JP3144573B2 - 映像信号伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術（図５〜図８） 発明が解決しようとする課題（図５〜図８） 課題を解決するための手段（図１〜図４） 作用 実施例（図１〜図４） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は映像信号伝送装置に関
し、デイスクリートコサイン変換等の直交変換によつ
て、例えば放送のように一対多の伝送形態で高画質の映
像を伝送する映像信号伝送装置に適用して好適なもので
ある。

【０００３】

【従来の技術】従来、例えばテレビ会議システム、テレ
ビ電話システムなどのように動画映像でなる映像信号を
遠隔地に伝送するいわゆる映像信号伝送システムにおい
ては、伝送路を効率良く利用するため、映像信号の相関
を利用して映像信号を符号化し、これにより有意情報の
伝送効率を高めるようになされている。

【０００４】例えばフレーム内符号化処理は、図５に示
すように、時点ｔ＝ｔ１、ｔ２、ｔ３……において動画
を構成する各画像ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３……を伝送し
ようとする場合、伝送処理すべき画像データを同一走査
線内で一次元符号化して伝送するものである。またフレ
ーム間符号化処理は、時間軸に対する映像信号の自己相
関を利用して順次隣合う画像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……を求めることにより圧縮率を向
上させるものである。

【０００５】これにより映像信号伝送システムは、画像
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３……をその全ての画像データを
伝送する場合と比較して格段的にデータ量が少ないデイ
ジタルデータに高能率符号化して伝送路に送出すること
ができるようになされている。

【０００６】すなわち図６に示すように、画像データ伝
送装置１は、デイジタル化された入力映像信号ＶＤにつ
いて前処理回路２によつて帯域制限及び送出順序変換等
を行い、入力画像データＳ１として出力する。ここで入
力画像データＳ１として順次送出される画像データは、
図７に示すような手法でフレーム画像データＦＲＭから
抽出される。

【０００７】一枚のフレーム画像データＦＲＭは、例え
ば図７（Ａ）に示すように２個（水平方向）×６個（垂
直方向）のブロツクグループＧＯＢに分割され、各ブロ
ツクグループＧＯＢが図７（Ｂ）に示すように１１個
（水平方向）×３個（垂直方向）のマクロブロツクＭＢ
を含むようにになされ、各マクロブロツクＭＢは図７
（Ｃ）に示すように８×８画素分の輝度信号データＹ１
〜Ｙ４の全画素データに対応する色差信号データでなる
色差信号データＣｂ及びＣｒを含んでなる。

【０００８】このときブロツクグループＧＯＢ内の画像
データの配列は、マクロブロツクＭＢ単位で画像データ
が連続するようになされており、マクロブロツクＭＢ内
ではラスタ走査の順で微小ブロツク単位で画像データが
連続するようになされている。

【０００９】なおここでマクロブロツクＭＢは、輝度信
号に対して、水平及び垂直走査方向に連続する16×16画
素の画像データ（Ｙ1 〜Ｙ4 ）を１つの単位とするのに
対し、これに対応する２つの色差信号においては、デー
タ量が低減処理された後時間軸多重化処理され、それぞ
れ１つの微小ブロツクＣr 、Ｃb に16×16画素分のデー
タが割り当てられる。

【００１０】差データ生成回路３は、入力画像データＳ
１と共に前フレームメモリ４に格納されている前フレー
ムの前フレームデータＳ２を入力すると、入力画像デー
タＳ１との差分を求めてフレーム間符号化データを発生
し（以下これをフレーム間符号化モードという）、当該
差分データＳ３を切換回路５を介してデイスクリートコ
サイン変換（ＤＣＴ：discrete cosine transform ）回
路６及び切換制御回路７に上記入力画像データＳ１と共
に出力するようになされている。

【００１１】切換回路５は、切換制御回路７から出力さ
れる制御信号Ｓ４により制御され、フイールド内符号化
して伝送した方が少ないデータ量で伝送できる可能性が
高いと判断される場合には、入力画像データＳ１をその
まま出力し、またフレーム間符号化して伝送した方が少
ないデータ量で伝送できる可能性が高いと判断される場
合には差分データＳ３を出力するようになされている。
デイスクリートコサイン変換回路６は映像信号の２次元
相関を利用するべく、入力画像データＳ１又は差分デー
タＳ３を微小ブロツク単位でデイスクリートコサイン変
換し、その結果得られる係数データＳ５を量子化回路８
に出力するようになされている。

【００１２】量子化回路８は、ブロツクグループＧＯＢ
毎に定まる量子化ステツプサイズで変換データＳ５を量
子化し、その結果出力端に得られる量子化データＳ６を
可変長符号化回路（ＶＬＣ：variable length code）９
及び逆量子化回路１２に供給する。ここで可変長符号化
回路９は、量子化データＳ６を可変長符号化処理し、伝
送データＳ７として伝送バツフアメモリＢＭ１０に供給
する。

【００１３】伝送バツフアメモリ１０は、伝送データＳ
７を一旦メモリに格納した後、所定のタイミングで出力
データＳ８として伝送路１１に出力すると共に、メモリ
に残留している残留データ量に応じてブロツクグループ
ＧＯＢ単位の量子化制御信号Ｓ９を量子化回路８にフイ
ードバツクして量子化ステツプサイズを制御するように
なされている。これにより伝送バツフアメモリ１０は、
出力データＳ８として発生されるデータ量を調整し、メ
モリ内に適正な残量（オーバーフロー又はアンダーフロ
ーを生じさせないようなデータ量）のデータを維持する
ようになされている。

【００１４】因に伝送バツフアメモリ１０のデータ残量
が許容上限にまで増量すると、伝送バツフアメモリ１０
は量子化制御信号Ｓ９によつて量子化回路８の量子化ス
テツプサイズＳＴＰＳ（図８）のステツプサイズを大き
くすることにより、量子化データＳ６のデータ量を低下
させる。またこれとは逆に伝送バツフアメモリ１０のデ
ータ残量が許容下限値まで減量すると、伝送バツフアメ
モリ１０は量子化制御信号Ｓ９によつて量子化回路８の
量子化ステツプサイズＳＴＰＳのステツプサイズを小さ
くすることにより、量子化データＳ６のデータ量を増大
させる。

【００１５】逆量子化回路１２は、量子化回路８から送
出される量子化データＳ６を代表値に逆量子化して逆量
子化データＳ１０に変換し、出力データＳ８の量子化回
路８における変換前の変換データを復号し、逆量子化デ
ータＳ１０をデイスクリートコサイン逆変換（ＩＤＣ
Ｔ：inverse discrete cosine trasform）回路１３に供
給するようになされている。デイスクリートコサイン逆
変換回路１３は、逆量子化回路１２で復号された逆量子
化データＳ１０をデイスクリートコサイン変換回路６と
は逆の変換処理で復号画像データＳ１１に変換し、前フ
レームデータ生成回路１４及び切換回路１５に出力する
ようになされている。

【００１６】これによりデイスクリートコサイン逆変換
回路１３は、伝送路１１を介して出力され、受信側で再
現される出力データＳ８のデイスクリートコサイン変換
回路６での変換前の入力画像データＳ１又は差分データ
Ｓ３を伝送側で復号することができるようになされてい
る。すなわちデイスクリートコサイン逆変換回路１３
は、映像信号ＶＤがフイールド内符号化処理されて伝送
される場合には入力画像データＳ１を再現するのに対
し、映像信号ＶＤがフレーム間符号化処理されて伝送さ
れる場合には差分データＳ３を復元するようになされて
いる。

【００１７】前フレームデータ生成回路１４は、前フレ
ームメモリ４からフイードバツクされる前フレームデー
タＳ２と復号画像データＳ１１を加算して出力データＳ
８として出力された前フレームの画像データを復元し、
切換回路１５を介して前フレームメモリ４に出力するこ
とにより、前フレームメモリ４に受信側に伝送される画
像を順次再現して格納するようになされている。ここで
切換回路１５は、遅延回路１６を介することにより映像
信号ＶＤがデイスクリートコサイン変換されてからデイ
スクリートコサイン逆変換されるまでに要する時間遅延
された制御信号Ｓ４により切り換え制御されるようにな
されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来の画像デ
ータ伝送装置１においては、伝送バツフアメモリ１０の
データ残量に基づいて量子化回路８で発生されるブロツ
クグループＧＯＢごとの発生情報データ量を平均化する
ようになされているため、ブロツクグループＧＯＢ内に
歪みの生じやすい絵柄と歪みの生じ難い絵柄が混在する
場合には、歪みの生じやすい絵柄の部分で画質の劣化が
視覚されやすく画質が一定しないという問題があつた。

【００１９】例えば回転する水車の映像のように、局所
的かつ急激に伝送情報量が増減する絵柄の場合、ブロツ
クグループＧＯＢを構成する複数のブロツクＭＢのうち
の１ブロツク内に画像情報量の平坦な部分と精細な部分
が含まれているため、平均的に量子化ステツプサイズを
設定したのでは水車のはねが含まれるブロツクに局所的
に歪みが集中し、はねの部分がぼやけて見えたり、周辺
の平坦部にブロツク状の歪みが視覚されるおそれがあつ
た。デイスクリートコサイン変換方式は、歪みがブロツ
ク全体に拡散される特徴があり、伝送される画像の画柄
によつて歪みの生じかたが異なりやすく、歪みが不均一
になりやすいが、特に高画質伝送装置においては伝送画
像の性質にかかわらず画質が均一になることが重要であ
るので、この歪みは大きな問題となる。

【００２０】また輝度信号の視覚特性は線形でないた
め、例えば歪み量としては同じであつても、輝度レベル
の高低により歪みが知覚され易い場合や知覚され難い場
合があつた。この視感度によつて生じる歪みは、伝送画
像の性質にかかわらず画質が均一であることが望ましい
高画質伝送装置においては特に重要な問題である。

【００２１】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、歪みの発生しやすい画像と歪みの発生し難い画像が
混在する変化の激しい入力画像が入力される場合にも、
入力される画像に直接対応して発生情報量を調整するこ
とにより、画像全体としての画質を一段と向上して伝送
することができる。

【００２２】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、単位ブロツクＭＢ複数個で単位ブ
ロツク群ＧＯＢを形成する映像信号ＶＤを直交変換して
係数データＳ５に変換し、当該係数データＳ５を量子化
して量子化データＳ６に変換し、当該量子化データＳ６
を記憶部１０に一旦記憶した後所定のタイミングで伝送
する映像信号伝送装置２０において、記憶部１０に一旦
記憶した量子化データＳ６の蓄積残量に応じて単位ブロ
ツク群ＧＯＢごとに定められた第１の量子化情報Ｓ９に
基づいて、係数データＳ５の量子化及び逆量子化を行う
とともに逆直交変換を行う局部復号手段２３、２４、２
５と、当該局部復号手段２３、２４、２５で復号された
局部復号データＳ２２と当該局部復号データＳ２２に対
応する原映像信号Ｓ１との差を求めることにより実際の
歪データＳ２３を検出する歪データ検出手段２８と、第
１の量子化情報Ｓ９に基づいて係数データＳ５の量子化
が行われた場合に生じると予測される平均的な歪の絶対
値和を標準歪データＳ３３として推定する標準歪データ
推定手段３３と、歪データＳ２３と標準歪データＳ３３
との差分データＳ３４に基づいて、第１の量子化情報Ｓ
９に基づいて推定された標準歪データＳ３３の標準歪量
に対する単位ブロツクＭＢ当たりのブロツク歪量の増大
又は減少を予め判別するブロツク歪量判別手段３４と、
当該ブロツク歪量判別手段３４による判別結果に応じて
単位ブロツクＭＢごとの第２の量子化情報Ｓ２４を決定
する制御手段３４と、単位ブロツクＭＢ当たりのブロツ
ク歪量に応じて第１の量子化情報Ｓ９又は第２の量子化
情報Ｓ２４に基づく量子化サイズを設定する量子化手段
８と、当該量子化手段８における量子化サイズの設定処
理が終了するまでは係数データＳ５を量子化手段８へ供
給することなく保持し、設定処理が終了した後に係数デ
ータＳ５を量子化手段８へ供給する遅延手段３６とを備
えるようにする。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【作用】同一単位ブロツク群ＧＯＢ内に画質劣化の生じ
やすい映像信号ＶＤと、画質劣化の生じ難い映像信号Ｖ
Ｄが混在している場合、映像信号ＶＤを直交変換してな
る係数データＳ５を局部復号して原映像信号Ｓ１との差
を求めることにより実際の歪データＳ２３を検出し、第
１の量子化情報Ｓ９に基づいて係数データＳ５の量子化
が行われた場合に生じる平均的な歪の絶対値和を標準歪
データＳ３３として推定し、歪データＳ２３と標準歪デ
ータＳ３３との差分データＳ３４に基づいて、標準歪デ
ータＳ３３の標準歪量に対する単位ブロツクＭＢ当たり
のブロツク歪量の増大又は減少を予め判別し、その判別
結果に応じて単位ブロツクＭＢごとの第２の量子化情報
Ｓ２４を決定し、単位ブロツクＭＢ当たりのブロツク歪
量に応じて第１の量子化情報Ｓ９又は第２の量子化情報
Ｓ２４に基づく量子化サイズＳＴＰＳを設定し、当該設
定処理が終了するまでは係数データＳ５を保持して量子
化せず、当該設定処理が終了した後に係数データＳ５を
実際に量子化するようにしたことにより、局所的かつ急
激に歪みが発生しやすい映像信号ＶＤが入力された場合
でも、実際の量子化前に単位ブロツクＭＢごとのブロツ
ク歪量の増大又は減少を予め判別し、その判別結果に応
じて予めフイードフオワード制御により単位ブロツクＭ
Ｂごとの最適な量子化サイズＳＴＰＳを設定した後に実
際に量子化を行うことができるので、同一単位ブロツク
群ＧＯＢ内での局所的な歪みを除去して画質を一定に保
持することができる。

【００２６】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００２７】図４との対応部分に同一符号を付して示す
図１において、２０は全体として画像データ伝送装置を
示し、逆量子化回路１２、デイスクリートコサイン逆変
換回路１３、前フレームデータ生成回路１４でなる第１
の局部復号回路系２１Ａに加えて第２の局部復号回路系
２１Ｂを有すると共に、当該第１及び第２の局部復号回
路系２１Ａ及び２１Ｂから出力される出力結果に基づい
て伝送画像の各ブロツクごとの量子化パラメータを制御
する量子化パラメータ制御回路２２を有することを除い
て同様の構成を有している。

【００２８】第２局部復号回路系２１Ｂは、量子化回路
８が係数データＳ５を量子化して出力する前に、デイス
クリートコサイン変換回路６から出力される係数データ
Ｓ５の復号値を求めることにより、原画像データに対す
る歪を検出するようになされている。

【００２９】ここで第２局部復号回路系２１Ｂは、デイ
スクリートコサイン変換回路６から出力された係数デー
タＳ５をリードオンリメモリ等でなる量子化／逆量子化
回路（ＱＱ⁻）２３に入力する。量子化／逆量子化回路
（ＱＱ⁻）２３は、伝送バツフアメモリ１０からフイー
ドバツクされるブロツクグループＧＯＢ毎の量子化制御
信号Ｓ９で定まる量子化特性に基づいて、デイスクリー
トコサイン変換後の係数を量子化（すなわちクラス分
け）及び逆量子化（すなわち代表値化）し、デイスクリ
ートコサイン逆変換回路２４に出力するようになされて
いる。

【００３０】デイスクリートコサイン逆変換回路２４
は、代表値を逆変換した逆変換データＳ２１を加算回路
２５及び切換回路２６に出力するようになされている。
ここで加算回路２５は、前フレームメモリ４に蓄積され
ている前フレームの局部復号データＳ２に逆変換データ
Ｓ２１を加算することにより、量子化制御信号Ｓ９で定
まる量子化ステツプサイズで伝送されるであろう画像デ
ータを局部復号し、切換回路２６に出力するようになさ
れている。

【００３１】ここで切換回路２６は、第２局部復号回路
系２１Ｂが画像データをデイスクリートコサイン変換回
路６からデイスクリートコサイン逆変換回路２４まで信
号処理するのに要する時間分遅延された制御信号Ｓ４を
遅延回路２７を介して入力し、伝送路１１を介して伝送
される現画像データがフイールド内符号化処理されたデ
ータか、フレーム間符号化処理されたデータかに応じて
歪み量算出回路２８に出力される局部復号データＳ２２
を切り換えるようになされている。

【００３２】歪み量算出回路２８は、遅延回路２９を介
して入力される原画像としての入力画像データＳ１と切
換回路２６を介して入力される局部復号データＳ２２と
の差を算出することにより同一サンプルに対する歪量を
算出し、当該歪量を歪データＳ２３として量子化パラメ
ータ制御回路２２に出力する。ここで遅延回路２９は、
ＦＩＦＯ（first in first out）メモリ構成等でなり、
入力画像データＳ１をデイスクリートコサイン変換回路
６を介して局部復号回路２５で信号処理するのに要する
時間分、制御信号Ｓ４の出力を遅延するようになされて
いる。

【００３３】量子化パラメータ制御回路２２は、歪み量
算出回路２８より入力される歪データＳ２３及び伝送バ
ツフアメモリ１０より入力されるブロツクグループＧＯ
Ｂ毎の量子化制御信号Ｓ９に基づいて、伝送される画像
データの各ブロツク毎の量子化ステツプサイズを制御す
る量子化制御信号Ｓ２４を量子化回路８に出力する。こ
の結果量子化パラメータ制御回路２２は、画像データの
発生情報量の平滑化に影響を及ぼさない範囲で伝送に先
立つてブロツク毎の量子化ステツプサイズを局部的に制
御することができる。これにより同一ブロツクグループ
ＧＯＢ内でも大きな歪みの生ずるブロツクは量子化ステ
ツプサイズを細かくし、一方歪みの小さいブロツクは量
子化ステツプサイズを大きくすることができ、伝送され
る画像の画質を一定に保つようになされている。

【００３４】すなわち量子化パラメータ制御回路２２
は、図２に示すように、歪み量算出回路２８から入力さ
れる歪データＳ２３を絶対値回路３０に入力し、原画像
データに対する歪みの絶対値を求め、これを絶対差分デ
ータＳ３１として出力するようになされている。積分回
路３１は、絶対値回路３０より入力される絶対差分デー
タＳ３１の総和を各ブロツク毎に求めると、歪総和デー
タＳ３２として減算回路３２に供給する。

【００３５】減算回路３２は、ＲＯＭ等で構成される標
準歪発生回路３３から入力される各ブロツク毎の標準歪
データＳ３３との差分を算出し、当該差分データＳ３４
を量子化パラメータ設定回路３４に出力するようになさ
れている。ここで標準歪発生回路３３は、伝送バツフア
メモリ１０から量子化制御信号Ｓ９として入力されるブ
ロツクグループＧＯＢ毎の制御パラメータに基づいて、
各ブロツク毎に生じるであろう標準的又は平均的な歪の
絶対値和を予め推定し、当該推定値を標準歪データＳ３
３として出力するようになされている。

【００３６】ここで量子化パラメータ設定回路３４は、
歪総和データＳ３２と標準歪データＳ３３との差分デー
タＳ３４が小さくなるように各ブロツクの量子化ステツ
プサイズを決定するブロツク単位の制御パラメータを制
御データＳ２４として量子化回路８及び逆量子化回路１
２に出力することにより、第２の局部復号回路系２１Ｂ
で処理されるブロツクグループＧＯＢに対応する画像デ
ータが伝送路１１を介して出力される際画質がほぼ一定
になるように制御する。また第１局部復号回路系２１Ａ
の逆量子化回路１２は、ブロツクグループＧＯＢごとの
量子化パラメータである量子化制御信号Ｓ９及び各ブロ
ツクごとの量子化パラメータである量子化制御信号Ｓ２
４に基づいて量子化データＳ６を逆量子化するようにな
されている。

【００３７】因に画像データ伝送装置２０は、デイスク
リートコサイン変換回路６から出力された変換データＳ
５をＦＩＦＯメモリでなる遅延回路３６で所定時間遅延
させた後、量子化回路８に供給するようになされてい
る。ここで遅延回路３６は、画像データを第２局部復号
回路系２１Ｂ及び量子化パラメータ制御回路２２が信号
処理するのに要する時間、すなわち量子化／逆量子化回
路２３から量子化パラメータ設定回路３４が信号処理を
終了するまでに必要な時間、変換データＳ５を遅延して
量子化回路８に供給するようになされており、これによ
り画像データ発生回路２０が、現に伝送される画像の性
質に基づいたフイードフオワード処理ができるようにな
されている。

【００３８】また画像データ発生回路２０は、第１の局
部復号回路系２１Ａの前フレームデータ生成回路１４に
前フレームメモリ４から供給される前フレームデータＳ
２をＦＩＦＯメモリでなる遅延回路３７を介して入力す
るようになされている。ここで遅延回路３７は、第２局
部復号回路系２１Ｂと量子化パラメータ制御回路２２の
処理時間に要する時間分、前フレームデータを遅延して
出力するようになされており、これにより伝送路１１を
介して実際に出力された前フレームデータを復号できる
ようになされている。

【００３９】以上の構成において、空を背景とする水車
の映像のように、画質の劣化の生じ難い背景部分と画質
の劣化の生じ易い水車のはねの部分が混在する境界部分
に対応するブロツクグループＧＯＢの映像信号ＶＤが前
処理回路２に入力された場合、前処理回路２は当該映像
信号ＶＤを８ビツトの入力画像データＳ１に変換し、差
データ作成回路３及び遅延回路２９に供給する。差デー
タ作成回路３は、前処理回路２から入力される現入力画
像データＳ１と前フレームメモリ４から供給される前フ
レームの対応ブロツクグループＧＯＢとのフレーム間差
分データＳ３を求め、デイスクリートコサイン変換回路
６において各ブロツク毎に２次元デイスクリートコサイ
ン変換する。

【００４０】ここでデイスクリートコサイン変換回路６
は、遅延回路３６を介することにより第２の局部復号回
路系２１Ｂ及び量子化パラメータ制御回路２２が変換デ
ータＳ５を処理するのに要する時間分、変換データＳ５
を遅延して量子化回路８に供給する。このように遅延回
路３６が変換データＳ５を遅延して当該変換データの量
子化を遅延させている間、第２局部復号回路系２１Ｂ及
び量子化パラメータ制御回路２２は、現在伝送しようと
しているブロツクグループＧＯＢの構成単位であるブロ
ツク毎に背景部分に対応する画質劣化の生じ難いブロツ
クであるか、背景と水車のはねとの境界部分に対応する
画質劣化の生じ易いブロツクであるかに応じて各ブロツ
ク毎の量子化ステツプサイズを決定する。

【００４１】すなわち第２局部復号回路系２１Ｂは、量
子化／逆量子化回路２３を介して変換データＳ５をブロ
ツクグループＧＯＢの量子化ステツプサイズを決定する
量子化制御信号Ｓ９により量子化し、量子化後の変換デ
ータＳ５を再度逆量子化処理した後、さらに逆量子化後
の代表値をデイスクリートコサイン逆変換回路２４で逆
変換する。このとき第２局部復号回路系２１Ｂは、局部
復号回路２５で前フレームの局部復号値から現フレーム
のブロツクグループＧＯＢ毎の量子化精度による局部復
号値を得ると、切換回路２６を介して歪量算出回路２８
に供給し、復号された現ブロツク群の画像データＳ２２
と原画像である入力画像データＳ１との差分を求め、量
子化パラメータ制御回路２２に歪データＳ２３を出力す
る。

【００４２】このとき量子化パラメータ制御回路２２
は、絶対値回路３０で各ブロツク毎に歪データＳ２３の
絶対値を求めると、積分回路３１で各ブロツク毎の歪の
総和を算出し、現在の量子化ステツプサイズでは各ブロ
ツクの復調値が原画像のデータに対して実際にどれだけ
ずれが生じることになるか算出する。これと同時に量子
化パラメータ制御回路２２は、伝送バツフアメモリ１０
のデータ蓄積量がオーバーフロー又はアンダーフローし
ないように量子化サイズを決定するブロツクグループＧ
ＯＢ毎の制御パラメータを量子化制御信号Ｓ９として入
力すると各ブロツク毎に生じるであろう歪量を推定し、
標準歪発生回路３３より減算回路３２に出力する。

【００４３】この後量子化パラメータ制御回路２２は、
減算回路３２で標準歪データＳ３３に対する実際の歪量
の差を求めると、量子化パラメータ設定回路３４に差分
データＳ３４を供給する。ここで量子化パラメータ設定
回路３４は、差分データＳ３４の増減からブロツクグル
ープＧＯＢ単位の平均的な量子化ステツプサイズで予測
される歪量に対して各ブロツク単位の歪量が局所的に増
加しているか否かを判別する。

【００４４】例えば背景領域画像に対応するブロツクが
多いブロツクグループＧＯＢでは、歪量が少ないため伝
送バツフアメモリ１０で量子化ステツプサイズが大きく
設定されるが、水車と背景領域との境界部分に対応する
ブロツクでは、現在の量子化ステツプサイズで推定され
る歪量に比べて多くの歪が発生する。このような場合、
量子化パラメータ設定回路３４は、伝送バツフアメモリ
１０がオーバーフロー又はアンダーフローを生じない範
囲で、該当するブロツクの量子化ステツプサイズを小さ
くして歪量を減少させ、水車と背景との境界部分で画質
の劣化が生じないように量子化制御信号Ｓ２４を量子化
回路８及び逆量子化回路１２に出力し、ブロツク毎の制
御パラメータを所定の値に設定する。

【００４５】この後量子化回路８は、遅延回路３６で遅
延されているブロツクグループＧＯＢの画像データに先
立つて算出されたブロツク毎の量子化パラメータ及びブ
ロツクグループＧＯＢ毎の量子化パラメータに基づい
て、ブロツクグループＧＯＢを構成する各ブロツク毎の
量子化ステツプサイズを制御して可変長符号化回路９に
供給し、可変長符号化処理後伝送バツフアメモリ１０を
介して伝送路１１に出力する。またこのとき第１の局部
復号回路系２１Ａの逆量子化回路１２は、量子化制御信
号Ｓ９及びＳ２４で設定された実際の量子化ステツプサ
イズで量子化データＳ６を逆量子化すると、前フレーム
メモリ４に実際に伝送された画像データを伝送側で復号
して格納し、以下同様の動作を繰り返す。

【００４６】以上の構成によれば、伝送する画像データ
の量子化に先立つて、実際に伝送される画像データの局
部復号値を前もつて求め、この局部復号値の原画像デー
タに対する歪量を各ブロツク毎に求めた後、当該歪量に
基づいて各ブロツク毎の量子化ステツプサイズを局所的
に制御することにより、同一ブロツクグループ内で局所
的かつ急激に歪量が増減しやすい画像が入力された場合
にも、一段と容易にブロツクグループＧＯＢ全体の発生
歪報量の平均化とをはかり、局所的な画質の劣化を防止
することができる。

【００４７】またこの場合同一ブロツクグループＧＯＢ
内ではブロツク毎に生じる歪の総量を予め推定された標
準歪に近づけることができることにより、ブロツクグル
ープＧＯＢ内で歪の分布が不均一になるおそれを有効に
回避することができる。

【００４８】なお上述の実施例においては、量子化パラ
メータ制御回路２２で原画像データとしての入力画像信
号Ｓ１と局部復号画像データＳ２２との同一サンプルに
対する差データＳ２３の絶対値を求める場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、各差データＳ２３の二
乗和を求めても良く、また非線型に重み付けた値を求め
る等種々の場合に適用し得る。

【００４９】また上述の実施例においては、量子化パラ
メータ制御回路２２でブロツクグループＧＯＢ毎の量子
化制御パラメータを示す量子化制御信号Ｓ９に基づいて
各ブロツク毎に標準的歪量の絶対値和を推定する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、標準的歪量の
二乗和等を推定するようにしても良い。

【００５０】さらに上述の実施例においては、量子化パ
ラメータ制御回路２２として図２に示す構成の処理回路
を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、原画像データでなる入力画像信号Ｓ１と局部復号画
像データＳ２２との同一サンプルに対する差データＳ２
２及びブロツクグループＧＯＢ毎の制御パラメータＳ９
でなる量子化制御信号に基づいてブロツク単位の量子化
パラメータを制御する種々の処理回路に広く適用し得
る。

【００５１】さらに上述の実施例においては、空を背景
として水車の映像を信号処理して伝送する場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、変化の激しい入力画
像を伝送する場合に好適である。

【００５２】さらに上述の実施例においては、入力映像
信号Ｓ１と局部復号画像データＳ２２との差データＳ２
２及びブロツクグループＧＯＢ毎の制御パラメータでな
る量子化制御信号Ｓ９に基づいてブロツク単位の量子化
パラメータを制御する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、フイルタ特性等を制御するようにしても
良い。

【００５３】さらに上述の実施例においては、入力映像
信号Ｓ１と局部復号画像データＳ２２との差データＳ２
２及びブロツクグループＧＯＢ毎の制御パラメータでな
る量子化制御信号Ｓ９に基づいてブロツク単位の量子化
パラメータを制御する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、伝送画像データを信号処理してなる他の
処理信号を用いる場合にも広く適用し得る。

【００５４】さらに上述の実施例においては、図１及び
図２に示す画像伝送装置２０及び量子化パラメータ制御
回路２２を用いて画像データを重み付ける場合について
述べたが本発明はこれに限らず、図１及び図２との対応
部分に同一符号を付して示す図３及び図４に示す画像伝
送装置４０及び量子化パラメータ制御回路４１を用いて
も良い。

【００５５】ここで量子化パラメータ制御回路４１は、
歪量算出回路２８から歪データＳ２３を入力すると共
に、遅延回路２９より原信号のうち輝度信号Ｓ４１を入
力するようになされている。量子化パラメータ制御回路
４１は、ＲＯＭ等で構成される重付け回路４２を有し、
歪データＳ２３を輝度信号Ｓ４１に基づいて重み付け、
重み付け後の歪みデータの絶対値を重付け差分データＳ
４２として積分回路３１に出力するようになされてい
る。

【００５６】このとき重付け回路４２は、人間の視覚特
性に適合するように歪データＳ２３を非線形に重み付け
るようになされている。この実施例の場合、標準歪発生
回路３３は伝送バツフアメモリ１０から量子化制御信号
Ｓ９として入力されるブロツクグループＧＯＢ毎の制御
パラメータに基づいて、平均的な輝度信号レベルにおけ
る各ブロツクに生じるであろう標準的又は平均的な歪の
絶対値和を推定し、標準歪データＳ３３として出力する
ようになされている。

【００５７】またこのとき量子化パラメータ設定回路３
４は、歪総和データＳ３２が標準歪データＳ３３より大
きい場合には、量子化精度を向上させるように制御デー
タＳ２４を出力し、歪総和データＳ３２が標準歪データ
Ｓ３３より小さい場合には、量子化精度を劣化させるよ
うに制御データＳ２４を出力するようになされている。
これにより画像伝送装置４０は、人間の視知覚特性まで
含めた歪の均一化をはかることができ、より一層情報量
の有効活用並びに高画質伝送を実現することができる。

【００５８】さらに上述の実施例においては、重付け回
路４２は、歪データＳ２３を非線形に重み付ける場合に
ついて述べたが、本発明はこれに代え、線形に重み付け
ても良い。

【００５９】さらに上述の実施例においては、輝度信号
を全ビツト分入力する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、最上位ビツト側の３〜５ビツトの信号を
入力するようにしても良い。

【００６０】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、同一単位
ブロツク群内に画質劣化の生じやすい映像信号と、画質
劣化の生じ難い映像信号が混在している場合、映像信号
を直交変換してなる係数データを局部復号して原映像信
号との差を求めることにより実際の歪データを検出し、
第１の量子化情報に基づいて係数データの量子化が行わ
れた場合に生じる平均的な歪の絶対値和を標準歪データ
として推定し、歪データと標準歪データとの差分データ
に基づいて、標準歪データの標準歪量に対する単位ブロ
ツク当たりのブロツク歪量の増大又は減少を予め判別
し、その判別結果に応じて単位ブロツクごとの第２の量
子化情報を決定し、単位ブロツク当たりのブロツク歪量
に応じて第１の量子化情報又は第２の量子化情報に基づ
く量子化サイズを設定し、当該設定処理が終了するまで
は係数データを保持して量子化せず、当該設定処理が終
了した後に係数データを実際に量子化するようにしたこ
とにより、局所的かつ急激に歪みが発生しやすい映像信
号が入力された場合でも、実際の量子化前に単位ブロツ
クごとのブロツク歪量の増大又は減少を予め判別し、そ
の判別結果に応じて予めフイードフオワード制御により
単位ブロツクごとの最適な量子化サイズを設定した後に
実際に量子化を行うことができるので、同一単位ブロツ
ク群内での局所的な歪みを除去して画質を一定に保持す
ることができ、かくして入力画像の絵柄に係わらず伝送
画質の向上及び均一化を図り得る映像信号伝送装置を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像データ伝送装置の一実施例を
示すブロツク図である。

【図２】その量子化パラメータ制御回路の説明に供する
ブロツク図である。

【図３】他の実施例による画像データ伝送装置を示すブ
ロツク図である。

【図４】その量子化パラメータ制御回路の説明に供する
ブロツク図である。

【図５】フレーム内／フレーム間符号化処理の説明に供
する略線図である。

【図６】従来の画像データ伝送装置の説明に供するブロ
ツク図である。

【図７】フレーム画像データの構成を示す略線図であ
る。

【図８】量子化ステツプの説明に供する略線図である。

【符号の説明】

２０、４０……画像データ伝送装置、２１Ａ、２１Ｂ…
…局部復号回路系、２２、４１……量子化パラメータ制
御回路、２３……量子化／逆量子化回路、２４……デイ
スクリートコサイン逆変換回路、２５……局部復号回
路、２８……歪量算出回路、３３……標準歪発生回路、
３４……量子化パラメータ設定回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単位ブロツク複数個で単位ブロツク群を形
   成する映像信号を直交変換して係数データに変換し、当
   該係数データを量子化して量子化データに変換し、当該
   量子化データを記憶部に一旦記憶した後所定のタイミン
   グで伝送する映像信号伝送装置において、上記記憶部に一旦記憶した上記量子化データの蓄積残量
   に応じて 上記単位ブロツク群ごとに定められた第１の量
   子化情報に基づいて、上記係数データの量子化及び逆量
   子化を行うとともに、逆直交変換を行う局部復号手段
   と、 上記局部復号手段で復号された局部復号データと当該局
   部復号データに対応する原映像信号との差を求めること
   により実際の歪データを検出する歪データ検出手段と、上記第１の量子化情報に基づいて上記係数データの量子
   化が行われた場合に生じると予測される平均的な歪の絶
   対値和を標準歪データとして推定する標準歪データ推定
   手段と、 上記歪データと上記標準歪データとの差分データに基づ
   いて、上記第１の量子化情報に基づいて推定された上記
   標準歪データの標準歪量に対する上記単位ブロツク当た
   りのブロツク歪量の増大又は減少を予め判別するブロツ
   ク歪量判別手段と、 上記ブロツク歪量判別手段による判別結果に応じて 上記
   単位ブロツクごとの第２の量子化情報を決定する制御手
   段と、上記単位ブロツク当たりのブロツク歪量に応じて上記第
   １の量子化情報又は上記第２の量子化情報に基づく 量子
   化サイズを設定する量子化手段と、上記量子化手段における上記量子化サイズの設定処理が
   終了するまでは上記係数データを上記量子化手段へ供給
   することなく保持し、上記設定処理が終了した後に上記
   係数データを上記量子化手段へ供給する遅延手段と を具
   えることを特徴とする映像信号伝送装置。
2. 【請求項２】上記制御手段は、上記ブロツク歪量判別手
   段による判別結果と、上記記憶部に 一旦記憶した上記量
   子化データの蓄積残量とに基づいて、上記記憶部に蓄積
   されている上記量子化データのオーバフロー又はアンダ
   ーフローが生じない範囲で上記単位ブロツクごとに上記
   第２の量子化情報を制御することを特徴とする請求項１
   に記載の映像信号伝送装置。