JPH02200083A - 信号符号化装置と信号復号化装置 - Google Patents

信号符号化装置と信号復号化装置

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JPH02200083A
JPH02200083A JP1020008A JP2000889A JPH02200083A JP H02200083 A JPH02200083 A JP H02200083A JP 1020008 A JP1020008 A JP 1020008A JP 2000889 A JP2000889 A JP 2000889A JP H02200083 A JPH02200083 A JP H02200083A
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JP
Japan
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signal
output
dpcm
data
bits
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Application number
JP1020008A
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English (en)
Inventor
Shigeru Awamoto
繁 粟本
Hirobumi Uchida
博文 内田
Hiroshi Taniguchi
谷口 宏
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、MUSE方式映像信号等のTCI(Time
 Compressed Integration )
方式信号をDPCM符号化及びDPCM復号化する装置
に関する。
従来の技術 近年映像信号の画質を向上させ、しかも伝送及び記録効
率を高める技術として、輝度信号と色信号とを時分割多
重して伝送するTCI方式が注目されている。
このTCI方式信号をVTR等に記録するために、さら
に高能率符号化を施してビットレートを下げようとした
場合、様々な符号化方式があるが、画質及び装置の小型
化の面から考えるとDPCM(Dlfferentla
l Pu1se Code Modulatlon)方
式が適している。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、回路の簡素化を図るためにTCI方式信
号のままでDPCM符号化および復号化しようとすると
次のような問題がある。すなわちTCI方式信号におい
て、時分割多重した輝度信号と色信号の接続部分では隣
接する信号に相関がない。従って、隣接画素間の相関を
用いて予測符号化を行なうDPCM方式を用いた場合、
前記の理由によって接続点以降において予測誤差が生じ
、第5図に示すような勾配過負荷等の劣化を生じ、再生
映像の左端に輝度むらや色むらを生じてしまう。また接
続点よりも前で発生したエラーが接続点の後に伝搬して
、TCIデコード後の映像において、色信号輝度信号と
もにエラーが発生するといった事態が生じる。
本発明はかかる点に鑑み、TCI方式信号をそのままの
形で高能率符号化する信号符号化装置及び前記信号符号
化装置で符号化された信号を元の信号に戻す信号復号化
装置であって、簡単な回路でしかも信号データの冗長度
を増すことなり、TCI方式であるがために生じる画質
劣化を極力低減する装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため本発明の信号符号化装置は、第
1の信号の後に第2の信号を時分割多重し、nビットに
量子化されたTCI方式信号をDPCM符号化する信号
符号化装置であって、入力信号に対する予測データを作
り出す予測器と、前記入力信号から前記予測データを減
じる減算器と、該減算器の出力を非線形量子化する非線
形量子化器と、該非線形量子化器の出力データに符号を
割り当てる符号器と、前記非線形量子化器の出力と前記
予測器の出力とを加算する加算器と、前記入力信号の上
位m(m:an)ビットのみを出力する丸め器と、該丸
め器の出力をもとのnビットデータに戻す復元器と、該
復元器の出力と前記加算器の出力のどちらかを選択し前
記予測器に入力する第1の切り替えスイッチと、前記丸
め器の出力と前記符号器の出力とを切り替えて出力する
第2の切り替えスイッチとを少なくとも備えたことを特
徴とする また本発明の信号複合化装置は、前記信号符号化装置に
よってDPCM符号化された信号を復号化する信号復号
化装置であって、入力信号に下位ビットを付加してnビ
ットの信号にする復元器と、入力信号を非線形量子化器
出力と同じデータに復号化する復号器と、該復号器出力
と前記入力信号に対する予測データを加算する加算器と
、該加算器出力と前記復元器出力のどちらかを選択する
切り替えスイッチと、該切り替えスイッチ出力から前記
予測データを作り出す予測器とを少なくとも備えたこと
を特徴とする。さらに本発明の信号複合化装置には、T
CI方式信号の接続部分の間に一定レベルの信号を挿入
する信号挿入器と、前記信号挿入器の出力をDPCM符
号化するDPCM符号化器とを少なくとも備えた信号符
号化装置および、前記信号符号化装置によってDPCM
符号化された信号を復号化する信号復号化装置であって
、入力信号をDPCM復号化するDPCM復号化器と、
該DPCM復号化器の出力から前記信号挿入器で信号を
挿入したのと同じ場所の信号を削除する信号削除器とを
少なくとも備えたことを特徴とするものが含まれる。
作   用 本発明は前記した構成により、DPCM符号化する際、
多重化した信号の接続部分以降の先頭データはDPCM
符号化せずにデータビット数を制限して出力し、それよ
り後のデータは前記先頭データを初期値としてDPCM
符号化することで、前記先頭データでDPCMのリセッ
トができ、信号データの冗長度を増すことな(前記接続
部分の無相関による大きな画質劣化を極力抑えることが
できる。
また、符号化時において時分割多重された信号の接続部
分に一定値を挿入した後DPCM符号化し、DPCM復
号化した後に前記一定値を挿入したのと同じ場所の信号
を削除して出力することで、前記一定値によって前記接
続部分で生じる勾配過負荷等の劣化を吸収でき、簡単な
回路で前記接続部分の無相関による大きな画質劣化を極
力抑えることができる。
実施例 以下本発明の第1の実施例について説明する。
第1図は本実施例における信号符号化装置のブロック図
を示すものである。第1図において、1は入力端子、2
は減算器、3は非線形量子化器、4は符号器、5は丸め
器、6は予測器、7は加算器、8は第1の切り替えスイ
ッチ、9は復元器、10は第2の切り替えスイッチ、1
1は出力端子である。以上のように構成された本実施例
の信号符号化装置について、以下その動作を説明する。
本実施例ではTCI方式信号として、第8図に示すよう
に第1の信号及び第2の信号としてそれぞれ映像信号の
色信号と輝度信号とが時分割多重されたものを考える。
また量子化ビット数はnビットとする。
入力端子1に入力されたTCI方式信号は減算器2に入
力される。減算器2では入力信号の符号化しようとする
画素から、前記画素に隣接した画素を用いて予測器6で
予測した予測画素を減算して差分データを求め、出力す
る。差分データは非線形量子化器3で非線形の量子化を
施され、符号器4でデータのビット数を減じる符号化が
行なわれ、第2の切り替えスイッチ10を介して出力端
子11に出力される。予測器8の出力は非線形量子化器
3からの出力と加算器7で加算され、復号データとして
次のサンプルサイクルの画素の予測画素を求めるために
第1の切り替えスイッチ8を介して予測器6に入力され
る。
前記TCI方式信号の接続部分すなわち輝度信号の先頭
データが入力端子1に入力されたときのみ、第1の切り
替えスイッチ8と第2の切り替えスイッチ9ともに切り
替わり、前記先頭データは丸め器5で下位n−mビット
を四捨五入された後上位mビットのみ出力され、切り替
えスイッチ10を介して出力端子11から出力される。
さらに丸め器5の出力は、復元器9で下位ビットとして
n−m個の0を付加されてnビットデータとなり、切り
替えスイッチ8を介して予測器6に入力される。つまり
前記先頭データはDPCM符号化されずに出力され、そ
れ以降のデータは前記先頭データを初期データとして順
次DPCM符号化される。
以上のように本実施例によれば、輝度信号の先頭データ
をDPCM符号化せずに出力することで、TCI方式信
号の接続部分のデータの無相関による予測誤差によって
生じる画質劣化を防ぐことができる。また、DPCM符
号化によってデータビット数がnビットからにビットに
圧縮されるとすれば、丸め器5からの出力データビット
数をにビットに丸めることで、前記接続部分の画質劣化
を極力押えながらデータの冗長度の増加を防ぐことがで
きる。前記輝度信号の先頭データの画質劣化すなわち誤
差は最大2 n−に−’  (n > k )レベルで
あるが、前記接続部分前後の信号データのレベル差がい
くらであっても、誤差は前記最大値以下である。
次に本発明の第2の実施例の信号復号化装置について説
明する。本実施例において、入力信号は第1の実施例に
おける信号符号化装置によってにビットにDPCM符号
化されたものとする。また、輝度信号の先頭データはm
ビットに丸められたものとする。
第2図は本実施例における信号復号化装置のブロック図
を示すものである。第2図において、12は入力端子、
13は復号器、14は加算器、15は予測器、16は切
り替えスイッチ、17は出力端子、18は復元器である
。以上のように構成された本実施例の信号復号化装置に
ついて、以下その動作を説明する。
入力端子12に入力されたDPCM符号化された信号は
、復号器13に入力される。復号器13では、ビット数
をにビットに減じられた前記信号を、第1の実施例にお
ける符号器4の逆の操作によって、もとのビット数nに
もどす。もとのビット数にもどされた信号は、加算器1
4において予測器15で予測した予測画素を加算され、
もとの信号に復号化されて切り替えスイッチ16を介し
て出力端子17から出力される。切り替えスイッチ16
の出力は、復号データとして次のサンプルサイクルの画
素の予測画素を求めるために予測器15に入力される。
前記TCI方式信号の接続部分のDPCM符号化されて
いない輝度信号の先頭データが入力端子12に入力され
たときは、切り替えスイッチ16が切り替わり、前記先
頭データは復元器18で下位ビットとしてn−m個のO
を付加されてnビットデータとなり、切り替えスイッチ
16を介して出力端子17から出力される。
以上のように本実施例によれば、第1の実施例の信号符
号化装置によってDPCM符号化されたTCI方式信号
を、前記符号化時に生じた歪を増やすことなくもとの信
号に復号化することができる。
また輝度信号の先頭データをDPCM符号化せずに出力
することで、TCI方式信号の接続部分の画質劣化を防
ぐことができ、さらに前記接続部分においてDPCMを
リセットすることになるので、DPCM復号化以前に発
生したエラーについて、色信号部分から輝度信号部分へ
のエラー伝搬を回避することができる。
次に本発明の第3の実施例の信号符号化装置について説
明する。第3図は本実施例における信号符号化装置のブ
ロック図を示すものである。第3図において、19は入
力端子、20は信号挿入器、21はDPCM符号化器、
22は出力端子であり、DPCM符号化器21において
、23は減算器、24は非線形量子化器、25は符号器
、26は予測器、27は加算器である。以上のように構
成された本実施例の信号符号化装置について、以下その
動作を説明する。
本実施例においてもTCI方式信号として、第6図に示
すような映像信号の色信号と輝度信号とが時分割多重さ
れたものを考える。
入力端子19に入力されたTCI方式信号は、信号挿入
器20で色信号と輝度信号を一定時間時間軸シフトして
TCIの接続部分に隙間をあけ、その隙間の部分に、前
記輝度信号の先頭部分のデータと同じレベルのデータを
挿入する。信号挿入器20の出力はDPCM符号化器2
1でDPCM符号化される。すなわち、減算器23に信
号挿入器20の出力信号が入力されると、減算器23で
は入力信号の符号化しようとする画素から、前記画素に
隣接した画素を用いて予測器26で予測した予測画素を
減算して差分データを求め、出力する。差分データは非
線形量子化器24で非線形の量子化を施され、符号器2
5でデータのビット数を減じる符号化が行なわれ、出力
端子22に出力される。予測器26の出力は非線形量子
化器24からの出力と加算器27で加算され、復号デー
タとして次のサンプルサイクルの画素の予測画素を求め
るために予測器26に入力される。
以上のように本実施例によれば、輝度信号の先頭データ
をTCIの接続部分に重複して挿入することで、DPC
M符号化の際の前記接続部分の無相関による予測誤差を
前記挿入データで吸収し、実際の輝度信号の先頭データ
においては予測誤差をなくすることができるので、TC
I方式信号の接続部分の画質劣化を防ぐことができる。
また、従来のDPCM符号化装置に簡単な外部回路を追
加するだけで本実施例の効果を実現できる。なお、本実
施例においてデータの挿入期間を限定しなかったが、非
線形量子化器24の量子化特性にあわせて任意の期間に
設定すればよい。入力のダイナミックレンジがpで、非
線形量子化器24の出力データの最大値がqであるとす
ると、最大979個前後のデータを挿入すればDPCM
による予測誤差は収束する。
次に本発明の第4の実施例の信号復号化装置について説
明する。本実施例において、入力信号は第3の実施例に
おける信号符号化装置によってDPCM符号化されたも
のとする。
第4図は本実施例における信号復号化装置のブロック図
を示すものである。第4図において、28は入力端子、
29はDPCM復号化器、30は信号削除器、31は出
力端子であり、DPCM復号化器29において、32は
復号器、33は加算器、34は予測器である。以上のよ
うに構成された本実施例の信号復号化装置について、以
下その動作を説明する。
入力端子28に入力されたDPCM符号化された信号は
、DPCM復号化器29にDPCM復号化される。すな
わち、入力信号が復号器32に入力されると、復号器3
2では、第3の実施例における符号器25の逆の操作に
よって、ビット数を減じられた前記信号をもとのビット
数にもどす。
もとのビット数にもどされた信号は、加算器33におい
て予測器34で予測した予測画素を加算され、もとの信
号に復号されて信号削除器30に入力される。加算器3
3の出力は、復号データとして次のサンプルサイクルの
画素の予測画素を求めるために予測器34に入力される
。信号削除器30に入力された信号は、第3の実施例の
信号挿入器20で挿入したのと同じ場所に対応するデー
タを削除し、その後データを時間軸シフトし、もとの映
像信号と同じデータタイミングにして出力端子31に出
力される。
以上のように本実施例によれば、前記した方法により、
第3の実施例の信号符号化装置によってDPCM符号化
されたTCI方式信号を、前記符号化時に生じた歪を増
やすことなくもとの信号に復号化することができる。輝
度信号の先頭データをTCIの接続部分に重複して挿入
してDPCM符号化し、DPCMPCM復号人後挿入−
タを削除することで、DPCM符号化の際の前記接続部
分の無相関による予測誤差をなくすことができ、TCI
方式信号の接続部分の画質劣化を防ぐことができる。ま
た、従来のDPCM復号化装置に簡単な外部回路を追加
するだけで本実施例の効果を実現できる。
なお、上記のすべての実施例において、TCI方式信号
を色信号と輝度信号とが時分割多重されたものとしたが
、どのような信号が時分割多重されたものであってもよ
い。
DPCM符号化器及び復号化器の、回路構成や予測器で
の予測方法は数多くあるが、どのようなものであっても
本発明の効果は変わらない。
発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、TCI方式信号を
DPCM符号化する際、時分割多重した信号の接続部分
の先頭データはDPCM符号化せずにデータビット数を
制限して出力し、それ以降のデータは前記先頭データを
初期値としてDPCM符号化することで、前記先頭デー
タでDPCMのリセットができ、信号データの冗長度を
増すこ゛となく前記接続部分の無相関による大きな画質
劣化を極力抑えることができる。復号化時に生じたエラ
ーは前記リセットによって前記接続部分を越えて伝搬す
ることがない。
また、符号化時において時分割多重された信号の接続部
分に一定値を押入した後DPCM符号化し、DPCM復
号化した後に前記一定値を挿入したのと同じ場所の信号
を削除して出力することで、前記一定値によって前記接
続部分で生じる勾配過負荷等の劣化を吸収でき、簡単な
回路で前記接続部分の無相関による大きな画質劣化を抑
えることができ、その実用的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における信号符号化装置
のブロック図、第2図は本発明の第2の実施例における
信号復号化装置のブロック図、第3図は本発明の第3の
実施例における信号符号化装置のブロック図、第4図は
本発明の第4の実施例における信号復号化装置のブロッ
ク図、第5図はDPCMの勾配過負荷の様子を示す波形
図、第6図はTCI方式信号の波形図である。 L  L2.19.28・・・入力端子、2.23・・
・減算器、3.24・・・非線形量子イヒ器、4.25
・・・符号器、5・・・丸め器、6.15.26.34
・・・予測器、7.14.27.33・・・加算器、8
.10.1B・・・切り替えスイッチ、9.17・・・
復元器、11.17.22.31・・・出力端子、13
.32・・・復号器、20・・・信号挿入器、21・・
・DPCM符号化器、29・・・DPCM復号化器、3
0・・・信号削除器。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 ほか16纂 図 113図 礪 図 L   +−−J 14図 +++       J

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の信号の後に第2の信号を時分割多重しnビ
    ットに量子化されたTCI方式信号をDPCM符号化す
    る信号符号化装置であって、入力信号に対する予測デー
    タを作り出す予測器と、前記入力信号から前記予測デー
    タを減じる減算器と、該減算器の出力を非線形量子化す
    る非線形量子化器と、該非線形量子化器の出力データに
    符号を割り当てる符号器と、前記非線形量子化器の出力
    と前記予測器の出力とを加算する加算器と、前記入力信
    号の上位m(m≦n)ビットのみを出力する丸め器と、
    該丸め器の出力をもとのnビットデータに戻す復元器と
    、該復元器の出力と前記加算器の出力のどちらかを選択
    し前記予測器に入力する第1の切り替えスイッチと、前
    記丸め器の出力と前記符号器の出力とを切り替えて出力
    する第2の切り替えスイッチとを備えたことを特徴とす
    る信号符号化装置。
  2. (2)丸め器は入力信号の下位n−mビットを四捨五入
    した後、上位mビットを出力することを特徴とする請求
    項1記載の信号符号化装置。
  3. (3)第1の信号の後に第2の信号が時分割多重された
    TCI方式信号の、前記第1の信号と第2の信号の接続
    部分の間に、前記第1の信号と第2の信号を一定期間だ
    け時間軸シフトして一定レベルの信号を挿入する信号挿
    入器と、前記信号挿入器の出力をDPCM符号化するD
    PCM符号化器とを備えたことを特徴とする信号符号化
    装置。
  4. (4)信号挿入器で挿入する一定レベルの信号の値が、
    第2の信号の先頭部分と同じレベルであることを特徴と
    する請求項3記載の信号符号化装置。
  5. (5)信号挿入器で挿入する一定レベルの信号の値が、
    TCI方式信号レベルの最大値と最小値の中間値である
    ことを特徴とする請求項3記載の信号符号化装置。
  6. (6)請求項1記載の信号符号化装置によってDPCM
    符号化された信号を復号化する信号復号化装置であって
    、入力信号に下位ビットを付加してnビットの信号にす
    る復元器と、入力信号を非線形量子化器の出力と同じデ
    ータに復号化する復号器と、該復号器の出力と前記入力
    信号に対する予測データを加算する加算器と、該加算器
    出力と前記復元器の出力のどちらかを選択する切り替え
    スイッチと、該切り替えスイッチの出力から前記予測デ
    ータを作り出す予測器とを備えたことを特徴とする信号
    復号化装置。
  7. (7)請求項3記載の信号符号化装置によってDPCM
    符号化された信号を復号化する信号復号装置であって、
    入力信号をDPCM復号化するDPCM復号化器と、該
    DPCM復号化器の出力から、信号挿入器で信号を挿入
    したのと同じ場所の信号を削除した後、前記シフトした
    時間軸をもとに戻す信号削除器とを備えたことを特徴と
    する信号復号化装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007091588A1 (ja) * 2006-02-09 2007-08-16 Nec Corporation 動画像復号装置、復号画像記録装置、それらの方法及びプログラム

Cited By (2)

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WO2007091588A1 (ja) * 2006-02-09 2007-08-16 Nec Corporation 動画像復号装置、復号画像記録装置、それらの方法及びプログラム
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