JP2006352898A - Signal processing system, signal processor and signal processing method, encoder and encoding method, and decoder and decoding method - Google Patents

Signal processing system, signal processor and signal processing method, encoder and encoding method, and decoder and decoding method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent unauthorized copying by utilizing analog image signals by substantially degrading decoded signals in the second time and succeeding encoding and decoding. <P>SOLUTION: A reproducing machine 110 outputs an analog image signal Van1 accompanied by analog distortions (amplitude, phase). An encoding part 135 encodes a digital image signal Vdg1 obtained by performing A/D conversion for the image signal Van1. In the encoding of this case, degradation is increased when the image signal Van1 is accompanied by the analog distortions as mentioned above. For instance, block encoding using orthogonal transformation is performed. In the second and succeeding encoding and decoding operations, a block position is shifted from the block position in the first encoding and decoding due to the fluctuation of a sampling phase, and hence large degradation is generated by the encoding. By performing block formation accompanied by shuffling such that the correlation between pixel data at adjacent positions included in respective blocks becomes low, the degradation is further increased. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、信号処理システム、信号処理装置および信号処理方法、符号化装置および符号化方法、並びに復号化装置および復号化方法に関する。詳しくは、この発明は、アナログ歪みのデジタル信号への影響により符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまう符号化処理を行うことによって、2回目以降の符号化、復号化では復号化デジタル信号が著しく劣化し、符号化デジタル信号が復号化され、さらにデジタル・アナログ変換されて得られたアナログ信号を利用した不正コピーを良好に防止できるようにした信号処理装置等に係るものである。   The present invention relates to a signal processing system, a signal processing device and a signal processing method, an encoding device and an encoding method, and a decoding device and a decoding method. Specifically, according to the present invention, by performing an encoding process that increases degradation of the encoded digital signal due to the influence of analog distortion on the digital signal, the decoded digital signal is not encoded in the second encoding or decoding. The present invention relates to a signal processing apparatus or the like that can be satisfactorily deteriorated and that can properly prevent illegal copying using an analog signal obtained by decoding an encoded digital signal and further performing digital-analog conversion.

図12は、従来周知の画像表示システム200の構成例を示している。この画像表示システム200は、アナログ画像信号Vanを出力する再生機210と、この再生機210から出力されるアナログ画像信号Vanによる画像を表示するディスプレイ220とから構成されている。   FIG. 12 shows a configuration example of a conventionally known image display system 200. The image display system 200 includes a playback device 210 that outputs an analog image signal Van, and a display 220 that displays an image based on the analog image signal Van output from the playback device 210.

再生機210では、図示しない光ディスク等の記録媒体から再生された符号化デジタル画像信号を復号化部211で復号化し、さらに復号化されて得られたデジタル画像信号をD/A(Digital-to-Analog)変換器212でアナログ信号に変換することでアナログ画像信号Vanが得られる。なお、ディスプレイ220は、例えばCRT(Cathode-Ray Tube)ディスプレイ、LCD(Liquid Crystal Display)等である。   In the playback device 210, an encoded digital image signal reproduced from a recording medium such as an optical disk (not shown) is decoded by a decoding unit 211, and a digital image signal obtained by further decoding is decoded by a digital-to-digital (D / A). An analog image signal Van is obtained by conversion to an analog signal by an analog converter 212. The display 220 is, for example, a CRT (Cathode-Ray Tube) display, an LCD (Liquid Crystal Display), or the like.

ところで、このような画像表示システム200の再生機210より出力されるアナログ画像信号Vanを利用して、不正コピーが行われるおそれがあった。   By the way, there is a possibility that unauthorized copying is performed using the analog image signal Van output from the reproducing device 210 of the image display system 200.

すなわち、アナログ画像信号VanはA/D(Analog-to-Digital)変換器231でデジタル画像信号Vdgに変換されて符号化部232に供給される。符号化部232では、デジタル画像信号Vdgが符号化されて、符号化デジタル画像信号Vcdが得られる。そして、この符号化デジタル画像信号Vcdは記録部233に供給され、光ディスク等の記録媒体に記録される。   That is, the analog image signal Van is converted into a digital image signal Vdg by an A / D (Analog-to-Digital) converter 231 and supplied to the encoding unit 232. In the encoding unit 232, the digital image signal Vdg is encoded to obtain an encoded digital image signal Vcd. The encoded digital image signal Vcd is supplied to the recording unit 233 and recorded on a recording medium such as an optical disk.

従来、このようなアナログ画像信号Vanを利用した不正コピーを防止するために、著作権保護がなされている場合には、アナログ画像信号Vanをスクランブル処理して出力したり、あるいはアナログ画像信号Vanの出力を禁止することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in order to prevent illegal copying using such an analog image signal Van, when copyright protection is performed, the analog image signal Van is scrambled and output, or the analog image signal Van Prohibiting output has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

また従来、再生側の圧縮復号部または記録側の圧縮復号化部のいずれか一方もしくは両方に雑音情報発生部を設け、デジタルビデオデータに1回の処理では画像再生時に識別できない程度の雑音情報を埋め込むことにより、コピー自体は可能であるが、複数回繰り返すと画像が著しく劣化し、これによって実質的にコピーの回数を制限するデジタルビデオ装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Further, conventionally, a noise information generating unit is provided in either or both of the playback side compression decoding unit and the recording side compression decoding unit, and noise information of a level that cannot be discriminated at the time of image playback by one processing is applied to the digital video data. Copying is possible by embedding, but a digital video apparatus has been proposed in which an image deteriorates remarkably when it is repeated a plurality of times, thereby substantially limiting the number of copies (see, for example, Patent Document 2).

また従来、離散コサイン変換(DCT:Discrete Cosine Transform)等の直交変換を用いる符号化が知られている(例えば、特許文献3参照)。図13は、直交変換としてDCTを用いた符号化装置300の構成例を示している。   Conventionally, encoding using orthogonal transform such as Discrete Cosine Transform (DCT) is known (for example, see Patent Document 3). FIG. 13 shows a configuration example of an encoding apparatus 300 that uses DCT as orthogonal transform.

入力端子301に入力されるデジタル画像信号Vaはブロック化回路302に供給される。このブロック化回路302では、有効画面の画像信号Vaが、例えば(4×4)画素の大きさのブロックに分割される。   The digital image signal Va input to the input terminal 301 is supplied to the blocking circuit 302. In the blocking circuit 302, the image signal Va of the effective screen is divided into blocks having a size of (4 × 4) pixels, for example.

ブロック化回路302で得られる各ブロックのデータはDCT回路303に供給される。このDCT回路303では、各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、DCTが行われ、変換係数としての係数データが得られる。この係数データは量子化回路304に供給される。   Data of each block obtained by the blocking circuit 302 is supplied to the DCT circuit 303. The DCT circuit 303 performs DCT on the pixel data of each block for each block to obtain coefficient data as a conversion coefficient. The coefficient data is supplied to the quantization circuit 304.

量子化回路304では、各ブロックの係数データが、図示しない量子化テーブルを用いて量子化され、各ブロックの量子化係数データが順次得られる。この各ブロックの量子化係数データはエントロピー符号化回路305に供給される。この符号化回路305では、各ブロックの量子化係数データに対して、例えばハフマン符号化が行われる。この符号化回路305より出力される各ブロックのハフマン符号化信号が、出力端子306に、符号化デジタル画像信号Vbとして出力される。   In the quantization circuit 304, the coefficient data of each block is quantized using a quantization table (not shown), and the quantized coefficient data of each block is sequentially obtained. The quantized coefficient data of each block is supplied to the entropy coding circuit 305. In the encoding circuit 305, for example, Huffman encoding is performed on the quantized coefficient data of each block. The Huffman encoded signal of each block output from the encoding circuit 305 is output to the output terminal 306 as an encoded digital image signal Vb.

図14は、上述した符号化装置300に対応した復号化装置320の構成例を示している。   FIG. 14 illustrates a configuration example of a decoding device 320 corresponding to the above-described encoding device 300.

入力端子321に入力された符号化デジタル画像信号Vbはエントロピー復号化回路322に供給される。この画像信号Vbは、エントロピー符号化信号、例えばハフマン符号化信号である。復号化回路322では、画像信号Vbの復号化が行われ、各ブロックの量子化係数データが得られる。   The encoded digital image signal Vb input to the input terminal 321 is supplied to the entropy decoding circuit 322. The image signal Vb is an entropy encoded signal, for example, a Huffman encoded signal. In the decoding circuit 322, the image signal Vb is decoded, and quantized coefficient data of each block is obtained.

この各ブロックの量子化係数データは逆量子化回路323に供給される。逆量子化回路323では、各ブロックの量子化係数データに対して逆量子化が行われ、各ブロックの係数データが得られる。この各ブロックの係数データは逆DCT回路324に供給される。逆DCT回路324では、各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に逆DCTが行われて、各ブロックの画素データが得られる。   The quantization coefficient data of each block is supplied to the inverse quantization circuit 323. The inverse quantization circuit 323 performs inverse quantization on the quantized coefficient data of each block to obtain coefficient data of each block. The coefficient data of each block is supplied to the inverse DCT circuit 324. The inverse DCT circuit 324 performs inverse DCT on the coefficient data of each block for each block to obtain pixel data of each block.

このように逆DCT回路324で得られる各ブロックの画素データはブロック分解回路325に供給される。このブロック分解回路325では、データの順序がラスター走査の順序に戻される。これにより、ブロック分解回路325からは復号化デジタル画像信号Va′が得られ、この画像信号Va′は出力端子326に出力される。   Thus, the pixel data of each block obtained by the inverse DCT circuit 324 is supplied to the block decomposition circuit 325. In the block decomposition circuit 325, the data order is returned to the raster scan order. As a result, a decoded digital image signal Va ′ is obtained from the block decomposition circuit 325, and this image signal Va ′ is output to the output terminal 326.

特開2001−245270号公報JP 2001-245270 A 特開平10−289522号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-289522 特開平07−123271号公報Japanese Patent Laid-Open No. 07-123271

上述した特許文献1のようにアナログ画像信号Vanをスクランブル処理して出力したり、あるいはアナログ画像信号Vanの出力を禁止することで、不正コピーを防止できるが、ディスプレイ220に正常な画像が表示されなくなるという問題が発生する。   Unauthorized copying can be prevented by scrambled and outputting the analog image signal Van as in Patent Document 1 described above, or prohibiting the output of the analog image signal Van, but a normal image is displayed on the display 220. The problem of disappearing occurs.

また、上記した特許文献2のように、再生側の圧縮復号部または記録側の圧縮符号化部で雑音情報を埋め込むものでは、雑音情報発生部とこれを埋め込むための回路が必要となり、回路規模が増大するという問題がある。   In addition, in the case where noise information is embedded in a reproduction-side compression decoding unit or recording-side compression encoding unit as in Patent Document 2 described above, a noise information generation unit and a circuit for embedding the noise information are required, and the circuit scale is increased. There is a problem that increases.

また、上述した特許文献3のように直交変換を用いる符号化および復号化を行う場合、量子化、逆量子化を経ることになるため、画像データに劣化が発生する。しかしこの場合、2回目以降の符号化、復号化では復号化デジタル画像信号が著しく劣化するということはなく、上述したアナログ画像信号Vanを利用した不正コピーを防止することができない。   Further, when performing encoding and decoding using orthogonal transform as in Patent Document 3 described above, image data is degraded because it undergoes quantization and inverse quantization. However, in this case, in the second and subsequent encodings and decodings, the decoded digital image signal does not deteriorate significantly, and unauthorized copying using the analog image signal Van described above cannot be prevented.

この発明の目的は、画像が表示されなくなる、回路規模の増大を招く等の不都合を発生することなく、2回目以降の符号化、復号化では画像データを著しく劣化させ、アナログ信号を利用した不正コピーを防止することにある。   The object of the present invention is to prevent image data from being displayed, increase the circuit scale, etc., and to cause image data to deteriorate significantly in the second and subsequent encodings and decoding, and to use fraud using analog signals. It is to prevent copying.

この発明に係る信号処理システムは、符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、符号化手段は、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有するものである。   The signal processing system according to the present invention includes a decoding unit that performs a decoding process on an encoded digital signal to obtain a decoded digital signal, and an analog distortion associated with the decoded digital signal obtained by the decoding unit. Digital / analog conversion means for obtaining an analog signal by performing digital / analog conversion processing; and analog / digital conversion means for obtaining a digital signal by performing analog / digital conversion processing on the analog signal obtained by the digital / analog conversion means; And an encoding means for obtaining an encoded digital signal by performing an encoding process on the digital signal obtained by the analog / digital conversion means, the encoding means for the digital signal obtained by the analog / digital conversion means Block with shuffling of a predetermined pattern that lowers the correlation between data at adjacent positions. And blocking means for performing reduction, it is those having a block coding means for obtaining encoded digital signal by performing block encoding on data of each block obtained by the blocking means.

また、この発明に係る信号処理装置は、符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、符号化手段は、アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有するものである。   The signal processing apparatus according to the present invention also includes a decoding unit that performs a decoding process on an encoded digital signal to obtain a decoded digital signal, and an analog distortion for the decoded digital signal obtained by the decoding unit. Digital-to-analog conversion means for obtaining an analog signal by performing digital-to-analog conversion processing accompanied with analog and analog-to-digital conversion for obtaining a digital signal by performing analog-to-digital conversion processing on the analog signal obtained by the digital-to-analog conversion means And an encoding means for obtaining an encoded digital signal by performing an encoding process on the digital signal obtained by the analog / digital conversion means, and the encoding means is a digital signal obtained by the analog / digital conversion means Block with shuffling of a predetermined pattern that lowers the correlation between data at adjacent positions. And blocking means for performing click of those having the block encoding means for obtaining encoded digital signal by performing block encoding on data of each block obtained by the blocking means.

また、この発明に係る信号処理方法は、符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化工程と、復号化工程で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換工程と、デジタル・アナログ変換工程で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換工程と、アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、符号化工程は、アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有するものである。   In addition, the signal processing method according to the present invention includes a decoding step of performing decoding processing on an encoded digital signal to obtain a decoded digital signal, and analog distortion on the decoded digital signal obtained in the decoding step. Digital-to-analog conversion process to obtain an analog signal by performing digital-analog conversion processing accompanied with analog and analog-to-digital conversion to obtain a digital signal by performing analog-to-digital conversion processing on the analog signal obtained in the digital-to-analog conversion process A digital signal obtained in the analog / digital conversion step, and an encoding step of performing an encoding process on the digital signal obtained in the analog / digital conversion step to obtain an encoded digital signal. Block with shuffling of a predetermined pattern that lowers the correlation between data at adjacent positions. A blocking step of performing click of those having a block coding step of obtaining a coded digital signal by performing block encoding on data of each block obtained by the blocking step.

また、この発明に係る符号化装置は、第1のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号が入力される入力手段と、入力手段から入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第2のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換手段と、アナログ・デジタル変換手段から出力される第2のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、符号化手段は、第2のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有するものである。   Also, the encoding device according to the present invention is an input means for inputting an analog signal obtained by sequentially performing an encoding process, a decoding process, and a digital / analog conversion process causing analog distortion on the first digital signal. Analog / digital conversion means for performing analog / digital conversion processing on the analog signal input from the input means and outputting a second digital signal; and second digital signal output from the analog / digital conversion means Coding means for obtaining a coded digital signal by performing coding processing on the first digital signal, and the coding means has a predetermined pattern such that the correlation between data at adjacent positions with respect to the second digital signal is low. Blocking means for performing blocking with shuffling, and block coding for each block data obtained by the blocking means Those having a block coding means for obtaining No. of digital signals.

また、この発明に係る符号化方法は、第1のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号を入力する入力工程と、入力工程で入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第2のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換工程と、
アナログ・デジタル変換工程で出力される第2のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、符号化工程は、第2のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有するものである。
An encoding method according to the present invention includes an input step of inputting an analog signal obtained by sequentially performing an encoding process, a decoding process, and a digital / analog conversion process that generates analog distortion on the first digital signal. An analog-to-digital conversion process for performing an analog-to-digital conversion process on the analog signal input in the input process and outputting a second digital signal;
And an encoding step of obtaining an encoded digital signal by performing an encoding process on the second digital signal output in the analog-digital conversion step, and the encoding step is adjacent to the second digital signal Blocking process that performs blocking with shuffling of a predetermined pattern so that the correlation between the position data is low, and the block-encoded data obtained by performing block coding on the data of each block obtained in the blocking process And a block encoding step for obtaining

また、この発明に係る復号化装置は、デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する装置であって、符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化手段と、ブロック復号化手段で得られる各ブロックのデータを所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化手段とを備えるものである。   In addition, the decoding device according to the present invention provides a block code in which data of each block obtained by subjecting a digital signal to blocking with shuffling in a predetermined pattern so that the correlation between adjacent data is low An apparatus for decoding an encoded digital signal obtained by encoding, block decoding means for performing block decoding processing on the encoded digital signal, and data of each block obtained by the block decoding means And deblocking means for deblocking and deblocking based on a predetermined pattern.

また、この発明に係る復号化方法は、デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する方法であって、符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化工程と、ブロック復号化工程で得られる各ブロックのデータを所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化工程とを備えるものである。   Also, the decoding method according to the present invention is such that the data of each block obtained by performing blocking with shuffling in a predetermined pattern such that the correlation between adjacent data is low with respect to the digital signal is block code. A block decoding step of performing block decoding processing on the encoded digital signal, and data of each block obtained in the block decoding step And a deblocking step for deblocking and deblocking based on a predetermined pattern.

この発明においては、アナログ歪みを伴うアナログ信号がデジタル信号に変換され、このデジタル信号に対して符号化処理が施されて符号化デジタル信号が得られる。例えば、アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に高周波成分が除去されることで生じる歪み、デジタル・アナログ変換時に信号の位相がずれることで生じる歪み等である。ここで、符号化処理は、アナログ歪みのデジタル信号への影響により、符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまうものである。   In the present invention, an analog signal with analog distortion is converted into a digital signal, and the digital signal is subjected to encoding processing to obtain an encoded digital signal. For example, analog distortion is distortion caused by removing a high frequency component during digital / analog conversion, distortion caused by a phase shift of a signal during digital / analog conversion, and the like. Here, the encoding process increases deterioration of the encoded digital signal due to the influence of analog distortion on the digital signal.

この場合、2回目以降の符号化、復号化に関しては、必ず、アナログ歪みを伴うアナログ信号に対応したデジタル信号に上述した符号化処理が施されることとなり、符号化デジタル信号の劣化が大きくなる。したがって、アナログ信号を利用した不正コピーを防止することができる。   In this case, with regard to encoding and decoding for the second and subsequent times, the above-described encoding processing is always performed on the digital signal corresponding to the analog signal with analog distortion, and the deterioration of the encoded digital signal becomes large. . Therefore, unauthorized copying using an analog signal can be prevented.

例えば、符号化はブロック符号化である。この場合、アナログ信号に対応したデジタル信号がブロック化され、各ブロックのデータに対してブロック符号化が行われる。この場合、ブロック化は、例えば、各ブロックに含まれる隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化とされる。これにより、上述した2回目以降の符号化、復号化に関して、符号化処理で失われる情報、例えば高周波成分を多くでき、復号化デジタル信号の劣化がより大きくなる。   For example, the encoding is block encoding. In this case, the digital signal corresponding to the analog signal is blocked, and block coding is performed on the data of each block. In this case, the blocking is, for example, blocking with a predetermined pattern of shuffling so that the correlation between data at adjacent positions included in each block is low. As a result, with respect to the second and subsequent encodings and decodings described above, information lost in the encoding process, for example, high frequency components can be increased, and the degradation of the decoded digital signal is further increased.

この発明によれば、アナログ歪みのデジタル信号への影響により符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまう符号化処理を行うものであり、2回目以降の符号化、復号化では復号化デジタル信号が著しく劣化し、符号化デジタル信号が復号化され、さらにデジタル・アナログ変換されて得られたアナログ信号を利用した不正コピーを良好に防止できる。   According to the present invention, the encoding process that increases the deterioration of the encoded digital signal due to the influence of the analog distortion on the digital signal is performed, and the decoded digital signal is not encoded in the second encoding and decoding. It is possible to satisfactorily prevent illegal copying using an analog signal obtained by remarkably deteriorating, decoding an encoded digital signal, and further performing digital-analog conversion.

また、この発明によれば、ブロック符号化を行うものであって、ブロックに含まれる隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うものであり、2回目以降の符号化、復号化における復号化デジタル信号の劣化をより大きくできる。   In addition, according to the present invention, block encoding is performed, and blocking with shuffling of a predetermined pattern is performed so that the correlation between data at adjacent positions included in the block is low. Degradation of the decoded digital signal in subsequent encoding and decoding can be further increased.

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図1は、実施の形態としての画像表示システム100の構成を示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an image display system 100 as an embodiment.

この画像表示システム100は、アナログ画像信号Van1を出力する再生機110と、この再生機110から出力されるアナログ画像信号Van1による画像を表示するディスプレイ120とを有している。   The image display system 100 includes a playback device 110 that outputs an analog image signal Van1 and a display 120 that displays an image based on the analog image signal Van1 output from the playback device 110.

再生機110では、図示しない光ディスク等の記録媒体から再生された符号化デジタル画像信号を復号化部111で復号化し、さらに復号化されて得られた復号化デジタル画像信号Vdg0をD/A変換器112でアナログ信号に変換することで、アナログ画像信号Van1が得られる。なお、ディスプレイ120は、例えばCRTディスプレイ、LCD等である。   In the reproduction device 110, a coded digital image signal reproduced from a recording medium such as an optical disk (not shown) is decoded by the decoding unit 111, and the decoded digital image signal Vdg0 obtained by further decoding is decoded by a D / A converter. By converting into an analog signal at 112, an analog image signal Van1 is obtained. The display 120 is a CRT display, LCD, or the like, for example.

この場合、アナログ画像信号Van1は、アナログ歪みを伴うものである。このアナログ歪みには、D/A変換器112でアナログ信号に変換する際に高周波成分が除去されることで生じる歪み、D/A変換器112でアナログ信号に変換する際に信号の位相がずれることで生じる歪み等が含まれる。なお、このアナログ歪みによる画像の劣化を評価する方法として、S/N(Signal-to-Noise)評価、視覚評価(視覚的劣化の評価)等がある。このアナログ歪みは、自然に生じるものでも良いし、意図的に生じさせるようにしてもよい。   In this case, the analog image signal Van1 is accompanied by analog distortion. This analog distortion includes distortion caused by removing high-frequency components when the analog signal is converted by the D / A converter 112, and the phase of the signal is shifted when the analog signal is converted by the D / A converter 112. The distortion etc. which arise by this are included. Note that methods for evaluating image degradation due to analog distortion include S / N (Signal-to-Noise) evaluation, visual evaluation (visual deterioration evaluation), and the like. This analog distortion may occur naturally or intentionally.

また、この画像表示システム100は、アナログ画像信号Van1を利用して、再び符号化処理を行い、符号化デジタル画像信号Vcdを光ディスク等の記録媒体に記録する符号化装置130を有している。   The image display system 100 further includes an encoding device 130 that performs an encoding process again using the analog image signal Van1 and records the encoded digital image signal Vcd on a recording medium such as an optical disk.

この符号化装置130は、再生機110より出力されるアナログ画像信号Van1をデジタル信号に変換するA/D変換器134と、このA/D変換器134より出力されるデジタル画像信号Vdg1を符号化する符号化部135とを有している。この符号化部135では、上述した再生機110で光ディスク等の記録媒体から再生されて得られる符号化デジタル画像信号と同様の符号化が行われる。   The encoding device 130 encodes the A / D converter 134 that converts the analog image signal Van1 output from the playback device 110 into a digital signal, and the digital image signal Vdg1 output from the A / D converter 134. And an encoding unit 135. In the encoding unit 135, encoding similar to the encoded digital image signal obtained by reproducing from the recording medium such as an optical disk by the reproducing apparatus 110 described above is performed.

図2は、符号化部135の構成を示している。この符号化部135は、デジタル画像信号Vdg1を入力する入力端子141と、この入力端子141に入力された画像データVdg1をブロック(DCTブロック)に分割するブロック化回路142と、このブロック化回路142で得られる各ブロックの画素データに対してシャフリングを行って、ブロックの再構成を行うシャフリング回路143とを有している。   FIG. 2 shows a configuration of the encoding unit 135. The encoding unit 135 includes an input terminal 141 for inputting the digital image signal Vdg1, a blocking circuit 142 for dividing the image data Vdg1 input to the input terminal 141 into blocks (DCT blocks), and the blocking circuit 142. And a shuffling circuit 143 for performing block reconfiguration by performing shuffling on the pixel data of each block obtained in (1).

この場合、ブロック化回路142およびシャフリング回路143によりブロック化手段が構成されており、このブロック化手段では、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化が行われる。   In this case, the blocking circuit 142 and the shuffling circuit 143 constitute blocking means. In this blocking means, a shuffling of a predetermined pattern is performed so that the correlation between pixel data at adjacent positions included in each block is low. Blocking with rings is performed.

すなわち、ブロック化回路142では、有効画面の画像信号Vdg1が、例えば図3に示すように、(4×4)画素の大きさのブロックBLに分割される。また、シャフリング回路143では、図4に示すように、16(=4×4)個のブロックBLによりマクロブロックMBが構成され、このマクロブロックMBを構成する16個のブロックからそれぞれ1個の画素データを取り出すことで1個のブロックが再構成され、結果的にマクロブロックMBから新たな16個のブロックBL1〜BL16が再構成される。なお、図4において、「○」はブロックを構成する画素データを示している。   That is, in the blocking circuit 142, the image signal Vdg1 of the effective screen is divided into blocks BL having a size of (4 × 4) pixels, for example, as shown in FIG. In addition, in the shuffling circuit 143, as shown in FIG. 4, a macroblock MB is composed of 16 (= 4 × 4) blocks BL, and one each of the 16 blocks constituting the macroblock MB is provided. By extracting the pixel data, one block is reconstructed, and as a result, 16 new blocks BL1 to BL16 are reconstructed from the macroblock MB. In FIG. 4, “◯” indicates pixel data constituting the block.

また、符号化部135は、シャフリング回路143で得られる各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、直交変換としてのDCTを行って、変換係数としての係数データを算出するDCT回路144と、このDCT回路144からの各ブロックの係数データを、図示しない量子化テーブルを用いて量子化する量子化回路145とを有している。   Also, the encoding unit 135 performs DCT as orthogonal transform on the pixel data of each block obtained by the shuffling circuit 143 for each block, and calculates coefficient data as transform coefficients, and a DCT circuit 144 that calculates coefficient data as transform coefficients, A quantization circuit 145 that quantizes the coefficient data of each block from the DCT circuit 144 using a quantization table (not shown).

また、符号化部135は、量子化回路145で量子化された各ブロックの係数データに対して、エントロピー符号化、例えばハフマン符号化を行って符号化デジタル画像信号Vcdを得るエントロピー符号化回路146と、このエントロピー符号化回路146で得られる符号化デジタル画像信号Vcdを出力する出力端子147とを有している。   Also, the encoding unit 135 performs entropy encoding, for example, Huffman encoding, on the coefficient data of each block quantized by the quantization circuit 145 to obtain an encoded digital image signal Vcd. And an output terminal 147 for outputting the encoded digital image signal Vcd obtained by the entropy encoding circuit 146.

図2に示す符号化部135の動作を説明する。入力端子141には、デジタル画像信号Vdg1が入力される。この画像信号Vdg1はブロック化回路142に供給される。このブロック化回路142では、有効画面の画像信号Vdg1が、例えば(4×4)画素の大きさの二次元ブロックに分割される。   The operation of the encoding unit 135 shown in FIG. 2 will be described. The digital image signal Vdg1 is input to the input terminal 141. The image signal Vdg1 is supplied to the blocking circuit 142. In the blocking circuit 142, the image signal Vdg1 of the effective screen is divided into two-dimensional blocks having a size of (4 × 4) pixels, for example.

このブロック化回路142で得られる各ブロックの画素データは、さらにシャフリング回路143に供給されて、シャフリングされる。これにより、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるようなブロック化が行われる。   The pixel data of each block obtained by the blocking circuit 142 is further supplied to the shuffling circuit 143 and shuffled. Thereby, block formation is performed such that the correlation between pixel data at adjacent positions included in each block is low.

すなわち、シャフリング回路143では、図4に示すように、16(=4×4)個のブロックBLによりマクロブロックMBが構成され、このマクロブロックMBを構成する16個のブロックからそれぞれ1個の画素データを取り出すことで1個のブロックが再構成され、結果的にマクロブロックMBから新たな16個のブロックBL1〜BL16が再構成される。   That is, in the shuffling circuit 143, as shown in FIG. 4, a macroblock MB is configured by 16 (= 4 × 4) blocks BL, and one each of the 16 blocks constituting the macroblock MB is provided. By extracting the pixel data, one block is reconstructed, and as a result, 16 new blocks BL1 to BL16 are reconstructed from the macroblock MB.

シャフリング回路143で得られる各ブロックの画素データは、DCT回路144に供給される。このDCT回路144では、各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、DCTが行われて、変換係数としての係数データが算出される。この係数データは量子化回路145に供給される。   Pixel data of each block obtained by the shuffling circuit 143 is supplied to the DCT circuit 144. The DCT circuit 144 performs DCT on the pixel data of each block for each block to calculate coefficient data as a conversion coefficient. The coefficient data is supplied to the quantization circuit 145.

量子化回路145では、各ブロックの係数データが、量子化テーブルを用いて量子化され、各ブロックの量子化された係数データが順次得られる。この各ブロックの量子化された係数データはエントロピー符号化回路146に供給される。この符号化回路146では、量子化された各ブロックの係数データに対して、例えばハフマン符号化が行われる。これにより、符号化回路146からは符号化デジタル画像信号Vcdが得られ、この画像信号Vcdは出力端子147に出力される。   In the quantization circuit 145, coefficient data of each block is quantized using a quantization table, and quantized coefficient data of each block is sequentially obtained. The quantized coefficient data of each block is supplied to the entropy encoding circuit 146. In the encoding circuit 146, for example, Huffman encoding is performed on the quantized coefficient data of each block. As a result, the encoded digital image signal Vcd is obtained from the encoding circuit 146, and this image signal Vcd is output to the output terminal 147.

上述した符号化部135の処理をソフトウェアで行うこともできる。図5のフローチャートは、その場合における符号化処理の手順を示している。   The processing of the encoding unit 135 described above can also be performed by software. The flowchart of FIG. 5 shows the procedure of the encoding process in that case.

まず、ステップST1で、画像信号Vdg1を、例えば1フレーム分入力する。そして、ステップST2で、画像信号Vdg1に対して、シャフリングを伴うブロック化を行う。すなわち、画像信号Vdg1を(4×4)画素の大きさの二次元ブロックBLに分割し、さらにマクロブロックMBを構成する16個のブロックBL内で画素データのシャフリングを行って、16個のブロックBL1〜BL16を再構成する(図4参照)。   First, in step ST1, the image signal Vdg1 is input, for example, for one frame. In step ST2, the image signal Vdg1 is blocked with shuffling. That is, the image signal Vdg1 is divided into two-dimensional blocks BL having a size of (4 × 4) pixels, and pixel data is shuffled in the 16 blocks BL constituting the macroblock MB. Blocks BL1 to BL16 are reconfigured (see FIG. 4).

次に、ステップST3で、各ブロックの画素データに対し、ブロック毎に、DCTを行って、変換係数としての係数データを算出する。そして、ステップST4で、各ブロックの係数データを、量子化テーブルを用いて量子化し、各ブロックの量子化された係数データを順次得る。   Next, in step ST3, DCT is performed on the pixel data of each block for each block to calculate coefficient data as transform coefficients. In step ST4, the coefficient data of each block is quantized using the quantization table, and the quantized coefficient data of each block is sequentially obtained.

次に、ステップST5で、量子化された各ブロックの係数データに対して、例えばハフマン符号化を行って、符号化デジタル画像信号Vcdを生成する。そして、ステップST6で、生成された1フレーム分の画像信号Vcdを出力する。   Next, in step ST5, for example, Huffman coding is performed on the quantized coefficient data of each block to generate an encoded digital image signal Vcd. In step ST6, the generated image signal Vcd for one frame is output.

次に、ステップST7で、処理すべき全フレームに対する処理が終了したか否かを判定する。全フレームに対する処理が終了していないときは、ステップST1に戻って、次の1フレーム分の画像信号Vdg1を入力し、上述したと同様の符号化処理を行う。一方、全フレームに対する処理が終了したときは、符号化処理を終了する。   Next, in step ST7, it is determined whether or not the processing for all the frames to be processed has been completed. When the processing for all the frames has not been completed, the process returns to step ST1, and the image signal Vdg1 for the next one frame is input, and the same encoding process as described above is performed. On the other hand, when the process for all frames is completed, the encoding process is terminated.

図1に戻って、また、符号化装置130は、符号化部135より出力される符号化デジタル画像信号Vcdを光ディスク等の記録媒体に記録する記録部136を有している。この場合、記録部136では、アナログ画像信号Van1に基づくコピーが行われることとなる。   Returning to FIG. 1, the encoding device 130 also includes a recording unit 136 that records the encoded digital image signal Vcd output from the encoding unit 135 on a recording medium such as an optical disk. In this case, the recording unit 136 performs copying based on the analog image signal Van1.

また、符号化装置130は、符号化部135より出力される符号化デジタル画像信号Vcdを復号化する復号化部137と、この復号化部137で復号化されて得られた復号化デジタル画像信号Vdg2をアナログ信号に変換するD/A変換器138と、このD/A変換器138より出力されるアナログ画像信号Van2による画像を表示するディスプレイ139とを有している。ディスプレイ139は、例えばCRTディスプレイ、LCD等である。   The encoding device 130 also decodes the encoded digital image signal Vcd output from the encoding unit 135, and the decoded digital image signal obtained by decoding by the decoding unit 137. A D / A converter 138 that converts Vdg2 into an analog signal and a display 139 that displays an image based on the analog image signal Van2 output from the D / A converter 138 are provided. The display 139 is, for example, a CRT display, LCD, or the like.

図6は、復号化部137の構成を示している。この復号化部137は、符号化デジタル画像信号Vcdを入力する入力端子151と、この入力端子151に入力された画像信号Vcd(エントロピー符号化信号、例えばハフマン符号化信号である)を復号化する可変長復号化手段としてのエントロピー復号化回路152とを有している。   FIG. 6 shows the configuration of the decoding unit 137. The decoding unit 137 decodes an input terminal 151 to which the encoded digital image signal Vcd is input and an image signal Vcd (an entropy encoded signal, for example, a Huffman encoded signal) input to the input terminal 151. And an entropy decoding circuit 152 as variable length decoding means.

また、復号化部137は、復号化回路152から出力される各ブロックの量子化された係数データに対して逆量子化を行って、各ブロックの係数データを得る逆量子化回路153と、この逆量子化回路153で得られた各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に、逆DCTを行って画素データを得る逆DCT回路154とを有している。   In addition, the decoding unit 137 performs inverse quantization on the quantized coefficient data of each block output from the decoding circuit 152, and obtains coefficient data of each block, An inverse DCT circuit 154 that obtains pixel data by performing inverse DCT for each block on the coefficient data of each block obtained by the inverse quantization circuit 153 is provided.

また、復号化部137は、逆DCT回路154より得られる各ブロックの画素データに対してデシャフリングを行うデシャフリング回路155と、デシャフリング回路155で得られる各ブロックの画素データをブロック化前の位置に戻し、復号化デジタル画像信号Vdg2を得るブロック分解回路156と、このブロック分解回路156より出力される画像信号Vdg2を出力する出力端子157とを有している。ここで、デシャフリング回路155およびブロック分解回路156は、逆ブロック化手段を構成している。   In addition, the decoding unit 137 deshuffling the pixel data of each block obtained from the inverse DCT circuit 154, and returns the pixel data of each block obtained by the deshuffling circuit 155 to the position before blocking. The block decomposition circuit 156 for obtaining the decoded digital image signal Vdg2 and the output terminal 157 for outputting the image signal Vdg2 output from the block decomposition circuit 156 are provided. Here, the deshuffling circuit 155 and the block decomposition circuit 156 constitute deblocking means.

デシャフリング回路155では、上述した符号化部135におけるシャフリング回路143とは逆の処理が行われる。すなわち、デシャフリング回路155では、16個のブロックBL1〜BL16の画素データが、元の16個のブロックBLのそれぞれ対応する位置に戻される(図4参照)。また、ブロック分解回路156では、上述した符号化部135におけるブロック化回路142とは逆の処理が行われる。すなわち、ブロック分解回路156では、データの順序がラスター走査の順序に戻される。   In the deshuffling circuit 155, the reverse process of the shuffling circuit 143 in the encoding unit 135 described above is performed. That is, in the deshuffling circuit 155, the pixel data of the 16 blocks BL1 to BL16 are returned to the corresponding positions of the original 16 blocks BL (see FIG. 4). Further, the block decomposition circuit 156 performs a process reverse to that of the block circuit 142 in the encoding unit 135 described above. That is, in the block decomposition circuit 156, the data order is returned to the raster scan order.

図6に示す復号化部137の動作を説明する。符号化デジタル画像信号Vcdは入力端子151に入力される。この画像信号Vcdはエントロピー復号化回路152に供給される。この画像信号Vcdは、エントロピー符号化信号、例えばハフマン符号化信号である。復号化回路152では、画像信号Vcdの復号化が行われ、各ブロックの量子化された係数データが得られる。この各ブロックの量子化された係数データは、逆量子化回路153に供給される。   The operation of the decoding unit 137 shown in FIG. 6 will be described. The encoded digital image signal Vcd is input to the input terminal 151. This image signal Vcd is supplied to the entropy decoding circuit 152. The image signal Vcd is an entropy encoded signal, for example, a Huffman encoded signal. In the decoding circuit 152, the image signal Vcd is decoded, and quantized coefficient data of each block is obtained. The quantized coefficient data of each block is supplied to the inverse quantization circuit 153.

逆量子化回路153では、各ブロックの量子化された係数データに対して逆量子化が行われ、各ブロックの係数データが得られる。この各ブロックの係数データは逆DCT回路154に供給される。逆DCT回路154では、各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に逆DCTが行われて、各ブロックの画素データが得られる。   In the inverse quantization circuit 153, inverse quantization is performed on the quantized coefficient data of each block, and coefficient data of each block is obtained. The coefficient data of each block is supplied to the inverse DCT circuit 154. In the inverse DCT circuit 154, inverse DCT is performed for each block on the coefficient data of each block to obtain pixel data of each block.

このように逆DCT回路154で得られる各ブロックの画素データはデシャフリング回路155に供給される。このデシャフリング回路155では、16個のブロックBL1〜BL16の画素データが、元の16個のブロックBLのそれぞれ対応する位置に戻される。   Thus, the pixel data of each block obtained by the inverse DCT circuit 154 is supplied to the deshuffling circuit 155. In the deshuffling circuit 155, the pixel data of the 16 blocks BL1 to BL16 are returned to the corresponding positions of the original 16 blocks BL.

そして、このデシャフリング回路155で得られる各ブロックBLの画素データはブロック分解回路156に供給される。このブロック分解回路156では、画素データの順序がラスター走査の順序に戻される。これにより、ブロック分解回路156からは復号化デジタル画像信号Vdg2が得られ、この画像信号Vdg2は出力端子157に出力される。   Then, the pixel data of each block BL obtained by the deshuffling circuit 155 is supplied to the block decomposition circuit 156. In this block decomposition circuit 156, the order of pixel data is returned to the order of raster scanning. Thus, a decoded digital image signal Vdg2 is obtained from the block decomposition circuit 156, and this image signal Vdg2 is output to the output terminal 157.

上述した復号化部137の処理をソフトウェアで行うこともできる。図7のフローチャートは、その場合における復号化処理の手順を示している。   The processing of the decryption unit 137 described above can also be performed by software. The flowchart of FIG. 7 shows the procedure of the decoding process in that case.

まず、ステップST11で、画像信号Vcdを、例えば1フレーム分入力する。そして、ステップST12で、画像信号Vcdに対してエントロピー復号化を行って、各ブロックの量子化された係数データを得る。   First, in step ST11, the image signal Vcd is input, for example, for one frame. In step ST12, entropy decoding is performed on the image signal Vcd to obtain quantized coefficient data of each block.

次に、ステップST13で、各ブロックの量子化された係数データに対して逆量子化を行って、各ブロックの係数データを得る。そして、ステップST14で、各ブロックの係数データに対し、ブロック毎に逆DCTを行って、各ブロックの画素データを得る。   Next, in step ST13, inverse quantization is performed on the quantized coefficient data of each block to obtain coefficient data of each block. In step ST14, inverse DCT is performed for each block on the coefficient data of each block to obtain pixel data of each block.

次に、ステップST15で、デシャフリングを伴うブロック分解を行う。すなわち、16個のブロックBL1〜BL16の画素データを、元の16個のブロックBLのそれぞれ対応する位置に戻し(図4参照)、さらに画素データの順序をラスター走査の順序に戻し、復号化デジタル画像信号Vdg2を生成する。そして、ステップST16で、生成された1フレーム分の画像信号Vdg2を出力する。   Next, block decomposition with deshuffling is performed in step ST15. That is, the pixel data of the 16 blocks BL1 to BL16 are returned to the corresponding positions of the original 16 blocks BL (see FIG. 4), and the order of the pixel data is returned to the raster scan order, and the decoded digital An image signal Vdg2 is generated. In step ST16, the generated image signal Vdg2 for one frame is output.

次に、ステップST17で、処理すべき全フレームに対する処理が終了したか否かを判定する。全フレームに対する処理が終了していないときは、ステップST11に戻って、次の1フレーム分の画像信号Vcdを入力し、上述したと同様の復号化処理を行う。一方、全フレームに対する処理が終了したときは、復号化処理を終了する。   Next, in step ST17, it is determined whether or not the processing for all the frames to be processed has been completed. When the processing for all the frames has not been completed, the process returns to step ST11, the next one frame of the image signal Vcd is input, and the same decoding process as described above is performed. On the other hand, when the process for all frames is completed, the decoding process is terminated.

図1に示す符号化装置130の動作を説明する。再生機110より出力されるアナログ歪みを伴うアナログ画像信号Van1はA/D変換器134に供給され、デジタル信号に変換される。このA/D変換器134より出力されるデジタル画像信号Vdg1は符号化部135に供給される。この符号化部135では、画像信号Vdg1が符号化されて、符号化デジタル画像信号Vcdが得られる。   The operation of the encoding device 130 shown in FIG. 1 will be described. An analog image signal Van1 with analog distortion output from the playback device 110 is supplied to the A / D converter 134 and converted into a digital signal. The digital image signal Vdg1 output from the A / D converter 134 is supplied to the encoding unit 135. In the encoding unit 135, the image signal Vdg1 is encoded to obtain an encoded digital image signal Vcd.

この符号化部135では、上述したように画像信号Vdg1に対して、各ブロックに含まれる隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化が行われ、各ブロックの画素データに対して直交変換としてのDCTが行われ、各ブロックの係数データに対して量子化が行われ、さらに各ブロックの量子化された係数データに対してエントロピー符号化が行われることで、符号化デジタル画像信号Vcdが得られる。   In the encoding unit 135, as described above, the image signal Vdg1 is blocked with shuffling of a predetermined pattern so that the correlation between data at adjacent positions included in each block is low. DCT as orthogonal transform is performed on the pixel data of, the coefficient data of each block is quantized, and entropy coding is performed on the quantized coefficient data of each block. An encoded digital image signal Vcd is obtained.

この符号化部135より出力される符号化デジタル画像信号Vcdは記録部136に供給される。記録部136では、この画像信号Vcdが光ディスク等の記録媒体に記録され、アナログ画像信号Van1に基づくコピーが行われる。   The encoded digital image signal Vcd output from the encoding unit 135 is supplied to the recording unit 136. In the recording unit 136, the image signal Vcd is recorded on a recording medium such as an optical disk, and copying based on the analog image signal Van1 is performed.

再生機110より出力されるアナログ画像信号Van1が1回目の符号化、復号化を経たものである場合、上述したように記録媒体に記録された画像信号Vcdを再生した後に復号化して得られる画像信号は、2回目の符号化、復号化を経たものとなる。この場合、アナログ画像信号Van1にアナログ歪みを伴うものであることから、記録媒体に記録された画像信号Vcdを再生した後に復号化して得られる復号化デジタル画像信号は、復号化部111より出力される復号化デジタル画像信号Vdg0に比べて、大きく劣化したものとなる。   When the analog image signal Van1 output from the player 110 has been subjected to the first encoding and decoding, an image obtained by decoding after reproducing the image signal Vcd recorded on the recording medium as described above The signal is subjected to the second encoding and decoding. In this case, since the analog image signal Van1 is accompanied by analog distortion, a decoded digital image signal obtained by decoding after reproducing the image signal Vcd recorded on the recording medium is output from the decoding unit 111. Compared with the decoded digital image signal Vdg0, it is greatly deteriorated.

すなわち、例えばアナログ画像信号Van1が、アナログ信号に変換する際に信号の位相がずれることで生じる歪みを伴う場合、A/D変換器134でデジタル信号に変換する際のサンプリング位相の揺らぎのために、符号化部135でブロック化されて得られる各ブロックのブロック位置が、1回目の符号化、復号化におけるブロック位置に対してずれたものとなる。   That is, for example, when the analog image signal Van1 is distorted due to a shift in the phase of the signal when converted to an analog signal, the A / D converter 134 may cause sampling phase fluctuations when converted to a digital signal. The block position of each block obtained by blocking by the encoding unit 135 is shifted from the block position in the first encoding and decoding.

そのため、符号化部135における量子化でさらに多くの情報が失われる。すなわち、D/A変換器112から出力されるアナログ信号Van1は、高周波成分が除去された信号となり、サンプリング位置と異なる位置の信号レベルは歪みを含むものとなる。このため、A/D変換器134でサンプリング位相の揺らぎが生じると、歪みを含む信号をA/D変換することとなり、A/D変換器134で得られるデジタル信号Vdg1の量子化によって多くの情報が失われる。従って記録媒体に記録された画像信号Vcdを再生した後に復号化して得られる復号化デジタル画像信号は、再生機110の復号化部111から得られる復号化デジタル画像信号Vdg0に比べて、大きく劣化したものとなる。   Therefore, more information is lost by quantization in the encoding unit 135. That is, the analog signal Van1 output from the D / A converter 112 is a signal from which a high-frequency component has been removed, and the signal level at a position different from the sampling position includes distortion. For this reason, when the sampling phase fluctuates in the A / D converter 134, a signal including distortion is A / D converted, and much information is obtained by quantization of the digital signal Vdg1 obtained by the A / D converter 134. Is lost. Therefore, the decoded digital image signal obtained by decoding after reproducing the image signal Vcd recorded on the recording medium is greatly degraded as compared with the decoded digital image signal Vdg0 obtained from the decoding unit 111 of the player 110. It will be a thing.

ここで、上述したように、符号化部135では、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化が行われる。すなわち、ブロック化後の隣接画素間での画素データの変動は、周辺の画素データの変動と相関が低く独立したものとなる。これにより、ブロック位置のずれに伴う各ブロックの係数データの変化を大きくでき、量子化で失われる情報をさらに多くできる。すなわち、このシャフリングを行うことで、アナログ歪みの影響を増大させることができる。さらに、アナログ歪みがない場合には、シャフリングを行っても、通常の品質での再生が可能となる。   Here, as described above, the encoding unit 135 performs blocking with shuffling of a predetermined pattern such that the correlation between pixel data at adjacent positions included in each block is low. That is, pixel data fluctuations between adjacent pixels after blocking are independent of the correlation with neighboring pixel data fluctuations. Thereby, the change of the coefficient data of each block accompanying the shift of the block position can be increased, and the information lost by the quantization can be further increased. That is, by performing this shuffling, the influence of analog distortion can be increased. Furthermore, when there is no analog distortion, reproduction with normal quality is possible even if shuffling is performed.

なお、再生機110より出力されるアナログ画像信号Van1が2回目以降の符号化、復号化を経たものである場合、上述したように符号化部135で符号化され、さらに復号化されて得られる画像データは、3回目以降の符号化、復号化を経たものとなり、より一層劣化したものとなる。   When the analog image signal Van1 output from the playback device 110 has been subjected to encoding and decoding for the second time and thereafter, it is encoded by the encoding unit 135 and further decoded as described above. The image data has undergone encoding and decoding for the third and subsequent times, and is further deteriorated.

したがって、記録部136で記録媒体に記録された符号化デジタル画像信号Vcdを再生して得られる画像の画質は、再生機110より出力されるアナログ画像信号Van1による画像に比べて大幅に劣化したものとなる。よって、この符号化装置130では、良好な画質を維持したままでのコピーは不可能となる。   Therefore, the image quality of the image obtained by reproducing the encoded digital image signal Vcd recorded on the recording medium by the recording unit 136 is greatly deteriorated compared to the image by the analog image signal Van1 output from the reproducing device 110. It becomes. Therefore, the encoding device 130 cannot perform copying while maintaining good image quality.

また、符号化部135より出力される符号化デジタル画像信号Vcdは復号化部137に供給されて復号化される。この復号化部137で復号化されて得られた復号化デジタル画像信号Vdg2はD/A変換器138でアナログ画像信号Van2に変換される。そして、D/A変換器138より出力される画像信号Van2がディスプレイ139に供給される。ディスプレイ139には、この画像信号Van2による画像が表示される。   The encoded digital image signal Vcd output from the encoding unit 135 is supplied to the decoding unit 137 and decoded. A decoded digital image signal Vdg2 obtained by decoding by the decoding unit 137 is converted into an analog image signal Van2 by a D / A converter 138. Then, the image signal Van2 output from the D / A converter 138 is supplied to the display 139. The display 139 displays an image based on the image signal Van2.

この場合、再生機110より出力されるアナログ画像信号Van1が1回目の符号化、復号化を経たものである場合、上述したように符号化部135で符号化され、さらに復号化部137で復号化されて得られた画像信号Van2は、2回目の符号化、復号化を経たものとなり、上述したように大きな劣化が発生したものとなる。そのため、ディスプレイ139に表示される画像の画質は、再生機110より出力されるアナログ画像信号Van1による画像(ディスプレイ120に表示される)に比べて大幅に劣化したものとなる。   In this case, when the analog image signal Van1 output from the playback device 110 has undergone the first encoding and decoding, it is encoded by the encoding unit 135 as described above, and further decoded by the decoding unit 137. The image signal Van2 obtained by the conversion is subjected to the second encoding and decoding, and is greatly deteriorated as described above. Therefore, the image quality of the image displayed on the display 139 is significantly deteriorated as compared with the image (displayed on the display 120) based on the analog image signal Van1 output from the playback device 110.

また、図1に示す画像表示システム100の場合、符号化装置130で良好な画質を維持したままでのコピーを不可能とするために、再生機110より出力されるアナログ画像信号Van1に何等加工するものではなく、この画像信号Van1による画像の画質を落とすことはない。   Further, in the case of the image display system 100 shown in FIG. 1, in order to make it impossible for the encoding device 130 to copy while maintaining good image quality, the analog image signal Van1 output from the playback device 110 is processed in any way. The image quality of the image signal Van1 is not deteriorated.

このように本実施の形態において、符号化装置130の符号化部135では、再生機110より出力される、アナログ歪みを伴うアナログ画像信号Van1をデジタル信号に変換してなるデジタル画像信号Vdg1に対してブロック符号化を用いた符号化が行われる。そして、この符号化部135で得られる符号化デジタル画像信号Vcdが記録部136で記録媒体に記録される。   As described above, in the present embodiment, the encoding unit 135 of the encoding device 130 uses the digital image signal Vdg1 obtained by converting the analog image signal Van1 with analog distortion, which is output from the playback device 110, into a digital signal. Thus, encoding using block encoding is performed. The encoded digital image signal Vcd obtained by the encoding unit 135 is recorded on the recording medium by the recording unit 136.

この場合、再生機110より出力されるアナログ画像信号Van1が1回目の符号化、復号化を経たものである場合、記録媒体に記録された画像信号Vcdを再生した後に復号化して得られる画像信号は、2回目の符号化、復号化を経たものとなり、大きく劣化したものとなる。   In this case, when the analog image signal Van1 output from the player 110 has been subjected to the first encoding and decoding, the image signal obtained by decoding after reproducing the image signal Vcd recorded on the recording medium. Becomes the one that has undergone the second encoding and decoding and greatly deteriorated.

したがって、アナログ信号Van1を利用し、符号化装置130で再符号化して記録媒体に記録する場合、画像データに大幅な劣化が発生することから、良好な画質を維持したままでのコピーは不可能となり、アナログ画像信号を利用した不正コピーを良好に防止できる。   Therefore, when the analog signal Van1 is used and the image is re-encoded by the encoding device 130 and recorded on the recording medium, the image data is greatly deteriorated, so that it is impossible to copy while maintaining good image quality. Thus, illegal copying using an analog image signal can be satisfactorily prevented.

なお、上述実施の形態においては、符号化部135では、直交変換としてのDCTを用いたブロック符号化が行われる。この直交変換としてはDCTに限定されるものでなく、その他の直交変換、例えばDST(Discrete Sine Transform)、ウェーブレット変換等を用いるものであってもよい。また、符号化はブロック符号化に限定されるものではなく、その他の符号化であってもよい。要は、符号化処理が、アナログ歪みのデジタル信号への影響により、符号化デジタル信号の劣化を増大させてしまうものであればよい。   In the above embodiment, the encoding unit 135 performs block encoding using DCT as orthogonal transform. This orthogonal transformation is not limited to DCT, and other orthogonal transformations such as DST (Discrete Sine Transform), wavelet transformation, etc. may be used. Also, the encoding is not limited to block encoding, and may be other encoding. In short, the encoding process only needs to increase the deterioration of the encoded digital signal due to the influence of analog distortion on the digital signal.

また、ブロック符号化として直交変換を用いるものに限定されるものではなく、その他のブロック符号化であってもよい。例えば、ブロック符号化としてはADRC(Adaptive Dynamic Range Coding)であってもよい。   Further, the block coding is not limited to the one using orthogonal transform, and other block coding may be used. For example, the block coding may be ADRC (Adaptive Dynamic Range Coding).

この場合、符号化部135は、図8に示すように構成される。   In this case, the encoding unit 135 is configured as shown in FIG.

入力端子401に入力されるデジタル画像信号Vdg1はブロック化回路402に供給される。このブロック化回路402では、有効画面の画像信号Vdg1が、例えば(4×4)画素等の大きさのブロックに分割される。   The digital image signal Vdg1 input to the input terminal 401 is supplied to the blocking circuit 402. In the blocking circuit 402, the image signal Vdg1 of the effective screen is divided into blocks having a size of, for example, (4 × 4) pixels.

ブロック化回路402で得られる各ブロックの画素データはシャフリング回路143に供給される。シャフリング回路143では、ブロック化回路402で得られる各ブロックの画素データに対してシャフリング処理が行われて、ブロックの再構成が行われる(図4参照)。   Pixel data of each block obtained by the blocking circuit 402 is supplied to the shuffling circuit 143. In the shuffling circuit 143, the pixel data of each block obtained by the blocking circuit 402 is subjected to shuffling processing to reconfigure the blocks (see FIG. 4).

また、シャフリング回路143で得られる各ブロックの画素データは、最大値検出回路403および最小値検出回路404に供給される。最大値検出回路403では、ブロック毎に、ブロック内の画素データの最大値MAXが検出される。最小値検出回路404では、ブロック毎に、ブロック内の画素データの最小値MINが検出される。検出回路403,404で検出される最大値MAX、最小値MINは減算器405に供給される。この減算器405では、ダイナミックレンジDR=MAX−MINが演算される。   The pixel data of each block obtained by the shuffling circuit 143 is supplied to the maximum value detection circuit 403 and the minimum value detection circuit 404. The maximum value detection circuit 403 detects the maximum value MAX of the pixel data in the block for each block. The minimum value detection circuit 404 detects the minimum value MIN of the pixel data in the block for each block. The maximum value MAX and the minimum value MIN detected by the detection circuits 403 and 404 are supplied to the subtracter 405. In the subtractor 405, the dynamic range DR = MAX−MIN is calculated.

また、シャフリング回路143で得られる各ブロックの画素データは遅延回路406で時間調整された後に減算器407に供給される。この減算器407には、最小値検出回路404で検出される最小値MINも供給される。この減算器407では、ブロック毎に、ブロック内の画素データから当該ブロックの最小値MINが減算されて最小値除去データPDIが得られる。   Further, pixel data of each block obtained by the shuffling circuit 143 is supplied to the subtractor 407 after time adjustment by the delay circuit 406. The subtracter 407 is also supplied with the minimum value MIN detected by the minimum value detection circuit 404. In this subtractor 407, for each block, the minimum value MIN of the block is subtracted from the pixel data in the block to obtain minimum value removal data PDI.

減算器407で得られる各ブロックの最小値除去データPDIは量子化回路408に供給される。この量子化回路408には、減算器405で求められたダイナミックレンジDRが供給される。この量子化回路408では、最小値除去データPDIがダイナミックレンジDRに応じて決定される量子化ステップにより量子化される。すなわち、量子化回路408では、量子化ビット数をnとすると、最大値MAXと最小値MINとの間のダイナミックレンジDRが2n等分されたレベル範囲が設定され、最小値除去データPDIがどのレベル範囲に属するかによって、nビットのコード信号が割り当てられる。   The minimum value removal data PDI of each block obtained by the subtractor 407 is supplied to the quantization circuit 408. The quantizing circuit 408 is supplied with the dynamic range DR obtained by the subtracter 405. In the quantization circuit 408, the minimum value removal data PDI is quantized by a quantization step determined according to the dynamic range DR. That is, the quantization circuit 408 sets a level range in which the dynamic range DR between the maximum value MAX and the minimum value MIN is equally divided by 2n, where n is the number of quantization bits, and which is the minimum value removal data PDI. An n-bit code signal is assigned depending on whether it belongs to the level range.

図9は、量子化ビット数が3の場合を示しており、最大値MAXと最小値MINとの間のダイナミックレンジDRが8等分されたレベル範囲が設定され、最小値除去データPDIがどのレベル範囲に属するかによって、3ビットのコード信号(000)〜(111)が割り当てられる。図9において、th1〜th7はレベル範囲の境界を示す閾値である。   FIG. 9 shows a case where the number of quantization bits is 3, in which a level range in which the dynamic range DR between the maximum value MAX and the minimum value MIN is equally divided is set, and the minimum value removal data PDI is Depending on whether it belongs to the level range, 3-bit code signals (000) to (111) are assigned. In FIG. 9, th1 to th7 are threshold values indicating the boundaries of the level range.

図8に戻って、量子化回路408で得られるコード信号DTはデータ合成回路411に供給される。このデータ合成回路411には、減算器405で得られるダイナミックレンジDRが遅延回路409で時間調整されて供給されると共に、最小値検出回路404で検出される最小値MINも遅延回路410で時間調整されて供給される。このデータ合成回路411では、ブロック毎に、最小値MIN、ダイナミックレンジDRおよびブロック内の画素数分のコード信号DTが合成されてブロックデータが生成される。そして、このデータ合成回路411で生成された各ブロックのブロックデータが、出力端子412に符号化デジタル画像信号Vcdとして順次出力される。   Returning to FIG. 8, the code signal DT obtained by the quantization circuit 408 is supplied to the data synthesis circuit 411. The dynamic range DR obtained by the subtracter 405 is time-adjusted by the delay circuit 409 and supplied to the data synthesis circuit 411, and the minimum value MIN detected by the minimum value detection circuit 404 is also time-adjusted by the delay circuit 410. Supplied. In this data synthesizing circuit 411, block data is generated by synthesizing the minimum value MIN, the dynamic range DR, and the code signal DT corresponding to the number of pixels in the block for each block. The block data of each block generated by the data synthesis circuit 411 is sequentially output as an encoded digital image signal Vcd to the output terminal 412.

また、復号化部137は、図10に示すように構成される。   The decoding unit 137 is configured as shown in FIG.

入力端子421に入力された符号化デジタル画像信号Vcdはデータ分解回路422に供給され、ブロック毎に、最小値MIN、ダイナミックレンジDRおよびコード信号DTに分解される。   The encoded digital image signal Vcd input to the input terminal 421 is supplied to the data decomposition circuit 422 and is decomposed into a minimum value MIN, a dynamic range DR, and a code signal DT for each block.

データ分解回路422より出力される各ブロックのコード信号DTは、逆量子化回路423に供給される。この逆量子化回路423には、データ分解回路422より出力されるダイナミックレンジDRも供給される。逆量子化回路423では、各ブロックのコード信号DTが、対応したブロックのダイナミックレンジDRに基づいて逆量子化され、最小値除去データPDI′が得られる。   The code signal DT of each block output from the data decomposition circuit 422 is supplied to the inverse quantization circuit 423. The inverse quantization circuit 423 is also supplied with the dynamic range DR output from the data decomposition circuit 422. In the inverse quantization circuit 423, the code signal DT of each block is inversely quantized based on the dynamic range DR of the corresponding block, and the minimum value removal data PDI 'is obtained.

この場合、図9に示すように、ダイナミックレンジDRが量子化ビット数により等分割され、各領域の中央値L1〜L8が、各コード信号DTの復号値(最小値除去データPDI′)として利用される。   In this case, as shown in FIG. 9, the dynamic range DR is equally divided by the number of quantization bits, and the median values L1 to L8 of each region are used as decoded values (minimum value removal data PDI ′) of each code signal DT. Is done.

逆量子化回路423で得られる各ブロックの最小値除去データPDI′は加算器424に供給される。この加算器424には、データ分解回路422より出力される最小値MINも供給される。加算器424では、最小値除去データPDI′に最小値MINが加算されて、各ブロックの画素データが得られる。   The minimum value removal data PDI ′ of each block obtained by the inverse quantization circuit 423 is supplied to the adder 424. The adder 424 is also supplied with the minimum value MIN output from the data decomposition circuit 422. The adder 424 adds the minimum value MIN to the minimum value removal data PDI ′ to obtain pixel data of each block.

この加算器424で得られる各ブロックの画素データはデシャフリング回路155に供給される。このデシャフリング回路155では、16個のブロックBL1〜BL16の画素データが、元の16個のブロックBLのそれぞれ対応する位置に戻される(図4参照)。   The pixel data of each block obtained by the adder 424 is supplied to the deshuffling circuit 155. In the deshuffling circuit 155, the pixel data of the 16 blocks BL1 to BL16 are returned to the corresponding positions of the original 16 blocks BL (see FIG. 4).

そして、このデシャフリング回路155で得られる各ブロックBLの画素データはブロック分解回路425に供給される。ブロック分解回路425では、データの順序がラスター走査の順序に戻される。これにより、ブロック分解回路425からは復号化デジタル画像信号Vdg2が得られる。この画像信号Vdg2は出力端子426に出力される。   Then, the pixel data of each block BL obtained by the deshuffling circuit 155 is supplied to the block decomposition circuit 425. In the block decomposition circuit 425, the order of data is returned to the order of raster scanning. As a result, a decoded digital image signal Vdg2 is obtained from the block decomposition circuit 425. The image signal Vdg2 is output to the output terminal 426.

また、上述実施の形態においては、図4に示すように、16個のブロックBLからなるマクロブロックMB内で行うシャフリングパターンの例を示したが、シャフリングパターンはこれに限定されるものではない。要は、各ブロックに含まれる隣接位置の画素データ間の相関が低くなるようなシャフリングパターンであればよい。例えば、図11に示すように、ブロックBL内で画素データの位置を入れ換えてもよい。図11において、「○」はブロックを構成する画素データを示しており、図11Aは入れ換え前、図11Bは入れ換え後の状態である。これも一例であって、入れ換える画素データの個数や組、さらには入れ換え位置はこれに限定されない。   In the above embodiment, as shown in FIG. 4, an example of the shuffling pattern performed in the macro block MB composed of 16 blocks BL is shown. However, the shuffling pattern is not limited to this. Absent. In short, any shuffling pattern may be used so that the correlation between pixel data at adjacent positions included in each block is low. For example, as shown in FIG. 11, the position of the pixel data may be interchanged within the block BL. In FIG. 11, “◯” indicates pixel data constituting the block, FIG. 11A shows a state before replacement, and FIG. 11B shows a state after replacement. This is also an example, and the number and group of pixel data to be replaced and the replacement position are not limited to this.

また、上述実施の形態においては、画像信号を取り扱うものを示したが、この発明は音声信号を取り扱うものにも同様に適用できる。音声信号の場合には、表示手段としてのディスプレイの部分は、音声出力手段としてのスピーカが対応する。   In the above-described embodiment, the image signal is handled. However, the present invention can be similarly applied to an audio signal. In the case of an audio signal, a display portion serving as a display unit corresponds to a speaker serving as an audio output unit.

実施の形態としての画像表示システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image display system as embodiment. 符号化部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an encoding part. ブロック化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating blocking. シャフリングパターンの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of a shuffling pattern. 符号化処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of an encoding process. 復号化部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a decoding part. 復号化処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of a decoding process. 符号化部の他の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structure of an encoding part. ADRCの量子化、逆量子化の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement of the quantization of ADRC, and an inverse quantization. 復号化部の他の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structure of a decoding part. シャフリングパターンの他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of a shuffling pattern. 従来の画像表示システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional image display system. 従来の符号化装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional encoding apparatus. 従来の復号化装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional decoding apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

100・・・画像表示システム、110・・・再生機、111・・・復号化部、112・・・D/A変換器、120,139・・・ディスプレイ、130・・・符号化装置、134・・・A/D変換器、135・・・符号化部、136・・・記録部、137・・・復号化部、138・・・D/A変換器、141・・・入力端子、142・・・ブロック化回路、143・・・シャフリング回路、144・・・DCT回路、145・・・量子化回路、146・・・エントロピー符号化回路、147・・・出力端子、151・・・入力端子、152・・・エントロピー復号化回路、153・・・逆量子化回路、154・・・逆DCT回路、155・・・デシャフリング回路、156・・・ブロック分解回路、157・・・出力端子   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Image display system, 110 ... Reproduction machine, 111 ... Decoding part, 112 ... D / A converter, 120,139 ... Display, 130 ... Encoding apparatus, 134 ... A / D converter, 135 ... encoding unit, 136 ... recording unit, 137 ... decoding unit, 138 ... D / A converter, 141 ... input terminal, 142 ... Blocking circuit, 143 ... Shuffling circuit, 144 ... DCT circuit, 145 ... Quantization circuit, 146 ... Entropy coding circuit, 147 ... Output terminal, 151 ... Input terminal, 152 ... entropy decoding circuit, 153 ... inverse quantization circuit, 154 ... inverse DCT circuit, 155 ... deshuffling circuit, 156 ... block decomposition circuit, 157 ... output terminal

Claims (26)

符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、
上記復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、
上記デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、
上記符号化手段は、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有する
ことを特徴とする信号処理システム。
Decoding means for performing a decoding process on the encoded digital signal to obtain a decoded digital signal;
Digital / analog conversion means for obtaining an analog signal by performing digital-analog conversion processing with analog distortion on the decoded digital signal obtained by the decoding means;
Analog-digital conversion means for obtaining a digital signal by performing analog-digital conversion processing on the analog signal obtained by the digital-analog conversion means,
Encoding means for performing an encoding process on the digital signal obtained by the analog-digital conversion means to obtain an encoded digital signal;
The encoding means is
Blocking means for performing blocking with shuffling of a predetermined pattern such that the correlation between data at adjacent positions is low with respect to the digital signal obtained by the analog / digital conversion means;
And a block encoding unit that obtains an encoded digital signal by performing block encoding on the data of each block obtained by the blocking unit.
符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化手段と、
上記復号化手段で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換手段と、
上記デジタル・アナログ変換手段で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換手段と、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、
上記符号化手段は、
上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有する
ことを特徴とする信号処理装置。
Decoding means for performing a decoding process on the encoded digital signal to obtain a decoded digital signal;
Digital / analog conversion means for obtaining an analog signal by performing digital-analog conversion processing with analog distortion on the decoded digital signal obtained by the decoding means;
Analog-digital conversion means for obtaining a digital signal by performing analog-digital conversion processing on the analog signal obtained by the digital-analog conversion means,
Encoding means for performing an encoding process on the digital signal obtained by the analog-digital conversion means to obtain an encoded digital signal;
The encoding means is
Blocking means for performing blocking with shuffling of a predetermined pattern such that the correlation between data at adjacent positions is low with respect to the digital signal obtained by the analog / digital conversion means;
And a block coding unit that obtains an encoded digital signal by performing block coding on the data of each block obtained by the blocking unit.
上記ブロック化は、上記アナログ・デジタル変換手段で得られるデジタル信号から、所定数だけ位置が離れたデータを1つのブロックとするブロック化である
ことを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。
3. The signal processing apparatus according to claim 2, wherein the block forming is a block forming data having a predetermined number of positions away from a digital signal obtained by the analog / digital conversion means as one block. .
上記ブロック化は、ブロック内の少なくとも一組以上のデータが入れ換わるようなシャフリングを伴うブロック化である
ことを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。
The signal processing apparatus according to claim 2, wherein the block formation is block formation accompanied by shuffling such that at least one set of data in the block is exchanged.
上記ブロック符号化手段は、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対して直交変換をして変換係数を得る直交変換手段と、
上記直交変換手段からの各ブロックの変換係数を量子化する量子化手段とを有する
ことを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。
The block encoding means includes
Orthogonal transform means for obtaining transform coefficients by performing orthogonal transform on the data of each block obtained by the blocking means;
The signal processing apparatus according to claim 2, further comprising: a quantization unit that quantizes the transform coefficient of each block from the orthogonal transform unit.
上記ブロック符号化手段は、
ブロック内のデータの最大値および最小値を検出する最大値/最小値検出手段と、
上記最大値/最小値検出手段で検出された最大値および最小値からブロック内のデータのダイナミックレンジを検出するダイナミックレンジ検出手段と、
上記ブロック内のデータから上記最大値/最小値検出手段で検出された最小値を減算して最小値除去データを生成する生成手段と、
上記生成手段で生成された最小値除去データを、上記ダイナミックレンジ検出手段で検出されたダイナミックレンジに応じて決定される量子化ステップにより量子化して符号化デジタル信号を得る量子化手段とを有する
ことを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。
The block encoding means includes
A maximum / minimum value detecting means for detecting the maximum value and the minimum value of the data in the block;
Dynamic range detection means for detecting the dynamic range of the data in the block from the maximum value and minimum value detected by the maximum value / minimum value detection means;
Generating means for subtracting the minimum value detected by the maximum value / minimum value detecting means from the data in the block to generate minimum value removal data;
Quantizing means for quantizing the minimum value removal data generated by the generating means by a quantization step determined according to the dynamic range detected by the dynamic range detecting means to obtain an encoded digital signal. The signal processing apparatus according to claim 2.
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に高周波成分が除去されることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。
The signal processing apparatus according to claim 2, wherein the analog distortion is distortion generated by removing a high-frequency component during digital-analog conversion.
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に信号の位相がずれることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。
The signal processing apparatus according to claim 2, wherein the analog distortion is distortion caused by a phase shift of a signal during digital-analog conversion.
上記デジタル信号はデジタル画像信号である
ことを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。
The signal processing apparatus according to claim 2, wherein the digital signal is a digital image signal.
上記デジタル信号はデジタル音声信号である
ことを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。
The signal processing apparatus according to claim 2, wherein the digital signal is a digital audio signal.
符号化デジタル信号に対して復号化処理を施して復号化デジタル信号を得る復号化工程と、
上記復号化工程で得られる復号化デジタル信号に対してアナログ歪みを伴うデジタル・アナログ変換処理を施してアナログ信号を得るデジタル・アナログ変換工程と、
上記デジタル・アナログ変換工程で得られるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を施してデジタル信号を得るアナログ・デジタル変換工程と、
上記アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、
上記符号化工程は、
上記アナログ・デジタル変換工程で得られるデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、
上記ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有する
ことを特徴とする信号処理方法。
A decoding step of performing a decoding process on the encoded digital signal to obtain a decoded digital signal;
A digital-to-analog conversion step for obtaining an analog signal by performing a digital-to-analog conversion process with analog distortion on the decoded digital signal obtained in the decoding step;
An analog-digital conversion process for obtaining a digital signal by performing an analog-digital conversion process on the analog signal obtained in the digital-analog conversion process,
An encoding step of performing an encoding process on the digital signal obtained in the analog / digital conversion step to obtain an encoded digital signal,
The encoding step is
Blocking step for performing blocking with shuffling of a predetermined pattern such that the correlation between data at adjacent positions is low with respect to the digital signal obtained in the analog / digital conversion step;
And a block encoding step of performing block encoding on the data of each block obtained in the block forming step to obtain an encoded digital signal.
第1のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号が入力される入力手段と、
上記入力手段から入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第2のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換手段と、
上記アナログ・デジタル変換手段から出力される上記第2のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを備え、
上記符号化手段は、
上記第2のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化手段と、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化手段とを有する
ことを特徴とする符号化装置。
An input means for inputting an analog signal obtained by sequentially performing an encoding process, a decoding process, and a digital-analog conversion process that generates analog distortion on the first digital signal;
Analog-to-digital conversion means for performing analog-to-digital conversion processing on the analog signal input from the input means and outputting a second digital signal;
Encoding means for obtaining an encoded digital signal by performing an encoding process on the second digital signal output from the analog / digital conversion means;
The encoding means is
Blocking means for performing blocking with shuffling of a predetermined pattern such that the correlation between data at adjacent positions is low with respect to the second digital signal;
An encoding apparatus comprising: block encoding means for performing block encoding on the data of each block obtained by the blocking means to obtain an encoded digital signal.
上記ブロック化は、上記第2のデジタル信号から、所定数だけ位置が離れたデータを1つのブロックとするブロック化である
ことを特徴とする請求項12に記載の符号化装置。
13. The encoding apparatus according to claim 12, wherein the blocking is blocking in which data separated by a predetermined number from the second digital signal is used as one block.
上記ブロック化は、ブロック内の少なくとも一組以上のデータが入れ換わるようなシャフリングを伴うブロック化である
ことを特徴とする請求項12に記載の符号化装置。
The encoding apparatus according to claim 12, wherein the block formation is block formation accompanied by shuffling such that at least one set of data in the block is exchanged.
上記ブロック符号化手段は、
上記ブロック化手段で得られる各ブロックのデータに対して直交変換をして変換係数を得る直交変換手段と、
上記直交変換手段からの各ブロックの変換係数を量子化する量子化手段とを有する
ことを特徴とする請求項12に記載の符号化装置。
The block encoding means includes
Orthogonal transform means for obtaining transform coefficients by performing orthogonal transform on the data of each block obtained by the blocking means;
The encoding apparatus according to claim 12, further comprising: a quantization unit that quantizes the transform coefficient of each block from the orthogonal transform unit.
上記直交変換は、離散コサイン変換である
ことを特徴とする請求項15に記載の符号化装置。
The encoding apparatus according to claim 15, wherein the orthogonal transform is a discrete cosine transform.
上記直交変換は、離散サイン変換である
ことを特徴とする請求項15に記載の符号化装置。
The encoding apparatus according to claim 15, wherein the orthogonal transform is a discrete sine transform.
上記直交変換は、ウェーブレット変換である
ことを特徴とする請求項15に記載の符号化装置。
The encoding apparatus according to claim 15, wherein the orthogonal transform is a wavelet transform.
上記ブロック符号化手段は、
ブロック内のデータの最大値および最小値を検出する最大値/最小値検出手段と、
上記最大値/最小値検出手段で検出された最大値および最小値からブロック内のデータのダイナミックレンジを検出するダイナミックレンジ検出手段と、
上記ブロック内のデータから上記最大値/最小値検出手段で検出された最小値を減算して最小値除去データを生成する生成手段と、
上記生成手段で生成された最小値除去データを、上記ダイナミックレンジ検出手段で検出されたダイナミックレンジに応じて決定される量子化ステップにより量子化して符号化デジタル信号を得る符号化手段とを有する
ことを特徴とする請求項12に記載の符号化装置。
The block encoding means includes
A maximum / minimum value detecting means for detecting the maximum value and the minimum value of the data in the block;
Dynamic range detection means for detecting the dynamic range of the data in the block from the maximum value and minimum value detected by the maximum value / minimum value detection means;
Generating means for subtracting the minimum value detected by the maximum value / minimum value detecting means from the data in the block to generate minimum value removal data;
Encoding means for quantizing the minimum value removal data generated by the generation means by a quantization step determined according to the dynamic range detected by the dynamic range detection means to obtain an encoded digital signal. The encoding apparatus according to claim 12.
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に高周波成分が除去されることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項12に記載の符号化装置。
The encoding apparatus according to claim 12, wherein the analog distortion is distortion generated by removing a high-frequency component during digital-analog conversion.
上記アナログ歪みは、デジタル・アナログ変換時に信号の位相がずれることで生じる歪みである
ことを特徴とする請求項12に記載の符号化装置。
The encoding apparatus according to claim 12, wherein the analog distortion is distortion caused by a phase shift of a signal during digital-analog conversion.
上記デジタル信号はデジタル画像信号である
ことを特徴とする請求項12に記載の符号化装置。
The encoding apparatus according to claim 12, wherein the digital signal is a digital image signal.
上記デジタル信号はデジタル音声信号である
ことを特徴とする請求項12に記載の符号化装置。
The encoding apparatus according to claim 12, wherein the digital signal is a digital audio signal.
第1のデジタル信号に対して符号化処理、復号化処理、アナログ歪みを生じるデジタル・アナログ変換処理を順次施して得られるアナログ信号を入力する入力工程と、
上記入力工程で入力されるアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理を行い、第2のデジタル信号を出力するアナログ・デジタル変換工程と、
上記アナログ・デジタル変換工程で出力される上記第2のデジタル信号に対して符号化処理を施して符号化デジタル信号を得る符号化工程とを備え、
上記符号化工程は、
上記第2のデジタル信号に対して隣接位置のデータ間の相関が低くなるような所定パターンのシャフリングを伴うブロック化を行うブロック化工程と、
上記ブロック化工程で得られる各ブロックのデータに対してブロック符号化を施して符号化デジタル信号を得るブロック符号化工程とを有する
ことを特徴とする符号化方法。
An input step of inputting an analog signal obtained by sequentially performing an encoding process, a decoding process, and a digital-analog conversion process that generates analog distortion on the first digital signal;
An analog-to-digital conversion step of performing an analog-to-digital conversion process on the analog signal input in the input step and outputting a second digital signal;
An encoding step of performing an encoding process on the second digital signal output in the analog-digital conversion step to obtain an encoded digital signal,
The encoding step is
A blocking step for performing blocking with shuffling of a predetermined pattern such that the correlation between data at adjacent positions is low with respect to the second digital signal;
A block encoding step of performing block encoding on the data of each block obtained in the blocking step to obtain an encoded digital signal.
デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する装置であって、
上記符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化手段と、
上記ブロック復号化手段で得られる各ブロックのデータを上記所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化手段と
を備えることを特徴とする復号化装置。
An encoded digital signal obtained by block-coding the data of each block obtained by performing blocking with shuffling with a predetermined pattern such that the correlation between adjacent data is low with respect to the digital signal A device for decoding,
Block decoding means for performing block decoding processing on the encoded digital signal;
Decoding apparatus comprising: deblocking means for deblocking the data of each block obtained by the block decoding means based on the predetermined pattern to perform deblocking.
デジタル信号に対して隣接データ間の相関が低くなるような所定パターンでのシャフリングを伴うブロック化が施されて得られた各ブロックのデータがブロック符号化されて得られた符号化デジタル信号を復号化する方法であって、
上記符号化デジタル信号に対してブロック復号化処理を施すブロック復号化工程と、
上記ブロック復号化工程で得られる各ブロックのデータを上記所定パターンに基づいてデシャフリングして逆ブロック化を行う逆ブロック化工程と
を備えることを特徴とする復号化方法。
An encoded digital signal obtained by block-coding the data of each block obtained by performing blocking with shuffling with a predetermined pattern such that the correlation between adjacent data is low with respect to the digital signal A method of decrypting, comprising:
A block decoding step for performing a block decoding process on the encoded digital signal;
And a deblocking step of deblocking the data of each block obtained in the block decoding step based on the predetermined pattern to perform deblocking.
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