JP2806945B2 - デジタル信号の分解能を改善する方法および回路装置 - Google Patents
デジタル信号の分解能を改善する方法および回路装置Info
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- JP2806945B2 JP2806945B2 JP63204882A JP20488288A JP2806945B2 JP 2806945 B2 JP2806945 B2 JP 2806945B2 JP 63204882 A JP63204882 A JP 63204882A JP 20488288 A JP20488288 A JP 20488288A JP 2806945 B2 JP2806945 B2 JP 2806945B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、標本値がブロック毎に変換回路により変換
され、その結果それぞれ２つの次元ブロックに対して、
直流成分を表す１つの正の係数および交流成分を表わす
複数の負または正の係数が生じ、かつこれらの係数を計
算するときに該係数を表わすために要求されるビット数
は制限され、かつこのようにして得られた係数は伝送ま
たは記憶後に再び逆変換される、デジタル信号の分解能
を改善する方法に関する。本発明はまた、標本値が変換
回路を用いてブロック毎に変換され、その結果それぞれ
２つの次元ブロックに対して、直流成分を表わす１つの
正の係数および交流成分を表わす複数の負または正の係
数が生じ、かつ前記係数を表すために要求されるビット
の数が前記係数の計算の際に制限されるかまたは相応に
変換された係数は逆変換回路を用いて逆変換される、デ
ジタル信号の分解能を改善するための回路装置に関す
る。
され、その結果それぞれ２つの次元ブロックに対して、
直流成分を表す１つの正の係数および交流成分を表わす
複数の負または正の係数が生じ、かつこれらの係数を計
算するときに該係数を表わすために要求されるビット数
は制限され、かつこのようにして得られた係数は伝送ま
たは記憶後に再び逆変換される、デジタル信号の分解能
を改善する方法に関する。本発明はまた、標本値が変換
回路を用いてブロック毎に変換され、その結果それぞれ
２つの次元ブロックに対して、直流成分を表わす１つの
正の係数および交流成分を表わす複数の負または正の係
数が生じ、かつ前記係数を表すために要求されるビット
の数が前記係数の計算の際に制限されるかまたは相応に
変換された係数は逆変換回路を用いて逆変換される、デ
ジタル信号の分解能を改善するための回路装置に関す
る。
従来の技術 テレビジョン信号のデジタル伝送の際にデータ量を低
減するために、テレビジョン信号をブロック毎にまず本
来の領域から周波数領域に変換し、変換に基づいて得ら
れたスペクトル係数のうち重要な係数のみを伝送し、か
つ重要でない係数を零に設定し、かつ引き続いて変換さ
れた値を再び本来の領域に逆変換することが公知であ
る。変換は信号値と変換関数との乗算によって行われ、
その際桁数は変換のために増加する。桁数を、輝度およ
び／またはクロミナンス信号値の段階付けの申し分ない
分解能に対して選定されている値、例えば8Bitと極性と
に低減するために、例えばブロックの大きさ８×８の２
元変換の際に係数ブロックの２回の整数割算、これによ
り変換値の丸めが行われる。
減するために、テレビジョン信号をブロック毎にまず本
来の領域から周波数領域に変換し、変換に基づいて得ら
れたスペクトル係数のうち重要な係数のみを伝送し、か
つ重要でない係数を零に設定し、かつ引き続いて変換さ
れた値を再び本来の領域に逆変換することが公知であ
る。変換は信号値と変換関数との乗算によって行われ、
その際桁数は変換のために増加する。桁数を、輝度およ
び／またはクロミナンス信号値の段階付けの申し分ない
分解能に対して選定されている値、例えば8Bitと極性と
に低減するために、例えばブロックの大きさ８×８の２
元変換の際に係数ブロックの２回の整数割算、これによ
り変換値の丸めが行われる。
発明が解決しようとする問題点 変換された係数に小さな交流成分がある場合、すなわ
ちオリジナル画像が緩やかな構造である場合、逆変換後
比較的粗い構造が生じることが認められている。このこ
とは、変換された値の丸めにより情報が消失することに
関係している。この情報は逆変換の際には欠けており、
マスキングを施していないために比較的高周波の信号成
分によって障害的に可視となってしまう。
ちオリジナル画像が緩やかな構造である場合、逆変換後
比較的粗い構造が生じることが認められている。このこ
とは、変換された値の丸めにより情報が消失することに
関係している。この情報は逆変換の際には欠けており、
マスキングを施していないために比較的高周波の信号成
分によって障害的に可視となってしまう。
本発明の課題は周波数領域において桁数を制限する際
に、逆変換後のオリジナル領域における信号変化の比較
的小さな部分の再生の改善がはかられるようにすること
である。
に、逆変換後のオリジナル領域における信号変化の比較
的小さな部分の再生の改善がはかられるようにすること
である。
問題点を解決するための手段 この課題は本発明により、ブロックに対してそれぞ
れ、２つの単次元変換から成る２つの次元変換を行い、
ここにおいて第１の単次元変換と第２の単次元変換との
間において、直流成分を表している係数の数値を交流成
分を表している係数が占めている数値領域にシフトしか
つ相応の極性を付加しかつ前記逆変換の完了後前記ブロ
ックの数値をその本来の数値領域にシフトして戻して解
決される。課題はまた本発明により、デジタル信号に対
する第１の単次元変換回路と、第１の単次元変換回路に
後置接続されている、直流成分を表す係数の数値と前記
交流成分が占めている数値領域にシフトする第１の領域
シフト回路と、第１の領域シフト回路に後置接続されて
いる、係数の２つの次元変換されたブロックを送出する
第２の単次元変換回路とを有する変換部と、２つの次元
で変換された係数の入力値に対する第１の単次元逆変換
回路と、第１の単次元逆変換回路に後置接続される、逆
変換された係数を出力する第２の単次元逆変換回路と、
第２の単次元逆変換回路に後置接続される、逆変換され
た前記ブロックの数値を本来の数値領域にシフトして戻
す第２の領域シフト回路とを有する逆変換部とから成る
装置を構成して解決される。
れ、２つの単次元変換から成る２つの次元変換を行い、
ここにおいて第１の単次元変換と第２の単次元変換との
間において、直流成分を表している係数の数値を交流成
分を表している係数が占めている数値領域にシフトしか
つ相応の極性を付加しかつ前記逆変換の完了後前記ブロ
ックの数値をその本来の数値領域にシフトして戻して解
決される。課題はまた本発明により、デジタル信号に対
する第１の単次元変換回路と、第１の単次元変換回路に
後置接続されている、直流成分を表す係数の数値と前記
交流成分が占めている数値領域にシフトする第１の領域
シフト回路と、第１の領域シフト回路に後置接続されて
いる、係数の２つの次元変換されたブロックを送出する
第２の単次元変換回路とを有する変換部と、２つの次元
で変換された係数の入力値に対する第１の単次元逆変換
回路と、第１の単次元逆変換回路に後置接続される、逆
変換された係数を出力する第２の単次元逆変換回路と、
第２の単次元逆変換回路に後置接続される、逆変換され
た前記ブロックの数値を本来の数値領域にシフトして戻
す第２の領域シフト回路とを有する逆変換部とから成る
装置を構成して解決される。
発明の効果 標本値の変換後計算される、一方における直流成分に
対する係数および他方における交流成分に対する係数は
種々異なった数値領域を占めている。直流成分は正の値
しか有さず、交流成分は正および負の値を有する。しか
しその際に交流成分の値の大きさは最高でも直流成分の
値の大きさの1/2しかない。従って直流成分および交流
成分において生じうる最小値および最大値の間の間隔は
等しい。
対する係数および他方における交流成分に対する係数は
種々異なった数値領域を占めている。直流成分は正の値
しか有さず、交流成分は正および負の値を有する。しか
しその際に交流成分の値の大きさは最高でも直流成分の
値の大きさの1/2しかない。従って直流成分および交流
成分において生じうる最小値および最大値の間の間隔は
等しい。
この間隔は本発明において、数値領域の１つをシフト
することによって直流成分および交流成分の値に対して
統一した領域を形成するために利用される。これにより
データ語の使用可能な桁を係数の量子化に対して最適に
利用することができる。
することによって直流成分および交流成分の値に対して
統一した領域を形成するために利用される。これにより
データ語の使用可能な桁を係数の量子化に対して最適に
利用することができる。
さらに本発明により、周波数領域において桁数を制限
する際に逆変換後のオリジナル領域における信号変化が
比較的小さい部分における再生が改善される。
する際に逆変換後のオリジナル領域における信号変化が
比較的小さい部分における再生が改善される。
実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に
説明する。
説明する。
第１図に図示の変換回路はテレビジョン信号の処理に
適している。この変換回路では、テレビジョン画像が８
×８パイクセルの方形のブロックに分割されており、か
つ輝度値および／またはクロミナンス値に相応する、25
6の量子化段の量子化が行われた標本値を８桁のデータ
語として取り出すことができる。ブロックの２次元の拡
がりに基づいて２次元の変換が行われ、その際まず水平
方向の第１元変換がなされ、かつ引き続き垂直方向の第
２元変換がなされる。
適している。この変換回路では、テレビジョン画像が８
×８パイクセルの方形のブロックに分割されており、か
つ輝度値および／またはクロミナンス値に相応する、25
6の量子化段の量子化が行われた標本値を８桁のデータ
語として取り出すことができる。ブロックの２次元の拡
がりに基づいて２次元の変換が行われ、その際まず水平
方向の第１元変換がなされ、かつ引き続き垂直方向の第
２元変換がなされる。
この変換を実施するために、回路装置は第１の変換回
路１、第１の一時記憶および転置回路２、第２の変換回
路３、伝送区間または大容量メモリ４を有し、この伝送
区間または大容量メモリに後置接続して、第１の逆変換
回路５と第２の一時記憶および転置回路６と第２の逆変
換回路７とから成る逆変換部を有している。変換回路
１、３、逆変換回路５、７は例えばメモリとして構成す
ることができ、このメモリの記憶場所には変換関数によ
って計算された全ての変換値が格納されており、メモリ
はアドレス指定の際に入力側が出力側に接続される。一
時記憶および転置回路２、６もメモリとして構成するこ
とができ、これらのメモリでは記憶された値の順序が前
に行にあった値は列に変換され、逆に列にあった値は行
に変換されるように群変換される。従って係数を形成す
るマトリクスが90゜回転される。
路１、第１の一時記憶および転置回路２、第２の変換回
路３、伝送区間または大容量メモリ４を有し、この伝送
区間または大容量メモリに後置接続して、第１の逆変換
回路５と第２の一時記憶および転置回路６と第２の逆変
換回路７とから成る逆変換部を有している。変換回路
１、３、逆変換回路５、７は例えばメモリとして構成す
ることができ、このメモリの記憶場所には変換関数によ
って計算された全ての変換値が格納されており、メモリ
はアドレス指定の際に入力側が出力側に接続される。一
時記憶および転置回路２、６もメモリとして構成するこ
とができ、これらのメモリでは記憶された値の順序が前
に行にあった値は列に変換され、逆に列にあった値は行
に変換されるように群変換される。従って係数を形成す
るマトリクスが90゜回転される。
機能ブロックの下にそれぞれ、標本値、または変換後
の変換された係数の直流成分および交流成分がとる数値
領域が10進数にて示されている。
の変換された係数の直流成分および交流成分がとる数値
領域が10進数にて示されている。
入力側８に加わる標本値は０から255の数値領域を占
める。８×８マトリクスの８つのパイクセルが第１元に
おいて変換されることを前提とすれば、変換回路１の出
力側９での桁数は係数８だけ増加する。この出力側９に
て数値領域は、直流成分では０から2040を有し、交流成
分では−1020から＋1020までを有する。最下位（LSB）
の３桁を考慮しないことで、係数の８により割算が行わ
れる。第２の変換回路３の入力側10における値もこの桁
数に基づいており、これにより出力側11における変換さ
れた係数はここでも係数８だけ増加し、かつ最下位（LS
B）の３桁を考慮しないことで直流成分および交流成分
の上述の領域に制限される。
める。８×８マトリクスの８つのパイクセルが第１元に
おいて変換されることを前提とすれば、変換回路１の出
力側９での桁数は係数８だけ増加する。この出力側９に
て数値領域は、直流成分では０から2040を有し、交流成
分では−1020から＋1020までを有する。最下位（LSB）
の３桁を考慮しないことで、係数の８により割算が行わ
れる。第２の変換回路３の入力側10における値もこの桁
数に基づいており、これにより出力側11における変換さ
れた係数はここでも係数８だけ増加し、かつ最下位（LS
B）の３桁を考慮しないことで直流成分および交流成分
の上述の領域に制限される。
従って伝送区間または大容量メモリ４の入力側12にお
いて、直流成分に対しては256の段階を有する値が使用
できるが、交流成分に対しては128の段階しかない。従
って交流成分に対する値は比較的大きく量子化されて、
漸次の輝度移行または色移行において階段構造が目立っ
てくるため、場合により量子化誤差が再生の際に目障り
になることがある。
いて、直流成分に対しては256の段階を有する値が使用
できるが、交流成分に対しては128の段階しかない。従
って交流成分に対する値は比較的大きく量子化されて、
漸次の輝度移行または色移行において階段構造が目立っ
てくるため、場合により量子化誤差が再生の際に目障り
になることがある。
記憶および伝送の後、伝送区間または大容量メモリ４
の出力側13に生じる変換された値は再び画像領域に逆変
換される。ただし順変換の場合とは逆の方法で行われ
る。逆変換はまず列において第１元にて行われる。第１
の逆変換回路５の入力側14に加わるデータ語から、逆変
換後、出力側15でデータ語が計算され、その数値の領域
は直流成分では０から2040までの間にあり、交流成分で
は−1020から＋1020までの間にある。ただしその場合実
際に占めている数値領域はわずか＋255から−255の間で
しかない。なぜなら比較的高い２進桁は零に等しいから
である。従って最上位の３桁（MSB）は考慮する必要が
ない。上述の数値領域のうち、直流成分は０から255ま
での間を占め、交流成分は−127から＋127までの間を占
めている。この数値領域のデータ語は、一時記憶および
転置回路６において行および列が変換された後、第２の
逆変換回路７の入力側16に達する。逆変換後、第２の逆
変換回路７の出力側17において再び、最上位の桁（MS
B）を考慮しないデータ語が現れる。標本値の数値領域
はここでは０から255までの間にある。
の出力側13に生じる変換された値は再び画像領域に逆変
換される。ただし順変換の場合とは逆の方法で行われ
る。逆変換はまず列において第１元にて行われる。第１
の逆変換回路５の入力側14に加わるデータ語から、逆変
換後、出力側15でデータ語が計算され、その数値の領域
は直流成分では０から2040までの間にあり、交流成分で
は−1020から＋1020までの間にある。ただしその場合実
際に占めている数値領域はわずか＋255から−255の間で
しかない。なぜなら比較的高い２進桁は零に等しいから
である。従って最上位の３桁（MSB）は考慮する必要が
ない。上述の数値領域のうち、直流成分は０から255ま
での間を占め、交流成分は−127から＋127までの間を占
めている。この数値領域のデータ語は、一時記憶および
転置回路６において行および列が変換された後、第２の
逆変換回路７の入力側16に達する。逆変換後、第２の逆
変換回路７の出力側17において再び、最上位の桁（MS
B）を考慮しないデータ語が現れる。標本値の数値領域
はここでは０から255までの間にある。
第１図と類似に構成されている第２図の回路装置で
は、例えば変数の値と一定の値とを加算する加算回路と
して構成可能な領域シフト回路18、19が付加的に設けら
れている。直流成分をまだ制限されていない桁数で処理
する場合に、入力側20に加えられる直流成分の値は、そ
の最大の数値領域は1/2となり（2040の場合には1020を
減算される）、その結果第１の領域シフト回路18の出力
側21における新たな数値領域は−1020から＋1020までの
間にくる。これにより直流成分の数値領域は交流成分の
数値領域と一致する。この場合に８による割算に代え
て、最下位（LSB）の３つの桁を省略することにより、
４による割算のみが行われる。こののち、直流成分の負
の数値領域は交流成分の場合と同様に極性によって示さ
れる。
は、例えば変数の値と一定の値とを加算する加算回路と
して構成可能な領域シフト回路18、19が付加的に設けら
れている。直流成分をまだ制限されていない桁数で処理
する場合に、入力側20に加えられる直流成分の値は、そ
の最大の数値領域は1/2となり（2040の場合には1020を
減算される）、その結果第１の領域シフト回路18の出力
側21における新たな数値領域は−1020から＋1020までの
間にくる。これにより直流成分の数値領域は交流成分の
数値領域と一致する。この場合に８による割算に代え
て、最下位（LSB）の３つの桁を省略することにより、
４による割算のみが行われる。こののち、直流成分の負
の数値領域は交流成分の場合と同様に極性によって示さ
れる。
この手段は交流成分のために使用され、この交流成分
は−255から＋255までの分解能で第２の変換回路３にお
いて処理可能である。引き続いての変換および逆変換は
第１図に説明した場合に相応する。ただし第２元の逆変
換後、本来の領域を再び形成することが必要である。こ
のことは第２の領域シフト回路19によって行われ、この
第２の領域シフト回路19において入力側22に加わるデー
タ語に数値255が加算され、かつその結果が２で割算さ
れる。その場合に第２の領域シフト回路19の出力側23
で、数値領域が０から255までの間にあるデータ語を取
り出すことができる。上述の手段により、桁数を高める
ことなく、係数２だけ高められた分解能を有する交流成
分を記憶または伝送でき、かつこれにより値を本来の領
域において再生する際に輝度値およびクロミナンス値の
階段構造をあまり目立たなくさせることができる。
は−255から＋255までの分解能で第２の変換回路３にお
いて処理可能である。引き続いての変換および逆変換は
第１図に説明した場合に相応する。ただし第２元の逆変
換後、本来の領域を再び形成することが必要である。こ
のことは第２の領域シフト回路19によって行われ、この
第２の領域シフト回路19において入力側22に加わるデー
タ語に数値255が加算され、かつその結果が２で割算さ
れる。その場合に第２の領域シフト回路19の出力側23
で、数値領域が０から255までの間にあるデータ語を取
り出すことができる。上述の手段により、桁数を高める
ことなく、係数２だけ高められた分解能を有する交流成
分を記憶または伝送でき、かつこれにより値を本来の領
域において再生する際に輝度値およびクロミナンス値の
階段構造をあまり目立たなくさせることができる。
第１図は、デジタル信号を本来の領域から桁数が制限さ
れた周波数領域に変換しかつそれに続いて本来の領域に
逆変換するための回路装置のブロック回路図であり、第
２図は、付加的な領域シフト回路が設けられている、第
１図に相応する回路装置のブロック回路図である。 １、３……変換回路、５、７……逆変換回路、２、６…
…一時記憶および転置回路、４……伝送区間または大容
量メモリ、18、19……領域シフト回路
れた周波数領域に変換しかつそれに続いて本来の領域に
逆変換するための回路装置のブロック回路図であり、第
２図は、付加的な領域シフト回路が設けられている、第
１図に相応する回路装置のブロック回路図である。 １、３……変換回路、５、７……逆変換回路、２、６…
…一時記憶および転置回路、４……伝送区間または大容
量メモリ、18、19……領域シフト回路
フロントページの続き (72)発明者 ヘルベルト・シユツツエ ドイツ連邦共和国ハノーバー・ヴオルケ メライ ４ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 14/00 - 14/06 H04N 7/30
Claims (6)
- 【請求項１】標本値がブロック毎に変換回路により変換
され（１、３）、その結果それぞれ２つの次元ブロック
に対して、直流成分（G1）を表す１つの正の係数および
交流成分（We）を表わす複数の負または正の係数が生
じ、かつこれらの係数を計算するときに該係数を表わす
ために要求されるビット数は制限され、かつこのように
して得られた係数は伝送または記憶（４）後に再び逆変
換される（５、７）、デジタル信号の分解能を改善する
方法において、 前記ブロックに対してそれぞれ、２つの単次元変換から
成る２つの次元変換を行い、ここにおいて第１の単次元
変換と第２の単次元変換との間において、前記直流成分
を表している係数の数値を交流成分を表している係数が
占めている数値領域にシフトし（18）かつ相応の極性
（VZ）を付加しかつ前記逆変換の完了後前記ブロックの
数値をその本来の数値領域にシフトして戻す（19）こと
を特徴とするデジタル信号の分解能を改善する方法。 - 【請求項２】直流成分の数値領域をシフトするために
（18）、各直流成分の値から第１の変換（MSB……LSBな
いし20）後の直流成分に対して使用可能である数値領域
の1/2に相応するような値を減算することを特徴とする
請求項１記載のデジタル信号の分解能を改善する方法。 - 【請求項３】逆シフトのために（19）、完了した逆変換
後の数値領域に対して使用可能である数値領域の1/2に
相応するような値を前記ブロックの数値のそれぞれに加
算することを特徴とする請求項１記載のデジタル信号の
分解能を改善する方法。 - 【請求項４】標本値が変換回路（１、３）を用いてブロ
ック毎に変換され、その結果それぞれ２つの次元ブロッ
クに対して、直流成分（G1）を表わす１つの正の係数お
よび交流成分を表わす複数の負または正の係数（We）が
生じ、かつ前記係数を表すために要求されるビットの数
が前記係数の計算の際に制限されるかまたは相応に変換
された係数は逆変換回路（５、７）を用いて逆変換され
る、デジタル信号の分解能を改善するための回路装置に
おいて、 前記デジタル信号に対する第１の単次元変換回路（１）
と、 該第１の単次元変換回路（１）に後置接続されている、
前記直流成分を表す係数の数値を前記交流成分が占めて
いる数値領域にシフトする第１の領域シフト回路（18）
と、 該第１の領域シフト回路（18）に後置接続されている、
係数の２つの次元変換されたブロックを送出する第２の
単次元変換回路（３）とを有する変換部と、 ２つの次元で変換された係数の入力値に対する第１の単
次元逆変換回路（５）と、 該第１の単次元逆変換回路（５）に後置接続される、逆
変換された係数を出力する第２の単次元逆変換回路
（７）と、 該第２の単次元逆変換回路（７）に後置接続される、逆
変換された前記ブロックの数値を本来の数値領域にシフ
トして戻す第２の領域シフト回路（19）とを有する逆変
換部とから成ることを特徴とするデジタル信号の分解能
を改善する回路装置。 - 【請求項５】前記第１の領域シフト回路（18）は各直流
成分の値から第１の変換（MSB……LSBないし20）後の直
流成分に対して使用可能である数値領域の1/2に相応す
るような値を減算することを特徴とする請求項４記載の
デジタル信号の分解能を改善する回路装置。 - 【請求項６】第２の領域シフト回路（19）は、前記第２
の逆変換回路の出力側（17）における数値領域に対して
使用可能である数値領域の1/2に相応するような値を前
記ブロックの数値のそれぞれに加算することを特徴とす
る請求項４または５記載のデジタル信号の分解能を改善
する回路装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3728444.4 | 1987-08-26 | ||
| DE19873728444 DE3728444A1 (de) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | Verfahren und schaltungsanordnung zur verbesserung der aufloesung von digitalen signalen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6471336A JPS6471336A (en) | 1989-03-16 |
| JP2806945B2 true JP2806945B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=6334509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63204882A Expired - Lifetime JP2806945B2 (ja) | 1987-08-26 | 1988-08-19 | デジタル信号の分解能を改善する方法および回路装置 |
Country Status (10)
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