JP2828997B2 - 適応型変換符号化装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像信号の適応型変換符号化方式に係わり、
特に画像信号を記録再生する装置に用いて好適な適応型
変換符号化方式に関する。
特に画像信号を記録再生する装置に用いて好適な適応型
変換符号化方式に関する。
テレビジヨン信号の高能率符号化方式には、画面を複
数画素から成るブロツクに分割し、各ブロツク毎に直交
変換を行い、その変換係数を符号化する変換符号化があ
る。この変換符号化において圧縮効率を高めるために
は、画像により各ブロツクごとのビツト割り当てを変化
させる方法がある。その従来例の一つは、アイ，イー，
イー，イー，トランザクシヨン オン コミユニケーシ
ヨン シー オー エム25,11（1977年）第1285頁から1
292頁（IEEE Trans.Commun.COM25,11（1977年）pp1285
−1292）（文献１と呼ぶ）に記載されており、２次元直
交変換としては、２次元離散コサイン変換が用いられ
る。２次元離散コサイン変換および逆変換については、
電子通信学会論文誌'86年３月号,Vol.J69−Ｂ No.3,p2
28−p236（文献２と呼ぶ）の（１）式および（２）式に
詳しく記載されている。
数画素から成るブロツクに分割し、各ブロツク毎に直交
変換を行い、その変換係数を符号化する変換符号化があ
る。この変換符号化において圧縮効率を高めるために
は、画像により各ブロツクごとのビツト割り当てを変化
させる方法がある。その従来例の一つは、アイ，イー，
イー，イー，トランザクシヨン オン コミユニケーシ
ヨン シー オー エム25,11（1977年）第1285頁から1
292頁（IEEE Trans.Commun.COM25,11（1977年）pp1285
−1292）（文献１と呼ぶ）に記載されており、２次元直
交変換としては、２次元離散コサイン変換が用いられ
る。２次元離散コサイン変換および逆変換については、
電子通信学会論文誌'86年３月号,Vol.J69−Ｂ No.3,p2
28−p236（文献２と呼ぶ）の（１）式および（２）式に
詳しく記載されている。
第２図に示すように１フイールドの有効画面14をＮ
（走査線）×Ｎ（画素）のブロツク15に分割し、各ブロ
ツクごとに２次元離散コサイン変換を行う。入力をｆ
（i,j），変換係数をｆ（u,v）とするとき、２次元離散
コサイン変換は次式で与えられる。
（走査線）×Ｎ（画素）のブロツク15に分割し、各ブロ
ツクごとに２次元離散コサイン変換を行う。入力をｆ
（i,j），変換係数をｆ（u,v）とするとき、２次元離散
コサイン変換は次式で与えられる。
ここで 逆変換は、次式で与えられる。
変換係数Ｆ（u,v）の中で、Ｆ（0,0）は直流成分、そ
の他は交流成分を表す。ここで、交流成分の電力の和に
よってアクテイビテイ指数Ａを定義する。すなわちアク
テイビテイ指数Ａは次式で示される。（アクテイビテイ
指数Ａは文献2p.1287記載の（７）式に対応する。） このアクテイビテイ指数にあらかじめ閾値を設けてお
き、各ブロツクのアクテイビテイ指数の値により、クラ
ス分けを行う。そして各クラスごとにビツト数の異なる
量子化器を用意する。一般に量子化器として、直流成分
には線形量子化器、その他の交流成分には非線形量子器
を用いる。アクテイビテイ指数の小さいブロツクは少な
いビツト数で量子化し、アクテイビテイ指数の大きいブ
ロツクは多いビツト数で量子化する。このため、画像の
局部的な変化に適応した符号化が行え、圧縮効率が高く
なる。
の他は交流成分を表す。ここで、交流成分の電力の和に
よってアクテイビテイ指数Ａを定義する。すなわちアク
テイビテイ指数Ａは次式で示される。（アクテイビテイ
指数Ａは文献2p.1287記載の（７）式に対応する。） このアクテイビテイ指数にあらかじめ閾値を設けてお
き、各ブロツクのアクテイビテイ指数の値により、クラ
ス分けを行う。そして各クラスごとにビツト数の異なる
量子化器を用意する。一般に量子化器として、直流成分
には線形量子化器、その他の交流成分には非線形量子器
を用いる。アクテイビテイ指数の小さいブロツクは少な
いビツト数で量子化し、アクテイビテイ指数の大きいブ
ロツクは多いビツト数で量子化する。このため、画像の
局部的な変化に適応した符号化が行え、圧縮効率が高く
なる。
アクテイビテイ指数はブロツクの絵柄によつて変化す
る。したがつて、上記従来技術は、各ブロツクのアクテ
イビテイ指数によつてビツト割り当てを適応的に変化さ
せるため、絵柄によつて必要となるビツト数が変化して
しまう。すなわち、アクテイビテイ指数の大きくなる絵
柄のブロツクは多いビツト数を必要とし、逆にアクテイ
ビテイ指数の小さくなる絵柄のブロツクは少ないビツト
数で済む。このため、ビデオ・テープ・レコーダ（以
後、VTRと略記する。）など、テープ走行速度やヘツド
シリンダの回転速度を時々刻々変化しにくい記録再生装
置には適用できなかつた。
る。したがつて、上記従来技術は、各ブロツクのアクテ
イビテイ指数によつてビツト割り当てを適応的に変化さ
せるため、絵柄によつて必要となるビツト数が変化して
しまう。すなわち、アクテイビテイ指数の大きくなる絵
柄のブロツクは多いビツト数を必要とし、逆にアクテイ
ビテイ指数の小さくなる絵柄のブロツクは少ないビツト
数で済む。このため、ビデオ・テープ・レコーダ（以
後、VTRと略記する。）など、テープ走行速度やヘツド
シリンダの回転速度を時々刻々変化しにくい記録再生装
置には適用できなかつた。
本発明の目的は、各ブロツクごとに必要となるビツト
割当を絵柄により変化させることで圧縮効率を高め、か
つ必要となるビツト数すなわち記録レートを一定にでき
る適応型変換符号化方式を提供することにある。
割当を絵柄により変化させることで圧縮効率を高め、か
つ必要となるビツト数すなわち記録レートを一定にでき
る適応型変換符号化方式を提供することにある。
上記問題点を解決するために、本発明の適応型変換符
号化装置は、各ブロツクごとにアクテイビテイ指数を求
める手段と、得られたアクテイビテイ指数をあらかじめ
設定された閾値と比較し、例えば基準となるビツト数を
基準ビツト数とし、基準ビツト数を持つ基準ビツトクラ
ス，基準ビツト数よりも多いビツト数を持つ高ビツトク
ラス，基準ビツト数よりも少ないビツト数を持つ低ビツ
トクラスに分類する手段と、各クラスごとに異なるビツ
ト数で量子化を行う手段と、符号化済みのブロツクを監
視ブロツク域とする手段と、その監視ブロツク域の中か
ら低ビツトクラスを探索する手段と、符号化中の高ビツ
トクラスが基準ビツト数となるように、基準ビツト数を
超過しているビツトを低ビツトクラスに割り当てる手段
と、低ビツトクラスに割り当てたビツトを高ビツトクラ
スに戻して復号する手段を具備した構成を備えるもので
ある。
号化装置は、各ブロツクごとにアクテイビテイ指数を求
める手段と、得られたアクテイビテイ指数をあらかじめ
設定された閾値と比較し、例えば基準となるビツト数を
基準ビツト数とし、基準ビツト数を持つ基準ビツトクラ
ス，基準ビツト数よりも多いビツト数を持つ高ビツトク
ラス，基準ビツト数よりも少ないビツト数を持つ低ビツ
トクラスに分類する手段と、各クラスごとに異なるビツ
ト数で量子化を行う手段と、符号化済みのブロツクを監
視ブロツク域とする手段と、その監視ブロツク域の中か
ら低ビツトクラスを探索する手段と、符号化中の高ビツ
トクラスが基準ビツト数となるように、基準ビツト数を
超過しているビツトを低ビツトクラスに割り当てる手段
と、低ビツトクラスに割り当てたビツトを高ビツトクラ
スに戻して復号する手段を具備した構成を備えるもので
ある。
各ブロツクごとにアクテイビテイ指数を算出し、あら
かじめ設定された閾値と比較することによつて、例え
ば、基準ビツトクラス，高ビツトクラス，低ビツトクラ
スの３つに分類する。第３図に各クラスのビツト構造を
示す。ここで（ａ）を低ビツトクラス、（ｂ）を基準ビ
ツトクラス、（ｃ）を高ビツトクラスとする。低ビツト
クラス（ａ）には基準ビツト数に満たない空き領域18が
ある。一方、高ビツトクラスには基準ビツト数を越えて
いる超過ビツト26がある。この空き領域18のビツト数と
超過ビツト26は等しくなるようにあらかじめ各クラスの
ビツト数を選んでおく。
かじめ設定された閾値と比較することによつて、例え
ば、基準ビツトクラス，高ビツトクラス，低ビツトクラ
スの３つに分類する。第３図に各クラスのビツト構造を
示す。ここで（ａ）を低ビツトクラス、（ｂ）を基準ビ
ツトクラス、（ｃ）を高ビツトクラスとする。低ビツト
クラス（ａ）には基準ビツト数に満たない空き領域18が
ある。一方、高ビツトクラスには基準ビツト数を越えて
いる超過ビツト26がある。この空き領域18のビツト数と
超過ビツト26は等しくなるようにあらかじめ各クラスの
ビツト数を選んでおく。
ここで、符号化ブロツクと監視ブロツク域を定義す
る。符号化ブロツクは（ａ）低ビツトクラス，（ｂ）は
基準ビツトクラス，（ｃ）は高ビツトクラスに分類し量
子化しようとするブロツクを指す。監視ブロツク域は既
に符号化が完了した複数個のブロツクからなるものとす
る。第４図に符号化ブロツク28と監視ブロツク27の関係
を示す。つぎに、符号化の動作について説明を加える。
る。符号化ブロツクは（ａ）低ビツトクラス，（ｂ）は
基準ビツトクラス，（ｃ）は高ビツトクラスに分類し量
子化しようとするブロツクを指す。監視ブロツク域は既
に符号化が完了した複数個のブロツクからなるものとす
る。第４図に符号化ブロツク28と監視ブロツク27の関係
を示す。つぎに、符号化の動作について説明を加える。
符号化ブロツク28がアクテイビテイ指数により低ビツ
トクラスに分類された場合はあらかじめ決められたビツ
ト数17で量子化し、低ビツトクラスであることを示すク
ラス表示ビツト16を付加する。また基準ビツトクラスに
分類された場合は、あらかじめ決められたビツト数22で
量子化し、基準ビツトクラスであることを示すクラス表
示ビツト21を付加する。高ビツトクラスに分類された場
合は、監視ブロツク域27にある符号化の完了したブロツ
ク27a,27b,27c,27dの中に低ビツトクラス（ａ）のブロ
ツクがあれば、高ビツトクラス（ｃ）として決められた
ビツト数25で量子化し、超過ビツト26を監視ブロツク域
27内の低ビツトクラスの中の空き領域18に割り当て、高
ビツトクラスであることを示すクラス表示ビツト23およ
び超過ビツトを割り当てた低ビツトクラスの位置を示す
アドレスビツト24を付加する。超過ビツトを割り当てた
低ビツトクラスはクラス表示ビツト16を19に変更して超
過ビツトの割り当てが完了していることが分かるように
する。監視ブロツク域の中に低ビツトクラス（ａ）がな
い場合は、該符号化ブロツクを基準ビツトクラス（ｂ）
とみなして符号化する。かくのごとく符号化すること
で、適応符号化にもかかわらず、記録レートを一定にで
きる。
トクラスに分類された場合はあらかじめ決められたビツ
ト数17で量子化し、低ビツトクラスであることを示すク
ラス表示ビツト16を付加する。また基準ビツトクラスに
分類された場合は、あらかじめ決められたビツト数22で
量子化し、基準ビツトクラスであることを示すクラス表
示ビツト21を付加する。高ビツトクラスに分類された場
合は、監視ブロツク域27にある符号化の完了したブロツ
ク27a,27b,27c,27dの中に低ビツトクラス（ａ）のブロ
ツクがあれば、高ビツトクラス（ｃ）として決められた
ビツト数25で量子化し、超過ビツト26を監視ブロツク域
27内の低ビツトクラスの中の空き領域18に割り当て、高
ビツトクラスであることを示すクラス表示ビツト23およ
び超過ビツトを割り当てた低ビツトクラスの位置を示す
アドレスビツト24を付加する。超過ビツトを割り当てた
低ビツトクラスはクラス表示ビツト16を19に変更して超
過ビツトの割り当てが完了していることが分かるように
する。監視ブロツク域の中に低ビツトクラス（ａ）がな
い場合は、該符号化ブロツクを基準ビツトクラス（ｂ）
とみなして符号化する。かくのごとく符号化すること
で、適応符号化にもかかわらず、記録レートを一定にで
きる。
復号の際は、各クラスに付加してあるクラス表示ビツ
ト16,19,21,23により、クラスが分類される。低ビツト
クラス（ａ）の場合は、あらかじめ指定された量子化ビ
ツト17で復号する。基準ビツトクラス（ｂ）の場合は、
あらかじめ指定された量子化ビツト22で復号する。高ビ
ツトクラス（ｃ）の場合は、あらかじめ指定された量子
化ビツト40の他にアドレスビツト24に対応する低ビツト
クラスに割り当てた超過ビツト20をもとに復号する。
ト16,19,21,23により、クラスが分類される。低ビツト
クラス（ａ）の場合は、あらかじめ指定された量子化ビ
ツト17で復号する。基準ビツトクラス（ｂ）の場合は、
あらかじめ指定された量子化ビツト22で復号する。高ビ
ツトクラス（ｃ）の場合は、あらかじめ指定された量子
化ビツト40の他にアドレスビツト24に対応する低ビツト
クラスに割り当てた超過ビツト20をもとに復号する。
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図に実施例のブロック図を示す。入力端子１から
入力するテレビジヨン信号ａはA/D変換器２により、例
えば、８ビツトのデイジタル信号ｂに変換する。直交変
換回路３でデイジタル信号ｂに、例えば、離散コサイン
変換のごとき直交変換を施し、変換係数ｃを得る。適応
回路４で各ブロツクごとのアクテイビテイ指数を算出
し、これをあらかじめ設定された閾値と比較することに
よりクラス分類し、量子化回路５で各クラスのビツト割
り当てに応じた量子化を行う。符号器６では入力信号レ
ベルｄに対応した符号ｅに変換し、記録回路７により、
磁気テープなどの記録媒体８にデータｅを記録する。再
生時には、再生回路９からの出力信号ｆを復号器10に入
力し、符号器６に対応した代表値ｇを得て、逆直交変換
回路11で直交変換回路３の逆変換を施すことにより出力
信号ｈを得る。これをD/A変換器12によりアナログ信号
に変換し、出力端子13にテレビジヨン信号ｉを得る。
入力するテレビジヨン信号ａはA/D変換器２により、例
えば、８ビツトのデイジタル信号ｂに変換する。直交変
換回路３でデイジタル信号ｂに、例えば、離散コサイン
変換のごとき直交変換を施し、変換係数ｃを得る。適応
回路４で各ブロツクごとのアクテイビテイ指数を算出
し、これをあらかじめ設定された閾値と比較することに
よりクラス分類し、量子化回路５で各クラスのビツト割
り当てに応じた量子化を行う。符号器６では入力信号レ
ベルｄに対応した符号ｅに変換し、記録回路７により、
磁気テープなどの記録媒体８にデータｅを記録する。再
生時には、再生回路９からの出力信号ｆを復号器10に入
力し、符号器６に対応した代表値ｇを得て、逆直交変換
回路11で直交変換回路３の逆変換を施すことにより出力
信号ｈを得る。これをD/A変換器12によりアナログ信号
に変換し、出力端子13にテレビジヨン信号ｉを得る。
一例として、４×SC＝14.3MHz（SCは個副搬送波
周波数）で標本化されたカラーテレビジヨン信号を２次
元離散コサイン変換を用い、画素当り平均２ビツトで符
号化する場合を考える。まず、第２図に示すごとく１フ
イールドの有効画面14を96×30個のブロツクに分離する
ことで、８（走査線）×８（画素）からなる符号化ブロ
ツク15を生成する。つぎに、各符号化ブロツクごとに入
力データｆ（i,j）に２次元離散コサイン変換を施し、
計64個の変換係数Ｆ（i,j）を得る。ここで低ビツトク
ラス，基準ビツトクラス，高ビツトクラスの３クラスに
分類する場合のビツト割り当て例を第５図に示す。
（ａ）は低ビツトクラスに対応する合計64ビツトのビツ
ト割り当て、（ｂ）は基準ビツトクラスに対応する合計
128ビツトのビツト割り当て、（ｃ）は高ビツトクラス
に対応する合計192ビツトのビツト割り当てである。こ
こで各々の合計ビツト数はクラス表示分の２ビツトを含
んでいる。また、いずれの場合にも直流分ｍ（0,0）は
画質を大きく左右するため８ビツトを割り当てるものと
し、それを除く各成分へのビツト割り当ては次式に示す
最適ビツト割り当て法を用いた。
周波数）で標本化されたカラーテレビジヨン信号を２次
元離散コサイン変換を用い、画素当り平均２ビツトで符
号化する場合を考える。まず、第２図に示すごとく１フ
イールドの有効画面14を96×30個のブロツクに分離する
ことで、８（走査線）×８（画素）からなる符号化ブロ
ツク15を生成する。つぎに、各符号化ブロツクごとに入
力データｆ（i,j）に２次元離散コサイン変換を施し、
計64個の変換係数Ｆ（i,j）を得る。ここで低ビツトク
ラス，基準ビツトクラス，高ビツトクラスの３クラスに
分類する場合のビツト割り当て例を第５図に示す。
（ａ）は低ビツトクラスに対応する合計64ビツトのビツ
ト割り当て、（ｂ）は基準ビツトクラスに対応する合計
128ビツトのビツト割り当て、（ｃ）は高ビツトクラス
に対応する合計192ビツトのビツト割り当てである。こ
こで各々の合計ビツト数はクラス表示分の２ビツトを含
んでいる。また、いずれの場合にも直流分ｍ（0,0）は
画質を大きく左右するため８ビツトを割り当てるものと
し、それを除く各成分へのビツト割り当ては次式に示す
最適ビツト割り当て法を用いた。
ここで、σ２（ｍ（i,j））は各変換係数の平均電
力、Ｍはブロツク当りの合計ビツト数、ｍ（i,j）は各
変換係数へ割り当てるビツト数である。また、高ビツト
クラスのビツト割り当て（ｃ）において、低ビツトクラ
スに割り当てるビツトＡは、再生画質に余り影響をおよ
ぼさない。すなわちビツト数の少ない成分を選ぶ。
力、Ｍはブロツク当りの合計ビツト数、ｍ（i,j）は各
変換係数へ割り当てるビツト数である。また、高ビツト
クラスのビツト割り当て（ｃ）において、低ビツトクラ
スに割り当てるビツトＡは、再生画質に余り影響をおよ
ぼさない。すなわちビツト数の少ない成分を選ぶ。
次に第１図の適応回路４および量子化回路５の動作を
適応回路４および量子化回路５を詳しく記載した第10図
のブロツク図、第６図のフローチヤートおよび第７図の
ビツト構造を用いて説明する。先ず、各ブロツクごとに
アクテイビテイ指数Ａ演算回路31により変換係数Ｃより
アクテイビテイ指数Ａを求める（ステツプS1）。つぎ
に、例えば３クラスに分類する場合は、アクテイビテイ
指数Ａ比較回路32によりＡがあらかじめ設定された２つ
の閾値T1,T2（T1＜T2）との大小関係を比較する。T1お
よびT2は低ビツトクラスの数と高ビツトクラスの数が等
しくなるように選ぶものとする。ここではT1＝300,T2＝
500としている。求めたアクテイビテイ指数ＡがＡ≦T1
であるかを調べる（ステツプS2）。イエスであれば、選
択回路33で低ビツトクラス量子化回路34により量子化し
た62ビツトからなる量子化ビツト17とクラス表示ビツト
16を選ぶ（ステツプS3）。ノーであれば、Ａ≧T2である
かを調べ（ステツプS4）、ノーであれば選択回路33で基
準ビツトクラス量子化回路35により量子化した126ビツ
ト22からなる量子化ビツト17とクラス表示ビツト21を選
ぶ（ステツプS7）。イエスであればまず低ビツトクラス
探索および超過ビツト，割り当て回路38で監視ブロツク
域を構成するメモリ37の中にあるすでに符号化の完了し
たブロツク27a,27b,27c,27dの中に空き領域18が未使用
の低ビツトクラスであるか（ステツプS5）を調べる。イ
エスであれば、選択回路33で高ビツトクラス量子化回路
36により量子化した190ビツトからなる量子化ビツト25
とクラス表示ビツト23を選択し、低ビツトクラス探索お
よび超過ビツト割り当て回路38により64ビツトからなる
超過ビツト26をメモリ37の中にある符号化の完了したブ
ロツク27a,27b,27c,27dの中の低ビツトクラスの空き領
域18に割り当て、超過ビツトの割り当てを行つた低ビツ
トクラスの位置を示すアドレスビツト24を付加し、低ビ
ツトクラスの表示ビツト19を空き領域18の使用済を示す
“01"のビツト19に変更する（ステツプS6）。ノーであ
れば、選択回路33で基準ビツトクラス量子化回路35によ
り量子化した量子化ビツト17とクラス表示ビツトを改め
て選ぶ（ステツプS7）。126ビツト22で量子化し、これ
により、すべてのクラスは128ビツトとなり、平均とし
て１画素当り２ビツトと記録レートを一定にできる。
適応回路４および量子化回路５を詳しく記載した第10図
のブロツク図、第６図のフローチヤートおよび第７図の
ビツト構造を用いて説明する。先ず、各ブロツクごとに
アクテイビテイ指数Ａ演算回路31により変換係数Ｃより
アクテイビテイ指数Ａを求める（ステツプS1）。つぎ
に、例えば３クラスに分類する場合は、アクテイビテイ
指数Ａ比較回路32によりＡがあらかじめ設定された２つ
の閾値T1,T2（T1＜T2）との大小関係を比較する。T1お
よびT2は低ビツトクラスの数と高ビツトクラスの数が等
しくなるように選ぶものとする。ここではT1＝300,T2＝
500としている。求めたアクテイビテイ指数ＡがＡ≦T1
であるかを調べる（ステツプS2）。イエスであれば、選
択回路33で低ビツトクラス量子化回路34により量子化し
た62ビツトからなる量子化ビツト17とクラス表示ビツト
16を選ぶ（ステツプS3）。ノーであれば、Ａ≧T2である
かを調べ（ステツプS4）、ノーであれば選択回路33で基
準ビツトクラス量子化回路35により量子化した126ビツ
ト22からなる量子化ビツト17とクラス表示ビツト21を選
ぶ（ステツプS7）。イエスであればまず低ビツトクラス
探索および超過ビツト，割り当て回路38で監視ブロツク
域を構成するメモリ37の中にあるすでに符号化の完了し
たブロツク27a,27b,27c,27dの中に空き領域18が未使用
の低ビツトクラスであるか（ステツプS5）を調べる。イ
エスであれば、選択回路33で高ビツトクラス量子化回路
36により量子化した190ビツトからなる量子化ビツト25
とクラス表示ビツト23を選択し、低ビツトクラス探索お
よび超過ビツト割り当て回路38により64ビツトからなる
超過ビツト26をメモリ37の中にある符号化の完了したブ
ロツク27a,27b,27c,27dの中の低ビツトクラスの空き領
域18に割り当て、超過ビツトの割り当てを行つた低ビツ
トクラスの位置を示すアドレスビツト24を付加し、低ビ
ツトクラスの表示ビツト19を空き領域18の使用済を示す
“01"のビツト19に変更する（ステツプS6）。ノーであ
れば、選択回路33で基準ビツトクラス量子化回路35によ
り量子化した量子化ビツト17とクラス表示ビツトを改め
て選ぶ（ステツプS7）。126ビツト22で量子化し、これ
により、すべてのクラスは128ビツトとなり、平均とし
て１画素当り２ビツトと記録レートを一定にできる。
第８図に実施例で用いた監視ブロツク域を示す。監視
ブロツク域30は、現在符号化中のブロツク28を含む符号
化ブロツク域29の１つ前のブロツク域とした。すなわち
監視ブロツク域は96ブロツクからなる。ここで、高ビツ
トクラスと使用した低ビツトクラスの対応をアドレスで
指定すると、アドレスビツト24として７ビツト（LOG296
＝6.58）を要することになるが、符号化ブロツク域29の
低ビツトクラスを監視ブロツク域30の番号の若い高ビツ
トクラスから順次対応させればこの７ビツトのアドレス
ビツトは省略可能である。
ブロツク域30は、現在符号化中のブロツク28を含む符号
化ブロツク域29の１つ前のブロツク域とした。すなわち
監視ブロツク域は96ブロツクからなる。ここで、高ビツ
トクラスと使用した低ビツトクラスの対応をアドレスで
指定すると、アドレスビツト24として７ビツト（LOG296
＝6.58）を要することになるが、符号化ブロツク域29の
低ビツトクラスを監視ブロツク域30の番号の若い高ビツ
トクラスから順次対応させればこの７ビツトのアドレス
ビツトは省略可能である。
通常の復号時は低ビツトクラスに割り当てたビツトを
元の高ビツトクラスに戻すことができる。しかし、エラ
ー発生時や可変速再生時には低ビツトクラスが再生不能
となる場合があり、低ビツトクラスに割り当てたビツト
を戻すことができなくなる高ビツトクラスに画質劣化が
生じる。このため、低ビツトクラスへ割り当てるビツト
は、例えば、第５図（ｃ）のＡの領域のような低領成分
や色成分を除いた視覚上あまり重要でない成分とすれ
ば、低ビツトクラスが再生されない場合でも良好な画像
を得ることができる。
元の高ビツトクラスに戻すことができる。しかし、エラ
ー発生時や可変速再生時には低ビツトクラスが再生不能
となる場合があり、低ビツトクラスに割り当てたビツト
を戻すことができなくなる高ビツトクラスに画質劣化が
生じる。このため、低ビツトクラスへ割り当てるビツト
は、例えば、第５図（ｃ）のＡの領域のような低領成分
や色成分を除いた視覚上あまり重要でない成分とすれ
ば、低ビツトクラスが再生されない場合でも良好な画像
を得ることができる。
これまで説明したような設定のもとでの、計算機シミ
ユレーシヨンによる結果を下表に示す。画像には、テレ
ビジヨン学会標準画像である肌色チヤートを用いてい
る。またSNRとは、原画の信号列をXi（ｉ＝1,…N,N:デ
ータ数）、変換後の信号列をYi（ｉ＝1,…Ｎ）としたと
き で表わされる値である。
ユレーシヨンによる結果を下表に示す。画像には、テレ
ビジヨン学会標準画像である肌色チヤートを用いてい
る。またSNRとは、原画の信号列をXi（ｉ＝1,…N,N:デ
ータ数）、変換後の信号列をYi（ｉ＝1,…Ｎ）としたと
き で表わされる値である。
表より、適応化なしに２次元離散コサイン変換を施し
た場合と比較し、圧縮率を固定した手法でありながら、
適応化によりSN比で約３［dB］改善できた。
た場合と比較し、圧縮率を固定した手法でありながら、
適応化によりSN比で約３［dB］改善できた。
以上は、クラスを３つに分類した場合の例であるが、
クラス数を増加させることもできる。第９図はクラス数
が４のときの各クラスのビツト構造を示したものであ
る。低ビツトクラス（ａ），基準ビツトクラス（ｂ），
高ビツトクラス（ｃ）は第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）
と同じなのでこの説明は省略する。高高ビツトクラス
（ｄ）はクラス表示ビツト31と超過ビツト34を割り当て
る。この場合は２つの低ビツトクラスブロツクを指定す
るアドレス32と量子化ビツト33からなる。前述のように
高ビツトクラス（ｃ）の超過ビツト26は１つの低ビツト
クラスの空き領域18に割り当てる。これに対し、高々ビ
ツトクラス（ｄ）の超過ビツト34は２つの低ビツトクラ
スの空き領域18を使つてビツト割り当てを行う。かくの
ごとく、各クラスのビツト構造をとることで、クラス数
が４のときでもクラス数が３のときと同様のことが行え
る。クラス数が５以上の場合も同様に行える。
クラス数を増加させることもできる。第９図はクラス数
が４のときの各クラスのビツト構造を示したものであ
る。低ビツトクラス（ａ），基準ビツトクラス（ｂ），
高ビツトクラス（ｃ）は第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）
と同じなのでこの説明は省略する。高高ビツトクラス
（ｄ）はクラス表示ビツト31と超過ビツト34を割り当て
る。この場合は２つの低ビツトクラスブロツクを指定す
るアドレス32と量子化ビツト33からなる。前述のように
高ビツトクラス（ｃ）の超過ビツト26は１つの低ビツト
クラスの空き領域18に割り当てる。これに対し、高々ビ
ツトクラス（ｄ）の超過ビツト34は２つの低ビツトクラ
スの空き領域18を使つてビツト割り当てを行う。かくの
ごとく、各クラスのビツト構造をとることで、クラス数
が４のときでもクラス数が３のときと同様のことが行え
る。クラス数が５以上の場合も同様に行える。
以上説明したように、本発明によれば、圧縮効率が高
くなり、かつ記録のデータレートを一定にできる点でDV
TRに適する適応型変換符号化が実現できる。
くなり、かつ記録のデータレートを一定にできる点でDV
TRに適する適応型変換符号化が実現できる。
第１図は本発明による一実施例を示すブロツク図、第２
図は１画面内のブロツク分割を示す図、第３図はクラス
数が３のときの各クラスのビツト構造を示す図、第４図
は監視ブロツク域の第１の例を示す図、第５図は各クラ
スのビツト割り当ての例を示す図、第６図は適応化方法
のフローチヤート図、第７図は各クラスのビツト構成の
例を示す図、第８図は監視ブロツク域の第２の例を示す
図、第９図はクラス数が４のときの各クラスのビツト構
造を示す図、第10図は第１図の適応回路４および量子化
回路５を詳しく記載したブロツク図である。 ３……直交変換回路、４……適応回路、５……電子化回
路、６……符号器、10……復号器、11……逆直交変換回
路、14……１フイールド画面、15……１ブロツク、18…
…空きビツト領域、20……超過ビツトを割り当てる領
域、26……超過ビツト、27……監視ブロツク域、28……
符号化ブロツク、29……符号化ブロツク域。
図は１画面内のブロツク分割を示す図、第３図はクラス
数が３のときの各クラスのビツト構造を示す図、第４図
は監視ブロツク域の第１の例を示す図、第５図は各クラ
スのビツト割り当ての例を示す図、第６図は適応化方法
のフローチヤート図、第７図は各クラスのビツト構成の
例を示す図、第８図は監視ブロツク域の第２の例を示す
図、第９図はクラス数が４のときの各クラスのビツト構
造を示す図、第10図は第１図の適応回路４および量子化
回路５を詳しく記載したブロツク図である。 ３……直交変換回路、４……適応回路、５……電子化回
路、６……符号器、10……復号器、11……逆直交変換回
路、14……１フイールド画面、15……１ブロツク、18…
…空きビツト領域、20……超過ビツトを割り当てる領
域、26……超過ビツト、27……監視ブロツク域、28……
符号化ブロツク、29……符号化ブロツク域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉田 守司 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 江藤 良純 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−67081（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−95791（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419
Claims (3)
- 【請求項１】各ブロックごとのアクティビティ指数に応
じて適応的に符号化を行なう適応型変換符号化装置にお
いて、各ブロックごとにアクティビティ指数を求める手
段と、得られたアクティビティ指数をあらかじめ指定さ
れた閾値と比較し、基準ビットクラス、ビット数の異な
る低ビットクラス、ビット数の異なる高ビットクラスに
分類する手段と、 各クラスごとに異なるビット数で量子化を行なう手段
と、 符号化済みのブロックの監視ブロック域とする手段と、 その監視ブロック域の中から低ビットクラスを探索する
手段と、 符号化中の高ビットクラスの一部のビットを低ビットク
ラスに割り当て、復号化時に元に戻す手段を有し、 符号化ブロックが高ビットクラスである場合に、基準ビ
ット数となるように超過ビットを監視ブロック域の中の
低ビットクラスの空き領域に割り当て、復号化ブロック
が高ビットクラスである場合は、低ビットクラスに割り
当てた一部のビットを元に戻して復号することを特徴と
する適応型変換符号化装置。 - 【請求項２】高ビットクラスの一部のビットを低ビット
クラスに割り当てる場合に、高ビットクラスから低ビッ
トクラスへ割り当てるビットは、低域の周波数成分及び
色成分を除いた成分に対応するビットであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の適応型変換符号化装
置。 - 【請求項３】高ビットクラスの一部のビットを低ビット
クラスに割り当てる場合に、高ビットクラスから低ビッ
トクラスへ割り当てるビットを復号する手段において、 監視ブロック域内に含まれる各ブロックを順次探索する
ことにより、高ビットクラスに付加するアドレスビット
を省略することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の適応型変換符号化装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18190188A JP2828997B2 (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 適応型変換符号化装置 |
| US07/375,727 US5047852A (en) | 1988-07-22 | 1989-07-05 | Adaptive transform encoder for digital image signal in recording/reproducing apparatus |
| KR1019890009785A KR920008654B1 (ko) | 1988-07-22 | 1989-07-10 | 적응형 변환부호화 장치 및 그 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18190188A JP2828997B2 (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 適応型変換符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0232688A JPH0232688A (ja) | 1990-02-02 |
| JP2828997B2 true JP2828997B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=16108866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18190188A Expired - Lifetime JP2828997B2 (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 適応型変換符号化装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5047852A (ja) |
| JP (1) | JP2828997B2 (ja) |
| KR (1) | KR920008654B1 (ja) |
Families Citing this family (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2844695B2 (ja) * | 1989-07-19 | 1999-01-06 | ソニー株式会社 | 信号符号化装置 |
| DE68916038T2 (de) * | 1989-09-29 | 1994-10-27 | Bell Telephone Mfg | Adaptives transformationskodierungssystem. |
| NL9000424A (nl) * | 1990-02-22 | 1991-09-16 | Philips Nv | Overdrachtsysteem voor gedigitaliseerde televisiebeelden. |
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| DE69126396T2 (de) * | 1990-10-25 | 1997-12-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für Videosignale |
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| US5377014A (en) * | 1992-01-06 | 1994-12-27 | At&T Corp. | Apparatus and method for displaying recorded compressed digital high definition video information |
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| EP1971130B1 (en) * | 1992-01-29 | 2009-06-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | High-efficiency encoder and video information recording/reproducing apparatus |
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| DE4218695A1 (de) * | 1992-06-09 | 1993-12-16 | Thomson Brandt Gmbh | Verfahren, Coder und Decoder zur Datenübertragung und/oder -speicherung |
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| DE69331126T2 (de) * | 1992-07-31 | 2002-06-20 | Canon Kk | Bildverarbeitungsgerät und Verfahren zur mehrstufigen Kompression |
| US6028961A (en) * | 1992-07-31 | 2000-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing method and apparatus |
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| US6798834B1 (en) | 1996-08-15 | 2004-09-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image coding apparatus with segment classification and segmentation-type motion prediction circuit |
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