KR20060092133A

KR20060092133A - 부호화 장치 및 방법, 복호화 장치 및 방법, 화상 처리시스템 및 화상 처리 방법, 기록 매체 및 프로그램

Info

Publication number: KR20060092133A
Application number: KR20060015035A
Authority: KR
Inventors: 데쓰지로 곤도; 사콘 야마모토
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2006-08-22
Also published as: JP4725127B2; US7952769B2; US20060188015A1; JP2006229458A; CN1822676B; CN1822676A

Abstract

화상 처리 시스템은 입력 화상 데이터를 부호화하는 부호화부 및 부호화된 상기 입력 화상 데이터를 복호화하는 복호화부를 포함하며, 상기 입력 화상 데이터에 대해서 부호화 및 복호화를 반복하는 경우 상기 입력 화상 데이터에 대응하는 화상의 화질이 열화된다. 상기 복호화부는 상기 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 수단과, 상기 입력 수단에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 상기 역양자화 값이 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 수단을 포함한다.

양자화, 역양자화, DCT 계수, 벡터 양자화, 엔트로피 복호화

Description

부호화 장치 및 방법, 복호화 장치 및 방법, 화상 처리 시스템 및 화상 처리 방법, 기록 매체 및 프로그램{CODING APPARATUS AND METHOD, DECODING APPARATUS AND METHOD, IMAGE PROCESSING SYSTEM, IMAGE PROCESSING METHOD, RECORDING MEDIUM, AND PROGRAM}

도 1은 종래의 화상 처리 시스템의 구성예를 나타낸 블록도.

도 2는 본 발명을 적용한 화상 처리 시스템의 구성예를 나타낸 블록도.

도 3은 도 2의 부호화부(92)의 제1 실시예의 구성예를 나타낸 블록도.

도 4는 도 3의 블록화 회로(152)의 처리를 설명하는 도면.

도 5는 도 3의 양자화 회로(157)의 처리를 설명하는 도면.

도 6은 본 발명의 제1 실시예의 부호화 처리를 설명하는 흐름도.

도 7은 본 발명의 제1 실시예의 도 2의 복호화부(94)의 구성예를 나타낸 블록도.

도 8은 도 7의 출력 조정 회로(254)의 처리를 설명하는 도면.

도 9는 도 7의 출력 조정 회로(254)의 처리를 설명하는 다른 도면.

도 10은 본 발명의 제1 실시예의 복호화 처리를 설명하는 흐름도.

도 11은 본 발명의 제1 실시예의 복호화 처리를 설명하는 도면.

도 12는 본 발명의 제2 실시예의 도 2의 부호화부(92)의 구성예를 나타낸 블 록도.

도 13은 본 발명의 제2 실시예의 부호화 처리를 설명하는 흐름도.

도 14는 본 발명의 제2 실시예의 도 2의 복호화부(94)의 구성예를 나타낸 블록도.

도 15는 도 14의 출력 조정 회로(263)의 처리를 설명하는 도면.

도 16은 본 발명의 제2 실시예의 복호화 처리를 설명하는 흐름도.

도 17은 본 발명의 제2 실시예의 복호화 처리를 설명하는 도면.

도 18은 본 발명의 제3 실시예의 도 2의 부호화부(92)의 구성예를 나타낸 블록도.

도 19는 도 18의 블록화 회로(172)의 처리를 설명하는 도면.

도 20은 본 발명의 제3 실시예의 부호화 처리를 설명하는 흐름도.

도 21은 본 발명의 제3 실시예의 도 2의 복호화부(94)의 구성예를 나타낸 블록도.

도 22는 도 21의 출력 조정 회로(274)의 처리를 설명하는 도면.

도 23은 본 발명의 제3 실시예의 복호화 처리를 설명하는 흐름도.

도 24는 본 발명의 제3 실시예의 복호화 처리를 설명하는 도면.

도 25는 본 발명의 제1 실시예의 도 2의 복호화부(94)의 다른 구성예를 나타낸 블록도.

도 26은 도 25의 역양자화 회로(281)의 처리를 설명하는 도면.

도 27은 본 발명의 제1 실시예의 복호화 처리를 설명하는 다른 흐름도.

도 28은 본 발명의 제2 실시예의 도 2의 복호화부(94)의 다른 구성예를 나타낸 블록도.

도 29는 도 28의 역벡터 양자화 회로(291)의 처리를 설명하는 도면.

도 30은 본 발명의 제2 실시예의 복호화 처리를 설명하는 다른 흐름도.

도 31은 본 발명의 제3 실시예의 도 2의 복호화부(94)의 다른 구성예를 나타낸 블록도.

도 32는 도 31의 역양자화 회로(301)의 처리를 설명하는 도면.

도 33은 본 발명의 제3 실시예의 복호화 처리를 설명하는 다른 흐름도.

도 34는 본 발명을 적용한 화상 처리 시스템의 다른 구성예를 나타낸 블록도.

도 35는 본 발명을 적용한 화상 처리 시스템의 다른 구성예를 나타낸 블록도.

도 36은 퍼스널 컴퓨터의 구성예를 나타낸 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 화상 처리 시스템

51 : 재생 장치

53 : 기록 장치

71 : 복호화부

72 : D/A 변환부

81 : 기록부

82 : 재생부

92 : 부호화부

94 : 복호화부

254, 263, 274 : 출력 조정 회로

281 : 역양자화 회로

291 : 역 벡터 양자화(VQ) 회로

301 : 엔트로피 복호화 회로

본 발명은 부호화 장치 및 방법, 복호화 장치 및 방법, 화상 처리 시스템 및 화상 처리 방법, 기록 매체 및 프로그램에 관한 것으로, 특히 아날로그 신호를 이용한 불법적인 카피를 방지하는 부호화 장치 및 방법, 복호화 장치 및 방법, 화상 처리 시스템 및 화상 처리 방법, 기록 매체 및 프로그램에 관한 것이다.

최근, 텔레비전 프로그램 등의 컨텐츠를 디지털 신호로 HD(하드 디스크) 또는 DVD(Digital Versatile Disk) 등의 기록 매체에 기록하는 디지털 기록 및 재생 장치가 급속히 보급되고 있다.

HD 또는 DVD를 기록 매체로 하는 디지털 기록 및 재생 장치의 보급에 의해, 시청자인 사용자가 텔레비전 프로그램 등을 고품질로 기록 매체에 용이하게 기록하는 것이 가능하게 되었다.

한편, 디지털 기록 및 재생 장치의 보급에 의해, DVD 등으로 판매되고 있는 텔레비전 프로그램이나 영화 등의 컨텐츠를 불법적으로 카피하는 것이 용이하게 되는 측면도 있다.

도 1은 기록 매체에 기록된 컨텐츠를 재생하고, 그 컨텐츠를 디스플레이에 표시하게 하는 동시에, 재생된 컨텐츠를 다른 기록 매체에 기록하는 화상 처리 시스템의 구성의 일례를 나타내고 있다.

도 1에서, 화상 처리 시스템(1)은 DVD 등의 광디스크 등의 기록 매체에 기록된 컨텐츠의 화상 신호를 재생하고, 그 결과 얻어지는 아날로그 화상 신호 Van를 출력하는 재생 장치(11), 재생 장치(11)가 출력하는 아날로그 화상 신호 Van를 화상으로서 표시하는 디스플레이(12) 및 재생 장치(11)가 출력하는 아날로그 화상 신호 Van를 광디스크 등의 기록 매체에 기록하는 기록 장치(13)에 의해 구성되어 있다.

재생 장치(11)는 복호화부(21)와 D/A(Digital-to-Analog) 변환부(22)로 구성되어 있다. 복호화부(21)는 도시하지 않은 기록 매체로부터 판독한 부호화 디지털 화상 신호를 복호화하고, 그 결과 얻어지는 디지털 화상 신호를 D/A 변환부(22)에 공급한다. D/A 변환부(22)는 복호화부(21)로부터 공급된 디지털 화상 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 그 결과 얻어지는 아날로그 화상 신호 Van를 출력한다.

디스플레이(12)는 예를 들면 CRT(Cathode-Ray Tube)나 LCD(Liquid Crystal Display) 등으로 구성되며, D/A 변환부(22)로부터의 아날로그 화상 신호 Van를 화상으로서 표시한다. 이로써, 사용자는 기록 매체에 기록되어 있는 화상 신호에 대 응하는 화상을 볼 수 있게 된다.

또, 재생 장치(11)로부터 출력된 아날로그 화상 신호 Van는 기록 장치(13)에도 공급(입력)된다.

기록 장치(13)는 A/D(Analog-to-Digital) 변환부(31), 부호화부(32) 및 기록부(33)에 의해 구성되며, 입력되는 아날로그 화상 신호 Van를 광디스크 등의 도시하지 않은 기록 매체에 기록한다.

A/D 변환부(31)에는 재생 장치(11)가 출력하는 아날로그 화상 신호 Van가 입력된다. A/D 변환부(31)는 입력된 아날로그 화상 신호 Van를 디지털 신호로 변환하고, 그 결과 얻어지는 디지털 화상 신호 Vdg를 부호화부(32)에 공급한다. 부호화부(32)는 A/D 변환부(31)로부터의 디지털 화상 신호 Vdg를 부호화하고, 그 결과 얻어지는 부호화 디지털 화상 신호 Vcd를 기록부(33)에 공급한다. 기록부(33)는 부호화 디지털 화상 신호 Vcd를 기록 매체에 기록한다.

이상과 같이 구성되는 화상 처리 시스템(1)에서는, 재생 장치(11)로부터 출력된 아날로그 화상 신호 Van를 이용함으로써, 재생된 기록 매체와는 상이한 기록 매체에 화상 신호를 기록할 수 있다. 즉, 재생 장치(11)가 출력하는 아날로그 화상 신호 Van를 이용하여 컨텐츠(의 화상 신호)가 불법적으로 카피될 우려가 있다.

종래, 이와 같은 아날로그 화상 신호 Van를 이용한 불법 카피를 방지하기 위해, 저작권 보호가 되어 있는 경우에는, 아날로그 화상 신호 Van를 스크램블 처리하여 출력하거나, 또는 아날로그 화상 신호 Van의 출력을 금지하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 공보 2001-245270호 참조).

또, 재생측의 압축 복호화부 또는 기록측의 압축 부호화부 중 어느 하나 한쪽 또는 양쪽에 잡음 정보 발생부를 설치하고, 디지털 비디오 데이터에 1회의 처리에서는 화상 재생시에 식별할 수 없는 정도의 잡음 정보를 매립함으로써, 카피 자체는 가능하지만, 복수 회 반복할 경우 화상이 현저하게 열화하고, 이로써 실질적으로 카피의 회수를 제한하는 디지털 비디오 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 공보 1998-289522호 참조).

그러나, 일본 특허 공개 공보 2001-245270호와 같이 아날로그 화상 신호 Van를 스크램블 처리하여 출력하거나 또는 아날로그 화상 신호 Van의 출력을 금지하는 방법에서는 불법적인 카피를 방지할 수 있지만, 디스플레이(12)에 정상적인 화상을 표시하는 것도 가능하지 않게 된다는 문제가 발생한다.

또, 일본 특허 공개 공보 1998-289522호와 같이, 재생측의 압축 복호화부 또는 기록측의 압축 부호화부로 잡음 정보를 매립하는 방법에서는, 잡음 정보 발생부와 이것을 매립하기 위한 회로가 필요해 지므로, 회로 규모가 증대한다는 문제가 있다.

따라서, 화상이 표시되지 않게 되거나 회로 규모의 증대를 초래하는 등의 문제를 발생함이 없이 아날로그 화상 신호를 이용한 불법적인 카피를 방지하는 방법이 본 출원인에 의해 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 공보 2004-289685호 참조).

일본 특허 공개 공보 2004-289685호에 기재된 방법에서는, 아날로그 화상 신호를 A/D 변환함으로써 얻어지는 디지털 화상 신호의 위상 어긋남 등의 아날로그 노이즈에 주목하여, 그 디지털 화상 신호를 위상 어긋남을 이용한 부호화를 행함으로써 카피 전의 화상의 화질을 저하시키지 않고, 양호한 질을 유지한 채 카피를 불가능하게 하고, 이로써 아날로그 화상 신호를 이용한 불법적인 카피를 방지하고 있다. 디지털 컨텐츠의 유통이 일반화되고 있는 최근에는 전술한 바와 같이 불법적인 카피를 방지하기 위한 다른 방법의 제안이 요청되고 있다.

본 발명은 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 아날로그 신호를 이용한 불법적인 카피를 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 복호화 장치는, 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 수단과, 입력 수단에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과로 얻어진 역양자화 값을, 상기 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

입력 수단은 화상 데이터의 다이나믹 레인지에 따라 결정된 양자화 스텝에서 양자화된 블록의 양자화 데이터를 입력하며, 복호화 수단은 입력 수단에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 결과 얻어진 블록을 구성하는 화소값을, 상기 화소값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 한다.

입력 수단은 벡터 양자화되는 결과로 얻어진 양자화 데이터를 입력하며, 복호화 수단은 입력 수단에 의해 입력된 양자화 데이터를 역벡터 양자화하고, 그 결 과 얻어진 대표값을, 그 대표값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 한다.

입력 수단은 DCT 계수의 양자화 데이터를 입력하며, 복호화 수단은 입력 수단에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 결과 얻어진 DCT 계수의 소정의 DCT 계수를, DCT 계수에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 한다.

부호화 장치는 입력 화상 데이터에 노이즈를 부가하는 노이즈 부가 수단을 추가로 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 복호화 방법은, 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 단계와, 상기 입력 단계에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 상기 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기록 매체는 프로그램이 기록되어 있으며, 상기 프로그램은, 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 단계와, 입력 단계에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 상기 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 프로그램은, 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 단계와, 상기 입력 단계에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하 고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 복호화 장치 및 방법, 프로그램에 있어서는, 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터가 입력되고, 입력된 양자화 데이터가 역양자화되는 동시에, 그 양자화의 결과로 얻어진 역양자화 값이, 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 화상 처리 시스템은, 입력 화상 데이터를 부호화하는 부호화부와, 부호화된 입력 화상 데이터를 복호화하는 복호화부를 구비하고, 입력 화상 데이터에 대해서 부호화 및 복호화를 반복하는 경우 입력 화상 데이터에 대응하는 화상의 화질이 열화되고, 상기 부호화부는 입력 화상 데이터를 양자화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른, 입력 화상 데이터를 부호화하는 부호화부 및 부호화된 입력 화상 데이터를 복호화하는 복호화부를 구비하고, 입력 화상 데이터에 대해서 부호화 및 복호화를 반복하는 경우 입력 화상 데이터에 대응하는 화상의 화질이 열화되는 화상 처리 시스템의 화상 처리 방법은, 입력 화상 데이터를 양자화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화상 처리 시스템은 입력 화상 데이터를 부호화하는 부호화부 및 부호화된 입력 화상 데이터를 복호화하는 복호화부를 구비하고, 입력 화상 데이터에 대해서 부호화 및 복호화를 반복하는 경우 입력 화상 데 이터에 대응하는 화상의 화질이 열화되며, 화상 처리 방법은 부호화 시에 입력 화상 데이터가 양자화된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화상 처리 시스템은, 입력 화상 데이터를 부호화하는 부호화부 및 부호화된 입력 화상 데이터를 복호화하는 복호화부를 구비하고, 입력 화상 데이터에 대해서 부호화 및 복호화를 반복하는 경우, 입력 화상 데이터에 대응하는 화상의 화질이 열화되며, 상기 복호화부는 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 수단과, 입력 수단에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 역양자화 값이 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 입력 화상 데이터를 부호화하는 부호화부 및 부호화된 입력 화상 데이터를 복호화하는 복호화부를 구비하고, 입력 화상 데이터에 대해서 부호화 및 복호화를 반복하는 경우 입력 화상 데이터에 대응하는 화상의 화질이 열화되는 화상 처리 시스템의 화상 처리 방법은, 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 단계와, 상기 입력 단계에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 역양자화 값이 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 화상 처리 시스템은, 입력 화상 데이터를 부호화하는 부호화부 및 부호화된 입력 화상 데이터를 복호화하는 복호화부를 구비하고, 입력 화상 데이터 에 대해서 부호화 및 복호화를 반복하는 경우 입력 화상 데이터에 대응하는 화상의 화질이 열화되며, 화상 처리 방법은, 복호화 시에, 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터가 입력되고, 입력된 양자화 데이터가 역양자화되는 동시에, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값이, 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환된다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 설명하지만, 청구항에 기재된 구성 요건과 발명의 실시예에서의 구체예와의 대응 관계를 예시하면, 다음과 같이 된다. 이하의 설명은 청구항에 기재되어 있는 발명을 지지하는 구체예가 발명의 실시예로 기재되어 있다는 것을 확인하기 위한 것이다. 따라서, 발명의 실시예 중에는 기재되어 있지만, 구성 요건에 대응하는 것으로서 본 명세서에는 기재되어 있지 않은 구체예가 있다고 하여도, 그 구체예가 그 구성 요건에 대응하지 않는 것을 의미하는 것은 아니다. 역으로, 구체예가 구성 요건에 대응하는 것으로서 여기에 기재되어 있다고 하여도, 그것은 그 구체예가 그 구성 요건 이외의 구성 요건에는 대응하지 않는 것을 의미하는 것도 아니다.

또한, 이하의 설명은 발명의 실시예로 기재되어 있는 구체예에 대응하는 발명이 청구항에 모두 기재되어 있는 것을 의미하는 것은 아니다. 환언하면, 이하의 설명은 발명의 실시예로 기재되어 있는 구체예에 대응하는 발명으로서, 이 출원의 청구항에는 기재되어 있지 않은 발명의 존재, 즉, 장래에 분할 출원되거나 보정에 의해 추가되거나 하는 발명의 존재를 부정하는 것은 아니다.

본 발명의 실시예에 따른 복호화 장치는, 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 수단(예를 들면, 도 7의 데이터 분해 회로(252))과, 상기 입력 수단에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 수단(예를 들면, 도 7의 역양자화 회로(253) 및 출력 조정 회로(254))을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 복호화 장치에 있어서, 입력 수단(예를 들면, 도 7 또는 도 25의 데이터 분해 회로(252))은 화상 데이터의 다이나믹 레인지에 따라 결정된 양자화 스텝에서 양자화된 블록의 양자화 데이터를 입력하며, 복호화 수단(예를 들면, 도 7의 역양자화 회로(253) 및 출력 조정 회로(254) 또는 도 25의 역양자화 회로(281))은 입력 수단에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 결과 얻어진 블록을 구성하는 화소값을, 그 화소값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 복호화 장치에 있어서, 입력 수단(예를 들면, 도 14의 역벡터 양자화 회로(262) 또는 도 28의 역벡터 양자화 회로(291))은, 벡터 양자화된 결과 얻어진 양자화 데이터를 입력하고, 복호화 수단(예를 들면, 도 14의 역벡터 양자화 회로(262) 및 출력 조정 회로(263) 또는 도 28의 역벡터 양자화 회로(291))은, 입력 수단에 의해 입력된 양자화 데이터를 역벡터 양자화하고, 그 결과 얻어진 대표값을, 그 대표값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 복호화 장치에 있어서, 입력 수단(예를 들면, 도 21 또는 도 31의 엔트로피 복호화 회로(272))은 DCT 계수의 양자화 데이터를 입력하고, 복호화 수단(예를 들면, 도 21의 역양자화 회로(273) 및 출력 조정 회로(274) 또는 도 31의 역양자화 회로(301))은, 상기 입력 수단에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 결과 얻어진 DCT 계수의 소정의 DCT 계수를, 그 DCT 계수에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 복호화 장치는, 복호화 수단의 출력에 노이즈를 부가하는 노이즈 부가 수단(예를 들면, 도 35의 노이즈 부가부(352, 353))을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 복호화 방법은, 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 단계(예를 들면, 도 10의 단계 S21)와, 상기 입력 단계에 의해 입력된 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 그 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 단계(예를 들면, 도 10의 단계 S22내지 S23)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 기록 매체 및 프로그램의 각 단계의 구체예도, 상기한 본 발명의 실시예에 따른 복호화 방법의 각 단계의 구체예와 동일하다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명 실시예에 따른 화상 처리 시스템(50)의 구성예를 나타내고 있다.

재생 장치(51)는 예를 들면 DVD 등의 광디스크와 같은 기록 매체(61)에 기록된 화상(원본 컨텐츠) 또는 기록 장치(53)에 의해 기록 매체(62)에 기록된 화상(카피된 컨텐츠)을 재생하고, 그 결과 얻어진 아날로그 화상 신호 Van1를 디스플레이(52) 및 기록 장치(53)에 출력한다.

디스플레이(52)는 CRT 또는 LCD 등으로 구성되며, 재생 장치(51)로부터 출력된 아날로그 화상 신호 Van1에 대응하는 화상을 표시한다.

기록 장치(53)는 재생 장치(51)로부터 출력된 아날로그 화상 신호 Van1를 부호화하여, 기록 매체(62)에 기록한다(카피한다).

즉, 화상 처리 시스템(50)에서는, 기록 매체(예를 들면, 기록 매체(61) 또는 기록 매체(62))에 기록되어 있는 컨텐츠가 재생되어 복호화된 결과 얻어진 아날로그 화상 신호 Van에 근거하여, 기록 매체(62) 등에의 컨텐츠(의 화상 신호)의 카피가 가능하지만, 후술하는 바와 같이 복호화의 실행 결과, 컨텐츠가 카피될 때마다, 화질(예를 들면, S/N 비(Signal-to-Noise ratio), 시각적 열화의 평가)이 열화되도록 되어 있다.

기록 장치(53)는 또한 기록 매체(62)에 기록하기 위해 부호화한 화상을 재생하여 디스플레이(83)에 표시하는 것도 가능하다. 이로써, 사용자는 기록 매체(62)에 기록된 화상(카피)이 소정의 재생 장치(예를 들면, 재생 장치(51))로 재생된 때의 화상의 화질 등을 확인할 수 있다.

이하에서는, 재생 장치(51)와 기록 장치(53)의 세부 구성 등에 대하여 설명 한다.

먼저, 재생 장치(51)의 구성예를 설명하면, 재생 장치(51)의 복호화부(71)는 기록 매체(61)로부터 판독된 부호화 디지털 화상 신호(원본 컨텐츠의 부호화 디지털 화상 신호) 또는 기록 매체(62)로부터 판독된 부호화 디지털 화상 신호(카피 컨텐츠의 부호화 디지털 화상 신호)를 복호화하고, 그 결과 얻어지는 복호화 디지털 화상 신호 Vdg0를 D/A 변환부(72)에 공급한다.

D/A 변환부(72)는 복호화부(71)로부터 공급된 복호화 디지털 화상 신호 Vdg0를 아날로그 신호로 변환하고, 그 결과 얻어지는 아날로그 화상 신호 Van1를 디스플레이(52) 및 기록 장치(53)에 출력한다.

다음에, 기록 장치(53)의 구성예를 설명하면, 기록부(81)(부호화 장치)는, 재생 장치(51)로부터 공급된 아날로그 화상 신호 Van1를 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1로 부호화하여, 기록 매체(62)에 기록하거나 또는 재생부(82)에 공급한다.

즉, 기록부(81)의 A/D 변환부(91)는 재생 장치(51)로부터 공급된 아날로그 화상 신호 Van1를 디지털 신호로 변환하고, 그 결과 얻어진 디지털 화상 신호 Vdg1를 부호화부(92)에 공급한다.

부호화부(92)는 A/D 변환부(91)로부터 공급된 디지털 화상 신호 Vdg1를 부호화하고, 그 결과 얻어지는 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1를 매체 기록부(93) 및 재생부(82)(의 복호화부(94))에 공급한다.

매체 기록부(93)는 부호화부(92)로부터 공급된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1를 기록 매체(62)에 기록한다(즉, 재생 장치(51)로부터의 아날로그 화상 신호 Van1를 이용한 카피가 실행됨).

재생부(82)(복호화 장치)는 기록부(81)로부터 공급된 기록 매체(62)에 기록되는 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1와 같은 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1를 재생하고, 재생한 화상을 디스플레이(83)에 표시하게 한다.

즉, 재생부(82)의 복호화부(94)는 기록부(81)의 부호화부(92)로부터 공급된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1를 복호화하고, 그 결과 얻어지는 복호화 디지털 화상 신호 Vdg2를 D/A 변환부(95)에 공급한다.

D/A 변환부(95)는 복호화부(94)로부터 공급된 복호화 디지털 화상 신호 Vdg2를 아날로그 신호로 변환하고, 그 결과 얻어지는 아날로그 화상 신호 Van2를 디스플레이(83)에 출력한다.

디스플레이(83)는 CRT 또는 LCD 등으로 구성되며, 재생부(82)(의 D/A 변환부(95))로부터 출력된 아날로그 화상 신호 Van2에 대응하는 화상을 표시한다. 이로써, 사용자는 기록 매체(62)에 기록되는 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1가 재차 재생되어 표시된 때의 화상을 확인할 수 있다.

다음에, 기록 장치(53)의 기록부(81)의 부호화부(92)의 제1 실시예의 구성예를 도 3을 참조하여 설명한다. 이 부호화부(92)에서는 ADRC(Adaptive Dynamic Range Coding) 처리가 행해진다.

입력 단자(151)에는 A/D 변환부(91)(도 2)로부터 부호화부(92)에 공급된 디지털 화상 신호 Vdg1(입력 화상)가 입력되고, 그 디지털 화상 신호 Vdg1는 프레임 단위로 블록화 회로(152)에 공급된다.

블록화 회로(152)는 입력 단자(151)를 통하여 공급된 디지털 화상 신호 Vdg1에 대응하는 640×480 화소 등의 소정의 화소수를 가지는 입력 프레임(유효 화면의 화상)을, 예를 들면 도 4에 나타낸 바와 같이, 4×4 화소(수평 방향×수직 방향) 크기의 블록 BL로 분할한다. 그리고, 도 4중의 원(○)은 프레임을 구성하는 각 화소를 나타내고 있다.

블록화 회로(152)는 분할한 블록 BL의 각각을 순차적으로 대상 블록 BLc로 하여 최대값 검출 회로(153), 최소값 검출 회로(154) 및 감산기(156)에 각각 공급한다.

최대값 검출 회로(153)는 블록화 회로(152)로부터 공급된 대상 블록 BLc를 구성하는 화소의 화소값의 최대값 Vcdmax를 검출하고, 감산기(155)에 공급한다.

최소값 검출 회로(154)는 블록화 회로(152)로부터 공급된 대상 블록 BLc를 구성하는 화소의 화소값의 최소값 Vcdmin를 검출하고, 감산기(155), 감산기(156) 및 출력 단자(158)에 각각 공급한다.

감산기(155)는 최대값 검출 회로(153)로부터 공급된 대상 블록 BLc의 최대값 Vcdmax로부터 최소값 검출 회로(154)로부터 공급된 대상 블록 BLc의 최소값 Vcdmin를 감산하고, 그 감산 결과(즉, 대상 블록 BLc의 화소값의 다이나믹 레인지 Vcddr(= Vcdmax - Vcdmin))를 양자화 회로(157) 및 출력 단자(158)에 각각 공급한다.

감산기(156)는 블록화 회로(152)로부터 공급된 대상 블록 BLc를 구성하는 각 화소의 화소값으로부터 최소값 검출 회로(154)로부터 공급된 최소값 Vcdmin를 각각 감산하고, 그 감산 결과(즉, 최소값 Vcdmin분 오프셋된 대상 블록 BLc)를 양자화 회로(157)에 공급한다.

양자화 회로(157)는 감산기(156)로부터 공급된 대상 블록 BLc(최소값 Vcdmin분 오프셋된 대상 블록 BLc)의 각 화소의 화소값을, 감산기(155)로부터 공급된 다이나믹 레인지 Vcddr에 따라 결정되는 양자화 스텝으로 양자화한다.

구체적으로는, 양자화 회로(157)는, 양자화 비트의 수를 n으로 하면, 다이나믹 레인지 Vcddr(최대값 Vcdmax와 최소값 Vcdmin의 차)이, 출력에서 2n-1 등분되도록 레벨 범위를 설정하고, 입력 데이터(화소값)가 어느 레벨 범위에 속하는지에 따라 n비트의 코드 신호를 할당한다.

도 5의 A는 양자화 비트의 수가 2(n=2)인 경우의 레벨 범위를 나타낸다. 이 경우, 다이나믹 레인지 Vcddr이 3(=2²-1) 등분되도록 레벨 범위(즉, 최소값 Vcdmin 내지 임계값 th1, 임계값 th1 내지 임계값 th2, 임계값 th2 내지 임계값 th3, 그리고 임계값 th3 내지 최대값 Vcdmax의 4개의 레벨 범위)가 설정된다. 입력 데이터(화소값)가 어느 레벨 범위에 속하는지에 따라, 입력 데이터(화소값)에 2-비트의 코드 신호(00, 01, 10 또는 11)가 할당된다. 그리고, 도 5의 A 중의 임계값 th1, 임계값 th2 및 임계값 th3는 레벨 범위의 경계를 나타낸 임계값이다.

도 3을 다시 참조하면, 양자화 회로(157)는 할당된 코드 신호를 부호화 데이터 Vcdo로서 출력 단자(158)에 출력한다.

그리고, 양자화 비트의 수 n은 소정수로 고정하거나 또는 다이나믹 레인지 Vcddr에 따라 변화시킬 수 있지만, 다이나믹 레인지 Vcddr에 따라 변화시키는 경우, 양자화 비트의 수 n은 다이나믹 레인지 Vcddr가 클수록 큰 수로 된다.

예를 들면, 화상 데이터가 값 0 내지 255를 취할 수 있는 경우, "0 ＜ Vcddr(다이나믹 레인지) ＜ 4" 일 때의 양자화 비트의 수는 0으로 설정되고, "5 ＜ Vcddr(다이나믹 레인지) ＜ 13" 일 때의 양자화 비트의 수는 1로 설정되고, "14 ＜ Vcddr(다이나믹 레인지) ＜ 35" 일 때의 양자화 비트의 수는 2로 설정되고, "36 ＜ Vcddr(다이나믹 레인지) ＜ 103" 일 때의 양자화 비트의 수는 3으로 설정되고, "104 ＜ Vcddr(다이나믹 레인지) ＜ 255" 일 때의 양자화 비트의 수는 4로 설정된다.

다시 도 3을 참조하면, 출력 단자(158)에는 각 블록 BL(대상 블록 BLc으로서 설정된 블록 BL)의 최소값 Vcdmin, 다이나믹 레인지 Vcddr 및 부호화 데이터(각 화소값의 코드 신호) Vcdo가 입력된다. 출력 단자(158)로부터는 각각의 블록 BL에 대한 이들 정보가 프레임 단위로 매체 기록부(93) 및 재생부(82)(도 2)에 출력된다.

다음에, 부호화부(92)의 동작을 도 6의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계 S1에서, 블록화 회로(152)는 입력 단자(151)를 통하여 입력된 1프레임분의 디지털 화상 신호 Vdg1를 블록화(블록으로 분할)한다(도 4).

다음에, 단계 S2에서, 블록화 회로(152)는 블록화의 결과 얻어진 블록 중의 하나를 대상 블록 BLc로서 최대값 검출 회로(153), 최소값 검출 회로(154) 및 감산기(156)에 각각 공급한다.

최대값 검출 회로(153)는 그 대상 블록 BLc의 화소값의 최대값 Vcdmax를 검출하고, 최소값 검출 회로(154)는 그 대상 블록 BLc의 화소값의 최소값 Vcdmin를 검출한다.

단계 S3에서, 감산기(155)는 대상 블록 BLc의 최대값 Vcdmax로부터 대상 블록 BLc의 최소값 Vcdmin를 감산하여 다이나믹 레인지 Vcddr를 산출한다.

단계 S4에서, 감산기(156)는 대상 블록 BLc를 구성하는 각 화소의 화소값으로부터 대상 블록 BLc의 최소값 Vcdmin를 감산한다(대상 블록 BLc가 최소값 Vcdmin 만큼 오프셋된다).

단계 S5에서, 양자화 회로(157)는 최소값 Vcdmin 만큼 오프셋된 대상 블록 BLc의 각 화소의 화소값을 대상 블록 BLc의 다이나믹 레인지 Vcddr에 기초하여 양자화한다(도 5).

단계 S6에서, 블록화 회로(152)는 1프레임을 구성하는 모든 블록 BL를 대상 블록 BLc로서 출력하였는지, 즉 1프레임의 모든 블록 BL에 대해서 전술한 단계 S2내지 S5의 처리가 행해졌는지를 판정하고, 아직 처리되지 않은 블록 BL가 존재하는 것으로 판정한 경우, 단계 S2로 복귀하여 그 이후의 처리를 동일하게 수행한다.

단계 S6에서 모든 블록 BL가 처리된 것으로 판정된 경우, 단계 S7로 진행하고, 출력 단자(158)로부터 1프레임을 구성하는 블록 BL 각각의 최소값 Vcdmin, 다이나믹 레인지 Vcddr 및 부호화 데이터(각 화소의 코드 신호) Vcdo으로 이루어지는 1프레임분의 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1가 매체 기록부(93) 및 재생부(82)에 공급(출력)된다.

단계 S8에서, 블록화 회로(152)는 아직 처리할 프레임이 존재하는지, 즉 다음에 처리할 프레임의 디지털 화상 신호 Vdg1가 A/D 변환부(91)로부터 공급된 것인지의 여부를 판정하고, 아직 처리할 프레임이 존재하는 것으로 판정한 경우, 단계 S1로 복귀하고, 그 이후의 처리가 마찬가지로 실행된다.

단계 S8에서 처리할 프레임이 없는 것으로 판정된 경우, 즉 다음에 처리할 프레임이 A/D 변환부(91)로부터 공급되지 않은 것인 경우, 처리는 종료한다.

다음에, 기록 장치(53)의 재생부(82)의 복호화부(94)의 제1 실시예의 구성예를 도 7을 참조하여 설명한다. 이 복호화부(94)는 도 3의 부호화부(92)(제1 실시예)에 의해 부호화된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1를 복호화한다.

입력 단자(251)에는 부호화부(92)(도 3)로부터 공급된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1가 입력되고, 그 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1는 프레임 단위로 데이터 분해 회로(252)에 공급된다.

데이터 분해 회로(252)는 출력 단자(251)를 통하여 입력되는 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1를 1프레임을 구성하는 각 블록 BL의 최소값 Vcdmin, 다이나믹 레인지 Vcddr 및 부호화 데이터(각 화소의 코드 신호) Vcdo로 분해하여 취득한다.

데이터 분해 회로(252)는 분해하여 얻은 다이나믹 레인지 Vcddr 및 부호화 데이터 Vcdo를 역양자화 회로(253)에, 그리고 최소값 Vcdmin를 가산기(255)에 각각 블록 BL마다 공급한다. 역양자화 회로(253)는 데이터 분해 회로(252)로부터 공급된 부호화 데이터(블록 BL을 구성하는 각 화소의 코드 신호) Vcdo를, 데이터 분해 회로(252)로부터 공급된 다이나믹 레인지 Vcddr에 따른 소정값으로 역양자화하고, 출력 조정 회로(254)에 출력한다.

구체적으로는, 역양자화 회로(253)는, 도 5의 A 및 B에 나타낸 바와 같이, 부호화 데이터 Vcdo로서의 코드 신호가 11인 경우에는 코드 신호를 값 L4(최대값 Vcdmax에 대응하는 값)로 역양자화하고, 코드 신호가 10인 경우에는 코드 신호를 값 L3(임계값 th3와 임계값 th2의 중간에 대응하는 값)로 역양자화하고, 코드 신호가 01인 경우에는 코드 신호를 값 L2(임계값 th2와 임계값 th1의 중간에 대응하는 값)로 역양자화하고, 그리고 코드 신호가 00인 경우에는 코드 신호를 값 L1(최소값 Vcdmin에 대응하는 값)으로 역양자화한다.

출력 조정 회로(254)는, 역양자화 회로(253)로부터 공급된 화소마다의 역양자화 값을, 부호화 시의 양자화의 양자화 임계값 th에 더 근접한 값(부근의 값)으로 변경하고, 이 값을 가산기(255)에 출력한다.

구체적으로는, 양자화값이 위쪽의 임계값에 더 근접한 값으로 변경된다. 예를 들면, 도 8의 A에 나타낸 바와 같이, 역양자화 값 L2는 위쪽의 임계값 th2에 더 근접한 값 L2'로 변경되고, 역양자화 값 L3는 위쪽의 임계값 th3에 더 근접한 값 L3'로 변경된다.

또, 양자화값을 아래쪽의 임계값에 더 근접한 값으로 변경하는 것도 가능하다. 즉, 도 9의 A에 나타낸 바와 같이, 역양자화 값 L2는 아래쪽의 임계값 th1에 더 근접한 값 L2"로 변경되고, 역양자화 값 L3는 아래쪽의 임계값 th2에 더 근접한 값 L3"로 변경된다.

그리고, 최대값과 최소값인 값 L4와 값 L1에 대해서는 값의 조정이 행해지지 않으며, 이에 대해서는 상세히 후술될 것이다.

다시 도 7을 참조하면, 출력 조정 회로(254)는 이와 같이 적당히 변경(조정)한 역양자화 값을 가산기(255)에 공급한다.

가산기(255)는 출력 조정 회로(254)로부터 공급된 각각의 화소에 대한 역양자화 값에 데이터 분해 회로(252)로부터 공급된 최소값 Vcdmin를 가산하여, 그 결과 얻어진 값(화소값)을 블록 분해 회로(256)에 공급한다.

블록 분해 회로(256)는 가산기(255)로부터 공급된 각 블록 BL의 각 화소의 화상값을, 블록화 전의 위치로 복원하여, 그 결과 얻어진 복호화 디지털 화상 신호 Vdg2를 출력 단자(257)에 출력한다. 출력 단자(257)로부터는 복호화 디지털 화상 신호 Vdg2가 D/A 변환부(95)(도 2)에 출력된다.

다음에 이 복호화부(94)의 동작을 도 10의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계 S21에서, 데이터 분해 회로(252)는 입력 단자(251)를 통하여 기록부(81)의 부호화부(92)로부터 공급된 1프레임분의 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1를, 블록 BL 마다의 다이나믹 레인지 Vcddr, 최소값 Vcdmin 및 부호화 데이터(각 화소의 코드 신호) Vcdo로 분해하여 취득한다.

데이터 분해 회로(252)는 분해하여 얻은 다이나믹 레인지 Vcddr 및 부호화 데이터 Vcdo를 역양자화 회로(253)에, 그리고 최소값 Vcdmin를 가산기(255)에 각각 블록 BL 마다 공급한다.

단계 S22에서, 역양자화 회로(253)는 데이터 분해 회로(252)로부터 공급된 부호화 데이터(1 블록 BL을 구성하는 각 화소의 코드 신호) Vcdo를, 마찬가지로 데 이터 분해 회로(252)로부터 공급된 다이나믹 레인지 Vcddr에 따른 소정값으로 역양자화하여(도 5의 B), 출력 조정 회로(254)에 공급한다.

다음에, 단계 S23에서, 출력 조정 회로(254)는 역양자화 회로(253)로부터 공급된 각 역양자화 값 L을, 부호화 시의 양자화의 양자화 임계값 th에 더 근접한 값(부근의 값)으로 각각 변경하고(조정하고)(도 8 또는 도 9), 그 값을 가산기(255)에 공급한다.

단계 S24에서, 가산기(255)는 출력 조정 회로(254)로부터 공급된 출력 조정된 각 역양자화 값 L에, 데이터 분해 회로(252)로부터 공급된 최소값 Vcdmin를 가산하여(오프셋을 복원), 그 결과 얻어진 값(화소값)을 블록 분해 회로(256)에 공급한다.

단계 S25에서, 블록 분해 회로(256)는 가산기(255)로부터 공급된 화소값의 순서가 래스터 주사의 순서로 되도록 화소값을 배치한다(블록 BL의 각 화상치를 블록화 전의 위치로 복원한다).

단계 S26에서, 데이터 분해 회로(252)는 1프레임을 구성하는 블록 BL에 대하여 아직 처리할 블록 BL가 존재하는지의 여부를 판정하고, 아직 처리하지 않은 블록 BL이 존재하는 것으로 판정한 경우, 단계 S22로 복귀하고, 그 이후의 처리가 마찬가지로 실행된다.

단계 S26에서, 1프레임의 모든 블록 BL에 대하여 처리한 것으로 판정된 경우, 단계 S27로 진행하여 출력 단자(257)로부터 1프레임분의 복호화 디지털 화상 신호 Vdg2가 D/A 변환 회로(95)에 공급(출력)된다.

단계 S28에서, 데이터 분해 회로(252)는 아직 처리할 프레임이 존재하는지, 즉 다음에 처리할 프레임이 부호화부(92)로부터 공급된 것인지의 여부를 판정하고, 아직 처리할 프레임이 존재하는 것으로 판정한 경우, 단계 S21로 복귀하고, 그 이후의 처리가 마찬가지로 실행된다.

단계 S28에서 처리할 프레임이 없는 것으로 판정된 경우, 즉 다음에 처리할 프레임이 부호화부(92)로부터 공급되지 않은 것인 경우, 처리는 종료한다.

그리고, 여기서는, 기록 장치(53)의 재생부(82)의 복호화부(94)의 구성과 그 동작을 설명하였으나, 재생 장치(51)의 복호화부(71)는 복호화부(94)와 동일한 구성을 갖고, 복호화부(94)와 마찬가지로 동작하여, 부호화부(92)에 의해 부호화된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1(기록 매체(62)에 기록된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1)를 복호화하는 것이 가능하다.

다음에, 전술한 화상 처리 시스템(50)에서 컨텐츠(화상)가 카피될 때마다 카피의 화질(예를 들면, S/N비 등)이 열화되는 원리에 대하여 설명한다.

재생 장치(51)(의 D/A 변환부(72)) 및 재생부(82)(의 D/A 변환부(95))로부터 출력되는 아날로그 화상 신호 Van1, Van2는 통상 복호화 디지털 화상 신호 Vdg0, Vdg2를 D/A 변환기(72, 95)에 의해 아날로그 신호로 변환할 때에 화이트 노이즈에 의한 왜곡 등(이하, "아날로그 왜곡"으로 지칭함)을 갖는다. 따라서, 시간 방향으로 동일한 위치에서, 또한 시간 방향으로 변동이 적은 정지 부분에 있어서도, 부호화 시의(기록부(81)의 A/D 변환부(91)에서의) A/D 변환 시에 화소값이 변화(변동)한다.

기록 매체(61)에 기록되어 있는 부호화 디지털 화상 신호 Vcd가 재생 장치(51)의 복호화부(71)에 의해 재생 및 복호화되며(도 10), 예를 들면 도 11의 A에 나타낸 바와 같이 역양자화 값 L2가 재생 장치(51)의 복호화부(71)에서의 1회째의 역양자화가 행해지고, 도 11의 B에 나타낸 바와 같이 위쪽의 임계값 th2에 더 근접한 값 L2'로 조정(변경)된다(즉, 재생 장치(51)의 복호화부(71)에서의 1회째의 출력 조정). 그 후, D/A 변환부(72)에서 D/A 변환 후의 아날로그 신호 Van1에 아날로그 왜곡이 부가되어 있기 때문에 화소값으로서의 값 L2'가 기록부(81)의 A/D 변환부(91)에서의 A/D 변환으로 변동하게 되면, 그 변동이 작을지라도, 도 11의 C에 나타낸 바와 같이, 부호화부(92)에서의 부호화(양자화)의 임계값 th2를 초과하게 된다. 따라서, 도 11의 D에서와 바와 같이, 본래 값 L2의 코드 01가 부여되어야 하는 화소값이 코드 10으로 양자화될 수 있다. 즉, 재생부(82)의 복호화부(94)에서의 2회째의 역양자화에 있어서, 본래 값 L2로 역양자화되어야 하는 화소값이 도 11의 E에 나타낸 바와 같이 값 L3로도 역양자화될 수 있으므로, 화소값이 크게 변동하게 된다. 그 결과, 디스플레이(83)에 표시되는 2회째의 복호화가 이루어진 화상은 디스플레이(52)에 표시되는 1회째의 복호화가 이루어진 화상에 비해, 화질이 열화된다(화상 데이터를 시간 방향으로 보았을 때 큰 왜곡이 발생한다).

추가의 후속 복호화의 결과(카피를 목적으로 하는 재생 및 복호화의 결과), 값 L3로 역양자화된 화소값은 도 11의 F에 나타낸 바와 같이 값 L3'로 출력되도록 조정된다.

그리고, 최대값 L4와 최소값 L1를 변경하지 않은 이유는, 이 값들이 미소 변 동되어도 블록 전체의 다이나믹 레인지는 크게 변화하지 않기 때문에, 다이나믹 레인지에 의해 규정되는 양자화기(quantizer)의 특성은 크게 변화하지 않기 때문이다.

이와 같은 원리에 의해, 전술한 화상 처리 시스템(50)에서는 컨텐츠(화상)가 카피될 때마다(복호화와 부호화가 반복될 때마다) 화질(예를 들면, S/N비 등)이 열화된다. 그 결과, 컨텐츠를 카피하는 것이 아무런 의미가 없게 되므로, 아날로그 화상 신호를 이용한 카피가 행해지지 않게 된다(불법적인 카피를 방지할 수 있다).

도 12는 기록 장치(53)의 기록부(81)의 부호화부(92)의 제2 실시예의 구성예를 나타내고 있다. 이 부호화부(92)에서는 벡터 양자화가 수행된다.

입력 단자(161)에는 A/D 변환부(91)(도 2)로부터 공급된 디지털 화상 신호 Vdg1(입력 화상)가 입력되고, 그 디지털 화상 신호 Vdg1는 블록화 회로(162)에 공급된다.

블록화 회로(162)는 입력 단자(161)를 통하여 공급된 디지털 화상 신호 Vdg1에 대응하는 640×480 화소 등의 소정의 화소수를 갖는 입력 프레임을 예를 들면 도 4에 나타낸 바와 같이 4×4 화소(수평 방향×수직 방향)의 크기의 블록 BL으로 분할한다.

블록화 회로(162)는 분할한 각 블록 BL의 각각을 순차적으로 대상 블록 BLc로서 벡터 양자화(VQ) 회로(163)에 공급한다.

벡터 양자화 회로(163)는 블록화 회로(162)로부터 공급된 블록 BL에 대해서 벡터 양자화를 행하고, 그 결과 얻어진 코드를 출력 단자(164)에 출력한다.

벡터 양자화는 많은 일반적인 화상을 사용하여 예를 들면 LBG(Linde Buzo Gray) 알고리즘에 의해 학습된 암호 해독서(codebook)를 준비하고, 그 암호 해독서로부터 블록 BL의 벡터와 최소 Euclid 거리(minimum Euclid distance)의 코드가 선택됨으로써 행해진다.

출력 단자(164)에는 블록 BL마다 코드가 입력된다. 출력 단자(164)로부터는 각 블록 BL의 코드가 프레임 단위로 부호화 데이터 Vcd1로서 매체 기록부(93) 및 재생부(82)(도 2)에 출력된다.

도 12의 부호화부(92)의 동작을 도 13의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계 S41에서, 블록화 회로(162)는 입력 단자(161)를 통하여 입력된 1프레임분의 디지털 화상 신호 Vdg1를 블록화한다(도 4).

단계 S42에서, 블록화 회로(162)는 블록화의 결과 얻어진 블록 중의 1개를 대상 블록 BLc로서 벡터 양자화 회로(163)에 공급한다. 벡터 양자화 회로(163)는 대상 블록 BLc에 대해 벡터 양자화를 행한다.

단계 S43에서, 블록화 회로(162)는 1프레임을 구성하는 모든 블록 BL를 대상 블록 BLc로서 출력하였는지, 즉 1프레임의 모든 블록 BL에 대해서 벡터 양자화 처리가 행해졌는지를 판정하고, 아직 처리되지 않은 블록 BL가 존재하는 것으로 판정된 경우, 단계 S42으로 복귀하고, 그 이후의 처리가 마찬가지로 실행된다.

단계 S43에서, 모든 블록 BL이 처리된 것으로 판정된 경우, 단계 S44로 진행하고, 출력 단자(164)로부터 1프레임분의 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1가 매체 기록부(93) 및 재생부(92)에 공급(출력)된다.

단계 S45에서, 블록화 회로(162)는 아직 처리할 프레임이 존재하는지, 즉 다음에 처리할 프레임이 A/D 변환부(91)로부터 공급된 것인지의 여부를 판정하고, 아직 처리할 프레임이 있는 것으로 판정된 경우, 단계 S41로 복귀하고, 그 이후의 처리가 마찬가지로 실행된다.

단계 S45에서 처리할 프레임이 없는 것으로 판정된 경우, 즉 다음에 처리할 프레임이 A/D 변환부(91)로부터 공급되지 않는 경우, 처리는 종료한다.

도 14는 기록 장치(53)의 재생부(82)의 복호화부(94)의 제2 실시예의 구성예를 나타내고 있다. 이 복호화부(94)는 도 12의 부호화부(92)(제2 실시예)에 의해 부호화된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1를 복호한다.

입력 단자(261)에는 부호화부(92)(도 12)로부터 공급된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1가 입력되고, 그 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1는 역벡터 양자화(VQ) 회로(262)에 공급된다.

역벡터 양자화 회로(262)는 입력 단자(261)를 통하여 공급된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1(코드)를 블록마다 역벡터 양자화하고, 출력 조정 회로(263)에 공급한다.

구체적으로는, 역벡터 양자화 회로(262)는 부호화 디지털 화상 Vcd1로서 공급된 코드에 대응하는 값(대표 벡터 또는 대표점)을 암호 해독서로부터 선택하고, 그 값을 출력한다. 이 암호 해독서는 부호화부(92)의 벡터 양자화 회로(163)가 사용한 것과 동일한 것이다.

출력 조정 회로(263)는 역벡터 양자화 회로(262)로부터 공급된 역양자화 값 을 조정하여, 블록 분해 회로(264)에 공급한다.

구체적으로는 출력 조정 회로(263)는 도 15의 A에 나타낸 벡터 공간에서의 역양자화 값(대표점 P)을, 도 15의 B에 나타낸 바와 같이, 양자화 임계값 th(예를 들면, 가장 가까운 양자화 임계값 th)에 더 근접한 벡터의 값으로 변경한다. 그 결과, 블록 BL의 각 화소값이 변화한다.

도 14를 다시 참조하면, 블록 분해 회로(264)는 출력 조정 회로(263)로부터 공급된 각 블록 BL의 화소마다의 화소값을 블록화 전의 위치로 복원하여, 그 결과 얻어진 복호화 디지털 화상 신호 Vdg2를 출력 단자(265)에 출력한다. 출력 단자(265)로부터는 복호화 디지털 화상 신호 Vdg2가 D/A 변환 회로(95)(도 2)에 출력된다.

다음에, 도 14의 복호화부(94)의 동작을 도 16의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계 S51에서, 역벡터 양자화 회로(262)는 입력 단자(261)를 통하여 기록부(81)의 부호화부(92)로부터 공급된 1프레임분의 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1를 입력하고, 단계 S52에서는 그 프레임을 구성하는 블록 BL에 대해서 역벡터 양자화를 행한다.

다음에, 단계 S53에서, 출력 조정 회로(263)는 역벡터 양자화 회로(262)로부터 공급된 각 역양자화 값을 양자화 임계값 th에 더 근접한 값(부근의 값)으로 변경(조정)한다(도 15의 B).

단계 S54에서, 블록 분해 회로(264)는 출력 조정 회로(254)로부터 공급된 화 소값을 그 순서가 래스터 주사의 순서로 되도록 배치한다(블록 BL의 각 화소값을 블록화 전의 위치로 복원한다).

단계 S55에서, 역벡터 양자화 회로(262)는 1프레임을 구성하는 모든 블록 BL에 대하여 역벡터 양자화 처리를 행하였는지의 여부를 판정하고, 아직 처리하지 않은 블록 BL이 있는 것으로 판정한 경우, 단계 S52로 복귀하고, 그 이후의 처리가 마찬가지로 실행된다.

단계 S55에서, 1프레임의 모든 블록 BL에 대하여 역벡터 양자화 처리를 행한 것으로 판정된 경우, 단계 S56으로 진행하고, 출력 단자(265)로부터 1프레임분의 복호화 디지털 화상 신호 Vdg2가 D/A변환 회로(95)에 공급(출력)된다.

단계 S57에서, 역벡터 양자화 회로(262)는 아직 처리할 프레임이 존재하는지, 즉 다음에 처리할 프레임이 부호화부(92)로부터 공급된 것인지의 여부를 판정하고, 아직 처리할 프레임이 있는 것으로 판정된 경우, 단계 S51로 복귀하고, 그 이후의 처리가 마찬가지로 실행된다.

단계 S57에서 처리할 프레임이 없는 것으로, 즉 다음에 처리할 프레임이 부호화부(92)로부터 공급되지 않은 경우, 처리는 종료한다. 그리고, 이 예의 경우에도, 기록 장치(53)의 재생부(82)의 복호화부(94)의 구성과 그 동작을 설명하였으나, 재생 장치(51)의 복호화부(71)는 이 복호화부(94)와 동일한 구성을 가지고 있고, 이 복호화부(94)와 마찬가지로 동작하여, 부호화부(92)에 의해 부호화된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1(기록 매체(62)에 기록된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1)를 복호화하는 것이 가능하다.

다음에, 전술한 화상 처리 시스템(50)에서 컨텐츠(화상)가 카피될 때마다 카피의 화질이 열화되는 원리에 대하여 설명한다.

예를 들면, 도 17의 A에 나타낸 역양자화된(재생 장치(51)의 복호화부(71)에서의 1회째의 역벡터 양자화된) 대표점 P를 도 17의 B에 나타낸 바와 같이 벡터 공간의 양자화 임계값 th에 더 근접한 값으로 조정(변경)한다(재생 장치(51)의 복호화부(71)에서의 1회째의 출력 조정). 그 결과, 대표점 P가 그 후 아날로그 신호 Van1로 변환되어 아날로그 왜곡이 부가되어 기록부(81)의 A/D 변환부(91)에서의 A/D 변환으로 변동되면, 그 변동이 작은 경우에 있어서도, 대표점 P가 도 17의 C에 나타낸 바와 같이 임계값 th를 초과하게 된다. 즉, 재생부(82)의 복호화부(94)에서의 2회째의 역벡터 양자화에 있어서, 대표점 P가 도 17의 D에 나타낸 바와 같이 크게 변동하게 되어, 그 결과 블록 BL 전체의 화소값이 변동되고, 시각적으로도 큰 왜곡이 발생하게 된다(화질이 열화됨).

그리고, 그 후 새로운 복호화에 의해(카피를 목적으로 하는 재생 복호화에 의해), 도 17의 E에 나타낸 바와 같이, 대표점 P는 다른 임계값에 더 근접한 값으로 출력 조정된다.

이와 같은 원리에 의해, 전술한 화상 처리 시스템(50)에서, 컨텐츠(화상)가 카피될 때마다(복호화와 부호화가 반복될 때마다) 화질(예를 들면, S/N비 등)이 열화된다. 그 결과, 컨텐츠를 카피하는 것이 아무런 의미가 없게 되므로, 아날로그 화상 신호를 이용한 카피가 행해지지 않게 된다(불법적인 카피를 방지할 수 있다).

도 18은 기록 장치(53)의 기록부(81)의 부호화부(92)의 제3 실시예의 구성예 를 나타내고 있다. 이 부호화부(92)에서는 이산 코사인 변환(DCT: Discrete Cosine Transform) 등의 직교 변환을 사용하여 화상 데이터를 공간 주파수 영역으로 변환하는 부호화를 한다. 이 부호화에 의하면, 인접 화소와의 상관을 이용하여 변환 계수가 저역 주파수 영역으로 치우치게 됨으로써 데이터 압축을 행할 수 있다. 그리고, 이 예의 경우, 직교 변환으로서 DCT를 사용하는 것으로 한다.

입력 단자(171)에는 A/D 변환부(91)(도 2)로부터 공급된 디지털 화상 신호 Vdg1(입력 화상)가 입력되고, 그 디지털 화상 신호 Vdg1는 블록화 회로(172)에 공급된다.

블록화 회로(172)는 입력 단자(171)를 통하여 공급된 디지털 화상 신호 Vdg1에 대응하는 640×480 화소 등의 소정의 화소수를 갖는 입력 프레임을, 예를 들면 도 19에 나타낸 바와 같이 8×8 화소의 크기의 블록 BL으로 분할한다. 그리고, 도 19에서의 원(○)은 프레임을 구성하는 각 화소를 나타내고 있다.

블록화 회로(172)는 분할한 블록 BL의 각각을 순차적으로 대상 블록 BLc로서 DCT 회로(173)에 공급한다.

DCT 회로(173)는 블록화 회로(172)로부터 공급된 블록 BL에 대해 직교 변환으로서의 DCT를 행하고, DCT 계수를 산출한다. DCT 회로(173)는 산출한 DCT 계수를 양자화 회로(174)에 공급한다.

양자화 회로(174)는 DCT 회로(173)로부터 공급된 블록 BL의 DCT 계수를 양자화 테이블을 사용하여 양자화한다.

엔트로피 부호화 회로(175)는 양자화 회로(174)로부터 공급된 양자화된 블록 BL의 DCT 계수에 대해서 엔트로피 부호화, 예를 들면 허프만 코딩을 행하여, 그 결과 얻어진 부호화 데이터를 출력 단자(176)에 출력한다.

출력 단자(176)로부터는 각 블록 BL의 부호화 데이터가 프레임 단위로 부호화 데이터 Vcd로서 매체 기록부(93) 및 재생부(82)(도 2)에 출력된다.

도 18의 부호화부(92)의 동작을 도 20의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계 S71에서, 블록화 회로(172)는 입력 단자(171)를 통하여 입력된 1프레임 분의 디지털 화상 신호 Vdg1를 블록화한다(도 19).

다음에, 단계 S72에서, 블록화 회로(172)는 1프레임을 구성하는 블록 BL 중의 1개를 대상 블록 BLc로서 DCT 회로(173)에 출력한다. DCT 회로(173)는 대상 블록 BL에 대해 직교 변환(DCT) 처리를 행한다.

단계 S73에서, 양자화 회로(174)는 DCT 회로(173)로부터 공급된 DCT 계수를 양자화 테이블을 사용하여 양자화한다.

단계 S74에서, 엔트로피 부호화 회로(175)는 양자화 회로(164)로부터 공급된 양자화된 블록 BL의 DCT 계수에 대해서 엔트로피 부호화, 예를 들면 허프만 코딩을 행한다.

단계 S75에서, 블록화 회로(172)는 1프레임을 구성하는 모든 블록 BL을 대상 블록 BLc로서 출력하였는지, 즉, 1프레임의 모든 블록 BL에 대해서 전술한 단계 S72 내지 S74의 처리가 행하여 졌는지를 판정하고, 아직 처리되지 않은 블록 BL가 존재하는 것으로 판정한 경우, 단계 S72로 복귀하고, 그 이후의 처리가 마찬가지로 실행된다.

단계 S75에서 모든 블록 BL가 처리된 것으로 판정된 경우, 단계 S76으로 진행하고, 출력 단자(176)로부터 1프레임 분의 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1가 매체 기록부(93) 및 복호화부(94)에 공급(출력)된다.

단계 S77에서, 블록화 회로(172)는 아직 처리할 프레임이 있는지, 즉 다음에 처리할 프레임이 A/D 변환부(91)로부터 공급된 것인지의 여부를 판정하고, 아직 처리할 프레임이 있는 것으로 판정된 경우, 단계 S71로 복귀하고, 그 이후의 처리가 마찬가지로 실행된다.

단계 S77에서 처리할 프레임이 없는 것으로 판정된 경우, 즉 다음에 처리할 프레임이 A/D 변환부(91)로부터 공급되지 않는 경우, 처리는 종료한다.

도 21은 기록 장치(53)의 재생부(82)의 복호화부(94)의 제3 실시예의 구성예를 나타내고 있다. 이 복호화부(94)는 도 18의 부호화부(92)(제3 실시예)에 의해 부호화된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1를 복호한다.

입력 단자(271)에는 부호화부(92)(도 18)로부터 공급된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1가 입력되고, 그 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1는 엔트로피 복호화 회로(272)에 공급된다.

엔트로피 복호화 회로(272)는 입력 단자(271)를 통하여 공급된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1(엔트로피 부호화 데이터, 예를 들면 허프만 코딩 데이터)를 복호화하고, 그 결과 얻어진 블록 BL의 양자화된 DCT 계수를 블록 BL 마다 역양자화 회로(273)에 공급한다.

역양자화 회로(273)는 엔트로피 복호화 회로(272)로부터 공급된 블록 BL의 양자화된 DCT 계수에 대해서 역양자화를 행하고, 그 결과 얻어진 DCT 계수를 출력 조정 회로(274)에 공급한다.

출력 조정 회로(274)는 역양자화 회로(273)로부터 공급된 블록 BL의 DCT 계수에 대해 출력 조정을 행한다.

구체적으로, 출력 조정 회로(274)는 도 22의 A에 나타낸 바와 같은 좌측 위의 DCT 계수(주파수 성분이 가장 작은 DCT 계수)를 도 22의 B에 나타낸 바와 같이 양자화 임계값 th에 더 근접한 값(부근의 값)으로 변경한다(조정한다). 그리고, DCT 계수는 8의 배수의 값이 되므로(1, 8, 16, 24), 임계값 th는 그 값의 중간값(4, 12, 20)으로 된다. 즉, 도 22의 예에서, 값 8이 임계값 12에 더 근접한 값 11로 변경된다.

다시 도 21을 참조하면, 역 DCT 회로(275)는 출력 조정 회로(274)로부터 공급된 조정된 블록 BL의 DCT 계수에 대해 역 DCT 처리를 행하고, 그 결과 얻어진 값(화소값)을 블록 분해 회로(276)에 공급한다.

블록 분해 회로(276)는 역 DCT 회로(275)로부터 공급된 블록의 각 화소값을 블록화 전의 위치로 복원하여, 그 결과 얻어진 복호화 디지털 화상 신호 Vdg2를 출력 단자(277)에 출력한다. 출력 단자(277)로부터는 복호화 디지털 화상 신호 Vdg2가 D/A 변환 회로(95)(도 2)에 출력된다.

다음에, 도 21의 복호화부(94)의 동작을 도 23의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계 S91에서, 엔트로피 복호화 회로(272)는 입력 단자(271)를 통하여 기록 부(81)의 부호화부(92)로부터 공급된 1프레임분의 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1를 입력한다. 단계 S92에서는 그 프레임을 구성하는 블록 BL의 데이터(엔트로피 부호화된 DCT 계수)를 엔트로피 복호화한다.

다음에, 단계 S93에서, 역양자화 회로(273)는 양자화된 DCT 계수를 역양자화한다. 단계 S94에서, 출력 조정 회로(274)는 역양자화된 DCT 계수를 양자화 임계값에 더 근접한 값으로 조정한다(변경한다)(도 22의 B).

단계 S95에서, 역 DCT 회로(275)는 DCT 계수를 역직교 변환(역 DCT)하고, 그 결과 얻어진 값(화소값)을 블록 분해 회로(276)에 공급한다.

단계 S96에서, 블록 분해 회로(276)는 역DCT 회로(275)로부터 공급된 화소값을 그 순서가 래스터 주사의 순서로 되도록 배치한다.

단계 S97에서, 엔트로피 복호화 회로(272)는 1프레임을 구성하는 모든 블록 BL에 대하여 복호화 처리를 행하였는지의 여부를 판정하고, 아직 처리하지 않은 블록 BL가 있는 것으로 판정한 경우, 단계 S92으로 복귀하고, 그 이후의 처리가 마찬가지로 실행된다.

단계 S97에서 1프레임의 모든 블록 BL에 대하여 복호화 처리가 행해진 것으로 판정된 경우, 단계 S98으로 진행하고, 출력 단자(277)로부터 1프레임분의 복호화 디지털 화상 신호 Vdg2가 D/A 변환 회로(95)(도 2)에 공급된다.

단계 S99에서, 엔트로피 복호화 회로(272)는 아직 처리할 프레임이 존재하는지, 즉 다음에 처리할 프레임이 부호화부(92)로부터 공급된 것인지의 여부를 판정하고, 아직 처리할 프레임이 있는 것으로 판정된 경우, 단계 S91으로 복귀하고, 그 이후의 처리가 마찬가지로 실행된다.

단계 S99에서 처리할 프레임이 없는 것으로, 즉 다음에 처리할 프레임이 부호화부(92)로부터 공급되지 않은 것인 경우, 처리는 종료한다.

그리고, 이 예의 경우에도, 기록 장치(53)의 재생부(82)의 복호화부(94)의 구성과 그 동작을 설명하였으나, 재생 장치(51)의 복호화부(71)는 복호화부(94)와 동일한 구성을 가지고 있고, 복호화부(94)와 마찬가지로 동작하여, 부호화부(92)에 의해 부호화된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1(기록 매체(62)에 기록된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1)를 복호화하는 것이 가능하다.

다음에, 전술한 화상 처리 시스템(50)에서, 컨텐츠(화상)가 카피될 때마다 카피의 화질(예를 들면, S/N비 등)이 열화되는 원리에 대하여 설명한다.

기록 매체(61)에 기록된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd가 재생 장치(51)의 복호화부(71)에 의해 재생 및 복호화된다. 예를 들면 도 24의 A에 나타낸 바와 같이, DCT 계수(값 8)(양자화 테이블의 값)를 1회 역양자화하고, 도 24의 B에 나타낸 바와 같이 위쪽의 임계값 12에 더 근접한 값 11로 조정한다(변경한다)(1회째의 출력 조정). 그 결과, 그 값이 아날로그 신호 Van1으로 변경되고, 그 아날로그 신호에 아날로그 왜곡이 부가되고, 기록부(81)의 A/D 변환부(91)에서의 A/D 변환으로 화소값이 변동하면, 그 변동이 작은 경우에 있어도, 도 24의 C에 나타낸 바와 같이, 부호화부(92)에서의 부호화(양자화)의 값 12를 얻을 수 있게 된다. 즉, 재생부(82)의 복호화부(94)에서의 2회째의 양자화에 있어서, 본래 값 8이 되어야 할 DCT 계수가 도 24의 D에 나타낸 바와 같이 값 16이 될 수 있으므로, 블록 전체의 화소값이 크게 변동하게 되어, 그 결과, 디스플레이(83)에 표시되는 2회째의 복호화가 이루어진 화상은 디스플레이(52)에 표시되는 1회째의 복호화가 이루어진 화상에 비해 화질이 열화된다.

그리고, 그 후 새로운 복호화에 의해(카피를 목적으로 하는 재생 복호화에 의해), 도 24의 E에 나타낸 바와 같이, 값 16의 DCT 계수는 값 19로 출력 조정된다.

이와 같은 원리에 의해, 전술한 화상 처리 시스템(50)에서는 컨텐츠(화상)가 카피될 때마다(복호화와 부호화가 반복될 때마다) 화질(예를 들면, S/N비 등)이 열화된다. 그 결과, 컨텐츠를 카피하는 것이 아무런 의미를 갖지 않게 되므로, 아날로그 화상 신호를 이용한 카피가 행해지지 않게 된다(불법적인 카피를 방지할 수 있다).

전술한 설명에 있어서, 화상 처리 시스템(50)에서는, 아날로그 왜곡이 없는 경우에는, 어느 부호화에 있어서도 임계값을 초과하지 않기 때문에, 재차 부호화/복호화하여도, 출력은 1회째와 전혀 변함없이 통상의 품질에서의 재생이 가능하게 된다.

그리고, 전술한 복호화부(94)(도 7, 도 14, 도 21)에서는 양자화된 데이터를 임계값 부근의 값으로 변경하는 출력 조정 회로(254, 263, 274)가 각각 설치되어 있었지만, 역양자화 회로(253, 262, 273)가 양자화된 데이터를 임계값 부근의 값으로 되도록 역양자화할 수도 있다.

도 25, 도 28 및 도 31은 데이터가 임계값 부근의 값으로 되도록 역양자화 회로가 역양자화를 행하는 경우의 제1 실시예(도 7), 제2 실시예(도 14) 및 제3 실시예(도 21)에 대응하는 복호화부(94)의 구성예를 나타내고 있다.

도 25의 복호화부(94)에 대하여 설명한다. 그리고, 도 7의 복호화부(94)의 구성요소에 대응하는 도 25에서의 복호화부(94)의 구성요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하고 있으며, 그 설명을 생략한다.

즉, 이 복호화부(94)에는 도 7의 복호화부(94)의 출력 조정 회로(254)가 제거되고, 역양자화 회로(253) 대신에 역양자화 회로(281)가 형성되어 있다.

역양자화 회로(281)는 데이터 분해 회로(252)로부터 공급된 부호화 데이터(블록 BL을 구성하는 각각의 화소에 대한 코드) Vcdo를 데이터 분해 회로(252)로부터 공급된 다이나믹 레인지 Vcddr에 따른 소정값으로 역양자화하고, 가산기(255)에 출력한다.

구체적으로는, 역양자화 회로(281)는, 도 26의 A 및 도 26의 B에 나타낸 바와 같이, 부호화 데이터 Vcdo로서의 코드 신호가 11인 경우에는 값 L4(최대값 Vcdmax에 대응하는 값)로 역양자화하고, 코드 신호가 10인 경우에는 임계값 th3에 더 근접한 값 L3'로 역양자화하고, 코드 신호가 01인 경우에는 임계값 th2에 더 근접한 값 L2'로 역양자화하고, 그리고, 코드 신호가 00인 경우에는 값 L1(Vcdmin에 대응하는 값)으로 역양자화한다.

도 26의 예에서는 위쪽의 임계값에 더 근접한 값으로 변경되지만, 아래쪽의 임계값에 더 근접한 값으로 변경하는 것도 가능하다.

이와 같이 역양자화함으로써, 도 7의 출력 조정 회로(254)로부터의 출력과 마찬가지의 역양자화 값을 얻을 수 있다.

도 25의 복호화부(94)의 동작을 도 27의 흐름도를 참조하여 설명한다.

도 7의 복호화부(94)의 처리에서는, 도 10의 단계 S23에서, 출력 조정부(254)가 역양자화 값을 조정하고 있었지만, 도 25의 복호화부(94)에서는 역양자화 값 그 자체가 조정된 값(임계값에 더 근접한 값)이 되므로, 도 27의 흐름도에서는 도 10의 단계 S23에 상당하는 처리가 생략된다. 그 외의 처리는 도 10의 흐름도의 각 단계의 처리와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.

도 28의 복호화부(94)에 대하여 설명한다. 그리고, 도 28에서, 도 14의 복호화부(94)와 대응하는 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하고 있고, 그 설명을 생략한다.

즉, 이 복호화부(94)에는 도 14의 출력 조정 회로(263)가 제거되고, 역벡터 양자화 회로(262) 대신에 역벡터 양자화 회로(291)가 형성되어 있다.

역벡터 양자화 회로(291)는 입력 단자(261)를 통하여 공급된 부호화 디지털 화상 신호 Vcd1(블록 BL의 코드)를 역벡터 양자화하고, 블록 분해 회로(264)에 공급한다.

구체적으로는, 역벡터 양자화 회로(291)는 부호화 디지털 화상 Vcd1로서 공급된 코드(도 29의 A의 예에서는 001)에 대응하는 값을 암호 해독서로부터 선택하지만, 그 암호 해독서에는 도 29의 B에 나타낸 바와 같이 임계값 th에 더 근접한 값이 등록되어 있으므로, 임계값 th에 더 근접한 값이 선택된다.

이와 같이 역벡터 양자화함으로써, 도 14의 출력 조정 회로(263)로부터의 출 력과 마찬가지의 역양자화 값을 얻을 수 있다.

도 28의 복호화부(94)의 동작을 도 30의 흐름도를 참조하여 설명한다.

도 14의 복호화부(94)의 처리에서는 도 16의 단계 S53으로 출력 조정부(263)가 역양자화 값을 조정하고 있지만, 도 28의 복호화부(94)에서는 역양자화 값 그 자체가 조정된 값(임계값에 더 근접한 값)이 되므로, 도 30의 흐름도에서는 도 16의 단계 S53에 상당하는 처리가 생략된다. 그 외의 처리는 도 16의 흐름도의 각 단계의 처리와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.

도 31의 복호화부(94)에 대하여 설명한다. 그리고, 도 31에서는 도 21의 복호화부(94)와 대응하는 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고 있고, 그 설명을 생략한다.

즉, 이 복호화부(94)에는 도 21의 출력 조정 회로(274)가 제거되고, 역양자화 회로(273) 대신에 역양자화 회로(301)가 형성되어 있다.

역양자화 회로(301)는 엔트로피 복호화 회로(272)로부터 공급된 블록 BL의 양자화된 DCT 계수에 대해서 역양자화를 행하고, 그 결과 얻어진 DCT 계수를 역DCT 회로(275)에 공급한다.

구체적으로는, 역양자화 회로(301)는 도 32의 A에 나타낸 바와 같이, 본래 값 8로 역양자화되어야 할 DCT 계수를, 임계값 12에 더 근접한 값 11로 역양자화한다.

이와 같이 역양자화함으로써, 도 21의 출력 조정 회로(274)의 출력과 마찬가지의 역양자화 값을 얻을 수 있다.

도 31의 복호화부(94)의 동작을 도 33의 흐름도를 참조하여 설명한다.

도 21의 복호화부(94)의 처리에서는, 도 23의 단계 S94에서 출력 조정부(274)가 역양자화 값을 조정하고 있지만, 도 31의 복호화부(94)에서는 역양자화 값 그 자체가 조정된 값(임계값에 더 근접한 값)이 되므로, 도 33의 흐름도에서는 도 23의 단계 S94에 상당하는 처리가 생략되어 있다. 그 외의 처리는 도 23의 흐름도의 각 단계의 처리와 마찬가지이므로 그 설명을 생략한다.

그리고, 전술한 화상 처리 시스템(50)은 자연적으로 발생하는 아날로그 왜곡을 이용하고 있으므로, 아날로그 왜곡이 없는 경우에는, 어느 복호화 부호화에 있어서도 임계값을 초과하는 화소값의 변동이 발생되지 않으며, 그에 따라 화질의 열화가 야기되지 않는다.

이에 따라, 도 34에 나타낸 바와 같이, 재생 장치(51)로부터 출력되는 아날로그 화상 신호 Van1에 대해서 의도적으로 아날로그 왜곡을 발생시키는 노이즈(아날로그 노이즈)를 부가시킬 수도 있다.

도 34의 화상 처리 시스템(50)은 기록 장치(53)의 기록부(81)에 노이즈 부가부(351)가 추가되어 있다는 점 외에는 도 2의 화상 처리 시스템(50)과 동일하게 구성되어 있다.

재생 장치(51)로부터 출력된 아날로그 화상 신호 Van1는 기록 장치(53)의 노이즈 부가부(351)에 입력된다. 노이즈 부가부(351)는 입력되는 아날로그 화상 신호 Van1에 노이즈를 부가하여, 그 신호를 A/D 변환부(91)에 공급한다.

이상과 같이, 자연적으로 발생되는 아날로그 왜곡 외에 의도적으로 노이즈를 부가함으로써 아날로그 왜곡이 발생된(아날로그 왜곡을 가짐) 아날로그 화상 신호 Van1가 부호화된다. 이 경우, 2회째 이후의 부호화 및 복호화에 의해 화질이 또한 현저하게 열화된다.

그리고, 재생 장치(51)가 노이즈를 부가하여 아날로그 화상 신호 Van1를 출력하도록 해도 된다.

도 35는 재생 장치(51)가 노이즈를 부가하여 아날로그 화상 신호 Van1를 출력하는 경우의 화상 처리 시스템(50)의 구성예를 나타내고 있다. 도 35의 화상 처리 시스템(50)에서는, 재생 장치(51)에 노이즈 부가부(352)가 또한 설치되어 있고, 이에 대응하여 재생 장치(51)와 동일한 구성의 기록 장치(53)의 재생부(82)에 있어서도 노이즈 부가부(353)가 형성되어 있는 점 외에는 도 2의 화상 처리 시스템(50)과 동일하게 구성되어 있다.

재생 장치(51)의 노이즈 부가부(352)에는 기록 매체(61)로부터 재생된 아날로그 화상 신호가 D/A 변환부(72)로부터 공급된다. 노이즈 부가부(352)는 D/A 변환부(72)로부터의 아날로그 화상 신호에 노이즈를 부가하고, 그 결과 얻어지는 아날로그 화상 신호 Van1를 디스플레이(52) 및 기록 장치(53)에 출력한다.

기록 장치(53)의 재생부(82)에 있어서도, 마찬가지로 아날로그 화상 신호가 D/A 변환부(95)로부터 노이즈 부가부(353)에 공급된다. 노이즈 부가부(353)는 D/A 변환부(95)로부터의 아날로그 화상 신호에 노이즈를 부가하고, 그 결과 얻어지는 아날로그 화상 신호 Van2를 디스플레이(83)에 출력한다.

전술한 기록 확인 처리, 부호화 처리, 복호화 처리 등의 일련의 처리는 전용 의 하드웨어에 의해 실행시키는 것도 가능하고, 소프트웨어에 의해 실행시키는 것도 가능하다. 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 행하는 경우, 예를 들면, 그 일련의 처리는 도 20에 나타낸 바와 같은 컴퓨터(퍼스널 컴퓨터)로 프로그램을 실행시킴으로써 실현할 수 있다.

도 36에서, CPU(501)는 ROM(Read Only Memory(502)에 기억되어 있는 프로그램 또는 기억부(508)로부터 RAM(Random Access Memory)(503)에 로드된 프로그램에 따라 각종의 처리를 실행한다. RAM(503)에는 또한 CPU(501)가 각종의 처리를 실행하는데 있어서 필요한 데이터 등도 적절히 기억된다.

CPU(501), ROM(502) 및 RAM(503)은 버스(504)를 통하여 서로 접속되어 있다. 이 버스(504)에는 또한 입출력 인터페이스(505)도 접속되어 있다.

입출력 인터페이스(505)에는 키보드, 마우스, 입력 단자 등으로 이루어지는 입력부(506), CRT, LCD 등으로 이루어지는 디스플레이, 출력 단자 및 스피커 등으로 이루어지는 출력부(507), 하드디스크 등으로 구성되는 기억부(508), 터미널 어댑터, ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 모뎀, LAN(Local Area Network) 카드 등으로 구성되는 통신부(509)가 접속되어 있다. 통신부(509)는 인터넷 등의 각종의 네트워크를 통하여 통신 처리를 행한다.

입출력 인터페이스(505)에는 또한 구동부(510)가 접속되고, 자기 디스크(floppy disk를 포함), 광디스크(CD-ROM 및 DVD를 포함), 광자기 디스크(MD(Mini-Disk)를 포함) 또는 반도체 메모리 등의 이동 가능한 매체(기록 매체)(521)가 적절하게 장착되고, 그것들로부터 판독된 컴퓨터 프로그램이 필요에 따라 기억부(508) 에 인스톨된다.

그리고, 본 명세서에 있어서, 흐름도에 기술된 단계는 기재된 순서에 따라 시계열적으로 행해지는 처리는 물론 반드시 시계열적으로 처리되지 않아도 병렬적으로 또는 개별적으로 실행되는 처리도 포함하는 것이다.

또, 본 명세서에 있어서, 시스템은 복수 개의 장치에 의해 구성되는 장치 전체를 나타내는 것이다.

첨부된 청구범위 또는 그 등가물의 사상 내에 있는 설계 요건 및 다른 요소에 따라 당업자에 의해 다양한 변경, 조합, 부분조합 및 수정이 가능하다.

본 발명에 의하면, 아날로그 화상 신호를 이용한 불법적인 카피를 방지할 수 있다.

Claims

복호화 장치에 있어서,

입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 수단; 및

상기 입력 수단에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 상기 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 수단

을 포함하는 복호화 장치.
제1항에 있어서,

상기 입력 수단은 화상 데이터의 다이나믹 레인지에 따라 결정된 양자화 스텝에서 양자화된 한 블록의 양자화 데이터를 입력하며,

상기 복호화 수단은 상기 입력 수단에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 결과 얻어진 상기 블록을 구성하는 화소값을, 상기 화소값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
제1항에 있어서,

상기 입력 수단은 벡터 양자화된 결과 얻어진 양자화 데이터를 입력하며,

상기 복호화 수단은 상기 입력 수단에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역 벡터 양자화하고, 그 결과 얻어진 대표값을, 상기 대표값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
제1항에 있어서,

상기 입력 수단은 DCT 계수의 양자화 데이터를 입력하며,

상기 복호화 수단은 상기 입력 수단에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 결과 얻어진 DCT 계수의 소정의 DCT 계수를, 상기 DCT 계수에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
제1항에 있어서,

상기 복호화 수단의 출력에 노이즈를 부가하는 노이즈 부가 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 장치.
복호화 방법에 있어서,

입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 단계; 및

상기 입력 단계에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 상기 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 단계

를 포함하는 복호화 방법.
제6항에 있어서,

상기 입력 단계는 화상 데이터의 다이나믹 레인지에 따라 결정된 양자화 스텝에서 양자화된 한 블록의 양자화 데이터를 입력하며,

상기 복호화 단계는 상기 입력 단계에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 결과 얻어진 상기 블록을 구성하는 화소값을, 상기 화소값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
제6항에 있어서,

상기 입력 단계는 벡터 양자화된 결과 얻어진 양자화 데이터를 입력하며,

상기 복호화 단계는 상기 입력 단계에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역벡터 양자화하고, 그 결과 얻어진 대표값을, 상기 대표값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
제6항에 있어서,

상기 입력 단계는 DCT 계수의 양자화 데이터를 입력하며,

상기 복호화 단계는 상기 입력 단계에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역 양자화하고, 그 결과 얻어진 DCT 계수의 소정의 DCT 계수를, 상기 DCT 계수에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
제6항에 있어서,

상기 복호화 단계의 출력에 노이즈를 부가하는 노이즈 부가 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
컴퓨터로 하여금 양자화 데이터를 복호화하는 처리를 실행하게 하는 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체에 있어서,

상기 프로그램은,

입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 단계와;

상기 입력 단계에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 상기 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 단계를 포함하는 것

을 특징으로 하는 기록 매체.
컴퓨터로 하여금 양자화 데이터를 복호화하는 처리를 실행하게 하는 프로그램에 있어서,

입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 단계; 및

상기 입력 단계에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 상기 역양자화 값에 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 단계

를 포함하는 프로그램.
화상 처리 시스템에 있어서,

입력 화상 데이터를 부호화하는 부호화부; 및

부호화된 상기 입력 화상 데이터를 복호화하는 복호화부

를 포함하고,

상기 입력 화상 데이터에 대해서 부호화 및 복호화를 반복하는 경우, 상기 입력 화상 데이터에 대응하는 화상의 화질이 열화되며, 상기 부호화부는 상기 입력 화상 데이터를 양자화하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 시스템.
제13항에 있어서,

상기 부호화부는 상기 입력 화상 데이터에 노이즈를 부가하는 노이즈 부가 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 시스템.
입력 화상 데이터를 부호화하는 부호화부 및 부호화된 상기 입력 화상 데이터를 복호화하는 복호화부를 포함하며, 상기 입력 화상 데이터에 대해서 부호화 및 복호화를 반복하는 경우 상기 입력 화상 데이터에 대응하는 화상의 화질이 열화되 는 화상 처리 시스템의 화상 처리 방법에 있어서,

상기 입력 화상 데이터를 양자화하는 단계

를 포함하는 화상 처리 방법.
화상 처리 시스템에 있어서,

입력 화상 데이터를 부호화하는 부호화부; 및

부호화된 상기 입력 화상 데이터를 복호화하는 복호화부

를 포함하며,

상기 입력 화상 데이터에 대해서 부호화 및 복호화를 반복하는 경우 상기 입력 화상 데이터에 대응하는 화상의 화질이 열화되며,

상기 복호화부는,

상기 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 수단과;

상기 입력 수단에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 상기 역양자화 값이 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 시스템.
제16항에 있어서,

상기 복호화부는 상기 복호화 수단의 출력에 노이즈를 부가하는 노이즈 부가 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 시스템.
입력 화상 데이터를 부호화하는 부호화부 및 부호화된 상기 입력 화상 데이터를 복호화하는 복호화부를 구비하고, 상기 입력 화상 데이터에 대해서 부호화 및 복호화를 반복하는 경우 상기 입력 화상 데이터에 대응하는 화상의 화질이 열화되는, 화상 처리 시스템의 화상 처리 방법에 있어서,

상기 입력 화상 데이터가 양자화된 양자화 데이터를 입력하는 입력 단계; 및

상기 입력 단계에 의해 입력된 상기 양자화 데이터를 역양자화하고, 그 양자화의 결과 얻어진 역양자화 값을, 상기 역양자화 값이 대응하는 범위 내에서, 양자화 시의 양자화 임계값의 경계 부근의 값으로 변환하는 복호화 단계

를 포함하는 화상 처리 방법.