JP2504880B2 - チャンネル帯域幅の割当装置及び割当方法 - Google Patents

チャンネル帯域幅の割当装置及び割当方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像の処理技術に係
り、特に単一の画像の種々の領域を並列的に処理する多
重化画像符号化装置にチャンネル帯域幅を割り当てるチ
ャンネル帯域幅の割当装置及び割当方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高品位テレビ（ＨＤＴＶ）は、現在のテ
レビに比べてより広い画面及び高品質の画像を提供する
ものである。しかし、非圧縮のデジタルＨＤＴＶチャン
ネルは、毎秒１ギガビットに達する伝送バンド幅を必要
とする。そこで、画質をそれほど低下させることなく、
かつＨＤＴＶ信号を低い速度で伝送できるような方法で
ＨＤＴＶ信号を圧縮することが望ましい。
【０００３】ＨＤＴＶ信号の圧縮には、圧縮を行う符号
化処理回路として比較的高い演算速度のものを必要とす
るという問題がある。従来の圧縮アルゴリズムを使用し
た場合には、圧縮すればするほど演算が複雑となるの
で、一層問題が生じる。演算が複雑になると、所定時間
内により多くの演算を実行することが必要となり、各処
理装置の動作をより早くする必要がある。このように複
雑な演算を高速度で実行することは、ＨＤＴＶ符号化装
置を著しく高価なものとする。
【０００４】この高圧縮ＨＤＴＶ信号を得るために高価
な回路を必要とするという問題は、演算全体を小さなタ
スクに分割することにより解決できる。この一つの解決
法として、ＨＤＴＶ画像を複数の部分画像に分割し、こ
の全ての部分画像を並列処理することが考えられる。こ
のような解決法により、低速度かつ安価な処理回路を使
用して必要とする圧縮を行うことができる。
【０００４】この場合、単一の符号化装置は、単一の部
分画像についての完全な圧縮アルゴリズムを実行する。
元のＨＤＴＶ信号入力は単なる部分画像を表し、符号化
された出力信号は高速度で圧縮された部分画像を表すこ
とになる。この入出力は、全く圧縮されていない画像の
伝送時間に比べて非常に短い時間で行われるので、その
活動度は現実に非常に大きいものとなる。エンコーダに
よる各部分画像に含まれる画素の実際の処理は、画像信
号入出力のバーストの間に非常に低速度で行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、各部分画像の
複雑さは大きく変化し得るものである。画像が複雑にな
るに従って圧縮アルゴリズムの有効性が減少するため、
より複雑な部分画像にはより広い帯域幅を割り当てるこ
とが望ましい。上述の構成には、各エンコーダのビット
レートをどのように決めれば最も効率的に使用可能な帯
域幅を割り当てることができるかという問題がある。
【０００６】ビットレートを固定値とすると、画像の複
雑さに応じてこれを調節することが不可能であり、圧縮
された信号から復元される画像に領域による画質のばら
つきが生じることになるため、非効率的となる。復元さ
れた画像のこのような画質のばらつきは、テレビを見る
人に不快感を与える。
【０００７】そこで、使用可能な帯域幅を各画像符号化
装置に予めダイナミックに割り当てようとすると、割当
装置による個々の部分画像のばらつきに関する知識が必
要となる。このばらつきの演算は複雑であるので、限ら
れた時間内に部分画像のばらつきを演算するには高速度
演算が必要となる。この高速度演算が必要であること
は、ばらつきを演算する割当装置を高価なものとする。
【０００８】本発明は、各部分画像の複雑さにばらつき
がある場合にも高速度演算を必要とすることなく、各画
像符号化装置に帯域幅を適切に割り当てることができる
チャンネル帯域幅の割当装置及び割当方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では、前のフレー
ムに含まれる画像について各画像符号化装置により使用
される平均量子化ステップ数及び画素当たりの平均ビッ
ト数から決定される部分画像の複雑さを示す指数に基づ
いて、使用可能な帯域幅を割り当てるようにしている。
【００１０】具体的には、ダイナミックなチャンネル割
当ユニットに、前のフレームに含まれる画像について各
画像符号化装置により使用される平均量子化ステップ数
及び画素当たりの平均ビット数が入力される。そこで、
評価されたチャンネル分割係数、すなわちチャンネル帯
域幅全体のうち特定の画像符号化装置に割り当てられる
べき割合の指数の初期集合が得られる。各画像符号化装
置について一つのチャンネル分割係数が演算される。チ
ャンネル分割係数の履歴を反映するように、この各評価
値をさらに修正するようにしても良い。さらに、各画像
符号化装置により実際に生成される現実のビット数を反
映するように、この各評価値を正常化するようにしても
良い。
【００１１】ダイナミックなチャンネル割当ユニット
は、評価されたチャンネル分割係数の最終的な評価値で
あるチャンネル割当の係数を各画像符号化装置に出力す
る。また、各画像符号化装置に与えられるチャンネル分
割係数を示す制御情報が、各画像符号化装置から出力さ
れるデータ列を単一のデータ列出力に結合するマルチプ
レクサに与えられる。
【００１２】
【実施例】図１において、本発明が適用される画像処理
システムは、画像分割装置１０１、多重並列の画像符号
化装置１０２ー１乃至１０２ーＮ、ダイナミックチャン
ネル割当装置１０３、マルチプレクサ１０４からなる。
画像分割装置１０１には、初期画像信号１０５が入力さ
れる。この初期画像信号１０５は、それぞれ一つの画像
を含む一連のフレームからなるビット列である。
【００１３】例えば、初期画像信号１０５は、ビデオカ
メラ、ビデオカセットレコーダー、ビデオディスクプレ
ーヤーなどの周知かつ市販の画像信号源により供給され
る。初期画像信号１０５の帯域幅は広く、例えば、ゼニ
ス社が提案しているＨＤＴＶフォーマットにおいて画像
を符号化するビデオカメラにより供給される画像信号の
バンド幅は約３７ＭＨｚである。
【００１４】画像分割装置１０１は、初期画像信号１０
５の各連続画像をＮ個の部分画像に分割する。各部分画
像は、部分画像信号１０６ー１乃至１０６ーＮからな
る。画像の分割は、空間の分解またはサブバンド周波数
の分解により行うことができる。例えば、ゼニス社のＨ
ＤＴＶフォーマットにおける各画像は、各走査線当たり
１２８０個の画素をもつ７２０本の走査線からなり、１
２個の部分画像の配列に空間的に分割される。従って、
Ｎ＝１２であり、各部分画像信号１０６ー１乃至１０６
ーＮは、１２個の部分画像のうちの一つの部分画像を含
む画像信号となる。
【００１５】この場合の部分画像は、図２に示すよう
に、２４０本の走査線を含む。部分画像２０１ー１乃至
２０１ー９は一走査線当たり３５２個の画素を有し、部
分画像２０１ー１０乃至２０１ー１２は一走査線当たり
２２４個の画素を有する。この空間的分解は、得られる
部分画像の大きさがＣＣＩＴＴ勧告Ｈ．２６１（Ｐｘ６
４ｋｂｐｓ標準）に決められた「Ｃｏｍｍｏｎ Ｉｎｔ
ｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｏｒｍａｔ（ＣＩＦ）」と互換
性があるように行われる。
【００１５】次に、画像分割装置１０１の一構成例を説
明する。図３において、各画像は１６個の周波数帯域に
分解される。すなわちＮ＝１６である。この分解は、交
互に順次接続された２段のフィルタ群、すなわち水平フ
ィルタ群３０１ー１乃至３０１ー５、垂直フィルタ群３
０２ー１乃至３０２ー１０、サブサンプル回路３０３ー
１乃至３０３ー３０を使用することにより行われ、フィ
ルタされサブサンプルされた結果の画像信号が所定の部
分画像の大きさ及び周波数分布となるまで連続的に行わ
れる。
【００１６】各水平フィルタ群３０１ー１乃至３０１ー
５は、水平方向について、入力された画像信号に含まれ
る画像の高周波数成分と低周波数成分とを分離する。同
様に、各垂直フィルタ群３０２ー１乃至３０２ー１０
は、垂直方向について、入力された画像信号に含まれる
画像の高周波数成分と低周波数成分とを分離する。各水
平フィルタ群３０１ー１乃至３０１ー５は、水平ローパ
スフィルタ（Ｈｌｐ）３０４及び水平ハイパスフィルタ
（Ｈｈｐ）３０５からなる。各垂直フィルタ群３０２ー
１乃至３０２ー１０は、垂直ローパスフィルタ（Ｖｌ
ｐ）３０６及び垂直ハイパスフィルタ（Ｖｈｐ）３０７
からなる。
【００１７】各フィルタ段の出力側において、その出力
画像信号はサブサンプル回路２によりサブサンプルされ
る。周波数帯域の分解の結果、１／１６の大きさの各部
分画像（３２０個の画素を有する１８０本の走査線）
は、Ｐｘ６４ｋｂｐｓ標準対応の画像符化装置による処
理に適したものとなる。従って、それぞれ１６個のうち
の一つの部分画像を含む画像信号１０６ー１乃至１０６
ーＮが出力信号として得られる。
【００１８】図１において、各画像信号１０６ー１乃至
１０６ーＮは、それぞれ画像符号化装置１０２ー１乃至
１０２ーＮに入力される。各画像符号化装置１０２ー１
乃至１０２ーＮは、データ列１１０ー１乃至１１０ーＮ
を出力する。各データ列１１０ー１乃至１１０ーＮは、
符号化されたフォーマットによる各画像信号１０６ー１
乃至１０６ーＮに含まれる部分画像を表す。この符号化
は、例えば、条件的補充、動作補償予測符号化、Ｐｘ６
４ｋｂｐｓ標準などにより行われる。また、データ列１
１０ー１乃至１１０ーＮへの符号化には、各画像信号１
０６ー１乃至１０６ーＮを正確に分解するための制御信
号を必要とする。各画像符号化装置１０２ー１乃至１０
２ーＮの出力信号のビット数は、画像符号化装置１０２
ー１乃至１０２ーＮに入力される制御信号により決定さ
れる。画像符号化装置１０２ー１乃至１０２ーＮの量子
化ステップ数は、必要なビット数及び符号化されるべき
部分画像の複雑さにより決まる。
【００１９】画像符号化装置１０２ー１乃至１０２ーＮ
により生成されるフレームｎー１の１画素当たりの平均
ビット数の集合は、ｉ＝１〜Ｎについてｂ（ｉ，ｎ−
１）である。ここで、ｎは現在のフレームを表す変数で
ある。この各集合は、各画像符号化装置１０２ー１乃至
１０２ーＮから信号線１０７ー１乃至１０７ーＮにより
ダイナミックチャンネル割当装置１０３に与えられる。
同様に、画像符号化装置１０２ーｉによりフレームｎ−
１で使用される平均量子化ステップ数の集合はｉ＝１〜
Ｎについてｑ（ｉ，ｎ−１）であり、各画像符号化装置
１０２ー１乃至１０２ーＮから信号線１０８ー１乃至１
０８ーＮによりダイナミックチャンネル割当装置１０３
に与えられる。
【００２０】ダイナミックチャンネル割当装置１０３
は、集合ｂ（ｉ，ｎ−１）、ｑ（ｉ，ｎ−１）を使用し
て、各画像符号化装置１０２ー１乃至１０２ーＮにより
生成される現在のフレームｎのｉ＝１〜Ｎについてのチ
ャンネル分割係数の集合ｆ（ｉ，ｎ）を得る。各チャン
ネル分割係数の集合ｆ（ｉ，ｎ）は、チャンネルにフレ
ームｎの部分画像内容を与えるために画像符号化装置１
０２ーｉに割り当てられるチャンネルバンド幅全体Ｃの
割合を示す。ダイナミックチャンネル割当装置１０３
は、信号線１０９ー１乃至１０９ーＮによりチャンネル
分割係数ｆ（ｉ，ｎ）を各画像符号化装置１０２ー１乃
至１０２ーＮに与える。このチャンネル分割係数は、各
画像符号化装置１０２ー１乃至１０２ーＮが正確なビッ
ト数のフレームを生成する仕様、フレームを構成するビ
ットの伝送のために各画像符号化装置に割り当てられる
時間の割合を示す分割数、平均または固定の量子化ステ
ップ数を含むいかなるフォーマットとすることもでき
る。
【００２１】データ列１１０ー１乃至１１０−Ｎは、マ
ルチプレクサ１０４に入力される。また、制御信号１１
１によりチャンネル分割係数に含まれる情報がマルチプ
レクサ１０４に入力される。マルチプレクサ１０４は、
データ列１１０ー１乃至１１０−Ｎを周知の方法により
一つの信号に結合し、その出力信号として圧縮データ信
号１１２を供給する。また、どのようにしてデータ列１
１０ー１乃至１１０−Ｎに復元するかを示すフォーマッ
トされた情報が、圧縮データ信号１１２に含まれてい
る。
【００２２】次に、ダイナミックチャンネル割当装置１
０３の構成例について説明する。図４において、ダイナ
ミックチャンネル割当装置１０３は、初期分割係数評価
ユニット４０１、及び任意の評価値修正ユニット４０
２、分割係数正常化ユニット４０３からなる。各現在の
フレームｎのために、各画像符号化装置１０２ー１乃至
１０２ーＮについての、前のフレームｎー１中の画素当
たりの平均ビット数ｂ（ｉ，ｎ−１）及び平均量子化ス
テップ数ｑ（ｉ，ｎ−１）が初期分割係数評価ユニット
４０１に信号線１０７、１０８から与えられる。初期分
割係数評価ユニット４０１は、ｉ＝１〜Ｎについての評
価されたチャンネル分割係数ｆ（ｉ，ｎ）を信号線１０
９に出力する。
【００２２】次に、初期分割係数評価ユニット４０１の
構成例を説明する。図５において、平均量子化ステップ
数ｑ（ｉ，ｎ−１）が、各画像符号化装置１０２ー１乃
至１０２ーＮから画像特性パラメーター演算ユニット５
０１及び量子化ステップ数評価ユニット５０２に入力さ
れる。また、平均ビット数ｂ（ｉ，ｎ−１）が、画像特
性パラメーター演算ユニット５０１に入力される。
【００２３】画像特性パラメーター演算ユニット５０１
は、各現在フレームｎのために、各画像符号化装置１０
２ー１乃至１０２ーＮにより処理された各部分画像の複
雑さを表す画像特性パラメーターＦ（ｉ，ｎ−１）を演
算する。この画像特性パラメーターＦ（ｉ，ｎ−１）
は、各符号化評価ユニット５０３にビット数を与える。
【００２４】量子化ステップ数評価ユニット５０２は、
処理中のフレームｎに対して全ての画像符号化装置１０
２ー１乃至１０２ーＮで使用される所望の量子化ステッ
プ数の初期評価値の集合＾ｑ2（ｎ）を与える。分割係
数演算ユニット５０４は、画素当たりの所望の平均ビッ
トの初期評価値の集合＾ｂ（ｉ，ｎ）を入力し、各画像
符号化装置１０２ー１乃至１０２ーＮに評価されたチャ
ンネル分割係数の初期集合の一つであるｆ（ｉ，ｎ）を
出力する。
【００２５】次に、この評価されたチャンネル分割係数
の初期集合ｆ（ｉ，ｎ）を初期分割係数評価ユニット４
０１により得る方法の一例を、図６及び図７を参照して
説明する。図６において、このルーチンはステップ８０
１から始まるものであり、各画像符号化装置１０２ー１
乃至１０２ーＮによる前のフレームｎ−１の処理が行わ
れ、ダイナミックチャンネル割当装置１０３に平均ビッ
ト数ｂ（ｉ，ｎ−１）及び平均量子化ステップ数ｑ
（ｉ，ｎ−１）が与えられた後であって、現在のフレー
ムｎの処理を行なう前に、このルーチンに入る。最初の
フレームが処理されるときには、前のフレームがなく、
ｂ（ｉ，ｎ−１）及びｑ（ｉ，ｎ−１）の値を使用でき
ないため、このルーチンに入らない。代わりに、最初
に、各チャンネルは使用できるバンド幅の等しい部分が
割り当てられる。すなわちｎ＝１のとき、チャンネル分
割係数の初期集合ｆ（ｉ，ｎ）＝１／Ｎとする。
【００２６】まず、ステップ８０２で、インデックスｉ
の値を１に初期化する。次に、ステップ８０３で、フレ
ームｎ−１で決定された画像符号化装置１０２ーｉの画
像特性パラメーターＦ（ｉ，ｎ−１）を次式に従って演
算し記憶する。
【数１】 ここでαは、画像符号化装置に依存するパラメータであ
り、例えば、１．３９のような定数である。
【００２７】条件分岐ステップ８０４で、ｉ＝Ｎである
か否か、すなわち各画像符号化装置についての演算が終
了したか否かがテストされる。ステップ８０４でのテス
ト結果がＮＯである場合、ｉの値を増加させるステップ
８０５に進み、ステップ８０３に戻る。ステップ８０２
乃至ステップ８０５は、画像特性パラメーター演算ユニ
ット５０１により実行される。
【００２８】ステップ８０４でのテスト結果がＹＥＳの
場合、ステップ８０６に進んでｉの値を１にリセット
し、各画像符号化装置１０２からの平均量子化数の２乗
値の平均値集合＾ｑ2（ｎ）を０にリセットする。この
集合＾ｑ2（ｎ）は、全ての画像符号化装置１０２でフ
レームｎについて使用される量子化ステップ数の評価値
として使用される。ステップ８０７で、次式により集合
＾ｑ2（ｎ）を演算する。
【数２】
【００２９】次に条件分岐ステップ８０８で、ｉ＝Ｎで
あるか否かがテストされる。ステップ８０８でのテスト
結果がＮＯである場合、ｉの値を増加させるステップ８
０９に進み、ステップ８０７に戻る。なお、ステップ８
０２乃至ステップ８０５からなるループとステップ８０
６乃至ステップ８０９からなるループとの間には従属関
係はない。従って、この２つのループは、設計の都合に
よりいかなる順序としても良いし、並列的に処理するよ
うにしても良い。ステップ８０６乃至ステップ８０９
は、量子化ステップ数評価ユニット５０２により実行さ
れる。
【００３０】ステップ８０８でのテスト結果がＹＥＳの
場合、ステップ８１０に進んで、ｉの値を１にリセット
する。次にステップ８１１において、各画像符号化装置
１０２でフレームｎについて使用される画素当たりの平
均ビット数の評価値を、次式に従って演算する。
【数３】
【００３１】次に条件分岐ステップ８１２で、ｉ＝Ｎで
あるか否かがテストされる。ステップ８１２でのテスト
結果がＮＯである場合、ｉの値を増加させるステップ８
１３に進み、ステップ８１１に戻る。なお、ステップ８
１０乃至ステップ８１３は、符号化評価ユニット５０３
により実行される。
【００３２】ステップ８１２でのテスト結果がＹＥＳの
場合、図７中のステップ８１４乃至ステップ８１７から
なるループに進んで、フレームｎのビット数の評価値の
総和を演算して臨時の変数ｂｈａｔｓｕｍ（ｎ）として
記憶する。
【００３３】各部分画像に使用される評価されたビット
数は、画像符号化装置１０２ーｉに対する画素当たりの
平均ビット数＾ｂ（ｉ，ｎ）と各部分画像中の画素数ｎ
ｕｍ＿ｐｅｌｓ（ｉ）との積をとることにより得られ
る。ステップ８１５では、ｉの値を１にリセットし、ｂ
ｈａｔｓｕｍ（ｎ）の値を０にセットする。次のステッ
プ８１５で、＾ｂ（ｉ，ｎ）の現在値と部分画像信号１
０６ーｉ中の画素数ｎｕｍ＿ｐｅｌｓ（ｉ）との積をと
り、ｂｈａｔｓｕｍ（ｎ）の現在値を加算して、ｂｈａ
ｔｓｕｍ（ｎ）の新たな値とする。
【００３４】条件分岐ステップ８１６で、ｉ＝Ｎである
か否かがテストされる。ステップ８１６でのテスト結果
がＮＯである場合、ｉの値を増加させるステップ８１７
に進み、ステップ８１５に戻る。ステップ８１６でのテ
スト結果がＹＥＳの場合、ステップ８１８に進んでｉの
値を１にリセットする。次のステップ８１９で、フレー
ムｎについての各画像符号化装置１０２ーｉに対するチ
ャンネル分割係数の初期評価値ｆ（ｉ，ｎ）を、次式に
従って演算する。
【数４】
【００３５】条件分岐ステップ８２０で、ｉ＝Ｎである
か否かがテストされる。ステップ８２０でのテスト結果
がＮＯである場合、ｉの値を増加させるステップ８２１
に進み、ステップ８１９に戻る。ステップ８２０でのテ
スト結果がＹＥＳの場合、ステップ８２２によりこのル
ーチンを出る。このとき、初期分割係数評価ユニット４
０１から出力されるべき評価されたチャンネル分割係数
ｆ（ｉ，ｎ）が使用可能となる。ステップ８０２乃至ス
テップ８０５は、分割係数演算ユニット５０４により実
行される。
【００３６】図４において、評価値修正ユニット４０２
は、初期分割係数評価ユニット４０１から評価されたチ
ャンネル分割係数を入力する。評価値修正ユニット４０
２は、各部分画像の複雑さの履歴を反映するように、評
価されたチャンネル分割係数を修正する。各部分画像の
履歴を加入する１つの方法は、前のｋ個のフレームに実
際に使用したチャンネル分割係数及び現在のフレームに
ついての評価されチャンネル分割係数の加重平均値を使
用することである。例えば、重み付け係数の集合ω
（ｋ）を使用し、各画像符号化装置１０２について、次
式により演算する。
【数５】 ここで、ｋはフレームの数であり、ω（ｋ）の各値は設
計者により決定される。例えば、ｋ＝１の場合、ω
（０）＝０．７とし、ω（１）＝０．３とする。
【００３７】このように修正されたチャンネル分割係数
ｆ（ｉ，ｎ）が、評価値修正ユニット４０２から出力さ
れる。この任意の評価値修正ユニット４０２を使用する
ことによる利点は、初期分割係数評価ユニット４０１を
単独で使用する場合に比べて、チャンネル分割係数をス
ムーズに変化させることができることである。
【００３８】チャンネル分割係数は、初期分割係数評価
ユニット４０１または評価値修正ユニット４０２から直
接得るようにしても良いが、分割係数正常化ユニット４
０３を使用してチャンネル分割係数を正常化することが
望ましい。これは、所定の制限値よりも大きな値では、
画像符号化装置１０２が動作できないからである。従っ
て、各チャンネル分割係数には上限値ｆＭＡＸが設けら
れる。
【００３９】また、場画の切り換えのときに、画像特性
パラメーターＦ（ｉ，ｎ−１）が突然に変化することが
ある。各画像符号化装置１０２への最小チャンネルバン
ド幅の供給を確実にするために、各チャンネル分割係数
に下限値ｆＭＩＮを設けて、場画切り換え時のバッファ
のオーバーフローを低減させる。各画像符号化装置１０
２のチャンネル帯域幅を最小にすることにより、各画像
符号化装置を非常に低いビットレートで動作させた場合
に生じる映像の歪みを低減できる。修正されたチャンネ
ル分割係数の集合は、分割係数正常化ユニット４０３に
入力されて、上限値ｆＭＡＸを超えるチャンネル分割係
数がないように、かつ下限値ｆＭＩＮよりも小さいチャ
ンネル分割係数がないように正常化する。この正常化
は、入力されたチャンネル分割係数の集合に反映された
初期の帯域幅割当ての精神を維持したまま行われる。
【００４０】この正常化の方法の一例を、図８及び図９
により説明する。ここで、与えられたチャンネル分割係
数ｆ（ｉ，ｎ）は、全体の使用可能な帯域幅Ｃに対する
画像符号化装置１２０ーｉに割り当てられる割合を示す
分数である。正常化されるべきチャンネル分割係数の集
合を受取り、ステップ１１０１から図８中のルーチンに
入る。ステップ１１０２で、一時的な配列ＤＯＮＥ
（Ｎ）の各値を「ＦＡＬＳＥ」に初期化する。
【００４１】次のステップ１１０３で、変数ｆ＿ＤＯＮ
Ｅ、変数ｆ＿ＬＥＦＴを０にセットし、変数ＡＬＬ＿Ｄ
ＯＮＥを「ＴＲＵＥ」にセットする。変数ｆ＿ＤＯＮＥ
は、全体の帯域幅に対する正常化ルーチンにより永久的
に修正された部分を表す。そのようなチャンネル分割係
数に対応するＤＯＮＥ（ｉ）の値は、「ＴＲＵＥ」にセ
ットされる。変数ｆ＿ＬＥＦＴは、全体の帯域幅に対す
る正常化ルーチンにより永久的に修正されていない部分
を表し、そのＤＯＮＥ（ｉ）の値は「ＦＡＬＳＥ」であ
る。
【００４２】インデックスｉについてのループは、ステ
ップ１１０４で始まり、ここでｉは０に初期化される。
条件分岐ステップ１１０５では、ＤＯＮＥ（ｉ）の値が
「ＴＲＵＥ」であるか否かがテストされる。ステップ１
１０５のテスト結果がＮＯの場合、すなわちそのｉにつ
いて初めてのループ反復である場合、ステップ１１０６
に進み、チャンネル分割係数ｆ（ｉ，ｎ）を以前のｆ＿
ＬＥＦＴに加算し、この和を新たなｆ＿ＬＥＦＴとす
る。そして、条件分岐ステップ１１０７に進む。
【００４３】ステップ１１０５のテスト結果がＹＥＳの
場合、ステップ１１０８に進み、チャンネル分割係数ｆ
（ｉ，ｎ）を以前のｆ＿ＤＯＮＥに加算し、この和を新
たなｆ＿ＤＯＮＥとする。そして、条件分岐ステップ１
１０７に進む。条件分岐ステップ１１０７では、ｉの値
がＮであるか否か、すなわち全てのチャンネル分割係数
がこのループで処理されたか否かがテストされる。ステ
ップ１１０７のテスト結果がＮＯの場合、ステップ１１
０９に進み、ｉの値を増加させる。ステップ１１０５に
戻り、このループが反復される。ステップ１１０７のテ
スト結果がＹＥＳの場合、図９中のステップ１１１０に
進み、次のループで使用するためにｉの値を１にリセッ
トする。
【００４４】条件分岐ステップ１１１１では、ＤＯＮＥ
（ｉ）の値が「ＴＲＵＥ」であるか否かがテストされ
る。ステップ１１１１のテスト結果がＹＥＳの場合、条
件分岐ステップ１１１２に進み、ｉの値がＮであるか否
か、すなわち全てのチャンネル分割係数がこのループで
処理されたか否かがテストされる。ステップ１１１２の
テスト結果がＮＯの場合、ステップ１１１３に進みｉの
値を増加させて、ステップ１１１１に戻る。
【００４５】ステップ１１１１のテスト結果がＮＯの場
合、ステップ１１１４に進み、ｆ（ｉ，ｎ）を（１ーｆ
＿ＤＯＮＥ）とｆ＿ＬＥＦＴとの比により評価する。ス
テップ１１１０で始まるこのループを初めて通るとき
は、ｆ＿ＤＯＮＥは０でありｆ＿ＬＥＦＴは不変である
ので、ｆ（ｉ，ｎ）には変化がない。しかし、このルー
プを通った場合、少なくとも一つのチャンネル分割係数
がｆ＿ＭＡＸより大きいかｆ＿ＭＩＮより小さいので修
正される。最終的に割り当てられた帯域幅の総数ｆ＿Ｄ
ＯＮＥ及び仮に割り当てられ残っている帯域幅の総数ｆ
＿ＬＥＦＴは、使用可能な帯域幅の総数とは等しくな
い。従って、チャンネル分割係数の適切な割合を維持
し、かつ帯域幅全体の正確な割り当てを確実にするため
に、まだ修正可能なチャンネル分割係数の適切な評価が
行われなければならない。
【００４６】条件分岐ステップ１１１５では、ｆ（ｉ，
ｎ）の現在の値がｆ＿ＭＩＮより小さいか否か、すなわ
ちこのチャンネル分割係数が下限の帯域幅よりも小さい
割り当てを示すか否かがテストされる。ステップ１１１
５のテスト結果がＹＥＳの場合、ステップ１１１６に進
み、現在のｉについてのｆ（ｉ，ｎ）をｆ＿ＭＩＮにセ
ットし、かつＤＯＮＥ（ｉ）をＴＲＵＥにセットするこ
とにより、このチャンネルのチャンネル分割係数は制限
値内になるようリセットされ、かつこのチャンネル割当
の係数はこのルーチンではもはや修正できなくなる。ま
た、ＡＬＬ＿ＤＯＮＥがＦＡＬＳＥにセットされて、ス
テップ１１１０で始まるこのループが繰り返される。固
定的に割り当てられた帯域幅及び残っている帯域幅に基
づいて行われるステップ１１１４による適切な評価を確
実にするには、このループを繰り返すことが必要であ
る。次に、条件分岐ステップ１１１２に進む。
【００４７】ステップ１１１５のテスト結果がＮＯの場
合、ｆ（ｉ，ｎ）の値がｆ＿ＭＡＸより大きいか否かの
テストを行うステップ１１１７に進む。ｆ＿ＭＡＸより
も大きい値のチャンネル分割係数を割り当てることは、
正当かつ望ましい許容範囲よりも大きな帯域幅を部分画
像ｉに割り当てることを意味する。 ステップ１１１７
のテスト結果がＮＯの場合、条件分岐ステップ１１１２
に進む。
【００４８】ステップ１１１５のテスト結果がＹＥＳの
場合、ｆ（ｉ，ｎ）の値をｆ＿ＭＡＸにセットするステ
ップ１１１８に進む。ｆ（ｉ，ｎ）をｆ＿ＭＡＸにセッ
トすることにより、このチャンネル割当の係数が制限値
内となるようにリセットされる。また、ＡＬＬ＿ＤＯＮ
ＥがＦＡＬＳＥにセットされて、ステップ１１１０で始
まるこのループが繰り返される。次に、条件分岐ステッ
プ１１１２に進む。
【００４９】ステップ１１１２のテスト結果がＹＥＳの
場合、ＡＬＬ＿ＤＯＮＥの値がＴＲＵＥであるか否かテ
ストする条件分岐ステップ１１１９に進む。ステップ１
１１９のテスト結果がＹＥＳの場合、ステップ１１２０
によりこのルーチンを出て、チャンネル分割係数が使用
可能となり、分割係数正常化ユニット４０３から出力さ
れる。ステップ１１１９のテスト結果がＮＯの場合、ス
テップ１１０３に戻り、変数を再度初期化して上述の複
数のループを繰り返す。
【００５０】この単一のｆ＿ＭＩＮ及びｆ＿ＭＡＸの代
わりに、配列ｆ＿ＭＩＮ（ｉ）及びｆ＿ＭＡＸ（ｉ）を
使用することにより、帯域幅のより詳細な割当を行うこ
とができる。一般に低周波数の画像は多くの情報を含む
ので、このような技術は周波数により分解された画像に
とって有用である。周波数帯域に基づいてｆ＿ＭＩＮ
（ｉ）及びｆ＿ＭＡＸ（ｉ）に対応する値を割り当てる
ことにより、使用可能な帯域幅をさらに適切に分割する
ことができる。
【００５１】次に、図１中のマルチプレクサ１０４から
出力される符号化されかつ圧縮されたデータを受信し初
期画像信号１０５を復元する画像復元装置について説明
する。図１０において、圧縮されたデータ１１２はデマ
ルチプレクサ１２０１にチャンネルから与えられ、Ｎ個
の部分画像を表すＮ個のデータ列に分離され復元され
る。このＮ個のデータ列は画像符号化装置１２０２ー１
乃至１２０２ーＮに入力され、画像符号化装置１０２の
画像符号化と逆の動作が行われる。画像符号化装置１２
０２から出力される部分画像信号は、画像分割装置１０
１で行われる動作と逆の動作によりこの部分画像信号を
単一の画像信号に再結合する画像混合装置１２０３に与
えられる。この画像混合装置１２０３からの画像出力信
号は、信号線１２０４に出力される。
【００５２】上述の実施例による帯域幅割当装置では、
各画像符号化装置により初期画像のうちの一つの部分画
像を処理するようにしているが、個々の画像源から得ら
れる画像の流れを処理することもできる。この場合に
は、画像分割装置１０１及び画像混合装置１２０３は使
用されない。この代わりに、各部分画像信号１０６は個
々の画像源から与えられる。しかし、上述した帯域幅割
当技術を使用することができる。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、各部分画像の複雑さに
ばらつきがある場合にも高速度演算を必要とすることな
く、各画像符号化装置に帯域幅を適切に割り当てること
が可能なチャンネル帯域幅の割当装置及び割当方法を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される画像信号の圧縮を行うＨＤ
ＴＶ画像処理システムの一構成例を示すブロック図であ
る。
【図２】図１中の画像分割装置による画像の分割の一例
を示す図である。
【図３】図１中の画像分割装置の一構成例を示すブロッ
ク図である。
【図４】本発明の一実施例による帯域幅割当装置の構成
を示すブロック図である。
【図５】図４中の初期分割係数評価ユニットの一構成例
を示すブロック図である。
【図６】図４中の初期分割係数評価ユニットにより評価
されたチャンネル分割係数の初期集合を得る方法の一例
を示すフローチャートである。
【図７】図４中の初期分割係数評価ユニットにより評価
されたチャンネル分割係数の初期集合を得る方法の一例
を示すフローチャートである。
【図８】チャンネル分割係数を正常化する方法の一例を
示すフローチャートである。
【図９】チャンネル分割係数を正常化する方法の一例を
示すフローチャートである。
【図１０】図１のシステムにより圧縮された画像信号を
復元する装置の一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１ 画像分割装置 １０２ 画像符号化装置 １０３ ダイナミックチャンネル割当装置 １０４ マルチプレクサ １０５ 初期画像信号 １０６ 部分画像信号 １０７ 信号線 １０８ 信号線 １０９ 信号線 １１１ 制御信号 ２０１ 部分画像 ３０１ 水平フィルタ群 ３０２ 垂直フィルタ群 ３０３ サブサンプル回路 ３０４ 水平ローパスフィルタ ３０５ 水平ハイパスフィルタ ３０６ 垂直ローパスフィルタ ３０７ 垂直ハイパスフィルタ ４０１ 初期分割係数評価ユニット ４０２ 評価値修正ユニット ４０３ 分割係数正常化ユニット ５０１ 画像特性パラメーター演算ユニット ５０２ 量子化ステップ数評価ユニット ５０３ 符号化評価ユニット ５０４ 分割係数演算ユニット

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれ少なくとも一つの画像の表現を
    含む複数のフレームからなる画像信号の少なくとも一つ
    の異なる部分をそれぞれ並列的に処理する複数の画像符
    号化手段と、 各画像符号化手段からの入力信号として前のフレームに
    おける平均フレーム量子化ステップ数を受け取る手段
    と、 各画像符号化手段からの前記平均フレーム量子化ステッ
    プ数に応じて現在のフレームについての評価されたチャ
    ンネル分割係数の集合を生成するチャンネル分割係数生
    成手段とを有する使用可能な全体の帯域幅のうちの一部
    分を各画像符号化手段に割り当てるチャンネル帯域幅の
    割当装置。
  2. 【請求項２】 チャンネル分割係数の集合を出力する手
    段を有することを特徴とする請求項１記載のチャンネル
    帯域幅の割当装置。
  3. 【請求項３】 前のフレームについて各画像符号化手段
    により生成される画素当たりの平均ビット数を表す値の
    集合を入力信号として受け取る手段を有することを特徴
    とする請求項１記載のチャンネル帯域幅の割当装置。
  4. 【請求項４】 チャンネル分割係数生成手段は、平均フ
    レーム量子化ステップ数画素当たりの平均ビット数を表
    す値の集合及び画素当たりの平均ビット数を表す値の集
    合に応じて現在のフレームについての評価されたチャン
    ネル分割係数の集合を生成することを特徴とする請求項
    ３記載のチャンネル帯域幅の割当装置。
  5. 【請求項５】 現在のフレームより前の少なくとも一つ
    のフレームについての評価されたチャンネル分割係数の
    集合の少なくとも一つの値を反映するように、評価され
    たチャンネル分割係数の修正された集合を前記評価され
    たチャンネル分割係数の集合から得る修正手段を有する
    ことを特徴とする請求項１記載のチャンネル帯域幅の割
    当装置。
  6. 【請求項６】 修正手段は、現在のフレームについての
    評価されたチャンネル分割係数のうちの少なくとも一つ
    及び現在のフレームより前の少なくとも一つのフレーム
    についての評価されたチャンネル分割係数のうちの少な
    くとも一つの重みづけ平均値を得る手段を有することを
    特徴とする請求項５記載のチャンネル帯域幅の割当装
    置。
  7. 【請求項７】 評価されたチャンネル分割係数の修正さ
    れた集合が得られる場合はこれを正常化し、前記修正さ
    れた集合が望ましくない場合は評価されたチャンネル分
    割係数の集合を正常化する手段を有することを特徴とす
    る請求項１または５記載のチャンネル帯域幅の割当装
    置。
  8. 【請求項８】 それぞれ少なくとも一つの画像の表現を
    含む複数のフレームからなる画像信号の少なくとも一つ
    の異なる部分をそれぞれ並列的に処理する複数の画像符
    号化手段に、使用可能な全体の帯域幅のうちの一部分を
    それぞれ割り当てるチャンネル帯域幅の割当方法におい
    て、 各画像符号化手段からの入力信号として前のフレームに
    おける平均フレーム量子化ステップ数を受け取るステッ
    プと、 各画像符号化手段からの平均フレーム量子化ステップ数
    に応じて現在のフレームについての評価されたチャンネ
    ル分割係数の集合を生成するチャンネル分割係数生成ス
    テップとを有することを特徴とするチャンネル帯域幅の
    割当方法。
  9. 【請求項９】 チャンネル分割係数の集合を出力するス
    テップを有することを特徴とする請求項８記載のチャン
    ネル帯域幅の割当方法。
  10. 【請求項１０】 前のフレームについて各画像符号化手
    段により生成される画素当たりの平均ビット数を表す値
    の集合を入力信号として受け取るステップを有し、チャ
    ンネル分割係数生成ステップは、平均フレーム量子化ス
    テップ数画素当たりの平均ビット数を表す値の集合及び
    画素当たりの平均ビット数を表す値の集合に応じて現在
    のフレームについての評価されたチャンネル分割係数の
    集合を生成することを特徴とする請求項８記載のチャン
    ネル帯域幅の割当方法。
  11. 【請求項１１】 現在のフレームより前の少なくとも一
    つのフレームについての評価されたチャンネル分割係数
    の集合の少なくとも一つの値を反映するように、評価さ
    れたチャンネル分割係数の修正された集合を前記評価さ
    れたチャンネル分割係数の集合から得るステップを有す
    ることを特徴とする請求項８記載のチャンネル帯域幅の
    割当方法。
  12. 【請求項１２】 評価されたチャンネル分割係数の修正
    された集合が得られる場合はこれを正常化し、前記評価
    されたチャンネル分割係数の修正された集合が得られな
    い場合は評価されたチャンネル分割係数の集合を正常化
    するステップを有することを特徴とする請求項８または
    １１記載のチャンネル帯域幅の割当方法。
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