JPH0496487A - 直交変換符号化装置 - Google Patents

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、ディジタルＶＴＲ等の高能率符号化に用いる
直交変換符号化装置に関するものである。

従来の技術 映像信号のディジタル化にともなって高能率符分化技術
が重要になってきている。高能率符号化の有効な手法と
して直交変換符号化がある。直交変換とは入力される時
系列信号を直交する成分（例えば周波数成分）に変換す
るもので、アダマール変換や離散コサイン変換（以下Ｄ
ＣＴと呼ぶ）などがある。特に、ＤＣＴは画像情報に適
した直交変換として注目されている。

ここで高能率符号化方法としてＤＣＴを用いた直交変換
符号化装置について説明する。第７図は従来の直交変換
符号化装置の一例を示す構成図である。同図において、
１は本装置の入力部、２はブロック化部、３はＤＣＴ部
、４は適応量子化部、５は可変長符号化部、６はデータ
バッファ、７は本装置の出力部である。

本従来例では、入力部１から入力されるディジタル画像
信号をブロック化部２でＤＣＴ単位のブロックに分割す
る。画像の高能率符号化では水平８画素・垂直８画素の
合計６４画素の２次元ＤＣＴがよく用いられる。ブロッ
ク化された信号はＤＣＴ部３で２次元ＤＣＴされてＤＣ
Ｔ成分に変換される。変換されたＤＣＴ成分は適応量子
化部４で量子化され、可変長符号化部５で可変長符号化
され、バッファ６で一定レートに変換されて出力される
。

ここで可変長符号化は、生起確率の大きい符号語には小
さな符号長を割り当て、生起確率の小さい符号語には大
きな符号長を割り当てる符号化方法であり、ハフマン符
号等がよく用いられる。しかし、可変長符号化を用いる
と、画質によって符号化後のデータ１／−トが変化する
。このため、第７図従来例の構成ではバッファ６がオー
バーフローやアンダーフローを起こさないように、バッ
ファ６内のデータ量が増加してきた場合には、適応量子
化部４において量子化時のまるめを大きくし、データ量
が減少してきた場合には逆に丸めを小さくすることによ
って制御している。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、可変長符号化を用
いているため、伝送路により誤りが１ビツトでも発生す
ると、符号同期がとれなくなって、それ以後のデータを
復号できなくなるため、誤り伝ばんによって大きな画質
劣化を引き起こすという問題を有していた。特にＶＴＲ
等の誤り発生の確率が高い装置には適用が困難であった
。

本発明はかかる点に鑑み、可変長符号化を用いても伝送
路誤りに対する誤り伝ばんを少なくして画質劣化を小さ
くできる直交変換符号化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 本発明は、入力信号の標本値を集めてブロック化するブ
ロック化手段と、前記ブロック化されたブロック毎に直
交変換する直交変換手段と、前記直交変換手段で得られ
た直交成分を可変長符号化する可変長符号化手段と、前
記可変長符号化手段で可変長符号化された符号語を伝送
する伝送手段とを備えており、前記伝送手段が、前記ブ
ロック内の符号語のうちの水平・垂直共に最も低い周波
数成分を含んで、かつ全てのＯでない直交成分を含む領
域を示す伝送領域信号と、前記伝送領域信号で示す領域
内の符号語と、前記ブロックに対する符号語の終了を表
すブロック終了信号とを伝送するようにすることを特徴
とする直交変換符号化装置である。

作用 上記構成により、直交変換した信号を可変長符号化して
伝送するのに、伝送領域信号とブロック終了信号をとも
に伝送することにより、直交変換で得られる直交成分を
すべて伝送する必要もなく、また可変長符号化によって
問題となる誤り伝ばんを短い範囲内におさめて大きな画
質劣化を引き起こすことがないので、特にＶＴＲ等の誤
り発生の確率高い装置にも適用でき、その実用効果は高
い。

実施例 第１図は本発明の一実施例における直交変換符号化装置
の構成図である。第１図の８は本実施例の入力部、９は
ブロック化部、１０は直交変換のひとつとしてＤＣＴ演
算を行うＤＣＴ部、１１は適応量子化部、１２は可変長
符号化部、１３は伝送部、１４は出力部である。

第２図は第１図の適応量子化部１工の一構成例である。

第２図において、適応量子化部１１人力であるＤＣＴ部
１０でＤＣＴされた直交成分を、データ量見積部１１１
によって予め用意されている複数個の量子化器に対する
前記ブロック化部９でブロック化されたブロック単位で
の符号化後のデータ量が計算され、その結果に基づいて
、パーファ１１２より量子化決定までの期間遅延した前
記直交成分を量子化器１１３で前記ブロック毎に量子化
する。

量子化された信号は後段の可変長符号化部１２で可変長
符号化されて、その後伝送部１３により一定レートで出
力する。ここで伝送部１３の動作を第３図を用いて説明
する。

第３図は適応量子化部１１によって量子化されたブロッ
クの一例を示すもので、水平８画素、垂直８画素の合計
６４画素の２次元ＤＣＴを用いたもので、図中の数字は
その量子化値を表している。水平、垂直の最も低い周波
数成分（水平０、垂直Ｏの量子化値）を含んで全てのＯ
でない量子化値を含む領域内の符号語を伝送する。第３
図ではこの伝送領域は実線で囲まれた領域である。伝送
領域はブロック中の水平方向、垂直方向のそれぞれ最も
高い非Ｏの周波数成分の位置により容易に決定でき、こ
の伝送領域を示すには水平方向、垂直方向ともに図の０
から７の８通りずつで、それぞれ３ピツ）・ずつの合計
６ビツ１−のデータ量で表現できる。この６ビツ１−の
データをブロックの伝送領域信号として各符号語と一緒
に伝送する。

伝送の第１の例を第４図に示す。同図のＡ、　ＢＣ，Ｄ
、・・・ばそれぞれブロック毎の前記伝送領域内の可変
長符号化された符号語を表し、Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄ
、・・・は各ブロックの伝送領域信号を表している。ま
た同図のＺばブロック終了信号であって、各ブロック符
号語伝送の終了を示すものである。

本伝送例によれば、統計的にＯになる確率の高い高域の
直交成分が実際にＯとなるときに、伝送領域信号を伝送
するので各ブロックにおける全直交成分数（６４個）の
全てを伝送する必要がな（て伝送するデータ量を有効に
削減できる。また、ブロック終了信号により各ブロック
の可変長符号語部分を区切っているので、伝送路により
誤りが発生してもブロック終了信号により符号同期がと
れて、それ以降もデータを復号ができ、誤り伝ぽんによ
る大きな画質劣化を起こらない。特にＶＴＲ等の誤り発
生の確率が高い装置に適用して有効である。

次に第２の伝送例について説明する。本伝送例を示す図
は、前記第４図の第１の伝送例と同等である。異なるの
は、伝送領域信号は全く同じでも実際に伝送する各ブロ
ックの直交成分数を少なくするものである。ここで、各
ブロック毎での各直交成分を伝送する順序例が第５図の
ようなものとする。同図の数字は６４個の全直交成分が
伝送されるものとしての順序を示す番号であるが、本実
施例のような第３図に示す伝送領域の直交成分のみを伝
送する場合には、その伝送領域内の直交成分のみで構成
される順序とする。いま、適応量子化部１１で量子化さ
れた結果、前記第３図のような量子化値になったとする
と、前記第５図の順序で各直交成分を伝送するときに、
その伝送順序の終わりの７個分のデータはすべて０とな
る。よって、本伝送例では、これら７個分のＯを伝送せ
ずに最後の非Ｏ成分の直後に前記ブロック終了信号を伝
送するようにする。再生時には、前記伝送領域信号から
計算される直交成分数のデータを得る前に前記ブロック
終了信号を検出すれば、それ以降の直交成分をすべてＯ
とすればよい。以上のように本伝送例では、伝送路によ
り誤りが発生してもブロック終了信号により符号同期が
とれて、それ以降もデータを復号ができ、誤り伝ばんに
よる大きな画質劣化が起こらないのは前記第１の伝送例
と同等で、しかも伝送領域信号で示す直交成分数全てを
伝送する必要のないときがあるので、さらに効率的であ
る。

第６図に第３の伝送例を示す。同図のＸａ、・・・およ
びＺば、前記第４図と同様でそれぞれ伝送領域信号およ
びブロック終了信号であるが、ＡＬＢＬ、・・・は前記
各ブロックの直交成分のデータＡ。

Ｂ、・・・のうちの低域部分のみで構成するデータで、
またＡＨ，ＢＨ，・・・は残りの高域部分で構成されＯ るデータである。ここで、ひとつのフ゛ロンクに対して
、低域と高域に分割する方法は、例えば前記第１または
第２の伝送例で伝送される直交成分の順番で最初から４
個、または５個等のように直交成分数を予め決め手いれ
ば伝送時にその分割方法を示す信号をあえて伝送する必
要はない。以上のようにした本伝送例では、例えばＶ　
Ｔ　Ｒ等で用いられる高速再生のような特殊再生時に有
効である。

高速再生時は、通常再生時と異なり記録したデータをそ
のままの順序で再生するのでなく、複数トラックにまた
がって、とびとびのデータしか得ることができない。例
えば、第６図のＸａからＤ　Ｈ７までの４ブロツクにわ
たるデニタに対して、その前半部分（図のＰで示す部分
）のみしか得ることができない場合もある。そのとき、
本伝送例のように低域と高域とを分割して伝送する方法
によれば、同図のようにＡからＤまでのブロックの低域
部分はすべて得ることができる。これは伝送したブロッ
ク内のすべての直交成分は得られないが、得られたデー
タ量でできるだけ広範囲にわたる画面領域の再生が行え
るので、高速再生時のようなシーンチェンジの画面上の
シーン検出に適している。

なお第４図及び第６図の伝送例において、伝送領域信号
は各ブロックの直交成分データの直前に設けるようにし
ていたが、これは一意的なものでなくＡで示すブロック
に対する伝送領域信号がＸａであることが分かれば、た
とえばＡからＤの４ブロツクの伝送領域信号を一カ所に
まとめて伝送してもよい。ただし、前記したような高速
再生時の場合に、直交成分データと伝送領域信号とは同
時に再生できるように比較的近い個所に設けておくのが
望ましい。またブロック終了信号は、各ブロック毎にひ
とつまたは第６図のようにふたつ設けたが、ある複数ブ
ロック毎にひとつであったり、またひとつのブロックに
複数個のブロック終了信号を設けてもよい。

以上本発明によれば、伝送領域信号を伝送するので各ブ
ロックにおける全直交成分数（６４個）の全てを伝送す
る必要がなくて伝送するデータ量を有効に削減でき、ま
た、ブロック終了信号により各ブロックの可変長符号部
分を区切っているので、伝送路により誤りが発生しても
ブロック終了信号により符号同期がとれて、それ以降も
データを複合ができ、誤り伝ばんによる大きな画質劣化
が起こらない。特にＶＴＲ等の誤り発生の確率が高い装
置に適用して有効である。

発明の効果 以上のように本発明では、直交変換した信号を可変長符
号化して伝送するのに、伝送領域信号とブロック終了信
号をともに伝送することにより、直交変換で得られる直
交成分をすべて伝送する必要もなく、また可変長符号化
によって問題となる誤り伝ばんを短い範囲内におさめて
大きな画質劣化を引き起こすことがないので、特にＶＴ
Ｒ等の誤り発生の確率高い装置にも適用でき、その実用
効果は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における直交変換符号化装置
の構成図、第２図は本発明の実施例の適応量子化部の一
例を示す適応量子化部の構成図、第３図は本発明の伝送
手段における伝送領域の一例の説明図、第４図は本発明
の一伝送手段例の説明図、第５図は本発明の一伝送手段
における直交９・・・・・・ブロック化部、１０・・・
・・・ＤＣＴ部、１１・・・・・・適応量子化部、１２
・・・・・・可変長符号化部、１３・・・・・・伝送部
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号の標本値を集めてブロック化するブロッ
   ク化手段と、前記ブロック化されたブロック毎に直交変
   換する直交変換手段と、前記直交変換手段で得られた直
   交成分を可変長符号化する可変長符号化手段と、前記可
   変長符号化手段で可変長符号化された符号語を伝送する
   伝送手段とを備えており、前記伝送手段が、前記ブロッ
   ク内の符号語のうちの水平・垂直共に最も低い周波数成
   分を含んで、かつ全ての０でない直交成分を含む領域を
   示す伝送領域信号と、前記伝送領域信号で示す領域内の
   符号語と、前記ブロックに対する符号語の終了を表すブ
   ロック終了信号とを伝送するようにすることを特徴とす
   る直交変換符号化装置。
2. （２）前記伝送手段が前記符号語と前記ブロック終了信
   号を伝送するのに、前記符号語を水平、垂直それぞれ低
   い周波数成分から高い周波数成分の順に並べて、前記伝
   送領域信号で示される領域内で非０の直交成分のうちの
   最も高い周波数成分の符号語までだけを伝送し、前記符
   号語の直後に前記ブロック終了信号を伝送することを特
   徴とする請求項（１）記載の直交変換符号化装置。
3. （３）前記伝送手段が前記符号語と前記ブロック終了信
   号を伝送するのに、前記符号語を水平、垂直それぞれ低
   い周波数成分から高い周波数成分の順に並べて、前記伝
   送領域信号で示される領域内で非０の直交成分のうちの
   最も高い周波数成分の符号語までだけを複数のグループ
   に分割して伝送し、前記符号語の複数のグループ毎の直
   後に前記ブロック終了信号を伝送することを特徴とする
   請求項（１）記載の直交変換符号化装置。