JP2604712B2 - テレビジヨン信号の高能率符号化／復号装置 - Google Patents
テレビジヨン信号の高能率符号化／復号装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ディジタルテレビジョン信号の１画素当
たりのビット数を圧縮する高能率符号化／復号装置に関
する。
たりのビット数を圧縮する高能率符号化／復号装置に関
する。
この発明は、ディジタルテレビジョン信号を伝送する
際に適用される高能率符号化装置において、テレビジョ
ン画面を多数の３次元的ブロック即ち、空間的ブロック
に分割し、各ブロック内の画素の相関により狭くなった
ダイナミックレンジに適応した符号化により、ブロック
内の画素データを圧縮されたビット数で符号化でき、元
のデータのビット数に比して低減されたビット数の伝送
データを形成できるようにしたものである。
際に適用される高能率符号化装置において、テレビジョ
ン画面を多数の３次元的ブロック即ち、空間的ブロック
に分割し、各ブロック内の画素の相関により狭くなった
ダイナミックレンジに適応した符号化により、ブロック
内の画素データを圧縮されたビット数で符号化でき、元
のデータのビット数に比して低減されたビット数の伝送
データを形成できるようにしたものである。
テレビジョン信号の符号化方法として、伝送帯域を狭
くする目的でもって、１画素当たりの平均ビット数又は
サンプリング周波数を小さくするいくつかの方法が知ら
れている。
くする目的でもって、１画素当たりの平均ビット数又は
サンプリング周波数を小さくするいくつかの方法が知ら
れている。
サンプリング周波数を下げる符号化方法としては、サ
ブサンプリングにより画像データを1/2に間引き、サブ
サンプリング点と、補間の時に使用するサブサンプリン
グ点の位置を示す（即ち補間点の上下又は左右の何れの
サブサンプリング点のデータを使用するかを示す）フラ
グとを伝送するものが提案されている。
ブサンプリングにより画像データを1/2に間引き、サブ
サンプリング点と、補間の時に使用するサブサンプリン
グ点の位置を示す（即ち補間点の上下又は左右の何れの
サブサンプリング点のデータを使用するかを示す）フラ
グとを伝送するものが提案されている。
１画素当たりの平均ビット数を少なくする符号化方法
のひとつとして、DPCM（differential PCM）が知られて
いる。DPCMは、テレビジョン信号の画素同士の相関が高
く、近接する画素同士の差が小さいことに着目し、この
差分信号を量子化して伝送するものである。
のひとつとして、DPCM（differential PCM）が知られて
いる。DPCMは、テレビジョン信号の画素同士の相関が高
く、近接する画素同士の差が小さいことに着目し、この
差分信号を量子化して伝送するものである。
１画素当たりの平均ビット数を少なくする符号化方法
の他のものとして、１フィールドの画面を微小なブロッ
クに細分化して、ブロック毎に代表点の画素及びブロッ
ク内のデータのレベル分布の偏差を伝送するものがあ
る。
の他のものとして、１フィールドの画面を微小なブロッ
クに細分化して、ブロック毎に代表点の画素及びブロッ
ク内のデータのレベル分布の偏差を伝送するものがあ
る。
サブサンプリングを用いてサンプリング周波数を低減
しようとする符号化方法は、サンプリング周波数が1/2
になるために、折り返し歪が発生するおそれがあった。
しようとする符号化方法は、サンプリング周波数が1/2
になるために、折り返し歪が発生するおそれがあった。
DPCMは、符号化誤りが以後の符号化に伝播する問題点
があった。
があった。
ブロック単位で符号化を行う方法は、ブロック同士の
境界においてブロック歪が生じる欠点があった。
境界においてブロック歪が生じる欠点があった。
この発明の目的は、上述の従来の技術が有する折り返
し歪の発生、誤りの伝播、ブロック歪の発生等の問題点
が生じない高能率符号化装置を提供することにある。
し歪の発生、誤りの伝播、ブロック歪の発生等の問題点
が生じない高能率符号化装置を提供することにある。
本願出願人は、特願昭59−266407号明細書に記載され
ているような、２次元ブロック内に含まれる複数画素の
最大値及び最小値により規定されるダイナミックレンジ
を求め、このダイナミックレンジに適応した符号化を行
う高能率符号化装置を提案している。この発明は、２次
元ブロックを用いる高能率化符号装置の改良に係わるも
ので、３次元ブロックに関してダイナミックレンジを求
め、このダイナミックレンジに適応してディジタルテレ
ビジョン信号を符号化することにより、圧縮率を一層高
くできる高能率符号化装置を提供するものである。
ているような、２次元ブロック内に含まれる複数画素の
最大値及び最小値により規定されるダイナミックレンジ
を求め、このダイナミックレンジに適応した符号化を行
う高能率符号化装置を提案している。この発明は、２次
元ブロックを用いる高能率化符号装置の改良に係わるも
ので、３次元ブロックに関してダイナミックレンジを求
め、このダイナミックレンジに適応してディジタルテレ
ビジョン信号を符号化することにより、圧縮率を一層高
くできる高能率符号化装置を提供するものである。
この発明は、複数フィールドの夫々に属する対応する
２次元領域からなる３次元ブロックに含まれる複数の画
素に関して、ダイナミックレンジ（最大レベルと最小レ
ベルの差）と最小レベルとを求め、圧縮された量子化ビ
ット数によりダイナミックレンジを分割し、ブロック内
の各画素を最も近いレベルのコードに符号化するもので
ある。
２次元領域からなる３次元ブロックに含まれる複数の画
素に関して、ダイナミックレンジ（最大レベルと最小レ
ベルの差）と最小レベルとを求め、圧縮された量子化ビ
ット数によりダイナミックレンジを分割し、ブロック内
の各画素を最も近いレベルのコードに符号化するもので
ある。
この発明は、入力ディジタル画像信号の連続する複数
フィールドの夫々に属する領域からなる３次元ブロック
内に含まれる複数の画素データの最大値及び複数の画素
データの最小値を求める手段と、 最大値及び最小値から３次元ブロック毎のダイナミッ
クレンジを検出する手段と、 ダイナミックレンジを規定する値を基準とした相対的
なレベル関係を持つように入力ディジタル画像信号を修
正することにより修正入力データを形成する手段と、 検出されたダイナミックレンジ内で修正入力データを
元の量子化ビット数より少ない所定の量子化ビット数で
符号化し、符号化コード信号を発生する符号化手段と、 ダイナミックレンジを示すデータ或いはダイナミック
レンジを所定の量子化ビット数と対応する値で換算した
量子化幅を示すデータの一方と、最大値、最小値の内の
少なくとも２つを付加コードとして、符号化コード信号
と共に伝送する伝送手段と からなることを特徴とするテレビジョン信号の高能率符
号化装置である。
フィールドの夫々に属する領域からなる３次元ブロック
内に含まれる複数の画素データの最大値及び複数の画素
データの最小値を求める手段と、 最大値及び最小値から３次元ブロック毎のダイナミッ
クレンジを検出する手段と、 ダイナミックレンジを規定する値を基準とした相対的
なレベル関係を持つように入力ディジタル画像信号を修
正することにより修正入力データを形成する手段と、 検出されたダイナミックレンジ内で修正入力データを
元の量子化ビット数より少ない所定の量子化ビット数で
符号化し、符号化コード信号を発生する符号化手段と、 ダイナミックレンジを示すデータ或いはダイナミック
レンジを所定の量子化ビット数と対応する値で換算した
量子化幅を示すデータの一方と、最大値、最小値の内の
少なくとも２つを付加コードとして、符号化コード信号
と共に伝送する伝送手段と からなることを特徴とするテレビジョン信号の高能率符
号化装置である。
また、この発明は、上述の符号化装置と復号装置を組
み合わせた符号化／復号装置であって、復号装置は、伝
送された付加コード及び符号化コード信号を受信する手
段と、 受信された付加コードに基づいて、受信された符号化
コード信号を代表レベルに変換する手段と、 修正入力データの生成のために使用された基準の値に
基づいて代表レベルから復元レベルを形成する手段と からなるものである。
み合わせた符号化／復号装置であって、復号装置は、伝
送された付加コード及び符号化コード信号を受信する手
段と、 受信された付加コードに基づいて、受信された符号化
コード信号を代表レベルに変換する手段と、 修正入力データの生成のために使用された基準の値に
基づいて代表レベルから復元レベルを形成する手段と からなるものである。
テレビジョン信号は、水平方向、垂直方向並びに時間
方向に関する３次元的な相関を有しているので、定常部
では、同一のブロックに含まれる画素データのレベルの
変化幅は、小さい。従って、ブロック内の画素データが
共有する最小レベルMINを除去した後のデータDTIのダイ
ナミックレンジを元の量子化ビット数より少ない量子化
ビット数により量子化しても、量子化歪は、殆ど生じな
い。量子化ビット数を少なくすることにより、データの
伝送帯域幅を元のものより狭くすることができる。
方向に関する３次元的な相関を有しているので、定常部
では、同一のブロックに含まれる画素データのレベルの
変化幅は、小さい。従って、ブロック内の画素データが
共有する最小レベルMINを除去した後のデータDTIのダイ
ナミックレンジを元の量子化ビット数より少ない量子化
ビット数により量子化しても、量子化歪は、殆ど生じな
い。量子化ビット数を少なくすることにより、データの
伝送帯域幅を元のものより狭くすることができる。
以下、この発明の実施例について図面を参照して説明
する。この説明は、下記の順序に従ってなされる。
する。この説明は、下記の順序に従ってなされる。
a.送信側の全体の構成 b.ブロックの説明 c.ブロック化回路 d.ダイナミックレンジ算出回路及び量子化幅決定回路 e.量子化回路 f.受信側の構成 g.変形例 a.送信側の全体の構成 第１図は、この発明の送信側（記録側）の構成を全体
として示すものである。１で示す入力端子に例えば１サ
ンプルが８ビットに量子化されたNTSC方式のディジタル
テレビジョン信号が入力される。このディジタルテレビ
ジョン信号がブロック化回路２に供給される。
として示すものである。１で示す入力端子に例えば１サ
ンプルが８ビットに量子化されたNTSC方式のディジタル
テレビジョン信号が入力される。このディジタルテレビ
ジョン信号がブロック化回路２に供給される。
ブロック化回路２により、入力ディジタルテレビジョ
ン信号が符号化の単位であるブロック毎に連続する信号
に変化される。ブロック化回路２の出力信号がダイナミ
ックレンジ算出回路３及び減算回路４に供給される、ダ
イナミックレンジ算出回路３は、３次元ブロック（この
例では、４ライン×８画素×４フィールド）の各々の最
大レベルMAXと最小レベルMINとダイナミックレンジDRと
を算出する回路である。
ン信号が符号化の単位であるブロック毎に連続する信号
に変化される。ブロック化回路２の出力信号がダイナミ
ックレンジ算出回路３及び減算回路４に供給される、ダ
イナミックレンジ算出回路３は、３次元ブロック（この
例では、４ライン×８画素×４フィールド）の各々の最
大レベルMAXと最小レベルMINとダイナミックレンジDRと
を算出する回路である。
ダイナミックレンジ算出回路３により検出されたダイ
ナミックレンジDRが量子化幅（Δ）決定回路５に供給さ
れる。量子化幅決定回路５は、ダイナミックレンジDRを
量子化ビット数と対応するステップ数で分割して４ビッ
トの量子化幅Δを算出すると共に、８ビットの代表最小
レベルL0を発生する回路である。
ナミックレンジDRが量子化幅（Δ）決定回路５に供給さ
れる。量子化幅決定回路５は、ダイナミックレンジDRを
量子化ビット数と対応するステップ数で分割して４ビッ
トの量子化幅Δを算出すると共に、８ビットの代表最小
レベルL0を発生する回路である。
量子化幅Δ及び最小レベル除去後の画素データDTIが
量子化回路６に供給される。量子化回路６は、最小レベ
ル除去後の画素データDTIが分割された領域のどの領域
に含まれるかを判定し、その領域を特定する４ビットの
符号化コードDTを発生するものである。量子化回路６の
具体的構成については、後述する。
量子化回路６に供給される。量子化回路６は、最小レベ
ル除去後の画素データDTIが分割された領域のどの領域
に含まれるかを判定し、その領域を特定する４ビットの
符号化コードDTを発生するものである。量子化回路６の
具体的構成については、後述する。
この一実施例では、量子化幅Δ、代表最小レベルL0、
符号化コードDTを伝送するようにしている。これらのデ
ータがフレーム化回路７に供給され、送信データに変換
される。送信データの形態としては、代表最小レベルL
0、量子化幅Δ及び符号化コードDTからなるデータ部分
の夫々に独立のエラー訂正符号の符号化を施して、各エ
ラー訂正符号のパリティを付加して伝送するものを使用
できる。また、符号化コードDT以外の量子化幅Δ及び代
表最小レベルL0の夫々に独立のエラー訂正符号の符号化
を施しても良い。更に、量子化幅Δ及び代表最小レベル
L0の両者に共通のエラー訂正符号の符号化を施して、そ
のパリティを付加しても良い。フレーム化回路７の出力
端子８に伝送データが取り出される。図示せずも、フレ
ーム化回路７からの伝送データは、シリアルデータとし
て送信（或いは記録媒体に記録）される。
符号化コードDTを伝送するようにしている。これらのデ
ータがフレーム化回路７に供給され、送信データに変換
される。送信データの形態としては、代表最小レベルL
0、量子化幅Δ及び符号化コードDTからなるデータ部分
の夫々に独立のエラー訂正符号の符号化を施して、各エ
ラー訂正符号のパリティを付加して伝送するものを使用
できる。また、符号化コードDT以外の量子化幅Δ及び代
表最小レベルL0の夫々に独立のエラー訂正符号の符号化
を施しても良い。更に、量子化幅Δ及び代表最小レベル
L0の両者に共通のエラー訂正符号の符号化を施して、そ
のパリティを付加しても良い。フレーム化回路７の出力
端子８に伝送データが取り出される。図示せずも、フレ
ーム化回路７からの伝送データは、シリアルデータとし
て送信（或いは記録媒体に記録）される。
b.ブロックの説明 第２図を参照して、符号化の単位であるブロックにつ
いて説明する。第２図において、９は、２フレーム（４
フィールド）の各フィールドに属する２次元領域9A,9B,
9C,9Dからなる１ブロックを示すもので、実線は、奇数
フィールドのラインを示し、破線は、偶数フィールドの
ラインを示す。奇数フィールドの４本のラインの夫々に
含まれる８個の画素によって、（４ライン×８画素）の
領域9A,9Cが構成され、偶数フィールドの４本のライン
の夫々に含まれる８個の画素によって、（４ライン×８
画素）の領域9B,9Dが構成される。従って、１ブロック
は、（４×８×４＝128）個の画素からなる。
いて説明する。第２図において、９は、２フレーム（４
フィールド）の各フィールドに属する２次元領域9A,9B,
9C,9Dからなる１ブロックを示すもので、実線は、奇数
フィールドのラインを示し、破線は、偶数フィールドの
ラインを示す。奇数フィールドの４本のラインの夫々に
含まれる８個の画素によって、（４ライン×８画素）の
領域9A,9Cが構成され、偶数フィールドの４本のライン
の夫々に含まれる８個の画素によって、（４ライン×８
画素）の領域9B,9Dが構成される。従って、１ブロック
は、（４×８×４＝128）個の画素からなる。
元のディジタルテレビジョン信号の１ブロックは、
（128×８ビット＝1024ビット）である。この一実施例
は、１ブロックが（32×４ビット＋12ビット＝140ビッ
ト）となり、伝送を必要とするビット数を大幅に圧縮す
ることができる。
（128×８ビット＝1024ビット）である。この一実施例
は、１ブロックが（32×４ビット＋12ビット＝140ビッ
ト）となり、伝送を必要とするビット数を大幅に圧縮す
ることができる。
符号化コードDTの量子化ビット数は、冗長度を抑圧す
るには、少ない程良い。しかし、量子化歪を増大させな
いためには、余り量子化ビット数を少なくしてはならな
い。第３図に示すように、量子化ビット数が８ビットの
場合のテレビジョン信号のレベルは、（０〜255）の256
通りあり得る。しかし、物体の輪郭等の非定常部を除く
定常部では、１ブロックの画素のレベルの分布は、第３
図に示すように、かなり狭いレベルの範囲に集中してい
る。テレビジョン信号の場合、３次元的な１ブロック内
の各画素は、相関を有しているので、定常部分では、ダ
イナミックレンジDRがあまり大きくはならず、最大値と
しては、128位を考えれば充分である。従って、この一
実施例のように、符号化コードのビット数を４ビットと
すれば、量子化歪が大きくなることを防止できる。
るには、少ない程良い。しかし、量子化歪を増大させな
いためには、余り量子化ビット数を少なくしてはならな
い。第３図に示すように、量子化ビット数が８ビットの
場合のテレビジョン信号のレベルは、（０〜255）の256
通りあり得る。しかし、物体の輪郭等の非定常部を除く
定常部では、１ブロックの画素のレベルの分布は、第３
図に示すように、かなり狭いレベルの範囲に集中してい
る。テレビジョン信号の場合、３次元的な１ブロック内
の各画素は、相関を有しているので、定常部分では、ダ
イナミックレンジDRがあまり大きくはならず、最大値と
しては、128位を考えれば充分である。従って、この一
実施例のように、符号化コードのビット数を４ビットと
すれば、量子化歪が大きくなることを防止できる。
即ち、ダイナミックレンジDRは、最悪の場合に128と
なる。この場合でも、量子化ビット数が４ビットの時に
は、分割のレベルの単位が８となり、量子化歪が４とな
る。この程度の量子化歪は、視覚上は識別できない。一
方、非定常部では、変化幅が大きくなるが、この発明で
は、ダイナミックレンジDRが適応的に定まるので、過渡
部での応答の低下が発生しない。
なる。この場合でも、量子化ビット数が４ビットの時に
は、分割のレベルの単位が８となり、量子化歪が４とな
る。この程度の量子化歪は、視覚上は識別できない。一
方、非定常部では、変化幅が大きくなるが、この発明で
は、ダイナミックレンジDRが適応的に定まるので、過渡
部での応答の低下が発生しない。
c.ブロック化回路 第４図は、上述のブロック化回路２の構成の一例を示
す。入力端子１にフィールドメモリ11A,11B,11Cが縦続
接続されている。現在のフィールドの画素データと各フ
ィールドメモリ11A,11B,11Cの夫々から取り出された現
在のフィールドの以前の３フィールドの画素データが走
査変換回路12に供給される。走査変換回路12の出力端子
13には、４フィールドの中で対応する２次元領域9A,9B,
9C,9Dの夫々の画素データが順次得られる。即ち、第５
図に示すように、連続する４フィールドF1,F2,F3,F4の
中で対応する領域9A,9B,9C,9Dが数字で示される順番で
出力される。各領域内では、走査の順序に従ってデータ
が出力される。
す。入力端子１にフィールドメモリ11A,11B,11Cが縦続
接続されている。現在のフィールドの画素データと各フ
ィールドメモリ11A,11B,11Cの夫々から取り出された現
在のフィールドの以前の３フィールドの画素データが走
査変換回路12に供給される。走査変換回路12の出力端子
13には、４フィールドの中で対応する２次元領域9A,9B,
9C,9Dの夫々の画素データが順次得られる。即ち、第５
図に示すように、連続する４フィールドF1,F2,F3,F4の
中で対応する領域9A,9B,9C,9Dが数字で示される順番で
出力される。各領域内では、走査の順序に従ってデータ
が出力される。
d.ダイナミックレンジ算出回路及び量子化幅決定回路 第６図は、この一実施例におけるダイナミックレンジ
算出回路３及び量子化幅決定回路５のより具体的構成を
示す。第６図において、21で示す入力端子には、ブロッ
ク化回路２から前述のように、１ブロックを形成する４
フィールドの対応する領域の画像データが順次供給され
る。この入力端子21からの画素データは、遅延回路22、
選択回路23及び選択回路24に供給される。一方の選択回
路23は、入力ディジタルテレビジョン信号の画素データ
とラッチ25の出力データとの間で、よりレベルの大きい
方を選択して出力する。他方の選択回路24は、入力ディ
ジタルテレビジョン信号の画素データとラッチ26の出力
データとの間で、よりレベルの小さい方を選択して出力
する。
算出回路３及び量子化幅決定回路５のより具体的構成を
示す。第６図において、21で示す入力端子には、ブロッ
ク化回路２から前述のように、１ブロックを形成する４
フィールドの対応する領域の画像データが順次供給され
る。この入力端子21からの画素データは、遅延回路22、
選択回路23及び選択回路24に供給される。一方の選択回
路23は、入力ディジタルテレビジョン信号の画素データ
とラッチ25の出力データとの間で、よりレベルの大きい
方を選択して出力する。他方の選択回路24は、入力ディ
ジタルテレビジョン信号の画素データとラッチ26の出力
データとの間で、よりレベルの小さい方を選択して出力
する。
選択回路23の出力データが減算回路27に供給されると
共に、ラッチ25に取り込まれる。選択回路24の出力デー
タが減算回路27及びラッチ29に供給されると共に、ラッ
チ26に取り込まれる。ラッチ25及び26には、ラッチパル
スが制御部30から供給される。
共に、ラッチ25に取り込まれる。選択回路24の出力デー
タが減算回路27及びラッチ29に供給されると共に、ラッ
チ26に取り込まれる。ラッチ25及び26には、ラッチパル
スが制御部30から供給される。
制御部30には、入力ディジタルテレビジョン信号と同
期するサンプリングクロック及び同期信号が端子31及び
32の夫々から供給される。制御部30は、ラッチ28及び29
にラッチパルスを所定のタイミングで供給する。
期するサンプリングクロック及び同期信号が端子31及び
32の夫々から供給される。制御部30は、ラッチ28及び29
にラッチパルスを所定のタイミングで供給する。
４フィールドの最初で、ラッチ25及び26の内容が初期
設定される。ラッチ25には、全て‘0'のデータが初期設
定され、ラッチ26には、全て‘1'のデータが初期設定さ
れる。順次供給される同一のブロックの（32×４＝12
8）個の画素データの中で、最大レベルがラッチ25に貯
えられる。また、順次供給される同一のブロックの（32
×４＝128）個の画素データの中で、最小レベルがラッ
チ26に貯えられる。
設定される。ラッチ25には、全て‘0'のデータが初期設
定され、ラッチ26には、全て‘1'のデータが初期設定さ
れる。順次供給される同一のブロックの（32×４＝12
8）個の画素データの中で、最大レベルがラッチ25に貯
えられる。また、順次供給される同一のブロックの（32
×４＝128）個の画素データの中で、最小レベルがラッ
チ26に貯えられる。
最大レベル及び最小レベルの検出が１ブロックに関し
て終了すると、選択回路23の出力に当該ブロックの最大
レベルが生じる。一方、選択回路24の出力に当該ブロッ
クの最小レベルが生じる。１ブロックに関しての検出が
終了すると、ラッチ25及び26が再び初期設定される。
て終了すると、選択回路23の出力に当該ブロックの最大
レベルが生じる。一方、選択回路24の出力に当該ブロッ
クの最小レベルが生じる。１ブロックに関しての検出が
終了すると、ラッチ25及び26が再び初期設定される。
減算回路27の出力には、選択回路23からの最大レベル
MAX及び選択回路24からの最小レベルMINを減算してなる
各ブロックのダイナミックレンジDRが得られる。これら
のダイナミックレンジDR及び最小レベルMINが制御部30
からのラッチパルスにより、ラッチ28及び29に夫々ラッ
チされる。
MAX及び選択回路24からの最小レベルMINを減算してなる
各ブロックのダイナミックレンジDRが得られる。これら
のダイナミックレンジDR及び最小レベルMINが制御部30
からのラッチパルスにより、ラッチ28及び29に夫々ラッ
チされる。
ラッチ28に貯えられたダイナミックレンジDRがROM33
に供給される。ROM33は、ダイナミックレンジDRを符号
化コードのビット数に応じて分割することにより、量子
化幅Δを発生する。つまり、ROM33には、８ビットのア
ドレスが供給され、1/16とされたデータであって、四捨
五入された結果の量子化幅Δ（４ビット）がROM33から
読み出される。この量子化幅Δが出力端子37に取り出さ
れると共に、量子化回路６に供給される。
に供給される。ROM33は、ダイナミックレンジDRを符号
化コードのビット数に応じて分割することにより、量子
化幅Δを発生する。つまり、ROM33には、８ビットのア
ドレスが供給され、1/16とされたデータであって、四捨
五入された結果の量子化幅Δ（４ビット）がROM33から
読み出される。この量子化幅Δが出力端子37に取り出さ
れると共に、量子化回路６に供給される。
ラッチ29に貯えられた最小レベルMINが加算回路36に
供給されると共に、減算回路４の一方の入力端子に供給
される。減算回路４の他方の入力端子には、遅延回路22
を介された入力ディジタルテレビジョン信号PDが供給さ
れる。従って、減算回路４の出力に最小レベル除去後の
データDTIが得られ、このデータDTIが量子化回路６に供
給される。量子化回路６は、後述する構成を有し、その
出力端子38に４ビットの符号化コードDTが取り出され
る。
供給されると共に、減算回路４の一方の入力端子に供給
される。減算回路４の他方の入力端子には、遅延回路22
を介された入力ディジタルテレビジョン信号PDが供給さ
れる。従って、減算回路４の出力に最小レベル除去後の
データDTIが得られ、このデータDTIが量子化回路６に供
給される。量子化回路６は、後述する構成を有し、その
出力端子38に４ビットの符号化コードDTが取り出され
る。
加算回路36の他方の入力端子には、1/2乗算回路35を
介して量子化幅Δの1/2のデータが供給される。この加
算回路36の出力に発生する代表最小レベルL0が出力端子
39に取り出される。
介して量子化幅Δの1/2のデータが供給される。この加
算回路36の出力に発生する代表最小レベルL0が出力端子
39に取り出される。
e.量子化回路 第７図は、上述のROM33及び量子化回路６の一例の構
成を示す。但し、説明を簡単とするため、量子化ビット
数を４ビットでなく、２ビットとし、ダイナミックレン
ジを４分割している。
成を示す。但し、説明を簡単とするため、量子化ビット
数を４ビットでなく、２ビットとし、ダイナミックレン
ジを４分割している。
第７図において、41は、ダイナミックレンジDRが供給
される入力端子を示し、42は、最小レベル除去後のデー
タDTIが供給される入力端子を示す。ダイナミックレン
ジDRは、ROM33により1/4のレベルとされ、ROM33から量
子化幅Δが読み出される。
される入力端子を示し、42は、最小レベル除去後のデー
タDTIが供給される入力端子を示す。ダイナミックレン
ジDRは、ROM33により1/4のレベルとされ、ROM33から量
子化幅Δが読み出される。
このROM33の出力が乗算器44及び45に供給される。乗
算器44により３倍とされた出力がレベル比較器46の一方
の入力端子に供給される。乗算器45により２倍とされた
出力がレベル比較器47の一方の入力端子に供給される。
ROM33の出力がレベル比較器48の一方の入力端子に供給
される。これらのレベル比較器46,47,48の夫々の他方の
入力端子には、最小レベル除去後のデータDTIが供給さ
れる。
算器44により３倍とされた出力がレベル比較器46の一方
の入力端子に供給される。乗算器45により２倍とされた
出力がレベル比較器47の一方の入力端子に供給される。
ROM33の出力がレベル比較器48の一方の入力端子に供給
される。これらのレベル比較器46,47,48の夫々の他方の
入力端子には、最小レベル除去後のデータDTIが供給さ
れる。
レベル比較器46,47,48の夫々の出力をC1,C2,C3とする
と、データDTIのレベルに応じてこれらの出力C1,C2,C3
は、次のように変化する。
と、データDTIのレベルに応じてこれらの出力C1,C2,C3
は、次のように変化する。
（１） （3/4）DR≦DTI≦DRの時 C1＝‘1',C2＝‘1',C3＝‘1' （２） （2/4）DR≦DTI＜（3/4）DRの時 C1＝‘0',C2＝‘1',C3＝‘1' （３） （1/4）DR≦DTI＜（2/4）DRの時 C1＝‘0',C2＝‘0',C3＝‘1' （４） ０≦DTI＜（1/4）DRの時 C1＝‘0',C2＝‘0',C3＝‘0' 上記のレベル比較器46,47,48の出力C1,C2,C3がプライ
オリティエンコーダ49に供給される。プライオリティエ
ンコーダ49により、出力端子38に２ビットの符号化コー
ドDTが得られる。プライオリティエンコーダ49は、上記
の（１）の場合に、（11）の符号化コードを発生し、上
記の（２）の場合に、（10）の符号化コードを発生し、
上記の（３）の場合に、（01）の符号化コードを発生
し、上記の（４）の場合に、（00）の符号化コードを発
生する。
オリティエンコーダ49に供給される。プライオリティエ
ンコーダ49により、出力端子38に２ビットの符号化コー
ドDTが得られる。プライオリティエンコーダ49は、上記
の（１）の場合に、（11）の符号化コードを発生し、上
記の（２）の場合に、（10）の符号化コードを発生し、
上記の（３）の場合に、（01）の符号化コードを発生
し、上記の（４）の場合に、（00）の符号化コードを発
生する。
１ブロック内の最小レベルMINを含む画素データPD
は、第８図に示すように、最小レベルMINから最大レベ
ルMAX迄のダイナミックレンジDR内に属している。ROM33
は、このダイナミックレンジDRを均等に４分割した量子
化幅Δを出力する。最小レベルの除去後のデータDTIが
分割されたレベル範囲の何れに属するかが比較器46,47,
48により判定され、そのレベル範囲と対応する２ビット
の符号化コードDTに変換される。また、最小レベルMIN
に1/2Δが加算されることにより、代表最小レベルL0が
算出される。これらの量子化幅Δ，代表最小レベルL0,
符号化コードDTが伝送される。
は、第８図に示すように、最小レベルMINから最大レベ
ルMAX迄のダイナミックレンジDR内に属している。ROM33
は、このダイナミックレンジDRを均等に４分割した量子
化幅Δを出力する。最小レベルの除去後のデータDTIが
分割されたレベル範囲の何れに属するかが比較器46,47,
48により判定され、そのレベル範囲と対応する２ビット
の符号化コードDTに変換される。また、最小レベルMIN
に1/2Δが加算されることにより、代表最小レベルL0が
算出される。これらの量子化幅Δ，代表最小レベルL0,
符号化コードDTが伝送される。
この一実施例では、第８図から明らかなように、ダイ
ナミックレンジを量子化幅Δにより等分割し、各領域の
中央値L0,L1,L2,L3を復号時の値として利用している。
この符号化方法は、量子化歪を小さくできる。
ナミックレンジを量子化幅Δにより等分割し、各領域の
中央値L0,L1,L2,L3を復号時の値として利用している。
この符号化方法は、量子化歪を小さくできる。
一方、最小レベルMIN及び最大レベルMAXの夫々のレベ
ルを有する画素データが１ブロック内に必ず存在してい
る。従って、誤差が０の符号化コードを多くするには、
第９図に示すように、ダイナミックレンジDRを（2m−
１）（但し、ｍは、量子化ビット数）に分割し、最小レ
ベルMINを代表最小レベルL0とし、最大レベルMAXを代表
最大レベルL3としても良い。
ルを有する画素データが１ブロック内に必ず存在してい
る。従って、誤差が０の符号化コードを多くするには、
第９図に示すように、ダイナミックレンジDRを（2m−
１）（但し、ｍは、量子化ビット数）に分割し、最小レ
ベルMINを代表最小レベルL0とし、最大レベルMAXを代表
最大レベルL3としても良い。
第９図に示す量子化を行う時には、最小レベルMINが
代表最小レベルL0としてそのまま出力され、ROM33が（1
/15）の割り算を行うものとされる。
代表最小レベルL0としてそのまま出力され、ROM33が（1
/15）の割り算を行うものとされる。
量子化回路６は、第７図に示す構成以外に、ディジタ
ル割算器を使用し、量子化幅Δをディジタルの割算器に
分母入力として供給し、最小レベル除去後のデータDTI
を割算器に分子入力として供給する構成としても良い。
この割算器は、小数点以下の端数を切り捨てた値と対応
する２ビットの出力を符号化コードとして発生する。
ル割算器を使用し、量子化幅Δをディジタルの割算器に
分母入力として供給し、最小レベル除去後のデータDTI
を割算器に分子入力として供給する構成としても良い。
この割算器は、小数点以下の端数を切り捨てた値と対応
する２ビットの出力を符号化コードとして発生する。
f.受信側の構成 第10図は、受信（又は再生）側の構成を示す。入力端
子51からの受信データは、フレーム分解回路52に供給さ
れる。フレーム分解回路52により、符号化コードDTと付
加コードΔ,L0とが分離されると共に、エラー訂正処理
がなされる。４ビットの符号化コードDT及び４ビットの
量子化幅Δが復号化回路53に供給される。
子51からの受信データは、フレーム分解回路52に供給さ
れる。フレーム分解回路52により、符号化コードDTと付
加コードΔ,L0とが分離されると共に、エラー訂正処理
がなされる。４ビットの符号化コードDT及び４ビットの
量子化幅Δが復号化回路53に供給される。
復号化回路53は、送信側の量子化回路６の処理と逆の
処理を行い、８ビットの最小レベル除去後のデータDTI
を発生する。このデータDTIと８ビットの代表最小レベ
ルL0とが加算回路54に供給される。従って、加算回路54
の出力には、元の画素データPDIが得られる。加算回路5
4の出力データPDIがブロック分解回路55に供給される。
ブロック分解回路55は、送信側のブロック化回路２と逆
に、ブロックの順番の復号データをテレビジョン信号の
走査と同様の順番に変換するための回路である。ブロッ
ク分解回路55の出力端子56に元のテレビジョン信号が復
号されて、出力される。
処理を行い、８ビットの最小レベル除去後のデータDTI
を発生する。このデータDTIと８ビットの代表最小レベ
ルL0とが加算回路54に供給される。従って、加算回路54
の出力には、元の画素データPDIが得られる。加算回路5
4の出力データPDIがブロック分解回路55に供給される。
ブロック分解回路55は、送信側のブロック化回路２と逆
に、ブロックの順番の復号データをテレビジョン信号の
走査と同様の順番に変換するための回路である。ブロッ
ク分解回路55の出力端子56に元のテレビジョン信号が復
号されて、出力される。
g.変形例 以上の説明では、符号化コードDTと量子化幅Δと代表
最小レベルL0との３者を送信している。しかし、付加コ
ードとして量子化幅Δの代わりにダイナミックレンジDR
を伝送しても良く、量子化幅Δ又はダイナミックレンジ
DRの一方と代表最大レベルを伝送しても良い。
最小レベルL0との３者を送信している。しかし、付加コ
ードとして量子化幅Δの代わりにダイナミックレンジDR
を伝送しても良く、量子化幅Δ又はダイナミックレンジ
DRの一方と代表最大レベルを伝送しても良い。
また、１ブロックのデータをフィールドメモリ、ライ
ン遅延回路、サンプル遅延回路を組み合わせた回路によ
り、同時に取り出すようにしても良い。
ン遅延回路、サンプル遅延回路を組み合わせた回路によ
り、同時に取り出すようにしても良い。
この発明に依れば、伝送するデータの量は、元のデー
タに比して充分に減少でき、伝送帯域を狭くすることが
できる。また、この発明は、画素データの変化幅が小さ
い定常部では、受信データから元の画素データを略々完
全に復元することができ、画質の劣下が殆どない利点が
ある。更に、この発明では、ダイナミックレンジがブロ
ック毎に対応して定まるので、変化幅が大きいエッジ等
の過渡部での応答が良いものとなる。また、この発明
は、３次元ブロックを単位として、データを圧縮してい
るので、２次元ブロックを単位とするものに比して、圧
縮率をより向上させることができる。
タに比して充分に減少でき、伝送帯域を狭くすることが
できる。また、この発明は、画素データの変化幅が小さ
い定常部では、受信データから元の画素データを略々完
全に復元することができ、画質の劣下が殆どない利点が
ある。更に、この発明では、ダイナミックレンジがブロ
ック毎に対応して定まるので、変化幅が大きいエッジ等
の過渡部での応答が良いものとなる。また、この発明
は、３次元ブロックを単位として、データを圧縮してい
るので、２次元ブロックを単位とするものに比して、圧
縮率をより向上させることができる。
第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は符
号化の処理の単位であるブロックの説明に用いる略線
図、第３図は１ブロック内の画素データのレベル分布の
説明に用いる略線図、第４図及び第５図はブロック化回
路の構成の一例及びその説明のための略線図、第６図は
ダイナミックレンジ算出回路及び量子化幅決定回路の一
例のブロック図、第７図は量子化回路の一例のブロック
図、第８図及び第９図は量子化の一例及び他の例の説明
のための略線図、第10図は受信側の構成を示すブロック
図である。 図面における主要な符号の説明 1:ディジタルテレビジョン信号の入力端子、2:ブロック
化回路、3:ダイナミックレンジ算出回路、6:量子化回
路、9:ブロック、23,24:選択回路、33:ROM。
号化の処理の単位であるブロックの説明に用いる略線
図、第３図は１ブロック内の画素データのレベル分布の
説明に用いる略線図、第４図及び第５図はブロック化回
路の構成の一例及びその説明のための略線図、第６図は
ダイナミックレンジ算出回路及び量子化幅決定回路の一
例のブロック図、第７図は量子化回路の一例のブロック
図、第８図及び第９図は量子化の一例及び他の例の説明
のための略線図、第10図は受信側の構成を示すブロック
図である。 図面における主要な符号の説明 1:ディジタルテレビジョン信号の入力端子、2:ブロック
化回路、3:ダイナミックレンジ算出回路、6:量子化回
路、9:ブロック、23,24:選択回路、33:ROM。
Claims (2)
- 【請求項１】入力ディジタル画像信号の連続する複数フ
ィールドの夫々に属する領域からなる３次元ブロック内
に含まれる複数の画素データの最大値及び上記複数の画
素データの最小値を求める手段と、 上記最大値及び上記最小値から上記３次元ブロック毎の
ダイナミックレンジを検出する手段と、 上記ダイナミックレンジを規定する値を基準とした相対
的なレベル関係を持つように上記入力ディジタル画像信
号を修正することにより修正入力データを形成する手段
と、 上記検出されたダイナミックレンジ内で上記修正入力デ
ータを元の量子化ビット数より少ない所定の量子化ビッ
ト数で符号化し、符号化コード信号を発生する符号化手
段と、 上記ダイナミックレンジを示すデータ或いは上記ダイナ
ミックレンジを上記所定の量子化ビット数と対応する値
で換算した量子化幅を示すデータの一方と、上記最大
値、上記最小値の内の少なくとも２つを付加コードとし
て、上記符号化コード信号と共に伝送する伝送手段と からなることを特徴とするテレビジョン信号の高能率符
号化装置。 - 【請求項２】入力ディジタル画像信号の連続する複数フ
ィールドの夫々に属する領域からなる３次元ブロック内
に含まれる複数の画素データの最大値及び上記複数の画
素データの最小値を求める手段と、 上記最大値及び上記最小値から上記３次元ブロック毎の
ダイナミックレンジを検出する手段と、 上記ダイナミックレンジを規定する値を基準とした相対
的なレベル関係を持つように上記入力ディジタル画像信
号を修正することにより修正入力データを形成する手段
と、 上記検出されたダイナミックレンジ内で上記修正入力デ
ータを元の量子化ビット数より少ない所定の量子化ビッ
ト数で符号化し、符号化コード信号を発生する符号化手
段と、 上記ダイナミックレンジを示すデータ或いは上記ダイナ
ミックレンジを上記所定の量子化ビット数と対応する値
で換算した量子化幅を示すデータの一方と、上記最大
値、上記最小値の内の少なくとも２つを付加コードとし
て、上記符号化コード信号と共に伝送する伝送手段と、 上記伝送された付加コード及び上記符号化コード信号を
受信する手段と、 上記受信された付加コードに基づいて、上記受信された
符号化コード信号を代表レベルに変換する手段と、 上記修正入力データの生成のために使用された基準の値
に基づいて上記代表レベルから復元レベルを形成する手
段と からなることを特徴とするテレビジョン信号の高能率符
号化／復号装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23278985A JP2604712B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | テレビジヨン信号の高能率符号化／復号装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23278985A JP2604712B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | テレビジヨン信号の高能率符号化／復号装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6292620A JPS6292620A (ja) | 1987-04-28 |
| JP2604712B2 true JP2604712B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=16944772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23278985A Expired - Lifetime JP2604712B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | テレビジヨン信号の高能率符号化／復号装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2604712B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020203191A1 (ja) * | 2019-04-03 | 2020-10-08 | 三菱電機株式会社 | 圧縮装置、圧縮方法、および圧縮プログラム |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2715418B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1998-02-18 | ソニー株式会社 | エラー訂正符号化装置 |
| JP3187852B2 (ja) * | 1991-02-08 | 2001-07-16 | ソニー株式会社 | 高能率符号化方法 |
| CN112085186B (zh) * | 2019-06-12 | 2024-03-05 | 上海寒武纪信息科技有限公司 | 一种神经网络的量化参数确定方法及相关产品 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59153378A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-09-01 | Sony Corp | 画像信号形成方法 |
| US4583237A (en) * | 1984-05-07 | 1986-04-15 | At&T Bell Laboratories | Technique for synchronous near-instantaneous coding |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP23278985A patent/JP2604712B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020203191A1 (ja) * | 2019-04-03 | 2020-10-08 | 三菱電機株式会社 | 圧縮装置、圧縮方法、および圧縮プログラム |
| JPWO2020203191A1 (ja) * | 2019-04-03 | 2021-10-28 | 三菱電機株式会社 | 圧縮装置、圧縮方法、および圧縮プログラム |
| JP7175384B2 (ja) | 2019-04-03 | 2022-11-18 | 三菱電機株式会社 | 圧縮装置、圧縮方法、および圧縮プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6292620A (ja) | 1987-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |