JP2917436B2 - 画像信号の高能率符号化装置 - Google Patents

画像信号の高能率符号化装置

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JP2917436B2
JP2917436B2 JP16960290A JP16960290A JP2917436B2 JP 2917436 B2 JP2917436 B2 JP 2917436B2 JP 16960290 A JP16960290 A JP 16960290A JP 16960290 A JP16960290 A JP 16960290A JP 2917436 B2 JP2917436 B2 JP 2917436B2
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哲二郎 近藤
泰弘 藤森
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、標準の解像度(SD)の画像信号及び高解
像度(HD)の画像信号を扱うことができる画像信号の高
能率符号化装置に関する。
〔従来の技術〕
ディジタル画像信号の記録/再生或いは再生を行う時
に、データ量を圧縮する高能率符号化装置が使用され
る。現在、実用に供されているSDのテレビジョン信号の
データ量は、オーディオ信号と比してかなり多く、その
圧縮が必要とされる。HDのテレビジョン信号は、このSD
の信号に比して、4倍から5倍のデータレート(サンプ
リング周波数)の比を有するように、更に多いデータ量
を有している。
SD及びHDの両者のデータ圧縮の方式を共通として、こ
れらの二つの信号の何れにも符号化が可能な構成が考え
られる。従来では、上述のレートの比を考慮して、エン
コーダを4個或いは5個並列に設けていた。SDの信号
は、その一つのエンコーダで符号化し、HDの信号は、並
列データに変換してから全てのエンコーダで符号化して
いた。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の並列構成は、ハードウエアの規模が大きくなる
問題があり、また、並列接続されたエンコーダを適切に
制御することが難しい問題があった。例えばHD信号の場
合、並列データに分割されているので、並列データの各
チャンネルによって、データ圧縮の程度が異なり、良好
な圧縮がされる画像の部分と劣化が目立つ圧縮がされる
部分とが同一画面中にアンバランスに存在する問題が生
じる。
従って、この発明の目的は、ハードウエアの規模が比
較的小さく、並列化による複数チャンネル間のバラツキ
を生じない画像信号の高能率符号化装置を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、供給された高解像度の第1の画像信号を
サブサンプルする為のパルスを発生するサンプリングパ
ルス発生回路と、該サンプリングパルス発生回路よりの
サンプリングパルスに同期して第1の画像信号をサンプ
リングするサンプリング回路とからなる、第1の画像信
号のデータ量を低減するための第1のエンコーダと、 第1のエンコーダの出力信号と標準解像度の第2の画
像信号とが供給される選択手段と、 該選択手段よりの出力信号をブロック化するブロック
化回路と、ブロック化回路よりの出力信号の特徴量を抽
出する量子化回路からなる、選択手段の出力信号のデー
タ量を低減するための第2のエンコーダと、 を有する画像信号の高能率符号化装置である。
〔作用〕
標準解像度の画像信号は、第2のエンコーダ5のみ
で、そのデータ量が低減される。一方、高解像度の画像
信号は、第1のエンコーダ4及び第2のエンコーダ5の
両者でデータ量が低減される。第2のエンコーダ5は、
双方の画像信号に対して共通に使用されるので、ハード
ウエアの規模を小さくできる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。送信側(又は再生側)の構成を示す第1図にお
いて、1SがSDのテレビジョン信号の入力端子、1DがHDの
テレビジョン信号の入力端子である。
入力端子1SからのSDのテレビジョン信号がスイッチン
グ回路2の一方の入力端子aに供給される。スイッチン
グ回路2は、端子3からのモード信号が供給され、SDの
テレビジョン信号の圧縮の時には、その入力端子aが選
択され、HDのテレビジョン信号の圧縮の時には、その入
力端子bが選択される。
入力端子1Hに対して、第1(初段)のエンコーダ4が
接続され、HDのテレビジョン信号のデータ量がエンコー
ダ4により、低減される。このエンコーダ4では、後段
の第2のエンコーダ5での圧縮率が二つの信号で略々同
じ場合には、HDのテレビジョン信号がSDのテレビジョン
信号と同程度のデータ量に圧縮される。しかし、エンコ
ーダ5の圧縮率を双方の信号で同じにする必要はない。
第1のエンコーダ4の出力データがスイッチング回路2
の他方の入力端子bに対して供給される。
スイッチング回路2で選択されたSDのテレビジョン信
号或いは第1のエンコーダ4の出力信号が第2のエンコ
ーダ5に供給される。第2のエンコーダ5によりデータ
量が更に圧縮される。第2のエンコーダ5から送信或い
は記録すべきデータが発生する。第2のエンコーダ5で
は、出力されるデータ量の管理がなされる。特に、ディ
ジタルVTRでは、1フレーム或いは1フィールド当りの
データ量が略々一定と制御される。
受信側(或いは再生側)では、第2図に示すように、
入力端子11からの入力信号が第2のデコーダ12に供給さ
れる。第2のデコーダ12は、第2のエンコーダ5と対応
している。第2のデコーダ12の復号出力がスイッチング
回路13の入力端子に供給される。スイッチング回路13
は、端子14からのモード信号で制御され、SDのテレビジ
ョン信号の復号の時には、その出力端子aが選択され、
HDのテレビジョン信号の復号の時には、その出力端子b
が選択される。
出力端子aと接続された出力端子15Sには、SDのテレ
ビジョン信号が取り出される。出力端子bには、第1の
デコーダ16が接続される。第1のデコーダ16は、第1の
エンコーダ4と対応している。従って、第1のデコーダ
16と接続された出力端子15Hには、HDのテレビジョン信
号が取り出される。
第1のエンコーダ4の一例は、第3図に示されるサブ
サンプリング回路である。HDのテレビジョン信号が供給
されるサンプリングスイッチ16と、サンプリングパルス
発生回路17とでサブサンプリング回路が構成されてい
る。
サンプリングパルス発生回路17には、入力信号と同期
したクロックが端子18から供給され、また、入力信号中
の同期信号が端子19から供給される。サブサンプリング
のパターンを示す第4図において、○が伝送される画
素、×が間引かれる画素である。HDテレビジョン信号の
n番目、n+1番目、n+2番目、n+3番目、n+4
番目、・・・のラインのおいて、n+1番目、n+3番
目、・・・のラインの画素は、全て間引かれる。また、
n番目、n+2番目、n+4番目、・・・のラインで
は、1サンプル毎に画素が間引かれる。この1サンプル
毎のサブサンプリングのパターンは、交互に位相が反転
される。第4図のサブサンプリングによれば、垂直方向
及び水平方向で夫々1/2に伝送データが圧縮され、全体
として、データ量を元の量の1/4に圧縮できる。
第1のエンコーダ4が上述のサブサンプリング方式と
されているので、第1のデコーダ16は、間引かれた画素
を補間する構成を有している。補間回路は、水平方向及
び垂直方向の補間を組み合わせたものである。
第2のエンコーダ5としては、例えばADRCを採用でき
る。ADRCは、ダイナミックレンジに適応した符号化であ
る。
第5図は、ADRC方式の第2のエンコーダ5の一例の構
成を示し、21で示す入力端子に、スイッチング回路2で
選択されたディジタルビデオデータが供給される。ビデ
オデータは、ブロック化回路22で、走査線の順序からブ
ロックの順序にデータの配列が変換される。1フレーム
或いは1フィールドの画面が第6図に示すように、(N
×M)のブロックB11、B12、・・・、BNMに細分化され
る。各ブロックは、第7図に示すように、(4×4=16
画素)のサイズである。
ブロック化回路22の出力信号が検出回路23及び遅延回
路24に供給される。検出回路23は、ブロックのダイナミ
ックレンジDR及び最小値MINを検出する。遅延回路24
は、最小値MIN及びダイナミックレンジDRを検出する時
間、データを遅延させる。減算回路25では、遅延回路24
からのビデオデータから最小値MINが減算され、減算回
路25から最小値が除去されたビデオデータが得られる。
減算回路25の出力データ及びダイナミックレンジDRが
量子化回路26に供給される。量子化回路26から元のビッ
ト数(8ビット)より少ないビット数例えば4ビットの
コード信号DTが得られる。量子化回路26は、ダイナミッ
クレンジDRに適応した量子化を行う。つまり、ダイナミ
ックレンジDRを(24=16)等分した量子化ステップΔ
で、最小値が除去されたビデオデータが除算され、商を
切り捨てで整数化した値がコード信号DTとされる。量子
化回路26は、除算回路或いはROMで構成できる。
ダイナミックレンジDR、最小値MIN及びコード信号DT
がフレーム化回路27に供給され、出力端子28には、伝送
データが取り出される。フレーム化回路27は、ダイナミ
ックレンジDR、最小値MIN及びコード信号DTがバイトシ
リアルに配列され、同期信号が付加された伝送データを
形成する。また、フレーム化回路27では、付加的コード
(DR、MIN)とコード信号DTの夫々に対するエラー訂正
符号の符号化がなされる。
ADRCエンコーダとしては、可変長のコード信号を発生
し、出力のデータ量を1フレーム毎に或いは1フィール
ド毎に一定のものに制御するバッファリング回路を有す
るものを使用しても良い。また、時間的に連続する複数
フレームの対応する位置の領域からなる3次元ブロック
を構成し、3次元ブロック毎に符号化を行うようにして
も良い。
上述のADRCエンコーダと対応するADRCデコーダ、即
ち、第2のデコーダ12の一例を第8図に示す。
入力端子11からのデータがフレーム分解回路32に供給
される。フレーム分解回路32で、ダイナミックレンジD
R、最小値MIN及びコード信号DTが分離される。ダイナミ
ックレンジDR及びコード信号DTが復号化回路33に供給さ
れる。復号化回路33では、量子化回路26と逆に、ダイナ
ミックレンジDRに応じた量子化ステップΔとコード信号
DTの値とを使用してレベルの復元を行う。復号化回路33
の出力データと遅延回路34を介された最小値MINとが加
算回路35で加算される。
加算回路35の出力データがブロック分解回路36に供給
される。ブロック分解回路36は、ブロックの順序のデー
タからテレビジョン走査と同様の順序のデータを形成す
るものである。ブロック分解回路36の出力端子37に復号
データが取り出される。この出力端子37は、第2図にお
けるスイッチング回路13の入力端子と接続されている。
なお、この発明は、上述のサブサンプリング、ADRC以
外のDCT(Discrete cosine transform)、DPCM等の高能
率符号化を使用することができる。
〔発明の効果〕
この発明は、高能率符号のエンコーダを複数個並列に
設けるのと異なり、符号化の一部を共通のエンコーダで
行うので、ハードウエアの規模を小さくできる。また、
この発明は、並列化方式のような各チャンネルの圧縮処
理のアンバランスを生じない利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の送信側のブロック図、第
2図はこの発明の一実施例の受信側のブロック図、第3
図は第1のエンコーダの一例のブロック図、第4図はサ
ブサンプリングのパターンを示す略線図、第5図は第2
のエンコーダの一例のブロック図、第6図及び第7図は
ブロックの説明に用いる略線図、第8図は第2のデコー
ダのブロック図である。 図面における主要な符号の説 2:スイッチング回路、4:第1のエンコーダ、5:第2のエ
ンコーダ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−184187(JP,A) 1988年画像符号化シンポジウム(PC SJ88)P.33−34(1988) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】供給された高解像度の第1の画像信号をサ
    ブサンプルする為のパルスを発生するサンプリングパル
    ス発生回路と、該サンプリングパルス発生回路よりのサ
    ンプリングパルスに同期して上記第1の画像信号をサン
    プリングするサンプリング回路とからなる、上記第1の
    画像信号のデータ量を低減するための第1のエンコーダ
    と、 上記第1のエンコーダの出力信号と標準解像度の第2の
    画像信号とが供給される選択手段と、 上記選択手段よりの出力信号をブロック化するブロック
    化回路と、上記ブロック化回路よりの出力信号の特徴量
    を抽出する量子化回路からなる、上記選択手段の出力信
    号のデータ量を低減するための第2のエンコーダと を有する画像信号の高能率符号化装置。
JP16960290A 1990-06-27 1990-06-27 画像信号の高能率符号化装置 Expired - Lifetime JP2917436B2 (ja)

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JPH0457581A JPH0457581A (ja) 1992-02-25
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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1988年画像符号化シンポジウム(PCSJ88)P.33−34(1988)

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