JP2859830B2 - ビデオ信号復号化装置 - Google Patents

ビデオ信号復号化装置

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JP2859830B2 JP13112695A JP13112695A JP2859830B2 JP 2859830 B2 JP2859830 B2 JP 2859830B2 JP 13112695 A JP13112695 A JP 13112695A JP 13112695 A JP13112695 A JP 13112695A JP 2859830 B2 JP2859830 B2 JP 2859830B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は符号化済みのビデオ信号
を復号化するための装置に関するもので、特に、ブロッ
キング効果を減らす符号化済みのビデオ信号復号化装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高精細度テレビ及び映像電話器システム
のような多様な電気／電子活用分野において、映像信号
はディジタル化された形態で伝送される。連続的な映像
フレームを含む映像信号がディジタル化された形態で表
現されれば、各映像のフレームの各々の走査線が画素と
呼ばれる一連のディジタルデータ要素からなるので、大
量のディジタルデータが発生する。しかし、通常の伝送
チャンネルの利用可能な周波数帯域は制限されているの
で、その大量のディジタルデータを制限されたチャンネ
ルを通じて伝送するためには、伝送されるデータの量を
減らし、あるいは圧縮するために映像信号符号化装置の
使用は必要である。
【０００３】通常、映像信号は１つのフレームの内の画
素間及び隣接フレームなどの内の画素の間に相関関係ま
たは冗長性があるので、画質を激しく損傷させることな
く圧縮されうる。多様な映像圧縮技法のうち、時間的圧
縮技法及び空間的圧縮技法を統計的符号化技法と共に用
い、いわゆる、ハイブリッド符号化技法が最も効果的で
あると知られている。
【０００４】大部分のハイブリッド復号化技法は、適応
的インター／イントラモード符号化、直交変換、変換係
数の量子化及び可変長さ符号化を採用する。適応的イン
ター／イントラモード符号化は、後続の直交変換のため
の信号を、たとえば、信号の分散に基づいて現在フレー
ムのパルス符号変調ＰＣＭデータまたは差分パルス符号
変調ＤＰＣＭデータから適応的に選択するプロセスであ
る。予測方法とも呼ばれ、隣接フレーム間の冗長性を減
少させる概念に基づいたインターモード符号化は、現在
フレームと隣接した１つまたは２つのフレーム間でのオ
ブジエクトの動き流れによって現在フレームを予測し、
現在フレームとその予測とのあいだの差分を表す差分信
号を発生するプロセスである。この符号化方法は、（st
affan EricssonFixed and Adaptive Predictors for Hy
brid predictive/Trasform Coding）（IEEE Transactio
ns on Communications）COM-33,No 12,1985 年12月）及
びニノミヤとオオツカの（A Motion-Compensated Inter
frame Coding Scheme forTelelevision Picture）（IEE
E Transactions on Communication）,COM-30,No 1,1982
年1月）に開示されている。
【０００５】現在フレームのパルス符号変調データ及び
動き補償された差分パルス符号変調データのような映像
データのあいだの空間的相関関係を用いて、そのデータ
間の空間的な冗長性を減少または除去させる直交変換
は、ディジタル映像データのブロックを変換係数のセッ
トに変換させる。この技法はチェーン及びプラットの
（Scene Adaptive Coder）（IEEE Transactions on Com
munication,COM-32,No3,1984年3月）に開示されてい
る。かかる変換係数データを量子化及び可変長さ符号化
することによって、伝送されるデータの量が効率的に圧
縮されうる。
【０００６】具体的に、離散的コサイン変換ＤＣＴ等の
ような直交変換において、映像データは、たとえば、８
×８画素となったブロックである。同じ大きさのブロッ
クに分割され、各ブロックは空間ドメインから周波数ド
メインに変換される。よって、１つのＤＣ変換係数と、
多数（たとえば、６３個）のＡＣ変換係数が得られる。
そのブロックのＤＣ変換係数はそのブロックの画素の平
均信号の大きさを反映する。イントラモード入力映像信
号は通常、０から２５５までのあいだの値を有するの
で、イントラブロックＤＣ変換係数は１１ビットと表わ
されうる０から２０４０までの範囲を有し、イントラブ
ロックＡＣ変換係数は、約−１０００から１０００まで
の値を有する。−２５５から２５５までの値を有するイ
ンターモード入力映像信号のばあい、ＡＣ又はＤＣ変換
係数は約−２０００から２０００までの値を有する。
【０００７】直交変換から得られる直交変換係数は量子
化される。量子化において、小さい量子化器ステップ大
きさ（または、量子化ステップ大きさ）は、その表示の
ために多数のコードビットを必要とする多量のデータを
なし、大きい量子化器ステップ大きさは、その表示のた
めに小さい数のコードビットを必要とする小量のデータ
をなす。多量のコードビットは小量のコードビットより
映像を更に精密に表すことができるので、伝送チャンネ
ルに付加されるデータの量と伝送された映像の質とのあ
いだにはトレードオフの関係があることになる。
【０００８】通常、多様な量子化器ステップ大きさの制
御方法がこの分野に提案されているが、これらの方法に
おいて、量子化器ステップ大きさの制御は通常、インタ
ーブロックＤＣ及びＡＣ、イントラブロックＡＣ変換係
数に対する量子化器ステップ大きさの制御を意味する。
かかる量子化器ステップ大きさの制御は、バッファメモ
リに現在格納されているデータの量及び入力映像信号の
複雑度に基づいて決定される。
【０００９】イントラブロックＤＣのばあいには、ＭＰ
ＥＧ（Moving Pictures Export Group）-1標準に提示さ
れるように、相対的に小さい、たとえば、８である固定
されたステップ大きさで量子化されるか、またはＭＰＥ
Ｇ-2標準でのように、たとえば、１、２、４または８
の、多様なステップ大きさがピクチャー単位で適応的に
調節される。ここで、ピクチャーは映像信号のフィール
ドまたはフレームを意味する。即ち、イントラブロック
ＤＣ係数は、たとえば、映像の明るさのような入力映像
信号の複雑度に関係なく最少限ピクチャー内では一括的
に量子化されて、たとえば、ブロッキング（区画）効果
によって映像の質を落とすことがある。
【００１０】ブロッキング効果とは受信端でブロッキン
グの境界線が見える効果をいう。フレームは色々のブロ
ッキング単位で符号化されるので、かかるブロッキング
効果は発生し、量子化ステップ大きさが大きくなるほ
ど、即ち、ブロッキングが荒く量子化されるにつれて更
に深刻になる。従って、もしある区画が隣接した区画よ
りずっと明るいかまたは暗い、イントラブロックＤＣ係
数が固定された大きい量子化ステップ大きさによって量
子化されれば、その区画と隣接ブロックとのあいだの明
るさの差は非常に大きくなり、結局より重大なブロッキ
ング効果をもたらして画質を落とすことになる。付け加
えるに、動き補償フレーム予測を伴うインターモード符
号化では、混乱は小さく認識可能である。
【００１１】
【発明が解決しようする課題】従って、本発明の目的
は、ブロッキング効果を減らすことができる能力を有す
る符号化済みのビデオ信号を復号化するための改良され
た装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、データ信号及び情報信号を有す
る符号化済みのディジタル映像信号を復号化する装置で
あって、該データ信号はディジタル映像信号を離散的コ
サイン変換（ＤＣＴ）にすると共に、そのＤＣＴの結果
をある量子化ステップ大きさ（ＱＳ）で量子化する符号
器からの出力信号の複数の量子化済みの変換係数ブロッ
クを備えており、該ブロックのそれぞれは１つのＤＣ係
数と予め定められた数のＡＣ係数とを有し、該情報信号
はそれぞれのブロックに対してＱＳを有する、前記復号
化装置において、現在処理ブロックに対してそれに相応
するＱＳで逆量子化を行って、逆量子化済ＤＣ係数及び
複数の逆量子化済ＡＣ係数を生成する手段と、前記逆量
子化済ＤＣ係数及び相応するＱＳに応答して、前記逆量
子化済ＤＣ係数にマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）される
全てのＤＣ係数のＤＣ係数範囲を定めると共に、その範
囲において逆量子化済ＤＣ係数の値を変化させ、予め定
められた数のＤＣ係数候補を生成する手段と；前記各Ｄ
Ｃ候補と組合わせられた前記逆量子化済ＡＣ係数とを逆
離散的コサイン変換（ＩＤＣＴ）する手段と；前記ＩＤ
ＣＴからのそれぞれの結果と前に行われたＩＤＣＴの結
果とを比較して、１つのＩＤＣＴ結果が、前記前に行わ
れたＩＤＣＴの結果とその選択されたＩＤＣＴ結果の間
における画素間の輝度差により生じるブロッキング効果
が最小となるように選択する手段、とを含むことを特徴
とするビデオ信号復号化装置により達成される。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付図を参照し
ながら詳細に説明する。
【００１４】図１を参照すれば、本発明によるブロッキ
ング効果を減らすことができる符号化済みのビデオ信号
を復号化する装置のブロック図が図示されている。図１
に図示されたように、符号化済みのビデオビットストリ
ームは相応する通常の符号器（図示せず）から復号化装
置、即ち、バッファ１００へ与えられる。
【００１５】このバッファ１００は符号化済みのビデオ
ビットストリームを受け取って、固定のビットレートで
ディマルチプレクサ１０２へ供給しており、ここで、デ
ィマルチプレクサ１０２においては、符号化済みのビデ
オビットストリームをディマルチプレクス処理してイン
ター／イントラモード信号及び量子化ステップ大きさ
（ＱＳ）のような復号化情報信号と、可変長符号化済み
の変換係数のセット及び動きべクトルのような符号化済
みの映像データを生成する。そのインター／イントラモ
ード信号及びＱＳは、逆量子化器１０６及び候補ＤＣ係
数発生器１０８ヘ同時に与えられると共に、可変長符号
化変換係数のセット及び動きベクトルは可変長復号器
（ＶＬＤ）１０４へ与えられる。このＶＬＤ１０４は可
変長符号化済みの変換係数のセット及び動きベクトルを
復号すると共に、量子化済みの離散的コサイン変換係数
（Ｑｆｓ）を逆量子化器１０６へ提供し、かつ動きベク
トルを動き補償器１２８へ提供する。復号化済みビデオ
ビットストリーム内の各ブロックに対するＱｆｓは１つ
のＤＣ係数と６３個のＡＣ係数とを有する。
【００１６】逆量子化器１０６では、ディマルチプレク
サ１０２からそれぞれ提供されるラインＬ４上のインタ
ー／イントラモード信号、及びラインＬ６上のＱＳに応
答して、１つのブロックのＱｆｓが１つのセットのＤＣ
Ｔ変換係数に変換される。次いで、その変換されたＤＣ
Ｔ変換係数セット中で、ＤＣ係数はラインＬ８を介して
候補ＤＣ係数発生器１０８へ提供され、且つＡＣ係数は
ラインＬ１０を介してＮ個の逆離散的コサイン変換器
（ＩＤＣＴｓ）１１０、１１２及び１１４へ提供され
る。
【００１７】この候補ＤＣ候補係数発生器１０８は、逆
量子化済ＤＣ係数及び相応するＱＳに応答して、符号器
において量子化過程の間に上記逆量子化済ＤＣ係数にマ
ッピングされた全てのＤＣ係数のＤＣ係数範囲を定め
て、且つ該範囲内で逆量子化済ＤＣ係数の値を変えるこ
とによって、予め定められた数のＤＣ係数候補を生成す
る。例えば、ＤＣ係数範囲は下記式（１）のように決め
られる。
【００１８】 −１／２×ＱＳ＋ＤＣ≦Ｒ＜１／２×ＱＳ＋ＤＣ 式（１）
【００１９】ここで、ＲはＤＣ係数範囲であり、ＱＳは
量子化ステップ大きさであり、ＤＣは逆量子化済ＤＣ係
数である。候補ＤＣ係数は１つづつＩＤＣＴブロック１
１０、１１２及び１１４へ提供される。
【００２０】それぞれのＩＤＣＴブロック１１０、１１
２及び１１４は、１つの候補ＤＣ係数と６３個のＡＣ係
数からなる１セットのＤＣＴ係数をＩＤＣＴ変換すると
共に、１ブロックのＩＤＣＴデータ信号を発生して、こ
の信号はそれぞれの相応する加算器１１６、１１８及び
１２０へ提供される。
【００２１】一方、動き補償器１２８はＶＬＤブロック
１０４からの動きベクトルに基づいて、フレームメモリ
１２６に格納された前フレームから相応する画素データ
を取出すと共に、その取出した画素データを動き補償さ
れたデータ信号としてスイッチＳＷ１０へ提供する。
【００２２】それぞれの加算器１１６、１１８及び１２
０では、動き補償器１２８からスイッチＳＷ１０を介し
て動き補償されたデータ信号が提供される。この動き補
償データ信号はラインＬ４上のインター／イントラモー
ド信号によって調整されるスイッチＳＷ１０の切り換え
によりＩＤＣＴデータ信号と加算されることによって、
または加算さずに復号化されたデータ信号を提供する。
インターモードの場合に、ＩＤＣＴブロック１１０、１
１２及び１１４からのそれぞれのＩＤＣＴデータ信号は
動き補償データ信号と加算される反面に、イントラモー
ドの場合にはＩＤＣＴブロック１１０、１１２及び１１
４からのそれぞれのＩＤＣＴデータ信号は各加算器１１
６、１１８及び１２０を介してコンパレータ１２２及び
スイッチＳＷ２０へ加算作動なしで提供される。
【００２３】コンパレータ１２２は加算器１１６、１１
８及び１２０からのそれぞれの符号化済みのデータ信号
とフレームメモリ１２６に格納された前の復号化済みの
データ信号と比較して、１つの復号化済みのデータ信号
を選択する。この際、前に行われた復号化済みのデータ
信号と選択された復号化済みのデータ信号の間における
画素間の輝度差により生じるブロッキング効果が最小と
なる、１つの復号化済みのデータ信号が選択されるよう
にする。図２及び図３を参照すれば、ブロッキング効果
と直接的に関連のあるブロック間の境界差を計算して、
１つの復号化済みのデータ信号を選択する簡単な比較方
法が図示されている。境界差は下式（２）のように定義
される。
【００２４】
【数１】
【００２５】ここで、ＢＤは境界差であり、Ａ（ｉ，
ｊ）は現処理ブロックの境界の輝度値であり、Ｂ（ｉ，
ｊ）は現処理ブロックと上側に隣接したブロックの境界
の輝度値であり、またＣ（ｉ，ｊ）は現処理ブロックと
左側に隣接したブロックの境界の輝度値である。式
（２）で示したように、境界差はブロックの境界線に沿
って位置する画素間の輝度差の和である。選択された復
号化済みデータ信号は最小の境界輝度差を有するもので
ある。
【００２６】１つの復号化済みのデータ信号が選択され
た後、コンパレータ１２２はスイッチ制御信号をスイッ
チＳＷ２０へ提供し、選択された復号化済みのデータ信
号が表示ユニット（図示せず）に表示されるようにし、
同時にフレームメモリ１２６に格納されるようにする。
【００２７】上記において、本発明の特定の実施例につ
いて説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく当業
者は種々の改変をなし得るであろう。
【００２８】
【発明の効果】従って、本発明によれば、ブロッキング
効果を貯蔵するビデオ信号復号化装置を使用することに
よって、臨場感があふれてかつ鮮明な表示が可能な受信
機を具現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるブロッキング効果を減らすビデオ
信号復号化装置のブロック図である。
【図２】図１に示したコンパレータの作動を説明するた
めの例示的のフレームを示す図である。
【図３】図１に示したコンパレータの作動を説明するた
めの例示的のフレームを示す図である。
【符号の説明】
１００ バッファ １０２ ディマルチプレクサ １０４ ＶＬＤ １０６ 逆量子化器 １０８ 候補ＤＣ係数発生器 １１０、１１２、１１４ ＩＤＣＴブロック １１６、１１８、１２０ 加算器 １２２ コンパレータ １２６ フレームメモリ １２８ 動き補償器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 データ信号及び情報信号を有する符号
    化済みのディジタル映像信号を復号化する装置であっ
    て、該データ信号はディジタル映像信号の離散的コサイ
    ン変換（ＤＣＴ）を行うと共に、そのＤＣＴの結果をあ
    る量子化ステップ大きさ（ＱＳ）で量子化する符号器か
    らの出力信号の複数の量子化済みの変換係数ブロックを
    備えており、該ブロックのそれぞれは１つのＤＣ係数と
    予め定められた数のＡＣ係数とを有し、該情報信号はそ
    れぞれのブロックに対してＱＳを有する、前記復号化装
    置において、 現処理ブロックに対してそれに相応するＱＳで逆量子化
    を行って、逆量子化済ＤＣ係数及び複数の逆量子化済Ａ
    Ｃ係数を生成する手段と、 前記逆量子化済ＤＣ係数及び相応するＱＳに応答して、
    前記逆量子化済ＤＣ係数にマッピング（ｍａｐｐｉｎ
    ｇ）される全てのＤＣ係数のＤＣ係数範囲を定めると共
    に、その範囲において逆量子化済ＤＣ係数の値を変化さ
    せ、予め定められた数のＤＣ係数候補を生成する手段
    と； 前記各ＤＣ係数候補と組合わせられた前記逆量子化済Ａ
    Ｃ係数とを逆離散的コサイン変換（ＩＤＣＴ）する手段
    と； 前記ＩＤＣＴからのそれぞれの結果と前に行われたＩＤ
    ＣＴの結果とを比較して、１つのＩＤＣＴ結果が、前記
    前に行われたＩＤＣＴの結果とその選択されたＩＤＣＴ
    結果の間における画素間の輝度差により生じるブロッキ
    ング効果が最小となるように選択する手段とを含むこと
    を特徴とするビデオ信号復号化装置。
  2. 【請求項２】 前記ＤＣ係数範囲は、 −１／２×ＱＳ＋ＤＣ≦Ｒ＜１／２×ＱＳ＋ＤＣ と定められて、ここでＲは前記ＤＣ係数範囲であり、Ｑ
    Ｓは前記量子化ステップ大きさであり、ＤＣは前記逆量
    子化済ＤＣ係数であることを特徴する請求項１に記載の
    ビデオ信号復号化装置。
JP13112695A 1994-04-30 1995-05-01 ビデオ信号復号化装置 Expired - Lifetime JP2859830B2 (ja)

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