JP3161110B2 - ディジタルビデオ信号の高能率符号化装置 - Google Patents
ディジタルビデオ信号の高能率符号化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、解像度が異なる二つ
の方式のディジタルビデオ信号の符号化の間で、互換性
を持つことができるディジタルビデオ信号の高能率符号
化装置に関する。
の方式のディジタルビデオ信号の符号化の間で、互換性
を持つことができるディジタルビデオ信号の高能率符号
化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビジョン方式として、実用化されて
いるＮＴＳＣ方式のような標準方式に比して、より解像
度が高い例えばハイビジョン方式が提案され、また、こ
の方式に関してＶＴＲ、ビデオカメラ等の周辺機器の開
発研究がされている。例えばディジタルデータの形態で
高解像度のビデオ信号を記録することも提案されてい
る。現在の標準の方式でさえも、ディジタルビデオ信号
の情報量が多く、高解像度のディジタルビデオ信号（Ｈ
Ｄ信号と称する）の場合には、より多くの情報量を記録
／再生する必要がある。このために、ＨＤ信号を記録す
る時には、記録データ量を圧縮するための高能率符号化
を採用するのが普通である。
いるＮＴＳＣ方式のような標準方式に比して、より解像
度が高い例えばハイビジョン方式が提案され、また、こ
の方式に関してＶＴＲ、ビデオカメラ等の周辺機器の開
発研究がされている。例えばディジタルデータの形態で
高解像度のビデオ信号を記録することも提案されてい
る。現在の標準の方式でさえも、ディジタルビデオ信号
の情報量が多く、高解像度のディジタルビデオ信号（Ｈ
Ｄ信号と称する）の場合には、より多くの情報量を記録
／再生する必要がある。このために、ＨＤ信号を記録す
る時には、記録データ量を圧縮するための高能率符号化
を採用するのが普通である。
【０００３】従来では、ＨＤ信号に対して適用される高
能率符号化と、標準のディジタルビデオ信号（ＳＤ信号
と称する）に対して適用される高能率符号化とは、独立
しており、両者の間で互換性が無かった。しかしなが
ら、複数の方式が混在している期間では、ディジタルＶ
ＴＲの場合を考えると、ＨＤ信号用のディジタルＶＴＲ
（ＨＤ ＶＴＲと称する）で記録されたテープをＳＤ信
号用のディジタルＶＴＲ（ＳＤ ＶＴＲと称する）で再
生できることが好ましい。また、これと逆に、ＳＤ Ｖ
ＴＲで記録されたテープをＨＤ ＶＴＲで再生できるこ
とが好ましい。ＶＴＲに限らず、ディジタルビデオ信号
の送受信に関しても、上述の双方向の互換性は、符号化
装置、復号装置の共通化を図り、ハードウエアの規模を
小さくする面で有効である。
能率符号化と、標準のディジタルビデオ信号（ＳＤ信号
と称する）に対して適用される高能率符号化とは、独立
しており、両者の間で互換性が無かった。しかしなが
ら、複数の方式が混在している期間では、ディジタルＶ
ＴＲの場合を考えると、ＨＤ信号用のディジタルＶＴＲ
（ＨＤ ＶＴＲと称する）で記録されたテープをＳＤ信
号用のディジタルＶＴＲ（ＳＤ ＶＴＲと称する）で再
生できることが好ましい。また、これと逆に、ＳＤ Ｖ
ＴＲで記録されたテープをＨＤ ＶＴＲで再生できるこ
とが好ましい。ＶＴＲに限らず、ディジタルビデオ信号
の送受信に関しても、上述の双方向の互換性は、符号化
装置、復号装置の共通化を図り、ハードウエアの規模を
小さくする面で有効である。
【０００４】そこで、本願出願人は、ＨＤ信号とＳＤ信
号との間で、双方向の互換性を有するディジタルビデオ
信号の高能率符号化装置を提案している。この符号化装
置は、ＳＤ信号とＨＤ信号の解像度の比に略等しいＮ個
例えば４個の画素データを平均化し、１６個の平均化デ
ータをブロック化してブロック符号化し、また、４個の
ＨＤ信号の画素データと平均化データとの差分のデータ
を符号化し、平均化データの符号化出力と差分データの
符号化出力とを記録するものである。この方法では、Ｓ
Ｄ ＶＴＲがＨＤ ＶＴＲで記録されたテープの平均値
情報を再生することで、再生画像を得ることができる。
ＨＤ ＶＴＲは、ＳＤ ＶＴＲで記録されたテープの各
画素データを復号することで、再生画像を得ることがで
きる。
号との間で、双方向の互換性を有するディジタルビデオ
信号の高能率符号化装置を提案している。この符号化装
置は、ＳＤ信号とＨＤ信号の解像度の比に略等しいＮ個
例えば４個の画素データを平均化し、１６個の平均化デ
ータをブロック化してブロック符号化し、また、４個の
ＨＤ信号の画素データと平均化データとの差分のデータ
を符号化し、平均化データの符号化出力と差分データの
符号化出力とを記録するものである。この方法では、Ｓ
Ｄ ＶＴＲがＨＤ ＶＴＲで記録されたテープの平均値
情報を再生することで、再生画像を得ることができる。
ＨＤ ＶＴＲは、ＳＤ ＶＴＲで記録されたテープの各
画素データを復号することで、再生画像を得ることがで
きる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、上述の高
能率符号化装置では、単純平均値を使用している。しか
しながら、４個の画素データの間で確からしさが異なる
場合でも、４画素が同等に加算されてしまい、より確か
な画素データの重みを増加させることができなかった。
能率符号化装置では、単純平均値を使用している。しか
しながら、４個の画素データの間で確からしさが異なる
場合でも、４画素が同等に加算されてしまい、より確か
な画素データの重みを増加させることができなかった。
【０００６】また、差分データを伝送する時に、同じ平
均値データを形成するための例えば４個のデータの中の
一つを省略して、伝送データ量をより少なくすることが
できる。しかしながら、この場合には、伝送されない差
分データが量子化歪みの影響を集中的に受ける問題があ
った。
均値データを形成するための例えば４個のデータの中の
一つを省略して、伝送データ量をより少なくすることが
できる。しかしながら、この場合には、伝送されない差
分データが量子化歪みの影響を集中的に受ける問題があ
った。
【０００７】さらに、平均値データおよび差分データを
符号化するために、ＡＤＲＣを使用することができる
が、ＡＤＲＣにより符号化した時に発生するダイナミッ
クレンジ情報のデータ量が比較的多く、圧縮効率が向上
できない問題があった。
符号化するために、ＡＤＲＣを使用することができる
が、ＡＤＲＣにより符号化した時に発生するダイナミッ
クレンジ情報のデータ量が比較的多く、圧縮効率が向上
できない問題があった。
【０００８】従って、この発明の一つの目的は、単純平
均に代えて加重平均を用いるようにした高能率符号化装
置を提供することにある。
均に代えて加重平均を用いるようにした高能率符号化装
置を提供することにある。
【０００９】この発明の他の目的は、量子化歪みの影響
が低減された高能率符号化装置を提供することにある。
が低減された高能率符号化装置を提供することにある。
【００１０】この発明のさらに他の目的は、符号化とし
てＡＤＲＣを使用した時に、圧縮の効率をより向上でき
る高能率符号化装置を提供することにある。
てＡＤＲＣを使用した時に、圧縮の効率をより向上でき
る高能率符号化装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、第１
の標準ビデオ信号よりも解像度の高い第２の標準ビデオ
信号が供給され、この信号をディジタル化した後に圧縮
符号化して伝送するようにしたディジタルビデオ信号の
高能率符号化装置において、ディジタルビデオ信号の第
１および第２の標準ビデオ信号の解像度の比に略等しい
Ｎ個の画素データを加重平均する平均化回路と、平均化
手段からの複数の加重平均データをブロック化してブロ
ック符号化する第１の符号化回路と、Ｎ個の画素データ
と加重平均データとのそれぞれの差分のデータを符号化
する第２の符号化回路と、第１および第２の符号化回路
の出力を伝送する手段とを有してなるディジタルビデオ
信号の高能率符号化装置である。
の標準ビデオ信号よりも解像度の高い第２の標準ビデオ
信号が供給され、この信号をディジタル化した後に圧縮
符号化して伝送するようにしたディジタルビデオ信号の
高能率符号化装置において、ディジタルビデオ信号の第
１および第２の標準ビデオ信号の解像度の比に略等しい
Ｎ個の画素データを加重平均する平均化回路と、平均化
手段からの複数の加重平均データをブロック化してブロ
ック符号化する第１の符号化回路と、Ｎ個の画素データ
と加重平均データとのそれぞれの差分のデータを符号化
する第２の符号化回路と、第１および第２の符号化回路
の出力を伝送する手段とを有してなるディジタルビデオ
信号の高能率符号化装置である。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１のディジタル
ビデオ信号の高能率符号化装置において、第２の符号化
回路は、第１の符号化回路により符号化された平均デー
タを局部復号して得られたデータを使用するものであ
る。
ビデオ信号の高能率符号化装置において、第２の符号化
回路は、第１の符号化回路により符号化された平均デー
タを局部復号して得られたデータを使用するものであ
る。
【００１３】請求項３の発明は、請求項１のディジタル
ビデオ信号の高能率符号化装置において、第１の符号化
回路は、ブロックの最大値および最小値を付加コードと
するｎビットＡＤＲＣ符号化回路を有し、第２の符号化
回路は、第１の符号化回路から発生する最大値および最
小値を使用して差分データをｍビットで符号化するもの
である。
ビデオ信号の高能率符号化装置において、第１の符号化
回路は、ブロックの最大値および最小値を付加コードと
するｎビットＡＤＲＣ符号化回路を有し、第２の符号化
回路は、第１の符号化回路から発生する最大値および最
小値を使用して差分データをｍビットで符号化するもの
である。
【００１４】
【作用】単純平均値ではなく、加重平均値が形成され
る。加重平均値と画素データとの差分が形成される。
る。加重平均値と画素データとの差分が形成される。
【００１５】差分データを形成するのに用いる加重平均
値として、局部復号して得られた加重平均値を使用する
ので、その量子化歪みが復号された画素データの全てに
影響することを防止できる。
値として、局部復号して得られた加重平均値を使用する
ので、その量子化歪みが復号された画素データの全てに
影響することを防止できる。
【００１６】符号化としてＡＤＲＣを使用する時に、平
均値データをＡＤＲＣ符号化した時に発生する付加デー
タを差分データのＡＤＲＣ符号化に利用することで、付
加データの削減を図ることができる。
均値データをＡＤＲＣ符号化した時に発生する付加デー
タを差分データのＡＤＲＣ符号化に利用することで、付
加データの削減を図ることができる。
【００１７】
【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。この一実施例は、ＨＤ信号例えばハ
イビジョン信号を回転ヘッドにより磁気テープ上に記録
するディジタルビデオ信号記録装置の例である。
参照して説明する。この一実施例は、ＨＤ信号例えばハ
イビジョン信号を回転ヘッドにより磁気テープ上に記録
するディジタルビデオ信号記録装置の例である。
【００１８】図１は、記録回路内に設けられる符号化回
路を示す。図１において、１は、記録すべきＨＤ信号の
入力端子であり、このビデオ信号は、各画素が８ビット
にディジタル化されている。ＨＤ信号がブロック化およ
び平均値発生回路２に供給される。この回路２では、Ｔ
で表すサンプリング周期の遅延回路とＨで表すライン周
期の遅延回路とで、（２×２）の４画素のデータｘ１、
ｘ２、ｘ３およびｘ４が同時化される。
路を示す。図１において、１は、記録すべきＨＤ信号の
入力端子であり、このビデオ信号は、各画素が８ビット
にディジタル化されている。ＨＤ信号がブロック化およ
び平均値発生回路２に供給される。この回路２では、Ｔ
で表すサンプリング周期の遅延回路とＨで表すライン周
期の遅延回路とで、（２×２）の４画素のデータｘ１、
ｘ２、ｘ３およびｘ４が同時化される。
【００１９】この一実施例では、図２に示すように、Ｈ
Ｄ信号を（２画素×２ライン）のサブブロックに分割す
る。サブブロック内には、画素データｘ１、ｘ２、ｘ
３、ｘ４が含まれる。サブブロックの大きさは、ＨＤ信
号とＳＤ信号との解像度或いはデータ量の比に略対応し
ている。例えばＨＤ信号の一つである、ハイビジョン信
号は、現行のＮＴＳＣ方式と比して、水平方向の画素数
および垂直方向のライン数が略２倍であり、解像度で
は、略４倍である。従って、サブブロックが４個の画素
から構成されている。
Ｄ信号を（２画素×２ライン）のサブブロックに分割す
る。サブブロック内には、画素データｘ１、ｘ２、ｘ
３、ｘ４が含まれる。サブブロックの大きさは、ＨＤ信
号とＳＤ信号との解像度或いはデータ量の比に略対応し
ている。例えばＨＤ信号の一つである、ハイビジョン信
号は、現行のＮＴＳＣ方式と比して、水平方向の画素数
および垂直方向のライン数が略２倍であり、解像度で
は、略４倍である。従って、サブブロックが４個の画素
から構成されている。
【００２０】これらの画素データが重み付け回路によっ
て、ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４の重み付け係数によりそれ
ぞれ重み付けされた後に、加算回路３において加算され
る。加算回路３からは、次式で表される画素データの加
重平均値が生成される。従って、図２の（８画素×８ラ
イン）の領域から図３の（４×４＝１６）個の加重平均
値が形成される。加重平均値をｙとすると、 ｙ＝Σｗi ｘi （１） （Σは、ｉ＝１からｉ＝４までの合計を意味する。）と
なる。但し、Σｗi ＝１である。
て、ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４の重み付け係数によりそれ
ぞれ重み付けされた後に、加算回路３において加算され
る。加算回路３からは、次式で表される画素データの加
重平均値が生成される。従って、図２の（８画素×８ラ
イン）の領域から図３の（４×４＝１６）個の加重平均
値が形成される。加重平均値をｙとすると、 ｙ＝Σｗi ｘi （１） （Σは、ｉ＝１からｉ＝４までの合計を意味する。）と
なる。但し、Σｗi ＝１である。
【００２１】平均値ｙは、レジスタ５を介して減算回路
７および平均値符号化回路８に供給される。画素データ
ｘ１〜ｘ４は、スイッチング回路６を介して減算回路７
に順次供給される。この減算回路７から各画素に関する
差分データΔｘi が発生する。ＨＤ信号の加重平均値ｙ
からのそれぞれの画素の差分値をΔｉとすると、 Δi ＝ｘi −ｙ （２） である。
７および平均値符号化回路８に供給される。画素データ
ｘ１〜ｘ４は、スイッチング回路６を介して減算回路７
に順次供給される。この減算回路７から各画素に関する
差分データΔｘi が発生する。ＨＤ信号の加重平均値ｙ
からのそれぞれの画素の差分値をΔｉとすると、 Δi ＝ｘi −ｙ （２） である。
【００２２】ここで、 Σｗi Δｘi ＝Σｗi （ｘi −ｙ） ＝Σｗi ｘi −ｙΣｗi ＝０ （３） となる。従って、ｙ、Δｘ１、Δｘ２、Δｘ３が既知で
あれば、 Δｘ４＝−（１／ｗ４）（Σ´ｗi Δｘi ） （４） （Σ´は、ｉ＝１からｉ＝３までの合計を意味する。）
により、Δｘ４を求めることができる。従って、Δｘ４
の伝送を省略して、伝送データ量を低減できる。勿論、
Δｘ４に限らず、４個の差分値の任意の一つの伝送を省
略することができる。
あれば、 Δｘ４＝−（１／ｗ４）（Σ´ｗi Δｘi ） （４） （Σ´は、ｉ＝１からｉ＝３までの合計を意味する。）
により、Δｘ４を求めることができる。従って、Δｘ４
の伝送を省略して、伝送データ量を低減できる。勿論、
Δｘ４に限らず、４個の差分値の任意の一つの伝送を省
略することができる。
【００２３】平均値ｙは、レジスタ５を介して減算回路
７および平均値符号化回路８に供給される。画素データ
ｘ１〜ｘ４は、スイッチング回路６を介して減算回路７
に順次供給される。この減算回路７から各画素に関する
差分データΔｘi が発生する。差分データが差分値符号
化回路９に供給される。符号化回路８および９は、平均
値データおよび差分値データのデータ量を圧縮するため
のもので、例えば各データを再量子化により圧縮する量
子化回路、後述のＡＤＲＣ符号化回路等を使用できる。
平均値符号化回路８の符号化出力ＳＤＤＴと差分値符号
化回路９の符号化出力ＨＤＤＴとが図示せずも、フレー
ム化回路に供給される。フレーム化回路において、エラ
ー訂正符号化、シンクブロックで構成される記録データ
へのデータ構造の変換等の処理がされる。
７および平均値符号化回路８に供給される。画素データ
ｘ１〜ｘ４は、スイッチング回路６を介して減算回路７
に順次供給される。この減算回路７から各画素に関する
差分データΔｘi が発生する。差分データが差分値符号
化回路９に供給される。符号化回路８および９は、平均
値データおよび差分値データのデータ量を圧縮するため
のもので、例えば各データを再量子化により圧縮する量
子化回路、後述のＡＤＲＣ符号化回路等を使用できる。
平均値符号化回路８の符号化出力ＳＤＤＴと差分値符号
化回路９の符号化出力ＨＤＤＴとが図示せずも、フレー
ム化回路に供給される。フレーム化回路において、エラ
ー訂正符号化、シンクブロックで構成される記録データ
へのデータ構造の変換等の処理がされる。
【００２４】フレーム化回路から出力される記録データ
がチャンネル符号化回路、記録アンプ等を介して回転ヘ
ッドに供給され、磁気テープ上に記録される。磁気テー
プへのデータの記録方法として、例えば図４のトラック
パターンのものを採用できる。すなわち、回転ヘッド装
置としては、近接して二つのギャップを有するダブルア
ジマスヘッドを１８０°の対向で、ドラム上に一対設け
られたものを使用する。一方のダブルアジマスヘッドに
よって、同時にテープ上に二つのトラックＡ、Ｂが形成
され、次に、他方のダブルアジマスヘッドによって、二
つのトラックＡ′、Ｂ′が形成される。トラックＡおよ
びＡ′として、差分値符号化回路９から発生したデータ
ＨＤＤＴを記録し、トラックＢおよびＢ′として、平均
値符号化回路８から発生したデータＳＤＤＴを記録す
る。
がチャンネル符号化回路、記録アンプ等を介して回転ヘ
ッドに供給され、磁気テープ上に記録される。磁気テー
プへのデータの記録方法として、例えば図４のトラック
パターンのものを採用できる。すなわち、回転ヘッド装
置としては、近接して二つのギャップを有するダブルア
ジマスヘッドを１８０°の対向で、ドラム上に一対設け
られたものを使用する。一方のダブルアジマスヘッドに
よって、同時にテープ上に二つのトラックＡ、Ｂが形成
され、次に、他方のダブルアジマスヘッドによって、二
つのトラックＡ′、Ｂ′が形成される。トラックＡおよ
びＡ′として、差分値符号化回路９から発生したデータ
ＨＤＤＴを記録し、トラックＢおよびＢ′として、平均
値符号化回路８から発生したデータＳＤＤＴを記録す
る。
【００２５】ＨＤ ＶＴＲの場合は、かかるトラックパ
ターンのデータを全て再生し、復号処理によってＨＤ信
号を再生できる。ＳＤ ＶＴＲは、図４のトラックパタ
ーンのうち、トラックＢおよびＢ′のみを再生する。そ
して、再生されたデータＳＤＤＴを復号することによ
り、平均値データを得ることができる。この平均値デー
タからＳＤ画像を復元する。
ターンのデータを全て再生し、復号処理によってＨＤ信
号を再生できる。ＳＤ ＶＴＲは、図４のトラックパタ
ーンのうち、トラックＢおよびＢ′のみを再生する。そ
して、再生されたデータＳＤＤＴを復号することによ
り、平均値データを得ることができる。この平均値デー
タからＳＤ画像を復元する。
【００２６】図５は、ディジタルＶＴＲの再生回路に設
けられる復号回路の一例の構成を示す。テープから再生
され、チャンネル復号、エラー訂正等の処理がされた再
生データの内、平均値符号化データＳＤＤＴが加重平均
値復号回路２１に供給され、また、再生データの内の差
分値符号化データＨＤＤＴが差分値復号回路２２に供給
される。差分値復号回路２２の復号出力が差分値演算回
路２３に供給される。差分値演算回路２３は、上述のよ
うに、伝送が省略された一つの差分値を他の差分値から
求める。平均値復号回路２１からの復号加重平均値と差
分値演算回路２３の出力とが加算回路２４に供給され
る。この加算回路２４によって、４個のＨＤ信号の画素
の復号値が形成される。また、加重平均値復号回路２１
からは、４画素の加重平均値の復号データ（ＳＤ信号）
が取り出される。
けられる復号回路の一例の構成を示す。テープから再生
され、チャンネル復号、エラー訂正等の処理がされた再
生データの内、平均値符号化データＳＤＤＴが加重平均
値復号回路２１に供給され、また、再生データの内の差
分値符号化データＨＤＤＴが差分値復号回路２２に供給
される。差分値復号回路２２の復号出力が差分値演算回
路２３に供給される。差分値演算回路２３は、上述のよ
うに、伝送が省略された一つの差分値を他の差分値から
求める。平均値復号回路２１からの復号加重平均値と差
分値演算回路２３の出力とが加算回路２４に供給され
る。この加算回路２４によって、４個のＨＤ信号の画素
の復号値が形成される。また、加重平均値復号回路２１
からは、４画素の加重平均値の復号データ（ＳＤ信号）
が取り出される。
【００２７】次に、この発明の他の実施例について説明
しよう。他の実施例は、加重平均値の符号化歪みが４画
素の全てに反映する問題を解決するものである。すなわ
ち、ｘi の復号値を＾ｘi と表記し、ｙの復号値を＾ｙ
と表記すると、復号回路の差分値加算回路２４では、 ＾ｘi ＝Δ＾ｘi ＋＾ｙ （５） によって、復号値＾ｘi を形成する。このように、加重
平均値ｙの量子化歪みが４画素の復号値に影響する。
しよう。他の実施例は、加重平均値の符号化歪みが４画
素の全てに反映する問題を解決するものである。すなわ
ち、ｘi の復号値を＾ｘi と表記し、ｙの復号値を＾ｙ
と表記すると、復号回路の差分値加算回路２４では、 ＾ｘi ＝Δ＾ｘi ＋＾ｙ （５） によって、復号値＾ｘi を形成する。このように、加重
平均値ｙの量子化歪みが４画素の復号値に影響する。
【００２８】この問題を解決するために、他の実施例で
は、図６に示すように、加重平均値符号化回路８からの
符号化平均値を局部復号回路１０に供給し、局部復号値
＾ｙを形成する。この局部復号値＾ｙを差分値演算回路
７′に供給する。差分値演算回路７′は、この復号値＾
ｙを使用して差分値Δｘi を形成する。すなわち、 Δｘi ＝ｘi −＾ｙ （６）
は、図６に示すように、加重平均値符号化回路８からの
符号化平均値を局部復号回路１０に供給し、局部復号値
＾ｙを形成する。この局部復号値＾ｙを差分値演算回路
７′に供給する。差分値演算回路７′は、この復号値＾
ｙを使用して差分値Δｘi を形成する。すなわち、 Δｘi ＝ｘi −＾ｙ （６）
【００２９】この差分値が符号化回路９により符号化さ
れ、再生側では、上述の図５と同様の構成によって復号
される。再生側で復号される加重平均値は、局部復号値
＾ｙと等しいので、（５）式の演算によって復号した時
に、加重平均値の量子化歪みが全ての画素の復号に影響
することを防止できる。
れ、再生側では、上述の図５と同様の構成によって復号
される。再生側で復号される加重平均値は、局部復号値
＾ｙと等しいので、（５）式の演算によって復号した時
に、加重平均値の量子化歪みが全ての画素の復号に影響
することを防止できる。
【００３０】他の実施例は、単純平均値を使用する場合
にも適用できる。さらに、他の実施例を拡張して、加重
平均値ｙを形成するのに使用するデータの一部として、
実データの代わりに局部復号された画素データを使用し
ても良い。この結果、一つのデータの伝送を省略した時
に、そのデータに他の差分データの復号値に生じた量子
化歪みが集中することを防止できる。
にも適用できる。さらに、他の実施例を拡張して、加重
平均値ｙを形成するのに使用するデータの一部として、
実データの代わりに局部復号された画素データを使用し
ても良い。この結果、一つのデータの伝送を省略した時
に、そのデータに他の差分データの復号値に生じた量子
化歪みが集中することを防止できる。
【００３１】次に、この発明のさらに他の実施例につい
て説明する。さらに他の実施例は、図１中の平均値符号
化回路８あるいは差分値符号化回路９に対して、ＡＤＲ
Ｃ（ダイナミックレンジ適応符号化）方式を適用したも
のである。ＡＤＲＣ符号化は、本願出願人の提案による
もので、ＡＤＲＣブロック内の画素データの最大値とそ
の最小値との差であるダイナミックレンジに適応した符
号化である。この例では、（４×４）のデータをＡＤＲ
Ｃブロックとしている。
て説明する。さらに他の実施例は、図１中の平均値符号
化回路８あるいは差分値符号化回路９に対して、ＡＤＲ
Ｃ（ダイナミックレンジ適応符号化）方式を適用したも
のである。ＡＤＲＣ符号化は、本願出願人の提案による
もので、ＡＤＲＣブロック内の画素データの最大値とそ
の最小値との差であるダイナミックレンジに適応した符
号化である。この例では、（４×４）のデータをＡＤＲ
Ｃブロックとしている。
【００３２】図７は、加重平均値データに対して適用さ
れるＡＤＲＣ符号化回路の一例である。入力端子３１か
らブロックの順序の平均値データｙが供給され、検出回
路３２によって、ブロック毎に最大値Ｍａｘおよび最小
値Ｍｉｎが検出される。減算回路３３において、（Ｍａ
ｘ−Ｍｉｎ＋１＝ＤＲ）によりダイナミックレンジＤＲ
が演算される。また、入力データがタイミング合わせ用
の遅延回路３４を介して減算回路３５に供給される。減
算回路３５において、入力データから最小値Ｍｉｎが減
算され、最小値除去後のデータが得られる。
れるＡＤＲＣ符号化回路の一例である。入力端子３１か
らブロックの順序の平均値データｙが供給され、検出回
路３２によって、ブロック毎に最大値Ｍａｘおよび最小
値Ｍｉｎが検出される。減算回路３３において、（Ｍａ
ｘ−Ｍｉｎ＋１＝ＤＲ）によりダイナミックレンジＤＲ
が演算される。また、入力データがタイミング合わせ用
の遅延回路３４を介して減算回路３５に供給される。減
算回路３５において、入力データから最小値Ｍｉｎが減
算され、最小値除去後のデータが得られる。
【００３３】最小値除去後のデータとダイナミックレン
ジＤＲとが量子化回路３６に供給され、ダイナミックレ
ンジＤＲに適応してデータがｎビット長のコード信号に
量子化される。量子化は、量子化値をＱｊとし、入力デ
ータｙをＸｊと置き換えると、 Ｑｊ＝〔（Ｘｊ−Ｍｉｎ＋０．５）×（２n ／ＤＲ）〕切捨て （７） である。
ジＤＲとが量子化回路３６に供給され、ダイナミックレ
ンジＤＲに適応してデータがｎビット長のコード信号に
量子化される。量子化は、量子化値をＱｊとし、入力デ
ータｙをＸｊと置き換えると、 Ｑｊ＝〔（Ｘｊ−Ｍｉｎ＋０．５）×（２n ／ＤＲ）〕切捨て （７） である。
【００３４】ここで、あらためて ＭＡＸ′＝Ｙ（Ｑ＝２n-1 ） ＭＩＮ′＝Ｙ（Ｑ＝０） ＤＲ′＝ＭＡＸ′−ＭＩＮ′ と定義しなおすと、 Ｑｊ＝〔（Ｘｊ−MIN') ×（２n −１) ／DR' ＋0.5 ）〕切捨て （８） となる。但し、Ｙ（Ｑ＝ｉ）は、Ｑ＝ｉを満足するＹの
平均を意味する。
平均を意味する。
【００３５】このときの量子化ステップ幅ｄは、 ｄ＝ＤＲ′／（２n −１） （９） である。従って、平均値をＡＤＲＣ符号化した時の１ブ
ロック当りの情報量ＩSDは、 ＩSD＝８＋８＋１６ｎ （10） となる。
ロック当りの情報量ＩSDは、 ＩSD＝８＋８＋１６ｎ （10） となる。
【００３６】差分データの符号化回路９に対しても、上
述のようなＡＤＲＣを適用することができる。しかしな
がら、符号化出力信号として、ダイナミックレンジ情報
の割合が比較的大きく、圧縮の効率がそれによって低下
する問題がある。この発明のさらに他の実施例は、ＡＤ
ＲＣを使用した時のかかる効率の低下の問題を解決しよ
うとするものである。
述のようなＡＤＲＣを適用することができる。しかしな
がら、符号化出力信号として、ダイナミックレンジ情報
の割合が比較的大きく、圧縮の効率がそれによって低下
する問題がある。この発明のさらに他の実施例は、ＡＤ
ＲＣを使用した時のかかる効率の低下の問題を解決しよ
うとするものである。
【００３７】ここで、平均値データを求めた過程を考え
ると、平均値データのダイナミックレンジは、もとのＨ
Ｄ信号のダイナミックレンジと等しいか、あるいはこれ
より小さい関係がある。図１１には、（ｎ＝３）の場合
において、ＳＤ信号とＨＤ信号のダイナミックレンジ、
量子化ステップ幅の関係を示している。差分値を符号化
する場合、ＳＤ信号のダイナミックレンジ情報から決定
される、ＳＤ信号用の量子化ステップをそのまま用いる
と、非常に粗い量子化が行われてしまう。そこで、差分
値に対する量子化ステップ幅ｄ′をより細かくする。
ると、平均値データのダイナミックレンジは、もとのＨ
Ｄ信号のダイナミックレンジと等しいか、あるいはこれ
より小さい関係がある。図１１には、（ｎ＝３）の場合
において、ＳＤ信号とＨＤ信号のダイナミックレンジ、
量子化ステップ幅の関係を示している。差分値を符号化
する場合、ＳＤ信号のダイナミックレンジ情報から決定
される、ＳＤ信号用の量子化ステップをそのまま用いる
と、非常に粗い量子化が行われてしまう。そこで、差分
値に対する量子化ステップ幅ｄ′をより細かくする。
【００３８】すなわち、差分データの量子化ビット数を
ｍビットで表すと、 ｄ′＝((MAX'−MIN') ／２）／２m-1 (11) とする。（ｎ＝ｍ）であっても、ＤＲ′の１／２をベー
スとして差分値に対する量子化ステップ幅ｄ′を決めて
いるので、量子化ステップ幅をより細かくできる。若
し、（ｎ＞ｍ）であれば、（ＭＡＸ′−ＭＩＮ′）／ｋ
（ｋ＞２）をベースに量子化ステップ幅ｄ′を決定すれ
ば良い。
ｍビットで表すと、 ｄ′＝((MAX'−MIN') ／２）／２m-1 (11) とする。（ｎ＝ｍ）であっても、ＤＲ′の１／２をベー
スとして差分値に対する量子化ステップ幅ｄ′を決めて
いるので、量子化ステップ幅をより細かくできる。若
し、（ｎ＞ｍ）であれば、（ＭＡＸ′−ＭＩＮ′）／ｋ
（ｋ＞２）をベースに量子化ステップ幅ｄ′を決定すれ
ば良い。
【００３９】従って、差分値の符号化値ＱHDは、次式で
表される。 ＱHD＝〔（Δｘi ×(k／MAX'−MIN'）×（２m-1 −１）±0.5 ）〕切捨て (12) ここで、±０．５の符号は、Δｘi が正の値のときは＋
０．５、これが負の値のときは、−０．５となる。
表される。 ＱHD＝〔（Δｘi ×(k／MAX'−MIN'）×（２m-1 −１）±0.5 ）〕切捨て (12) ここで、±０．５の符号は、Δｘi が正の値のときは＋
０．５、これが負の値のときは、−０．５となる。
【００４０】さて、復号時の処理について説明すると、
平均値データの復元値は、次式で表される。 ＾Ｘｊ＝〔Ｑｊ×（MAX'−MIN'）／（２n −１）＋MIN'＋0.5 〕切捨て (13) そして、差分値の復元値は、 ＾Δｘi ＝〔ＱHD×（MAX'−MIN'）／ｋ×１／（２m-1 −１））＋＾Ｘｊ＋0. 5 〕切捨て (14)
平均値データの復元値は、次式で表される。 ＾Ｘｊ＝〔Ｑｊ×（MAX'−MIN'）／（２n −１）＋MIN'＋0.5 〕切捨て (13) そして、差分値の復元値は、 ＾Δｘi ＝〔ＱHD×（MAX'−MIN'）／ｋ×１／（２m-1 −１））＋＾Ｘｊ＋0. 5 〕切捨て (14)
【００４１】ビット数の関係として（ｎ＜ｍ）という条
件があるならば、(12)式および(14)式は、下記のように
修正される。 ＱHD＝〔（Δｘi ×２m-1 −１／（MAX'−MIN'）±0.5 ）〕切捨て (15) ＾Δｘi ＝〔ＱHD×（MAX'−MIN'）／（２m-1 −１））＋＾Ｘｊ＋0.5 〕切捨 て (16)
件があるならば、(12)式および(14)式は、下記のように
修正される。 ＱHD＝〔（Δｘi ×２m-1 −１／（MAX'−MIN'）±0.5 ）〕切捨て (15) ＾Δｘi ＝〔ＱHD×（MAX'−MIN'）／（２m-1 −１））＋＾Ｘｊ＋0.5 〕切捨 て (16)
【００４２】図８は、上述したこの発明のさらに他の実
施例の構成を示し、加重平均値演算回路２からの加重平
均値ｙがＡＤＲＣ符号化回路８′に供給される。ＡＤＲ
Ｃ符号化回路８′によって、平均値が符号化され、ＭＡ
Ｘ′、ＭＩＮ′、Ｑｊの符号化出力が発生する。コード
信号のビット数は、ｎである。これらは、データＳＤＤ
Ｔとして伝送される。一方、差分値演算回路７で形成さ
れた差分値ΔｘｉがＡＤＲＣ符号化回路９′に供給され
る。
施例の構成を示し、加重平均値演算回路２からの加重平
均値ｙがＡＤＲＣ符号化回路８′に供給される。ＡＤＲ
Ｃ符号化回路８′によって、平均値が符号化され、ＭＡ
Ｘ′、ＭＩＮ′、Ｑｊの符号化出力が発生する。コード
信号のビット数は、ｎである。これらは、データＳＤＤ
Ｔとして伝送される。一方、差分値演算回路７で形成さ
れた差分値ΔｘｉがＡＤＲＣ符号化回路９′に供給され
る。
【００４３】このＡＤＲＣ符号化回路９′は、ＡＤＲＣ
符号化回路８′で発生した付加データ（ダイナミックレ
ンジ情報）ＭＡＸ′とＭＩＮ′とを使用して差分値を符
号化する。データＨＤＤＴとして伝送されるのは、ｍビ
ットのコード信号ＱHDであり、付加データが伝送されな
い。従って、データＨＤＤＴのデータ量が付加データの
ために増加することが回避される。
符号化回路８′で発生した付加データ（ダイナミックレ
ンジ情報）ＭＡＸ′とＭＩＮ′とを使用して差分値を符
号化する。データＨＤＤＴとして伝送されるのは、ｍビ
ットのコード信号ＱHDであり、付加データが伝送されな
い。従って、データＨＤＤＴのデータ量が付加データの
ために増加することが回避される。
【００４４】図９に示すように、差分値演算回路７に対
してＡＤＲＣ復号器１０′により局部復号された加重平
均値を供給し、この復号値を使用して差分値を求めるよ
うにしても良い。
してＡＤＲＣ復号器１０′により局部復号された加重平
均値を供給し、この復号値を使用して差分値を求めるよ
うにしても良い。
【００４５】図１０は、図８あるいは図９に示す符号化
回路と対応する復号回路の構成である。再生されたデー
タＳＤＤＴがＡＤＲＣ復号回路２１′に供給され、ＳＤ
ＤＴ中の付加データＭＡＸ′およびＭＩＮ′がＡＤＲＣ
復号回路２２′に供給される。ＡＤＲＣ復号回路２２′
には、再生されたデータＨＤＤＴが供給される。
回路と対応する復号回路の構成である。再生されたデー
タＳＤＤＴがＡＤＲＣ復号回路２１′に供給され、ＳＤ
ＤＴ中の付加データＭＡＸ′およびＭＩＮ′がＡＤＲＣ
復号回路２２′に供給される。ＡＤＲＣ復号回路２２′
には、再生されたデータＨＤＤＴが供給される。
【００４６】ＡＤＲＣ復号回路２１′は、ＭＡＸ′、Ｍ
ＩＮ′およびＱｊから加重平均値を復号する。この復号
平均値データは、後段にＳＤ信号として出力され、ま
た、差分値加算回路７に供給される。ＡＤＲＣ復号回路
２２′は、ＭＡＸ′、ＭＩＮ′およびＱHDから差分値デ
ータを復号する。差分値加算回路７は、復号差分値と復
号平均値とを加算し、ＨＤ信号を出力する。
ＩＮ′およびＱｊから加重平均値を復号する。この復号
平均値データは、後段にＳＤ信号として出力され、ま
た、差分値加算回路７に供給される。ＡＤＲＣ復号回路
２２′は、ＭＡＸ′、ＭＩＮ′およびＱHDから差分値デ
ータを復号する。差分値加算回路７は、復号差分値と復
号平均値とを加算し、ＨＤ信号を出力する。
【００４７】ＡＤＲＣを使用する実施例は、加重平均値
に限らず、単純平均値の場合にも適用できる。
に限らず、単純平均値の場合にも適用できる。
【００４８】
【発明の効果】この発明は、ビデオ信号の二つの方式の
解像度の比を考慮した大きさのブロックとし、符号化後
でのデータ量を両方式で略等しくできる。また、平均値
情報と差分値データとを別々に符号化しているので、平
均値情報および差分値情報を復号することで、ＨＤ画像
を構成でき、平均値情報のみを復号することでＳＤ画像
を構成できる。
解像度の比を考慮した大きさのブロックとし、符号化後
でのデータ量を両方式で略等しくできる。また、平均値
情報と差分値データとを別々に符号化しているので、平
均値情報および差分値情報を復号することで、ＨＤ画像
を構成でき、平均値情報のみを復号することでＳＤ画像
を構成できる。
【００４９】特に、この発明は、加重平均値を使用する
ので、画素の確からしさの程度の相違を重み付け係数に
反映させることができる。また、局部復号で得られたデ
ータを使用して差分値を符号化するので、復号時に平均
値データの量子化歪みが全ての画素の復号値に影響する
のを防止したり、歪みが伝送を省略した画素に集中する
ことを防止できる。さらに、ＡＤＲＣによって平均値お
よび差分値を符号化する時に、平均値のダイナミックレ
ンジ情報を差分値の符号化に利用することによって、付
加データのデータ量を低減することができる。
ので、画素の確からしさの程度の相違を重み付け係数に
反映させることができる。また、局部復号で得られたデ
ータを使用して差分値を符号化するので、復号時に平均
値データの量子化歪みが全ての画素の復号値に影響する
のを防止したり、歪みが伝送を省略した画素に集中する
ことを防止できる。さらに、ＡＤＲＣによって平均値お
よび差分値を符号化する時に、平均値のダイナミックレ
ンジ情報を差分値の符号化に利用することによって、付
加データのデータ量を低減することができる。
【図１】この発明の一実施例のブロック図である。
【図２】ＨＤ信号で構成されるブロックを示す略線図で
ある。
ある。
【図３】ＨＤ信号の平均値で構成されるブロックを示す
略線図である。
略線図である。
【図４】この一実施例のトラックパターンの一例を示す
略線図である。
略線図である。
【図５】この一実施例の復号装置の一例のブロック図で
ある。
ある。
【図６】この発明の他の実施例のブロック図である。
【図７】符号化回路の一例としてのＡＤＲＣ符号化回路
のブロック図である。
のブロック図である。
【図８】この発明のさらに他の実施例のブロック図であ
る。
る。
【図９】この発明のさらに他の実施例の変形例のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１０】この発明のさらに他の実施例の復号装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１１】この発明のさらに他の実施例の説明に用いる
略線図である。
略線図である。
２ ブロック化および平均値発生回路 ７ 減算回路 ８ 平均値符号化回路 ９ 差分値符号化回路 １０ 局部復号回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 邦雄 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 野田 明美 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 5/91 - 5/956
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の標準ビデオ信号よりも解像度の高
い第２の標準ビデオ信号が供給され、この信号をディジ
タル化した後に圧縮符号化して伝送するようにしたディ
ジタルビデオ信号の高能率符号化装置において、 上記ディジタルビデオ信号の上記第１および第２の標準
ビデオ信号の解像度の比に略等しいＮ個の画素データを
加重平均する平均化手段と、 上記平均化手段からの複数の加重平均データをブロック
化してブロック符号化する第１の符号化手段と、 上記Ｎ個の画素データと上記加重平均データとのそれぞ
れの差分のデータを符号化する第２の符号化手段と、 上記第１および第２の符号化手段の出力を伝送する手段
とを有してなるディジタルビデオ信号の高能率符号化装
置。 - 【請求項２】 請求項１のディジタルビデオ信号の高能
率符号化装置において、上記第２の符号化手段は、上記
第１の符号化手段により符号化された平均データを局部
復号して得られたデータを使用することを特徴とするデ
ィジタルビデオ信号の高能率符号化装置。 - 【請求項３】 請求項１のディジタルビデオ信号の高能
率符号化装置において、上記第１の符号化手段は、ブロ
ックの最大値および最小値を付加コードとするｎビット
ＡＤＲＣ符号化手段を有し、上記第２の符号化手段は、
上記最大値および最小値を使用して差分データをｍビッ
トで符号化するようにしたことを特徴とするディジタル
ビデオ信号の高能率符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34311392A JP3161110B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | ディジタルビデオ信号の高能率符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34311392A JP3161110B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | ディジタルビデオ信号の高能率符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06169450A JPH06169450A (ja) | 1994-06-14 |
| JP3161110B2 true JP3161110B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=18359041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34311392A Expired - Lifetime JP3161110B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | ディジタルビデオ信号の高能率符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3161110B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4240554B2 (ja) * | 1997-07-11 | 2009-03-18 | ソニー株式会社 | 画像符号化装置および画像符号化方法、並びに画像復号化装置および画像復号化方法 |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP34311392A patent/JP3161110B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06169450A (ja) | 1994-06-14 |
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