JPS62128621A - 高能率符号化装置 - Google Patents
高能率符号化装置Info
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- JPS62128621A JPS62128621A JP60268817A JP26881785A JPS62128621A JP S62128621 A JPS62128621 A JP S62128621A JP 60268817 A JP60268817 A JP 60268817A JP 26881785 A JP26881785 A JP 26881785A JP S62128621 A JPS62128621 A JP S62128621A
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- block
- dynamic range
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
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〕
この発明は、ディジタルテレビジョン信号等の画像デー
タの1画素当たりの平均ビット数を圧縮する高能率符号
化装置に関する。
タの1画素当たりの平均ビット数を圧縮する高能率符号
化装置に関する。
この発明は、ディジタルテレビジョン信号を伝送する際
に通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2次元的又は3次元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可変のビット数による符号化により
、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ピン
ト数の伝送データを形成できると共に、伝送路の伝送レ
ートを満たすように、符号化のビット数を制御すること
により伝送レートを一定にできるものである。
に通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2次元的又は3次元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可変のビット数による符号化により
、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ピン
ト数の伝送データを形成できると共に、伝送路の伝送レ
ートを満たすように、符号化のビット数を制御すること
により伝送レートを一定にできるものである。
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。
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。
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、D P CM (differenti
alPCM)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。
ひとつとして、D P CM (differenti
alPCM)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フイールドの画面を微少なブロック
に細分化して、ブロック毎に平均値及び標準偏差と各画
素毎の1ビツトの符号化コードを伝送するものがある。
他のものとして、1フイールドの画面を微少なブロック
に細分化して、ブロック毎に平均値及び標準偏差と各画
素毎の1ビツトの符号化コード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。
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、誤りが以後の復号化に伝播する問題点があ
った。
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。
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。
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
、この高能率符号化装置の改良に係わるものである。
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
、この高能率符号化装置の改良に係わるものである。
つまり、この発明の他の目的は、動き、絵柄等に適応し
た可変長符号化ができ、また、符号化出力の伝送レート
を一定にすることができる高能率符号化装置を提供する
ことにある。
た可変長符号化ができ、また、符号化出力の伝送レート
を一定にすることができる高能率符号化装置を提供する
ことにある。
c問題点を解決するための手段〕
この発明は、ディジタル画像信号の同一フィールド又は
連続する複数フィールドに属する領域からなるブロック
内に含まれる複数の画素データの最大値、iJ数の画素
データの最小価及びブロック毎のダイナミックレンジを
求める手段と、ブロック毎のダイナミックレンジの度数
を所定の期間において集計し、度数分布を求める手段と
、度数分布と伝送路の伝送容量に応じた最大歪を決定す
る手段と、 最大歪に応じた圧縮率でディジタル画像信号の平均ビッ
ト数を圧縮する符号化手段と、最大歪及び符号化手段の
出力コードを送出する手段と からなることを特徴とする高能率符号化装置である。
連続する複数フィールドに属する領域からなるブロック
内に含まれる複数の画素データの最大値、iJ数の画素
データの最小価及びブロック毎のダイナミックレンジを
求める手段と、ブロック毎のダイナミックレンジの度数
を所定の期間において集計し、度数分布を求める手段と
、度数分布と伝送路の伝送容量に応じた最大歪を決定す
る手段と、 最大歪に応じた圧縮率でディジタル画像信号の平均ビッ
ト数を圧縮する符号化手段と、最大歪及び符号化手段の
出力コードを送出する手段と からなることを特徴とする高能率符号化装置である。
テレビジョン信号は、水平方向、垂直方向の2次元方向
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DTT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(するこ
とができる。
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DTT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(するこ
とができる。
また、動きの発生、絵柄等によって、所定の期間例えば
4フレ一ム期間のダイナミックレンジの度数分布のパタ
ーンが変化する。このパターンに応して量子化の最大歪
が適応的に定められる。最大歪が与えられると、この最
大歪とダイナミックレンジに応じて量子化のために必要
なビット数が決まる。従って、ブロック毎に量子化ビッ
ト数が適応的に定まる可変長符号化がなされる。また、
符号化された出力データの伝送レートが伝送路に適合す
るように、最大歪が制御される。
4フレ一ム期間のダイナミックレンジの度数分布のパタ
ーンが変化する。このパターンに応して量子化の最大歪
が適応的に定められる。最大歪が与えられると、この最
大歪とダイナミックレンジに応じて量子化のために必要
なビット数が決まる。従って、ブロック毎に量子化ビッ
ト数が適応的に定まる可変長符号化がなされる。また、
符号化された出力データの伝送レートが伝送路に適合す
るように、最大歪が制御される。
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。この説明は、下記の項目の順序でなされる。
する。この説明は、下記の項目の順序でなされる。
a、送信側の構成
り、受信側の構成
C,ブロックの説明
d、ダイナミックレンジ検出回路
e1度数分布の説明
f、量子化回路
g、変形例
a、送信側の構成
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。lで示す入力端子に例えばIサン
プルが8ビツトに量子化された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。
して示すものである。lで示す入力端子に例えばIサン
プルが8ビツトに量子化された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3次元ブロック毎に連続する
信号に変換される。この実施例では、1ブロツクが(4
ライン×4画素×4フレーム=64画素)の大きさとさ
れている。ブロック化回路2の出力信号が遅延回路3a
及びダイナミックレンジ検出回路4に供給される。ダイ
ナミックレンジ検出回路4は、ブロック毎にダイナミッ
クレンジDR及び最小(iMINを検出する。これと共
に、ダイナミックレンジ検出回路4は、検出されたダイ
ナミックレンジDRと最大歪Exとを用いて量子化に必
要なビット数Nbを求める。
信号が符号化の単位である3次元ブロック毎に連続する
信号に変換される。この実施例では、1ブロツクが(4
ライン×4画素×4フレーム=64画素)の大きさとさ
れている。ブロック化回路2の出力信号が遅延回路3a
及びダイナミックレンジ検出回路4に供給される。ダイ
ナミックレンジ検出回路4は、ブロック毎にダイナミッ
クレンジDR及び最小(iMINを検出する。これと共
に、ダイナミックレンジ検出回路4は、検出されたダイ
ナミックレンジDRと最大歪Exとを用いて量子化に必
要なビット数Nbを求める。
ダイナミックレンジDRが度数集計回路5に供給される
。度数集計回路5は、4フレーム毎の全てのブロックの
ダイナミックレンジDRの度数を集計する。、集計され
た度数が最大歪決定回路6に供給される。最大歪決定回
路6は、最大歪Exf決定する。最大歪とは、復号した
時に生じる誤差の最大値である。
。度数集計回路5は、4フレーム毎の全てのブロックの
ダイナミックレンジDRの度数を集計する。、集計され
た度数が最大歪決定回路6に供給される。最大歪決定回
路6は、最大歪Exf決定する。最大歪とは、復号した
時に生じる誤差の最大値である。
ダイナミックレンジDRの度数分布は、4フレームの期
間の画像の情報の特徴を示すパターンとなる。例えば動
きが多い画像或いは細かな絵柄の画像の場合には、比較
的大きなダイナミックレンジDRの度数が多く、また、
ダイナミックレンジDRの度数分布が集中していない。
間の画像の情報の特徴を示すパターンとなる。例えば動
きが多い画像或いは細かな絵柄の画像の場合には、比較
的大きなダイナミックレンジDRの度数が多く、また、
ダイナミックレンジDRの度数分布が集中していない。
一方、動き部分が少ない画像或いは大柄の画像の場合に
は、小さなダイナミックレンジDRの度数が多く、また
、ダイナミックレンジDRの度数分布が集中している。
は、小さなダイナミックレンジDRの度数が多く、また
、ダイナミックレンジDRの度数分布が集中している。
前者と後者とを比較すると、伝送情報量が前者の方が多
い。
い。
ダイナミックレンジDRの度数分布から検出された伝送
情報量に応じて最大歪F、xが決定される。
情報量に応じて最大歪F、xが決定される。
伝送情報量が多い場合には、最大歪Exが大とされ、伝
送情報量が少ない場合には、最大歪Exが小とされる。
送情報量が少ない場合には、最大歪Exが小とされる。
最大歪Exと既に求められているダイナミックレンジD
Rの度数分布とから、4フレームの期間で必要とされる
全ビット数が求まる。
Rの度数分布とから、4フレームの期間で必要とされる
全ビット数が求まる。
この全ビット数と付加データとを4フレ一ム期間に送る
時に、伝送路の伝送容量を越えるかどうか検証される。
時に、伝送路の伝送容量を越えるかどうか検証される。
例えば64MBPS(メガビット/5ec)の伝送容量
の場合、4フレ一ム期間に換算すると、(64X (4
,/30)祐8.5Mビット)となる。この伝送容量を
越えないように最大歪Exが最大歪決定回路6により定
められる。
の場合、4フレ一ム期間に換算すると、(64X (4
,/30)祐8.5Mビット)となる。この伝送容量を
越えないように最大歪Exが最大歪決定回路6により定
められる。
遅延回路3aは、ダイナミックレンジ検出回路4、度数
集計回路5及び最大歪決定回路6において生じる時間3
画素データを遅延させる。遅延回路3aからの画素デー
タPDが量子化回路7により量子化されることにより、
圧縮されたビット数の符号化コードDTに変換される。
集計回路5及び最大歪決定回路6において生じる時間3
画素データを遅延させる。遅延回路3aからの画素デー
タPDが量子化回路7により量子化されることにより、
圧縮されたビット数の符号化コードDTに変換される。
量子化回路7には、遅延回路3b及び3Cの夫々により
遅延された前述のブロック毎のダイナミツクレンジDR
,ブロック毎の最小値MTN及び4フレーム毎の最大歪
Exが供給される。最小値MINが画素データPDから
減算されることにより、最小値除去後の画素データPD
Iが形成される。この画素データPDTが量子化される
。
遅延された前述のブロック毎のダイナミツクレンジDR
,ブロック毎の最小値MTN及び4フレーム毎の最大歪
Exが供給される。最小値MINが画素データPDから
減算されることにより、最小値除去後の画素データPD
Iが形成される。この画素データPDTが量子化される
。
量子化回路7では、各ブロックのダイナミックレンジを
分割してなる複数のレベル範囲の中の何れに画素データ
PDIが属するかを示す符号化コードDTが形成される
。符号化コードDTのビット数は、ダイナミックレンジ
DRと最大歪Exとによって決定される。量子化回路7
は、後述するように、例えば、(Ex=0) 〜(Ex
=15)の16種頻の最大歪Exに応じた量子化用のR
OMを有している。
分割してなる複数のレベル範囲の中の何れに画素データ
PDIが属するかを示す符号化コードDTが形成される
。符号化コードDTのビット数は、ダイナミックレンジ
DRと最大歪Exとによって決定される。量子化回路7
は、後述するように、例えば、(Ex=0) 〜(Ex
=15)の16種頻の最大歪Exに応じた量子化用のR
OMを有している。
この符号化コードDTがフレーム化回路8に供給される
。フレーム化回路8には、ブロック毎の付加コードとし
て必要ビット数Nb (3ビツト)及び最小値MIN(
8ビツト)が供給されると共に、4フレーム毎の付加コ
ードとして最大歪Ex(4ビツト)が供給される。フレ
ーム化回路8は、符号化コードDT及び上述の付加コー
ドに誤り訂正符号化の処理を施し、また同期信号を付加
する。
。フレーム化回路8には、ブロック毎の付加コードとし
て必要ビット数Nb (3ビツト)及び最小値MIN(
8ビツト)が供給されると共に、4フレーム毎の付加コ
ードとして最大歪Ex(4ビツト)が供給される。フレ
ーム化回路8は、符号化コードDT及び上述の付加コー
ドに誤り訂正符号化の処理を施し、また同期信号を付加
する。
フレーム化回路8の出力端子9に送信データが得られ、
この送信データがディジタル回線等の伝送路に送出され
る。
この送信データがディジタル回線等の伝送路に送出され
る。
前述のように、符号化コードDTは、ブロック毎に可変
のビ・ノド数のものであるが、付加コード中の必要ビッ
ト数Nbからそのブロックのビット数が一義的に定まる
。従って、可変長符号を採用しているにも拘らず、伝送
データ中にデータの区切りを示す冗長なコードを挿入す
る必要がない利点がある。
のビ・ノド数のものであるが、付加コード中の必要ビッ
ト数Nbからそのブロックのビット数が一義的に定まる
。従って、可変長符号を採用しているにも拘らず、伝送
データ中にデータの区切りを示す冗長なコードを挿入す
る必要がない利点がある。
b、受信側の構成
第2図は、受信(又は再生)側の構成を示す。
入力端子11からの受信データは、フレーム分解回路1
2に供給される。フレーム分解回路12により、符号化
コードDTと付加−7−FE x、 N b。
2に供給される。フレーム分解回路12により、符号化
コードDTと付加−7−FE x、 N b。
MTNとが分離されると共に、エラー訂正処理がなされ
る。これらの符号化コードDT及び付加コードがデコー
ダ13に供給される。
る。これらの符号化コードDT及び付加コードがデコー
ダ13に供給される。
デコーダ13は、送信側の量子化回路7の処理と逆の処
理を行う。即ち、8ビツトの最小レベル除去後のデータ
PDIが復号され、このデータPDIと8ビツトの最小
値MINとが加算され、元の画素データPDが復号され
る。デコーダ13の出力データPDがブロック分解回路
14に供給される。ブロック分解回路14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14の出力端子15に
復号されたテレビジョン信号が得られる。
理を行う。即ち、8ビツトの最小レベル除去後のデータ
PDIが復号され、このデータPDIと8ビツトの最小
値MINとが加算され、元の画素データPDが復号され
る。デコーダ13の出力データPDがブロック分解回路
14に供給される。ブロック分解回路14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14の出力端子15に
復号されたテレビジョン信号が得られる。
C,ブロック化回路
第3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3図において、BLは、4フレームの各
フレームに属する2次元′4mB1゜B2.B3.B4
からなる1ブロツクを示すもので、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。各フレームの4本のラインの夫々に含まれる4
個の画素によって、(4ライン×4画素)の領域Bl、
B2゜B3.B4が構成される。従って、1ブロツクは
、(4x4x4=64)個の画素からなる。
て説明する。第3図において、BLは、4フレームの各
フレームに属する2次元′4mB1゜B2.B3.B4
からなる1ブロツクを示すもので、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。各フレームの4本のラインの夫々に含まれる4
個の画素によって、(4ライン×4画素)の領域Bl、
B2゜B3.B4が構成される。従って、1ブロツクは
、(4x4x4=64)個の画素からなる。
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にフレームメモリ21,22.23.24
が縦続接続されている。現在のフレームF4の画素デー
タと各フレームメモリ21゜22、及び23の夫々から
取り出された以前の3フレームF1.F2.F3の画素
データが走査変換回路24に供給される。
。入力端子1にフレームメモリ21,22.23.24
が縦続接続されている。現在のフレームF4の画素デー
タと各フレームメモリ21゜22、及び23の夫々から
取り出された以前の3フレームF1.F2.F3の画素
データが走査変換回路24に供給される。
走査変換回路24の出力端子25には、3フレームの中
で対応する2次元領域Bl、B2.B3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フレームFl、F2゜F3、F4の中で対応する
領域Bl、B2.B3゜B4が数字で示される順番で出
力される。
で対応する2次元領域Bl、B2.B3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フレームFl、F2゜F3、F4の中で対応する
領域Bl、B2.B3゜B4が数字で示される順番で出
力される。
d、ダイナミックレンジ検出回路
第6図は、ダイナミックレンジ検出回路4の一例の構成
を示す。31で示される入力端子には、ブロック化回路
2から前述のように、1ブロック毎に符号化か必要で領
域の画像データが順次供給される。この入力端子31か
らの画素データは、選択回路32及び選択回路33に供
給される。一方の選択回路32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34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33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35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。
を示す。31で示される入力端子には、ブロック化回路
2から前述のように、1ブロック毎に符号化か必要で領
域の画像データが順次供給される。この入力端子31か
らの画素データは、選択回路32及び選択回路33に供
給される。一方の選択回路32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34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33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35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32の出力データが減算回路36に供給される
と共に、ラッチ34に取り込まれる。選択回路33の出
力データが減算回路36及びラッチ38に供給されると
共に、ラッチ35に取り込まれる。ラッチ34及び35
には、ランチパルスが制御部39から供給される。制御
部39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、同期信号等のタイミング信号
が端子40から供給される。制御部39は、ランチ34
,35.及びランチ37.38にラッチパルスを所定の
タイミングで供給する。
と共に、ラッチ34に取り込まれる。選択回路33の出
力データが減算回路36及びラッチ38に供給されると
共に、ラッチ35に取り込まれる。ラッチ34及び35
には、ランチパルスが制御部39から供給される。制御
部39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、同期信号等のタイミング信号
が端子40から供給される。制御部39は、ランチ34
,35.及びランチ37.38にラッチパルスを所定の
タイミングで供給する。
各ブロックの最初で、ラッチ34及び35の内容が初期
設定される。ラッチ34には、全て“0゛のデータが初
期設定され、ラッチ35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画素デー
タの中で、最大レベルがラッチ34に貯えられる。また
、順次供給される同一のブロックの画素データの中で、
最小レベルがラッチ35に貯えられる。
設定される。ラッチ34には、全て“0゛のデータが初
期設定され、ラッチ35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画素デー
タの中で、最大レベルがラッチ34に貯えられる。また
、順次供給される同一のブロックの画素データの中で、
最小レベルがラッチ35に貯えられる。
最大レベル及び最小レベルの検出が1ブロツクに関して
終了すると、選択回路32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33の出力に当該ブロ
ックの最小レベルが生じる。
終了すると、選択回路32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33の出力に当該ブロ
ックの最小レベルが生じる。
■ブロックに関しての検出が終了すると、ラッチ34及
び35が再び初期設定される。
び35が再び初期設定される。
減算回路36の出力には、選択回路32からの最大レベ
ルMAX及び選択回路33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
λイINが制御ブロンり39からのランチパルスにより
、ラッチ37及び38に夫々ラッチされる。ラッチ37
の出力端子41に各ブロックのダイナミックレンジDR
が得られ、う、ツチ38の出力端子42に各ブロックの
最小値MINが得られる。また、第6図では、省略され
ているが、ダイナミックレンジDRと最大歪Exとから
定まる必要ビット数Nbを検出する回路が設けられてい
る。
ルMAX及び選択回路33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
λイINが制御ブロンり39からのランチパルスにより
、ラッチ37及び38に夫々ラッチされる。ラッチ37
の出力端子41に各ブロックのダイナミックレンジDR
が得られ、う、ツチ38の出力端子42に各ブロックの
最小値MINが得られる。また、第6図では、省略され
ているが、ダイナミックレンジDRと最大歪Exとから
定まる必要ビット数Nbを検出する回路が設けられてい
る。
e0度数分布の説明
度数集計回路5では、8ビツトの場合、0,1゜2、・
・・255の256通りのダイナミックレンジDRの度
数が4フレーム毎に集計される。第7図は、対照的な度
数分布の2つの例を示す。
・・255の256通りのダイナミックレンジDRの度
数が4フレーム毎に集計される。第7図は、対照的な度
数分布の2つの例を示す。
第7図へに示す度数分布のパターンは、ダイナミックレ
ンジDRが小さいものの度数が多い場合を示している。
ンジDRが小さいものの度数が多い場合を示している。
静止画、動き部分の少ない画像又は大柄なパターンの画
像に関して、第7図Aに示すような度数分布のパターン
が生じる。この場合では、量子化に必要なビット数が少
なくなるので、最大歪Exが小さくなる。一方、第7図
Bに示す度数分布のパターンは、ダイナミックレンジD
Rがばらついている場合を示している。上述とは逆に、
動き部分の多い画像、細かな絵柄の画像に関して、第7
図Bに示すような度数分布のパターンが生じる。この後
者の場合では、量子化に必要なビット数が多くなるので
、最大歪Exが大きくなる。
像に関して、第7図Aに示すような度数分布のパターン
が生じる。この場合では、量子化に必要なビット数が少
なくなるので、最大歪Exが小さくなる。一方、第7図
Bに示す度数分布のパターンは、ダイナミックレンジD
Rがばらついている場合を示している。上述とは逆に、
動き部分の多い画像、細かな絵柄の画像に関して、第7
図Bに示すような度数分布のパターンが生じる。この後
者の場合では、量子化に必要なビット数が多くなるので
、最大歪Exが大きくなる。
最大歪Exを与えれば、量子化に必要なビット数が一意
に定まる。−例として、(Ex=4)の場合の必要ビッ
ト数Nb及び復元値は、次の表に示される。この一実施
例では、復元値の大きさを下記の表に示されるように固
定の値としている。
に定まる。−例として、(Ex=4)の場合の必要ビッ
ト数Nb及び復元値は、次の表に示される。この一実施
例では、復元値の大きさを下記の表に示されるように固
定の値としている。
従って、付加コードとしては、ダイナミックレンジDR
を送る必要がなく、最小値(8ビツト)及び必要ビット
数Nbを送れば良い。
を送る必要がなく、最小値(8ビツト)及び必要ビット
数Nbを送れば良い。
前述のように、ダイナミックレンジDRは、ブロック毎
に検出されるので、1ブロツク内の各画素の必要ビット
数は、同一となる。(Ex=4)の場合で、(DR=3
4>(MrN=100)のブロック内の画素に関しては
、レベル範囲が(O〜8)の範囲、 (9〜17)の範
囲、 (18〜26)の範囲、 (27〜35)の範囲
に4分割され、((00)、 (01)、 (10)、
(11)〕で表される4個のレベル範囲によって2ビ
ツトの量子化がされる。例えば画素のレベルが(131
)の時には、最小(aMINが除去され、レベルが(3
1)に変換される。このレベル(31)が(27〜35
)の範囲に含まれるので、(11)の符号化コードDT
に量子化される。
に検出されるので、1ブロツク内の各画素の必要ビット
数は、同一となる。(Ex=4)の場合で、(DR=3
4>(MrN=100)のブロック内の画素に関しては
、レベル範囲が(O〜8)の範囲、 (9〜17)の範
囲、 (18〜26)の範囲、 (27〜35)の範囲
に4分割され、((00)、 (01)、 (10)、
(11)〕で表される4個のレベル範囲によって2ビ
ツトの量子化がされる。例えば画素のレベルが(131
)の時には、最小(aMINが除去され、レベルが(3
1)に変換される。このレベル(31)が(27〜35
)の範囲に含まれるので、(11)の符号化コードDT
に量子化される。
この実施例のように、ダイナミックレンジDRを9レベ
ル毎の領域に分割する時には、各ブロックに対する付加
コードは、最小値(8ビツト)MINと必要ビット数N
b (4ビツト)で済む。
ル毎の領域に分割する時には、各ブロックに対する付加
コードは、最小値(8ビツト)MINと必要ビット数N
b (4ビツト)で済む。
一方、この一実施例と異なり、各ダイナミックレンジD
Rに適応して、その都度、分割範囲を決定する方式では
、付加コードは、最小値(8ビツト)、ダイナミックレ
ンジDR(8ビツト)、最大値(8ピッ日の何れか2個
となる。後者の方式は、データの圧縮率が下がるが、復
元歪は、前者に比して大幅に改善される。
Rに適応して、その都度、分割範囲を決定する方式では
、付加コードは、最小値(8ビツト)、ダイナミックレ
ンジDR(8ビツト)、最大値(8ピッ日の何れか2個
となる。後者の方式は、データの圧縮率が下がるが、復
元歪は、前者に比して大幅に改善される。
上述のダイナミックレンジDRの度数分布を示すデータ
と最大歪Exとから、4フレ一ム期間の符号化コードD
Tのビット数の合計が検出される。
と最大歪Exとから、4フレ一ム期間の符号化コードD
Tのビット数の合計が検出される。
符号化コードDTのビット数の合計に付加コード(最大
歪Ex、ブロック毎の必要ビット数Nb。
歪Ex、ブロック毎の必要ビット数Nb。
ブロック毎の最小値MIN)の合計のビット数が加算さ
れて、4フレ一ム期間の全ビット数が算出される。最大
歪決定回路6は、この4フレ一ム期間の全ビット数が伝
送容量を越えないように、最大歪Exを決定する。つま
り、(Ex=O)から、最大歪Exの値がCI、2,3
,4,5. ・=・、15〕と順次大きくされ、上記
の全ピント数が伝送容量以内に納まった時の最大歪を今
回の符号化で発生する最大歪とする。伝送容量を越えな
い範囲で最大歪Exがなるべく小さな値とされる。
れて、4フレ一ム期間の全ビット数が算出される。最大
歪決定回路6は、この4フレ一ム期間の全ビット数が伝
送容量を越えないように、最大歪Exを決定する。つま
り、(Ex=O)から、最大歪Exの値がCI、2,3
,4,5. ・=・、15〕と順次大きくされ、上記
の全ピント数が伝送容量以内に納まった時の最大歪を今
回の符号化で発生する最大歪とする。伝送容量を越えな
い範囲で最大歪Exがなるべく小さな値とされる。
受信側では、受信データ中の最大歪Ex及び必要ビット
数Nbから復号を行い、復号レベルを出力する。前出の
(Ex=4)の表において、必要ビット数Nbが2ビツ
トの場合には、復号レベルとして、(4,13,22,
31)の値が用いられる。上述のような(DR=34)
(DT=00)の場合には、復号レベル(31)が求め
られ、この復号レベル(31)に(100)が加えられ
、(131)のレベルの復号出力が得られる。
数Nbから復号を行い、復号レベルを出力する。前出の
(Ex=4)の表において、必要ビット数Nbが2ビツ
トの場合には、復号レベルとして、(4,13,22,
31)の値が用いられる。上述のような(DR=34)
(DT=00)の場合には、復号レベル(31)が求め
られ、この復号レベル(31)に(100)が加えられ
、(131)のレベルの復号出力が得られる。
第9図は、この一実施例の符号化及び復号化の具体例を
図示するものである。最大歪(Ex=4)の時で、最小
値除去後のデータPDTのダイナミックレンジDRが(
9)の時、前記の表から分かるように、必要ビット数が
1ビツトとなる。
図示するものである。最大歪(Ex=4)の時で、最小
値除去後のデータPDTのダイナミックレンジDRが(
9)の時、前記の表から分かるように、必要ビット数が
1ビツトとなる。
この1ビツトにより、そのブロック内の最小値除去後の
データPDIO値が(0〜8)の範囲にある時に(0)
の符号化コードDTが出力され、データPDIO値が(
9)の時に(1)の符号化コードDTが出力される。受
信側では、(L O=4)と(L1=13)とが復元レ
ベルとして用いられる。
データPDIO値が(0〜8)の範囲にある時に(0)
の符号化コードDTが出力され、データPDIO値が(
9)の時に(1)の符号化コードDTが出力される。受
信側では、(L O=4)と(L1=13)とが復元レ
ベルとして用いられる。
一方、各ブロック毎にダイナミックレンジに適応して復
号する方式の場合には、ダイナミックレンジDRを受信
データから知ることができる。第9図と同様の例では、
ダイナミックレンジDRが(9)と分かり、また、ダイ
ナミックレンジDRに応じた必要ビット数が分かり、更
に、必要ビット数から、分割数が分かるので、これが第
10図に示すように、2分′#p1され、各分割された
領域の中央のレベル(LO=2)(LO=7)の夫々が
復元レベルとされる。第9図と第10図とを比較すると
明らかなように、量子化歪は、後者の方法の方が小さく
なる。
号する方式の場合には、ダイナミックレンジDRを受信
データから知ることができる。第9図と同様の例では、
ダイナミックレンジDRが(9)と分かり、また、ダイ
ナミックレンジDRに応じた必要ビット数が分かり、更
に、必要ビット数から、分割数が分かるので、これが第
10図に示すように、2分′#p1され、各分割された
領域の中央のレベル(LO=2)(LO=7)の夫々が
復元レベルとされる。第9図と第10図とを比較すると
明らかなように、量子化歪は、後者の方法の方が小さく
なる。
f、量子化回路
量子化回路7について、第8図を参照して説明する。第
8図において、50,51. ・・・65で示す16
個のROMには、最大歪(Ex=0)(Ex=1)
・・・ (Ex=15)の夫々の量子化のためのデータ
変換テーブルが格納されている。
8図において、50,51. ・・・65で示す16
個のROMには、最大歪(Ex=0)(Ex=1)
・・・ (Ex=15)の夫々の量子化のためのデータ
変換テーブルが格納されている。
遅延回路3からの画像データPDが入力端子43から減
算回路45に供給されると共に、入力端子44からの最
小値M T Nが減算回路45に供給される。この減算
回路45から最小値除去後のデータPDTが得られる。
算回路45に供給されると共に、入力端子44からの最
小値M T Nが減算回路45に供給される。この減算
回路45から最小値除去後のデータPDTが得られる。
入力端子46からのブロック毎のダイナミックレンジD
Rと最小値除去後のデータPDIとが20M50〜RO
M65の夫々に入力される。所定の最大歪とダイナミッ
クレンジDRによって定まるビット数でもって量子化が
され、ROM50〜65の夫々からデータPDと対応す
る符号化コードDTO〜DT15が出力される。この符
号化コードDTO〜DTI5がセレクタ47に供給され
る。セレクタ47には、端子48から最大歪Exが供給
され、最大歪Exと対応する符号化コードがセレクタ4
7により選択され、出力端子49に取り出される。
Rと最小値除去後のデータPDIとが20M50〜RO
M65の夫々に入力される。所定の最大歪とダイナミッ
クレンジDRによって定まるビット数でもって量子化が
され、ROM50〜65の夫々からデータPDと対応す
る符号化コードDTO〜DT15が出力される。この符
号化コードDTO〜DTI5がセレクタ47に供給され
る。セレクタ47には、端子48から最大歪Exが供給
され、最大歪Exと対応する符号化コードがセレクタ4
7により選択され、出力端子49に取り出される。
g、変形例
1ブロツクのデータをフレームメモリ、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。
、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。
また、この発明は、伝送レートを一定に出来るものであ
るが、小容量のバッファメモリを使用し、送出されるデ
ータ量の若干の調整を行うようにしても良い。
るが、小容量のバッファメモリを使用し、送出されるデ
ータ量の若干の調整を行うようにしても良い。
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、変化幅が大きいエツジ等の
過渡部での応答が良いものとなる。
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、変化幅が大きいエツジ等の
過渡部での応答が良いものとなる。
この発明に依れば、動き等による発生情報量に適応して
符号化を行うことにより、符号化出力の伝送レートが一
定のものとされ、伝送路の伝送容量を有効に利用するこ
とができる。また、この発明に依れば、ブロック内のダ
イナミックレンジに適応した量子化ビット数が選ばれる
ので、均一な歪の良質な復元画像を得ることができる。
符号化を行うことにより、符号化出力の伝送レートが一
定のものとされ、伝送路の伝送容量を有効に利用するこ
とができる。また、この発明に依れば、ブロック内のダ
イナミックレンジに適応した量子化ビット数が選ばれる
ので、均一な歪の良質な復元画像を得ることができる。
更に、この発明に依れば、データの区切りのコードを必
要としない亨変長符号化が可能で一層の圧縮ができる。
要としない亨変長符号化が可能で一層の圧縮ができる。
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図は受
信側の構成を示すブロック閲、第3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路線図、第4M及び
第5Mはブロック化回路の構成の一例及びその説明のた
めの路線図、第6図はダイナミックレンジ検出回路の一
例のブロック図、第7図は度数分布の説明に用いる路線
図、第8図は量子化回路の一例のブロック図、第9図及
び第10図は夫々量子化の一例及び他の例の説明に用い
る路線図である。 図面における主要な符号の説明 1:ディジタルテレビジロン信号の入力端子。 2ニブロック化回路、 4;ダイナミックレンジ検出
回路、 6:最大歪決定回路、 7:量子化回路。 代理人 弁理士 杉 浦 正 知!+化の一例 第9図 量子化のイ世の剖 第7図 第10図
信側の構成を示すブロック閲、第3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路線図、第4M及び
第5Mはブロック化回路の構成の一例及びその説明のた
めの路線図、第6図はダイナミックレンジ検出回路の一
例のブロック図、第7図は度数分布の説明に用いる路線
図、第8図は量子化回路の一例のブロック図、第9図及
び第10図は夫々量子化の一例及び他の例の説明に用い
る路線図である。 図面における主要な符号の説明 1:ディジタルテレビジロン信号の入力端子。 2ニブロック化回路、 4;ダイナミックレンジ検出
回路、 6:最大歪決定回路、 7:量子化回路。 代理人 弁理士 杉 浦 正 知!+化の一例 第9図 量子化のイ世の剖 第7図 第10図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ディジタル画像信号の同一フィールド又は連続する複数
フィールドに属する領域からなるブロック内に含まれる
複数の画素データの最大値、上記複数の画素データの最
小値及び上記ブロック毎のダイナミックレンジを求める
手段と、 上記ブロック毎のダイナミックレンジの度数を所定の期
間において集計し、度数分布を求める手段と、 上記度数分布と伝送路の伝送容量に応じた最大歪を決定
する手段と、 上記最大歪に応じた圧縮率で上記ディジタル画像信号の
平均ビット数を圧縮する符号化手段と、上記最大歪及び
上記符号化手段の出力コードを送出する手段と からなることを特徴とする高能率符号化装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26881785A JP2670259B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 高能率符号化装置 |
CA 523298 CA1278096C (en) | 1985-11-29 | 1986-11-19 | High efficiency coding apparatus |
US06/932,274 US4722003A (en) | 1985-11-29 | 1986-11-19 | High efficiency coding apparatus |
AU65715/86A AU591947B2 (en) | 1985-11-29 | 1986-11-26 | High efficiency coding apparatus |
AT86309274T ATE75358T1 (de) | 1985-11-29 | 1986-11-27 | Hochwirksame kodiereinrichtung. |
DE8686309274T DE3685000D1 (de) | 1985-11-29 | 1986-11-27 | Hochwirksame kodiereinrichtung. |
EP19860309274 EP0225181B1 (en) | 1985-11-29 | 1986-11-27 | High efficiency coding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26881785A JP2670259B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 高能率符号化装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23590694A Division JP2500486B2 (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 高能率符号化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62128621A true JPS62128621A (ja) | 1987-06-10 |
JP2670259B2 JP2670259B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=17463666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26881785A Expired - Lifetime JP2670259B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 高能率符号化装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4722003A (ja) |
EP (1) | EP0225181B1 (ja) |
JP (1) | JP2670259B2 (ja) |
AT (1) | ATE75358T1 (ja) |
AU (1) | AU591947B2 (ja) |
CA (1) | CA1278096C (ja) |
DE (1) | DE3685000D1 (ja) |
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JPH02305285A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Sony Corp | フレーム分解回路及び方法 |
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