JP2508646B2 - High efficiency encoder - Google Patents

High efficiency encoder

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JP2508646B2
JP2508646B2 JP61147493A JP14749386A JP2508646B2 JP 2508646 B2 JP2508646 B2 JP 2508646B2 JP 61147493 A JP61147493 A JP 61147493A JP 14749386 A JP14749386 A JP 14749386A JP 2508646 B2 JP2508646 B2 JP 2508646B2
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block
dynamic range
quantization
data
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哲二郎 近藤
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

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画素当たりのビット数を圧縮する高能率符号化
装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-efficiency coding apparatus for compressing the number of bits per pixel of image data such as digital television signals.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

この発明は、ディジタルテレビジョン信号を伝送する
際に適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3次元的ブロック即ち、空間的ブロック
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ビット数の伝送
データを形成できると共に、ブロック毎に画像の動きを
判定し、動きが有るブロックに比して動きが無いブロッ
クをより小さい量子化ステップで符号化することによ
り、時間方向の冗長度を除去できるようにしたものであ
る。
The present invention, in a high-efficiency coding apparatus applied when transmitting a digital television signal, divides a television screen into a large number of three-dimensional blocks, that is, spatial blocks, and correlates the pixels in each block. By the encoding adapted to the narrowed dynamic range, the pixel data in the block can be encoded with the compressed bit number, and the transmission data with the reduced bit number compared to the bit number of the original data can be formed. , It is possible to remove the redundancy in the time direction by judging the motion of the image for each block, and coding the block having no motion as compared with the block having the motion with a smaller quantization step. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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画像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。
As a method of encoding a television signal, some methods are known in which the average number of bits per image or the sampling frequency is reduced for the purpose of narrowing the transmission band.

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素データを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。
As an encoding method for lowering the sampling frequency, the pixel data is decimated to 1/2 by subsampling, and the position of the subsampling point and the subsampling point used at the time of interpolation are shown (that is, either above or below the interpolation point or left or right). And a flag indicating whether to use the data of the sub-sampling point) has been proposed.

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、DPCM(differential PCM)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。
DPCM (differential PCM) is known as one of encoding methods for reducing the average number of bits per pixel. DPCM focuses on the fact that the correlation between pixels of a television signal is high and the difference between adjacent pixels is small, and the difference signal is quantized and transmitted.

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フィールドの画面を微小なブロッ
クに細分化して、ブロック毎に代表点の画素及びブロッ
ク内のデータのレベル分布の偏差を伝送するものがあ
る。
As another encoding method for reducing the average number of bits per pixel, the screen of one field is subdivided into minute blocks, and the deviation of the pixel at the representative point and the level distribution of the data in the block is calculated for each block. There is something to transmit.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

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。
An encoding method that attempts to reduce the sampling frequency by using subsampling has a sampling frequency of 1/2
Therefore, there is a fear that a folding distortion may occur.

DPCMは、誤りが以後の復号化に伝播する問題点があっ
た。
DPCM has a problem that an error propagates to subsequent decoding.

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。
The method of encoding in block units has a drawback that block distortion occurs at boundaries between blocks.

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。
An object of the present invention is to provide a high-efficiency coding apparatus which does not cause problems such as the generation of aliasing distortion, the propagation of errors, the generation of block distortion, etc., which the above-mentioned conventional techniques have.

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。また、特願昭60-2
32789号明細書に記載されているような複数フィールド
に含まれる画素から形成された3次元ブロックに関して
ダイナミックレンジに適応した符号化方法が提案されて
いる。
The applicant of the present application obtains a dynamic range defined by the maximum value and the minimum value of a plurality of pixels included in a two-dimensional block as described in Japanese Patent Application No. 59-266407. We have proposed a high-efficiency coder that performs adaptive coding. In addition, Japanese Patent Application Sho 60-2
An encoding method adapted to a dynamic range has been proposed for a three-dimensional block formed from pixels included in a plurality of fields as described in the specification of No. 32789.

これらのダイナミックレンジに適応した符号化方法で
は、静止画像のブロックと動きが有る画像のブロックと
で量子化ステップが同じものとされている。
In the coding method adapted to these dynamic ranges, the quantization step is the same for a still image block and a moving image block.

更に、特願昭60-268817号明細書に記載されているよ
うに、量子化を行った時に生じる最大歪が一定となるよ
うにダイナミックレンジに応じて語長(ビット数)が変
化する可変長符号化方法が提案されている。
Furthermore, as described in Japanese Patent Application No. 60-268817, a variable length in which the word length (the number of bits) changes according to the dynamic range so that the maximum distortion that occurs when quantization is made constant. A coding method has been proposed.

この可変長符号化方法においても、静止画像のブロッ
クと動きが有るブロックの両者の間で最大歪が同一の値
とされている。
Also in this variable length coding method, the maximum distortion is set to the same value in both the still image block and the block having motion.

しかし、量子化ステップを徐々に大きくして圧縮率を
高くすると、静止画像の方が先にブロック歪等の劣化が
生じる。この理由は、比較的早い動きが有る画像の場合
には、ブラウン管の残光特性と人の目の積分効果により
細部迄の認識がされず、逆に、静止画像の場合には、画
像の細部迄を認識することができるからである。
However, when the quantization step is gradually increased and the compression rate is increased, the still image is first deteriorated such as block distortion. The reason for this is that in the case of an image with relatively fast movement, details are not recognized due to the afterglow characteristic of the cathode ray tube and the integration effect of the human eye, and conversely, in the case of a still image, the details of the image are not recognized. This is because it is possible to recognize up to.

この発明は、この視覚特性を考慮して、3次元ブロッ
クを用いる高能率符号化装置を改良するものである。即
ち、この発明では、ブロック単位で動きがあるブロック
と静止ブロックとを判別し、動きが有るブロックの量子
化ステップに比して、静止ブロックの量子化ステップを
より小にすることにより、更に、圧縮率を高くできる高
能率符号化装置を提供するものである。
The present invention improves a high-efficiency coding apparatus using a three-dimensional block in consideration of this visual characteristic. That is, in the present invention, by discriminating between a moving block and a still block in block units and making the quantization step of the still block smaller than the quantization step of the moving block, The present invention provides a high-efficiency encoding device capable of increasing the compression rate.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

入力ディジタル画像信号の連続する第1、第2および
第3のフレームの夫々に属する第1、第2および第3の
領域からなる3次元ブロック内に含まれる複数の画素デ
ータの最大値及び複数の画素データの最小値を求める手
段と、 最大値及び最小値から3次元ブロック毎のダイナミッ
クレンジを検出する手段と、 第1、第2および第3の領域の二つの領域間の同一位
置の画素同士の差分を検出し、検出された差分に基づい
て3次元ブロック毎に動きの有無を判定し、判別コード
を発生する動き判定手段と、 入力ディジタル画像信号とダイナミックレンジを規定
する値とを減算して修正入力データを形成する手段と、 検出されたダイナミックレンジ内で修正入力データを
元の量子化ビット数より少ない所定の量子化ビット数で
符号化すると共に、判別コードにより動きが有る3次元
ブロックの量子化ステップに比して動きが無い3次元ブ
ロックの量子化ステップがより小さくされ、符号化コー
ド信号を発生する量子化手段と、 ダイナミックレンジを示すデータと、最大値、最小値
の内の少なくとも2つを付加コードとして、符号化コー
ド信号及び判別コードと共に伝送する伝送手段と からなることを特徴とする高能率符号化装置である。
The maximum value of a plurality of pixel data included in a three-dimensional block including the first, second, and third regions belonging to each of the first, second, and third frames of the input digital image signal Means for obtaining the minimum value of pixel data, means for detecting the dynamic range of each three-dimensional block from the maximum and minimum values, and pixels at the same position between the two areas of the first, second and third areas Is detected, the presence / absence of motion is determined for each three-dimensional block based on the detected difference, and the motion determining means for generating a determination code and the input digital image signal and a value defining the dynamic range are subtracted. To form modified input data with a predetermined number of quantization bits smaller than the original number of quantization bits within the detected dynamic range, and , A quantizing means for generating a coded code signal by reducing the quantizing step of a non-moving three-dimensional block as compared with the quantizing step of a three-dimensional block having motion by the discrimination code, and data showing a dynamic range And a transmission means for transmitting at least two of the maximum value and the minimum value as the additional code together with the encoded code signal and the discrimination code.

〔作用〕[Action]

テレビジョン信号は、水平方向、垂直方向並びに時間
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
変化幅が小さい。従って、ブロック内の画素データが共
有する最小レベルを除去した後のデータのダイナミック
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くすることができる。また、ブロッ
クの画像が静止画像の場合には、動きが有るブロックに
比して、量子化ステップがより小さくされ、圧縮率を高
くできると共に、静止部の画像の劣化を防止できる。
Since the television signal has a three-dimensional correlation in the horizontal direction, the vertical direction, and the time direction, the level change range of the pixel data included in the same block is small in the stationary part. Therefore, even if the dynamic range of the data after removing the minimum level shared by the pixel data in the block is quantized with a quantization bit number smaller than the original quantization bit number, quantization distortion hardly occurs. By reducing the number of quantization bits, the data transmission bandwidth can be made narrower than the original transmission bandwidth. Further, when the image of the block is a still image, the quantization step is smaller than that of the block in which the image is moving, the compression rate can be increased, and the image of the still portion can be prevented from deteriorating.

〔実施例〕〔Example〕

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、下記の項目の順序に従ってなされ
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This explanation will be given in the order of the following items.

a.送信側の構成 b.受信側の構成 c.ブロック及びブロック化回路 d.動き判定回路 e.ダイナミックレンジ検出回路 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。1で示す入力端子に例えば1サ
ンプルが8ビッ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。
a. Configuration on the transmission side b. Configuration on the reception side c. Block and blocking circuit d. Motion determination circuit e. Dynamic range detection circuit f. Quantization circuit g. Modified example a. Configuration on the transmission side FIG. 1 shows the overall configuration of the transmission side (recording side) of the present invention. A digital television signal in which, for example, one sample is quantized into 8 bits is input to an input terminal indicated by 1. This digital television signal is supplied to the blocking circuit 2.

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ブロック毎に連続する信号
に変換される。ブロック化回路2の出力信号が動き判定
回路3及びダイナミックレンジ検出回路4に供給され
る。動き判定回路3は、3次元ブロック(この例では、
6ライン×6画素×3フレーム)内の動きの有無を示す
1ビットの判別コードSJを発生する回路である。動きが
無い静止ブロックに関して、判別コードSJがハイレベル
となり、動きがあるブロックに関して、判別コードSJが
ローレベルとなる。ダイナミックレンジ検出回路4は、
各ブロックの最大値MAX,最小値MIN,ダイナミックレンジ
DRを検出する。ブロック化回路2からのブロックの順序
に変換された入力データが減算回路5に供給され、減算
回路5において、最小値MINが除去されたデータPDIが形
成される。
The block circuit 2 converts the input digital television signal into a continuous signal for each block which is a unit of encoding. The output signal of the blocking circuit 2 is supplied to the motion determination circuit 3 and the dynamic range detection circuit 4. The motion determination circuit 3 uses a three-dimensional block (in this example,
This is a circuit for generating a 1-bit discrimination code SJ indicating the presence / absence of motion within 6 lines × 6 pixels × 3 frames). The discrimination code SJ becomes high level for a still block that does not move, and the discrimination code SJ becomes low level for a block that has a motion. The dynamic range detection circuit 4 is
Maximum value MAX, minimum value MIN, dynamic range of each block
Detect DR. The input data converted into the order of blocks from the blocking circuit 2 is supplied to the subtraction circuit 5, and in the subtraction circuit 5, the data PDI from which the minimum value MIN is removed is formed.

減算回路5からのデータPDIがANDゲート6及び7に供
給される。ANDゲート6を介されたデータが量子化回路
8に供給され、ANDゲート7を介されたデータが量子化
回路9に供給される。量子化回路8及び9では、ブロッ
ク毎のダイナミックレンジDRに適応したビット数が可変
の符号化がなされる。即ち、量子化回路8及び9では、
ブロックのダイナミックレンジDRを量子化ビット数と対
応するステップ数で分割し、最小値除去後のデータPDI
がどのレベル範囲に含まれるかを判定することにより、
量子化がされる。
The data PDI from the subtraction circuit 5 is supplied to the AND gates 6 and 7. The data passed through the AND gate 6 is supplied to the quantization circuit 8, and the data passed through the AND gate 7 is supplied to the quantization circuit 9. In the quantizing circuits 8 and 9, encoding is performed with a variable number of bits adapted to the dynamic range DR of each block. That is, in the quantization circuits 8 and 9,
Data PDI after removing the minimum value by dividing the dynamic range DR of the block by the number of steps corresponding to the number of quantization bits
By determining which level range is included in
It is quantized.

量子化回路8の量子化ステップが量子化回路9の量子
化ステップに比して小とされている。量子化回路8に
は、ANDゲート6により選択された静止ブロックのデー
タが供給され、量子化回路9には、ANDゲート7により
選択された動きが有るブロックのデータが供給される。
これらの量子化回路8及び9からのコード信号DT1又はD
T2がORゲート11を介してフレーム化回路12に供給され
る。
The quantization step of the quantization circuit 8 is smaller than the quantization step of the quantization circuit 9. The quantization circuit 8 is supplied with the data of the still block selected by the AND gate 6, and the quantization circuit 9 is supplied with the data of the block having the motion selected by the AND gate 7.
Code signal DT1 or D from these quantization circuits 8 and 9
T2 is supplied to the framing circuit 12 via the OR gate 11.

この一実施例では、判別コードSJ、ダイナミックレン
ジDR、最小値MIN、コード信号DT1,DT2を伝送するように
している。これらのデータがフレーム化回路12に供給さ
れ、送信データに変換される。送信データの形態として
は、判別コードSJ、最小値MIN、ダイナミックレンジDR
及びコード信号DT1,DT2からなるデータ部分の夫々に独
立のエラー訂正符号の符号化を施して、各エラー訂正符
号のパリティを付加して伝送するものを使用できる。ま
た、コード信号以外の判別コードSJ、ダイナミックレン
ジDR及び最小値MINの夫々に独立のエラー訂正符号の符
号化を施しても良い。更に、判別コードSJ、ダイナミッ
クレンジDR及び最小値MINの両者に共通のエラー訂正符
号の符号化を施して、そのパリティを付加しても良い。
フレーム化回路12の出力端子13に伝送データが取り出さ
れる。図示せずも、フレーム化回路12からの伝送データ
は、シリアルデータとして送信(或いは記録媒体に記
録)される。
In this embodiment, the discrimination code SJ, the dynamic range DR, the minimum value MIN, and the code signals DT1 and DT2 are transmitted. These data are supplied to the framing circuit 12 and converted into transmission data. As the form of transmission data, discrimination code SJ, minimum value MIN, dynamic range DR
Also, it is possible to use a device in which an independent error correction code is encoded in each of the data portions including the code signals DT1 and DT2 and the parity of each error correction code is added for transmission. Further, each of the discrimination code SJ other than the code signal, the dynamic range DR, and the minimum value MIN may be encoded with an independent error correction code. Further, it is also possible to apply common error correction code to both the discrimination code SJ, the dynamic range DR and the minimum value MIN, and add the parity.
The transmission data is taken out at the output terminal 13 of the framing circuit 12. Although not shown, the transmission data from the framing circuit 12 is transmitted (or recorded in a recording medium) as serial data.

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21からの受信データがフレーム分解回路22に供給され
る。フレーム分解回路22により、コード信号DT1,DT2と
付加コードMIN,DRと判別コードSJとが分離されると共
に、エラー訂正処理がなされる。
b. Configuration on the receiving side FIG. 2 shows the configuration on the receiving (or reproducing) side. The received data from the input terminal 21 is supplied to the frame decomposing circuit 22. The frame decomposing circuit 22 separates the code signals DT1 and DT2 from the additional codes MIN and DR and the discrimination code SJ, and also performs error correction processing.

フレーム分解回路22からのコード信号がANDゲート23,
24を夫々介して復号化回路25,26に供給される。復号化
回路25,26には、ダイナミックレンジDRが供給される。A
NDゲート23には、判別コードSJが供給されると共に、判
別コードSJが反転されてANDゲート24に供給される。従
って、静止ブロックのコード信号DT1が復号化回路25に
供給され、動きが有るブロックのコード信号DT2が復号
化回路26に供給される。これらの復号化回路25及び26
は、夫々送信側の量子化回路8及び9と逆の処理を行う
もので、コード信号と対応するレベルの出力信号が発生
する。
The code signal from the frame decomposition circuit 22 is AND gate 23,
It is supplied to the decoding circuits 25 and 26 via 24 respectively. The dynamic range DR is supplied to the decoding circuits 25 and 26. A
The discrimination code SJ is supplied to the ND gate 23, and the discrimination code SJ is inverted and supplied to the AND gate 24. Therefore, the code signal DT1 of the still block is supplied to the decoding circuit 25, and the code signal DT2 of the block having motion is supplied to the decoding circuit 26. These decoding circuits 25 and 26
Performs processing reverse to that of the quantization circuits 8 and 9 on the transmission side, respectively, and generates an output signal of a level corresponding to the code signal.

復号化回路25及び26の出力信号がORゲート27を介して
加算回路28に供給される。復号化回路25,26の夫々にお
いて8ビットの最小レベル除去後のデータDTIが代表レ
ベルとして復元され、このデータと8ビットの最小値MI
Nとが加算回路28で加算され、元の画素データが復号さ
れる。加算回路28の出力データがブロック分解回路29に
供給される。ブロック分解回路29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29の出力端子30に復号された元
のテレビジョン信号が得られる。
The output signals of the decoding circuits 25 and 26 are supplied to the adding circuit 28 via the OR gate 27. In each of the decoding circuits 25 and 26, the data DTI after removal of the 8-bit minimum level is restored as a representative level, and this data and the 8-bit minimum value MI are restored.
N and N are added by the adder circuit 28, and the original pixel data is decoded. The output data of the adder circuit 28 is supplied to the block decomposition circuit 29. The block decomposing circuit 29 is a circuit for converting the decoded data in the order of blocks into the same order as the scanning of the television signal, contrary to the blocking circuit 2 on the transmitting side. The decoded original television signal is obtained at the output terminal 30 of the block decomposition circuit 29.

c.ブロック及びブロック化回路 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、14は、3フレームの各
フレームに属する2次元領域14A,14B,14Cからなる1ブ
ロックを示すもので、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6本のラインの夫々に含まれる6個の画素によ
って、(6ライン×6画素)の領域14A,14B,14Cが構成
される。従って、1ブロックは、(6×6×3=108)
個の画素からなる。1ブロック内に含まれる元のディジ
タルテレビジョン信号のビット数の合計は、(108×8
ビット=864ビット)である。
c. Block and Blocking Circuit A block, which is a unit of coding, will be described with reference to FIG. In FIG. 3, 14 indicates one block consisting of two-dimensional areas 14A, 14B, 14C belonging to each of the three frames, where the solid line indicates the odd field line and the broken line indicates the even field line. Show. The six pixels included in each of the six lines in each frame form (6 lines × 6 pixels) areas 14A, 14B, and 14C. Therefore, one block is (6 × 6 × 3 = 108)
It consists of individual pixels. The total number of bits of the original digital television signal contained in one block is (108 × 8
Bit = 864 bits).

コード信号の量子化ビット数は、冗長度を抑圧するに
は、少ない程良い。しかし、量子化歪を増大させないた
めには、余り量子化ビット数を少なくしてはならない。
量子化ビット数が8ビットの場合のテレビジョン信号の
レベルは、(0〜255)の256通りあり得る。しかし、物
体の輪郭等の非定常部を除く定常部では、1ブロックの
画素のレベルの分布は、かなり狭いレベルの範囲に集中
している。テレビジョン信号の場合、3次元的な1ブロ
ック内の各画素は、相関を有しているので、定常部分で
は、ダイナミックレンジDRがあまり大きくはならず、最
大値としては、128位を考えれば充分である。
The smaller the number of quantization bits of the code signal, the better in order to suppress the redundancy. However, in order not to increase the quantization distortion, the number of quantization bits should not be reduced too much.
When the number of quantization bits is 8, the level of the television signal can be 256 (0 to 255). However, in the stationary part except the non-stationary part such as the contour of the object, the level distribution of the pixels of one block is concentrated in a fairly narrow level range. In the case of a television signal, each pixel in a three-dimensional one block has a correlation, so that the dynamic range DR does not become so large in the stationary portion, and if the maximum value is 128th place, Is enough.

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15A,15B,15Cが縦続接
続されている。現在のフレームFn+2の画素データが走
査変換回路16Aに供給され、フレームメモリ15Aからの前
のフレームFn+1の画素データが走査変換回路16Bに供
給され、フレームメモリ15Aからのより前のフレームFn
の画素データが走査変換回路16Cに供給される。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the blocking circuit 2 described above. The frame memories 15A, 15B and 15C are connected in series to the input terminal 1. The pixel data of the current frame Fn + 2 is supplied to the scan conversion circuit 16A, the pixel data of the previous frame Fn + 1 from the frame memory 15A is supplied to the scan conversion circuit 16B, and the previous frame Fn from the frame memory 15A is supplied.
Pixel data is supplied to the scan conversion circuit 16C.

走査変換回路16Aは、第5図Aに示すように、1フレ
ーム内のデータの順序をブロックの領域毎の順序に変換
する。他の走査変換回路16B,16Cも同様に、1フレーム
内のデータの順序をブロックの領域毎の順序に変換す
る。走査変換回路16Aの出力データが遅延回路17Aを介し
て合成回路18に供給され、走査変換回路16Bの出力信号
が遅延回路17Bを介して合成回路18に供給される。遅延
回路17Aは、2個の領域に含まれる72個の画素データと
等しい遅延量を有し、遅延回路17Bは、1個の領域に含
まれ36個の画素データと等しい遅延量を有する。また、
合成回路18は、遅延回路及びスイッチ回路から構成され
ている。
As shown in FIG. 5A, the scan conversion circuit 16A converts the order of data in one frame into the order of each block area. Similarly, the other scan conversion circuits 16B and 16C convert the order of the data in one frame into the order of each block area. The output data of the scan conversion circuit 16A is supplied to the combining circuit 18 via the delay circuit 17A, and the output signal of the scan conversion circuit 16B is supplied to the combining circuit 18 via the delay circuit 17B. The delay circuit 17A has a delay amount equal to 72 pixel data included in two regions, and the delay circuit 17B has a delay amount equal to 36 pixel data included in one region. Also,
The combining circuit 18 is composed of a delay circuit and a switch circuit.

合成回路18の出力端子19には、第5図Bに示すよう
に、連続する3フレームFn,Fn+1,Fn+2の夫々に含ま
れる領域14A,14B,14Cの画素データが順番に出力され
る。つまり、出力端子19には、ブロックの順序に変換さ
れた出力データが得られる。
As shown in FIG. 5B, the pixel data of the areas 14A, 14B and 14C included in each of the three consecutive frames Fn, Fn + 1 and Fn + 2 are sequentially output to the output terminal 19 of the synthesizing circuit 18. That is, output data converted into the block order is obtained at the output terminal 19.

d.動き判定回路 第6図は、動き判定回路3の一例を示す。第6図にお
いて、31A,31B,31Cの夫々は、1ブロック内の3フレー
ムFn,Fn+1,Fn+2の画像データが供給される入力端子
である。この入力データは、前述のブロック化回路2の
出力データが1ブロック毎に並列化されることにより形
成される。各フレームの画像データと、端子31Dからの
しきい値データTfと、端子31EからのリセットパルスPR
とが動き検出回路32A,32B及び32Cに夫々供給される。
d. Motion determination circuit FIG. 6 shows an example of the motion determination circuit 3. In FIG. 6, 31A, 31B and 31C are input terminals to which image data of three frames Fn, Fn + 1 and Fn + 2 in one block are supplied. This input data is formed by parallelizing the output data of the blocking circuit 2 described above for each block. Image data of each frame, threshold data Tf from terminal 31D, reset pulse PR from terminal 31E
Are supplied to the motion detection circuits 32A, 32B and 32C, respectively.

動き検出回路32Aは、フレームFnの領域14A及びフレー
ムFn+1の領域14B間で画像の動きを検出する。動き検
出回路32Bは、フレームFnの領域14A及びフレームFn+2
の領域14C間で画像の動きを検出する。動き検出回路32C
は、フレームFn+1の領域14B及びフレームFn+2の領
域14C間で画像の動きを検出する。これらの動き検出回
路32A,32B,32Cは、入力される画像データを除いて同様
の構成であるので、第6図では、動き検出回路32Aに関
して、具体的構成が示されている。動き検出回路32A,32
B,32Cの各1ビットの出力信号がANDゲート33に供給さ
れ、ANDゲート33から1ビットの判別信号SJが出力端子3
4に取り出される。
The motion detection circuit 32A detects the motion of the image between the area 14A of the frame Fn and the area 14B of the frame Fn + 1. The motion detection circuit 32B uses the area 14A of the frame Fn and the frame Fn + 2.
The image movement is detected between the areas 14C. Motion detection circuit 32C
Detects the motion of the image between the area 14B of the frame Fn + 1 and the area 14C of the frame Fn + 2. Since these motion detection circuits 32A, 32B, 32C have the same configuration except for the input image data, FIG. 6 shows a specific configuration of the motion detection circuit 32A. Motion detection circuit 32A, 32
The 1-bit output signals of B and 32C are supplied to the AND gate 33, and the 1-bit discrimination signal SJ is output from the AND gate 33 to the output terminal 3
Taken out in 4.

動き検出回路32Aは、減算回路35,絶対値化回路36,比
較回路37及び判定回路38により構成される。減算回路35
及び絶対値化回路36により、領域14Aと領域14Bとの間の
対応する位置の画素のレベル差(フレーム差)の絶対値
が形成される。このフレーム差の絶対値が比較回路37に
より、しきい値データTfと比較される。
The motion detection circuit 32A includes a subtraction circuit 35, an absolute value conversion circuit 36, a comparison circuit 37, and a determination circuit 38. Subtraction circuit 35
The absolute value conversion circuit 36 forms the absolute value of the level difference (frame difference) between the pixels at the corresponding positions between the areas 14A and 14B. The absolute value of this frame difference is compared with the threshold data Tf by the comparison circuit 37.

フレーム差の絶対値としきい値データTfとのレベル関
係に対応する2値的な比較出力が判定回路38に供給され
る。判定回路38は、フレームFn及びフレームFn+1の各
領域14A及び14Bに含まれる全ての画素に関してのフレー
ム差の絶対値がしきい値データTf以下の時に両者の間で
変化がない即ち、静止部と判定する。判定回路38には、
1ブロック毎のリセットパルスPRが供給される。判定回
路38の出力信号は、静止部と判定した時にハイレベルと
なり、動きがあると判定した時にローレベルとなる。
A binary comparison output corresponding to the level relationship between the absolute value of the frame difference and the threshold data Tf is supplied to the decision circuit 38. The determination circuit 38, when the absolute value of the frame difference with respect to all the pixels included in each of the areas 14A and 14B of the frame Fn and the frame Fn + 1 is equal to or less than the threshold data Tf, that is, there is no change between the two, that is, the stationary portion. judge. The determination circuit 38 includes
The reset pulse PR for each block is supplied. The output signal of the determination circuit 38 becomes high level when it is determined to be a stationary portion, and becomes low level when it is determined that there is motion.

上述と同様に、領域14A及び14Cの間の変化が動き検出
回路32Bにより検出され、領域14B及び14Cの間の変化が
動き検出回路32Cにより検出される。従って、ANDゲート
33から出力端子34に取り出される判別コードSJは、静止
部でハイレベルとなる1ビットの信号である。
Similar to the above, the change between the areas 14A and 14C is detected by the motion detection circuit 32B, and the change between the areas 14B and 14C is detected by the motion detection circuit 32C. Therefore, the AND gate
The discrimination code SJ extracted from 33 to the output terminal 34 is a 1-bit signal which becomes high level in the stationary portion.

動き判定としては、絶対値化回路36からのフレーム差
の積分値としきい値とを比較する方式又は判定回路38に
おいて、しきい値を越えた絶対値フレーム差の個数とし
きい値とを比較する方式等を使用できる。
As the motion determination, a method of comparing the integrated value of the frame difference from the absolute value conversion circuit 36 and the threshold value or the determination circuit 38 compares the number of absolute value frame differences exceeding the threshold value with the threshold value. The method etc. can be used.

e.ダイナミックレンジ検出回路 第7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。41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が必要な領
域の画像データが順次供給される。この入力端子41から
の画素データは、選択回路42及び選択回路43に供給され
る。一方の選択回路42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44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43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45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。
e. Dynamic Range Detection Circuit FIG. 7 shows an example of the configuration of the dynamic range detection circuit 4. As described above, the block circuit 2 sequentially supplies the input terminal indicated by 41 with image data of an area in which encoding is required for each block. The pixel data from the input terminal 41 is supplied to the selection circuit 42 and the selection circuit 43. One of the selection circuits 42 selects and outputs the one having a larger level between the pixel data of the input digital television signal and the output data of the latch 44. The other selection circuit 43 selects and outputs the smaller one of the pixel data of the input digital television signal and the output data of the latch 45.

選択回路42の出力データが減算回路46に供給されると
共に、ラッチ44に取り込まれる。選択回路43の出力デー
タが減算回路46及びラッチ48に供給されると共に、ラッ
チ45に取り込まれる。ラッチ44及び45には、ラッチパル
スが制御部49から供給される。制御部49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50から供給され
る。制御部49は、ラッチ44,45及びラッチ47,48にラッチ
パルスを所定のタイミングで供給する。
The output data of the selection circuit 42 is supplied to the subtraction circuit 46 and is also captured by the latch 44. The output data of the selection circuit 43 is supplied to the subtraction circuit 46 and the latch 48, and is also captured by the latch 45. A latch pulse is supplied from the control unit 49 to the latches 44 and 45. Timing signals such as a sampling clock and a synchronizing signal that are synchronized with the input digital television signal are supplied to the control unit 49 from the terminal 50. The control unit 49 supplies a latch pulse to the latches 44 and 45 and the latches 47 and 48 at a predetermined timing.

各ブロックの最初で、ラッチ44及び45の内容が初期設
定される。ラッチ44には、全て‘0'のデータが初期設定
され、ラッチ45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44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45に貯えられる。
At the beginning of each block, the contents of latches 44 and 45 are initialized. All of the data of "0" is initialized to the latch 44, and all of the data of "1" is initialized to the latch 45. The maximum level is stored in the latch 44 among the pixel data of the same block that are sequentially supplied. In addition, the minimum level is stored in the latch 45 among the pixel data of the same block that is sequentially supplied.

最大レベル及び最小レベルの検出が1ブロックに関し
て終了すると、選択回路42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43の出力に当該ブロッ
クの最小レベルが生じる。1ブロックに関しての検出が
終了すると、ラッチ44及び45が再び初期設定される。
When the detection of the maximum level and the minimum level is completed for one block, the maximum level of the block occurs at the output of the selection circuit 42. On the other hand, the minimum level of the block occurs at the output of the selection circuit 43. Latches 44 and 45 are reinitialized when the detection for one block is complete.

減算回路46の出力には、選択回路42からの最大レベル
MAX及び選択回路43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MINが制御ブロ
ック49からのラッチパルスにより、ラッチ47及び48に夫
々ラッチされる。ラッチ47の出力端子51に各ブロックの
ダイナミックレンジDRが得られ、ラッチ48の出力端子52
に各ブロックの最小値MINが得られる。
The output of the subtraction circuit 46 is the maximum level from the selection circuit 42.
The dynamic range DR of each block is obtained by subtracting MAX and the minimum level MIN from the selection circuit 43. These dynamic range DR and minimum level MIN are latched in the latches 47 and 48 by the latch pulse from the control block 49, respectively. The dynamic range DR of each block can be obtained at the output terminal 51 of the latch 47, and the output terminal 52 of the latch 48 can be obtained.
The minimum value MIN of each block is obtained.

f.量子化回路 量子化回路8及び9は、ダイナミックレンジDRに適応
した可変長の符号化を夫々行う。第8図は、量子化回路
8の一例を示す。第8図において、55で示すROMには、
最小値除去後の画素データPDI(8ビット)を圧縮され
たビット数に変換するためのデータ変換テーブルが格納
されている。ROM55に対して、入力端子56からのダイナ
ミックレンジDRと入力端子57からの画素データPDIとが
アドレス信号として供給される。
f. Quantization circuit The quantization circuits 8 and 9 respectively perform variable-length coding adapted to the dynamic range DR. FIG. 8 shows an example of the quantization circuit 8. In FIG. 8, in the ROM indicated by 55,
A data conversion table for converting the pixel data PDI (8 bits) after the minimum value removal into a compressed bit number is stored. The dynamic range DR from the input terminal 56 and the pixel data PDI from the input terminal 57 are supplied to the ROM 55 as address signals.

ROM55では、ダイナミックレンジDRの大きさによりデ
ータ変換テーブルが選択され、出力端子58に5ビットの
コード信号DT1が取り出される。ダイナミックレンジDR
に応じて、コード信号DT1のビット数が0ビット〜5ビ
ットの範囲で変化する。従って、ROM55から出力される
コードの中で有効なビット長が変化する。フレーム化回
路12において有効なビットが選択される。
In the ROM 55, the data conversion table is selected according to the size of the dynamic range DR, and the 5-bit code signal DT1 is extracted at the output terminal 58. Dynamic range DR
Accordingly, the number of bits of the code signal DT1 changes in the range of 0 bit to 5 bits. Therefore, the effective bit length in the code output from the ROM 55 changes. A valid bit is selected in the framing circuit 12.

第9図は、上述の量子化回路8によりなされるダイナ
ミックレンジに適応した可変なビット長の符号化の説明
に用いるものである。この符号化は、最小値が除去され
た画素データを代表レベルに変換する処理である。この
量子化の際に生じる量子化歪の許容できる最大値(最大
歪と称する。)が所定の値例えば4とされる。
FIG. 9 is used to explain the variable bit length coding adapted to the dynamic range, which is performed by the quantizing circuit 8. This encoding is a process of converting the pixel data from which the minimum value has been removed into a representative level. The allowable maximum value of the quantization distortion (referred to as maximum distortion) that occurs during this quantization is set to a predetermined value, for example 4.

第9図Aは、ダイナミックレンジDRが(最大値MAXと
最小値MINの差)が8の場合を示す。(DR=8)の場合
では、中央のレベル4が代表レベルL0とされ、(最大歪
E=4)となる。つまり、(0≦DR≦8)の時には、ダ
イナミックレンジの中央のレベルが代表レベルとされ、
量子化されたデータを伝送する必要がない。従って、必
要とされるビット長Nbが0である。受信側では、ブロッ
クの最小値MIN及びダイナミックレンジDRから代表レベ
ルL0を復元値とする復号がなされる。
FIG. 9A shows the case where the dynamic range DR (difference between the maximum value MAX and the minimum value MIN) is 8. In the case of (DR = 8), the central level 4 is the representative level L0, and the maximum distortion E = 4. That is, when (0 ≦ DR ≦ 8), the center level of the dynamic range is set as the representative level,
There is no need to transmit quantized data. Therefore, the required bit length Nb is 0. On the receiving side, decoding is performed with the representative level L0 as the restoration value from the minimum value MIN of the block and the dynamic range DR.

第9図Bは、(DR=17)の場合を示し、代表レベルが
(L0=4)(L1=13)と夫々定められ、最大歪Eが4と
なる。2個の代表レベルL0,L1があるので、(Nb=1)
となる。(9≦DR≦17)の場合には、(Nb=1)であ
る。最大歪Eは、ダイナミックレンジDRが狭いほど小と
なる。
FIG. 9B shows the case of (DR = 17), the representative level is set to (L0 = 4) (L1 = 13), and the maximum distortion E is 4. Since there are two representative levels L0 and L1, (Nb = 1)
Becomes In the case of (9 ≦ DR ≦ 17), it is (Nb = 1). The maximum distortion E becomes smaller as the dynamic range DR is narrower.

第9図Cは、(DR=35)の場合を示し、代表レベルが
(L0=4)(L1=13)(L2=22)(L3=31)と夫々定め
られ、(E=4)である。4個の代表レベルL0〜L3があ
るので、(Nb=2)となる。(18≦DR≦35)の場合で
は、(Nb=2)される。
FIG. 9C shows the case of (DR = 35), and the representative levels are determined to be (L0 = 4) (L1 = 13) (L2 = 22) (L3 = 31), respectively, and (E = 4) is there. Since there are four representative levels L0 to L3, (Nb = 2). In the case of (18 ≦ DR ≦ 35), (Nb = 2) is set.

(36≦DR≦71)の場合では、8個の代表レベル(L0〜
L7)が用いられる。第9図Dは、(DR=71)の場合を示
し、代表レベルが(L0=4)(L1=13)(L2=22)(L3
=31)(L4=40)(L5=49)(L6=58)(L7=67)と夫
々定められる。8個の代表レベルL0〜L7を区別するため
に、(Nb=3)とされる。
In the case of (36 ≦ DR ≦ 71), eight representative levels (L0-
L7) is used. FIG. 9D shows the case of (DR = 71), and the representative level is (L0 = 4) (L1 = 13) (L2 = 22) (L3
= 31) (L4 = 40) (L5 = 49) (L6 = 58) (L7 = 67). In order to distinguish the eight representative levels L0 to L7, (Nb = 3) is set.

(72≦DR≦143)の場合では、16個の代表レベル(L0
〜L15)が用いられる。第9図Eは、(DR=143)の場合
を示し、代表レベルが(L8=76)(L9=85)(L10=9
4)(L11=103)(L12=112)(L13=121)(L14=13
0)(L15=139)(L0〜L7は、上記の値と同じ)と定め
られる。16個の代表レベル(L0〜L15)の区別のため
に、(Nb=4)とされる。
In the case of (72 ≤ DR ≤ 143), 16 representative levels (L0
~ L15) is used. FIG. 9E shows the case of (DR = 143), and the representative level is (L8 = 76) (L9 = 85) (L10 = 9).
4) (L11 = 103) (L12 = 112) (L13 = 121) (L14 = 13
0) (L15 = 139) (L0 to L7 are the same as the above values). In order to distinguish 16 representative levels (L0 to L15), it is set to (Nb = 4).

(144≦DR≦287)の場合では、32個の代表レベル(L0
〜L31)が用いられる。第9図Fは、(DR=287)の場合
を示し、代表レベルが(L16=148)(L17=157)(L18
=166)(L19=175)・・・・・(L27=247)(L28=25
6)(L29=265)(L30=274)(L31=283)(L0〜L15
は、上記の値と同じ)と定められる。32個の代表レベル
(L0〜L31)の区別のために、(Nb=5)とされる。実
際には、入力画素データが8ビットで量子化されている
ので、ダイナミックレンジDRの最大値が255であり、代
表レベル(L28〜L31)に量子化されることがない。
In the case of (144 ≦ DR ≦ 287), 32 representative levels (L0
~ L31) is used. FIG. 9F shows the case of (DR = 287), and the representative level is (L16 = 148) (L17 = 157) (L18
= 166) (L19 = 175) (L27 = 247) (L28 = 25)
6) (L29 = 265) (L30 = 274) (L31 = 283) (L0 ~ L15
Is the same as the value above). In order to distinguish the 32 representative levels (L0 to L31), it is set to (Nb = 5). Actually, since the input pixel data is quantized by 8 bits, the maximum value of the dynamic range DR is 255, and it is not quantized to the representative level (L28 to L31).

他方の量子化回路9は、上述の量子化回路8と同様の
可変長の符号化を行う。この量子化回路9は、動きがあ
るブロックに対して適用されるので、静止ブロックに対
して適用される量子化回路8に比して最大歪Eがより大
きい値とされている。例えば最大歪が7とされている。
従って、量子化回路9から発生するコード信号DT2のビ
ット数は、ダイナミックレンジDRが同一の場合におい
て、量子化回路8から発生するコード信号DT1のビット
数に比して少なくなる。
The other quantizer circuit 9 performs variable-length coding similar to the quantizer circuit 8 described above. Since the quantizing circuit 9 is applied to a moving block, the maximum distortion E has a larger value than the quantizing circuit 8 applied to a still block. For example, the maximum distortion is set to 7.
Therefore, the number of bits of the code signal DT2 generated from the quantization circuit 9 is smaller than the number of bits of the code signal DT1 generated from the quantization circuit 8 when the dynamic range DR is the same.

上述のように、ブロックのダイナミックレンジDRに応
じて所定数のレベル範囲に分割され、各レベル範囲の中
央の値が代表レベルとされる。この場合では、最大歪の
2倍の値が量子化ステップとなる。
As described above, the block is divided into a predetermined number of level ranges according to the dynamic range DR of the block, and the central value of each level range is set as the representative level. In this case, the value of twice the maximum distortion is the quantization step.

1ブロック内のテレビジョン信号が水平方向,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DTI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
狭くすることができる。
Since the television signals in one block have a three-dimensional correlation in the horizontal and vertical two-dimensional directions and in the time direction, in the steady part, the variation range of the level of the pixel data included in the same block. Is small. Therefore,
Even if the dynamic range of the data DTI after removing the minimum level MIN shared by the pixel data in the block is quantized with a quantization bit number smaller than the original quantization bit number, quantization distortion hardly occurs. By reducing the number of quantization bits, the data transmission bandwidth can be made narrower than the original transmission bandwidth.

g.変形例 この発明は、可変長の符号化方式に限らず、固定長の
符号化方式に対しても適用できる。固定長の符号化方式
では、ブロックのダイナミックレンジDRが量子化ビット
数で定まる個数のレベル範囲に分割され、最小値除去後
のデータが属するレベル範囲と対応するコード信号が形
成される。従って、静止ブロックの符号化のための量子
化回路8のビット数が4ビットとされる時には、動きが
有るブロックの符号化のための量子化回路9のビット数
がより少ないビット数例えば3ビットとされる。
g. Modified Example The present invention is applicable not only to the variable length coding system but also to the fixed length coding system. In the fixed length coding method, the dynamic range DR of the block is divided into a number of level ranges determined by the number of quantization bits, and a code signal corresponding to the level range to which the data after the minimum value removal belongs is formed. Therefore, when the number of bits of the quantizing circuit 8 for coding a still block is 4 bits, the number of bits of the quantizing circuit 9 for coding a moving block is smaller, for example, 3 bits. It is said that

一方の量子化回路8では、第10図Aに示すように、ダ
イナミックレンジDRを16分割したレベル範囲の中で最小
値除去後のデータPDIが属するレベル範囲が判定され、
この求められたレベル範囲を示すコード信号を発生す
る。他方の量子化回路9では、第10図Bに示すように、
第10図Aと同一のダイナミックレンジDRの場合には、こ
のダイナミックレンジDRが8個のレベル範囲に分割さ
れ、データPDIの含まれるレベル範囲が判定される。従
って、量子化回路9の量子化ステップをΔとすると、第
10図の例では、量子化回路8の量子化ステップが1/2Δ
となる。
On the other hand, in the quantization circuit 8, as shown in FIG. 10A, the level range to which the data PDI after the minimum value removal belongs is determined in the level range obtained by dividing the dynamic range DR into 16
A code signal indicating the obtained level range is generated. In the other quantization circuit 9, as shown in FIG. 10B,
In the case of the same dynamic range DR as in FIG. 10A, this dynamic range DR is divided into eight level ranges and the level range in which the data PDI is included is determined. Therefore, if the quantization step of the quantization circuit 9 is Δ,
In the example of FIG. 10, the quantization step of the quantization circuit 8 is 1 / 2Δ
Becomes

固定長の符号化では、第10図から明らかなように、ダ
イナミックレンジを量子化ステップΔ又は1/2Δにより
等分割し、各領域の中央の値である代表レベルL0,L1,・
・・・・を復号時の値として利用している。この符号化
方法は、量子化歪を小さくできる。
In fixed-length encoding, as is clear from FIG. 10, the dynamic range is equally divided by the quantization step Δ or 1 / 2Δ, and the representative level L0, L1, ...
... is used as the value at the time of decoding. This encoding method can reduce quantization distortion.

一方、最小レベルMIN及び最大レベルMAXの夫々のレベ
ルを有する画素データが1ブロック内に必ず存在してい
る。従って、誤差が0の符号化コードを多くするには、
第11図に示すように、ダイナミックレンジDRを(2m
1)(但し、mは、量子化ビット数)に分割し、最小レ
ベルMINを代表最小レベルL0とし、最大レベルMAXを代表
最大レベルL3としても良い。第11図の例は、簡単のため
に、量子化ビット数が2ビットの場合を示している。
On the other hand, pixel data having the minimum level MIN and the maximum level MAX always exist in one block. Therefore, in order to increase the number of encoded codes having an error of 0,
As shown in Fig. 11, the dynamic range DR is set to (2 m-
1) (where m is the number of quantization bits), the minimum level MIN may be the representative minimum level L0, and the maximum level MAX may be the representative maximum level L3. The example in FIG. 11 shows a case where the number of quantization bits is 2 for simplicity.

以上の説明では、コード信号DT1又はDT2とダイナミッ
クレンジDRと最小値MINと動き判別コードSJとを送信し
ている。しかし、付加コードとしてダイナミックレンジ
DRの代わりに量子化幅または最大歪を伝送しても良い。
In the above description, the code signal DT1 or DT2, the dynamic range DR, the minimum value MIN, and the motion determination code SJ are transmitted. However, the dynamic range as an additional code
Quantization width or maximum distortion may be transmitted instead of DR.

また、1ブロッ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。
Further, one block of data may be simultaneously taken out by a circuit combining a frame memory, a line delay circuit, and a sample delay circuit.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

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、輝度レベルの変化幅が小さ
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、画質の劣化が殆どない利点が
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、変化幅が大きいエッジ等
の過渡部での応答が良いものとなる。
According to the present invention, the amount of data to be transmitted can be sufficiently reduced compared to the original data, and the transmission band can be narrowed. Further, the present invention has an advantage that the original pixel data can be almost completely restored from the received data in the stationary part where the change width of the brightness level is small, and the image quality is hardly deteriorated. Further, according to the present invention, since the dynamic range is determined corresponding to each block, the response at the transitional part such as the edge where the change width is large becomes good.

この発明では、人の視覚特性に考慮して動きがあるブ
ロックの量子化ステップに比して静止ブロックの量子化
ステップを小さくするので、受信側の復元画像の質の劣
化を生ぜずに、コード信号のビット数を少なくできる。
従って、圧縮率をより高くすることができる。
According to the present invention, the quantization step of the still block is made smaller than the quantization step of the moving block in consideration of human visual characteristics, so that the quality of the restored image on the receiving side is not deteriorated and the code is The number of signal bits can be reduced.
Therefore, the compression rate can be increased.

さらに、この発明は、3フレームの期間にそれぞれ属
する3個の領域によって3次元ブロックを構成し、3個
の領域の同一位置の画素同士の差分に基づいて動きの有
無を検出するので、検出の精度を高くすることができ、
量子化ステップの制御を正しく行うことができる。
Further, according to the present invention, a three-dimensional block is formed by three regions each belonging to a period of three frames, and the presence or absence of motion is detected based on the difference between pixels at the same position in the three regions. Accuracy can be increased,
The quantization step can be controlled correctly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

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図、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略線図、第4図及び
第5図はブロック化回路の構成の一例及びブロック化回
路の説明のための略線図、第6図は動き判定回路の一例
のブロック図、第7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8図は量子化回路の一例のブロッ
ク図、第9図は量子化の一例の説明に用いる略線図、第
10図及び第11図は夫々量子化の他の例及び更に他の例の
説明に用いる略線図である。 図面における主要な符号の説明 1:ディジタルテレビジョン信号の入力端子、2:ブロック
化回路、3:動き判定回路、4:ダイナミックレンジ検出回
路、8,9:量子化回路、12:フレーム化回路。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a receiving side, and FIG. 3 is a schematic diagram used for explaining a block which is a unit of encoding processing. 5 and 5 are schematic diagrams for explaining an example of the configuration of the blocking circuit and the blocking circuit, FIG. 6 is a block diagram of an example of the motion determination circuit, and FIG. 7 is an example of a dynamic range detection circuit. Block diagram, FIG. 8 is a block diagram of an example of a quantization circuit, FIG. 9 is a schematic diagram used to explain an example of quantization,
10 and 11 are schematic diagrams used to explain another example of quantization and still another example, respectively. Description of main symbols in the drawings 1: Input terminal of digital television signal, 2: Blocking circuit, 3: Motion determination circuit, 4: Dynamic range detection circuit, 8, 9: Quantization circuit, 12: Framed circuit.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力ディジタル画像信号の連続する第1、
第2および第3のフレームの夫々に属する第1、第2お
よび第3の領域からなる3次元ブロック内に含まれる複
数の画素データの最大値及び上記複数の画素データの最
小値を求める手段と、 上記最大値及び上記最小値から上記3次元ブロック毎の
ダイナミックレンジを検出する手段と、 上記第1、第2および第3の領域の二つの領域間の同一
位置の画素同士の差分を検出し、検出された差分に基づ
いて上記3次元ブロック毎に動きの有無を判定し、判別
コードを発生する動き判定手段と、 上記入力ディジタル画像信号と上記ダイナミックレンジ
を規定する値とを減算して修正入力データを形成する手
段と、 上記検出されたダイナミックレンジ内で上記修正入力デ
ータを元の量子化ビット数より少ない所定の量子化ビッ
ト数で符号化すると共に、上記判別コードにより動きが
有る3次元ブロックの量子化ステップに比して動きが無
い3次元ブロックの量子化ステップがより小さくされ、
符号化コード信号を発生する量子化手段と、 上記ダイナミックレンジを示すデータと、上記最大値、
上記最小値の内の少なくとも2つを付加コードとして、
上記符号化コード信号及び上記判別コードと共に伝送す
る伝送手段と からなることを特徴とする高能率符号化装置。
1. A continuous first of an input digital image signal,
A means for determining a maximum value of a plurality of pixel data and a minimum value of the plurality of pixel data included in a three-dimensional block consisting of the first, second and third regions belonging to each of the second and third frames; Means for detecting the dynamic range of each of the three-dimensional blocks from the maximum value and the minimum value, and a difference between pixels at the same position between the two areas of the first, second and third areas. , A motion determining means for determining the presence or absence of motion for each of the three-dimensional blocks based on the detected difference and generating a determination code, and the input digital image signal and a value defining the dynamic range are subtracted and corrected. The means for forming the input data and the method for encoding the modified input data with a predetermined number of quantization bits less than the original number of quantization bits within the detected dynamic range are used together. In addition, the discrimination code reduces the quantization step of the non-moving three-dimensional block as compared with the quantization step of the three-dimensional block having the movement,
Quantization means for generating an encoded code signal, data indicating the dynamic range, the maximum value,
At least two of the above minimum values are added codes,
A high-efficiency coding device comprising: a transmission means for transmitting together with the coded code signal and the discrimination code.
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