JP2734215B2 - 直交変換装置 - Google Patents

直交変換装置

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JP2734215B2
JP2734215B2 JP3027284A JP2728491A JP2734215B2 JP 2734215 B2 JP2734215 B2 JP 2734215B2 JP 3027284 A JP3027284 A JP 3027284A JP 2728491 A JP2728491 A JP 2728491A JP 2734215 B2 JP2734215 B2 JP 2734215B2
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巌 日高
宏 堀金
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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、映像信号を高能率符号
化する場合に、圧縮率を高めるために用いられる直交変
換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】(図3)は従来の直交変換装置の構成を
示すブロック図である。同図において、1は1フレーム
毎の映像信号がブロック化されて本直交変換装置に入力
される入力端子、2は水平方向の直交変換を行なう第1
の直交変換回路、3は水平方向に並んだ直交変換された
変換係数を垂直方向に並べ換える並べ換えメモリ、4は
垂直方向の直交変換を行なう第2の直交変換回路、5は
前記第1の直交変換回路と第2の直交変換回路によって
前記ブロック化信号を水平・垂直方向の2次元直交変換
した直交変換係数を出力する出力端子である。前記並べ
換えメモリは、31および32のスイッチ、33および
34の前記ブロック化信号分のメモリ容量を持ってそれ
ぞれ書き込み・読みだしできる第1のメモリと第2のメ
モリ、35の読みだしアドレス制御回路により構成され
る。
【0003】同図構成を(図4)の各構成要素間の信号
並びの図を用いて説明する。(図4)のAは前記入力端
子1より入力される映像信号の1ブロック分のブロック
化信号のを示しており、図中のxijはブロック化信号の
各画素を表わし、添字i(=1・・8)は垂直方向の位
置を示し画面上から画面下へ連続している。またj(=
1・・8)は水平方向の位置を示し画面左から画面右へ
連続している。本従来例の場合のブロック化信号Aは、
フレーム単位の水平方向8次直交変換かつ垂直方向8次
直交変換の8×8次の2次元直交変換のためのブロック
化信号である。
【0004】さて、第1の直交変換回路2はブロック化
信号Aを入力として(図4)のブロック信号Bを出力す
る。ここでブロック信号B中のyijは水平方向の直交変
換係数であって、iは前記ブロック化信号Aと同じく垂
直方向の並びを示し、jは直交変換されることにより得
られる周波数成分に対応して低周波数成分から高周波数
成分に連続している。第1の直交変換回路2は水平方向
の直交変換を行なうので、ブロック化信号Aのxij(j
=1・・8)の8画素単位毎に処理し、その処理を垂直
方向のi=1・・8の8回行なう。
【0005】一方第2の直交変換回路4は前記ブロック
信号Bに対してyij(i=1..8)の8係数単位毎に
処理することにより垂直方向の直交変換できるが、その
入力ブロック信号Bは前記第1の直交変換回路2のため
に水平方向の係数並び(水平方向8係数単位が垂直方向
に並ぶこと)となっているため、前記並べ換えメモリ3
により垂直方向の係数並び(垂直方向8係数単位が水平
方向に並ぶこと)に並べ換える。並べ換えメモリ3は、
第1のメモリ33と第2のメモリ34を、一方に現在の
ブロック信号Bを書き込むときには他方は以前に記憶し
ていた一ブロック分過去のブロック信号Bを読みだして
第2の直交変換回路4に導くように、スイッチ31、3
2により一ブロック毎に交互に読みだし・書き込みを行
えるようにしている。そのときの前述の水平から垂直方
向への並び換えは、読みだしアドレス制御回路35によ
り、ブロック信号Bのyijをyjiとする。((図4)で
はブロック信号Cのように図の横一行を一処理単位とし
て表わすことにする) ブロック信号Cの係数並びにな
れば第2の直交変換回路4は前記第1の直交変換回路2
と同構成により実現できる。その結果、出力端子5から
は(図4)のブロック信号Dに示す2次元直交変換係数
を出力する。
【0006】なお、ブロック信号Dにおける係数並びは
垂直方向になっており、実際には後段において可変長符
号化等の符号化装置が構成されて、一般には2次元直交
変換係数の2次元的な低域成分から高域成分への順にな
るジグザグスキャンなどの並べ換え回路を必要とする
が、本発明の対象とするのが直交変換装置であるのでブ
ロック信号Dからの並べ換えは省略する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の直
交変換装置においては、直交変換を行なう映像信号がフ
レーム単位であればフレーム単位の直交変換しか行えな
い。また映像信号がフィールド単位であればフィールド
単位の直交変換しか行えないという課題を有していた。
【0008】またフレーム単位の入力でもフィールド相
関が大きいときにもフィールド内の直交変換を行なえる
ようにするには、フレーム内直交変換装置とフィールド
内直交変換装置のふたつの直交変換装置を持たねばなら
ず回路規模が前者の2倍以上になるという課題を有して
いた。つまり(図3)におけるフレーム内垂直方向直交
変換を行なう第2の直交変換回路4に相当するフィール
ド内垂直方向直交変換を行なう直交変換回路を付加しな
ければならない。直交変換回路はそれ自体に多数の乗算
器と加減算器を有しているので、回路規模の点で非常に
大きな課題であった。
【0009】本発明はかかる点に鑑み、直交変換回路の
多大な回路増加をしないで、フレーム内とフィールド内
の直交変換を行なう直交変換装置を提供することを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、1フレーム単
位の映像信号をブロック化信号を入力とし、前記ブロッ
ク化信号を水平方向に直交変換する第1の直交変換回路
と、前記第1の直交変換回路と並行して前記ブロック化
信号を前記ブロック化信号に含まれる2フィールド間の
相関を検出するフィールド間相関検出回路と、前記第1
の直交変換回路出力を垂直方向に並べ換える並べ換えメ
モリと、前記並べ換えメモリ出力のブロック化信号を垂
直方向に直交変換する第2の直交変換回路を備え、前記
フィールド間相関検出回路によって前記ブロック化信号
にフィールド間相関が大きいときには前記並べ換えメモ
リと前記第2の直交変換回路がフレーム内の直交変換を
行うが、フィールド相関が小さいときにはフィールド内
の直交変換を行なうようにしたことを特徴とする直交変
換装置である。
【0011】
【作用】本発明は前記した構成により、前記ブロック毎
のフィールド間相関の検出を水平方向の直交変換と並行
して実行し、その結果により垂直方向の直交変換を行な
う前段の並べ換えメモリの出力をフレーム内/フィール
ド内の直交変換をするための係数並べ換えができ、回路
規模を増加することなくフレーム内/フィールド内の直
交変換の実行が可能となる。
【0012】
【実施例】(図1)は本発明の一実施例における直交変
換装置のブロック図を示すものである。同図の入力端子
1、水平方向の直交変換を行なう第1の直交変換回路
2、および出力端子5については、前述の従来例の直交
変換装置の構成と同等であるので同番号を付している。
異なるのは6の並べ換えメモリと7の垂直方向の直交変
換を行なう第2の直交変換回路の構成、および新たに8
のフィールド間相関検出回路を付加したことである。
【0013】以下、(図2)の(図1)各構成要素間の
信号並びの図を用いて本実施例の動作を説明する。
【0014】フィールド間相関検出回路8は、前記第1
の直交変換回路2入力と同じブロック化信号A(図4)
を入力として、前記第1の直交変換回路2と並行してフ
ィールド間相関を検出する。フィールド間の相関は簡単
にはフィールド間の画素値のレベル差を計算することで
行える。例えば、ブロック化信号Aは垂直方向の1画素
毎、つまりライン毎に2フィールドの信号をノンインタ
ーレース化された信号であるので、
【0015】
【数1】
【0016】によって得られるPはフィールド間のレベ
ル差を示すことになる。このPはフィールド間相関が大
きいときには小さい値を示し、フィールド間相関が小さ
いときには大きな値を示すので、ある閾値P0によっ
て、
【0017】
【数2】
【0018】とすることによりフレーム内/フィールド
内直交変換の切り換えができる。ここで閾値P0の値
は、後段の圧縮処理および符号化方法によって最適な値
に設定すればよい。
【0019】次に並べ換えメモリ6と第2の直交変換回
路7の動作について説明する。並べ換えメモリ6は(図
1)のように、スイッチ31および32、1ブロック分
のブロック信号を記憶できるメモリ33および34を構
成要素を持つが、これら構成要素は前述従来例の構成要
素と同等の動作をするので、前記従来例での付加番号と
同じ番号を付けて説明を省く。
【0020】異なるのは並べ換えメモリ6内の読み出し
アドレス制御回路61と第2の直交変換回路7である。
ここで、これら2構成要素の動作については、本出願人
自身が先に「特願昭2−282119号」において示し
た「直交変換装置」の動作に準ずる。この「直交変換装
置」は高速演算アルゴリズムを用いた手法で、本実施例
の第2の直交変換装置7に相当し、(図2)のブロック
信号Bにおいて、(yi1,yi2,yi3,・・・yi8)の
信号列に対しての8次直交変換と、(yi1,yi3,yi
5,yi7)と(yi8,yi6,yi4,yi2)のふたつの信
号列の互いの和と差それぞれに対しての4次直交変換
を、一つの切り換え制御信号で回路を共用して実現する
ものである。
【0021】よって上記「直交変換装置」を用いて、前
記切り換え制御信号をフィールド間相関検出回路8出力
として、フレーム内直交変換を選ぶときには(yi1,y
i2,yi3,・・・yi8)の信号列に対しての8次直交変
換を行なうように、一方フィールド内直交変換を選ぶと
きには(yi1,yi3,yi5,yi7)と(yi8,yi6,y
i4,yi2)のふたつの信号列の互いの和と差それぞれに
対しての4次直交変換を行なうようにする。
【0022】なお、上記「直交変換装置」はその最前段
の構成要素に並べ換え器を有する。この並べ換え器はあ
る一定の並びで「直交変換装置」に入力される信号列
を、前記8次直交変換とふたつの4次直交変換のための
後段のバタフライ演算器を共用するための並べ換えを行
なう。よって、本実施例では、前記並べ換え器における
信号列の並べ換えを前記並べ換えメモリ6によって実行
するようにして、前記「直交変換装置」内の並べ換え器
と並べ換えメモリ6とを共用するものである。そのため
に、並べ換えメモリ6の読み出しアドレス制御回路61
は、前記ブロック信号Bの水平方向の係数並びを垂直方
向の係数並びに並び換えるとともに、前記フィールド間
相関検出回路8出力によって、フレーム内直交変換を選
ぶときには前記8次直交変換を行なうように、またフィ
ールド内直交変換を選ぶときには前記ふたつの4次直交
変換を行なうように垂直方向の8係数の並びを換える。
【0023】以上説明したような並べ換えメモリ6の結
果のブロック信号を(図2)のブロック信号EフレームとE
フィールト゛に示す。これら2種類の並びのブロック信号Eに
対して、前記第2の直交変換回路7は、それぞれブロッ
ク信号FフレームおよびFフィールト゛を出力する。ここで本実施
例の第2の直交変換回路7のバタフライ演算器を前記
「直交変換装置」に準じているので、ブロック信号Fフィ
ールト゛内の各係数中、uij(i=1・・4)についてはフ
ィールド間の和に対する4次直交変換の結果で、uij
(i=5・・8)についてはフィールド間の差に対する
4次直交変換の結果となり、それぞれの係数はiが小さ
い値ほど低周波数成分に対する係数を示し、大きいほど
高周波数成分に対する係数を示す。
【0024】以上説明したように、本実施例によれば、
水平方向の直交変換の演算と並行してフレーム内/フィ
ールド内の直交変換選択を決定して、その選択結果を並
べ換えメモリ6の読み出しアドレス制御回路61による
係数の並べ換えと第2の直交変換回路7のバタフライ演
算器構成により、フレーム内/フィールド内切り換え型
の2次元直交変換を多大な回路規模増加をともなわずに
実現できるのでその実用的効果は大きい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、前
記ブロック毎のフィールド間相関の検出を水平方向の直
交変換と並行して実行し、その結果により垂直方向の直
交変換を行なう前段の並べ換えメモリの出力をフレーム
内/フィールド内の直交変換をするための係数並べ換え
を行い、かつ垂直方向の直交変換回路のバタフライ演算
器もフレーム内とフィールド内の直交変換で共用できる
ので、回路規模を増加することなくフレーム内/フィー
ルド内の垂直方向の直交変換の実行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における直交変換装置のブロ
ック図。
【図2】前記本発明の一実施例の動作を説明するための
各構成要素間の一ブロック分の信号の並び図。
【図3】従来の直交変換装置のブロック図。
【図4】前記従来例の動作を説明するための各構成要素
間の一ブロック分の信号の並び図。
【符号の説明】
2 第1の直交変換回路 6 並べ換えメモリ 61 読み出しアドレス制御回路 7 第2の直交変換回路 8 フィールド間相関検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重里 達郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−79688(JP,A) 特開 平4−229724(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1フレーム単位の映像信号のブロック化
    信号を入力とし、前記ブロック化信号を水平方向に直交
    変換する第1の直交変換回路と、前記第1の直交変換回
    路と並行して前記ブロック化信号に含まれる2フィール
    ド間の相関を検出するフィールド間相関検出回路と、前
    記第1の直交変換回路出力を垂直方向に並べ換える並べ
    換えメモリと、前記並べ換えメモリ出力のブロック化信
    号を垂直方向に直交変換する第2の直交変換回路を備
    え、前記フィールド間相関検出回路によって前記ブロッ
    ク化信号にフィールド間相関が大きいときには前記並べ
    換えメモリと前記第2の直交変換回路によりフレーム内
    の直交変換を行うが、フィールド相関が小さいときには
    フィールド内の直交変換を行なうようにしたことを特徴
    とする直交変換装置。
  2. 【請求項2】 並べ換えメモリは、フィールド間相関が
    大きいときにはフレーム単位(ノンインターレース状
    態)となるように、フィールド間相関が小さいときには
    フィールド単位毎に分離するように第1の直交変換回路
    出力を垂直方向に並べ換え、第2の直交変換回路は、フ
    ィールド間相関が大きいときにはフレーム内直交変換を
    行なうが、フィールド間相関が小さいときにはフィール
    ド間の和と差のそれぞれを直交変換を行なうように内部
    バタフライ演算を切り換えることを特徴とする請求項1
    記載の直交変換装置。
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