JP3253132B2 - 画像処理方法及び装置 - Google Patents
画像処理方法及び装置Info
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Description
含む映像信号を伝送するための画像処理方法及び装置に
関するものである。
る場合に処理速度との兼ね合いから処理系を多相に分割
してパラレル処理することが知られている。
波数帯域を広くとり、例えば、A/D変換部ではデジタ
ル信号に変換するときのサンプリングレートを色信号の
2倍にすることが行われている。
来例では、輝度信号と色信号とを別々にパラレルに処理
していたため、例えば動き補償動作を行う場合に、輝度
・色信号間の映像内容のバランスをとるため、輝度信号
での動き情報(動きベクトル)を色信号にも合わせる必
要が生じていた。
動き情報のやり取りを行うとすると、それを実現するた
めのハード規模が大きくなり、また処理動作も複雑にな
ってしまう等の欠点があった。
正不能なエラーが生じた時に、修正が煩雑になってい
た。
であり、輝度成分と色成分を含む映像信号を効率よく伝
送することを目的とする。
良い符号化・復号化を行なう画像処理方法及び装置を提
供することを別の目的とする。
号化を行う画像処理方法及び装置を提供することを別の
目的とする。
の一つの発明にかかる画像処理装置は、輝度成分信号と
色成分信号とで構成された映像信号を入力する入力手段
と、前記映像信号を前記成分信号毎に複数の画素から構
成される第1のブロックに分割し、分割された前記輝度
成分信号の所定数の第1のブロックと前記色成分信号の
所定数の第1のブロックとで構成されたマクロブロック
を単位として符号化する符号化手段とを有し、前記符号
化手段は、前記第1のブロック毎の符号化データに用い
られるEOB(End of Block)コードとして、互いに異
なる第1のEOBコードと第2のEOBコードとを前記
マクログロック毎に交互に切換えて用いることを特徴と
する。また、その一つの発明にかかる画像処理装置は、
輝度成分信号と色成分信号とで構成された映像信号を、
前記成分信号毎に複数の画素から構成される第1のブロ
ックに分割し、前記輝度成分信号の所定数の第1のブロ
ックと前記色成分信号の所定数の第1のブロックとによ
り構成されたマクロブロックを単位として符号化された
符号化データを復号化する画像処理装置であって、前記
符号化データを入力する入力手段と、前記符号化データ
を復号化する復号化手段とを有し、前記第1のブロック
毎の符号化データに用いられているEOB(End of Blo
ck)コードは、互いに異なる第1のEOBコードと第2
のEOBコードとを前記マクログロック毎に交互に切換
えて用いられていることを特徴とする。また、その一つ
の発明にかかる画像処理方法は、輝度成分信号と色成分
信号とで構成された映像信号を入力する入力工程と、前
記映像信号を前記成分信号毎に複数の画素から構成され
る第1のブロックに分割し、分割された前記輝度成分信
号の所定数の第1のブロックと前記色成分信号の所定数
の第1のブロックとで構成されたマクロブロックを単位
として符号化する符号化工程とを有し、前記符号化工程
では、前記第1のブロック毎の符号化データに用いられ
るEOB(End ofBlock)コードとして、互いに異なる
第1のEOBコードと第2のEOBコードとを前記マク
ログロック毎に交互に切換えて用いることを特徴とす
る。また、その一つの発明にかかる画像処理方法は、輝
度成分信号と色成分信号とで構成された映像信号を、前
記成分信号毎に複数の画素から構成される第1のブロッ
クに分割し、前記輝度成分信号の所定数の第1のブロッ
クと前記色成分信号の所定数の第1のブロックとにより
構成されたマクロブロックを単位として符号化された符
号化データを復号化する画像処理方法であって、前記符
号化データを入力する入力工程と、前記符号化データを
復号化する復号化工程とを有し、前記第1のブロック毎
の符号化データに用いられているEOB(End of Bloc
k)コードは、互いに異なる第1のEOBコードと第2
のEOBコードとを前記マクログロック毎に交互に切換
えて用いられていることを特徴とする。
理する場合の相分割及び相内部の処理単位ブロック構成
を中心として、本発明の実施例を説明する。
例の全体構成を示すブロック図である。
り、入力された輝度信号Y/G及び色信号PB /B,P
R /Rをデジタル信号に変換する。ここでサンプリング
周波数は、Y/Gに対してはPB /B,PR /Rの2倍
とする。20は前処理部であり、各信号に対してフィル
タリング処理や符号化のための基本処理ブロックデータ
別にデータを並べ換える処理を行う。30はソース符号
化部であり、データの量子化や可変長符号化によるデー
タ圧縮を行う。40はチャンネル符号化部であり、受信
側との同期をとるためのSYNC信号や誤り訂正処理の
ための符号等を付加して伝送のデータフォーマットを構
成する。50は回線インターフェースであり、外部の伝
送路に適した形態にするため、データを変調して伝送路
に送出する。
0、チャンネル復号化部60、ソース復号化部70、後
処理部80、D/A変換器90から構成され、上述のコ
ーダ部とは、逆の処理を行うことで伝送されてきた符号
データをコーダに入力されてきたときの元のデータに復
号する。
0での伝送処理単位が後述のようにマクロブロックにな
っている点にある。
にあっては、輝度及び色信号データを伝送されてきた時
間軸をあわせたある任意のデータ数の区切りごとに混在
させて構成するあるまとまったブロックを基本処理単位
(以後この基本処理単位をマクロブロックと言う)とし
てソース符号化・復号化処理することにより、動き補償
動作に伴う輝度・色信号間の情報のやり取りが必要な
く、また実現するためのハード規模も簡単に構成でき
る。
コサイン変換)を利用して実施する場合のマクロブロッ
クの一例を示している。図2(a)はDCTの処理単位
を8×8とした場合のマクロブロックを表わし、輝度信
号は色信号に比べてサンプリングレートが2倍の場合を
仮定しているので輝度信号の水平方向(H)の画素数は
色信号に比べて2倍となっている。すなわち1マクロブ
ロックは輝度信号4DCT(Y0 ,Y1 ,Y2 ,Y3 )
色信号の赤・青それぞれ2DCT(CB0,CB1/CR0,
CR1)の合計8DCTブロックから構成されている。ま
た、垂直方向(V)は動き補償処理を容易にするために
DCTブロックの整数倍である16ラインとしてある。
クを符号化処理し、伝送する場合の伝送順の一例を示す
ものであり、マクロブロック内において輝度信号から順
番にY0 ,Y1 ,Y2 ,Y3 ,CB0,CB1,CR0,CR1
の順番でシリアルに符号化され、伝送されることを表わ
している。従来例の構成ではここで示した伝送順は輝度
信号と色信号とがパラレルとなっている。
クロブロックにおいて、輝度信号と色信号とが共通にシ
リアルに処理される。
した映像信号をマクロブロック単位に区切った様子を表
わす。図は現実的な処理速度の兼ね合いから水平1ライ
ンを8相に分割し(Phase1〜8)各相がパラレル
に処理されることを示しており、各相はマクロブロック
を基本単位としたデータ列構成となっているのでここで
は以後各相をマクロブロックラインと呼ぶ。
のでパラレルの意味合いは従来例とは異なっている。
る。本実施例では、BTA−S001規格に準拠した映
像信号なので、 サンプリング周波数:輝度…74.25MHz 色…37.125MHz 水平有効画素数:輝度…1920画素 色…960画素 量子化ビット数:8ビット の様に規格化されている。
なわち1マクロブロックラインは輝度1920/8=2
40画素、色960/8×2(赤・青)=240画素と
なっている。
数は垂直方向(V)が16ラインあるので、 240PIX ×16ライン ×2(輝度・色)=7680画素
…(1) となっている。
(a)から 8PIX ×8ライン ×8(Y0 〜Y3 、CB0〜CB1、CR0〜
CR1)=512画素…(2) となっており、(1)、(2)の関係から 7680/512=15…(3) となる。すなわち(3)から 1マクロブロックライン=15マクロブロック という関係になっている。
ロックラインが8相パラレルに伝送処理されるので1相
当たりの処理ブロック速度は18.5625MHzで現
実的な数値となっている。
ためのブロックの詳細を示し、図1の前処理部20の内
部に位置する。動作を簡単に説明すると、A/D変換器
10でA/D変換されたデジタル信号を処理速度の兼ね
合いから輝度信号はDIV4120で4分の1に時間軸
が引き伸ばされた4相、色信号はDIV2 130で2
分の1に時間軸が引き伸ばされた赤・青各2相の合計8
相の時系列信号とする。
/B、PR /Rの各信号について画素毎に8ビットの信
号が出力され、DIV4 120においては、図2
(a)のマクロブロックを形成すべく4分周する。これ
により、1マクロブロックあたり、8ビット×4相(=
32ビット)のデータがパラレルに出力される。一方D
IV2 130においては2分周することによりPB /
B,PR /Rの各々について8ビット×2相(=16ビ
ット)のデータがパラレルに出力される。合計64ビッ
トのパラレルデータは、セレクタ140において、上述
のPhase1〜Phase8までの各相にふり分けら
れる。150はマクロブロック内における順序を並び換
えるアドレス変換部であり、2個のメモリー160と、
アドレスジェネレータ170により構成される。アドレ
ス変換部150はPhase1〜Phase8までの8
相について各々設けられている。ここで輝度・色信号の
サンプリング周波数の関係から8相に展開したときの各
相の処理速度は18.5625MHzである。
160は2バンク構成となっており、書き込みと読み出
しが交互に実行される。また、アドレスジェネレータ1
50により、8×8(=64画素)ブロック毎のマクロ
ブロック単位での切り出しが行われる。
タ列は、図2(b)に示す通りである。以後ソース符号
化部30、チャネル符号化部40は8相パラレルに設け
られている。
30において動き補償予測動作させるようにした場合を
想定した詳細ブロック図である。動作を簡単に説明する
と、動作モードは大まかに2系統でINTRA(フィー
ルド内かまたはフレーム内動作)とINTER(フィー
ルド間かまたはフレーム間予測動作)でINTERモー
ドでは入力されてきたデータとこれより過去のデータか
ら算出した予測値との差分値に符号化を施すのに対し、
INTRAモードでは入力されてきたデータそのものに
符号化を施すものであり、モードの切り替えは前記入力
されたデータそのものと入力されたデータと予測値との
差分値との比較により適応的に選択動作する。この選択
動作はINTRA・INTERセレクター200で行わ
れ、一般的な動作は前記それぞれのデータの電力成分を
計算し、どちらか小さい方のデータ系列を選択し、スイ
ッチ290を切り替える。そして動き補償予測動作はI
NTERモード時に行われる。まずINTRAモードか
ら説明すると、INTRA・INTERセレクター20
0でINTRAが選択されたときにスイッチ290はI
NTRA側が選択され、前処理・マクロブロック化部2
0でマクロブロック化処理されたデジタル信号列はDC
T部(直交変換部)220へ入力され、ここで時系列の
データが周波数領域の分布を表わす係数値に変換され
る。次は量子化器230で圧縮したデジタルデータ列を
生成し逆量子化器240とチャネル符号化部に送る。一
方INTERモードはINTRA・INTERセレクタ
ー200でINTRAが選択されたときにスイッチ29
0はINTER側が選択され、逆量子化器240・ID
CT部250によりもとの時系列のデジタルデータ(差
分値)を生成しこれと既に生成されている時間的に過去
の予測値とを加算器260で加えて局部復号されたデー
タと新しく入力されてきたデータから動きベクトル検出
部280で前記新しく入力されてきた映像信号の動き成
分をベクトルとして検出し、このベクトルをもとに動き
補償予測部270で予測値を算出し、減算器210で予
測値と新しく入力されてきたデータとの差分を生成後D
CT部220へ入力し、以後はINTRAモード時と同
様の動作で圧縮したデジタルデータ列を生成し逆量子化
器240とチャネル符号化に送る。
8×8画素ブロック毎に離散コサイン変換を行い、ID
CT部250は逆離散コサイン変換を行う。また、量子
化部230は、8×8ブロック毎に所定の量子化マトリ
クスを用いて、特に高周波数成分を粗く量子化する。ま
た、逆量子化部240は上述と同じ量子化マトリクスの
係数を用いて逆量子化を行う。
化部のINTERモード動き補償動作時の予測値算出や
差分動作が入力されてくるデータが上述のマクロブロッ
クを用いているため輝度・色信号の区別なく行えるの
で、ハード規模が大幅に簡潔にできることになる。
に説明したがこれに限定されるものではなく他にデジタ
ルVTR等のようなデジタル圧縮信号処理動作するもの
であれば広く応用できる。
及びビット単位もほんの一例であり特にこれに限定され
るものではない。
のようなマクロブロック構成にすることで動き補償動作
のようなハード規模が大きく複雑な場合でも輝度・色信
号を同時に扱えるので、輝度・色信号間での動作のマッ
チングをとる等の面倒なことがなくなりハード規模も少
なくでき、データを容易に扱える。またシステムとして
の大幅なコストダウンも可能となる。
の実施例について説明する。本実施例は、上述の実施例
1の構成に、更に、可変長符号化、エラー訂正等の構成
を加えたものである。
の形式をとるので、エラー訂正を行う際にもマクロブロ
ック単位で容易にエラー訂正が可能である。
ク図を示す。動作を簡単に説明すると、ソース符号化部
で圧縮されたデータはチャネル符号化部40内部の可変
長符号化部300でさらにより効率的なビットレート低
減をするためにデータの発生確率に応じた可変長の符号
化がなされ、つぎのバッファメモリー430では伝送路
のビットレートに送出するデータレートが適合するよう
にバッファメモリー310の占有量によってソース符号
化30内の量子化器230、逆量子化器240の量子化
ステップを制御する。さらに伝送路でのエラー伝搬があ
った場合の保護対策のためにエラー訂正符号付加320
でエラー訂正符号が付加される。さらに可変長符号化3
00内部の詳細ブロックを示してある。ここで示した可
変長符号化はMPEGやH.261などで既に規格化さ
れているランレングスと非ゼロ係数を組み合わせた2次
元的なハフマン符号等とは異なり、ハードウエアの簡易
化に重点をおき勧告723の候補となっている1次元的
なB2コードの場合を例としている。動作を簡単に説明
すると、まずソース符号化30でDCTされたDCTブ
ロック(図2のブロックの例では8×8=64)は周波
数成分の分布を表わすマトリクスになっている。ここ
で、周波数DC成分のレベルの分布は一様に分布する確
率が高く可変長符号を適用してもビットレート低減が期
待できないのでDC−DPCM420でDPCM処理が
なされる。一方周波数AC成分は確率的にはラプラス分
布をするのでジグザグスキャン400で発生確率の高い
順番にデータを読み出し、B2コード化410で可変長
符号がなされる、そして次のバッファメモリー430で
は可変長で発生するデータを任意のデータ長ごとに区切
って次段に送り出すために必要になるものである。図6
にB2コードの一例として最大符号長14ビット、AC
成分の最大値が−127〜127、ランレングスの最大
値が63の場合を示す。図6で示すようにB2コードで
は拡張コードと情報コードの2ビットがペアとして2ビ
ットずつ符号長が拡張しているのがわかる。さらに一般
のB2コードでは前記DCTブロックの単位にEOB
(End ofBlock)コードを図6(a)に示す
ようにDCTブロックごとにトグルさせて(EOB0、
EOB1を交互に切換えて)付加し受信側でEOBコー
ドが正しく検出される限り誤りが次のDCTブロックに
伝搬することはないとされている。
ク単位で処理することを想定しているので図6(b)に
示すようにEOBコードをマクロブロック単位でトグル
させて付加することを特徴とする。
を中心とする詳細ブロック図を示す。図で回線インター
フェース50を通って入ってきた受信データはチャネル
復号化60内部のエラー検出訂正500でエラーの検出
・訂正がなされ、もし訂正不能なエラーであれば修正の
意味を表すコンシールフラグを後段に渡しこのコンシー
ルフラグがある期間だけまえのデータと置き換える等に
よって修正動作を行う。図7ではコンシールフラグによ
りスイッチ610を制御し修正時にはDELAY600
からの出力データを選択するように動作するものと仮定
している。
号520はチャネル符号化内部と逆動作により、可変長
復号がなされ、復号データはソース復号化70に送り出
される。
説明したがこれに限定されるものではなく他にデジタル
VTR等のようなデジタル圧縮信号処理動作するもので
あれば広く応用できることは明らかである。
(Y:4DCTブロック、CB:2DCTブロック、C
R:2DCTブロック)及びビット単位もほんの一例で
あり特にこれに限定されるものではない。
ロブロック構成にすることで動き補償動作のようなハー
ド規模が大きく複雑な場合でも輝度・色信号を同時に扱
えるので、輝度・色信号間での動作のマッチングをとる
等の面倒なことがなくなりハード規模も少なくでき容易
に扱えて、システムとして大幅なコストダウンも可能と
なる。
をトグルさせるようにしたので、本発明のようなマクロ
ブロック単位でソース符号・復号化処理するシステムと
のハード的なマッチングがよく、EOBコードのトグル
動作をモニターすることで容易にエラー修正がマクロブ
ロック単位で可能になる。
コードが複数伝送されるのでマクロブロック内のいくつ
かのEOBコードがエラーで誤っても、誤っていないE
OBコードがいくつか伝送されていればマクロブロック
の検出ができるので誤りが次のマクロブロックに伝搬す
ることがない。
EOBコードをトグルして送る場合に比べてエラーに対
して強くなる。
色成分を含む映像信号を効率よく伝送することができ
る。
号化方法を提供することができる。
号化方法を提供することができる。
と色成分とを含む映像信号を効率良く符号化・復号化す
ることができる。また、符号化処理単位であるマクロブ
ロック単位でEOBコードを異ならせるようにしたの
で、エラーが発生した場合でも前記EOBコードをモニ
ターすることによってマクロブロックを容易に検出する
ことができ、エラーの修正の際に符号化処理の単位であ
るマクロブロック単位で修正が可能となり、効率良くエ
ラー修正することができる。
施した場合の詳細ブロック図。
Claims (4)
- 【請求項1】 輝度成分信号と色成分信号とで構成され
た映像信号を入力する入力手段と、 前記映像信号を前記成分信号毎に複数の画素から構成さ
れる第1のブロックに分割し、分割された前記輝度成分
信号の所定数の第1のブロックと前記色成分信号の所定
数の第1のブロックとで構成されたマクロブロックを単
位として符号化する符号化手段とを有し、 前記符号化手段は、前記第1のブロック毎の符号化デー
タに用いられるEOB(End of Block)コードとして、
互いに異なる第1のEOBコードと第2のEOBコード
とを前記マクログロック毎に交互に切換えて用いること
を特徴とする画像処理装置。 - 【請求項2】 輝度成分信号と色成分信号とで構成され
た映像信号を、前記成分信号毎に複数の画素から構成さ
れる第1のブロックに分割し、前記輝度成分信号の所定
数の第1のブロックと前記色成分信号の所定数の第1の
ブロックとにより構成されたマクロブロックを単位とし
て符号化された符号化データを復号化する画像処理装置
であって、 前記符号化データを入力する入力手段と、 前記符号化データを復号化する復号化手段とを有し、 前記第1のブロック毎の符号化データに用いられている
EOB(End of Block)コードは、互いに異なる第1の
EOBコードと第2のEOBコードとを前記マクログロ
ック毎に交互に切換えて用いられていることを特徴とす
る画像処理装置。 - 【請求項3】 輝度成分信号と色成分信号とで構成され
た映像信号を入力する入力工程と、 前記映像信号を前記成分信号毎に複数の画素から構成さ
れる第1のブロックに分割し、分割された前記輝度成分
信号の所定数の第1のブロックと前記色成分信号の所定
数の第1のブロックとで構成されたマクロブロックを単
位として符号化する符号化工程とを有し、 前記符号化工程では、前記第1のブロック毎の符号化デ
ータに用いられるEOB(End of Block)コードとし
て、互いに異なる第1のEOBコードと第2のEOBコ
ードとを前記マクログロック毎に交互に切換えて用いる
ことを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項4】 輝度成分信号と色成分信号とで構成され
た映像信号を、前記成分信号毎に複数の画素から構成さ
れる第1のブロックに分割し、前記輝度成分信号の所定
数の第1のブロックと前記色成分信号の所定数の第1の
ブロックとにより構成されたマクロブロックを単位とし
て符号化された符号化データを復号化する画像処理方法
であって、 前記符号化データを入力する入力工程と、 前記符号化データを復号化する復号化工程とを有し、 前記第1のブロック毎の符号化データに用いられている
EOB(End of Block)コードは、互いに異なる第1の
EOBコードと第2のEOBコードとを前記マクログロ
ック毎に交互に切換えて用いられていることを特徴とす
る画像処理方法。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
JP22286992A JP3253132B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 画像処理方法及び装置 |
US08/108,800 US5506621A (en) | 1992-08-21 | 1993-08-19 | Image processing method and apparatus |
EP93306548A EP0585051B1 (en) | 1992-08-21 | 1993-08-19 | Image processing method and apparatus |
DE69329983T DE69329983T2 (de) | 1992-08-21 | 1993-08-19 | Bildverarbeitungsverfahren und -vorrichtung |
US08/535,387 US5604539A (en) | 1992-08-21 | 1995-09-28 | Image processing method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0670341A JPH0670341A (ja) | 1994-03-11 |
JP3253132B2 true JP3253132B2 (ja) | 2002-02-04 |
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ID=16789167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22286992A Expired - Fee Related JP3253132B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 画像処理方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3253132B2 (ja) |
-
1992
- 1992-08-21 JP JP22286992A patent/JP3253132B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
テレビジョン学会技術報告、14[69](1990.11.22)p.37−44(フィールド内/フレーム間適応DCTを用いたSTM−1レートHDTV符号化装置) |
安田浩編「マルチメディア符号化の国際標準」(平3−6−30)丸善 p.83−156 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0670341A (ja) | 1994-03-11 |
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JP2002290742A (ja) | 画像エラーストリーム補正方法及び復号化装置 |
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