JP2001136525A - 映像信号符号化装置および映像信号復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のＳＭＰＴＥ規格３１４Ｍにおける５０
Ｍｂｐｓ圧縮では、付加情報を追加できるエリアが、ダ
ミーブロックのＤＣ係数および付属情報のエリアに限ら
れており、これ以上の付加情報を追加することはできな
かった。 【解決手段】 係数変換器１０４は、映像信号変換器１
０２によって映像信号に追加されたダミーブロックに対
応する変換係数を所定の変換係数に置換し、データ置換
手段１０６は圧縮符号化器１０５より出力された圧縮デ
ータの中でダミーブロックに対応する圧縮データを付加
情報生成器１０８で生成された付加情報に置換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像データを符号
化する際に付加情報を付加する映像符号化装置と、圧縮
データの復号化と付加情報の抽出を行う映像復号化装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル映像信号を所定の圧縮
方式を用いて情報圧縮したデータを記録、伝送する符号
化装置が多く開発されている。しかし、圧縮方式の規格
化、および、圧縮アルゴリズムのハード化（ＬＳＩ化
等）には莫大な資金と労力が必要となるため、既存の規
格、および、既にハード化された圧縮方式を用いて、小
変更によって新たな映像信号符号化装置が開発されてい
る。

【０００３】例えば、ＳＭＰＴＥ（Society of Motion
Picture and Television Engineers）規格３１４Ｍで
は、映像信号を２５Ｍｂｐｓと５０Ｍｂｐｓにそれぞれ
圧縮する２種類の圧縮方式がある。２５Ｍｂｐｓ圧縮方
式は、輝度信号と色差信号との標本化比率が４：１：１
で構成されている４１１ディジタル映像信号を圧縮する
方式であり、５０Ｍｂｐｓ圧縮方式は、輝度信号と色差
信号が４：２：２で構成されている４２２ディジタル映
像信号を圧縮する方式であり、５０Ｍｂｐｓ圧縮方式は
２５Ｍｂｐｓ圧縮方式を基本にしている。

【０００４】図５は従来の技術による、映像符号化装置
の構成を示すブロック図である。以下、ＳＭＰＴＥ規格
３１４Ｍにおける、５０Ｍｂｐｓ圧縮方式を例として図
を参照しながら従来の技術を説明する。

【０００５】まず、映像信号分割器５０１は、４２２デ
ィジタル映像信号を所定の分割フォーマットに基づき輝
度信号と色差信号が２：１：１で構成されている２つの
２１１ディジタル映像信号に分割し、２つの映像信号変
換器５０２へ各々出力する。

【０００６】図６（ａ）は、映像信号分割器５０１より
出力された２１１ディジタル映像信号の一例を示す。図
６（ａ）に示すように、２１１ディジタル映像信号は、
水平垂直８画素の８×８画素で構成されたＤＣＴブロッ
クを１個の単位として、輝度信号Ｙ０,輝度信号Ｙ１,色
差信号ＣＲ,色差信号ＣＢの順番で構成されている。

【０００７】次に、映像信号変換器５０２は、入力され
た２１１ディジタル映像信号中の輝度信号に、追加信号
として所定のダミー信号を加えて、４１１ディジタル映
像信号に変換する。

【０００８】図６（ｂ）に映像信号変換器５０２から出
力された映像信号を示す。図６（ｂ）に示すように、映
像信号変換器５０２は、図６（ａ）の２１１ディジタル
映像信号に対して、輝度信号Ｙ０、輝度信号Ｙ１の後ろ
に輝度信号のダミー信号として、それぞれダミー信号Ｄ
０、Ｄ１を挿入することにより４１１ディジタル映像信
号に変換している。ダミー信号Ｄ０、Ｄ１は、８×８画
素すべて同じデータで構成されている。

【０００９】圧縮符号化器５０３は、入力された４１１
ディジタル映像信号に、ＤＣＴ変換（Discrete Cosine
Transform、以下ＤＣＴと略す）、ハフマン符号化を順
に施して、約２５Ｍｂｐｓに圧縮した圧縮データを出力
する。

【００１０】圧縮符号化器５０３は、図６（ｂ）に示す
ような４つの輝度信号のＤＣＴブロック、色差信号ＣＲ
のＤＣＴブロック、色差信号ＣＢのＤＣＴブロックで構
成された６つのＤＣＴブロックをマクロブロックとし
て、マクロブロック単位に処理を行う。

【００１１】マクロブロックの圧縮データを図７（ａ）
に示す。図７（ａ）に示すように、マクロブロックの先
頭には、ステータス情報（ＳＴＡ）、マクロブロックの
量子化番号（ＱＮＯ）が格納され、各ＤＣＴブロックに
は、ＤＣ成分（ＤＣ）、付属情報データ（ｍ０、Ｃ１、
Ｃ０）、ＡＣ成分（ＡＣ）が順に格納されている。

【００１２】また、ダミー信号Ｄ０、Ｄ１の各ブロック
は、ＤＣ成分、付属情報データ、ブロックの終了を知ら
せる符号であるＥＯＢ(End Of Block)、ダミー信号以外
のいずれかのブロックのＡＣ成分が順に格納されてい
る。

【００１３】付加情報生成器５０６は映像データ以外の
データで構成される付加情報を生成して、２つのデータ
置換器５０４へ出力する。付加情報は例えば１フレーム
などの所定の単位に対して付加される量が決まってお
り、その単位を構成するマクロブロック毎に分割して付
加される。

【００１４】データ置換器５０４は入力された圧縮デー
タの所定の位置にあるデータを付加情報生成器５０６か
ら出力された付加情報に置き換える。

【００１５】図７（ｂ）に付加情報に置き換えられた圧
縮データを示す。図６（ｂ）は、図７（ａ）に示したダ
ミー信号格納領域中のＤＣ成分データと、付属情報デー
タを合わせた領域を付加情報に置換していることを示
す。

【００１６】データ多重化器５０５は、２つのデータ変
換器５０４から出力された２５Ｍｂｐｓの圧縮データを
多重し、１つの５０Ｍｂｐｓ圧縮データとして出力す
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の映像信号符号化装置では、付加情報を置換する
領域がダミー信号格納領域中のＤＣ成分、および、付属
情報の領域に限られているため、これ以上の付加情報を
付加することは困難であり、映像信号に対応した機能が
限定されるといった問題が生じる。

【００１８】また、圧縮データと独立して付加情報を付
加することも考えられるが、符号量の増加を招くことに
なり、既存の記録装置、または、伝送装置を使用するこ
とができないといった問題が生じる。この場合に、新し
くハード（ＬＳＩ等）を開発しようとすると、莫大な資
金と労力が必要となる。

【００１９】本発明は、上記のような課題を解決するも
のであり、従来の映像信号符号化装置で生成される圧縮
データ中に、符号量を増加させることなく任意の量の付
加情報を追加することができる映像信号符号化装置およ
び映像信号復号化装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の映像信号符号化装置は、追加信号に対応する
変換係数を所定の変換係数に置換する係数置換手段を有
し、データ置換手段がダミー信号格納領域に所望のデー
タ量の付加情報を付加できるようにしたものである。

【００２１】この構成によって、本発明の映像信号符号
化装置は、圧縮データ中に、符号量を増加させることな
く任意の量の付加情報を追加することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の第１の発明は、付加情報
を生成する付加情報生成手段と、映像信号に追加信号を
追加する映像信号変換手段と、前記映像信号変換手段よ
り出力される映像信号を隣接画素からなる複数画素をま
とめたブロック単位で所定の変換を施して変換係数を生
成する変換手段と、前記変換手段より出力された変換係
数の中で前記追加信号に対応する変換係数を所定の変換
係数に置換する係数変換手段と、前記係数変換手段より
出力された変換係数に所定の符号化を行い圧縮データを
生成する圧縮手段と、前記符号化手段より出力された圧
縮データの中で前記追加信号に対応する圧縮データを前
記付加情報に置換するデータ置換手段を備え、前記係数
置換手段が、前記追加信号に対応する変換係数を所定の
変換係数に置換することにより、データ置換手段が前記
追加信号に対応する圧縮データに所望のデータ量の付加
情報を付加できる作用を有する。

【００２３】また、第２の発明は、付加情報を生成する
付加情報生成手段と、映像信号に追加信号を追加する映
像信号変換手段と、前記映像信号変換手段より出力され
た映像信号を隣接画素からなる複数画素をまとめたブロ
ック単位で所定の変換を施して変換係数を生成する変換
手段と、前記変換手段より出力された変換係数の中で前
記追加信号に対応する変換係数を前記付加情報に置換す
る係数置換手段と、前記係数置換手段によって生成され
た変換係数に所定の符号化を施して圧縮データを生成す
る圧縮手段とを備え、係数置換手段が前記追加信号に対
応する変換係数に所望のデータ量の付加情報を付加でき
る作用を有する。

【００２４】また、第３の発明は、請求項１または２記
載の映像信号符号化装置で生成された圧縮データを入力
し、前記圧縮データの所定の位置にあるデータを付加情
報として取り出す付加情報抽出手段と、前記圧縮データ
の所定の位置にあるデータを所定の圧縮データと置換す
る圧縮データ変換手段と、前記圧縮データ変換手段より
出力された圧縮データを復号化して再生映像信号を生成
する復号化手段とを備え、請求項１または２記載の映像
信号符号化装置で生成された圧縮データから付加情報を
抽出し、前記映像データを復号化する際に追加信号を取
り除く作用を有する。

【００２５】また、第４の発明は、請求項３または４記
載の映像信号符号化装置で生成された圧縮データを入力
し復号化して変換係数を生成する復号化手段と、前記復
号化手段より出力された変換係数の所定の位置にある変
換係数を付加情報として抽出する付加情報抽出手段と、
前記付加情報抽出手段より出力された変換係数に逆直交
変換を施し映像信号を生成する逆変換手段と、前記逆変
換手段より出力さた映像信号から追加信号を取り除く映
像信号逆変換手段とを備え、請求項３または４記載の映
像信号符号化装置で生成された圧縮データから付加情報
を抽出し、前記映像データを復号化する際に追加信号を
取り除く作用を有する。

【００２６】以下に、本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。

【００２７】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１による映像信号符号化装置の構成を示すブロック
図である。

【００２８】図１に示すように、１０１は４２２ディジ
タル映像信号を２つの２１１ディジタル映像信号に分割
する映像信号分割器、１０２は入力された２１１ディジ
タル映像信号を４１１ディジタル映像信号に変換する映
像信号変換器、１０３は入力された４１１ディジタル映
像信号に直交変換を施す直交変換器、１０８は付加情報
を生成する付加情報生成器、１０４は直交変換器１０３
から出力される変換係数を所定の変換係数に置換する係
数変換器、１０５は入力された変換係数を所定の符号化
により約２５Ｍｂｐｓの圧縮データに符号化する圧縮符
号化器、１０６は入力された圧縮データ中の所定の位置
にあるデータを付加情報生成器１０８から出力された付
加情報に置き換えるデータ置換器、１０７は２本の２５
Ｍｂｐｓの圧縮データを多重化し、１本の５０Ｍｂｐｓ
圧縮データを出力するデータ多重化器である。

【００２９】以上のように構成された映像信号符号化装
置について、以下、その動作を説明する。

【００３０】まず、映像信号分割器１０１は、４２２デ
ィジタル映像信号を所定の分割フォーマットに基づき２
つの２１１ディジタル映像信号に分割する。

【００３１】図６（ａ）に２１１ディジタル映像信号を
示す。図６（ａ）は、２１１ディジタル映像信号が、水
平垂直８画素の８×８画素で構成されたＤＣＴブロック
を１つの単位として、輝度信号Ｙ０,輝度信号Ｙ１,色差
信号ＣＲ,色差信号ＣＢの順で構成されていることを示
す。

【００３２】次に、映像信号変換器１０２は、２１１デ
ィジタル映像信号中の輝度信号に追加信号として、所定
のダミー信号を加えて、４１１ディジタル映像信号に変
換する。

【００３３】図６（ｂ）に、ダミー信号を加えられた４
１１ディジタル映像信号を示す。図６（ｂ）に示すよう
に、図６（ａ）の２１１ディジタル映像信号の、輝度信
号Ｙ０, 輝度信号Ｙ１の後ろに、それぞれ、ダミー信号
Ｄ０、Ｄ１を追加することによって、６個のブロックで
構成された４１１ディジタル映像信号に変換している。
図６（ｂ）におけるダミー信号Ｄ０、Ｄ１は、８×８画
素すべて同じデータで構成されている。

【００３４】以降、図６（ｂ）の６個のブロックをマク
ロブロックとして、処理を行う。

【００３５】直交変換器１０３は、ＤＣＴブロック毎に
ＤＣＴを行い、１個のＤＣ係数と６３個のＡＣ係数から
なる６４個の変換係数を図８（ａ）に示す順番に従って
出力する。

【００３６】付加情報生成器１０８は、映像データ以外
のデータで構成される所定の付加情報を生成し、あらか
じめ定められた付加情報量を係数変換器１０４へ、付加
情報をデータ置換器１０５へ出力する。付加情報量は例
えば、映像信号の付属情報格納部分に格納されている。

【００３７】係数変換器１０４は、直交変換器１０３か
ら出力される変換係数を付加情報生成器１０８により入
力される付加情報の符号量に応じて所定の変換係数に置
換する。

【００３８】以下に係数変換器１０４の詳細な動作を説
明する。

【００３９】ＤＣＴブロックは、ブロックの特徴に応じ
て、４つのクラス、クラス０、クラス１、クラス２、ク
ラス３に分類される。クラスは、ブロックの重要度が高
いほど、クラス番号の小さいクラスへ割り当てられる。
例えば、エッジ成分のように、符号化による影響を受け
ないよう保護しておきたい領域は、重要度が高いクラス
０に割り当てる。

【００４０】図８（ｂ）は、ＤＣＴブロック内の６３個
のＡＣ係数が４つのエリアに分類されていることを示
す。図８（ｂ）における０から４の数字は、それぞれ、
エリア０，エリア１，エリア２，エリア３に属する変換
係数であることを示している。クラス同様、エリア番号
も、重要度が高い変換係数にはエリア番号が小さいエリ
アへ割り当てられる。

【００４１】圧縮符号化器１０５は、量子化と２次元ハ
フマン符号を組み合わせることにより符号量の圧縮を実
現する。

【００４２】量子化は、所定の符号量に収まるように、
対象の変換係数が属するＤＣＴブロックのクラスと、変
換係数が属するエリアに基づき（表１）より量子化番号
（以下、ＱＮＯ）を決定して行う。

【００４３】

【表１】

【００４４】（表１）は、クラス、エリア、および、Ｑ
ＮＯの関係を示す図で、民生用のデジタルビデオレコー
ダーの規格として知られているため、詳細な説明は省略
する。

【００４５】２次元ハフマン符号は、量子化後の非ゼロ
のＡＣ係数に対し、その係数の値（以下、Amplitude）
と、その係数までに続いた０の個数（以下、Run lengt
h）から可変長のハフマン符号を割り当てることにより
符号化を行う。

【００４６】（表２）にハフマン符号の符号長を示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】（表２）において、Run lengthとAmplitud
eが交わる部分が、対象係数とゼロラン長の符号長とな
る。例えば、Run lengthが０で、Amplitudeが２１の場
合は、９ビットとなる。実際の符号長は、（表２）に示
すハフマン符号長に係数の正負の符号１ビットを足した
ものとなる。例えば上記例では、（表２）から求めた符
号長９に１を足して１０ｂｉtとなる。

【００４９】（表２）よりRun Lengthが０でAmplitude
が２３から２５５までの間では常に１係数当たりの符号
長が１６ｂｉｔ（ハフマン符号長１５ｂｉｔ＋符号１ｂ
ｉｔ）となることが分る。

【００５０】ここで、ダミーブロックのクラスをクラス
０に設定し、６３個のＡＣ係数を２５５に置換した場合
を考える。（表１）よりＤＣＴブロック内の各エリアに
対するＱＮＯは、１，２，４，８のいずれかとなり、量
子化後の係数はそれぞれ、２５５、１２７、６３、３１
となる。

【００５１】変換後の係数を前記の２次元ハフマン符号
で行う場合、Run Lengthが０でAmplitudeが２５５、１
２７、６３、３１である場合、いずれの場合も１係数当
たりの符号長は一定の１６ｂｉｔとなる。

【００５２】ダミーブロックあたりの符号量をＬとする
と、直交変換器１０３から出力されるＡＣ係数の先頭か
らｎ（ｎは自然数）番目までの係数を２５５に置換し、
それ以外の係数を０とした場合、０以外の係数は１６ｂ
ｉｔが割り当てられ、０の係数にはブロックの終了時の
ＥＯＢ符号４ｂｉｔが割り当てられることから、Ｌは
（数１）で表される。

【００５３】

【数１】

【００５４】係数変換器１０４は、１ダミーブロックあ
たりの付加情報の符号量Ｌが付加情報生成器１０８から
入力された付加情報の符号量以上となる最小のｎを求
め、ダミーブロックのＡＣ係数の先頭からｎ番目までの
係数を２５５に置換し、それ以外の係数を０とする。

【００５５】圧縮符号化器１０５は、量子化と２次元ハ
フマン符号を組み合わせることにより、圧縮データを生
成する。量子化を行う際には所定の符号量に収まるよう
にクラスとエリアから（表１）を用いてＱＮＯを決定し
て、量子化を行う。その後、２次元ハフマン符号を行
い、圧縮データを生成する。

【００５６】図９（ａ）に圧縮符号化器１０５から出力
された圧縮データの一例を示す。図９（ａ）に示すよう
に、ダミーブロックＤ０、Ｄ１のＡＣ係数とＥＯＢを加
えた領域の符号量はＬビット以上となる。

【００５７】データ置換器１０６は、付加情報生成器１
０８より入力された付加情報を圧縮データ中のダミーブ
ロック領域中のＡＣ係数、およびＥＯＢを合わせた部分
と置換する。

【００５８】図９（ｂ）にデータ置換器１０６から出力
された圧縮データを示す。図９（ｂ）は、図９（ａ）に
おける、ダミーブロックＤ０、Ｄ１のＡＣ係数、および
ＥＯＢを合わせた部分が付加情報に置き換えられている
ことを示す。

【００５９】データ多重化器１０７は、２つのデータ置
換器１０６から出力された２５Ｍｂｐｓの圧縮データを
多重し、１つの５０Ｍｂｐｓの圧縮データとして出力
し、その後で記録または伝送を行う。

【００６０】なお、本実施の形態ではダミーブロック中
のＤＣ成分および付属情報データの置換を行わなかった
が、これらの領域も付加情報と置換してもよい。

【００６１】また、本実施の形態では、付加情報の符号
量はあらかじめ定められていたが、これに限定するもの
ではなく、ダミーブロック毎、フレーム毎に変更しても
よい。ダミーブロック毎に変更する場合は、符号量を付
加情報内に格納しておく必要がある。フレーム毎に変更
する場合は、1フレーム毎に符号量を格納するだけでよ
いことから、符号量の効率がよくなる。

【００６２】さらに、本実施の形態では、ダミーブロッ
クの係数の置換を２５５として説明を行ったが、これに
限定するものではなく、前述の符号量の式を満足する値
であればよい。

【００６３】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２による映像信号符号化装置の構成を示すブロック
図である。

【００６４】図２に示すように、図１と同一符号は同一
手段である。

【００６５】図２に示すように、１０１は４２２ディジ
タル映像信号を２つの２１１ディジタル映像信号に分割
する映像信号分割器、１０２は入力された２１１ディジ
タル映像信号を４１１ディジタル映像信号に変換する映
像信号変換器、１０３は入力された４１１ディジタル映
像信号に直交変換を施す直交変換器、１０８は付加情報
を生成する付加情報生成器、２０１は直交変換器１０３
から出力される係数を付加情報を置換する係数変換器、
１０５は所定の符号化により約２５Ｍｂｐｓの圧縮デー
タを出力する圧縮符号化器、１０７は２本の２５Ｍｂｐ
ｓの圧縮データを多重化し、１本の５０Ｍｂｐｓ圧縮デ
ータを出力するデータ多重化器である。

【００６６】このように構成された映像信号符号化装置
について、以下、その動作を説明する。

【００６７】本実施の形態と実施の形態１との相違点
は、係数変換器１０４が係数置換器２０１に置き換わ
り、データ置換器１０６があるかないかである。従っ
て、本実施の形態の説明においては、係数置換器２０１
が付加情報を置換する動作を中心に述べる。

【００６８】映像信号分割器１０１は、４２２ディジタ
ル映像信号を所定の分割フォーマットに基づき２つの２
１１ディジタル映像信号に分割する。

【００６９】映像信号変換器１０２は、２１１ディジタ
ル映像信号中の輝度信号に追加信号としての所定のダミ
ー信号を加えて、４１１ディジタル映像信号に変換す
る。

【００７０】直交変換器１０３は、８×８画素のＤＣＴ
ブロック毎に直交変換を行い、１個のＤＣ係数と６３個
のＡＣ係数からなる６４個の係数を図８（ａ）に示す順
番に従って出力する。

【００７１】また、付加情報生成器１０８は、所定の付
加情報を生成する。

【００７２】係数置換器２０１は、直交変換器１０３か
ら出力される変換係数内の所定の位置にある変換係数を
付加情報生成器１０８にて生成された付加情報に置換す
る。

【００７３】以下に係数置換器２０１の詳細な動作を示
す。

【００７４】ＤＣＴブロック内の６３個のＡＣ係数は図
８（ｂ）に示すようにエリア０，エリア１，エリア２，
エリア３の４種類のエリアに分類される。また各ブロッ
クはそれぞれの特徴に応じて予めクラス０、クラス１、
クラス２、クラス３の４種類のクラスに分類されてい
る。

【００７５】（表１）は、クラス、エリア、および、Ｑ
ＮＯの関係を示す図であり、係数が属するブロックのク
ラス番号と、係数が位置するエリア番号でＱＮＯが決定
される。

【００７６】ここで、入力されたダミーブロックのクラ
スを０とすると、各エリアのＱＮＯは、エリア０の場合
は１または２、エリア１およびエリア２の場合は、１，
２、または４、エリア３の場合は１，２，４，８のいず
れかの量子化が行われる。

【００７７】係数置換器２０１は、直交変換器１０３か
ら出力されるダミーブロックのＡＣ係数を、係数が属す
るエリアに応じて、付加情報生成器１０８にて生成され
る付加情報を置換する。

【００７８】この場合は、エリア０の情報には２を乗算
し、エリア１およびエリア２の情報には４を乗算し、エ
リア３の情報には８を乗算して係数の置換を行う。

【００７９】圧縮符号化器１０５は、量子化と２次元ハ
フマン符号を組み合わせることにより圧縮データを生成
する。

【００８０】量子化を行う際には、どのＱＮＯで量子化
されても、量子化する値は、係数置換器２０１において
付加情報を置換する時に乗算された値以下となるため、
量子化により付加情報が失われることはない。

【００８１】データ多重化器１０７は、２つの圧縮符号
化器１０５から出力さえた２５Ｍｂｐｓの圧縮データを
多重し、１つの５０Ｍｂｐｓの圧縮データとして出力
し、その後で記録または伝送を行う。

【００８２】なお、本実施の形態では、ダミーブロック
中のＤＣ成分および付属情報データの置換を行わなかっ
たが、これらの領域を付加情報に置換してもよい。

【００８３】また、付加情報をＡＣ係数に置換する際に
は、出力順に詰め込み、空きの部分には０を置換するこ
とで、符号化の効率が向上することは、明らかである。

【００８４】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３による映像信号復号化装置の構成を示すブロック
図である。

【００８５】図３に示すように、３０１は１本の５０Ｍ
ｂｐｓの圧縮データを２本の２５Ｍｂｐｓの圧縮データ
に分配する圧縮データ分離器、３０２は圧縮データの所
定の位置にあるデータを所定の圧縮データに置換する圧
縮データ変換器、３０３は置換された圧縮データを２１
１ディジタル映像信号に復号する復号化器、３０４は２
つの復号化器３０３から出力される２１１ディジタル映
像信号を１つの４２２ディジタル映像信号に合成して出
力する映像信号合成器、３０５は圧縮データから付加情
報を抽出する付加情報抽出器、３０６は抽出された２つ
の付加情報から必要な情報を得る付加情報合成器であ
る。

【００８６】以上のように構成された映像信号復号化装
置について、以下、その動作を説明する。

【００８７】まず、圧縮データ分離器３０１は本発明の
実施の形態１で生成された１本の５０Ｍｂｐｓの圧縮デ
ータを２本の２５Ｍｂｐｓの圧縮データに分離して出力
する。

【００８８】付加情報抽出器３０５は、図９（ｂ）に示
す圧縮データのダミーブロックＤ０、Ｄ１の中から、圧
縮データの付属情報格納部分に格納されている付加情報
の符号量分のデータを付加情報として抽出する。

【００８９】付加情報合成器３０６は、２つの付加情報
抽出器３０５から抽出された付加情報を所定の合成フォ
ーマットに基づき１つに合成して必要な情報を得る。

【００９０】圧縮データ変換器３０２は、圧縮データの
所定の位置にあるデータを所定の圧縮データに置換す
る。以下に圧縮データ変換器３０２の動作を詳細に説明
する。

【００９１】圧縮データは図９（ｂ）に示すように、ダ
ミーブロックに付加情報が置換されている。

【００９２】圧縮データ変換器３０２は、あらかじめ定
められた付加情報の符号量から（数１）の式で示したダ
ミーブロックの符号量Ｌ、および０以外の係数の個数ｎ
（ｎは自然数）を算出し、付加情報の領域にダミー信号
のＡＣ係数およびＥＯＢを置換する。

【００９３】ここで、係数についてはハフマン符号の中
で符号長が１６ｂｉｔとなるもの、例えば、Run Length
０でAmplitude２５５のハフマン符号をｎ個続けて置換
し、最後にＥＯＢコードを置換する。置換された圧縮デ
ータは図９（ａ）となる。

【００９４】復号化器３０３では、置換された圧縮デー
タに、順に復号化、逆直交変換を施して４１１ディジタ
ル映像信号を生成し、４１１ディジタル映像信号から追
加信号を取り出して、２１１ディジタル映像信号を出力
する。

【００９５】図６（ｂ）に復号化器３０３で生成された
４１１ディジタル映像信号を示す。図６（ｂ）におい
て、Ｙ０，Ｙ１は輝度信号、ＣＲ，ＣＢは色差信号、Ｄ
０，Ｄ１は追加信号としてのダミー信号である。

【００９６】図６（ａ）に復号化器３０３から最終的に
出力される２１１ディジタル映像信号を示す。図６
（ａ）に示すように、図６（ｂ）の４１１ディジタル映
像信号からダミー信号のＤ０，Ｄ１を取り除いているこ
とが分かる。

【００９７】映像信号合成器３０４は、２つの復号化器
３０３から出力された２１１ディジタル映像信号を所定
の合成フォーマットに基づき、１つの４２２ディジタル
映像信号に合成して出力する。

【００９８】なお、圧縮データ変換器３０２で置換され
るダミーブロックのハフマン符号は、実施の形態１にお
ける符号化時のハフマン符号と一致する必要はなく、圧
縮復号化器３０３にてダミーブロック以外のブロックが
正しく復号されていればよい。

【００９９】また、本実施の形態では、付加情報の符号
量Ｌはあらかじめ定められていたが、これに限定するも
のではなく、ダミーブロック毎、フレーム毎に設定され
ていてもよい。

【０１００】（実施の形態４）図４は、本発明の実施の
形態４による映像信号符号化装置の構成を示すブロック
図である。

【０１０１】図４に示すように、図３と同一符号は同一
手段である。

【０１０２】図４に示すように、３０１は１本の５０Ｍ
ｂｐｓの圧縮データを２本の２５Ｍｂｐｓの圧縮データ
に分配する圧縮データ分離器、４０１は置換された圧縮
データを復号化して変換係数を生成する復号化器、４０
２は復号化器４０１から出力された変換係数から付加情
報を抽出する付加情報抽出器、３０６は２つの付加情報
抽出器から出力された付加情報をを合成して必要な情報
を得る付加情報合成器４０３は付加情報抽出器４０２か
ら出力された変換係数に逆直交変換を行い４１１ディジ
タル映像信号を生成する逆直交変換器、４０４は逆直交
変換器４０３から出力された４１１ディジタル映像信号
から追加信号を取り除いて２１１ディジタル映像信号を
出力する映像信号逆変換器、３０４は２つの映像信号逆
変換器４０４から出力される２１１ディジタル映像信号
を４２２ディジタル映像信号に合成して出力する映像信
号合成器である。

【０１０３】このように構成された映像信号復号化装置
について、以下、その動作を説明する。

【０１０４】圧縮データ分離器３０１は、本実施の実施
の形態２で生成された１本の５０Ｍｂｐｓの圧縮データ
を２本の２５Ｍｂｐｓの圧縮データに分離して出力す
る。

【０１０５】復号化器４０１は、入力された圧縮データ
を復号化して変換係数を生成する。

【０１０６】付加情報抽出器４０２は、復号化器４０１
から出力された変換係数の中で、ダミーブロックのＡＣ
係数に対して、図８（ｂ）に示すエリア番号と（表１）
で示されるＱＮＯに従って、エリア０の場合は２で除算
し、エリア１および２の場合は４で除算し、エリア３の
場合は８で除算することにより、付加情報を復号して抽
出する。

【０１０７】付加情報合成器３０６は、２つの付加情報
抽出器から出力された付加情報を所定の合成フォーマッ
トに基づき合成して必要な情報を得る。

【０１０８】逆直交変換器４０３は、変換係数を逆直交
変換して、４１１ディジタル映像信号を出力する。

【０１０９】映像信号逆変換器４０４は、逆直交変換器
４０３から出力された４１１ディジタル映像信号から追
加信号を取り除き２１１ディジタル映像信号を出力す
る。

【０１１０】図６（ａ）に逆直交変換器４０３から出力
された４１１ディジタル映像信号、同図（ｂ）に映像信
号逆変換器４０４により４１１ディジタル映像信号から
追加信号を取り除いて生成された２１１ディジタル映像
信号を示す。

【０１１１】映像信号合成器３０４は２つの映像信号逆
変換器４０４から出力される２１１ディジタル映像信号
を所定の合成フォーマットに基づき、１つの４２２ディ
ジタル映像信号に合成して出力する。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、圧縮データの符号量を変更することな
く、任意の量の付加情報を追加できるため、映像信号に
対応した機能を増やすことができ、用途が広がる。

【０１１３】また、既存の符号化装置、復号化装置を小
変更するだけで実現できるため、資金、労力の増大を防
ぐことができる。

【０１１４】また、付加情報の量が多い場合は映像信号
の領域が減少し、付加情報の量が少ない場合は映像信号
の領域が拡大することにより、いずれの場合でも効率の
良い符号化を行うことができる。

【０１１５】また、符号化、復号化を繰り返すことによ
って生じる画質の劣化も、付加情報に必要な情報を格納
しておくことで、抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の映像信号符号化装置の
構成を示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態２の映像信号符号化装置の
構成を示すブロック図

【図３】本発明の実施の形態３の実施例の映像信号復号
化装置の構成を示すブロック図

【図４】本発明の実施の形態４の実施例の映像信号復号
化装置の構成を示すブロック図

【図５】従来の映像信号符号化装置の構成を示すブロッ
ク図

【図６】マクロブロックを説明する図

【図７】従来の映像信号符号化装置が付加情報を付加す
る方法を説明する図

【図８】直交変換の係数の出力順及びエリアを説明する
図

【図９】本発明の付加情報を付加する方法を説明する図

【符号の説明】

１０１ 映像信号分割器 １０２ 映像信号変換器 １０３ 直交変換器 １０４ 係数変換器 １０５ 圧縮符号化器 １０６ データ置換器 １０７ データ多重化器 １０８ 付加情報生成器 ２０１ 係数置換器 ３０１ 圧縮データ分離器 ３０２ 圧縮データ変換器 ３０３、４０１ 復号化器 ３０４ 映像信号合成器 ３０５、４０２ 付加情報抽出器 ３０６ 付加情報合成器 ４０３ 逆直交変換器 ４０４ 映像信号逆変換器

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Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 付加情報を生成する付加情報生成手段
   と、映像信号に追加信号を追加する映像信号変換手段
   と、前記映像信号変換手段より出力される映像信号を隣
   接画素からなる複数画素をまとめたブロック単位で所定
   の変換を施して変換係数を生成する変換手段と、前記変
   換手段より出力された変換係数の中で前記追加信号に対
   応する変換係数を所定の変換係数に置換する係数変換手
   段と、前記係数変換手段より出力された変換係数に所定
   の符号化を行い圧縮データを生成する圧縮手段と、前記
   圧縮手段より出力された圧縮データの中で前記追加信号
   に対応する圧縮データを前記付加情報に置換するデータ
   置換手段とを備えたことを特徴とする映像信号符号化装
   置。
2. 【請求項２】 係数変換手段は、変換手段より出力され
   た変換係数の中で追加信号に対応する変換係数を付加情
   報生成手段より出力された付加情報の符号量に応じて所
   定の変換係数に置換することを特徴とする請求項１記載
   の映像信号符号化装置。
3. 【請求項３】 付加情報を生成する付加情報生成手段
   と、映像信号に追加信号を追加する映像信号変換手段
   と、前記映像信号変換手段より出力された映像信号を隣
   接画素からなる複数画素をまとめたブロック単位で所定
   の変換を施して変換係数を生成する変換手段と、前記変
   換手段より出力された変換係数の中で前記追加信号に対
   応する変換係数を前記付加情報に置換する係数置換手段
   と、前記係数置換手段によって生成された変換係数に所
   定の符号化を施して圧縮データを生成する圧縮手段とを
   備えたことを特徴とする映像信号符号化装置。
4. 【請求項４】 圧縮手段は、入力された変換係数に対し
   て量子化を行う手段を含み、係数置換手段は、入力され
   た付加情報に対して、所定の乗算を行う手段を含むこと
   を特徴とする請求項３記載の映像信号符号化装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２記載の映像信号符号化
   装置で生成された圧縮データを入力し、前記圧縮データ
   の所定の位置にあるデータを付加情報として取り出す付
   加情報抽出手段と、前記圧縮データの所定の位置にある
   データを所定の圧縮データと置換する圧縮データ変換手
   段と、前記圧縮データ変換手段より出力された圧縮デー
   タを復号化し、追加信号を取り除いて再生映像信号を生
   成する復号化手段とを備えたことを特徴とする映像信号
   復号化装置。
6. 【請求項６】 請求項３または４記載の映像信号符号化
   装置で生成された圧縮データを入力し復号化して変換係
   数を生成する復号化手段と、前記復号化手段より出力さ
   れた変換係数の所定の位置にある変換係数を付加情報と
   して抽出する付加情報抽出手段と、前記付加情報抽出手
   段より出力された変換係数より映像信号を生成する逆変
   換手段と、前記逆変換手段より出力さた映像信号から追
   加信号を取り除く映像信号逆変換手段とを備えたことを
   特徴とする映像信号復号化装置。