JPS6196877A - テレビジヨン信号の輪郭補償方式 - 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） 本発明は画像信号の信号処理に関するものである。

（従来技術とその問題点） 輪郭補償は周波数領域上の高域成分を増幅することでエ
ツジ部分を強調し画像信号を鮮明に見せることを目的と
する技術である。輪郭補償の例としては例えば吹抜敬彦
著「画像のディジタル信号処理」日刊工業新聞社、昭和
５６年発行１１３ページに示されているようなものがあ
けられる。画像信号がアナログ信号の場合伝送で、ある
いはアナログ信号デジタル信号両者の場合、処理によ）
不鮮明化したときに輪郭補償はその効力を発揮する。し
かし処理の種類によっては画像信号に処理方法に起因す
る誤差が加わ）輪郭補償が更に誤差の増幅を行なって著
しい画質劣化を引き起こすことがあるという欠点がめっ
た。例えはフレーム間符号化を行なうとき量子化特性に
起因するダーティウィンドウと呼ばれる劣化や、画素間
引きとそれに対応する内挿に伴う折シ返し雑音と内挿歪
みなどは輪郭補償でその劣化が著しく増幅されるという
問題があった。

（発明の目的） 本発明は信号処理による歪みを含む画像に対して、歪み
のある部分を避けて輪郭補償を適用し、品質の良い画像
を提供することを目的としている。

（発明の構成） 本発明では以上の事実に基き画像を動いている部分と静
止している部分とに分離し、静止している部分にのみ選
択的に輪郭補償を行なう。

（発明の原理） フレーム間予測符号化には様々な方式が知られておシ例
えばテレビジョン学会編「テレビジョン画像工学ハンド
ブック」オーム社１９８０年、の３０５ページより３１
０ページに記述されている所によればフレーム差分符号
化、複合差分符号化、線形変換フレーム差分符号化、フ
レーム間／フレーム内適応予測符号化、動き補償予測符
号化などがあげられる。これらのフレーム間予測符号化
方式は基本的に７レ一ム間の画像の変化情報を伝送する
という点で共通している。すなわち前フレームと比較し
て画像が動いた部分、つまり変化分だけ伝送し画像が動
かなかった部分に関しては情報を伝送しないことを特徴
としている。

従って符号化に伴い、粗い符号化による多量の誤差を発
生するような処理が行なわれるのは主として画像の中の
動いた部分であり、静止部分くおいては前記変化分が理
想的には零であるので、粗い符号化を行なったとしても
、大きな誤差は発生しない。

一方ある画像が鮮明に見えるか見えないかという判断は
、画像の動いている部分によってよシもむしろ画像の静
止した部分によってなされるという視覚上の特性がある
。また現行の１゛■カメラは蓄積型が普通使用されてお
シ、その蓄積時間は１７３０秒ないしｌ／６０秒である
。したがって動き部分はボケが発生しそのボケの程度は
速く動くもの程強くなる。勿論、静止部分にこのボケは
発生しない。通常見るＴＶ両画像このような性質をもっ
ている。

（実施例） 本発明の実施例を図に依って説明する。第１図に符号化
・復号化されたＴＶ信号に輪郭補償を行なう場合のブロ
ック図を示す。入力された画像信号は線１０１を通って
冗長度除去符号化回路１とフレームメモリ２と動静判定
回路３に供給される。

冗長度除去方法としては画像のフレーム間の変化部分を
符号化するものならなんでもよく、たとえばフレーム差
分符号化、複合差分符号化、線形変換フレーム差分符号
化、フレーム内／フレーム間適応予測符号化、動き補償
予測符号化等が使用出来る。この冗長度除去符号化回路
１から発生した予測誤差信号は線１０２を通って符号変
換回路４へ供給される。但し、冗長度除去符号化方法と
して動き補償予測符号化を使った場合は、線１０２を通
って動ベクトル情報も供給される。一方動静判定回路３
はＨｌｏ　２を通って供給された画像信号とフレームメ
モリ２から線１０３を通って供給された前フレームの画
像信号を使って動いている部分と静止している部分とを
判定しその結果である動静判定情報は線１０４を通って
符号変換回路４へ供給さｎる。動静判定の方法としては
予測誤差信号の有意画素の有無やその個数を使う方法な
どがある。その具体的構成例は後で述べる。

符号変換回路４は線１０４と線１０２からそれぞれ供給
された２つの信号それぞｎＶＣ適した符号化、例えは前
者はランレングス符号化、仮者にはハフマン符号化など
、全適用し多重化した後に＃　１０５を通して復号器へ
供給する。

受信側においては線１０５を通って符号器から信号が送
られてきておシ、それを符号化逆変換回路５において予
測誤差信号と動静判定情報と、冗長度除去方法として動
き補償予測符号化を使用した場合には動ベクトル情報と
を分離し、予測誤差信号と動ベクトル情報は線１０７を
通って冗長度除去復号回路６へ、動静判定情報は線１０
６を通って動静適応輪郭補償器７へそれぞれ供給される
。

冗長度除去復号化回路６は画像信号を復号しその復号画
像信号は線１０８を通って動静適応輪郭補償器７へ供給
される。動静適応輪郭補償器７は線１０４を通って動静
判定情報が供給されてお）、これと線１０８を通って供
給されている復号された画像信号とを使って動静適応輪
郭補償を行ない結果を線１０９を通して出力する。

次に動静判定回路３の構成の一例を第２図に示す。入力
として画像信号が線１０１よシまた前フレームの画像信
号が線１０３を通って差分器８に供給される。差分器８
によって発生したフレーム間差分信号は線１１２を通り
でブロック化回路９へ供給される。ブロック化回路９に
おいて走査線順に入力されたフレーム間差分信号は並び
替えが行なわれる。その並び替えの方法は画像をいくつ
かの小領域に分割しその小領域に含まれている画素信号
がひとまとめに連続して並んでおればなんでもよい、そ
の−例を第６図に示す。第６図の（ａ）は普通のＴＶ倍
信号走査順序を示している、つまシライン方向に左から
右へ走査してゆき右端に達すると次のラインへ移シまた
同じことを繰り返す。

他方第６図の（ｂ）に一点錯線で示すように画像信号を
例えば３ライン×３画素のブロックに分割し、実線と破
線で示す順に走査していけば一つのブロックに含まれる
９個の画素信号は常に連続して並ぶことになる。この並
び替えを行なう理由は画像を小領域に分割しその小領域
ととに動領域と静止領域との判定を行なうのを容易にす
るためである。

つまタブロック北回ｊ２）９によって画像のフレーム間
差分信号は前述の小領域ごとにまとめられる。

これをブロック化した信号と呼ぶ。このブロック化した
信号は線１１３を通って比較器１ｏへ供給される。比較
器１０でブロック化された７レ一ム間差分信号はあるし
きい値と比較され、そのしきい値よシフレーム間差分信
号の絶対値が大きいかどうかを判定した結果は線１１４
を通ってカウンタ１１へ供給される。カウンタ１１は各
ブロック毎にそのしきい値よシもおおきなフレーム間差
分信号の絶対値をもつ画素数を計数し、その計数結果を
線１５を通って比較器１２へ供給する。比較器１２は前
述したしきい値とは別のしきい値を持っておシこれと線
１１５を通って供給される計数結果と比較する。もしこ
れが比較器１２のしきい値よシ大きければそのブロック
は動領域に属すると判定しその結果を線１０４を通りて
出力する。

次に動静適応輪郭補償器７の構成を第３図に示す。線１
０８を逼って復号された画像信号が輪郭補償器１４とゲ
ート回路１５に供給される。輪郭補償器１４で画像信号
は高域強調されて線１１８を通シゲート回路１５へ供給
される。ゲート回路１５へは線１０８よシ復号された画
像信号と線１１８よシ輪郭補偵器１４で処理を受けた画
像信号とが供給されておシ動靜信号発生回路１３よシ線
１２０を通って画素毎に供給される動静信号を使って前
述の２種類の画像信号を画素毎に選択し出力する。

つま）線１２０よりその画素が動領域に属しているとい
う信号がくればｍ１ｏ６よシ供給された画像信号を出力
し、線１２０よシその画素が静止領域に属しているとい
う信号が来れば線１１８より供給された画像信号を出力
する。動静信号発生回路１３は線１０８よシ供給された
ブロック毎の動静分離信号を画素毎の第６図（ａ）に示
したような並びの動静分離信号に変換して線１２０を通
してゲート回路１５へ供給している。

次に他の実施例について説明する。

第１図に示した構成では符号器において動領域と静止領
域が判定されその情報を復号器へ伝送しているが動領域
と静止領域を復号側で判定することも可能である。たと
えは冗長度除去符号化回路がフレーム間予測である場合
がその１例である。

その場合の構成を第４図へ示す。符号器側は第１図の符
号器側の構成例にフレームメモリー２、動静判定回路３
及びそれに接続する線が除かれる。

復号側においては線１０５と符号逆変換回路５、巌１０
７、冗長度除去復号化回路６、？ｆＭ１０８、動静適応
輪郭補償回路７、線１０９は第１図の復号器の構成例に
等しい。この構成例では符号逆変換回路５から線１０７
を通って冗長度除去復号化回路６に供給される予測誤差
信号が同時に動静判定回路２３に供給される。動静判定
回路２３は線１０７全通して冗長度を除去された信号を
供給されているがこの信号は前述したように画像信号の
フレーム間で変化した部分のみを符号化したものである
からこの信号をもとに画像信号が動領域と静止領域のい
ずれかに属するかを判定する。その結果は線１３５を通
して動静適応輪郭補償器７へ供給される。この構成例に
おける動静判定回路２３は第２図において示した構成例
とやや異なる。第２図においては前フレームの画像信号
を線１０３よシ、符号化の対象となる画像信号を線１０
１よシ供給し差分器でそれらの差分信号を発生させため
とブロック化し動静判定を行なうが第４図によって示さ
れる構成例では動静判定回路に供給されるのはでにフレ
ーム間で変化のある部分のみを符号化した信号でめるか
ら第２図における線１０’３．１０１．１１２及び差分
器８は必要がない。っま勺、符号逆変換回路５から普通
のＴＶ倍信号走査順序で差分信号が線ｉ０７全通って供
給てれているのであればその信号を直接ブロック化回路
９に供給すればよく、また符号逆変換回路５がら前述し
たようなブロック化された信号が線１０７を通って供給
されているのであれば更にブロック化回路９、線１１３
は必要がなく線１０７から供給されたブロック化されて
いる信号を比較器１ｏへ供給すればよい。

更に他の実施例について説明する。

冗長度除去符号化回路１に動き補償予測符号化を使った
場合にはまた別の構成が可能となる。それを第５図に示
す。動き補償と呼ばれる方式は例えば電子通信学会論文
誌、’８１／１、ｖｏｌ、Ｊ、６４−Ｂ、ＮＯＩ、２４
ページから３１ページ「フレーム間符号化における動き
補償予測方式」（二宮祐−１犬塚吉道）に説明されてい
るとおシ、フレーム間の画像の動きを検出しそれを予測
誤差信号の計算に使用し復号側にもその動きの情報を伝
送するというものである。動きの情報を動ベクトル情報
と呼ぶことにする。当然、動ベクトル情報を使えば復号
側で画像の動領域と静止領域とを区別することが可能と
なる。

符号器の構成において、線１ｏ１、冗長度除去符号化回
路１、線１０２、符号変換回路４、線１０５は第１図に
おける符号器の構成例と同じである。

この構成例においては入力信号が線１０１を通って動ベ
クトル検出回路にも供給されておシ、ここで動ベクトル
が検出される。動ベクトルの検出方法がもし冗長度除去
符号化回路１の中のフレームメモリーを利用する方法で
あれは“線１４２を辿って７レームメモリー内の信号が
冗長度除去符号化回路１から動ベクトル検出回路３２へ
供給される。

復号器の構成において、線１ｏ５、符号逆変換回路５、
？／Ｍ１０７、冗長度除去復号化回路６、線１０８、動
静適応輪郭補償器７、線１０９は第１図における復号器
の構成に同じである。この構成例では符号逆変換回路５
において分離さ八た動ベクトル信号が線１４７を通って
冗長度除去復号化回路６へ供給されると供に動静判定回
路２３へ供給される。

動静判定回路２３はこの場合単なる比較器で構成出来て
、あるしきい値よシ動ベクトル信号が小さければその動
きを示す信号に対応している画像の領域は静止領域と見
なすような回路であればよい。動静判定信号は線１３５
を通って動静適応輪郭補償器７へ供給される。

（発明の効果） 本発明に従えば動き部分の符号化に伴う誤差を増幅する
ことなく静止部分のみを込択的に輪郭強調するためシャ
ープな画像を得ることができる。

しかもこの方法はフレーム差分符号化、板台差分符号化
、線形変換フレーム差分符号化、フレーム内／フレーム
間適応予測符号化、動き補償予測符号化など、知られて
いるすべてのフレーム間符号化に適用でき、動き部分と
静止部分の判定も符号器側で行なう方法と後号器側で行
なう方法が可能であシ、また動き補償予測符号化のばあ
いは動べクトル情報をもって動き部分と静止部分の判定
を行なうことも可能となる。このように本発明の用途は
広く、かつその効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
動静判定回路の詳細な構成を示すブロック図、第３図は
動静適応輪郭補償器の構成金示すブロック図、第４図及
び第５図μ本発明の他の実施例を示すブロック図、第６
図は晋通りＴＶ信号の走査順序とブロック化信号の走査
順序の１例を示す図である。 図において１は冗長度除去復号化回路、６は冗長度除去
復号化回路、２はフレームメモ１ハ　３は動静判定回路
、４は符号変換回路、５は符号逆変換回路、７は動静適
応輪郭補償器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フレーム間予測を含む符号化復号化処理がなされたテレ
   ビジョン信号を、動領域と静止領域に分類し、前記動領
   域についてのみ輪郭強調処理を施こすことを特徴とする
   テレビジョン信号の輪郭補償方式。