JP3127629B2

JP3127629B2 - ディジタル画像信号のエラー修整装置

Info

Publication number: JP3127629B2
Application number: JP30960292A
Authority: JP
Inventors: 尚史柳原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 2001-01-29
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JPH06141280A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、直交変換（例えばコ
サイン変換）を使用して画像信号を符号化し、この符号
化出力を例えば記録／再生するディジタルＶＴＲに対し
て適用でき、その再生側においてエラーを修整するため
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルビデオ信号を例えば回転ヘッ
ドにより磁気テープに記録するディジタルＶＴＲが知ら
れている。ディジタルビデオ信号の情報量が多いので、
その伝送データ量を圧縮するための高能率符号化が採用
されることが多い。種々の高能率符号化の中でも、ＤＣ
Ｔ（Discrete Cosine Transform)の実用化が進んでい
る。

【０００３】ＤＣＴは、１フレームの画像を例えば（８
×８）のブロック構造に変換し、このブロックを直交変
換の一種であるコサイン変換処理するものである。その
結果、（８×８）の係数データが発生する。このような
係数データは、ランレングス符号、ハフマン符号等の可
変長符号化の処理を受けてから伝送される。伝送時に
は、再生側でのデータ処理を容易とするために、符号化
出力であるコード信号を一定長のシンクブロックのデー
タエリア内に挿入し、コード信号に対して同期信号、Ｉ
Ｄ信号が付加されたシンクブロックを構成するフレーム
化がなされる。

【０００４】記録／再生時のエラーに対処するために、
記録データがエラー訂正符号の符号化の処理を受ける。
再生側では、エラー訂正符号を使用してエラーを訂正す
るが、全てのエラーを訂正できるとは限らない。一例と
して、図１８に示す一つのＤＣＴブロックの符号化デー
タ（すなわち、直流分ＤＣと交流分の可変長符号化デー
タＡＣ０〜ＡＣ４とブロックの区切りを識別するための
特異なコードＥＯＢ）中で、ＡＣ３にエラーが発生した
とす仮定する。可変長コードの場合には、エラーによっ
てコードの区切りが不明となり、ＡＣ３のみならず、そ
れ以降のＡＣ４およびＥＯＢもエラーデータとなる。

【０００５】図１８において破線で示すようなエラーデ
ータを含む可変長符号化出力を復号すると、ジグザグ走
査の順序で出力される係数データの内で、図１９におい
ても破線で示すようなエラーが発生する。この係数デー
タをＤＣＴ復号した時には、エラーの影響がブロックの
一部ではなくて、全体に波及する。全体的にエラーの影
響を受けたブロックの画像は、エラー修整回路でエラー
が目立たないように修整される。従来では、時間的に前
のフレーム内の同一位置の復号画像で、エラーが生じた
ブロックの画像を置き換えていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】フレーム間の相関が強
い場合は、修整結果が比較的良好である。しかしなが
ら、比較的速い動きがある場合、カメラがパンしている
ような画像では、前フレームの画像で置き換えた結果、
隣接するブロックの画像との差が大きくなり、ブロック
形状が再生画像中に見える歪み（ブロック歪み）が発生
する。

【０００７】従って、この発明の目的は、エラーの係数
データを含むブロック画像のエラー修整を単なる前フレ
ームの置換に比してより良好になしうるディジタル画像
信号のエラー修整装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、直交
変換符号により符号化されたディジタル画像信号を受信
し、伝送時のエラーを修整するようにしたエラー修整装
置において、受信された符号化出力のエラーを少なくと
も検出し、検出結果であるエラーフラグを出力するため
のエラー検出回路と、エラーフラグに基づいて直交変換
符号のためのブロック毎に、係数データの有効／無効の
割合を検出し、有効な係数データがしきい値以上、存在
する時に、無効な係数データを強制的に０とするための
制御回路と、制御回路で処理された係数データが供給さ
れる直交変換符号の復号回路とからなるディジタル画像
信号のエラー修整装置である。

【０００９】請求項２の発明は、直交変換符号により符
号化されたディジタル画像信号を受信し、伝送時のエラ
ーを修整するようにしたエラー修整装置において、受信
された符号化出力のエラーを少なくとも検出し、検出結
果であるエラーフラグを出力するためのエラー検出回路
と、エラーフラグに基づいて直交変換符号のためのブロ
ック毎に、係数データの有効／無効の割合を検出し、有
効な係数データがしきい値以上、存在する時に、無効な
係数データを強制的に０とするための制御回路と、制御
回路で処理された係数データが供給される直交変換符号
の復号回路と、復号回路の復号出力が供給され、制御回
路で有効な係数データがしきい値以上存在しないと決定
される時に、時間的に前の画像データでそのブロックの
画像データを置き換えるための補間回路とからなるディ
ジタル画像信号のエラー修整装置である。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１または２記載
のディジタル画像信号のエラー修整装置において、制御
回路は、低域成分から高域成分に向かう順序で配列され
た係数データが供給され、配列を有する係数データのエ
ラーフラグ数を計数し、計数値から有効／無効の割合を
決定するようになされたディジタル画像信号のエラー修
整装置である。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１または２記載
のディジタル画像信号のエラー修整装置において、制御
回路は、ブロックの画像の精細度に適応してしきい値を
可変しうることを特徴とするディジタル画像信号のエラ
ー修整装置である。

【００１２】

【作用】この発明では、エラーが発生したブロック内に
おいて、エラーでないデータから得られる係数データの
割合を検出し、エラーでない係数データによって、その
ブロックの復号がある程度可能と決定されると、エラー
の係数データを０とし、正しい係数データで復号するも
のである。

【００１３】

【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。この実施例は、ディジタルＶＴＲに関
するものであり、この発明は、再生系に設けられるエラ
ー修整回路を主題とするものである。この発明の理解を
容易とするために、記録系について最初に説明する。

【００１４】図１は、ディジタルＶＴＲの記録側に設け
られるビデオデータの処理回路の構成を示す。図１にお
いて、１で示す入力端子には、ディジタル化されたビデ
オデータが供給される。このビデオデータがブロック化
回路２に供給される。ブロック化回路２では、インター
レス走査の順序のビデオデータが例えば（８×８）のＤ
ＣＴブロックの構造のデータに変換される。すなわち、
時間的に連続する第１および第２フィールドの空間的に
同一位置の（４×８）のブロックを二つ組み合わせて
（８×８）のブロックが形成される。（８×８）のブロ
ックでは、奇数番目のライン上の画素データが第１フィ
ールドに含まれるものであり、偶数番目のライン上の画
素データが第２フィールドに含まれるものである。

【００１５】ブロック化回路２の出力がシャフリング回
路３に供給される。シャフリング回路３では、ドロップ
アウト、テープの傷、ヘッドクロッグ等によって、エラ
ーが集中し、画質の劣化が目立つのを防止するように、
１フレーム内で、複数のマクロブロックを単位として、
空間的な位置を元のものと異ならせる処理、すなわち、
シャフリングがなされる。この例では、シャフリング単
位とバッファリング単位とを等しく、５マクロブロック
としている。ブロック化回路２とシャフリング回路３と
を共通のメモリを使用した構成としても良い。

【００１６】シャフリング回路３の出力がＤＣＴ（コサ
イン変換）回路４および動き検出回路５に供給される。
ＤＣＴ回路４からは（８×８）の係数データ（すなわ
ち、直流分ＤＣ、交流分ＡＣの係数データ）が発生す
る。このＤＣＴ回路４は、後述のように、動きブロック
については、（８×８）のブロックに含まれる（４×
８）のブロックに関してフィールド内ＤＣＴを行うよう
に切り替えられる。

【００１７】マクロブロックは、ＤＣＴブロック当りの
（８×８）の係数データを複数ブロック集めたものであ
る。例えば５２５／６０システムのコンポーネント方式
の（Ｙ：Ｕ：Ｖ＝４：１：１）のビデオデータの場合に
は、図２Ａに示すように、１フレーム内の同一位置の、
４個のＹブロックと１個のＵブロックと１個のＶブロッ
クとの計６ブロックが１マクロブロックを構成する。サ
ンプリング周波数が４ｆsc（ｆsc：カラーサブキャリア
周波数）の場合では、１フレームの画像が（９１０サン
プル×５２５ライン）であり、その内の有効データが
（７２０サンプル×４８０ライン）とされる。上述のコ
ンポーネント方式の場合には、１フレームの全ブロック
数は、（７２０×６／４）×４８０÷（８×８）＝８１
００として求められる。従って、８１００÷６＝１３５
０が１フレーム内のマクロブロックの個数である。

【００１８】６２５／５０システムのコンポーネント方
式の（Ｙ：Ｕ：Ｖ＝４：２：０）のビデオデータの場合
には、図２Ｂに示すように、１フレーム内の同一位置
の、４個のＹブロックと１個のＵブロックと１個のＶブ
ロックとの計６ブロックが１マクロブロックを構成す
る。

【００１９】ＤＣＴ回路４で発生した（８×８）の係数
データの内の直流分ＤＣが圧縮されずに後段の回路に伝
送され、その内の６３個の交流分がバッファ６を介して
量子化回路７に供給される。交流分の係数データは、図
３に示すように、ジグザク走査の順で次数が低い交流分
からこれが高いものに向かって順に伝送される。また、
この交流分の係数データがアクティビィティ検出回路８
およびデータ量見積り器９にも供給される。バッファ６
は、見積り器９で適切な量子化番号ＱＮｏが決定される
のに必要な時間、係数データを遅延させるとともに、静
止ブロックおよび動きブロックのそれぞれの係数データ
を所定の順序で出力するために設けられている。見積り
器９からの量子化番号ＱＮｏは、量子化回路７に供給さ
れるとともに、後段に伝送される。

【００２０】上述のＤＣＴ回路４からの係数データの発
生は、フレーム内のＤＣＴ変換の場合であって、若し、
動き検出回路５によって、動きがあると検出されると、
フィールド内のＤＣＴの処理が選択される。すなわち、
時間的に連続する第１および第２フィールド内の同一位
置の（４×８）の二つのブロック毎に、ＤＣＴを行うの
がフィールド内ＤＣＴである。若し、そのブロックに関
してフィールド間で動きがあると動き検出回路５が検出
すると、この検出に応答してフレーム内ＤＣＴからフィ
ールド内ＤＣＴに変更される。動き検出回路５は、（８
×８）のブロックの画像データをアダマール変換した時
の垂直方向の係数データに基づいて静止／動きの判定を
ブロック毎に行う。動き検出としては、他にフィールド
差の絶対値に基づいて行うものでも良い。

【００２１】フィールド内ＤＣＴの場合では、第１フィ
ールドに関しての（４×８）の係数データと、第２フィ
ールドに関しての（４×８）の係数データとが発生し、
これらは、図４に示すように、上下に位置する（８×
８）の配列として扱われる。第１フィールドの係数デー
タの中には、直流成分ＤＣ１が含まれる。第２フィール
ドにも、同様に直流成分ＤＣ２が含まれる。これらの各
フィールドの係数データを別個に扱うと、フレーム内Ｄ
ＣＴとフィールド内ＤＣＴとで、以降の処理を別個にせ
ざるを得ない。その結果、ハードウエアの規模の増加等
の問題が生じる。そこで、この実施例では、第２フィー
ルドの直流成分ＤＣ２に代えて、差分直流成分ΔＤＣ２
（＝ＤＣ１−ＤＣ２）を伝送する。動き検出回路５から
の検出信号（動きフラグ）Ｍがデータ量見積り器９に供
給されるとともに、後段に伝送される。

【００２２】量子化回路７では、係数データ内の交流分
が量子化される。すなわち、適切な量子化ステップで交
流分の係数データが割算され、その商が整数化される。
この量子化ステップが見積り器９からの量子化番号ＱＮ
ｏによって決定される。ディジタルＶＴＲの場合では、
編集等の処理が１フィールドあるいは１フレーム単位で
なされるので、１フィールドあるいは１フレーム当りの
発生データ量が目標値以下となる必要がある。ＤＣＴお
よび可変長符号化で発生するデータ量は、符号化の対象
の絵柄によって変化するので、１フィールドあるいは１
フレーム期間より短いバッファリング単位の発生データ
量を目標値以下とするためのバッファリング処理がなさ
れる。バッファリング単位を短くするのは、バッファリ
ングのためのメモリ容量を低減するなど、バッファリン
グ回路の簡略化のためである。この例では、５マクロブ
ロック（＝３０ＤＣＴブロック）がバッファリング単位
とされている。

【００２３】また、アクティビィティ検出回路８は、後
述のように、ＤＣＴブロックの単位で、絵柄の精細度を
調べ、そのＤＣＴブロックのアクティビィティを４段階
にクラス分けし、そのクラスを示す２ビットのアクティ
ビィティコードＡＴを発生する。検出結果が見積り器９
に供給され、アクティビィティコードＡＴが後段に伝送
される。

【００２４】量子化回路７の出力が可変長符号化回路１
１に供給され、ランレングス符号化、ハフマン符号化等
がなされる。例えば係数データの“０”の連続数である
ランレングスと係数データの値とをＲＯＭ内に格納され
たハフマンテーブルに与え、可変長コード（符号化出
力）を発生する２次元ハフマン符号化が採用される。可
変長符号化回路１１からのコード信号が後段に供給され
る。

【００２５】見積り器９と関連して、可変長符号化回路
１１で参照されるのと同一のハフマンテーブル１２が設
けられている。このハフマンテーブル１２は、可変長符
号化した時の出力コードのビット数データを発生する。
見積り器９で最適な量子化ステップの組が判定され、そ
の判定出力がセレクタ１０に供給される。セレクタ１０
は、量子化回路７がこの量子化ステップの組で係数デー
タを量子化するように制御する。これとともに、量子化
ステップの組を識別するための量子化番号ＱＮｏが後段
に伝送される。

【００２６】図示せずも、上述の処理で発生したデータ
（直流分データ、可変長符号化出力、量子化番号ＱＮ
ｏ、動きフラグＭ、アクティビィティコードＡＴ）が後
段のフレーム化回路において、エラー訂正符号化の処理
と記録データのフレーム構造への変換の処理がなされ
る。フレーム化回路からは、シンクブロック構成のデー
タが現れる。記録データは、チャンネル符号化回路、記
録アンプを介して２個の回転ヘッドに供給され、磁気テ
ープ上に記録される。

【００２７】図５は、この一実施例における１シンクブ
ロックのデータ配列を示す。１シンクブロックの長さ
は、例えば９０バイトである。シンクブロックの先頭に
ブロック同期信号ＳＹＮＣ（２バイト）が位置し、その
後に、ＩＤ信号が位置する。このＩＤ信号は、２バイト
のＩＤ信号（ＩＤ０、ＩＤ１）およびＩＤ信号に対する
パリティＩＤＰ（１バイト）からなる。残りの８５バイ
トの内の７７バイトがデータエリアであって、最後の８
バイトが積符号の内符号のパリティである。データエリ
アの先頭に、量子化ステップを識別するための１バイト
の量子化番号ＱＮｏおよび補助コードＡＵＸが位置す
る。その後の７５バイトがデータ（可変長コードあるい
は外符号化のパリティ）である。

【００２８】１シンクブロックには、１マクロブロック
（ＹＹＹＹ、Ｕ、Ｖ）に関するコード信号および各ＤＣ
Ｔブロックに関してのアクティビィティコードＡＴおよ
び動きフラグＭが挿入される。動きフラグＭは、ＤＣＴ
ブロック毎に検出された動きの有無を示す１ビットのフ
ラグである。

【００２９】７５バイトのエリアがそれぞれがｄ（例え
ば１８バイト）の長さの４個のエリアと、端数の先頭の
エリアとに分割される。このｄ毎に、１マクロブロック
の４個のＤＣＴブロックで発生した直流成分（９ビッ
ト）を配置し、その後に、動きフラグＭおよびアクティ
ビィティコードＡＴを配置する。ｄの長さの各エリアが
ａ（例えば１２バイト）およびｄ／２（６バイト）のエ
リアにそれぞれ分割される。この結果、８個のエリアが
形成される。

【００３０】先頭のエリアが固定のＡＣ−Ｈエリアとさ
れる。直流分を含む次のａの長さのエリアがＹのＡＣ−
Ｌエリアとされ、ａ／２の長さのエリアが固定ＡＣ−Ｈ
エリアとされる。次のｄの長さのエリアには、ＹのＡＣ
−Ｌエリアと、Ｃ（例えばＵ）の直流分、動きフラグ
Ｍ、アクティビィティコードＡＴ、ＡＣ−Ｌのためのエ
リアとが含まれる。さらに、次のｄの長さのエリアがＹ
のＡＣ−Ｌエリア、固定ＡＣ−Ｈエリアとされ、最後の
ｄの長さのエリアがＹのＡＣ−Ｌエリアと、Ｃ（例えば
Ｖ）の直流分、動きフラグＭ、アクティビィティコード
ＡＴ、ＡＣ−Ｌのためのエリアとされる。各ＡＣ−Ｌエ
リアからはみ出したＡＣ−Ｈ成分が先頭のＡＣ−Ｈエリ
アから順に詰め込まれる。ＡＣ−Ｌエリア内に空きエリ
ア、すなわち、可変ＡＣエリアが存在すれば、ここに
も、はみ出したＡＣ−Ｈ成分が詰められる。

【００３１】ＩＤ信号は、フレームＩＤ、フォーマット
識別ビット、記録データの種類を示す２ビット、シンク
ブロックアドレス、パリティバイトＩＤＰを含む。フレ
ームＩＤは、フレーム毎に反転する。識別ビットは、こ
の実施例のディジタルＶＴＲ用のフォーマットとそれ以
外のフォーマット、例えばデータ記憶装置のフォーマッ
トとを識別する。これが“１”の時は、ディジタルＶＴ
Ｒ用のフォーマットを意味し、これが“０”の時は、他
のフォーマットを意味する。記録データ識別ビットは、
記録データの種類（ビデオ、オーディオ等）を表す。さ
らに、シンクブロックアドレスは、１フレームのデータ
を含み、複数本のトラックに分割して記録される全シン
クブロックに対して、通番で符されたアドレスである。

【００３２】さらに、データエリア内の補助コードＡＵ
Ｘも、一種のＩＤ信号であって、ビデオ信号の放送形
式、オーディオのモード等の情報が有している。データ
エリア内に量子化番号ＱＮｏ、補助コードＡＵＸを記録
しているのは、ＩＤ信号のエラー訂正符号よりも、デー
タエリア内のデータに関するエラー訂正符号の方がより
訂正能力が高いからである。

【００３３】量子化回路７において、最適な量子化を行
うのに、アクティビィティ検出がなされる。図６は、ア
クティビィティ検出回路８の一例を示す。入力端子２１
には、交流分の係数データが順に供給される。この入力
データがスキャン回路２２および絶対値化回路２４に供
給される。スキャン回路２２は、図７Ａにおいてドット
領域として示すような高域側の２５個の係数データを選
択的に絶対値化回路２３に対して出力する。絶対値化回
路２４には、図７Ｂに示すように、直流成分以外の全て
の係数データが供給される。

【００３４】絶対値化回路２３、２４で絶対値に変換さ
れた係数データが比較回路２５、２６にそれぞれ供給さ
れる。比較回路２５、２６には、しきい値ＴＨ１および
ＴＨ２がそれぞれ供給される。係数データがＴＨ１以上
の時に、比較回路２５から発生する比較出力によって、
カウンタ２７がイネーブルされる。係数データがしきい
値ＴＨ２以上の時に、比較回路２６から発生する比較出
力がフリップフロップ２８にラッチされる。一例とし
て、ＴＨ１＝４、ＴＨ２＝２３５とされる。カウンタ２
７およびフリップフロップ２８は、ＤＣＴブロック毎に
クリアされる。

【００３５】カウンタ２７のカウント値ＮＨが比較回路
２９、３０、３１に供給される。比較回路２９、３０、
３１には、しきい値ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５がそれぞれ
供給される。一例として、ＴＨ３＝１、ＴＨ４＝５、Ｔ
Ｈ５＝１０とされている。比較回路２９、３０、３１
は、カウント値ＮＨが対応するしきい値以上の時に、ハ
イレベルとなる比較出力を発生する。比較回路２９およ
び３０の出力がロジック３３に供給され、比較回路３１
の出力がＯＲゲート３２に供給される。

【００３６】ＯＲゲート３２の他方の入力として、フリ
ップフロップ２８からの比較出力ＮＦが供給される。Ｏ
Ｒゲート３２の出力がロジック３３に供給される。ロジ
ック３３は、入力信号からＤＣＴブロックのアクティビ
ィティのクラスを示すアクティビィティコードＡＴを出
力端子３４に発生する。

【００３７】この例では、図８に示すように、アクティ
ビィティのクラス分けがなされる。すなわち、ＮＨ＝０、クラス０（ＡＴ＝００）ＮＨ≧１、クラス１（ＡＴ＝０１）ＮＨ≧５、クラス２（ＡＴ＝１０）ＮＨ≧10、またはＮＦ＝１、クラス３（ＡＴ＝１１）

【００３８】クラス０が最もアクティビィティが低く、
１、２、３と順にアクティビィティが高い。ＮＦ＝１に
よって、ＴＨ２以上の大きな係数データが粗く量子化さ
れる（クラス３が適用される）。これは、可変長符号化
のハフマンテーブルに規定されている値の範囲内に係数
データの値を抑えるためになされる。

【００３９】アクティビィティ検出は、各ＤＣＴブロッ
クの絵柄の細かさを検出することである。視覚上、細か
い絵柄（アクティビィティが高い）ブロックは、多少、
量子化ステップが粗くても、歪みが目立たない。一方、
平坦な絵柄（アクティビィティが低い）ブロックは、粗
く量子化すると、歪みが目立ち易い。従って、その総ビ
ット数が所定値以下に制御されるバッファリング単位
（３０ＤＣＴブロック）内で、アクティビィティが高い
ブロックに対する量子化は、粗いものとし、アクティビ
ィティが低いブロックに対する量子化は、細かいものと
することは、有効である。

【００４０】アクティビィティが高いブロックを粗く量
子化しても、歪みが目立たないと述べたが、そのブロッ
クがエッジ情報を含む時には、これが成り立たない。む
しろ、エッジ情報に対しては、細かな量子化が好まし
い。ブロック内で全体的に細かな絵柄を含むもののみを
アクティビィティが高いと判定した方が好ましい。この
点を考慮して、アクティビィティ検出のために用いる係
数データを図７Ａに示すようなパターンでもって、高域
のものに限定している。なお、ロジック３３に動きフラ
グＭが供給され、動き検出回路５によって検出された動
きブロックは、一義的にクラス０と分類される。

【００４１】データ量見積り器９は、バッファリング単
位（５マクロブロック）の発生データ量を目標値以下と
することができ、且つなるべく小さい値の量子化ステッ
プを決定する。この見積り器９では、アクティビィティ
のクラスに応じた量子化を行い、さらに、ブロック内の
エリアを例えば８分割し、各エリアに応じた量子化を行
う。かかるアクティビィティおよびエリアを考慮した量
子化について説明する。

【００４２】図９は、静止ブロックに関しての係数デー
タのエリア分割の一例を示す。各係数データに対して付
された０〜７の各数字がエリア番号を表す。このエリア
番号が大きくなるにつれて、係数データが高域側のもの
になるように、エリア番号が規定される。エリア分割を
行うのは、係数データを量子化する時に、高域の係数デ
ータほど、量子化を粗くしても、復元画像の質の劣化が
少ない点に基づいている。また、図３および図９を参照
すると分かるように、係数データの走査（出力）順序に
従ってエリア番号が増加方向に規則的に変化する。

【００４３】図１０は、この例の量子化テーブルであ
る。図１０でＳＱは、２の平方根の近似値（＝１＋1/4
＋1/8 ＋1/32）を表す。ここでは、０〜１５の量子化番
号ＱＮｏで識別される１６種類の量子化ステップの組が
用意されている。各組は、０〜７の各エリアに対応する
量子化ステップからなる。例えば量子化番号ＱＮｏ＝０
の量子化ステップの組は、（１，１，１，ＳＱ，２，２
×ＳＱ，４，４×ＳＱ）である。図１０に示す量子化テ
ーブルは、量子化番号ＱＮｏが増加するに伴って、量子
化ステップが大きくなる変化を有している。言い換える
と、量子化番号ＱＮｏが増加すると、量子化が粗いもの
へ変化する。全ての量子化ステップが２のべき乗で表現
されているので、これらの量子化ステップで係数データ
を割算する回路として簡単なものを使用できる。

【００４４】図１１は、アクティビィティを考慮した量
子化と、輝度データおよび色データの相違を考慮した量
子化とを説明する。アクティビィティ検出回路８の前述
のようなクラス分けによって、アクティビィティクラス
の０、１、２、３の何れかに各ＤＣＴブロックが分類さ
れている。一つの量子化番号がｑに設定された時に、ア
クティビィティクラスに従って量子化番号の調整がなさ
れる。アクティビィティがより高いクラス２および３で
は、量子化番号がｑ＋１、ｑ＋２に変更され、アクティ
ビィティがより低いクラス０では、量子化番号がｑ−１
に変更される。その結果、アクティビィティの高低に応
じて量子化ステップを制御できる。この調整時に、量子
化番号が負になったり、あるいはこれが１６以上になる
場合には、量子化番号が０あるいは１５にクリップされ
る。

【００４５】一般的に、輝度信号に比して色信号の解像
度の劣化は、目立たないので、色信号の周波数特性を低
下させて、それによって生じた余裕を輝度信号に振り向
ける処理がエリアシフトである。輝度（Ｙ）信号に関し
ては、エリアシフトが利用できない（図１１中でＮ／Ａ
で示す）。色信号（Ｕ、Ｖ）に関して、アクティビィテ
ィクラスに適応してエリアシフトがなされる。図１１中
のエリアシフトの数字は、元のエリア番号に対して加算
される値である。７を超える加算結果は、７にクリップ
される。

【００４６】係数データの出力順序は、静止ブロックの
場合は、図３に示すジグザクスキャンとされる。この出
力順序を動きブロックの係数データに適用すると、０−
ランの長さ（ランレングス）が短くなる等、後段の可変
長符号化の効率の低下を招く。そこで、動きブロックの
場合には、図１２に例示するようなエリア規定を行な
い、図１３に示される番号の順序でスキャン回路が係数
データを出力する。

【００４７】図１２の例は、二つのフィールド間でエリ
ア規定は、同一ではない。しかしながら、図１３中の数
字で示す順序で、係数データを出力することによって、
出力順序に対して、エリア番号が規則的に変化するもの
となる。例えば交流分の最初のものから第８番目のもの
までに着目すると、エリア番号が（０、０、０、０、
０、１、１、１）となる。従って、データ量見積り器９
および本線信号に対する量子化回路７における量子化制
御は、静止ブロックと動きブロックとの間で、同一とす
ることができる。なお、本線信号の出力順序の制御は、
図１中のバッファ６によってなされる。

【００４８】以上のように、圧縮符号化された画像デー
タが回転ヘッドにより磁気テープ上に記録され、また、
回転ヘッドにより再生される。図１４を参照して再生系
に設けられる再生信号処理回路の一例について説明す
る。入力端子４１に再生信号が供給される。チャンネル
デコーダ４２によって、チャンネル符号化の復号がさ
れ、チャンネルデコーダ４２の出力データがエラー訂正
回路４３に供給される。エラー訂正回路４３は、エラー
訂正符号を使用して再生データ中のエラーを訂正するた
めに設けられている。

【００４９】エラー訂正回路４３の出力には、再生デー
タのみならず、例えばバイト単位でそのエラーの有無を
示すエラーフラグも発生する。このエラーフラグは、エ
ラー修整の処理が終わるまで、再生データと付随して伝
送される。エラー訂正回路４３の出力がディマルチプレ
クサ４４に供給される。ディマルチプレクサ４４は、画
像データ成分とそれ以外の成分（オーディオデータおよ
びサブコード）を分離する。

【００５０】画像データ成分がフレーム分解回路４５に
供給される。フレーム分解回路４５によって、シンクブ
ロック構造の再生データが分解され、係数データと、ア
クティビィティコードＡＴと、量子化番号ＱＮｏと、動
きフラグＭとが分離される。係数コードが圧縮符号化の
デコーダ４６に供給される。デコーダ４６は、ハフマン
テーブル４８を参照して２次元ハフマンコードの復号を
行う可変長符号のデコーダ４７と、逆量子化回路４９
と、逆ＤＣＴ回路５０とからなる。デコーダ４７からの
係数データの出力順序は、低域から高域に向かうジグザ
ク走査の順序である。

【００５１】逆量子化回路４９は、アクティビィティコ
ードＡＴ、量子化番号ＱＮｏを参照して、係数データを
復元するものである。この係数データが逆ＤＣＴ回路５
０において、逆変換され、その出力に画像データが発生
する。逆変換の場合、静止ブロックと動きブロックとの
それぞれがフレーム内ＤＣＴ、フィールド内ＤＣＴの処
理を受けているので、動きフラグＭを参照することによ
り、それぞれの逆変換が適切になされる。

【００５２】圧縮符号化のデコーダ４６からの復号画像
データがディシャフリング回路５１に供給される。ディ
シャフリング回路５１の出力データがブロック分解回路
５２に供給される。これらの回路５１および５２は、記
録系に設けられるシャフリング回路３およびブロック化
回路２と逆方向の処理を行う。ブロック分解回路５２の
出力に、ラスター走査の順序の再生画像データが得られ
る。図示しないが、このデータがＤ／Ａ変換器を介され
ることで、アナログ画像信号が得られる。

【００５３】この発明は、図１４に示されるような再生
系に設けられるエラー修整回路に関するもので、図１５
に一実施例の構成を示す。可変長符号化のデコーダ４７
の出力に発生しているエラーフラグを参照して、正しい
係数データの個数をカウンタ５３によってカウントす
る。このカウントは、ＤＣＴブロックの交流係数データ
毎になされる。若し、そのＤＣＴブロックの交流係数デ
ータが全て正しければ、カウント値が最大値（６３）と
なる。このカウント値が比較回路５５に供給される。比
較回路５５は、カウント値としきい値発生回路５４から
のしきい値とを比較し、両者の大小関係に基づく比較信
号（すなわち、制御信号）ＣＯＮＴを発生する。制御信
号ＣＯＮＴは、ブロックの有効／無効を示す、少なくと
も１ビットの信号である。また、この例と異なり、エラ
ーである係数データをカウントし、そのカウント値によ
って、有効／無効を決定しても良い。

【００５４】しきい値発生回路５４は、再生データから
分離されたアクティビィティコードＡＴを受け取り、ア
クティビィティコードＡＴが示すアクティビィティクラ
スに適応したしきい値を発生する。図１６は、アクティ
ビィティクラスとしきい値との関係の一例を示す。ここ
で、アクティビィティクラスが０の時には、しきい値Ｔ
ｈ１が１４とされ、これが１の時には、Ｔｈ２＝２４と
され、これが２の時には、Ｔｈ３＝２９とされ、これが
３の時には、Ｔｈ４＝３６とされる。

【００５５】前述のように、アクティビィティクラスの
番号が小さいほど、アクティビィティが小さい（すなわ
ち、画像の精細度が低い）。一般的に、図１７Ａに示す
ように、アクティビィティが小さいブロックにおいて
は、有意な（０でない）係数データが低域側に多く存在
する傾向がある。これと対照的にアクティビィティが大
きいブロックにおいては、図１７Ｂに示すように、有意
な係数データが高域側にまで分布する。このようなアク
ティビィティと係数データとの関係に適合するように、
アクティビィティクラスとしきい値との関係が規定され
ている。

【００５６】図１６の具体例は、アクティビィティクラ
スが０あるいは１の場合には、有意な係数データを殆ど
含むようなしきい値Ｔｈ１およびＴｈ２が設定され、ア
クティビィティクラスが２および３の場合には、有意な
係数データの高域成分を除くものを殆ど含むようなしき
い値Ｔｈ３およびＴｈ４が設定されている。一般的に係
数データの高域成分を失ったブロックの画像は、精細度
を欠いた歪みを有するものとなるが、アクティビィティ
が小さいブロックは、これが大きいブロックに比して歪
みが目立つ傾向にある。この点を考慮して、しきい値が
設定される。図１６の例は、言うまでもないが、しきい
値の一例であって、これ以外の値も採用でき、さらに、
しきい値の設定を可変としても良い。

【００５７】この例では、可変長符号化のデコーダ４７
からの係数データおよびエラーフラグは、ＤＣＴブロッ
クの低域の係数データから高域の係数データに向かう順
序で出力される。これは、静止ブロックおよび動きブロ
ックの両者について同様である。従って、カウンタ５３
のカウント値は、低域の係数データから開始する順序
で、有意な係数データの数を表している。従って、アク
ティビィティが小さいブロックほど、しきい値を小さく
することは、係数データの分布の特徴に適合している。

【００５８】比較回路５５からの制御信号ＣＯＮＴは、
カウンタ５３からのカウント値がしきい値以上でブロッ
クが有効と決定される場合に、例えば`1' となる。一
方、カウント値がしきい値より小さくブロックが無効と
決定される場合に、`0' となる。この制御信号ＣＯＮＴ
が逆量子化回路４９およびディシャフリング回路５１に
供給される。ＣＯＮＴ＝`1' である有効ブロックに関し
ては、エラーである係数データを全てゼロデータとする
処理である。この結果、エラーの係数データの影響を除
くことができる。この後に、逆ＤＣＴ回路５０におい
て、逆変換がなされる。上述のように、アクティビィテ
ィに応じてしきい値が規定されているので、しきい値以
上の係数データを逆変換した結果の復元画像は、原画像
にかなり近いものとなる。

【００５９】ＣＯＮＴ＝`0' である無効ブロックに関し
ては、ディシャフリング回路５１において、そのブロッ
クの画像を時間的に前のフレームの同一位置のブロック
の画像で置き換える前フレーム補間がなされる。ディシ
ャフリング回路５１には、ディシャフリングのために、
前フレームの画像を保持するメモリが設けられているの
で、このメモリを利用して前フレーム補間が可能であ
る。ディシャフリング回路に限らず、前フレームの画像
を保持することが可能な回路を利用できる。

【００６０】また、この実施例と異なり、無効ブロック
に関しての補間を周囲のブロックの画像データを使用し
て空間的に補間しても良い。

【００６１】以上の実施例は、ディジタルビデオ信号を
磁気テープに記録するディジタルＶＴＲの例である。し
かしながら、テープ以外のディスク等の媒体を使用する
場合にも、この発明を適用できる。

【００６２】

【発明の効果】この発明によれば、変換符号のブロック
内の係数データがエラーを含む場合に、エラーの係数デ
ータの割合および分布に検出し、この検出結果に基づい
て有効かそうでないかを決定している。従って、エラー
が含まれるブロックを全て無効ブロックとし、前フレー
ム置換でこの無効ブロックを補間する処理と比して、復
元画像の画質を向上できる。さらに、ブロックの精細度
に適応して決定のしきい値を可変することにより、一層
良好なエラー修整を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディジタルＶＴＲの記録データ処理回路のブロ
ック図である。

【図２】マクロブロックの説明に用いる略線図である。

【図３】ＤＣＴ係数データの出力順序の一例を示す略線
図である。

【図４】フィールド内ＤＣＴの処理を示す略線図であ
る。

【図５】記録データのシンクブロックの構成を示す略線
図である。

【図６】アクティビィティ検出回路の一例のブロック図
である。

【図７】アクティビィティ検出エリアを示す略線図であ
る。

【図８】アクティビィティ検出の説明のための略線図で
ある。

【図９】エリア規定の一例の略線図である。

【図１０】量子化テーブルの一例の略線図である。

【図１１】アクティビィティに応じた量子化特性の制御
を示す略線図である。

【図１２】動きブロックのエリア規定の一例を説明する
ための略線図である。

【図１３】動きブロックの係数データの出力順序の一例
を説明するための略線図である。

【図１４】ディジタルＶＴＲの再生系を全体的に示すブ
ロック図である。

【図１５】エラー修整回路の一実施例のブロック図であ
る。

【図１６】アクティビィティクラスとしきい値との関係
の一例の略線図である。

【図１７】アクティビィティの違いによる係数分布の傾
向を説明するための略線図である。

【図１８】エラーが発生した時の問題点を説明するため
の略線図である。

【図１９】エラーが発生した時の問題点を説明するため
の略線図である。

【符号の説明】

４３エラー訂正回路４６圧縮符号化のデコーダ４９逆量子化回路５０逆ＤＣＴ回路５３エラーでない係数データをカウントするカウンタ５４しきい値発生回路５５比較回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直交変換符号により符号化されたディジ
タル画像信号を受信し、伝送時のエラーを修整するよう
にしたエラー修整装置において、上記受信された符号化出力のエラーを少なくとも検出
し、検出結果であるエラーフラグを出力するためのエラ
ー検出手段と、上記エラーフラグに基づいて上記直交変換符号のための
ブロック毎に、係数データの有効／無効の割合を検出
し、有効な係数データがしきい値以上、存在する時に、
無効な係数データを強制的に０とするための制御手段
と、上記制御手段で処理された係数データが供給される直交
変換符号の復号手段とからなるディジタル画像信号のエ
ラー修整装置。
【請求項２】直交変換符号により符号化されたディジ
タル画像信号を受信し、伝送時のエラーを修整するよう
にしたエラー修整装置において、上記受信された符号化出力のエラーを少なくとも検出
し、検出結果であるエラーフラグを出力するためのエラ
ー検出手段と、上記エラーフラグに基づいて上記直交変換符号のための
ブロック毎に、係数データの有効／無効の割合を検出
し、有効な係数データがしきい値以上、存在する時に、
無効な係数データを強制的に０とするための制御手段
と、上記制御手段で処理された係数データが供給される直交
変換符号の復号手段と、上記復号手段の復号出力が供給され、上記制御手段で有
効な係数データがしきい値以上存在しないと決定される
時に、時間的に前の画像データでそのブロックの画像デ
ータを置き換えるための補間手段とからなるディジタル
画像信号のエラー修整装置。
【請求項３】請求項１または２記載のディジタル画像
信号のエラー修整装置において、上記制御手段は、低域
成分から高域成分に向かう順序で配列された係数データ
が供給され、上記配列を有する係数データのエラーフラ
グ数を計数し、計数値から有効／無効の割合を決定する
ようになされたディジタル画像信号のエラー修整装置。
【請求項４】請求項１または２記載のディジタル画像
信号のエラー修整装置において、上記制御手段は、ブロ
ックの画像の精細度に適応してしきい値を可変しうるこ
とを特徴とするディジタル画像信号のエラー修整装置。