによっで、逆量子化を行うことが
できる。For example, when the residual signal having the frequency distribution 30a in FIG. 4C is quantized in the second quantization mode, M
Quantized output of 100 to 111 in the range of IN to MAX is 0
It is converted into a quantized output of 0 to 11. On the decoding side, on the contrary, the quantized output of 00 to 11 is converted into the code of 100 to 111. This converted 3-bit code is generated in the same manner as the 3-bit quantized output generated in the first quantization mode.
Inverse quantization can be performed by converting to a representative value.
【0031】この発明の一実施例と異なり、ブロックの
残差信号の最大値MAXが−Δ/2より小さい場合(例
えば図4Cにおける度数分布30c)に、第2の量子化
モードを適用するようにしても良い。さらに、最小値M
INが(MIN≧0)の場合、あるいは最大値MAXが
(MAX≦0)の場合に、第2の量子化モードを適用す
るようにしても良い。Unlike the embodiment of the present invention, when the maximum value MAX of the residual signal of the block is smaller than −Δ / 2 (for example, the frequency distribution 30c in FIG. 4C), the second quantization mode is applied. You can Furthermore, the minimum value M
The second quantization mode may be applied when IN is (MIN ≧ 0) or when the maximum value MAX is (MAX ≦ 0).
【0032】量子化回路6の一例を図5に示す。15で
示す入力端子に対して、ブロック化された残差信号が遅
延回路4から供給される。モード信号MODEによって
切り替えられるスイッチング回路16の入力端子に入力
残差信号が供給される。スイッチング回路16の出力端
子aおよびbには、例えば3ビットの出力を発生する量
子化器17aおよび17bがそれぞれ接続される。量子
化器17bに対してコード変換回路18が接続される。
コード変換回路18は、上述したような3ビットを2ビ
ットに変換する回路である。量子化器17aまたは17
bの出力が出力端子19に取り出される。FIG. 5 shows an example of the quantizing circuit 6. A blocked residual signal is supplied from the delay circuit 4 to the input terminal indicated by 15. The input residual signal is supplied to the input terminal of the switching circuit 16 which is switched by the mode signal MODE. The output terminals a and b of the switching circuit 16 are connected to quantizers 17a and 17b, respectively, which generate, for example, 3-bit outputs. The code conversion circuit 18 is connected to the quantizer 17b.
The code conversion circuit 18 is a circuit for converting 3 bits into 2 bits as described above. Quantizer 17a or 17
The output of b is taken out to the output terminal 19.
【0033】モード決定回路5によって、そのブロック
の残差信号に関して、(MIN≧Δ/2)である場合に
は、モード信号MODEが第2の量子化モードを指示
し、一方、それ以外の場合には、モード信号MODEが
第1の量子化モードを指示する。第1の量子化モードで
は、スイッチング回路16の出力端子aが選択され、第
2の量子化モードでは、スイッチング回路16の出力端
子bが選択される。従って、第1の量子化モードでは、
3ビットの量子化出力が出力端子19に発生し、第2の
量子化モードでは、2ビットの量子化出力が出力端子1
9に発生する。なお、量子化器17a、17bを共通と
しても良い。When the residual signal of the block is (MIN ≧ Δ / 2) by the mode decision circuit 5, the mode signal MODE indicates the second quantization mode, while otherwise. , The mode signal MODE indicates the first quantization mode. The output terminal a of the switching circuit 16 is selected in the first quantization mode, and the output terminal b of the switching circuit 16 is selected in the second quantization mode. Therefore, in the first quantization mode,
A 3-bit quantized output is generated at the output terminal 19, and a 2-bit quantized output is generated at the output terminal 1 in the second quantization mode.
9 occurs. The quantizers 17a and 17b may be shared.
【0034】図2に戻って説明すると、量子化回路6の
出力がビットプレーン符号化回路7に供給される。ビッ
トプレーン符号化回路7は、nビット例えば2ビットの
コードqをMSB(最上位ビット)プレーンとLSB
(最下位ビット)プレーンに分割する。MSBプレーン
は、供給される2ビット量子化値のMSBの集合であ
り、LSBプレーンは、LSBの集合である。図6A
は、簡単のため、1画面が(4×3=12ブロック)で
構成され、各ブロックに(4×4)の残差信号のコード
qが含まれる場合を示している。Returning to FIG. 2, the output of the quantizing circuit 6 is supplied to the bit plane encoding circuit 7. The bit plane encoding circuit 7 converts the code q of n bits, for example, 2 bits into the MSB (most significant bit) plane and the LSB.
Divide into the (least significant bit) plane. The MSB plane is a set of supplied 2-bit quantized MSBs, and the LSB plane is a set of LSBs. FIG. 6A
For simplicity, one screen is composed of (4 × 3 = 12 blocks), and each block includes a code q of a (4 × 4) residual signal.
【0035】図6Aにおいて、例として示されるコード
qの値の0,1,2,3は、それぞれ2ビットで(0
0),(01),(10),(11)を意味する。図6
Aの例では、ビットプレーン符号化回路7が図6Bに示
すように、例えば1画面のコードqをMSBプレーンお
よびLSBプレーンへ分割する。量子化ビット数が3ビ
ットの場合では、さらに、中間のビットのプレーンが形
成される。この発明の一実施例では、二つの量子化モー
ドによって2ビットあるいは3ビットの量子化出力が発
生する。ビットプレーンを形成する場合では、量子化出
力のビット数が分かっている必要がある。そのため、モ
ード信号MODEがビットプレーン符号化回路7に供給
されている。In FIG. 6A, the values 0, 1, 2, and 3 of the code q shown as an example are 2 bits each ((0
It means 0), (01), (10) and (11). FIG.
In the example of A, the bit plane encoding circuit 7 divides the code q of one screen into an MSB plane and an LSB plane, as shown in FIG. 6B. When the quantization bit number is 3 bits, an intermediate bit plane is further formed. In one embodiment of the present invention, two quantization modes produce a two-bit or three-bit quantized output. When forming a bit plane, the number of bits of the quantized output needs to be known. Therefore, the mode signal MODE is supplied to the bit plane encoding circuit 7.
【0036】ビットプレーン符号化回路7で生成された
各ビットプレーンが可変長符号化回路8に供給され、各
ビットプレーンが可変長符号化される。可変長符号化回
路8では、ビットプレーン毎にランレングス符号化、例
えばMMR(Modefied MR )が行われる。可変長符号化
回路8の出力がフレーミング回路9に供給される。フレ
ーミング回路9には、上述したモード信号MODEも供
給される。フレーミング回路9の出力端子10には、こ
れらのモード信号MODEと可変長符号化されたコード
が所定のフレーム構造のデータとして出力される。Each bit plane generated by the bit plane coding circuit 7 is supplied to the variable length coding circuit 8, and each bit plane is variable length coded. In the variable length coding circuit 8, run length coding, for example, MMR (Modefied MR) is performed for each bit plane. The output of the variable length coding circuit 8 is supplied to the framing circuit 9. The above-described mode signal MODE is also supplied to the framing circuit 9. To the output terminal 10 of the framing circuit 9, the mode signal MODE and the variable length code are output as data having a predetermined frame structure.
【0037】次に、図7を参照して、図2中の復号化ユ
ニット134の一例について説明する。エラー訂正デコ
ーダ133からの再生、あるいは受信データが復号化ユ
ニット134の入力端子31に供給される。フレーム分
解回路32によって、可変長符号化された残差信号のコ
ードと、モード信号MODEとが分離される。分離され
た残差信号のコードが可変長復号化回路33により復号
される。可変長復号化回路33は、可変長符号化回路1
3と対応している。可変長復号化回路33の復号出力が
ビットプレーン復号化回路34に供給され、ビットプレ
ーンが合成される。この場合、分離されたモード信号M
ODEによって、ビットプレーンが正しく合成される。Next, an example of the decoding unit 134 in FIG. 2 will be described with reference to FIG. The reproduced or received data from the error correction decoder 133 is supplied to the input terminal 31 of the decoding unit 134. The frame decomposition circuit 32 separates the code of the variable-length encoded residual signal from the mode signal MODE. The code of the separated residual signal is decoded by the variable length decoding circuit 33. The variable length decoding circuit 33 includes the variable length coding circuit 1
Corresponds to 3. The decoded output of the variable length decoding circuit 33 is supplied to the bit plane decoding circuit 34, and the bit planes are combined. In this case, the separated mode signal M
With ODE, the bit planes are combined correctly.
【0038】ビットプレーン復号化回路34の出力がス
イッチング回路35の入力端子に供給される。スイッチ
ング回路35は、モード信号MODEにより制御され
る。モード信号MODEが第1の量子化モードを指示す
る場合では、スイッチング回路35の出力端子aが選択
され、これが第2の量子化モードを指示する場合では、
スイッチング回路35の出力端子bが選択される。出力
端子aには、3ビットの量子化コードを逆量子化して、
量子化復元値を発生する逆量子化器36aが接続されて
いる。出力端子bには、2ビットの量子化出力を3ビッ
トのコードに変換するコード変換回路37が接続され、
コード変換回路37に対して逆量子化器36bが接続さ
れている。逆量子化器36bは、逆量子化器36aと同
様に、3ビットのコードを復元値へ変換するものであ
る。The output of the bit plane decoding circuit 34 is supplied to the input terminal of the switching circuit 35. The switching circuit 35 is controlled by the mode signal MODE. When the mode signal MODE indicates the first quantization mode, the output terminal a of the switching circuit 35 is selected, and when this indicates the second quantization mode,
The output terminal b of the switching circuit 35 is selected. At the output terminal a, dequantize a 3-bit quantization code,
An inverse quantizer 36a that generates a quantization restoration value is connected. A code conversion circuit 37 for converting a 2-bit quantized output into a 3-bit code is connected to the output terminal b,
The inverse quantizer 36b is connected to the code conversion circuit 37. The inverse quantizer 36b converts the 3-bit code into a restored value, like the inverse quantizer 36a.
【0039】逆量子化器36a、36bにより生成され
た復元値、すなわち、ブロック化された復号残差信号が
出力端子38に取り出される。出力端子38に取り出さ
れた復号残差信号がブロック分解回路135に供給され
る(図1参照)。なお、逆量子化器36a、36bを共
通としても良い。The restored values generated by the inverse quantizers 36a and 36b, that is, the blocked decoded residual signals are taken out to the output terminal 38. The decoded residual signal extracted at the output terminal 38 is supplied to the block decomposition circuit 135 (see FIG. 1). The inverse quantizers 36a and 36b may be shared.
【0040】次に、この発明を階層符号化に対して適用
した他の実施例について説明する。ここで説明する階層
符号化装置は、階層間で予測を行ない、また、階層間デ
ータに対し単純な算術式を用いることで、符号化対象画
素数の増加を防止することができるものである。Next, another embodiment in which the present invention is applied to hierarchical coding will be described. The hierarchical coding apparatus described here can prevent an increase in the number of pixels to be coded by performing prediction between layers and using a simple arithmetic expression for inter-layer data.
【0041】図8を参照してこの階層符号化方法につい
て説明する。図8は、一例として第1階層を最下位階層
(原画)とし、第4階層を最上位階層とする4階層から
なる階層間の模式図を示している。例えば、上位階層デ
ータ生成法として、空間的に対応する4画素の下位階層
データの平均値を採用する場合、伝送画素数が増加しな
いようにできる。This hierarchical coding method will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows, as an example, a schematic diagram between four layers, where the first layer is the lowest layer (original image) and the fourth layer is the highest layer. For example, when the average value of spatially corresponding lower layer data of four pixels is adopted as the upper layer data generation method, the number of transmission pixels can be prevented from increasing.
【0042】すなわち、上位階層データをM、下位階層
画素値をx0 、x1 、x2 、x3 とすると、 M=1/4・(x0 +x1 +x2 +x3 ) によりデータMが形成される。そして、データMと、4
個のデータの内の例えばx3 以外の3個のデータを伝送
する。受信あるいは再生側では、 x3 =4・M−(x0 +x1 +x2 ) という単純な算術式により非伝送画素x3 を容易に復元
することができる。図8において、斜線の矩形は、非伝
送画素を示している。That is, assuming that the upper layer data is M and the lower layer pixel values are x 0 , x 1 , x 2 , x 3 , M = 1/4 · (x 0 + x 1 + x 2 + x 3 ) It is formed. And data M and 4
Of the data, three data other than x 3 , for example, are transmitted. On the receiving or reproducing side, the non-transmitted pixel x 3 can be easily restored by a simple arithmetic expression: x 3 = 4 · M− (x 0 + x 1 + x 2 ). In FIG. 8, hatched rectangles indicate non-transmission pixels.
【0043】図9は、上述した平均化を使用する例えば
5階層の階層符号化の構成を示す。第1階層が入力画像
の解像度レベルであるとする。この第1階層のブロック
サイズは、(1×1)である。第2階層データは、第1
階層データの4画素平均により生成される。この例で
は、第1階層データX1 (0)〜X1 (3)の平均値に
より、第2階層データX2 (0)が生成される。X2
(0)に隣接する第2階層データX2 (1)〜X2
(3)も同様に第1階層データの4画素平均により生成
される。この第2階層のブロックサイズは、(1/2×
1/2)である。FIG. 9 shows a structure of, for example, five layers of hierarchical coding using the above-described averaging. It is assumed that the first layer is the resolution level of the input image. The block size of the first layer is (1 × 1). The second layer data is the first
It is generated by averaging four pixels of hierarchical data. In this example, the second layer data X 2 (0) is generated by the average value of the first layer data X 1 (0) to X 1 (3). X 2
Second layer data X 2 (1) to X 2 adjacent to (0)
Similarly, (3) is generated by averaging four pixels of the first layer data. The block size of the second layer is (1/2 ×
1/2).
【0044】さらに、第3階層データは、空間的に対応
する第2階層データの4画素平均により生成される。こ
の第3階層のブロックサイズは、(1/4×1/4)で
ある。また、第4階層のデータも同様に第3階層のデー
タから生成される。この第4階層のブロックサイズは、
(1/8×1/8)である。最後に、最上位階層である
第5階層データX5 (0)が第4階層データX4 (0)
〜X4 (3)の平均値により生成される。この第5階層
のブロックサイズは、(1/16×1/16)である。Further, the third hierarchical data is generated by averaging four pixels of the spatially corresponding second hierarchical data. The block size of the third layer is (1/4 × 1/4). Similarly, the data of the fourth layer is also generated from the data of the third layer. The block size of this fourth layer is
(1/8 × 1/8). Finally, the fifth layer data X 5 (0), which is the highest layer, is the fourth layer data X 4 (0).
Is generated by the average value of X 4 (3). The block size of the fifth layer is (1/16 × 1/16).
【0045】上述した符号化対象画素数の増加を防止し
た階層構造データに対し、上位階層データにクラス分類
適応予測を適用することで、下位階層データを予測し、
下位階層データとその予測値との差分(すなわち、残差
信号)を生成することで伝送データ量の削減を図ること
ができる。図10は、そのような符号化ユニットを示
す。入力端子41を介して第1階層データd0が入力画
像データd0として平均化回路42および減算器46へ
供給される。第1階層データが元の解像度の画像データ
である。By applying the class classification adaptive prediction to the upper layer data with respect to the hierarchical structure data in which the increase in the number of pixels to be encoded is prevented, the lower layer data is predicted,
It is possible to reduce the amount of transmission data by generating the difference between the lower layer data and its predicted value (that is, the residual signal). FIG. 10 shows such an encoding unit. The first layer data d0 is supplied to the averaging circuit 42 and the subtractor 46 as the input image data d0 via the input terminal 41. The first layer data is the image data of the original resolution.
【0046】入力画素データd0は、平均化回路42に
おいて、1/4平均処理が実行され、階層データd1が
生成される。この階層データd1は、図9に示す第2階
層データに対応する。生成された階層データd1は、平
均化回路43および減算器47へ供給される。The averaging circuit 42 performs 1/4 averaging processing on the input pixel data d0 to generate hierarchical data d1. This hierarchical data d1 corresponds to the second hierarchical data shown in FIG. The generated hierarchical data d1 is supplied to the averaging circuit 43 and the subtractor 47.
【0047】階層データd1に対して、平均化回路43
では、平均化回路42と同様な処理が施され、階層デー
タd2が生成される。この階層データd2は、第3階層
データに対応する。生成された階層データd2は、平均
化回路44および減算器48へ供給される。また、平均
化回路44でも同様に階層データd2に対して1/4平
均処理がなされ、階層データd3が生成される。この階
層データd3は、第4階層データに対応する。生成され
た階層データd3は、平均化回路45および減算器49
へ供給される。さらに、平均化回路45でも同様に階層
データd3に対して1/4平均処理がなされ、階層デー
タd4が生成される。この階層データd4は、第5階層
データに対応する。生成された階層データd4は、量子
化器54へ供給される。The averaging circuit 43 is applied to the hierarchical data d1.
Then, processing similar to that of the averaging circuit 42 is performed to generate hierarchical data d2. This hierarchical data d2 corresponds to the third hierarchical data. The generated hierarchical data d2 is supplied to the averaging circuit 44 and the subtractor 48. Similarly, the averaging circuit 44 also performs a quarter averaging process on the hierarchical data d2 to generate hierarchical data d3. This hierarchical data d3 corresponds to the fourth hierarchical data. The generated hierarchical data d3 is used in the averaging circuit 45 and the subtractor 49.
Supplied to Further, the averaging circuit 45 similarly similarly performs the quarter averaging process on the hierarchical data d3 to generate hierarchical data d4. This hierarchical data d4 corresponds to the fifth hierarchical data. The generated hierarchical data d4 is supplied to the quantizer 54.
【0048】そして、これら5つの階層データについて
階層間で予測が行われる。先ず、第5階層においてなさ
れる圧縮のための量子化処理は、量子化器54によりな
される。この量子化器54の出力データd21が可変長
符号のエンコーダ71に供給されると共に、逆量子化器
58へも供給される。エンコーダ71の出力が出力端子
76に第5階層のデータとして取り出される。符号化デ
ータd21が供給された逆量子化器58の出力データd
16がクラス分類適応予測回路62へ供給される。Then, prediction is performed between layers for these five hierarchical data. First, the quantization process for compression performed in the fifth layer is performed by the quantizer 54. The output data d21 of the quantizer 54 is supplied to the variable-length code encoder 71 and also to the inverse quantizer 58. The output of the encoder 71 is taken out to the output terminal 76 as data of the fifth layer. Output data d of the inverse quantizer 58 to which the encoded data d21 is supplied
16 is supplied to the class classification adaptive prediction circuit 62.
【0049】クラス分類適応予測回路62では、データ
d16を使用して予測処理がなされ、第4階層データの
予測値d12が生成され、この予測値d12が減算器4
9へ供給される。この減算器49では、平均化回路44
から供給される階層データd3と予測値d12との差分
値が求められ、その差分値d8が量子化器53へ供給さ
れる。In the class classification adaptive prediction circuit 62, a prediction process is performed using the data d16 to generate a prediction value d12 of the fourth hierarchical data, and the prediction value d12 is used as the prediction value d12.
9. In the subtractor 49, the averaging circuit 44
The difference value between the hierarchical data d3 supplied from the above and the predicted value d12 is obtained, and the difference value d8 is supplied to the quantizer 53.
【0050】差分値d8が供給された量子化器53で
は、量子化器54と同様に量子化ビット数を低減するよ
うに、再量子化がなされる。この量子化器53の出力デ
ータが演算器66および逆量子化器57へ供給される。
この演算器66では、4画素から1画素を間引く処理が
行われる。演算器66から出力されるデータd20が可
変長符号のエンコーダ70で符号化され、エンコーダ7
0の出力が出力端子75に第4階層の出力データとして
取り出される。The quantizer 53, to which the difference value d8 is supplied, performs requantization so as to reduce the number of quantization bits as in the quantizer 54. The output data of the quantizer 53 is supplied to the calculator 66 and the inverse quantizer 57.
The arithmetic unit 66 performs a process of thinning out one pixel from four pixels. The data d20 output from the arithmetic unit 66 is encoded by the encoder 70 of the variable length code, and the encoder 7
The output of 0 is taken out to the output terminal 75 as the output data of the fourth layer.
【0051】クラス分類適応予測回路62により予測さ
れた第4階層データd12と、逆量子化器57の出力デ
ータ(復号残差信号)d15がクラス分類適応予測回路
61へ供給される。クラス分類適応予測回路61では、
データd12に対してデータd15を加算することによ
って、第4階層のローカル復号データを形成し、このロ
ーカル復号データを使用して予測処理がなされ、第3階
層データの予測値d11が生成され、この予測値d11
が減算器48へ供給される。この減算器48では、平均
化回路43から供給されるデータd2と予測値d11と
の差分値が求められ、その差分値d7が量子化器52へ
供給される。The fourth layer data d12 predicted by the class classification adaptive prediction circuit 62 and the output data (decoded residual signal) d15 of the inverse quantizer 57 are supplied to the class classification adaptive prediction circuit 61. In the class classification adaptive prediction circuit 61,
By adding the data d15 to the data d12, local decoded data of the fourth layer is formed, the prediction process is performed using this local decoded data, and the predicted value d11 of the third layer data is generated. Predicted value d11
Are supplied to the subtractor 48. The subtractor 48 obtains the difference value between the data d2 supplied from the averaging circuit 43 and the predicted value d11, and the difference value d7 is supplied to the quantizer 52.
【0052】差分値d7が供給された量子化器52の出
力データが演算器65および逆量子化器56へ供給され
る。この演算器65では、4画素から1画素を間引く処
理が行われる。演算器65から出力される第3階層デー
タd19が可変長符号のエンコーダ69に供給され、エ
ンコーダ69の出力が出力端子74に第3階層のデータ
として取り出される。The output data of the quantizer 52 to which the difference value d7 is supplied is supplied to the calculator 65 and the inverse quantizer 56. The computing unit 65 performs a process of thinning out one pixel from four pixels. The third layer data d19 output from the calculator 65 is supplied to the encoder 69 of the variable length code, and the output of the encoder 69 is taken out to the output terminal 74 as the third layer data.
【0053】クラス分類適応予測回路61により予測さ
れた第3階層データd11と、量子化器52から符号化
データが供給された逆量子化器56の出力データd14
がクラス分類適応予測回路60へ供給される。クラス分
類適応予測回路60では、データd11に対してデータ
d14を加算することによって、第3階層のローカル復
号データを形成し、このローカル復号データを使用して
予測処理がなされ、第2階層データの予測値d10が生
成され、予測値d10が減算器47へ供給される。この
減算器47では、平均化回路42から供給されるデータ
d1と予測値d10との差分値が求められ、その差分値
d6が量子化器51へ供給される。The third layer data d11 predicted by the class classification adaptive prediction circuit 61 and the output data d14 of the dequantizer 56 to which the coded data is supplied from the quantizer 52.
Are supplied to the class classification adaptive prediction circuit 60. In the class classification adaptive prediction circuit 60, the data d14 is added to the data d11 to form the third-layer local decoded data, and the prediction process is performed using this local decoded data to obtain the second-layer data. The predicted value d10 is generated, and the predicted value d10 is supplied to the subtractor 47. In the subtractor 47, a difference value between the data d1 supplied from the averaging circuit 42 and the predicted value d10 is obtained, and the difference value d6 is supplied to the quantizer 51.
【0054】量子化器51の出力データは、演算器64
および逆量子化器55へ供給される。この演算器64で
は、4画素から1画素を間引く処理が行われる。演算器
64から出力される第2階層データd18が可変長符号
のエンコーダ68に供給され、エンコーダ68の出力が
出力端子73に第2階層のデータとして取り出される。The output data of the quantizer 51 is the arithmetic unit 64.
And to the inverse quantizer 55. In this computing unit 64, a process of thinning out one pixel from four pixels is performed. The second layer data d18 output from the arithmetic unit 64 is supplied to the variable-length code encoder 68, and the output of the encoder 68 is taken out to the output terminal 73 as the second layer data.
【0055】クラス分類適応予測回路60により予測さ
れた第2階層データd10と、量子化器51から符号化
データが供給された逆量子化器55の出力データd13
がクラス分類適応予測回路59へ供給される。クラス分
類適応予測回路59では、データd10に対してデータ
d13を加算することによって、第2階層のローカル復
号データを形成し、このローカル復号データを使用して
予測処理がなされ、第1階層データの予測値d9が生成
され、予測値d9が減算器46へ供給される。この減算
器46では、入力端子41から供給される入力画素デー
タd0と予測値d9との差分値が求められ、その差分値
d5が量子化器50へ供給される。The second layer data d10 predicted by the class classification adaptive prediction circuit 60 and the output data d13 of the dequantizer 55 to which the coded data is supplied from the quantizer 51.
Are supplied to the class classification adaptive prediction circuit 59. The class classification adaptive prediction circuit 59 forms the second layer of local decoded data by adding the data d13 to the data d10, and the local decoded data is used to perform the prediction process to generate the first layer data. The predicted value d9 is generated, and the predicted value d9 is supplied to the subtractor 46. The subtractor 46 obtains a difference value between the input pixel data d0 supplied from the input terminal 41 and the predicted value d9, and the difference value d5 is supplied to the quantizer 50.
【0056】差分値d5が供給された量子化器50の出
力データは、演算器63へ供給される。この演算器63
では、4画素から1画素を間引く処理が行われる。演算
器63から出力される第1階層データd17が可変長符
号のエンコーダ67に供給され、エンコーダ67の出力
が出力端子72に第1階層のデータとして取り出され
る。The output data of the quantizer 50 to which the difference value d5 is supplied is supplied to the calculator 63. This calculator 63
In, the process of thinning out one pixel from four pixels is performed. The first layer data d17 output from the computing unit 63 is supplied to the encoder 67 of the variable length code, and the output of the encoder 67 is taken out to the output terminal 72 as the first layer data.
【0057】クラス分類適応予測回路59、60、6
1、62のそれぞれは、予測しようとする下位階層の画
素をその空間的に近傍の複数の画素(上位階層に含まれ
る)のレベル分布に基づいて予測するものである。図1
2は、クラス分類適応予測回路の一例を示す。入力端子
141からのローカル復号データが周辺コード値形成部
142に供給される。周辺コード値形成部142は、予
測しようとする下位階層の画素の近傍に位置する複数の
データx1 、x2 、・・・・、xn を同時化する。周辺
コード値がクラス分類部143および遅延部145に供
給される。クラス分類部143は、周辺コード値x1 〜
xn のレベル分布のパターンと対応したクラスコードを
出力する。クラスコードとしては、周辺コード値それ自
体を使用しても良いが、クラス数が膨大となるので、周
辺コードのそれぞれのビット数をADRC等により例え
ば1ビットに圧縮したものが使用される。クラス分類部
143から発生したクラスコードが予測係数メモリ14
4に対してアドレス信号として供給される。Class classification adaptive prediction circuits 59, 60, 6
Each of 1 and 62 is for predicting a pixel of a lower hierarchy to be predicted based on the level distribution of a plurality of pixels spatially nearby (included in the upper hierarchy). FIG.
2 shows an example of a class classification adaptive prediction circuit. The locally decoded data from the input terminal 141 is supplied to the peripheral code value forming unit 142. The peripheral code value forming unit 142 simultaneously synchronizes a plurality of data x 1 , x 2 , ..., X n located in the vicinity of the pixel of the lower hierarchy to be predicted. The peripheral code value is supplied to the class classification unit 143 and the delay unit 145. The class classification unit 143 uses the peripheral code value x 1 to
The class code corresponding to the level distribution pattern of x n is output. The peripheral code value itself may be used as the class code, but since the number of classes is enormous, the bit number of each of the peripheral codes is compressed to, for example, 1 bit by ADRC or the like. The class code generated from the class classification unit 143 is the prediction coefficient memory 14
4 is supplied as an address signal.
【0058】予測係数メモリ144には、予め学習によ
り獲得された予測係数w1 〜wn がアドレス毎に格納さ
れている。すなわち、教師信号(例えば第4階層のデー
タ)と、入力信号(第4階層のデータから平均化処理で
形成された第5階層のデータ)とを使用し、入力信号の
複数のデータと係数との線形1次結合により予測値を求
め、この予測値と教師信号の真値との誤差の自乗和を最
小とするような係数がクラス毎に最小自乗法により求め
られる。クラスコードに対応して予測係数メモリ144
から読出された予測係数w1〜wn と遅延部145から
の周辺コード値x1 〜xn とが予測演算部146に供給
される。The prediction coefficient memory 144 stores prediction coefficients w 1 to w n acquired by learning in advance for each address. That is, using the teacher signal (for example, the data of the fourth layer) and the input signal (the data of the fifth layer formed by the averaging process from the data of the fourth layer), a plurality of data and coefficients of the input signal are used. The predicted value is obtained by linear linear combination of, and a coefficient that minimizes the sum of squares of the error between the predicted value and the true value of the teacher signal is obtained by the least square method for each class. Prediction coefficient memory 144 corresponding to the class code
Peripheral code values x 1 ~x n from the prediction coefficient W1~w n a delay unit 145 read out is supplied to the prediction computation unit 146 from.
【0059】予測演算部146では、下記の線形1次結
合式によって、予測値yが計算される。 y=w1 x1 +w2 x2 +・・・・・+wn xn 予測演算部146により求められた予測値yが出力端子
147に取り出される。なお、クラス分類のために使用
される周辺コード値と、予測演算のために使用される周
辺コード値とが異なったものでも良い。The prediction calculation unit 146 calculates the prediction value y by the following linear linear combination equation. y = w 1 x 1 + w 2 x 2 + ... + w n x n The prediction value y obtained by the prediction calculation unit 146 is taken out to the output terminal 147. The peripheral code value used for class classification and the peripheral code value used for prediction calculation may be different.
【0060】上述した一実施例における符号化ユニット
125(図2参照)と同様の構成が階層符号化のエンコ
ーダ側にも設けられている。つまり、量子化回路6迄の
前段の構成と同様の構成を量子化器50、51、52、
53、54がそれぞれ有し、ビットプレーン符号化回路
7より後段の構成と同様の構成を可変長エンコーダ6
7、68、69、70、71がそれぞれ有する。A configuration similar to that of the encoding unit 125 (see FIG. 2) in the above-described embodiment is also provided on the encoder side of hierarchical encoding. That is, the quantizers 50, 51, 52 have the same configuration as that of the previous stage up to the quantization circuit 6.
The variable-length encoder 6 has the same configuration as that of each of the bit-plane encoding circuits 7 and 53, 54, respectively.
7, 68, 69, 70, 71 respectively have.
【0061】次に、上述のエンコーダと対応する階層符
号化のデコーダ側の構成例を図11に示す。エンコーダ
側で生成された各階層データは、d30〜d34として
入力端子81、82、83、84、85にそれぞれ供給
される。そして、可変長符号のデコーダ86、87、8
8、89、90にて可変長符号の復号がなされる。これ
らのデコーダに対して、逆量子化器91、92、93、
94、95がそれぞれ接続される。Next, FIG. 11 shows an example of the configuration on the decoder side of hierarchical encoding corresponding to the above encoder. The respective hierarchical data generated on the encoder side are supplied to the input terminals 81, 82, 83, 84 and 85 as d30 to d34, respectively. And variable length code decoders 86, 87, 8
Variable length codes are decoded at 8, 89 and 90. For these decoders, the inverse quantizers 91, 92, 93,
94 and 95 are respectively connected.
【0062】先ず、第5階層入力データd34は、逆量
子化器95において、エンコーダで施された量子化に対
応する復号処理が行われ、画像データd39となり、ク
ラス分類適応予測回路107および演算器103へ供給
される。また画像データd39は、第5階層の画像出力
として、出力端子112から取り出される。First, the fifth-layer input data d34 is subjected to a decoding process corresponding to the quantization applied by the encoder in the inverse quantizer 95 to become the image data d39, and the class classification adaptive prediction circuit 107 and the computing unit. 103 is supplied. Further, the image data d39 is taken out from the output terminal 112 as an image output of the fifth layer.
【0063】クラス分類適応予測回路107では、第4
階層の画像データに対してクラス分類適応予測が施さ
れ、第4階層データの予測値d47が生成される。逆量
子化器94からのデータd38(すなわち、差分値)と
予測値d47とが加算器99で加算される。加算器99
から画像データd43が演算器103へ供給され、演算
器103では、非伝送画素の値を求めるために、上述し
た演算が実行され、逆量子化器95から供給された画像
データd39と画像データd43から第4階層の全画素
値が復元される。この演算器103において、復元され
た全画素値は、画像データd51として、クラス分類適
応予測回路106および演算器102へ供給される。ま
た画像データd51は、第4階層の出力として、出力端
子111から取り出される。In the class classification adaptive prediction circuit 107, the fourth
The class classification adaptive prediction is performed on the image data of the hierarchy, and the prediction value d47 of the fourth hierarchy data is generated. The data d38 (that is, the difference value) from the inverse quantizer 94 and the predicted value d47 are added by the adder 99. Adder 99
To the image data d43 supplied from the inverse quantizer 95 to the arithmetic unit 103, and the arithmetic unit 103 performs the above-described calculation to obtain the value of the non-transmission pixel. To all pixel values of the fourth hierarchy are restored. In this calculator 103, all the pixel values restored are supplied to the class classification adaptive prediction circuit 106 and the calculator 102 as image data d51. Further, the image data d51 is taken out from the output terminal 111 as the output of the fourth layer.
【0064】クラス分類適応予測回路106では、第3
階層の画像データに対してクラス分類適応予測が施さ
れ、第3階層データの予測値d46が生成される。逆量
子化器93からのデータd37と予測値d46とが加算
器98で加算される。加算器98から画像データd42
が演算器102へ供給され、演算器102により非伝送
画素の値が求められ、演算器103から供給された画像
データd51と画像データd42から第3階層の全画素
値が復元される。この演算器102において、復元され
た全画素値は、画像データd50として、クラス分類適
応予測回路105および演算器101へ供給される。ま
た画像データd50は、第3階層の出力として、出力端
子110から取り出される。In the class classification adaptive prediction circuit 106, the third
The class classification adaptive prediction is performed on the image data of the hierarchy, and the prediction value d46 of the third hierarchy data is generated. The data d37 from the inverse quantizer 93 and the predicted value d46 are added by the adder 98. Image data d42 from the adder 98
Is supplied to the arithmetic unit 102, the value of the non-transmission pixel is obtained by the arithmetic unit 102, and all pixel values of the third layer are restored from the image data d51 and the image data d42 supplied from the arithmetic unit 103. In this arithmetic unit 102, the restored all pixel values are supplied to the class classification adaptive prediction circuit 105 and the arithmetic unit 101 as image data d50. Further, the image data d50 is taken out from the output terminal 110 as an output of the third layer.
【0065】また、クラス分類適応予測回路105で
は、第2階層の画像データに対してクラス分類適応予測
が施され、第2階層データの予測値d45が生成され
る。逆量子化器92からのデータd36と予測値d45
とが加算器97で加算される。加算器97から画像デー
タd41が演算器101へ供給され、演算器101によ
り非伝送画素の値が求められ、演算器102から供給さ
れた画像データd50と画像データd41から第2階層
の全画素値が復元される。この演算器101において、
復元された全画素値は、画像データd49として、クラ
ス分類適応予測回路104および演算器100へ供給さ
れる。また画像データd49は、第2階層の出力とし
て、出力端子109から取り出される。In the class classification adaptive prediction circuit 105, the class classification adaptive prediction is performed on the image data of the second layer, and the predicted value d45 of the second layer data is generated. The data d36 from the inverse quantizer 92 and the predicted value d45
And are added by the adder 97. The image data d41 is supplied from the adder 97 to the arithmetic unit 101, the value of the non-transmission pixel is obtained by the arithmetic unit 101, and all the pixel values of the second layer from the image data d50 and the image data d41 supplied from the arithmetic unit 102. Is restored. In this arithmetic unit 101,
The restored all pixel values are supplied to the class classification adaptive prediction circuit 104 and the calculator 100 as image data d49. Further, the image data d49 is taken out from the output terminal 109 as an output of the second layer.
【0066】さらに、クラス分類適応予測回路104で
は、第1階層の画像データに対してクラス分類適応予測
が施され、第1階層データの予測値d44が生成され
る。逆量子化器91からのデータd35と予測値d44
とが加算器96で加算される。加算器96から画像デー
タd40が演算器100へ供給され、演算器100によ
り非伝送画素の値が求められ、演算器101から供給さ
れた画像データd49と画像データd40から第1階層
の全画素値が復元される。この演算器100において、
復元された全画素値は、画像データd48として、第1
階層の出力として、出力端子108から取り出される。
クラス分類適応予測回路104、105、106、10
7のそれぞれは、図12に示し、上述した具体的構成を
有している。こうして、符号化対象画素数の増加を防止
した階層符号化において、クラス分類適応予測を導入す
ることで符号化効率の向上を図ることが可能となる。Further, in the class classification adaptive prediction circuit 104, the class classification adaptive prediction is performed on the image data of the first layer, and the predicted value d44 of the first layer data is generated. The data d35 from the inverse quantizer 91 and the predicted value d44
And are added by the adder 96. The image data d40 is supplied from the adder 96 to the arithmetic unit 100, the value of the non-transmission pixel is obtained by the arithmetic unit 100, and all pixel values of the first layer are calculated from the image data d49 and the image data d40 supplied from the arithmetic unit 101. Is restored. In this arithmetic unit 100,
The restored all pixel values are the first image data d48 and the first
It is taken out from the output terminal 108 as the output of the hierarchy.
Class classification adaptive prediction circuits 104, 105, 106, 10
Each of 7 has the specific configuration shown in FIG. 12 and described above. Thus, in hierarchical coding in which the number of pixels to be coded is prevented from increasing, it is possible to improve coding efficiency by introducing the class classification adaptive prediction.
【0067】上述した一実施例の復号化ユニット134
と同様の構成を可変長符号のデコーダ86、87、8
8、89、90と、逆量子化器91、92、93、9
4、95がそれぞれ有する。従って、上述した階層符号
化に対してこの発明を適用した他の実施例によっても、
上述した一実施例と同様に、ブロック化された残差信号
のレベル範囲が所定の条件を満たす場合に、量子化ビッ
ト数をより少なくすることができる。Decoding unit 134 of the above-described embodiment.
And a variable length code decoder 86, 87, 8
8, 89, 90 and inverse quantizers 91, 92, 93, 9
4 and 95 respectively. Therefore, according to another embodiment in which the present invention is applied to the above-mentioned hierarchical encoding,
Similar to the above-described embodiment, the number of quantization bits can be further reduced when the level range of the blocked residual signal satisfies a predetermined condition.
【0068】この発明において発生した、モード信号M
ODEと符号化残差信号との伝送方法としては、種々の
ものが可能である。例えば1フレーム分のモード信号を
先にまとめて伝送し、その後に符号化残差信号を伝送す
ることができる。また、この発明は、3以上の量子化モ
ードを設定することができる。例えばブロックの残差信
号のレベル範囲のみならず、そのダイナミックレンジD
Rも考慮して、ダイナミックレンジDRが小さい時に
は、第2の量子化モードにおけるビット数より少ないビ
ット数の第3の量子化モードが設定されるようにしても
良い。さらに、第1の量子化モードの量子化出力のレベ
ル範囲に基づいて、量子化モードを決定するようにして
も良い。The mode signal M generated in the present invention
Various methods are possible as a method of transmitting the ODE and the coded residual signal. For example, it is possible to transmit the mode signals for one frame at a time, and then transmit the coded residual signal. Moreover, the present invention can set three or more quantization modes. For example, not only the level range of the residual signal of the block but also its dynamic range D
In consideration of R as well, when the dynamic range DR is small, the third quantization mode having a smaller number of bits than the number of bits in the second quantization mode may be set. Furthermore, the quantization mode may be determined based on the level range of the quantization output of the first quantization mode.
【0069】よりさらに、この発明は、上述した予測符
号化以外の予測符号化で発生した残差信号の量子化に対
しても適用できる。また、この発明は、量子化ステップ
幅を制御することによって、発生データ量を制御するバ
ッファリングの構成を有するシステムに対しても適用す
ることができる。Furthermore, the present invention can be applied to the quantization of the residual signal generated by the predictive coding other than the predictive coding described above. The present invention can also be applied to a system having a buffering configuration that controls the amount of generated data by controlling the quantization step width.
【0070】[0070]
【発明の効果】この発明に依れば、ブロック化された残
差信号の度数分布が0を跨がない場合を検出し、その場
合では、量子化ビット数をより少なくし、伝送データ量
を一層低減することができる。According to the present invention, the case where the frequency distribution of the blocked residual signal does not cross 0 is detected, and in that case, the number of quantization bits is reduced and the transmission data amount is reduced. It can be further reduced.
【図1】この発明を適用できる記録/再生、あるいは伝
送システムの一例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an example of a recording / reproducing or transmission system to which the present invention can be applied.
【図2】この発明の一実施例のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
【図3】この発明の一実施例中の残差信号の生成と、そ
のブロック化の説明に用いる略線図である。FIG. 3 is a schematic diagram used to explain the generation of a residual signal and its blocking in an embodiment of the present invention.
【図4】この発明の一実施例における量子化処理の説明
に用いる略線図である。FIG. 4 is a schematic diagram used to explain a quantization process in an embodiment of the present invention.
【図5】この発明の一実施例中の量子化回路の一例のブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram of an example of a quantization circuit according to an embodiment of the present invention.
【図6】この発明の一実施例中のビットプレーンの説明
に用いる略線図である。FIG. 6 is a schematic diagram used for explaining a bit plane in an embodiment of the present invention.
【図7】この発明の一実施例における復号化ユニットの
ブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a decoding unit according to an embodiment of the present invention.
【図8】階層符号化の一例の説明に用いる略線図であ
る。FIG. 8 is a schematic diagram used to describe an example of hierarchical encoding.
【図9】階層符号化の一例の説明に用いる略線図であ
る。FIG. 9 is a schematic diagram used to describe an example of hierarchical encoding.
【図10】階層符号化に対してこの発明を適用した他の
実施例のエンコード側の構成の一例を示すブロック図で
ある。FIG. 10 is a block diagram showing an example of a configuration on the encoding side of another embodiment in which the present invention is applied to hierarchical encoding.
【図11】この発明の他の実施例のデコード側の構成の
一例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an example of a configuration on the decoding side according to another embodiment of the present invention.
【図12】この発明の他の実施例のクラス分類適応予測
回路の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing an example of a configuration of a class classification adaptive prediction circuit according to another embodiment of the present invention.
2・・・最大値検出回路,3・・・最小値検出回路,5
・・・モード決定回路 6・・・量子化回路2 ... Maximum value detection circuit, 3 ... Minimum value detection circuit, 5
... Mode decision circuit 6 ... Quantization circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 邦雄 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kunio Kawaguchi 6-735 Kitashinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation
Claims (6)
を少なくするように符号化する情報信号符号化装置にお
いて、 上記入力ディジタル情報信号のサンプル値同士の残差信
号を生成する手段と、 上記残差信号をブロック化する手段と、 上記ブロック化された残差信号毎に、最大値および最小
値を検出する手段と、 上記最大値および上記最小値から上記ブロック毎の残差
信号のレベル範囲が0を跨ぐものかどうかを決定し、上
記レベル範囲が0を跨ぐ場合に第1の量子化モードを指
示し、上記レベル範囲が0を跨がない場合に第2の量子
化モードを指示するモード決定手段と、 上記第1の量子化モードでは、元のビット数より少ない
所定のビット数で、上記残差信号を量子化し、上記第2
の量子化モードでは、元のビット数より少ないビット数
で上記残差信号を量子化するとともに、コード変換によ
りビット数をより少なくするようになされた量子化手段
と、 上記第1および第2の量子化モードを識別する情報と、
上記量子化手段の出力とを伝送する伝送手段とからなる
ことを特徴とする情報信号符号化装置。1. An information signal coding apparatus for coding an input digital information signal so as to reduce the amount of generated data, a means for generating a residual signal between sample values of the input digital information signal, and the residual difference. Means for dividing the signal, means for detecting a maximum value and a minimum value for each of the blocked residual signals, and a level range of the residual signal for each block from the maximum value and the minimum value to 0 Mode determination for determining whether the level range crosses 0, indicating the first quantization mode when the level range crosses 0, and indicating the second quantization mode when the level range does not cross 0 Means for quantizing the residual signal with a predetermined number of bits smaller than the original number of bits, and
In the quantization mode of, the residual signal is quantized with a smaller number of bits than the original number of bits, and the number of bits is reduced by code conversion, and the first and second Information identifying the quantization mode,
An information signal coding device, comprising: a transmission means for transmitting the output of the quantization means.
おいて、 上記モード決定手段は、 上記最小値が0以上の場合、または上記最大値が0以下
の場合に、第2の量子化モードを指示することを特徴と
する情報信号符号化装置。2. The information signal coding apparatus according to claim 1, wherein the mode determining means sets the second quantization mode when the minimum value is 0 or more or the maximum value is 0 or less. An information signal coding device characterized by indicating the following.
を少なくするように符号化する情報信号符号化方法にお
いて、 上記入力ディジタル情報信号のサンプル値同士の残差信
号を生成するステップと、 上記残差信号をブロック化するステップと、 上記ブロック化された残差信号毎に、最大値および最小
値を検出するステップと、 上記最大値および上記最小値から上記ブロック毎の残差
信号のレベル範囲が0を跨ぐものかどうかを決定し、上
記レベル範囲が0を跨ぐ場合に第1の量子化モードを指
示し、上記レベル範囲が0を跨がない場合に第2の量子
化モードを指示するモード決定のステップと、 上記第1の量子化モードでは、元のビット数より少ない
所定のビット数で、上記残差信号を量子化し、上記第2
の量子化モードでは、元のビット数より少ないビット数
で上記残差信号を量子化するとともに、コード変換によ
りビット数をより少なくする量子化のステップと、 上記第1および第2の量子化モードを識別する情報と、
上記量子化手段の出力とを伝送するステップとからなる
ことを特徴とする情報信号符号化方法。3. An information signal encoding method for encoding an input digital information signal so as to reduce the amount of generated data, a step of generating a residual signal between sample values of the input digital information signal, and the residual error. A step of dividing the signal into blocks, a step of detecting a maximum value and a minimum value for each of the blocked residual signals, and a level range of the residual signal for each block of 0 from the maximum value and the minimum value. Mode determination for determining whether the level range crosses 0, indicating the first quantization mode when the level range crosses 0, and indicating the second quantization mode when the level range does not cross 0 In the first quantization mode, the residual signal is quantized with a predetermined number of bits smaller than the original number of bits, and
In the quantization mode, the quantization step is performed to quantize the residual signal with a smaller number of bits than the original number of bits, and the number of bits is further reduced by code conversion; and the first and second quantization modes. Information that identifies
And a step of transmitting the output of the quantizing means.
第1および第2の階層データを形成し、上記第1および
第2の階層データを符号化して伝送するようにした情報
信号符号化装置において、 上記第1の階層データより解像度がより低い上記第2の
階層データを形成する手段と、 上記第2の階層データから上記第1の階層データを予測
する手段と、 上記予測されたデータと上記第1の階層データとの残差
信号を形成する手段と、 上記残差信号をブロック化する手段と、 上記ブロック化された残差信号毎に、最大値および最小
値を検出する手段と、 上記最大値および上記最小値から上記ブロック毎の残差
信号のレベル範囲が0を跨ぐものかどうかを決定し、上
記レベル範囲が0を跨ぐ場合に第1の量子化モードを指
示し、上記レベル範囲が0を跨がない場合に第2の量子
化モードを指示するモード決定手段と、 上記第1の量子化モードでは、元のビット数より少ない
所定のビット数で、上記残差信号を量子化し、上記第2
の量子化モードでは、元のビット数より少ないビット数
で上記残差信号を量子化するとともに、コード変換によ
りビット数をより少なくするようになされた量子化手段
と、 上記第1および第2の量子化モードを識別する情報と、
上記量子化手段の出力とを伝送する伝送手段とからなる
ことを特徴とする情報信号符号化装置。4. An information signal coding apparatus for forming at least first and second hierarchical data from an input digital information signal and coding and transmitting the first and second hierarchical data. Means for forming the second hierarchical data having a resolution lower than that of the first hierarchical data, means for predicting the first hierarchical data from the second hierarchical data, the predicted data and the first hierarchical data Means for forming a residual signal with hierarchical data; means for blocking the residual signal; means for detecting a maximum value and a minimum value for each of the blocked residual signals; and a maximum value and From the minimum value, it is determined whether or not the level range of the residual signal for each block crosses over 0, and when the level range crosses over 0, the first quantization mode is instructed. Mode determining means for instructing a second quantization mode when it does not cross 0, and in the first quantization mode, the residual signal is quantized with a predetermined number of bits smaller than the original number of bits, Second above
In the quantization mode of, the residual signal is quantized with a smaller number of bits than the original number of bits, and the number of bits is reduced by code conversion, and the first and second Information identifying the quantization mode,
An information signal coding device, comprising: a transmission means for transmitting the output of the quantization means.
第1および第2の階層データを形成し、上記第1および
第2の階層データを符号化して伝送するようにした情報
信号符号化方法において、 上記第1の階層データより解像度がより低い上記第2の
階層データを形成するステップと、 上記第2の階層データから上記第1の階層データを予測
するステップと、 上記予測されたデータと上記第1の階層データとの残差
信号を形成するステップと、 上記残差信号をブロック化するステップと、 上記ブロック化された残差信号毎に、最大値および最小
値を検出するステップと、 上記最大値および上記最小値から上記ブロック毎の残差
信号のレベル範囲が0を跨ぐものかどうかを決定し、上
記レベル範囲が0を跨ぐ場合に第1の量子化モードを指
示し、上記レベル範囲が0を跨がない場合に第2の量子
化モードを指示するモード決定のステップと、 上記第1の量子化モードでは、元のビット数より少ない
所定のビット数で、上記残差信号を量子化し、上記第2
の量子化モードでは、元のビット数より少ないビット数
で上記残差信号を量子化するとともに、コード変換によ
りビット数をより少なくする量子化のステップと、 上記第1および第2の量子化モードを識別する情報と、
上記量子化出力とを伝送する伝送のステップとからなる
ことを特徴とする情報信号符号化方法。5. An information signal coding method for forming at least first and second hierarchical data from an input digital information signal, and coding and transmitting the first and second hierarchical data, Forming the second hierarchical data having a lower resolution than that of the first hierarchical data; predicting the first hierarchical data from the second hierarchical data; the predicted data and the first hierarchical data; Forming a residual signal with the hierarchical data, blocking the residual signal, detecting a maximum value and a minimum value for each of the blocked residual signals, the maximum value and From the minimum value, it is determined whether the level range of the residual signal for each block crosses 0, and when the level range crosses 0, the first quantization mode is instructed. Then, when the level range does not cross 0, a step of mode determination for instructing the second quantization mode, and in the first quantization mode, with a predetermined number of bits smaller than the original number of bits, The residual signal is quantized and the second
In the quantization mode, the quantization step is performed to quantize the residual signal with a smaller number of bits than the original number of bits, and the number of bits is further reduced by code conversion; and the first and second quantization modes. Information that identifies
A method of encoding an information signal, comprising the step of transmitting the quantized output.
る情報と、残差信号の情報とが伝送され、上記第1の量
子化モードでは、残差信号が元のビット数より少ないビ
ット数で量子化され、上記第2の量子化モードでは、残
差信号が元のビット数より少ないビット数で量子化され
るとともに、コード変換によりビット数をより少なくす
るように符号化されたデータを復号する情報信号復号方
法において、 上記識別情報に基づいて、上記第1の量子化モードで
は、データを逆量子化し、上記第2の量子化モードで
は、データをコード変換するとともに、逆量子化する逆
量子化のステップと、 上記逆量子化された残差信号をブロック分解し、元の順
序へ変換するステップとからなることを特徴とする情報
信号復号方法。6. The information for identifying the first and second quantization modes and the information of the residual signal are transmitted, and in the first quantization mode, the residual signal has less bits than the original number of bits. Data that has been quantized by a number, and in the second quantization mode, the residual signal is quantized by a number of bits smaller than the original number of bits, and coded to reduce the number of bits by code conversion. In the information signal decoding method, the data is inversely quantized in the first quantization mode based on the identification information, and the data is code-converted and inversely quantized in the second quantization mode. And a step of decomposing the dequantized residual signal into blocks and converting them into the original order.
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