JP2827224B2 - High efficiency coding device - Google Patents

High efficiency coding device

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JP2827224B2
JP2827224B2 JP21037288A JP21037288A JP2827224B2 JP 2827224 B2 JP2827224 B2 JP 2827224B2 JP 21037288 A JP21037288 A JP 21037288A JP 21037288 A JP21037288 A JP 21037288A JP 2827224 B2 JP2827224 B2 JP 2827224B2
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dynamic range
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哲二郎 近藤
泰弘 藤森
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、画像信号に適用される高能率符号化装
置、特に、ディジタルビデオ信号を磁気テープに記録す
る場合に、記録されるデータの伝送レートを伝送路と対
応した所定の値に制御するのに適用される高能率符号化
装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-efficiency coding apparatus applied to an image signal, and more particularly to transmission of data to be recorded when a digital video signal is recorded on a magnetic tape. The present invention relates to a high-efficiency coding apparatus applied to control a rate to a predetermined value corresponding to a transmission path.

〔発明の概要〕 この発明では、ダイナミックレンジに応じて符号化ビ
ット数が可変の可変長符号化を行う時に、発生情報量が
伝送路の伝送容量を超えないように制御する高能率符号
化装置において、ブロック動き量表現値を導入した度数
分布が形成され、符号化ビット数を定めるためのレベル
方向のしきい値のみならず、駒落とし処理のための動き
しきい値も変えられて、発生情報量の制御がなされ、量
子化誤差を増加させずに、発生情報量の制御が良好にな
される。
[Summary of the Invention] In the present invention, when performing variable length coding in which the number of coded bits is variable according to the dynamic range, a highly efficient coding apparatus that controls the amount of generated information so as not to exceed the transmission capacity of the transmission path In the above, a frequency distribution in which a block motion amount expression value is introduced is formed, and not only the threshold value in the level direction for determining the number of coded bits but also the motion threshold value for the frame dropping process is changed. The amount of information is controlled, and the amount of generated information is well controlled without increasing the quantization error.

サンプル単位の動き量がしきい値と比較され、しきい
値を超える個数が計数され、この計数値が上記ブロック
動き量表現値として使用される。従って、ノズルのため
に、静止ブロックが動きブロックと誤って判定されるこ
とが防止され、発生情報量を低減させることができる。
The motion amount for each sample is compared with a threshold value, the number exceeding the threshold value is counted, and this count value is used as the block motion amount expression value. Therefore, it is possible to prevent the stationary block from being erroneously determined to be the moving block due to the nozzle, and to reduce the amount of generated information.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

本願出願人は、特開昭61-144989号公報に記載されて
いるような、2次元ブロック内に含まれる複数画素の最
大値及び最小値の差であ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、特開昭62-92620号公
報に記載されているように、複数フレームに各々含まれ
る領域の画素から形勢された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を行う高能率符号化
装置が提案されている。更に、特開昭62-128621号公報
に記載されているように、量子化を行った時に生じる最
大歪みが一定となるように、ダイナミックレンジに応じ
て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。
The applicant of the present application obtains a dynamic range that is a difference between a maximum value and a minimum value of a plurality of pixels included in a two-dimensional block, as described in JP-A-61-144989.
A high-efficiency coding apparatus that performs coding adapted to the dynamic range has been proposed. Further, as described in JP-A-62-92620, a high-efficiency coding apparatus that performs coding adaptive to a dynamic range with respect to a three-dimensional block formed from pixels in an area included in each of a plurality of frames has been proposed. Proposed. Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-128621, a variable length encoding method in which the number of bits changes according to the dynamic range so that the maximum distortion generated when performing quantization is constant. Proposed.

上述のダイナミックレンジに適応した高能率符号化
(ADRCと称する)は、伝送すべきデータ量を大幅に圧縮
できるので、ディジタルVTRに適用して好適である。特
に、可変長ADRCは、圧縮率を高くすることができる。し
かし、可変長ADRCは、伝送データの量が画像の内容によ
って変動するため、所定量のデータを1トラックとして
記録するディジタルVTRのような固定レートの伝送路を
使用する時には、バッファリングの処理が必要である。
High-efficiency coding (referred to as ADRC) adapted to the above-described dynamic range is suitable for application to a digital VTR because the amount of data to be transmitted can be significantly reduced. In particular, the variable length ADRC can increase the compression ratio. However, in the variable-length ADRC, the amount of transmission data varies depending on the content of an image. Therefore, when using a fixed-rate transmission path such as a digital VTR that records a predetermined amount of data as one track, buffering processing is not performed. is necessary.

可変長ADRCのバッファリングの方式として、本願出願
人は、特開昭63-111781号公報に記載されているよう
に、積算型のダイナミックレンジ度数分布を形成し、こ
の度数分布に対して、予め用意されているしきい値のセ
ットを適用し、所定期間例えば1フレーム期間の発生デ
ータ量を求め、発生データ量が目標値を超えないよう
に、制御するものを提案している。
As a buffering method of the variable length ADRC, the present applicant forms an integral type dynamic range frequency distribution as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-111781, It proposes a method in which a set of prepared thresholds is applied to determine the amount of generated data in a predetermined period, for example, one frame period, and control is performed so that the generated data amount does not exceed a target value.

第8図は、上記の出願に示された積算型の度数分布グ
ラフを示す。第8図の横軸がダイナミックレンジDRであ
り、縦軸がブロック単位の発生度数である。横軸に記入
されたT1〜T4がしきい値である。このしきい値T1〜T4に
より、量子化ビット数が決定される。即ち、(最大値〜
T1)の範囲のダイナミックレンジDRの場合には、量子化
ビット数が4ビットとされ、(T1-1〜T2)の範囲の場合
には、量子化ビット数が3ビットとされ、(T2-1〜T3)
の範囲の場合には、量子化ビット数が2ビットとされ、
(T3-1〜T4)の範囲の場合には、量子化ビット数が1ビ
ットとされ、(T4-1〜最小値)の範囲の場合には、量子
化ビット数が0ビット(コード信号が伝送されない)と
される。
FIG. 8 shows a cumulative frequency distribution graph shown in the above-mentioned application. The horizontal axis in FIG. 8 is the dynamic range DR, and the vertical axis is the frequency of occurrence in block units. T1 to T4 written on the horizontal axis are threshold values. The threshold bits T1 to T4 determine the number of quantization bits. That is, (maximum value ~
In the case of the dynamic range DR in the range of (T1), the number of quantization bits is 4 bits. In the case of the range of (T1-1 to T2), the number of quantization bits is 3 bits. 1 to T3)
, The number of quantization bits is 2 bits,
In the range of (T3-1 to T4), the number of quantization bits is 1 bit, and in the range of (T4-1 to the minimum value), the number of quantization bits is 0 bit (when the code signal is Not transmitted).

積算型の度数分布は、1フレーム期間内のダイナミッ
クレンジDRの度数分布を求める場合、最大値からしきい
値T1迄のダイナミックレンジDRの発生度数に対して、し
きい値(T1-1)からしきい値T2迄の発生度数を積算す
る。次のしきい値(T2-1)からしきい値T3迄の発生度数
も同様に積算する。以下、同様の処理を繰り返す。従っ
て、ダイナミックレンジDRが最小値の発生度数は、1フ
レーム内に含まれるブロックの総数(M×N)と等しく
なる。
When calculating the frequency distribution of the dynamic range DR within one frame period, the frequency distribution of the accumulation type is calculated from the threshold (T1-1) with respect to the frequency of occurrence of the dynamic range DR from the maximum value to the threshold T1. The occurrence frequency up to the threshold value T2 is integrated. The frequencies from the next threshold value (T2-1) to the threshold value T3 are also integrated. Hereinafter, the same processing is repeated. Therefore, the frequency of occurrence of the minimum value of the dynamic range DR is equal to the total number (M × N) of blocks included in one frame.

このように、積算型の度数分布を形成すると、しきい
値T1迄の積算度数がx1となり、しきい値T2迄の積算度数
が(x1+x2)となり、しきい値T3迄の積算度数が(x1
x2+x3)となり、しきい値T4迄の積算度数が(x1+x2
x3+x4)となる。従って、1フレーム期間の発生情報量
(合計ビット数)は、次式で示すものとなる。
Thus, to form a frequency distribution of cumulative type, integration degree is x 1 next up threshold T1, the accumulated power up threshold T2 is (x 1 + x 2), and the integration of up to threshold T3 The frequency is (x 1 +
x 2 + x 3 ), and the integrated frequency up to the threshold T4 is (x 1 + x 2 +
x 3 + x 4 ). Therefore, the amount of generated information (total number of bits) in one frame period is represented by the following equation.

4(x1−0)+3〔(x1+x2)−x1〕+2〔(x1+x2
x3)−(x1+x2)〕+1〔(x1+x2+x3+x4)−(x1
x2+x3)〕=4x1+3x2+2x3+x4 上述の発生情報量が目標値を超えないように、しきい
値T1〜T4が設定される。しきい値を変えて、最適なしき
い値を求める場合、しきい値に応じて上記のx1〜x4の値
が変えられ、各しきい値のセット毎に発生情報量の算出
がなされる。従って、一旦、積算型の度数分布表を作成
しておけば、発生情報量の算出が迅速に行うことができ
る。
4 (x 1 -0) +3 [(x 1 + x 2) -x 1 ] + 2 [(x 1 + x 2 +
x 3) - (x 1 + x 2) ] + 1 [(x 1 + x 2 + x 3 + x 4) - (x 1 +
x 2 + x 3)] = as 4x 1 + 3x 2 + 2x 3 + x 4 generated information quantity described above does not exceed the target value, the threshold T1~T4 is set. By changing the threshold value, the case of obtaining the optimum threshold value of the above x 1 ~x 4 is changed, the calculation of the generated information amount for each set of each threshold is made in accordance with the threshold value . Therefore, once an integrated frequency distribution table is created, the amount of generated information can be calculated quickly.

上述のように、レベル方向の例えば4個のしきい値を
変えて、伝送データのレートを目標値に収束させる方式
は、量子化雑音等の歪みを低減させる面で、性能上、不
十分であった。
As described above, the method of converging the transmission data rate to the target value by changing, for example, four threshold values in the level direction is insufficient in performance in terms of reducing distortion such as quantization noise. there were.

そこで、二つのフレームに夫々属する二つの領域から
構成される3次元ブロックのADRCの場合に、レベル方向
のしきい値を変えるのみならず、駒落とし処理のための
しきい値をも変えて、復元画質の劣化を抑えながら伝送
データのバッファリング処理を達成できる高能率符号化
装置が提案されている。
Therefore, in the case of ADRC of a three-dimensional block composed of two regions respectively belonging to two frames, not only the threshold value in the level direction is changed, but also the threshold value for the frame drop processing is changed. There has been proposed a high-efficiency coding apparatus capable of performing transmission data buffering processing while suppressing deterioration of restored image quality.

例えば特開昭63-299587号公報では、第9図に示すよ
うに、ブロックのダイナミックレンジDR3とブロック内
の最大フレーム差ΔF(1ブロックを構成する二つの領
域間のサンプル単位の差の絶対値の最大値で、例えば0
〜19の範囲で19を超える最大フレーム差がクリップされ
ている)とを軸とする度数分布表を形成する方式が示さ
れている。即ち、各ブロックの最大フレーム差ΔF以下
の範囲には、+2の値が割り当てられ、最大フレーム差
ΔFを超える範囲には、+1の値が割り当てられる。こ
れは、駒落としの有無を決定するための動き判定の時
に、動き判定のしきい値MTHとブロックの最大フレーム
差ΔFとが比較され、(ΔF≧MTH)の時は、駒落とし
がされず、(ΔF<MTH)の時は、駒落としがされ、駒
落としがされる場合の発生情報量は、駒落としがされな
い場合の発生情報量の1/2となるからである。
For example, in JP-A-63-299587, as shown in FIG. 9, the dynamic range DR3 of a block and the maximum frame difference ΔF within a block (the absolute value of the difference in sample units between two regions constituting one block) Is the maximum value of, for example, 0
The maximum frame difference exceeding 19 is clipped in the range of ~ 19) and the frequency distribution table is formed on the axis. That is, a value of +2 is assigned to a range equal to or smaller than the maximum frame difference ΔF of each block, and a value of +1 is assigned to a range exceeding the maximum frame difference ΔF. This is because the threshold value MTH of the motion determination is compared with the maximum frame difference ΔF of the block at the time of the motion determination for determining the presence or absence of the frame drop. When (ΔF ≧ MTH), the frame is not dropped. , when the ([Delta] F <MTH), been decimating, amount of information generated when it is the decimating is because the 1/2 of the amount of information generated when not is decimating.

全画面に含まれるブロックに関する上述の度数分布表
が形成され、次に、最大フレーム差ΔF毎に、ダイナミ
ックレンジDR3の255から0に向かって度数が積算される
ことにより、積算型の度数分布表が得られる。第10図
は、このようにして最大フレーム差ΔFの各々に関して
求められた積算型の度数分布表を示す。この積算型の度
数分布表を使用して、発生情報量が目標値を超えないよ
うなレベルに関するしきい値のセット及び動きしきい値
MTHが求められる。この動きしきい値MTHを使用して駒落
とし処理がされると共に、しきい値のセットを使用して
可変長のADRC(ダイナミックレンジに適応した符号化)
がなされる。
The above-described frequency distribution table for the blocks included in the entire screen is formed, and then the frequency is integrated from 255 of the dynamic range DR3 toward 0 for each maximum frame difference ΔF, thereby obtaining an integrated frequency distribution table. Is obtained. FIG. 10 shows an integration type frequency distribution table obtained for each of the maximum frame differences ΔF in this manner. Using this cumulative frequency distribution table, a threshold value set and a motion threshold value for a level at which the amount of generated information does not exceed a target value
MTH is required. The motion threshold MTH is used to perform frame drop processing, and a set of thresholds is used to adjust the variable length of ADRC (dynamic range adaptive coding).
Is made.

また、特開昭63-299588号公報には、駒落とし処理が
平均化処理であるために、静止ブロックのダイナミック
レンジDR2が動きブロックのダイナミックレンジDR3より
小さくなることを考慮して、度数分布表を作成する方式
が記載されている。第11図は、各ブロックのダイナミッ
クレンジDR2及びDR3の両者を求め、ブロックの最大フレ
ーム差ΔF以下のダイナミックレンジDR3の範囲に+2
を割り当て、最大フレーム差ΔFを超える範囲に+1を
割り当てることで構成される度数分布表を示している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-299588 discloses a frequency distribution table in consideration of the fact that the dynamic range DR2 of a still block becomes smaller than the dynamic range DR3 of a motion block because the frame dropping process is an averaging process. Is described. FIG. 11 shows that both the dynamic ranges DR2 and DR3 of each block are obtained, and the dynamic range DR3 within the maximum frame difference ΔF of the block is +2.
Is assigned, and +1 is assigned to a range exceeding the maximum frame difference ΔF.

更に、特開平2-33283号公報には、最大フレーム差Δ
FとダイナミックレンジDR3とで定まる位置にブロック
の度数を集計して度数分布表を作成する方式が示されて
いる。この度数分布表の作成について、第12図〜第14図
を参照して説明する。第12図において、縦軸がダイナミ
ックレンジDR3を示し、横軸が最大フレーム差ΔFを示
す。最大フレーム差ΔFは、(0〜255)の範囲の値を
とりうる。処理の簡単化のために、前述のように、所定
値以上の最大フレーム差を全て所定値に置き換えても良
い。
Further, JP-A-2-33283 discloses a maximum frame difference Δ
A method is shown in which the frequencies of blocks are totaled at a position determined by F and the dynamic range DR3, and a frequency distribution table is created. The creation of the frequency distribution table will be described with reference to FIGS. 12, the vertical axis indicates the dynamic range DR3, and the horizontal axis indicates the maximum frame difference ΔF. The maximum frame difference ΔF can take a value in a range of (0 to 255). For simplicity of the processing, all the maximum frame differences equal to or larger than the predetermined value may be replaced with the predetermined value as described above.

各ブロックのダイナミックレンジDR3と最大フレーム
差ΔFとで規定される位置に、発生度数が書き込まれ、
2フレーム期間にわたって、度数が集計される。第12図
において、図示が省略されている領域の発生度数は、簡
単のため全て0としている。
The occurrence frequency is written at a position defined by the dynamic range DR3 of each block and the maximum frame difference ΔF,
Counts are aggregated over two frame periods. In FIG. 12, the frequencies of occurrence of the regions not shown are all set to 0 for simplicity.

2フレーム期間に渡って集計された度数分布表が積算
型に変換される。積算は、最大フレーム差ΔF及びダイ
ナミックレンジDR3の両者の方向でなされる。第13図A
に示す表は、第12図に示す表に関して、最大フレーム差
ΔFの255から0に向かう方向に積算した結果、得られ
るものである。次に、ダイナミックレンジDR3の255から
0に向かう方向に第13図Aの表が積算されることによ
り、第13図Bに示す表が得られる。第13図Bに示す表が
積算型の度数分布表である。(ΔF=0,DR3=0)の時
の度数(第13図Bでは、47)が2フレーム期間のブロッ
クの総数である。
The frequency distribution table totaled over the two frame periods is converted to an integration type. The integration is performed in the directions of both the maximum frame difference ΔF and the dynamic range DR3. FIG. 13A
12 is obtained as a result of integrating the table shown in FIG. 12 in the direction from the maximum frame difference ΔF of 255 to 0. Next, the table shown in FIG. 13A is integrated in the direction from 255 of the dynamic range DR3 to 0 to obtain the table shown in FIG. 13B. The table shown in FIG. 13B is an integrated frequency distribution table. The frequency (47 in FIG. 13B) when (ΔF = 0, DR3 = 0) is the total number of blocks in the two-frame period.

この積算型の度数分布表を用いて最適なしきい値のセ
ット及び動きしきい値MTHが決定される。この決定の方
法としては、動きしきい値MTHとして、復元画像にジャ
ーキネスが発生しない程度の初期値を与え、レベル方向
のしきい値を動かすことにより、発生情報量(合計ビッ
ト数)が目標値を超えないしきい値セットを決定する。
若し、目標値に追い込めない場合には、動きしきい値MT
Hを動かして、再び、目標値を超えないしきい値セット
が探される。
The optimal threshold value set and the motion threshold value MTH are determined using the cumulative frequency distribution table. As a method for this determination, an initial value that does not cause jerkiness in the restored image is given as a motion threshold MTH, and the amount of generated information (total number of bits) is set to a target value by moving the threshold in the level direction. Determine a threshold set that does not exceed
If the target value cannot be reached, the motion threshold MT
By moving H, a threshold set that does not exceed the target value is searched again.

第14図Aを参照して、第13図に示す度数分布表を使用
して発生情報量を算出する処理について説明する。
With reference to FIG. 14A, a process of calculating the amount of generated information using the frequency distribution table shown in FIG. 13 will be described.

動きしきい値MTHが与えられる時に、(ΔF≦MTH)の
範囲が静止ブロックとして扱われ、(ΔF>MTH)の範
囲が動きブロックとして扱われる。静止ブロックに関し
ては、16個の画素(1ブロックに含まれる画素)の符号
化コード信号が発生し、動きブロックに関しては、32個
の画素の符号化コード信号が発生する。
When a motion threshold MTH is given, the range of (ΔF ≦ MTH) is treated as a still block, and the range of (ΔF> MTH) is treated as a motion block. For a still block, an encoded code signal of 16 pixels (pixels included in one block) is generated, and for a motion block, an encoded code signal of 32 pixels is generated.

レベル方向のしきい値T1〜T4が与えられる時に、下記
のように、符号化ビット数が割り当てられる。
When the threshold values T1 to T4 in the level direction are given, the number of coded bits is allocated as described below.

(T4>DR3)の時、0ビット (T3>DR3≧T4)の時、1ビット (T2>DR3≧T3)の時、2ビット (T1>DR3≧T2)の時、3ビット (DR3≧T1)の時、4ビット 動きしきい値MTHとレベル方向のしきい値T1〜T4とに
より、度数分布表は、第14図Aに示すように10個の領域
に分割される。各領域に含まれる度数の合計をM00〜M41
として表すと、コード信号に関しての2フレーム期間の
データ量DAv(ビット数)は、次式で算出される。
When (T4> DR3), 0 bits (T3> DR3 ≧ T4), 1 bit (T2> DR3 ≧ T3), 2 bits (T1> DR3 ≧ T2), 3 bits (DR3 ≧ T1) ), The frequency distribution table is divided into ten regions as shown in FIG. 14A by the 4-bit motion threshold value MTH and the threshold values T1 to T4 in the level direction. The sum of the frequencies included in each area is M00 to M41
The data amount DAv (the number of bits) of the code signal in two frame periods is calculated by the following equation.

DAv=1×16×M10+1×32×M11 2×16×M20+2×32×M21 3×16×M30+3×32×M31 4×16×M40+4×32×M41 =16{M10+2M11+2M20+4M21+3M30+6M31+4M40+8M4
1} =16{(M10+M11+M20+M21+M30+M31+M40+M41)+
(M11+M21+M31+M41)+(M20+M21+M30+M31+M40
+M41)+(M21+M31+M41)+(M30+M31+M40+M41)
+(M31+M41)+(M40+M41)+(M41)} 2フレーム期間の発生情報量は、上式のダイナミック
レンジに応じて可変のデータ量DAvに対して、固定のデ
ータ量DAf(ビット数)を加算したものである。固定の
データ量DAfは、DR3及びMIN3と判定コードSJとを加算し
た17ビットにブロックの総数を乗じたビット数である。
DAv = 1 × 16 × M10 + 1 × 32 × M11 2 × 16 × M20 + 2 × 32 × M21 3 × 16 × M30 4 × 16 × M40 + 4 × 32 × M41 = 16 {M10 + 2M11 + 2M20 + 4M21 + 3M30 + 6M31 + 4M40 + 8M4
1} = 16 {(M10 + M11 + M20 + M21 + M30 + M31 + M40 + M41) +
(M11 + M21 + M31 + M41) + (M20 + M21 + M30 + M31 + M40
+ M41) + (M21 + M31 + M41) + (M30 + M31 + M40 + M41)
+ (M31 + M41) + (M40 + M41) + (M41)} For the amount of information generated during two frame periods, add a fixed data amount DAf (number of bits) to the variable data amount DAv according to the dynamic range of the above formula It was done. The fixed data amount DAf is the number of bits obtained by multiplying 17 bits obtained by adding DR3 and MIN3 and the judgment code SJ by the total number of blocks.

上述の式から分るように、複数の領域の度数M00〜M41
を選択的に積算することでデータ量DAvが算出される。
上式の( )で括られた度数の積算値は、第13図Bに示
される積算型の度数分布表から直ちに得ることができ
る。
As can be seen from the above equation, the frequencies M00 to M41 of the plurality of regions
Are selectively integrated to calculate the data amount DAv.
The integrated value of the frequency enclosed in parentheses in the above equation can be immediately obtained from the integrated frequency distribution table shown in FIG. 13B.

第14図Bは、積算型の度数分布表において、上式の
( )で括られた積算値N10〜N41の位置を示す。これら
の積算値は、下記のように対応する。
FIG. 14B shows the positions of integrated values N10 to N41 enclosed in parentheses in the above equation in the integrated frequency distribution table. These integrated values correspond as follows.

N10=(M10+M11+M20+M21+M30+M31+M40+M41) N11=(M11+M21+M31+M41) N20=(M20+M21+M30+M31+M40+M41) N21=(M21+M31+M41) N30=(M30+M31+M40+M41) N31=(M31+M41) N40=(M40+M41) N41=(M41) 従って、積算型度数分布表を使用してデータ量DAvを
算出するには、 DAv=16{N10+N11+N20+N21+N30+N31+N40+N41} の処理がなされる。
N10 = (M10 + M11 + M20 + M21 + M30 + M31 + M40 + M41) N11 = (M11 + M21 + M31 + M41) N20 = (M20 + M21 + M30 + M31 + M40 + M41) N21 = (M21 + M31 + M41) N30 = (M30 + M31 + M40 + M41) N31 = (M30 + M31 + M40 + M41) N = (M31 + M40) = 41 In order to calculate the data amount DAv, DAv = 16 {N10 + N11 + N20 + N21 + N30 + N31 + N40 + N41} is performed.

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

上述のように、先に提案されている情報量制御装置
は、ブロックの動き量を表す最大フレーム差ΔFと動き
しきい値MTHとを比較することにより、動きブロックと
静止ブロックとを判定していた。最大フレーム差ΔF
は、ブロック内の複数画素について求められた現フレー
ムのサンプルデータと前フレームのサンプルデータとの
差の絶対値の中の最大値である。従って、ノイズによる
突出したレベルの最大フレーム差ΔFが生じると、静止
ブロックであるにもかかわらず、動きブロックと誤って
判定される。この結果、動きブロックの割合が増加し、
発生情報量が増加するので、復元画像の画質が劣化する
問題があった。
As described above, the information amount control device proposed earlier determines a motion block and a still block by comparing the maximum frame difference ΔF representing the motion amount of the block with the motion threshold value MTH. Was. Maximum frame difference ΔF
Is the maximum value among the absolute values of the differences between the sample data of the current frame and the sample data of the previous frame obtained for a plurality of pixels in the block. Therefore, when a maximum frame difference ΔF of a prominent level occurs due to noise, the block is erroneously determined to be a motion block despite being a still block. As a result, the percentage of motion blocks increases,
Since the amount of generated information increases, there is a problem that the image quality of the restored image is deteriorated.

従って、この発明の目的は、ブロック単位の動き量を
表現する値として、ノイズの影響が少ない値を導入する
ことにより、動きブロック及び静止ブロックの判定が誤
ることが防止された高能率符号化装置を提供することに
ある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-efficiency coding apparatus in which a determination of a motion block and a still block is prevented from being erroneously performed by introducing a value having a small influence of noise as a value representing a motion amount in block units. Is to provide.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明は、ディジタル画像信号の複数フレームに属
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MAX3及び最小値MIN3の差であるダイナミック
レンジDR3を求める回路3と、 ブロック毎にサンプル単位の動き量を検出する回路3
と、 動き量をしきい値と比較し、しきい値を超えるサンプ
ル数を計数し、計数値Nを出力する回路5と、 ブロック毎のダイナミックレンジDR3及び計数値Nを
軸とする所定期間の度数分布表を求める回路6と、 計数値Nが所定値MTH以下のブロックについて、複数
フィールド間の対応画素データの平均をとり駒落とし処
理を行う回路12、14と、 ブロック内の複数の画素データをそのブロックのダイ
ナミックレンジDR3に応じて圧縮符号化する回路13、15
と、 ダイナミックレンジDR3に対して適用され、符号化ビ
ット数を決定するしきい値T1〜T4と、計数値Nとを、度
数分布表に対して与えることによって、発生情報量を求
め、発生情報量が伝送容量を超えないように、しきい値
T1〜T4及び計数値Nの所定値MTHを設定する回路8と を有することを特徴とする高能率符号化装置である。
The present invention relates to a circuit 3 for obtaining a dynamic range DR3 which is a difference between a maximum value MAX3 and a minimum value MIN3 of a plurality of pixel data included in a block composed of regions belonging to a plurality of frames of a digital image signal; Circuit 3 for detecting the amount of motion
And a circuit 5 for comparing the amount of motion with a threshold value, counting the number of samples exceeding the threshold value, and outputting a count value N, and a dynamic range DR3 for each block and a predetermined period of time with the count value N as an axis. A circuit 6 for obtaining a frequency distribution table; circuits 12 and 14 for averaging the corresponding pixel data between a plurality of fields for a block having a count value N equal to or less than a predetermined value MTH and performing frame drop processing; Circuits 13 and 15 for compressing and encoding according to the dynamic range DR3 of the block
By applying a threshold value T1 to T4 that is applied to the dynamic range DR3 to determine the number of encoded bits and a count value N to the frequency distribution table, the amount of generated information is obtained. Threshold so that the volume does not exceed the transmission capacity
A circuit 8 for setting T1 to T4 and a predetermined value MTH of the count value N.

〔作用〕[Action]

この発明では、高能率符号化を行う時に、発生情報量
が伝送路の伝送容量を超えないように、制御する高能率
符号化装置において、1枚の画像が多数の3次元ブロッ
クに分割され、各ブロックに含まれる画素データの最大
値MAX3、最小値MIN3及びダイナミックレンジDR3が求め
られ、また、時間的に異なり、且つ同一のブロックに含
まれる画素データからサンプル単位の動き量(例えばフ
レーム差FDi)が検出される。このフレーム差FDiとしき
い値とが比較され、しきい値を超えるサンプル数が計数
される。この計数値が必要に応じて孤立点除去の処理を
受け、ブロック動き量を表現する値Nとされる。この値
Nが動きしきい値MTHと比較され、Nが動きしきい値MTH
より小さい静止ブロックでは、駒落とし処理によって発
生情報量が減少される。
According to the present invention, when performing high-efficiency encoding, a single image is divided into a number of three-dimensional blocks by a high-efficiency encoding device that controls the amount of generated information so as not to exceed the transmission capacity of the transmission path. The maximum value MAX3, the minimum value MIN3, and the dynamic range DR3 of the pixel data included in each block are obtained, and the motion amount (for example, frame difference FDi ) Is detected. The frame difference FDi is compared with a threshold, and the number of samples exceeding the threshold is counted. The count value is subjected to an isolated point removal process as necessary, and is set to a value N representing a block motion amount. This value N is compared with the motion threshold MTH, where N is the motion threshold MTH
For smaller still blocks, the amount of generated information is reduced by the frame drop process.

発生情報量を求める場合、ダイナミックレンジDR3と
ブロック動き量Nを軸とする度数分布表が形成される。
この度数分布表は、ダイナミックレンジDR3及びNを夫
々アドレスとしてブロック毎の度数をメモリに書き込
み、所定期間例えば2フレーム期間において度数を集計
することで形成される。この度数分布表は、積算型の度
数分布表に変換される。
When determining the amount of generated information, a frequency distribution table is formed with the dynamic range DR3 and the block motion amount N as axes.
The frequency distribution table is formed by writing the frequency for each block into the memory using the dynamic ranges DR3 and N as addresses, and totaling the frequency in a predetermined period, for example, two frame periods. This frequency distribution table is converted into an integration type frequency distribution table.

積算型の度数分布表を用いて、発生情報量が目標値を
超えないようなレベル方向のしきい値T1〜T4及び動きし
きい値MTHが決定される。この動きしきい値MTHに対する
ブロックのNの値の大小関係に応じて駒落とし処理がな
される。また、レベル方向のしきい値T1〜T4によって、
可変長の高能率符号化例えばADRCにおける符号化ビット
数が制御される。そして、可変長ADRCによって得られた
符号化データが磁気テープに記録される。
Using the cumulative frequency distribution table, threshold values T1 to T4 in the level direction and the motion threshold value MTH are determined so that the amount of generated information does not exceed the target value. A frame drop process is performed according to the magnitude relationship of the block N value with respect to the motion threshold value MTH. Also, by the threshold values T1 to T4 in the level direction,
The number of coding bits in variable-length high-efficiency coding, for example, in ADRC is controlled. Then, the encoded data obtained by the variable length ADRC is recorded on a magnetic tape.

この発明では、駒落とし処理を行うかどうかの判定の
基準となる動きしきい値MTHも動かしているので、レベ
ル方向のしきい値の変化だけでは、達成できなかった良
好なバッファリングを行うことができる。また、ブロッ
ク動き量を表す値Nがノイズの影響を受けにくいものと
されているので、静止ブロック及び動きブロックの判定
を正しく行うことができ、復元画像の画質の劣化を防止
することができる。
According to the present invention, the movement threshold value MTH, which is a criterion for determining whether or not to perform the frame dropping process, is also moved. Therefore, good buffering that cannot be achieved only by changing the threshold value in the level direction can be performed. Can be. In addition, since the value N representing the block motion amount is hardly affected by noise, it is possible to correctly determine a still block and a motion block, and to prevent deterioration of the image quality of a restored image.

〔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、下
記の順序に従って説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in the following order with reference to the drawings.

a.記録側の構成 b.ADRCエンコーダ c.ブロック動き量検出回路 a.記録側の構成 第1図は、この発明の一実施例の記録側の構成を示
し、第1図において、1で示す入力端子には、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ビデオ信
号が供給される。このディジタルビデオ信号がブロック
化回路2に供給される。ブロック化回路2により、テレ
ビジョン走査の順序のデータがブロックの順序のデータ
に変換される。
a. Configuration on the recording side b. ADRC encoder c. Block motion amount detection circuit a. Configuration on the recording side FIG. 1 shows the configuration on the recording side of one embodiment of the present invention, and is indicated by 1 in FIG. For example, 1
A digital video signal whose samples are quantized to 8 bits is supplied. This digital video signal is supplied to the blocking circuit 2. The blocking circuit 2 converts data in the order of television scanning into data in the order of blocks.

ブロック化回路2では、例えば(520ライン×720画
素)の1フレームの画面が第2図に示すように、(M×
N)ブロックに細分化される。1ブロックは、例えば第
3図に示すように、(4ライン×4画素)の大きさの2
個の領域からなる。各領域は、時間的に連続する二つの
フレームに属する。また、第4図に示すように、サンプ
リングパターンがサブサンプリングにより、ブロック間
でオフセットを有するものとされている。第4図におい
て、○が伝送される画素を示し、△が伝送されない画素
を示し、次の2フレーム後の空間的に対応するブロック
では、伝送及び間引きの画素が逆の関係とされる。この
ようなサンプリングパターンは、受信側で間引かれた画
素の補間を行う場合、静止領域で良好な補間を可能とす
る。ブロック化回路2からは、B11,B12,B13,・・・・B
MNのブロックの順序に変換されたディジタルビデオ信号
が発生する。
In the blocking circuit 2, for example, a screen of one frame of (520 lines × 720 pixels) is (M ×
N) Subdivided into blocks. One block has a size of (4 lines × 4 pixels), for example, as shown in FIG.
Areas. Each region belongs to two temporally consecutive frames. Further, as shown in FIG. 4, the sampling pattern has an offset between blocks due to subsampling. In FIG. 4, ○ indicates a pixel to be transmitted, △ indicates a pixel not to be transmitted, and in a spatially corresponding block after the next two frames, transmission and thinning pixels have the opposite relationship. Such a sampling pattern enables good interpolation in a still area when interpolation is performed on the thinned pixels on the receiving side. From the blocking circuit 2, B 11 , B 12 , B 13 ,.
A digital video signal converted to the order of the MN blocks is generated.

ブロック化回路2の出力信号が検出回路3及び遅延回
路4に供給される。検出回路3は、各ブロックの最大値
MAX3及び最小値MIN3を検出し、これらの差であるダイナ
ミックレンジDR3を検出すると共に、ブロックのサンプ
ル単位の動き量例えばフレーム差FDiを検出する。1ブ
ロックを構成する二つの領域の間で、同一位置の画素の
データ同士の差が求められ、この各画素の差が絶対値に
変換されて、フレーム差FDiとされる。即ち、現フレー
ムのデータをxmiとし、前フレームのデータをxm-1iと
すると、サンプル単位のフレームFDiは、 FDi=|xmi−xm-1i| として求められる。
An output signal of the blocking circuit 2 is supplied to the detection circuit 3 and the delay circuit 4. The detection circuit 3 calculates the maximum value of each block.
The maximum value MIN3 and the minimum value MIN3 are detected, and the dynamic range DR3, which is the difference between the maximum value MIN3 and the minimum value MIN3, is detected. The difference between the data of the pixels at the same position is obtained between the two regions constituting one block, and the difference between the pixels is converted into an absolute value, which is used as the frame difference FDi. That is, the data of the current frame and x m i, the data of the previous frame and x m-1 i, frame FDi sample units, FDi = | is obtained as | x m i-x m- 1 i.

検出回路3からのフレーム差FDiがブロック動き量
(N)検出回路5に供給され、検出回路3からのダイナ
ミックレンジDR3が度数分布発生回路6に供給される。
ブロック動き量検出回路5は、後述するように、ブロッ
ク毎の16個のフレーム差FDiの夫々をしきい値と比較
し、しきい値を超えるフレーム差FDiの個数を計数す
る。この計数値が孤立点除去の処理をされて、ブロック
動き量Nとされる。ブロック動き量Nが度数分布発生回
路6に供給される。
The frame difference FDi from the detection circuit 3 is supplied to a block motion amount (N) detection circuit 5, and the dynamic range DR3 from the detection circuit 3 is supplied to a frequency distribution generation circuit 6.
As will be described later, the block motion amount detection circuit 5 compares each of the 16 frame differences FDi for each block with a threshold value and counts the number of frame differences FDi exceeding the threshold value. This count value is subjected to an isolated point removal process, and is set as a block motion amount N. The block motion amount N is supplied to the frequency distribution generation circuit 6.

この度数分布発生回路6は、ダイナミックレンジDR3
(=MAX3−MIN3+1)を縦軸とし、ブロック動き量Nを
横軸とし、ブロック単位の発生度数を2フレーム期間で
集計する。このように形成された度数分布表が積算型度
数分布発生回路7に供給され、積算型の度数分布表が形
成される。
This frequency distribution generating circuit 6 has a dynamic range DR3
The vertical axis is (= MAX3−MIN3 + 1), the block motion amount N is the horizontal axis, and the frequency of occurrence in block units is totaled over two frame periods. The frequency distribution table formed in this manner is supplied to the integrated frequency distribution generating circuit 7 to form an integrated frequency distribution table.

積算型の度数分布表を使用して、しきい値決定回路8
が最適なしきい値(レベルに関するしきい値T1〜T4及び
動きしきい値MTH)を決定する。最適なしきい値とは、
2フレーム当たりの合計ビット数が伝送路の伝送容量を
超えないように、符号化を行うことが可能なしきい値を
意味する。この最適なしきい値は、動きしきい値MTHを
パラメータとして求まる。しきい値決定回路8と関連し
て、ROM9が設けられている。このROM9には、最適なしき
い値を求めるためのプログラムが格納されている。
Threshold value determination circuit 8 using an integrated frequency distribution table
Determine the optimal thresholds (thresholds T1 to T4 for level and motion threshold MTH). The optimal threshold is
It means a threshold value at which encoding can be performed so that the total number of bits per two frames does not exceed the transmission capacity of the transmission path. This optimum threshold is obtained using the motion threshold MTH as a parameter. A ROM 9 is provided in association with the threshold value determination circuit 8. The ROM 9 stores a program for obtaining an optimum threshold.

遅延回路4を介された画素データPDは、フレーム差検
出回路10に供給される。このフレーム差検出回路10は、
前述の検出回路3と同様にして、フレーム差FDiを検出
する。フレーム差検出回路10からのフレーム差FDi及び
画素データPDがブロック動き量検出回路5と同様のブロ
ック動き量(N)検出回路11に供給され、ブロック単位
の動き量を表現する値Nが検出される。このブロック動
き量Nと画素データPDとが動き判定回路12に供給され
る。この動き判定回路12は、しきい値決定回路8からの
動きしきい値MTHとブロック動き量Nとを比較し、処理
しようとするブロックが動きブロックか、又は静止ブロ
ックかを判定する。
The pixel data PD that has passed through the delay circuit 4 is supplied to the frame difference detection circuit 10. This frame difference detection circuit 10
The frame difference FDi is detected in the same manner as the detection circuit 3 described above. The frame difference FDi and the pixel data PD from the frame difference detection circuit 10 are supplied to a block motion amount (N) detection circuit 11 similar to the block motion amount detection circuit 5, and a value N representing the motion amount in block units is detected. You. The block motion amount N and the pixel data PD are supplied to the motion determination circuit 12. The motion determination circuit 12 compares the motion threshold value MTH from the threshold value determination circuit 8 with the block motion amount N, and determines whether the block to be processed is a motion block or a still block.

(ブロック動き量N>動きしきい値MTH)の関係にあ
るブロックが動きブロックと判定され、(ブロック動き
量N≦動きしきい値MTH)の関係にあるブロックが静止
ブロックと判定される。動きブロックの画素データは、
3次元ADRCエンコーダ13に供給される。また、静止ブロ
ックの画素データは、平均化回路14に供給される。この
平均化回路14は、1ブロックに含まれる二つの領域の同
一位置の画素のデータ同士を加算してから1/2にして、
元の1ブロックの画素数の1/2の画素数のブロックを形
成する。このような処理は、駒落とし処理と称される。
平均化回路14の出力信号が2次元ADRCエンコーダ15に供
給される。これらのエンコーダ13及び15には、しきい値
決定回路8からしきい値T1〜T4が供給されている。
A block having a relationship of (block motion amount N> motion threshold MTH) is determined as a motion block, and a block having a relationship of (block motion amount N ≦ motion threshold MTH) is determined as a still block. The pixel data of the motion block is
It is supplied to the three-dimensional ADRC encoder 13. The pixel data of the still block is supplied to the averaging circuit 14. The averaging circuit 14 after adding a data each other pixels at the same position in the two areas included in one block 1/2,
To form a 1/2 the number of pixels of the block of the number of pixels original 1 block. Such a process is called a frame drop process.
The output signal of the averaging circuit 14 is supplied to a two-dimensional ADRC encoder 15. These encoders 13 and 15 are supplied with threshold values T1 to T4 from the threshold value determination circuit 8.

3次元ADRCエンコーダ13では、(4ライン×4画素×
2フレーム)の計32個の画素データの中の最大値MAX3,
最小値MIN3が検出され、(MAX3−MIN3+1=DR3)によ
りダイナミックレンジDR3が求められる。このブロック
のダイナミックレンジDR3としきい値T1〜T4との関係か
ら、コード信号DT3のビット数が定まる。即ち、(DR3≧
T1)のブロックでは、4ビットのコード信号が形成さ
れ、(T1>DR3≧T2)のブロックでは、3ビットのコー
ド信号が形成され、(T2>DR3≧T3)のブロックでは、
2ビットのコード信号が形成され、(T3>DR3≧T4)の
ブロックでは、1ビットのコード信号が形成され、(T4
>DR3)のブロックでは、0ビット、即ち、コード信号
が伝送されない。
In the three-dimensional ADRC encoder 13, (4 lines x 4 pixels x
Maximum value MAX3, out of a total of 32 pixel data (2 frames)
The minimum value MIN3 is detected, and the dynamic range DR3 is obtained from (MAX3-MIN3 + 1 = DR3). The number of bits of the code signal DT3 is determined from the relationship between the dynamic range DR3 of the block and the threshold values T1 to T4. That is, (DR3 ≧
In the block of (T1), a 4-bit code signal is formed. In the block of (T1> DR3 ≧ T2), a 3-bit code signal is formed. In the block of (T2> DR3 ≧ T3),
A 2-bit code signal is formed, and in a block of (T3> DR3 ≧ T4), a 1-bit code signal is formed and (T4
> DR3), 0 bits, that is, no code signal is transmitted.

例えば4ビット量子化の符号化の場合には、検出され
たダイナミックレンジDR3が16(=24)分割され、画素
データの各々の最小値MIN3を除去した後のデータのレベ
ルが属する範囲に対応した4ビットのコード信号DT3が
発生される。
For example, in the case of 4-bit quantization encoding, the detected dynamic range DR3 is divided into 16 (= 2 4 ) and corresponds to the range to which the data level after removing each minimum value MIN3 of the pixel data belongs. The generated 4-bit code signal DT3 is generated.

2次元ADRCエンコーダ15では、上述の3次元ADRCエン
コーダ13と同様の動作により、最大値MIN2,最小値MIN2,
ダイナミックレンジDR2の検出がされ、コード信号DT2が
形成される。但し、符号化の対象となるのは、前段の平
均化回路14により、画素数が1/2とされたデータであ
る。
In the two-dimensional ADRC encoder 15, the maximum value MIN2, the minimum value MIN2,
The dynamic range DR2 is detected, and a code signal DT2 is formed. However, the subject to coding, the pre-stage of the averaging circuit 14, a data number of pixels is 1/2.

3次元ADRCエンコーダ13の出力信号(DR3,MIN3,DT3)
と2次元ADRCエンコーダ15の出力信号(DR2,MIN2,DT2)
がセレクタ16に供給される。セレクタ16は、動き判定回
路12からの判定信号SJにより制御される。即ち、動きブ
ロックの場合には、3次元ADRCエンコーダ13の出力信号
をセレクタ16が選択し、静止ブロックの場合には、2次
元ADRCエンコーダ15の出力信号をセレクタ16が選択す
る。このセレクタ16の出力信号がフレーム化回路17に供
給される。
Output signal of 3D ADRC encoder 13 (DR3, MIN3, DT3)
And output signal of 2D ADRC encoder 15 (DR2, MIN2, DT2)
Is supplied to the selector 16. The selector 16 is controlled by a judgment signal SJ from the motion judgment circuit 12. That is, in the case of a motion block, the selector 16 selects the output signal of the three-dimensional ADRC encoder 13, and in the case of a stationary block, the selector 16 selects the output signal of the two-dimensional ADRC encoder 15. The output signal of the selector 16 is supplied to the framing circuit 17.

フレーム化回路17には、セレクタ16の出力信号の他
に、しきい値セットを指定するしきい値コードPiと判定
コードSJが供給される。しきい値コードPiは、2フレー
ム単位で変化するもので、判定コードSJは、1ブロック
単位で変化する。フレーム化回路17は、入力信号をフレ
ーム構造の記録データに変換する。フレーム化回路17で
は、必要に応じて、エラー訂正符号の符号化の処理がな
される。フレーム化回路17の出力端子18に得られた記録
データが図示せずも、記録アンプ、回転トランス等を介
して回転ヘッドに供給され、磁気テープに記録される。
To the framing circuit 17, in addition to the output signal of the selector 16, a threshold code Pi specifying a threshold set and a determination code SJ are supplied. The threshold code Pi changes in units of two frames, and the judgment code SJ changes in units of one block. The framing circuit 17 converts the input signal into recording data having a frame structure. In the framing circuit 17, an error correction code is encoded as necessary. The recording data obtained at the output terminal 18 of the framing circuit 17 is supplied to a rotary head via a recording amplifier, a rotary transformer, etc., though not shown, and is recorded on a magnetic tape.

b.ADRCエンコーダ 第5図は、3次元ADRCエンコーダ13の一例の構成を示
す。第5図において、21が入力端子を示し、この入力端
子21には、最大値検出回路22,最小値検出回路23及び遅
延回路24が接続されている。最大値検出回路22により検
出された最大値MAX3が減算回路25に供給される。最小値
検出回路23により検出された最小値MIN3が減算回路25に
供給され、この減算回路25の出力信号が+1加算回路27
に供給される。+1加算回路27から(MAX3−MIN3+1)
で表されるダイナミックレンジDR3が得られる。
b. ADRC Encoder FIG. 5 shows an example of the configuration of the three-dimensional ADRC encoder 13. In FIG. 5, reference numeral 21 denotes an input terminal, to which a maximum value detection circuit 22, a minimum value detection circuit 23, and a delay circuit 24 are connected. The maximum value MAX3 detected by the maximum value detection circuit 22 is supplied to the subtraction circuit 25. The minimum value MIN3 detected by the minimum value detection circuit 23 is supplied to the subtraction circuit 25, and the output signal of the subtraction circuit 25 is added to the +1 addition circuit 27.
Supplied to From the +1 adder circuit 27 (MAX3-MIN3 + 1)
The dynamic range DR3 represented by is obtained.

遅延回路24を介された画素データが減算回路26に供給
される。この減算回路26には、最小値MIN3が供給され、
減算回路26から最小値除去後の画素データPDIが発生す
る。この画素データPDIが量子化回路30に供給される。
ダイナミックレンジDR3は、出力端子31に取り出される
と共に、ROM28に供給される。ROM28には、端子29からし
きい値決定回路8で発生したしきい値コードPiが供給さ
れている。このROM28からは、量子化ステップΔ及びビ
ット数を示すビット数コードNbが発生する。
The pixel data that has passed through the delay circuit 24 is supplied to the subtraction circuit 26. The minimum value MIN3 is supplied to the subtraction circuit 26,
The pixel data PDI after the removal of the minimum value is generated from the subtraction circuit 26. This pixel data PDI is supplied to the quantization circuit 30.
The dynamic range DR3 is taken out to the output terminal 31 and supplied to the ROM 28. The ROM 28 is supplied with a threshold code Pi generated by the threshold determination circuit 8 from a terminal 29. From the ROM 28, a quantization step Δ and a bit number code Nb indicating the number of bits are generated.

量子化回路30には、量子化ステップΔが供給され、最
小値除去後のデータPDIと量子化ステップΔからコード
信号DT3が形成される。このコード信号DT3が出力端子34
に取り出される。これらの出力端子31,32,33,34に発生
する出力信号がフレーム化回路17に供給される。ビット
数コードNbは、フレーム化回路17において、有効なビッ
トを選択するのに使用される。
The quantization circuit 30 is supplied with the quantization step Δ, and the code signal DT3 is formed from the data PDI after the removal of the minimum value and the quantization step Δ. This code signal DT3 is output terminal 34
Is taken out. Output signals generated at these output terminals 31, 32, 33, 34 are supplied to the framing circuit 17. The bit number code Nb is used in the framing circuit 17 to select valid bits.

上述の量子化回路30におけるコード信号DT3の形成に
ついて説明する。一般的に、nビットを割り当てる符号
化の場合では、原データPDのレベルをLi、量子化コード
をQiと表すと、 で求められる。〔 〕の記号は、切り捨てを意味す
る。
The formation of the code signal DT3 in the quantization circuit 30 will be described. In general, in the case of encoding in which n bits are allocated, when the level of the original data PD is represented by Li and the quantization code is represented by Qi, Is required. [] Means truncation.

また、復号側では、復元レベルをiと表すと、 i=(DR3/2n)×(Qi+0.5)+MIN3=Δ×(Qi+0.
5)+MIN3 の処理がなされる。
On the decoding side, when the restoration level is represented by i, i = (DR3 / 2 n ) × (Qi + 0.5) + MIN3 = Δ × (Qi + 0.
5) + MIN3 processing is performed.

c.ブロック動き量検出回路の一例 ブロック動き量を表す値Nは、ブロック内の各サンプ
ルの動き表現値であるフレーム差FDiとしきい値とを比
較し、しきい値以上のサンプル数を計数し、この計数値
に孤立点除去の処理を施すことで求められる。サンプル
の動き表現値としては、フレーム差FDi以外に、各サン
プルの二乗差等を使用しても良い。
c. Example of block motion amount detection circuit The value N representing the block motion amount is obtained by comparing the frame difference FDi, which is the motion expression value of each sample in the block, with a threshold value, and counting the number of samples equal to or larger than the threshold value Is obtained by performing an isolated point removal process on this count value. As the motion expression value of the sample, a square difference of each sample may be used instead of the frame difference FDi.

上述のブロック動き量を表す値Nを検出する回路5及
び11は、第6図に示す構成とされている。第6図におい
て、41で示す入力端子からフレーム差FDiが比較回路42
に供給される。比較回路42には、端子43からしきい値Tm
が供給されている。比較回路42は、(FDi>Tm)の時
に、ハイレベルの比較出力を発生し、比較回路42の比較
出力がカウンタ44のイネーブル端子ENに供給される。
The circuits 5 and 11 for detecting the value N representing the block motion amount have the configuration shown in FIG. In FIG. 6, a frame difference FDi from an input terminal indicated by 41 is compared with a comparison circuit 42.
Supplied to The comparison circuit 42 has a threshold value Tm
Is supplied. The comparison circuit 42 generates a high-level comparison output when (FDi> Tm), and the comparison output of the comparison circuit 42 is supplied to the enable terminal EN of the counter 44.

カウンタ44は、比較出力がハイレベルの期間に端子45
からのサンプルクロックを計数し、端子46からのブロッ
ク周期のクロックでクリアされる。この例では、1ブロ
ック当たりで16個のフレーム差FDiが求まるので、カウ
ンタ44の計数値nは、(0〜16)の範囲で何れかの値と
なる。カウンタ44の計数値nは、ブロックの動き量が大
きい時には、大きな値となり、ブロックの動き量が少な
い時には、小さな値となり、ブロックの動きの量を表
す。フレーム差の最大値をブロック動き量の表現値とし
て使用する場合には、突出したノイズにより、最大値が
かなり大きくなるが、計数値nの場合には、突出したノ
イズの場合でも、1個として計数されるので、ノイズの
影響が低減される。
The counter 44 is connected to the terminal 45 during the period when the comparison output is at the high level.
, And is cleared by the clock of the block cycle from the terminal 46. In this example, since 16 frame differences FDi are obtained per block, the count value n of the counter 44 takes any value in the range of (0 to 16). The count value n of the counter 44 has a large value when the motion amount of the block is large, and has a small value when the motion amount of the block is small, and indicates the amount of motion of the block. When the maximum value of the frame difference is used as the expression value of the block motion amount, the maximum value becomes considerably large due to the prominent noise. Since counting is performed, the influence of noise is reduced.

カウンタ44の計数値nがROM47に供給される。ROM47で
は、孤立点除去の処理がされる。即ち、ROM47からの出
力Nは、孤立点しきい値をKmとすると、 N=0(n<Km) N=n(n≧Km) とされる。カウンタ44の計数値nがしきい値Kmより少
ない時には、ノイズとして孤立点の可能性が高いので、
(N=0)とする。ROM47の出力信号がレジスタ48を介
して出力信号として取り出される。レジスタ48は、端子
49からのブロック周期のクロックに同期してROM47の出
力信号を外部に出力する。
The count value n of the counter 44 is supplied to the ROM 47. In the ROM 47, an isolated point removal process is performed. That is, the output N from the ROM 47 is N = 0 (n <Km) and N = n (n ≧ Km), where the isolated point threshold is Km. When the count value n of the counter 44 is smaller than the threshold value Km, the possibility of an isolated point as noise is high.
(N = 0). The output signal of the ROM 47 is extracted as an output signal via the register 48. Register 48 has a terminal
The output signal of the ROM 47 is output to the outside in synchronization with the clock of the block cycle from 49.

度数分布表の動き量の軸として、上述のブロック動き
量の値Nが適用され、第7図に示すように、N及びダイ
ナミックレンジDR3を二つの軸とする度数分布表が形成
される。この度数分布表の形成は、冒頭に述べたよう
に、静止ブロックとして扱われる表の部分に(+1)を
割り当て、動きブロックとして扱われる部分に(+2)
を割り当てる方法又は、1画面(2フレーム期間)の発
生するブロックの数を割り当てる方法を使用することが
できる。実際には、度数分布表は、メモリを使用し、メ
モリの水平方向のアドレス及び垂直方向のアドレスがN
及びDR3で指定される構成とされる。
The above-described block motion amount value N is applied as an axis of the motion amount of the frequency distribution table, and a frequency distribution table having N and the dynamic range DR3 as two axes is formed as shown in FIG. As described at the beginning, the frequency distribution table is formed by assigning (+1) to a portion of the table treated as a still block and (+2) to a portion treated as a motion block.
Or a method of allocating the number of blocks in which one screen (two frame periods) occurs. In practice, the frequency distribution table uses memory, and the horizontal and vertical addresses of the memory are N
And DR3.

この度数分布表が積算型度数分布発生回路7により、
積算型の度数分布表に変換される。しきい値決定回路8
では、積算型の度数分布表に対して、動きしきい値MTH
及びレベルに関するしきい値T1〜T4が適用されることに
より、発生情報量が算出される。求められた発生情報量
が目標値と比較され、目標値を発生情報量が超えない範
囲で、動きしきい値MTH及びしきい値T1〜T4が決定され
る。動きしきい値MTHにより、駒落とし処理がされ、し
きい値T1〜T4がADRCエンコーダ13及び15で使用される。
This frequency distribution table is obtained by the integrated frequency distribution generation circuit 7.
It is converted into an integrated frequency distribution table. Threshold value determination circuit 8
In the integration type frequency distribution table, the motion threshold MTH
The generated information amount is calculated by applying the thresholds T1 to T4 regarding the level and the level. The calculated amount of generated information is compared with the target value, and the motion threshold value MTH and the threshold values T1 to T4 are determined in a range where the generated information amount does not exceed the target value. Frame drop processing is performed by the motion threshold MTH, and the thresholds T1 to T4 are used by the ADRC encoders 13 and 15.

なお、ブロック内の総サンプル数が一定であるので、
フレーム差FDiがしきい値以下のサンプル数を計数し
て、この計数値を使用しても良い。また、第1図におい
ては、検出回路3及びブロック動き量検出回路5と別に
フレーム差検出回路10及びブロック動き量検出回路11を
設けているが、検出回路3及びブロック動き量検出回路
5で得られたフレーム差FDi及びブロック動き量Nを記
憶しておき、この記憶されている値を用いて、動き判定
を行うようにしても良い。更に、3次元ADRCエンコーダ
13と2次元ADRCエンコーダ15とは、共通の回路構成とす
ることが出来る。
Since the total number of samples in a block is constant,
The number of samples in which the frame difference FDi is equal to or less than the threshold value may be counted, and the counted value may be used. In FIG. 1, the frame difference detection circuit 10 and the block motion detection circuit 11 are provided separately from the detection circuit 3 and the block motion detection circuit 5. The obtained frame difference FDi and the block motion amount N may be stored, and motion determination may be performed using the stored values. Furthermore, 3D ADRC encoder
13 and the two-dimensional ADRC encoder 15 can have a common circuit configuration.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明は、3次元ブロックの可変長ADRCのような高
能率符号化装置において、静止領域では、駒落とし処理
により、伝送情報量が圧縮されることを考慮して、発生
情報量を目標値より小さいものに抑える場合に、ダイナ
ミックレンジDRのみならず、動きしきい値をも導入して
いる。従って、動きしきい値を動かすことで、静止ブロ
ックとして扱われる領域が増え、その分、レベル方向の
しきい値を厳しくしなくても良い。従って、この発明に
よれば、復元画像の量子化雑音を低減できる。また、こ
の発明では、ブロックの動き量を表す値として、最大フ
レーム差ΔFではなく、各サンプルのフレーム差がしき
い値を超える個数Nを用いているので、突出したノイズ
の影響を低減でき、静止ブロック及び動きブロックの判
定を正しく行うことができる。従って、静止ブロックが
ノイズにより動きブロックと判定されるおそれを少なく
でき、駒落とし処理により発生情報量を少なくでき、レ
ベルに関してのしきい値を厳しくしなくても良く、復元
画像の画質の向上を図ることができる。
The present invention relates to a high-efficiency encoding apparatus such as a variable-length ADRC of a three-dimensional block, in which, in a stationary area, the amount of generated information is reduced from a target value in consideration of the fact that the amount of transmitted information is compressed by frame drop processing. To keep it small, a motion threshold is introduced as well as the dynamic range DR. Therefore, by moving the motion threshold value, the area treated as a still block increases, and the threshold value in the level direction does not have to be strict. Therefore, according to the present invention, the quantization noise of the restored image can be reduced. Further, in the present invention, as the value indicating the amount of motion of the block, not the maximum frame difference ΔF, but the number N where the frame difference of each sample exceeds the threshold value, the influence of prominent noise can be reduced, It is possible to correctly determine a still block and a moving block. Therefore, it is possible to reduce the possibility that a still block is determined to be a motion block due to noise, reduce the amount of information generated by the frame dropping process, eliminate the need for strict thresholds for levels, and improve the image quality of a restored image. Can be planned.

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

第1図はこの発明の一実施例を記録側の構成を示すブロ
ック図、第2図、第3図及び第4図はブロックの構成の
説明のための略線図、第5図はADRCエンコーダの一例の
ブロック図、第6図はブロック動き量検出回路の一例の
ブロック図、第7図は度数分布表を示す略線図、第8図
は先に提案されている積算型の度数分布を使用したバッ
ファリング回路の一例の説明に用いるための略線図、第
9図、第10図及び第11図は先に提案されているバッファ
リング回路の他の例の説明に用いる略線図、第12図、第
13図及び第14図は先に提案されているバッファリング回
路の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:ディジタルビデオ信号の入力端子、2:ブロック化回
路、3:検出回路、5,11:ブロック動き量検出回路、6:度
数分布発生回路、7:積算型度数分布発生回路、8:しきい
値決定回路、10:フレーム差検出回路、12:動き判定回
路、13:3次元ADRCエンコーダ、14:平均化回路、15:2次
元ADRCエンコーダ。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration on the recording side according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2, 3, and 4 are schematic diagrams for explaining the configuration of the block, and FIG. 5 is an ADRC encoder. FIG. 6 is a block diagram of an example of a block motion amount detection circuit, FIG. 7 is a schematic diagram showing a frequency distribution table, and FIG. FIG. 9, FIG. 10, FIG. 10 and FIG. 11 are schematic diagrams used to explain another example of the buffering circuit proposed earlier, FIG. 12, FIG.
FIGS. 13 and 14 are schematic diagrams used to explain still another example of the buffering circuit proposed previously. Explanation of main symbols in the drawings 1: Digital video signal input terminal, 2: Blocking circuit, 3: Detection circuit, 5, 11: Block motion amount detection circuit, 6: Frequency distribution generation circuit, 7: Integration type frequency distribution Generation circuit, 8: threshold value determination circuit, 10: frame difference detection circuit, 12: motion determination circuit, 13: three-dimensional ADRC encoder, 14: averaging circuit, 15: two-dimensional ADRC encoder.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ディジタル画像信号の複数フレームに属す
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
の最大値及び最小値の差であるダイナミックレンジを求
める手段と、 上記ブロック毎にサンプル単位の動き量を検出する手段
と、 上記動き量をしきい値と比較し、しきい値を超えるサン
プル数を計数し、計数値を出力する手段と、 上記ブロック毎のダイナミックレンジ及び上記計数値を
軸とする所定期間の度数分布表を求める手段と、 上記計数値が所定値以下のブロックについて、複数フィ
ールド間の対応画素データの平均をとり駒落とし処理を
行う手段と、 上記ブロック内の複数の画素データをそのブロックのダ
イナミックレンジに応じて圧縮符号化する手段と、 上記ダイナミックレンジに対して適用され、符号化ビッ
ト数を決定するしきい値と、上記計数値とを、上記度数
分布表に対して与えることによって、発生情報量を求
め、上記発生情報量が伝送容量を超えないように、上記
しきい値及び上記計数値の所定値を設定する手段と を有することを特徴とする高能率符号化装置。
A means for obtaining a dynamic range, which is a difference between a maximum value and a minimum value of a plurality of pixel data included in a block including an area belonging to a plurality of frames of a digital image signal; Means for detecting the amount; means for comparing the amount of motion with a threshold value, counting the number of samples exceeding the threshold value, and outputting a count value; and a dynamic range for each block and the count value as an axis. Means for obtaining a frequency distribution table for a predetermined period of time, means for performing a frame drop process by taking an average of corresponding pixel data between a plurality of fields for a block whose count value is equal to or less than a predetermined value, and a plurality of pixel data in the block Means for compression encoding according to the dynamic range of the block, and the number of encoded bits applied to the dynamic range The generated information amount is obtained by giving the determined threshold value and the count value to the frequency distribution table, and the threshold value and the total amount are calculated so that the generated information amount does not exceed the transmission capacity. Means for setting a predetermined value of a numerical value.
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