JP2830184B2 - 映像信号符号化装置及び映像信号符号化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術（第７図〜第10図） Ｄ発明が解決しようとする問題点 Ｅ問題点を解決するための手段（第３図〜第６図） Ｆ作用（第３図〜第６図） Ｇ実施例 （G1）映像信号記録装置の全体構成（第１図及び第２
図） （G2）重み付け制御回路の構成（第３図〜第６図） （G3）実施例の効果（第３図〜第６図） （G4）他の実施例 Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明は映像信号符号化装置及び映像信号符号化方法
に関し、例えばデイジタル映像信号を高能率符号化して
伝送する場合に適用し得るものである。

Ｂ発明の概要 本発明は、デイジタル映像信号を符号化する映像信号
符号化装置及び映像信号符号化方法において、全体の画
像情報量によつて設定された閾値レベル以上の領域につ
いて、空間周波数の高域成分の量子化ステツプを大きく
するようにしたことにより、画像データを一段と高能率
符号化し得ると共に画質の劣化を未然に防止し得る。

Ｃ従来の技術 従来、動画映像でなる映像信号を高能率符号化してフ
レーム内符号化データ及びフレーム間符号化データをコ
ンパクトデイスク（CD）等の記録媒体に記録し、当該記
録データを必要に応じてサーチできるようにした映像信
号記録装置が提案されている。

この高能率符号化は、例えば第７図（Ａ）に示すよう
に、時点ｔ＝t₁、t₂、t₃、……において、動画の画像PC
1、PC2、PC3、……をデイジタル符号化して、例えばCD
記録装置でなる伝送系に伝送する際に、映像信号が自己
相関性が大きい特徴を有する点を利用して、伝送処理す
べきデイジタルデータを圧縮することにより、伝送効率
を高めるような工夫をするものである。

すなわち、フレーム内符号化処理は、画像PC1、PC2、
PC3、……を例えば水平走査線方向に沿つて１次元的又
は２次元的に隣合う画素データ間の差分を求めるような
演算処理を実行し、かくして各画像PC1、PC2、PC3、…
…について圧縮されたビツト数の画像データを伝送する
ようになされている。

またフレーム間符号化処理は、第７図（Ｂ）に示すよ
うに、順次隣合う画像PC1及びPC2、PC2及びPC3、……間
の画素データの差分でなる画像データPC12、PC23、……
を求め、これを時点ｔ＝t₁における初期画像PC1につい
てフレーム内符号化処理された画像データと共に伝送す
る。

かくして、画像PC1、PC2、PC3、……の全ての画素デ
ータを伝送する場合と比較して格段的にビツト数が少な
いデイジタルデータに高能率符号化して伝送系に送出し
得るようになされている。

かかる映像信号の符号化処理は、第８図に示す構成の
画像データ発生装置１において実行される。

画像データ発生装置１は、映像信号VDを映像信号符号
化回路部２において高能率符号化データD_VDに量子化し
て伝送バツフアメモリ３に一時記憶させ、当該伝送バツ
フアメモリ３に一時記憶されてた高能率符号化データD
_VDを所定の伝送速度で伝送データD_TRANSとして読み出し
て、伝送系を構成する伝送路４を介して、例えばCD記録
再生装置でなる画像データ記録再生装置５に伝送するよ
うになされている。

ここで、伝送バツフアメモリ３は画像データ記録再生
装置５への伝送路４の伝送容量で決まる伝送速度で伝送
データD_TRANSを伝送すると同時に、伝送バツフアメモリ
３に残つているデータ量を表す残量データ信号D_RMをフ
イードバツクループ６を介して映像信号符号化回路部２
にフイードバツクする。

これにより、映像信号符号化回路部２は、映像信号VD
をデイジタル符号化する際の量子化ステツプSTEPG（第
９図）を制御することにより、伝送バツフアメモリ３に
供給される高能率符号化データD_VDのデータ量を制御
し、かくして、伝送バツフアメモリ３に保持されている
データを、オーバーフロー又はアンダーフローさせない
ように制御する。

ここで、映像信号符号化回路部２は、第10図に示すよ
うに、映像信号VDを前処理部11において受け、当該映像
信号VDに含まれる輝度信号及びクロマ信号をデイジタル
データに変換した後、片フイールド落し処理及び片フイ
ールドライン間引き処理等を実行することにより動画画
像データに変換すると共に、これを16画素（水平方向）
×16ライン分のデータでなる伝送単位ブロツクデータS1
1に変換して現フレームメモリ12に蓄積する。

かくして、現フレームメモリ12には現在伝送しようと
するフレームのフレーム画像データが保持され、これが
現フレームデータS12として減算回路13に加算入力とし
て供給される。

減算回路13には減算入力として前フレームメモリ14か
ら得られる前フレームデータS13が与えられ、これによ
り減算回路13の出力端に現フレームの画像データの伝送
単位ブロツクデータと、前フレームの画像データの伝送
単位ブロツクデータとの偏差を表す偏差データS14が得
られ、これを例えばデイスクリートコサイン変換回路で
なる変換符号化回路15において変換符号化データS15に
変換した後、量子化回路16によつて量子化する。

なお、実際上変換符号化データS15は、前処理部11に
おいて、デイジタルデータに変換される際に、所定の量
子化ステツプで量子化されていることから、この量子化
回路16においては、再量子化することになる。

かくして、量子化回路16から得られる量子化データS1
6は可変長符号化回路17において再度高能率符号化さ
れ、その可変長符号化データS17が複号化回路18におい
て、第１及び第２の管理情報S18及びS19と複合化された
後、伝送バツフアメモリ３に対する伝送画像データS20
として供給される。

これに加えて、量子化データS16は逆量子化回路及び
逆変換符号化回路を含んでなる逆変換回路19において逆
変換されて復号化偏差データS21として加算回路20を通
じて前フレームメモリ14に蓄積され、かくして、前フレ
ームメモリ14に伝送バツフアメモリ３に送出した現フレ
ームの画像データが前フレーム画像データとして蓄積さ
れる。

一方現フレームメモリ12の現フレームデータS12は、
前フレームメモリ14の前フレームデータS22と共に動き
補償回路21に供給され、これにより、現フレームの画像
データのうち前フレームの画像データから動きが生じた
画像部分の伝送単位ブロツクについて、その動きベクト
ルデータS23を形成し、これを前フレームメモリ14に供
給すると共に、複合化回路18に第１の管理情報S18とし
て供給することにより、偏差データS14に対応するデー
タのヘツダ情報の一部として動きベクトルデータS23を
伝送バツフアメモリ３に送出する。

また量子化回路16における量子化処理の際に用いられ
た量子化ステツプSTEPGを表す量子化ステツプデータS24
は可変長符号化回路17に可変長条件信号として与えられ
ると共に、第２の管理情報S19として複合化回路18に供
給され、これが偏差データS14のデータに付されるヘツ
ダ情報の一部として伝送画像データS20に複合化され
る。

このように構成することにより、第７図（Ａ）の時点
t₁における画像データPC1をフレーム内符号化データと
して伝送しようとする場合には、減算回路13に供給され
る前フレームデータS13として値「０」のデータ（すな
わち、空白画像を表す）を与え、これにより、現在伝送
しようとする現フレームデータS12がそのまま減算回路1
3を通じて偏差データS14として変換符号化回路15に供給
される。

このとき、変換符号化回路15はフレーム内符号化して
なる変換符号化データS15を量子化回路16に送出し、こ
のようにして、当該フレーム内符号化データが伝送画像
データS20として伝送バツフアメモリ３に送出されると
同時に、現フレームデータS12が逆変換回路19において
復号化偏差データS21として復号化されて前フレームメ
モリ14に蓄積される。

かくして、画像データPC1がフレーム内符号化データ
として伝送された後、時点t₂において、画像データPC2
が現フレームデータS12として減算回路13に供給される
タイミングになると、前フレームメモリ14から前フレー
ムの画像データとして画像データPC1が減算回路13に供
給され、その結果、減算回路13は現フレームデータS12
としての画像データPC2と前フレームデータS13としての
画像データPC1との偏差を表す画像データPC12に相当す
る偏差データS14を得る。

この偏差データS14は、変換符号化回路15、量子化回
路16を通じ、さらに可変長符号化回路17及び複合化回路
18を通じて伝送画像データS20として伝送バツフアメモ
リ３に送出されると共に、逆変換回路19において復号化
されて復号化偏差データS21として加算回路20に供給さ
れる。

このとき、拡散回路20は前フレームメモリ14に保持さ
れていた前フレームの画像としての画像データPC1に対
して、復号化偏差データS21が表す偏差分の画像を動き
補償回路21から得られる動きベクトルデータS23によつ
て動いた位置に加算し、かくして、前フレームのデータ
に基づいて現フレームの画像データを予測して前フレー
ムメモリ14に保持させる。

このとき動き補償回路21は、前フレームメモリ14に保
持されていた前フレーム画像データとしての画像データ
PC1と、現フレームデータS12として到来した画像データ
の動きを表す動きベクトルデータS23を送出し、これに
より、前フレームメモリ14において動きベクトルデータ
S23によつて表されるベクトル位置に復号化偏差データS
21と前フレーム画像データとの加算結果を格納すると共
に、当該動きベクトルデータS23を複合化回路18を介し
て、伝送画像データ20として送出される。

かくして、映像信号符号化回路部２は、ｔ＝t₂（第７
図（Ａ））の画像データPC2を伝送するにつきフレーム
間符号化データとして、前フレームの画像データPC1と
現フレームの画像データPC2との偏差を表す画像データP
C12を、偏差データS14と、動きベクトルデータS23とを
含むフレーム間符号化データに高能率符号化して伝送バ
ツフアメモリメモリ３に供給する。

以下、同様にして時点t₃、t₄、……において、新たな
画像データが現フレームデータS12として到来したと
き、前フレームメモリ14に保持されている前フレームの
画像データ、すなわち前フレームデータS13を用いて現
フレームデータS12をフレーム間符号化データとして高
能率符号化して伝送バツフアメモリ３に送出することが
できる。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 ところでかかる構成の画像データ発生装置１において
は、変換符号化回路15で差分データS14をデイスクリー
トコサイン変換（DCT（discrete cosine transfrom））
して変換符号化データS15を得る際に、DCT係数に対し
て、空間周波数の低域成分について重みを増やし、逆に
高域成分について重みを減らすような重み付け関数を乗
算し、これにより、結果として空間周波数の低減部分に
ついての量子化ステツプSTEPGに対して、高域部分につ
いての量子化ステツプSTEPGを大きくするようになされ
ている。

すなわち空間周波数の高域部分については、量子化ス
テツプSTEPGを大きくし、空間周波数の低域部分につい
て量子化ステツプSTEPGを小さくすれば、画質劣化を有
効に回避して効率良く画像データを得ることができる。

これにより、相対的に人間の視感度が高く劣化が検出
されやすい領域の重み付けを増し、逆に人間の視感度が
低く劣化が検出されにくい領域の重み付けを減し得るこ
とから、主観的な画質を向上し得ると共に、画像データ
の圧縮効率を向上させ一段と高能率符号化した伝送画像
データS20を得るようになされている。

ところが実際上、このように重み付け関数を画像の性
質に係わらず無制限に使用すると、例えば全体の画像情
報量が少なくかつ空間周波数の高域成分が多く含まれる
ような画像の場合には、高域の情報が圧縮されることか
らぼけた画像となりやすく、結果的に画質が劣化してし
まうという問題があつた。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、全体の
画像情報量に基づいて量子化ステツプを変更する領域を
制御することにより、画質の劣化を未然に回避し得る映
像信号符号化装置及び映像信号符号化方法を提案しよう
とするものである。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、デイ
ジタル映像信号VD_INを符号化する映像信号符号化装置31
及びその方法において、デイジタル映像信号VD_INから所
定期間分の伝送に供する画像情報量W_ALLを検出し、その
検出結果に基づいて閾値レベルW_thを設定し、閾値レベ
ルW_th以上の画像情報量W_BLKを有する領域BLKをデイジタ
ル映像信号VD_INから検出し、符号化時にその領域BLKの
空間周波数の高域成分に対する量子化ステツプSTEPGを
大きくするようにする。

Ｆ作用 全体の画像情報量W_ALLによつて設定された閾値レベル
W_th以上の領域BLKについて、空間周波数の高域成分の量
子化ステツプSTEPGを大きくするようにしたことによ
り、画像データDATAを一段と高能率符号化し得ると共に
画質の劣化を防止し得る。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

（G1）映像信号記録装置の全体構成 第１図において、31は本発明を適用してなる映像信号
記録装置の全体構成を示し、入力映像信号VD_INを高能率
符号化して伝送フレームデータDATAに変換した後、例え
ばコンパクトデイスクに記録するようになされている。

映像信号記録装置31は、入力映像信号VD_INを画像デー
タ入力部32に与え、ここで当該入力映像信号VD_INを構成
する輝度信号及び色差信号をデイジタルデータに変換し
た後、データ量を1/4に圧縮する。

すなわち画像データ入力部32は、デイジタルデータに
変換された輝度信号を片フイールド落し回路（図示せ
ず）に与えて１フールド分削除した後、残り１フイール
ド分の輝度信号を１ラインおきに間引きする。

さらに、画像データ入力部32はデイジタル信号に変換
された３つの色差信号を１フールド分削除した後、１ラ
イン毎に交互に出力すると共に、間引きされた輝度信号
及び選択出力される色差信号を時間軸変換回路を介して
所定の伝送レートのデータに変換する。

これにより、画像データ入力部32を介して、入力映像
信号VD_INに前処理を施し、順次フレームデータの連続す
る画像データD_Vを生成するようなされている。

並べ替回路34は、スタートパルス信号STが入力される
と、フレームデータA0、C1、C2、B3、C4、C5、A6、C7、
……の順序で入力される画像データD_Vを、６フレーム単
位でフレーム群に分割した後、符号化処理する順序A0、
A6、B3、C1、C2、C4、C5、A12、B9、C7、……に並べ替
えて出力する。

なお、記号「Ａ」及び数字で示すフレームは、フレー
ム内符号化処理の対象となるものであり、また記号
「Ｂ」又は「Ｃ」及び数字で表すフレームは、レベル１
又はレベル２のフレーム間符号化処理される対象となる
ものである。

このように符号化される順序でフレームデータを並べ
替えて処理すれば、その分続くフレーム内符号化処理及
びフレーム間符号化処理を簡略化することができる。

さらに並べ替回路34は、エンドパルス信号ENDが立ち
上がると、その直前まで入力されたフレームデータまで
並べ替え処理を実行した後、フレームデータの出力を停
止すると共に、各フレーム群の先頭で信号レベルが立ち
上がるフレーム群インデツクスGOF、前予測基準インデ
ツクスPID、後予測基準インデツクスNID及びフレーム群
中におけるフレームデータの順序を表すテンポラリイン
デツクスTRを出力する。

動きベクトル検出回路36は、並べ替えられた画像デー
タD_VNを受け、各フレームデータを所定のマクロ単位ブ
ロツクに分解して処理する。

このとき動きベクトル検出回路36は、フレーム内符号
化処理するフレームデータA0、A6、A12、……について
は、所定時間だけ遅延させてマクロ単位ブロツクごとに
続く減算回路38に出力するのに対し、フレーム間符号化
処理するフレームデータB3、C1、C2、C4、C5、……につ
いては、各マグロ単位ブロツク毎に所定の予測フレーム
のフレームデータを基準にして動きベクトルMVP及びMVN
を検出する。

さらに動きベクトル検出回路36は、並べ替えられた画
像データD_VNと共に、フレーム群インデツクスGOF、前予
備基準インデツクスPID、後予備基準インデツクスNID及
びテンポラリインデックスTRを、動きベクトル検出処理
時間の分だけ遅延させてマクロ単位ブロツクごとに送出
する。

減算回路38は、適応予測回路40から出力される予測デ
ータD_PRI及び画像データD_VNの偏差データD_Zを作成して
デイスクリートコサイン変換回路42及び重み付け制御回
路46送出する。

ここで、適応予測回路40は、フレーム内符号化処理を
実行する際、各マクロ単位ブロツク毎に各画素の画素デ
ータの平均値を予測データD_PRIとして出力し、またフレ
ーム間符号化処理を実行する際、選択予測化処理を実行
して、前予備、後予備及び補間予測を選択した後、選択
された予測結果のフレームデータを予測フレームデータ
D_PRIとしてマクロ単位ブロツク毎に出力する。

これにより減算回路38を介してフレーム間符号化処理
するフレームデータについての偏差データD_Zを得ること
ができると共に、フレーム内符号化処理するフレームデ
ータについて、平均値からの偏差データD_Zを得ることが
できる。

また、デイスクリートコサイン変換回路42は、DCTの
手法を用いてマクロ単位ブロツク毎に偏差データD_Zをコ
サイン変換し、その出力データを乗算回路44に送出す
る。

乗算回路44は、重み付け制御回路46から偏差データD_Z
に基づいて発生された制御データに基づいて、デイスク
リートコサイン変換回路42の出力データに、所定の重み
付け処理を施した後、再量子化回路48に送出する。

再量子化回路48は、バツフア回路51のバツフアメモリ
残量に基づいてデータ制御回路40から出力される制御デ
ータに基づいて切り換え制御される量子化ステツプSTEP
Gによつて、乗算回路44の出力データを再量子化した
後、この再量子化された出力データを逆再量子化回路52
及びランレングスハラマン符号化回路60に送出する。

逆再量子化回路52は、再量子化回路48の出力データを
再量子化回路48と逆の再量子化処理を実行するようにな
され、これにより、再量子化回路48に入力されるデータ
を再現し、これを逆乗算回路54に供給する。

逆乗算回路54は、逆再量子化回路52の出力データを重
み付け制御回路46から制御される乗算回路44とは逆に乗
算処理するようになされ、これにより乗算回路44に入力
されるデータを再現し、これをデイスクリートコサイン
逆変換回路56に供給する。

デイスクリートコサイン逆変換回路56は、逆乗算回路
54の出力データをデイスクリートコサイン変換回路42と
逆変換処理するようになされ、これによりデイスクリー
トコサイン変換回路42に入力されるデータ、すなわち偏
差データD_Zを再現し、これを続く加算回路58に送出す
る。

加算回路58は、適応予測回路50から出力される予測デ
ータD_PRIを、デイスクリートコサイン逆変換回路56の出
力データと加算して、適応予測回路40に出力する。

従つて適応予測回路40においては、加算回路58を介し
て、減算回路38に入力されるデータを再現してなるフレ
ームデータD_Fを得ることができ、これにより当該フレー
ムデータD_Fを選択的に取り込んで予測フレームを設定
し、続いて減算回路38に入力されるフレームデータD_VN
について選択予測結果を得るようになされている。

これにより、内部で処理する順序に応じて、フレーム
データを並び替えて入力したことにより、適応予測回路
40においては、フレームデータD_Fを順次選択的に取り込
んで選択予測結果を検出すればよく、その分簡易な構成
で映像信号を伝送することができる。

なおここで、第１のランレングスハフマン符号化回路
60は、再量子化回路48の出力データを、可変長符号化処
理でなるハフマン符号化処理した後、伝送データ合成回
路62に送出する。

同様に、第２のランレングスハフマン符号化回路64
は、動きベクトルMVN及びMVPを、ハフマン符号化処理し
て伝送データ合成回路62に送出する。

伝送データ合成回路62は、フレームパルス信号S_FPに
同期して、第１及び第２のランレングスハフマン符号化
回路60及び64の出力データ、予測インデツクスPINDEX、
前予測基準インデツクスPID、後予測基準インデツクスN
ID及びテンポラリインデツクスTRを、データ量制御回路
50の制御情報と共に所定の順序で出力する。

このとき伝送データ合成回路62は、マクロ単位ブロツ
ク毎、ブロツク単位グループ毎、各フレームデータ毎、
フレーム群毎にヘツダを配置し、当該ヘツダに予測イン
デツクスPINDEX等のデータを付加するようになされ、こ
れにより再生装置側において、ヘツダに付加されたデー
タに基づいて伝送データを復号し得るようになされてい
る。

並べ替回路63は、伝送データ合成回路62の出力データ
を、各フレーム群で符号化処理した順序に並べ替えてバ
ツフア回路51に出力するようになされ、これによりバツ
フア回路51を介して、順次伝送フレームデータDATAを出
力する。

かくして、入力映像信号VD_INを高能率符号化した伝送
フレームデータDATAを得ることができ、同期信号等と共
に当該伝送フレームデータDATAをコンパクトデイスクに
記録することにより、画質劣化を有効に回避して動画映
像信号を高密度記録することができる。

なおこの実施例の場合、第２図に示すように、各フレ
ームデータ（第２図（Ａ））は、表示画面の垂直及び水
平方向に５×２分割されて、合計10個のブロツク単位グ
ループに区分される（第２図（Ｂ））。

さらに各ブロツク単位グループは、垂直及び水平方向
に３×11分割されて、33個のマクロ単位グループ（第２
図（Ｃ））に分割され、当該マクロ単位グループを単位
として処理されるようになされている。

因に１つのマクロ単位グループは、縦横にそれぞれ８
画素分の画像データを１つのブロツクに割り当て、全体
で６ブロツク分の画像データを割り当てるようになされ
ている。

さらに当該６ブロツクに対して、４つのブロツクに縦
横２×２ブロツク分の輝度信号Y₁、Y₂、Y₃、Y₄が割り当
てられ、残りの２ブロツクにそれぞれ輝度信号Y₁、Y₂、
Y₃、Y₄に対応する色差信号C_R、C_Bが割り当てられるよう
になされている。

（G2）重み付け制御回路の構成 この実施例の映像信号記録装置31の場合、重み付け制
御回路46はROM（read only memory）を有するマイクロ
コンピュータ構成でなり、フレームパルスS_FPに同期し
て１フレーム毎及び当該フレーム内のブロツクBLK毎に
第３図及び第４図に示す、閾値設定処理プログラムRT0
及び重み付け係数設定処理プログラムRT10を実行するこ
とにより、デイスクリートコサイン変換回路42の出力デ
ータについて、所定の重み付け処理を実行する。

この重み付け制御回路46においては、重み付け係数を
画像の性質に適応して主観的に画質を向上させ得るよう
になされている。

すなわち、表示画像のうち多くの情報を有する領域BL
Kでは、最も視感度の低い高域成分の斜め方向の成分の
重みを減らしても、他の成分にマスキングされて劣化が
検出されにくいことを原理として利用し、マスキング効
果が期待できる領域BLK、すなわち対象表示画像のうち
の情報量の多い領域BLKについて選択的に重み付け関数
をかけるようになされている。

かかる原理に基づいて、この重み付け制御回路46は、
まずフレームパルスS_FPに同期して偏差データD_Zの１フ
レーム毎に閾値設定処理プログラムRT0から入つて、次
のステツプSP1において、１フレーム全体について、減
算回路38から入力される各領域BLK（この場合、内部処
理単位としてのマクロ単位ブロツクに対応する）毎の偏
差データD_Zの絶対値和の総和W_ALLを検出する。

続いて、重み付け制御回路46はステツプSP2におい
て、これを１フレームに含まれるブロツク数で割ること
により、ブロツクBLK毎の偏差データD_Zの絶対値和の平
均値を求め、次のステツプSP3において、平均値をｎ倍
（この実施例の場合、ｎ＝1.5）することにより、閾値
レベルW_thを検出し、ステツプSP4において、当該閾値設
定処理プログラムRT0を終了する。

また、この重み付け制御回路46は、偏差データD_Zの１
ブロツクBLK毎に重み付け係数設定処理プログラムRT10
から入つて、次のステツプSP11において、減算回路38か
ら入力される１ブロツクBLK毎の偏差データD_Zの絶対値
和W_BLKを算出する。

続いて、重み付け制御回路46はステツプSP12におい
て、上述により求めたブロツクBLK毎の絶対値和W_BLKが
閾値設定処理プログラムRT0で設定された閾値レベルW_th
より、大きいか否かを判断し、ここで肯定結果を得ると
（すなわちこのことは当該ブロツクBLKが情報量W_BLKの
多い領域であることを表す）、続くステツプSP13に移
る。

このステツプSP13においては、第５図に示すように、
高域成分の水平及び垂直方向成分Ｈ及びＶを保存し、斜
め方向成分を順次減らすように勾配を有する重み付け係
数でなる係数テーブル（第６図）をROM中から読み出し
た後、次のステツプSP14に移る。

これに対して、重み付け制御回路46はステツプSP12に
おいて、否定結果を得ると（すなわちこのことは当該ブ
ロツクBLKが情報量W_BLKの少ない領域であることを表
す）、続くステツプS15に移って、フラツトな重み付け
係数（全て値「１」でなる）でなる係数テーブルをROM
中から読み出した後、次のステツプSP14に移る。

このステツプSP14においては、上述のステツプSP13又
はステツプSP15において、ROMから読み出された係数テ
ーブルを、DCTの手法に応じてジグザグスキャンして読
み出し、これを制御データとして乗算回路44に送出し、
次のステツプSP16において当該重み付け係数設定処理プ
ログラムRT10を終了する。

このように、各ブロツクBLKの情報量W_BLKに注目し
て、当該情報量W_BLKがフレーム全体の情報量W_ALLから得
た各ブロックBLK毎の平均値に基づく閾値レベルW_thより
大きいブロツクBLKについて、勾配を有する重み付け係
数を与えるようにしたことにより、例えば情報量が少な
くかつ空間周波数の高域成分が多く含まれるような領域
に生じる画像のぼけを有効に防止することができる。

またこのようにすれば、結果的に情報量が多いブロツ
クBLKについては、重み付け係数が有効に働くことか
ら、空間周波数の高い部分の量子化ステツプSTEPGを、
空間周波数の低い部分の量子化ステツプSTEPGより大き
くすることができ、データ量を増やすことなく画質劣化
を有効に回避して効率良く映像信号を伝送することがで
きる。

また、情報量W_BLKの少ないブロツクBLKについては、
重み付け係数が作用しないことから、空間周波数の高い
部分が保存され画質の劣化を未然に防止し得る。

（G3）実施例の効果 以上の構成によれば、各ブロツクBLKの情報量W_BLKに
注目して、当該情報量W_BLKがフレーム全体の情報量W_ALL
から得た各ブロツクBLK毎の平均値に基づく閾値レベルW
_thより大きいブロツクについて、勾配を有する重み付け
係数を与えるようにしたことにより、情報量W_BLKが多い
ブロツクBLKについて、空間周波数の高い部分の量子化
ステツプSTEPGを、空間周波数の低い部分の量子化ステ
ツプSTEPGより大きくすることができ、また、情報量W
_BLKが閾値レベルW_thより小さいブロツクBLKについて、
フラツトな特性を有する重み付け係数を与えるようにし
たことにより、重み付け係数が作用しないことから、空
間周波数の高い部分を保存することができ、かくして、
画質を劣化を未然に防止して、画像データの圧縮効率を
向上させ得る映像信号記録装置を実現できる。

（G4）他の実施例 （１） なお上述の実施例においては、重み付け制御回
路で勾配又はフラツトな特性を有する重み付け係数をテ
ーブルとして保持するようにしたが、これに代え、情報
量W_BLKが閾値レベルW_thより小さいブロツクBLKについて
は、例えば値「１」等でなる一定の値を発生して、乗算
回路44に供給するようにしても良い。

（２） また上述の実施例においては、フレーム全体の
情報量W_ALLから得た各ブロツクBLK毎の平均値に基づく
閾値レベルW_th及びブロツクBLK単位の情報量W_BLKの比較
結果に基づいて、勾配又はフラツトな特性を有する重み
付け係数を選択的に乗算回数44に与えるようにしたが、
これに代え、情報量W_BLKが閾値レベルW_thより大きいブ
ロツクBLKについて、勾配特性を有する重み付け係数を
乗算回路44に与え、情報量W_BLKが閾値レベルW_thより小
さいブロツクBLKについては、乗算回路44をバイパスす
るようにしても良い。

（３） また上述の実施例においては、偏差データD_Zの
絶対値和から情報量を得るようにしたが、これに限ら
ず、DCT係数のパワー又は絶対値和、パーシバルの定理
に基づく偏差データのパワー等を用いるようにしても、
上述の実施例と同様の効果を得ることができる。

（４） また上述の実施例においては、比較する領域と
してブロツクBLKを用いる場合について述べたが、これ
に限らず、デイスクリートコサイン変換回路において、
DCT処理する単位であれば種々の領域を用いるようにし
ても良い。

（５） また上述の実施例においては、デイスクリート
コサイン変換回路からDCT変換されて送出される出力デ
ータについて、乗算回路で重み付け係数を乗算する場合
について述べたが、デイスクリートコサイン変換回路自
体に重み付け係数を含むように構成しても上述の実施例
と同様の効果を実現できる。

（６） また上述の実施例においては、本発明を画像デ
ータをデイスクリートコサイン変換して伝送する映像信
号記録装置に適用した場合について述べたが、、本発明
はこれに限らず、例えば画像データをフーリエ変換して
伝送する映像信号記録装置等、画像データの時間成分を
周波数成分に変換して伝送するものにも適用し得る。

（７） さらに上述の実施例においては、本発明をコン
パクトデイスクに画像データを記録する映像信号記録装
置に適用した場合について述べたが、これに限らず、デ
イジタル映像信号を高能率符号化して伝送する映像信号
伝送装置に広く適用して好適なものである。

Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、全体の画像情報量によ
つて設定された閾値レベル以上の領域について、空間周
波数の高域成分の量子化ステツプを大きくするようにし
たことにより、画質の劣化を回避し得ると共に、画像デ
ータを一段と高能率符号化し得る映像信号符号化装置及
び映像信号符号化方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による映像信号符号化装置の一実施例の
全体構成を示すブロツク図、第２図はそのフレームデー
タの分割方法を示す略線図、第３図及び第４図は重み付
け制御回路の動作を示すフローチヤート、第５図は重み
付け係数の説明に供する略線図、第６図はその重み付け
係数テーブルを示す図表、第７図は高能率符号化処理の
説明に供する略線図、第８図は従来の画像データ発生装
置の概略を示すブロツク図、第９図は量子化ステツプの
説明に供する特性曲線図、第10図は従来の画像データ発
生装置の構成を示すブロツク図である。 31……映像信号記録装置、42……デイスクリートコサイ
ン変換回路、44……乗算回路、46……重み付け制御回
路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】デイジタル映像信号を符号化する映像信号
   符号化装置において、 上記デイジタル映像信号から所定期間分の伝送に供する
   画像情報量を検出し、その検出結果に基づいて閾値レベ
   ルを設定する手段と、 上記閾値レベル以上の画像情報量を有する領域を上記デ
   イジタル映像信号から検出し、符号化時にその領域の空
   間周波数の高域成分に対する量子化ステツプを小さくす
   る手段と を具えることを特徴とする映像信号符号化装置。
2. 【請求項２】デイジタル映像信号を符号化する映像信号
   符号化方法において、 上記デイジタル映像信号から所定期間分の伝送に供する
   画像情報量を検出し、その検出結果に基づいて閾値レベ
   ルを設定し、 上記閾値レベル以上の画像情報量を有する領域を前記デ
   イジタル映像信号から検出し、符号化時にその領域の空
   間周波数の高域成分に対する量子化ステツプを大きくす
   る ことを特徴とする映像信号符号化方法。