JP3263889B2 - 量子化方法及びその装置、高能率符号化装置、記録再生装置並びに情報伝送システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば情報を符号化し
て圧縮する高能率符号化装置、圧縮情報を記録再生する
ＶＴＲ、圧縮情報を送受信する情報伝送システム等に適
用して好適な量子化方法及びその装置、高能率符号化装
置、記録再生装置並びに情報伝送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、伝送若しくは記録しようとする情
報を圧縮する高能率符号化装置としては例えば図５に示
すようなものがある。

【０００３】〔符号化装置の接続及び構成〕この図５に
示す符号化装置１００は、入力端子１０１に供給される
情報、例えば映像データを、１６×１６画素のブロック
（マクロブロック）に分割するブロック化回路１０２、
このブロック化回路１０２で分割された映像データを、
上記マクロブロック毎に、直流成分成分から高次交流成
分までの係数データに変換するＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔ
ｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散的コサイ
ン変換）回路１０３、このＤＣＴ回路１０３からの係数
データを所定の量子化ステップで量子化する量子化回路
１０５、この量子化回路１０５からの量子化された係数
データに対してランレングスやハフマンの方法により可
変長符号化処理を施す可変長符号化回路１０６、この可
変長符号化回路１０６の符号化データを伝送、若しくは
記録するために出力する前に、１フレーム分となるまで
符号化データを蓄えるバッファ１０７、可変長符号化回
路１０６からの現在のフレームの符号化データと、バッ
ファ１０７から出力される前のフレームの符号化データ
のデータ量を比較し、その比較結果を量子化ステップサ
イズ出力回路１１０に供給すると共に、バッファ１０７
に蓄えた符号化データを１フレーム分ずつ出力するよう
制御するデータ量比較回路１０９、このデータ量比較回
路１０９からの比較結果に基いて量子化ステップサイズ
データＱｓｔｅｐを生成し、生成した量子化ステップサ
イズデータＱｓｔｅｐを量子化回路１０５に供給し、量
子化回路１０５における量子化ステップを制御する量子
化ステップサイズ出力回路１１０で構成される。

【０００４】ここで、上記量子化ステップサイズ出力回
路１１０は、データ量比較回路１０９からの前のフレー
ムの符号化データのデータ量と、現在のフレームの符号
化データのデータ量が一定となるように、量子化回路１
０５における量子化ステップサイズを制御する。従っ
て、量子化回路１０５においては、フレーム内において
は一定の量子化ステップサイズで量子化処理が施され
る。つまり、量子化回路１０５においては、前のフレー
ムの符号化データのデータ量が、現在のフレームの符号
化データのデータ量よりも多い場合は、量子化ステップ
サイズが大きく、即ち、粗い量子化が行われるよう設定
され、前のフレームの符号化データのデータ量が、現在
のフレームの符号化データのデータ量よりも少ない場合
は、量子化ステップサイズが小さく、即ち、細かい量子
化が行われるよう設定される。

【０００５】〔復号化装置の接続及び構成〕この図５に
示す復号化装置２００は、入力端子２０１に供給される
情報、例えば再生若しくは受信した符号化データを一旦
保持するバッファ２０２、このバッファ２０２から読み
出された符号化データを上記可変長符号化回路１０６で
符号化される前の状態に復号化する復号化回路２０３、
この復号化回路２０３からの量子化係数データに対し、
逆量子化処理を施して、直流成分から高次交流成分の係
数データを得る逆量子化回路２０４、この逆量子化回路
２０４からの係数データを元の映像データに変換するＩ
ＤＣＴ（Ｉｎｖｅｒｃｅ ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎ
ｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆離散的コサイン変換）回路
２０５、このＩＤＣＴ回路２０５からの映像データを記
憶するフレームメモリ２０７で構成される。

【０００６】上記復号後の映像信号を画像として映出さ
せるためには、図に示すように、フレームメモリ２０７
から読み出された映像データをアナログ映像信号に変換
して出力するための出力回路２０８及びこの出力回路２
０８からのテレビジョン信号をその管面に映出するため
のテレビジョンモニタ２０９が必要となる。

【０００７】〔動作〕伝送若しくは記録しようとする映
像データ（ディジタル映像信号）は、入力端子１０１を
介してブロック化回路１０２に供給され、このブロック
化回路１０２において１６画素×１６画素のマクロブロ
ック単位に分割された後に、マクロブロック単位でＤＣ
Ｔ回路１０３に供給される。ＤＣＴ回路１０３に供給さ
れたマクロブロック単位の映像データは、このＤＣＴ回
路１０３において、直流成分から高次交流成分までの係
数データに変換された後にフレームバッファ１０４に供
給される。

【０００８】フレームバッファ１０４において、一旦、
１フレーム分にまとめられた係数データは、量子化回路
１０５に供給され、この量子化回路１０５において、量
子化ステップサイズ出力回路１１０からの量子化ステッ
プサイズデータＱｓｔｅｐに基いた量子化ステップサイ
ズで、伝送若しくは記録データ量が一定となるように量
子化される。この量子化回路１０５で量子化された係数
データは、可変長符号化回路１０６に供給され、この可
変長符号化回路１０６においてランレングスやハフマン
の方法により可変長符号化処理が施される。可変長符号
化回路１０６からの符号化データは、バッファ１０７及
び出力端子１０８を介して出力され、例えば伝送路を通
じて相手先に伝送されたり、或いはＶＴＲ等の記録系に
供給されて記録媒体に記録される。

【０００９】伝送若しくは記録媒体から再生された符号
化データは、入力端子２０１を介してバッファ２０２に
一旦蓄えられた後に復号化回路２０３に供給され、この
復号化回路２０３において量子化後の係数データに復号
化される。復号化回路２０３からの係数データは逆量子
化回路２０４に供給され、この逆量子化回路２０４にお
いて量子化前の係数データに戻された後にＩＤＣＴ回路
２０５に供給される。

【００１０】ＩＤＣＴ回路２０５は、逆量子化回路２０
４からのマクロブロック内の直流成分から高次交流成分
までの係数データから元のマクロブロック毎の映像デー
タを得る。ＩＤＣＴ回路２０５からの映像データはフレ
ームメモリ２０７に供給され、一旦このフレームメモリ
２０７に記憶される。フレームメモリ２０７に１フレー
ム分の映像データが蓄えられると、読み出しが開始され
る。フレームメモリ２０７から読み出された映像データ
は、出力回路２０８に供給され、この出力回路２０８に
おいてアナログ映像信号に変換された後にテレビジョン
モニタ２０９に供給され、このテレビジョンモニタ２０
９の管面に映像として出力される。

【００１１】尚、バッファメモリの状態を検出すること
により量子化特性を検出するフィードバック量子化制御
については、米国特許第４８９７８５５号に記載されて
いる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の高能率符号化装置においては、量子化ステップサ
イズの制御がフレーム単位で行われていたので、１つの
フレーム内における量子化ステップサイズは一定とな
る。従って、符号化装置１００で一旦符号化したデータ
を復号化装置２００で復号化すると、元の映像データの
内、濃淡の変化の少ない比較的フラットな部分（諧調、
即ち、濃淡段階が少なく、濃淡の変化の少ない部分）に
おいては、輝度レベルの低い信号は失われてしまうとい
った問題点がある。

【００１３】例えば、山と空からなる映像を考えると分
かりやすいであろう。映像の内、山の部分は、多くの情
報からなるので濃淡の変化は多く、輝度レベルの高い信
号が多い。しかしながら、空の状態が雲一つない快晴の
状態だった場合には、濃淡の変化が少なく、輝度レベル
の低い信号からなる。従って、このように、濃淡の変化
が多く、輝度レベルの高い信号のある領域と、濃淡の変
化が少なく、輝度レベルの低い信号のある領域からなる
映像データに対し、上述したように送信若しくは記録情
報が一定となるように制御して量子化を行うと、濃淡の
変化の少ない領域に対して粗い量子化処理が施される。
そしてこの結果、濃淡の変化の少ない領域の輝度レベル
の低い信号は失われてしまう。例えば上述した森林と空
からなる映像の場合においては、復号化した後の映像の
空の部分に粗く量子化して輝度レベルの低い信号が失わ
れることによって、疑似的な輪郭（或いは境界線）が発
生するといった問題点がある。

【００１４】そこで、規格ＭＰＥＧ−２（Ｍｏｖｉｎｇ
Ｐｉｃｔｕｒｅ ＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ ２）に
おいては、現在のフレームの量子化しようとしている１
６画素×１６画素のマクロブロックを更に８画素×８画
素のブロック（サブブロックという）に分割し、これら
４つのサブブロックについて夫々分散値を計算し、４つ
のサブブロックの分散値の内最も小さい値を用いてその
マクロブロックの画像情報の複雑さ（アクティビティと
いう）を求め、このアクティビティと、前フレームの全
マクロブロックのアクティビティの平均値とを比較し、
その比較結果に基いて量子化ステップサイズを制御する
ようにしている。

【００１５】以上の処理を式で示す場合、以下に示すよ
うに、８画素×８画素のサブブロックの平均レベルを数
１に示す式で求め、次に数２に示す式により、数１に示
す式で得られた平均レベルを用いて１６画素×１６画素
のマクロブロック内の４つのサブブロックの各分散値を
得、数３に示す式により、マクロブロック内の４つのサ
ブブロックの各分散値の内、最も小さい値の分散値を用
いてアクティビティを求める。

【００１６】

【数１】

【００１７】

【数２】

【００１８】

【数３】

【００１９】以上のようにして求めた、量子化しようと
するマクロブロックのアクティビティと、前のフレーム
内の全てのマクロブロックについてアクティビティを求
め、求めた前のフレーム内の全てのマクロブロックのア
クティビティの平均値とを比較し、その比較結果に基い
て量子化ステップサイズを制御する。上記比較結果は、
数４に示す式により得られ、量子化ステップサイズデー
タＱｓｔｅｐは、数５に示す式により得られる。

【００２０】

【数４】

【００２１】

【数５】

【００２２】以上の処理によって量子化ステップサイズ
を制御すると、前のフレームのアクティビティと現フレ
ームのマクロブロックのアクティビティとの比較結果に
より、現フレームの量子化をマクロブロック毎に制御で
きるので、フラットなアクティビティの小さい部分は細
かい量子化ステップサイズで量子化でき、逆にアクティ
ビティの大きい部分は粗い量子化ステップサイズで量子
化できる。従って、全体の符号量を一定にしたままでよ
り復元画像の視覚特性、例えばグラディエーションやデ
ィテールをより細かく再現することができる。

【００２３】しかしながら、上述した量子化方法を採用
した場合、連続する振幅の大きい高域成分が粗い量子化
ステップサイズで量子化されてしまい、これによって、
復元画像にフリッカに非常に良く似た輝度の変動が現れ
てしまい、復元画像の精度を著しく劣化させてしまうと
いう問題点があった。

【００２４】ここで、符号化する可能性のある代表的な
波形の例を上記問題点となる波形をも併せていくつか挙
げ、例として挙げたいくつかの波形について図６を参照
しながら検討する。

【００２５】図６において、Ｖｄ１〜Ｖｄ４は夫々例と
して示す波形であり、Ｖｄ１は図から分かるように、比
較的レベルが低く、且つ、レベルの変化が少ないフラッ
トな波形で、例えば上述した空等の画像に対応する波形
である。Ｖｄ２は図から分かるように、例えば黒いバッ
クグラウンドと縦方向の白く細い３本の線から構成され
る画像のように、細かくはないが、明暗のはっきりした
画像に対応する波形である。Ｖｄ３は図から分かるよう
に、例えばその左半分が白、右半分が黒で構成されてい
る画像のように、細かくはないが、明暗のはっきりした
画像に対応する波形である。Ｖｄ４は図から分かるよう
に、レベルが高く、且つ、レベルの変化が非常に多い波
形で、例えば画像全体が白と黒の細かい縦方向のストラ
イプで構成されている画像のように、非常に細かく、且
つ、明暗のはっきりした画像に対応する波形である。

【００２６】以上の波形Ｖｄ１〜Ｖｄ４について夫々上
記量子化方法で量子化を行った場合について検討する。

【００２７】先ず、波形Ｖｄ１は、既に説明したよう
に、上記量子化方法によれば、フラットなアクティビテ
ィの小さい部分は細かい量子化ステップサイズで量子化
し、逆にアクティビティの大きい部分は粗い量子化ステ
ップサイズで量子化するので、全体の符号量を一定にし
たままでより復元画像の視覚特性、例えばグラディエー
ションやディテールをより細かく再現することができ
る。

【００２８】波形Ｖｄ２は、波形で見ると振幅は大きい
が高域成分は連続しておらず、画像上でも複雑な明暗で
構成されていないのでアクティビティは低くなる。従っ
て、波形Ｖｄ１の場合と同様に、上記量子化方法によれ
ば、フラットなアクティビティの小さい部分は細かい量
子化ステップサイズで量子化し、逆にアクティビティの
大きい部分は粗い量子化ステップサイズで量子化するの
で、全体の符号量を一定にしたままでより復元画像の視
覚特性、例えばグラディエーションやディテールをより
細かく再現することができる。

【００２９】波形Ｖｄ３は、波形で見ると振幅は大きい
が高域成分はなく、画像上でも複雑な明暗で構成されて
いないのでアクティビティは低くなる。従って、波形Ｖ
ｄ１の場合と同様に、上記量子化方法によれば、フラッ
トなアクティビティの小さい部分は細かい量子化ステッ
プサイズで量子化し、逆にアクティビティの大きい部分
は粗い量子化ステップサイズで量子化するので、全体の
符号量を一定にしたままでより復元画像の視覚特性、例
えばグラディエーションやディテールをより細かく再現
することができる。

【００３０】しかしながら、波形Ｖｄ４は、上述したよ
うに、波形で見ると振幅が大きく、連続した高域成分か
らなっており、画像上では複雑（細かい）な明暗で構成
されているので、アクティビティが高くなる。従って、
上記量子化方法によれば、フラットなアクティビティの
小さい部分は細かい量子化ステップサイズで量子化し、
逆にアクティビティの大きい部分は粗い量子化ステップ
サイズで量子化するので、全体の符号量を一定にはでき
るが、粗い量子化ステップサイズで量子化することによ
り、マクロブロック毎、フレーム毎に復元波形の高域成
分のレベルが異なる等により、画像上においては、フリ
ッカのように平均輝度が時間的に変化する現象を引き起
こしてしまうという問題点があった。

【００３１】本発明はこのような点を考慮してなされた
もので、信号を量子化し、その信号を復元したときに、
元の信号の内の比較的フラットな部分のレベルの低い信
号と、連続するレベルの高い高域成分が失われたり、劣
化しないようにすることで、符号量を一定にした場合で
あっても、復元画像の視覚特性をより向上させることの
できる量子化方法及びその装置、高能率符号化装置、記
録再生装置並びに情報伝送システムを提案しようとする
ものである。

【００３２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、量子化す
べき情報を所定単位のブロック毎に分割し、上記ブロッ
ク毎に分割された情報について周波数分布を検出し、上
記周波数分布に基づいて、輝度レベルが低くフラットな
部分、及び、連続する輝度レベルの高い高域成分の部分
を検出し、上記フラットな部分及び連続する輝度レベル
の高い高域成分の部分の検出結果に基づいて量子化すべ
き情報の量子化ステップサイズを決定し、この量子化ス
テップサイズで量子化すべき情報の量子化処理を行う量
子化方法である。また、量子化すべき情報を所定単位の
ブロック毎に分割する分割手段と、上記ブロック毎に分
割された情報について周波数分布を検出する周波数分布
検出手段と、上記周波数分布に基づいて、輝度レベルが
低くフラットな部分、及び、連続する輝度レベルの高い
高域成分の部分を検出する高域成分検出手段と、上記フ
ラットな部分及び連続する輝度レベルの高い高域成分の
部分の検出結果に基づいて量子化すべき情報の量子化ス
テップサイズを決定する量子化ステップサイズ決定手段
と、この量子化ステップサイズで量子化すべき情報の量
子化処理を行う量子化手段とを備えた量子化装置であ
る。

【００３３】第２の発明は、量子化すべき情報を所定単
位のブロック毎に分割する分割手段２と、上記分割手段
２からのブロック毎に分割された情報を少なくとも低域
成分と高域成分に分類する分類手段５と、上記分類手段
５からの低域成分の情報と高域成分の情報について夫々
絶対値和を得る絶対値和取得手段６〜８、１０〜１２
と、上記絶対値和取得手段６〜８、１０〜１２からの低
域成分の絶対値和情報と上記高域成分の絶対値和情報に
基いて上記所定単位のブロック内における情報の複雑さ
を示す情報を得る演算手段９と、上記演算手段９からの
複雑さを示す情報の平均値を得る平均値取得手段１５
と、上記演算手段９からの複雑さを示す情報の内の最小
値を複数のブロック分について求める最小値検出手段１
３と、上記最小値検出手段１３からの複雑さを示す情報
と、上記平均値検出手段１５からの平均値情報とに基い
て正規化を行う正規化手段１６と、上記正規化手段１６
の出力と、基準量子化ステップサイズ情報とに基いて参
照量子化ステップサイズ情報を得る参照量子化ステップ
サイズ情報取得手段１７Ｍ１８と、上記参照量子化ステ
ップサイズ情報に基いて量子化すべき情報の量子化ステ
ップサイズを決定し、この量子化ステップサイズで量子
化すべき情報の量子化処理を行う量子化手段１９とを有
する量子化装置である。

【００３４】第３の発明は、符号化すべき情報を所定単
位のブロック毎に分割する分割手段２と、上記分割手段
２からのブロック毎に分割された情報を圧縮する圧縮処
理手段３と、上記分割手段２からのブロック毎に分割さ
れた情報を少なくとも低域成分と高域成分に分類する分
類手段５と、上記分類手段５からの低域成分の情報と高
域成分の情報について夫々絶対値和を得る絶対値和取得
手段６〜８、１０〜１２と、上記絶対値和取得手段６〜
８、１０〜１２からの低域成分の絶対値和情報と上記高
域成分の絶対値和情報に基いて上記所定単位のブロック
内における情報の複雑さを示す情報を得る演算手段９
と、上記演算手段９からの複雑さを示す情報の平均値を
得る平均値取得手段１５と、上記演算手段９からの複雑
さを示す情報の内の最小値を複数のブロック分について
求める最小値検出手段１３と、上記最小値検出手段１３
からの複雑さを示す情報と、上記平均値検出手段１５か
らの平均値情報とに基いて正規化を行う正規化手段１６
と、上記正規化手段１６の出力と、基準量子化ステップ
サイズ情報とに基いて参照量子化ステップサイズ情報を
得る参照量子化ステップサイズ情報取得手段１７、１８
と、上記参照量子化ステップサイズ情報に基いて量子化
すべき情報の量子化ステップサイズを決定し、この量子
化ステップサイズで量子化すべき情報の量子化処理を行
う量子化手段１９と、上記量子化手段１９からの量子化
出力に対し符号化処理を施す符号化手段２０とを有する
高能率符号化装置である。

【００３５】第４の発明は、記録すべき情報を所定単位
のブロック毎に分割する分割手段２と、上記分割手段２
からのブロック毎に分割された情報を圧縮する圧縮処理
手段３と、上記分割手段２からのブロック毎に分割され
た情報について周波数分布の特性を検出する検出手段
５、６〜８、１０〜１２と、上記検出手段５、６〜８、
１０〜１２からの検出結果に基いて上記所定単位のブロ
ック内における情報の複雑さを示す情報を得る演算手段
９と、上記演算手段９からの複雑さを示す情報の平均値
を得る平均値取得手段１５と、上記演算手段９からの複
雑さを示す情報の内の最小値を複数のブロック分につい
て求める最小値検出手段１３と、上記最小値検出手段１
３からの複雑さを示す情報と、上記平均値検出手段１５
からの平均値情報とに基いて正規化を行う正規化手段１
６と、上記正規化手段１６の出力と、基準量子化ステッ
プサイズ情報とに基いて参照量子化ステップサイズ情報
を得る参照量子化ステップサイズ情報取得手段１７、１
８と、上記参照量子化ステップサイズ情報に基いて量子
化すべき情報の量子化ステップサイズを決定し、この量
子化ステップサイズで量子化すべき情報の量子化処理を
行う量子化手段１９と、上記量子化手段１９からの量子
化出力に対し符号化処理を施す符号化手段２０と、上記
符号化手段２０からの符号化出力に対して記録処理を施
した後に記録媒体５７に記録する記録手段５４、５５、
５６と、上記記録媒体５７に記録された情報を再生する
再生手段５８、５９、６０と、上記再生手段５８、５
９、６０からの再生出力に対して復号化処理する復号化
処理手段６１と、上記復号化処理手段６１からの復号化
出力に対して再生処理を施す再生処理手段６２とを有す
る記録再生装置である。

【００３６】第５の発明は、送信すべき情報を所定単位
のブロック毎に分割する分割手段２と、上記分割手段２
からのブロック毎に分割された情報を圧縮する圧縮処理
手段３と、上記分割手段２からのブロック毎に分割され
た情報について周波数分布の特性を検出する検出手段
５、６〜８、１０〜１２と、上記検出手段５、６〜８、
１０〜１２からの検出結果に基いて上記所定単位のブロ
ック内における情報の複雑さを示す情報を得る演算手段
９と、上記演算手段９からの複雑さを示す情報の平均値
を得る平均値取得手段１５と、上記演算手段９からの複
雑さを示す情報の内の最小値を複数のブロック分につい
て求める最小値検出手段１３と、上記最小値検出手段１
３からの複雑さを示す情報と、上記平均値検出手段１５
からの平均値情報とに基いて正規化を行う正規化手段１
６と、上記正規化手段１６の出力と、基準量子化ステッ
プサイズ情報とに基いて参照量子化ステップサイズ情報
を得る参照量子化ステップサイズ情報取得手段１７、１
８と、上記参照量子化ステップサイズ情報に基いて量子
化すべき情報の量子化ステップサイズを決定し、この量
子化ステップサイズで量子化すべき情報の量子化処理を
行う量子化手段１９と、上記量子化手段からの量子化出
力に対し符号化処理を施す符号化手段２０と、上記符号
化手段２０からの符号化出力に対して送信のための処理
を施した後に相手先に送信する送信手段７３、７４と、
上記送信情報を受信する受信手段７４、７５と、上記受
信手段７４、７５からの受信出力に対して復号化処理を
施す復号化処理手段７６とを有する情報伝送システムで
ある。

【００３７】

【作用】上述せる第１の発明によれば、量子化すべき情
報を所定単位のブロック毎に分割し、上記ブロック毎に
分割された情報について周波数分布を検出し、上記周波
数分布に基づいて、輝度レベルが低くフラットな部分、
及び、連続する輝度レベルの高い高域成分の部分を検出
し、上記フラットな部分及び連続する輝度レベルの高い
高域成分の部分の検出結果に基づいて量子化すべき情報
の量子化ステップサイズを決定し、この量子化ステップ
サイズで量子化すべき情報の量子化処理を行う。これに
よって、複数のブロックについて１つの代表値として複
雑さを示す情報を選択することにより、複数のブロック
毎に周波数分布の特性に応じた量子化処理を施すことが
できる。

【００３８】上述せる第２の発明によれば、分割手段２
により量子化すべき情報を所定単位のブロック毎に分割
し、上記分割手段２からのブロック毎に分割された情報
を分類手段５により少なくとも低域成分と高域成分に分
類し、上記分類手段５からの低域成分の情報と高域成分
の情報について絶対値和取得手段６〜８、１０〜１２に
より夫々絶対値和を得、上記絶対値和取得手段６〜８、
１０〜１２からの低域成分の絶対値和情報と上記高域成
分の絶対値和情報に基いて上記所定単位のブロック内に
おける情報の複雑さを示す情報を演算手段９で得、上記
演算手段９からの複雑さを示す情報の平均値を平均値取
得手段１５で得、上記演算手段９からの複雑さを示す情
報の内の最小値を最小値検出手段１３により複数のブロ
ック分について求め、上記最小値検出手段１３からの複
雑さを示す情報と、上記平均値検出手段１５からの平均
値情報とに基いて正規化手段１６で正規化を行い、上記
正規化手段１６の出力と、基準量子化ステップサイズ情
報とに基いて参照量子化ステップサイズ情報を参照量子
化ステップサイズ情報取得手段１７、１８で得、上記参
照量子化ステップサイズ情報に基いて量子化すべき情報
の量子化ステップサイズを決定し、この量子化ステップ
サイズで量子化すべき情報の量子化処理を量子化手段１
９で行う。これによって、複数のブロックについて１つ
の代表値として複雑さを示す情報を選択することによ
り、複数のブロック毎に周波数分布の特性に応じた量子
化処理を施すことができる。

【００３９】上述せる第３の発明によれば、分割手段２
により符号化すべき情報を所定単位のブロック毎に分割
し、上記分割手段２からのブロック毎に分割された情報
を圧縮処理手段３で圧縮し、分類手段５により上記分割
手段２からのブロック毎に分割された情報を少なくとも
低域成分と高域成分に分類し、上記分類手段５からの低
域成分の情報と高域成分の情報について夫々絶対値和を
絶対値和取得手段６〜８、１０〜１２で得、上記絶対値
和取得手段６〜８、１０〜１２からの低域成分の絶対値
和情報と上記高域成分の絶対値和情報に基いて上記所定
単位のブロック内における情報の複雑さを示す情報を演
算手段９で得、上記演算手段９からの複雑さを示す情報
の平均値を平均値取得手段１５で得、上記演算手段９か
らの複雑さを示す情報の内の最小値を複数のブロック分
について最小値検出手段１３で求め、上記最小値検出手
段１３からの複雑さを示す情報と、上記平均値検出手段
１５からの平均値情報とに基いて正規化手段１６により
正規化を行い、上記正規化手段１６の出力と、基準量子
化ステップサイズ情報とに基いて参照量子化ステップサ
イズ情報を参照量子化ステップサイズ情報取得手段１
７、１８で得、上記参照量子化ステップサイズ情報に基
いて量子化すべき情報の量子化ステップサイズを決定
し、この量子化ステップサイズで量子化すべき情報の量
子化処理を量子化手段１９で行い、上記量子化手段１９
からの量子化出力に対し符号化手段２０により符号化処
理を施す。これによって、複数のブロックについて１つ
の代表値として複雑さを示す情報を選択することによ
り、複数のブロック毎に周波数分布の特性に応じた量子
化処理を施すと共に、この量子化処理を施した情報に対
して符号化処理を施すことができる。

【００４０】上述せる第４の発明によれば、分割手段２
により記録すべき情報を所定単位のブロック毎に分割
し、上記分割手段２からのブロック毎に分割された情報
を圧縮処理手段３で圧縮し、上記分割手段２からのブロ
ック毎に分割された情報について周波数分布の特性を検
出手段５、６〜８、１０〜１２で検出し、上記検出手段
５、６〜８、１０〜１２からの検出結果に基いて上記所
定単位のブロック内における情報の複雑さを示す情報を
演算手段９で得、上記演算手段９からの複雑さを示す情
報の平均値を平均値取得手段１５で得、上記演算手段９
からの複雑さを示す情報の内の最小値を複数のブロック
分について最小値検出手段１３により求め、上記最小値
検出手段１３からの複雑さを示す情報と、上記平均値検
出手段１５からの平均値情報とに基いて正規化手段１６
により正規化を行い、上記正規化手段１６の出力と、基
準量子化ステップサイズ情報とに基いて参照量子化ステ
ップサイズ情報を参照量子化ステップサイズ情報取得手
段１７、１８で得、上記参照量子化ステップサイズ情報
に基いて量子化すべき情報の量子化ステップサイズを決
定し、この量子化ステップサイズで量子化すべき情報の
量子化処理を量子化手段１９で行い、上記量子化手段１
９からの量子化出力に対し符号化手段２０で符号化を行
い、上記符号化手段２０からの符号化出力に対して記録
手段５４、５５、５６により記録処理を施した後に記録
し、上記記録媒体５７に記録された情報を再生手段５
８、５９、６０で再生し、上記再生手段５８、５９、６
０からの再生出力に対して復号化処理手段６１で復号化
処理を施し、上記復号化処理手段６１からの復号化出力
に対して再生処理手段６２により再生処理を施す。これ
によって、複数のブロックについて１つの代表値として
複雑さを示す情報を選択して複数のブロック毎に周波数
分布の特性に応じた量子化処理を施すと共に、この量子
化処理を施した情報に対して符号化処理を施すことがで
き、再生側において良好な再生情報を得ることができ
る。

【００４１】上述せる第５の発明によれば、分割手段２
により送信すべき情報を所定単位のブロック毎に分割
し、上記分割手段２からのブロック毎に分割された情報
を圧縮処理手段３により圧縮し、上記分割手段２からの
ブロック毎に分割された情報について周波数分布の特性
を検出手段５、６〜８、１０〜１２で検出し、上記検出
手段５、６〜８、１０〜１２からの検出結果に基いて上
記所定単位のブロック内における情報の複雑さを示す情
報を演算手段９で得、上記演算手段９からの複雑さを示
す情報の平均値を得る平均値取得手段１５と、上記演算
手段９からの複雑さを示す情報の内の最小値を複数のブ
ロック分について最小値検出手段１３で求め、上記最小
値検出手段１３からの複雑さを示す情報と、上記平均値
検出手段１５からの平均値情報とに基いて正規化手段１
６により正規化を行い、上記正規化手段１６の出力と、
基準量子化ステップサイズ情報とに基いて参照量子化ス
テップサイズ情報を参照量子化ステップサイズ情報取得
手段１７、１８で得、上記参照量子化ステップサイズ情
報に基いて量子化すべき情報の量子化ステップサイズを
決定し、この量子化ステップサイズで量子化すべき情報
の量子化処理を量子化手段１９で行い、上記量子化手段
からの量子化出力に対し符号化手段２０で符号化処理を
施し、送信手段７３、７４により、上記符号化手段２０
からの符号化出力に対して送信のための処理を施した後
に相手先に送信し、上記送信情報を受信手段７４、７５
で受信し、上記受信手段７４、７５からの受信出力に対
して復号化処理手段７６で符号化処理を施す。これによ
って、複数のブロックについて１つの代表値として複雑
さを示す情報を選択して複数のブロック毎に周波数分布
の特性に応じた量子化処理を施すと共に、この量子化処
理を施した情報に対して符号化処理を施すことができ、
受信側において良好な受信情報を得ることができる。

【００４２】

【実施例】以下に、図１〜図４を順次参照して本発明量
子化方法及びその装置、高能率符号化装置、記録再生装
置並びに情報伝送システムの一実施例について詳細に説
明する。

【００４３】図１は本発明量子化方法及びその装置並び
に高能率符号化装置が適用される高能率符号化装置の構
成例を示す構成図である。

【００４４】〔接続及び構成〕図１において、２は図示
しない信号源から入力端子１を介して供給されるディジ
タル映像データＶｉを１６画素×１６画素のマクロブロ
ックに分割し、更にこのマクロブロックを８画素×８画
素のサブブロックＳｂに分割するブロック化回路、３は
このブロック化回路２からのサブブロックＳｂの映像デ
ータに対し、直流成分から高次交流成分までの係数に変
換する離散コサイン変換処理を施すＤＣＴ回路３、４は
このＤＣＴ回路３からのサブブロックＳｂの係数データ
を一旦記憶するフレームメモリ、５はＤＣＴ回路３から
のサブブロックＳｂ単位の係数データを、直流係数、低
域交流係数、高域交流係数の３つの係数に分類し、低域
交流係数データＬｃと高域交流係数データＨｃだけを選
択的に出力する分類回路である。

【００４５】ここで、図２を参照して分類回路５による
係数の分類の一例について説明する。この図２には８画
素×８画素のサブブロックＳｂの各係数を概念的に示
し、黒い丸は直流係数、ドットの付された丸は低域交流
係数、白い丸は高域交流係数である。ＤＣＴ回路３によ
り、この図２に示すように８画素×８画素のサブブロッ
クＳｂ内において、直流成分から高次交流成分までの係
数データにした後に、これらの係数データを、直流係
数、低域交流係数及び高域交流係数に夫々分類する。そ
して、低域交流係数として分類された高域交流係数デー
タ及び高域交流係数として分類された高域交流係数デー
タを用いて処理を行う。このとき、直流係数として分類
された直流係数データは分類回路５の次段における処理
では用いないものとする。勿論、直流係数を低域交流係
数として分類して使用するようにしても良い。

【００４６】再び図１に戻って説明する。６は上記分類
回路５からの低域交流係数データＬｃの絶対値を得る絶
対値回路、７は絶対値回路６からの低域交流係数データ
Ｌｃの絶対値データをラッチ回路８からの１つ前の低域
交流係数データＬｃの絶対値データと加算する加算回
路、８はこの加算回路７からの加算出力をラッチするラ
ッチ回路である。このラッチ回路８の出力は１つのサブ
ブロックＳｂ内の低域交流係数データＬｃの絶対値和デ
ータＬｆとなる。

【００４７】また、１０は上記分類回路５からの高域交
流係数データＨｃの絶対値を得る絶対値回路、１１は絶
対値回路１０からの高域交流係数データＨｃの絶対値デ
ータをラッチ回路１２からの１つ前の高域交流係数デー
タＨｃの絶対値データと加算する加算回路、１２はこの
加算回路１１からの加算出力をラッチするラッチ回路で
ある。このラッチ回路１２の出力は１つのサブブロック
Ｓｂ内の高域交流係数データＨｃの絶対値和データＨｆ
となる。

【００４８】９は上記ラッチ回路８からの低域交流係数
データＬｃの絶対値和データＬｆと、上記ラッチ回路１
２からの高域交流係数データＨｃの絶対値和データＨｆ
とに基いて演算を行い、サブブロックＳｂのアクティビ
ティＡｓｂｌｋを求める演算回路である。この演算回路
９において行われる演算は、次の数６に示す式で表すこ
とができる。

【００４９】

【数６】

【００５０】尚、数６に示す式において、分数の部分
は、図６に示した波形Ｖｄ１のように輝度レベルが低く
フラットな部分を検出する部分で、括弧内の部分は図６
に示した波形Ｖｄ４のように連続する輝度レベルの高い
高域成分を検出する部分であり、更に、この括弧内にお
いて“１”を加算するのは、サブブロックＳｂのアクテ
ィビティＡｓｂｌｋが“０”とならないようにするため
である。

【００５１】１３は演算回路９からの１つのマクロブロ
ックについて供給される４つのサブブロックＳｂのアク
ティビティＡｓｂｌｋの中から最も小さい値のアクティ
ビティＡｓｂｌｋを検出し、これをそのマクロブロック
の代表値のアクティビティａｉとして出力する最小値検
出回路、１４は最小値検出回路１３からの代表値として
のアクティビティａｉを記憶するメモリ、１５は最小値
検出回路１３からの代表値としてのアクティビティａｉ
を１フレーム分蓄え、蓄えた１フレーム分のアクティビ
ティａｉの平均値Ｍａｉを得る平均化回路である。

【００５２】１６はメモリ１４からのマクロブロックの
代表値としてのアクティビティａｉと、例えばそのフレ
ームの１つ前のフレームのアクティビティの平均値Ｍａ
ｉとに基いて演算を行い、アクティビティの正規化を行
う正規化回路、１７は基準量子化ステップデータＱｒｅ
ｆが保持されているＲＯＭ、１８は上記正規化回路１６
からの正規化値データｂｉとＲＯＭ１７からの基準量子
化ステップサイズデータＱｒｅｆを乗算し、参照量子化
ステップデータＱｓｔｅｐを得る乗算回路である。

【００５３】ここで、上記正規化回路１６で行われる演
算は、上記数４に示した式で表すことができ、上記乗算
回路１８で行われる乗算は、上記数５に示した式で表す
ことができる。ここで注意しなければならないのは、式
として表せば同じであるが、本例においては、上記数４
に示した式により演算を行う前の段階で、数６に示した
式により、各サブブロックＳｂ内の係数データを低域交
流係数、高域交流係数に分類し、分類した低域交流係数
データＬｃの絶対値和データＬｆ、分類した高域交流係
数データＨｃの絶対値和データＨｆを夫々得、これら低
域交流係数データＬｃの絶対値和データＬｆと高域交流
係数データＨｃの絶対値和データＨｆに基いてサブブロ
ックＳｂのアクティビティＡｓｂｌｋを求めていること
である。

【００５４】これについては、数１〜数３に示した式
と、本例における数６に示す式を比較すれば容易に分か
るであろう。本例においては、サブブロックＳｂ内の係
数データを低域交流係数、高域交流係数に分類し、夫々
について絶対値和を得、これらの絶対値和データＬｆ及
びＨｆについて、数６に示す式で演算を行うことによ
り、図６に示した波形Ｖｄ１のように輝度レベルが低く
フラットな部分を検出し、また、図６に示した波形Ｖｄ
４のように連続する輝度レベルの高い高域成分の部分を
検出することにより、最終的に適切な参照量子化ステッ
プサイズデータＱｓｔｅｐを得ることができるのであ
る。

【００５５】また、２２は入力端子２３を介して供給さ
れる同期信号等に基いて、フレームメモリ４への読み出
し／書き込み制御信号の供給、ラッチ回路８及び１２へ
のラッチパルスの供給、メモリ１４への読み出し／書き
込み制御信号の供給、ＲＯＭ１７への読み出し制御信号
の供給を行うタイミング発生回路である。

【００５６】〔動作〕図示しない信号源からの映像デー
タＶｉは入力端子１を介してブロック化回路２に供給さ
れ、このブロック化回路２において１６画素×１６画素
のマクロブロック毎に分割され、更に８画素×８画素の
サブブロックＳｂ毎に分割される。ブロック化回路２か
らのサブブロックＳｂの映像データはＤＣＴ回路３に供
給され、このＤＣＴ回路３において直流成分から高次交
流成分までの係数データに変換された後にフレームメモ
リ４に供給され、このフレームメモリ４にタイミング発
生回路２２からの読み出し／書き込み制御信号によって
書き込まれる。

【００５７】一方、ＤＣＴ回路３からの係数データは分
類回路５に供給され、この分類回路５において低域交流
係数データＬｃ、高域交流係数データＨｃに分類された
後に、低域交流係数データＬｃは絶対値回路６に供給さ
れ、高域交流係数データＨｃは絶対値回路１０に供給さ
れる。絶対値回路６に供給された低域交流係数データＬ
ｃは絶対値データとされた後に加算回路７に供給され、
ラッチ回路８からの１つ前の低域交流係数データＬｃの
絶対値データと加算される。そして、絶対値回路６から
の絶対値データとラッチ回路８からの出力との加算処理
が繰り返されることにより、１つのサブブロックＳｂの
全ての低域交流係数データＬｃの絶対値和データＬｆが
得られる。

【００５８】また、絶対値回路１０に供給された高域交
流係数データＨｃは絶対値データとされた後に加算回路
１１に供給され、ラッチ回路１２からの１つ前の高域交
流係数データＨｃの絶対値データと加算される。そし
て、絶対値回路１０からの絶対値データとラッチ回路１
２からの出力との加算処理が繰り返されることにより、
１つのサブブロックＳｂの全ての高域交流係数データＨ
ｃの絶対値和データＨｆが得られる。

【００５９】１つのサブブロックＳｂの低域交流係数デ
ータＬｃの絶対値和データＬｆ及び高域交流係数データ
Ｈｃの絶対値和データＨｆは夫々演算回路９に供給され
る。演算回路９においては、絶対値和データＬｆ及びＨ
ｆについて、上記数６で示した演算処理が施されること
により、サブブロックＳｂのアクティビティデータＡｓ
ｂｌｋが得られる。このサブブロックＳｂのアクティビ
ティデータＡｓｂｌｋは最小値検出回路１３に供給され
る。最小値検出回路１３においては、１つのマクロブロ
ック内の４つのサブブロックＳｂの各アクティビティデ
ータＡｓｂｌｋの内で最も値の小さいアクティビティデ
ータＡｓｂｌｋが検出され、そのアクティビティデータ
Ａｓｂｌｋはそのマクロブロックのアクティビティデー
タａｉとしてメモリ１４及び平均化回路１５に供給され
る。

【００６０】平均化回路１５においては、１つのフレー
ム内の全てのマクロブロックのアクティビティａｉの平
均がとられ、その平均値データＭａｉは正規化回路１６
に供給される。正規化回路１６においては、メモリ１４
からの１つのマクロブロックのアクティビティデータａ
ｉと平均化回路１５からの１つ前のフレームの平均値デ
ータＭａｉとに基いて数４に示した式により正規化処理
が施され、正規化値データｂｉは乗算回路１８に供給さ
れる。

【００６１】乗算回路１８においては、ＲＯＭ１７から
読み出された基準量子化ステップサイズデータＱｒｅｆ
と、正規化回路１６からの正規化値データｂｉとの乗算
が行われ、これによって得られる参照量子化ステップサ
イズデータＱｓｔｅｐが量子化回路１９に供給される。

【００６２】このとき、タイミング発生回路２２からフ
レームメモリ４に読み出し／書き込み制御信号が供給さ
れ、これによって、フレームメモリ４に記憶されている
係数データが量子化回路１９に供給される。そして量子
化回路１９においては、フレームメモリ４から読み出さ
れた係数データが、乗算回路１８からの参照量子化ステ
ップサイズデータＱｓｔｅｐに基いた量子化ステップサ
イズで量子化される。この量子化回路１９からの量子化
係数データは可変長符号化回路２０に供給され、この可
変長符号化回路２０において、ランレングスやハフマン
の手法によって可変長符号化された後に出力端子２１を
介して出力される。

【００６３】〔実施例の効果〕以上のように、本例にお
いては、ＤＣＴ回路３においてサブブロックＳｂ単位で
離散コサイン変換して得られた直流成分から高次交流成
分までの係数データを、分類回路５において低域交流係
数と高域交流係数に分類し、低域交流係数データＬｃの
絶対値和データＬｆを得、高域交流係数データの絶対値
和データＨｆを得、これらの絶対値和データＬｆ及びＨ
ｆを用いて数６に示した演算を演算回路９において行う
ことにより、サブブロックＳｂのアクティビティを求
め、１つのマクロブロック内の４つのサブブロックＳｂ
の各アクティビティデータＡｓｂｌｋから最も値の小さ
いアクティビティデータＡｓｂｌｋを最小値検出回路１
３によって検出し、このアクティビティデータＡｓｂｌ
ｋをそのマクロブロックのアクティビティデータａｉと
し、平均化回路１５で得られる１つ前のフレームのアク
ティビティの平均値データとに基いて数４の式で示す演
算を行って正規化データｂｉを得、この正規化データｂ
ｉとＲＯＭ１７から読み出した基準量子化ステップサイ
ズデータＱｒｅｆとで乗算を行い、その結果を参照量子
化ステップサイズデータＱｓｔｅｐとし、この参照量子
化ステップサイズデータＱｓｔｅｐを量子化回路１９に
供給し、量子化回路１９における量子化ステップサイズ
を制御するようにしたので、結果として各マクロブロッ
ク内における周波数分布の特性を用いて量子化ステップ
サイズを制御できるようにしたので、同一の符号量で画
像の視覚特性の向上を図ることができる。視覚特性の向
上としては、例えば比較的フラットな部分でのレベルの
低い信号を細かい量子化ステップサイズで量子化して保
護して復号の画像のグラディエーションやディテールを
より元の画像に対して忠実に再現しつつ、一方で、連続
するレベルの高い高域成分部分を細かい量子化ステップ
サイズで量子化してフリッカのような画質劣化をも防止
し、復号時においてより良好な画像を得ることができる
といった絶大なる効果を得ることができる。

【００６４】次に図３及び図４を参照して、本発明量子
化方法及びその装置並びに高能率符号化装置の一実施例
をディジタルＶＴＲ（記録再生装置）や送受信システム
（情報伝送システム）に適用した一例について説明す
る。図３はディジタルＶＴＲを、図４は送受信システム
を示す。

【００６５】図３においては、図１に示した符号化回路
３０をディジタルＶＴＲの記録系に登載した例を示して
いる。

【００６６】この図３に示すディジタルＶＴＲは、記録
時においては、入力端子５１を介して供給されるアナロ
グ映像信号をＤ−Ａコンバータ５２でディジタル映像信
号に変換し、このディジタル映像信号に対し、記録信号
処理回路５３で記録のための各種信号処理を施し、この
記録信号処理回路５３の出力を図１に示した符号化回路
３０で符号化し、この符号化回路３０からの符号化出力
を記録回路５４において記録処理、例えばディジタル変
調等の処理を行い、この記録回路５４の出力を記録増幅
回路５５を介して記録ヘッド５６に供給し、この記録ヘ
ッド５６により、磁気テープ５７に傾斜トラックを形成
するように記録信号を記録する。

【００６７】再生時においては、このディジタルＶＴＲ
は、磁気テープ５７に記録されている記録信号を再生ヘ
ッド５８で再生し、その再生信号を再生増幅回路５９を
介して再生回路６０に供給し、この再生回路６０におい
て復調し、この復調出力を復号化回路６１に供給し、こ
の復号化回路６１において再生信号を復号化し、この復
号化回路６１の出力に対し再生信号処理回路６２で再生
のための各種信号処理を施してディジタル映像信号を
得、このディジタル映像信号をＡ−Ｄコンバータ６３で
アナログ映像信号に変換した後に出力端子６４を介して
テレビジョンモニタ６５に供給し、テレビジョンモニタ
６５の管面上に画像として出力する。

【００６８】ここで、上記復号化回路６１は、例えば図
５に示した復号化回路と同じ構成となり、また、上記デ
ィジタルＶＴＲとしては、ディジタル映像信号をコンポ
ーネント若しくはコンポジット記録するものでも良い。

【００６９】〔ディジタルＶＴＲに適用した場合の効
果〕以上のように、図１に示した符号化回路３０をディ
ジタルＶＴＲに登載した場合は、磁気テープ５７に記録
した記録信号を再生し、その再生信号をテレビジョンモ
ニタ６５に供給し、その管面上に画像として映出する
と、例えば比較的フラットな部分でのレベルの低い信号
の再生画像のグラディエーションやディテールをより記
録前の画像に対して忠実に再現しつつ、一方で、連続す
るレベルの高い高域成分部分の画像におけるフリッカの
ような画質劣化をも防止し、再生時においてより良好な
画像を得ることができるといった絶大なる効果を得るこ
とができる。

【００７０】図５においては、図１に示した符号化回路
３０を送信系に登載した２つの送受信機７０及び８１を
示している。送受信機７０にはテレビジョンモニタ７９
が、送受信機８１にはテレビジョンモニタ８２が夫々接
続され、これら送受信機７０及び８１間は双方向通信可
能なケーブル８０で接続されている。

【００７１】送受信機７０は、入力端子７１を介して供
給されるアナログ映像信号をＡ−Ｄコンバータ７２でデ
ィジタル映像信号に変換し、このディジタル映像信号を
符号化回路３０で符号化し、この符号化回路３０で符号
化した信号を出力回路７３出力用の信号に処理し、この
出力回路７３の出力を通信インターフェース７４及びケ
ーブル８０を介して送受信機８１に送信する。また、こ
の送受信機７０は、ケーブル８０を介して送受信機８１
から供給される送信信号を通信インターフェース７４及
び入力回路７５を介して受信し、受信信号を復号化回路
７６で復号化してディジタル映像信号を得、このディジ
タル映像信号をＤ−Ａコンバータ７７でアナログ映像信
号に変換し、このアナログ映像信号をテレビジョン信号
として出力するための出力回路７８を介してテレビジョ
ンモニタ８０に供給し、その管面に画像として出力す
る。尚、送受信機８１もこの送受信機７０と同じ構成な
ので、内部構成については同一の符号を付し、その説明
を省略する。

【００７２】ここで、上記復号化回路７６は、例えば図
５に示した復号化回路と同じ構成となる。

【００７３】〔送受信システムに適用した場合の効果〕
以上のように、図１に示した符号化回路３０を送受信シ
ステムに登載した場合は、送信した信号を受信し、その
受信信号をテレビジョンモニタ７９（若しくは８２）に
供給し、その管面上に画像として映出すると、例えば比
較的フラットな部分でのレベルの低い信号の受信画像の
グラディエーションやディテールをより送信前の画像に
対して忠実に再現しつつ、一方で、連続するレベルの高
い高域成分部分の画像におけるフリッカのような画質劣
化をも防止し、受信時においてより良好な画像を得るこ
とができるといった絶大なる効果を得ることができる。

【００７４】尚、上記実施例においては、ディジタルＶ
ＴＲや送受信システムに適用した場合について説明した
が、ディジタルスチルカメラ、ディジタルビデオディス
クプレーヤ、カラーファクシミリ、静止画像データベー
スシステム等にも利用することができることはいうまで
もない。

【００７５】

【発明の効果】上述せる第１の発明によれば、量子化す
べき情報を所定単位のブロック毎に分割し、上記ブロッ
ク毎に分割された情報について周波数分布を検出し、上
記周波数分布に基づいて、輝度レベルが低くフラットな
部分、及び、連続する輝度レベルの高い高域成分の部分
を検出し、上記フラットな部分及び連続する輝度レベル
の高い高域成分の部分の検出結果に基づいて量子化すべ
き情報の量子化ステップサイズを決定し、この量子化ス
テップサイズで量子化すべき情報の量子化処理を行うよ
うにしたので、複数のブロックについて１つの代表値と
して複雑さを示す情報を選択することにより、複数のブ
ロック毎に周波数分布の特性に応じた量子化処理を施す
ことができ、これによって、量子化による歪が目立つ部
分、例えばレベルの低い信号を有する比較的フラットな
部分は細かく量子化し、量子化による歪が目立たない部
分では粗く量子化することにより、フレーム内での符号
量を一定にして画像の視覚特性を向上させるよう量子化
を行うことができるという効果がある。

【００７６】上述せる第２の発明によれば、分割手段に
より量子化すべき情報を所定単位のブロック毎に分割
し、上記分割手段からのブロック毎に分割された情報を
分類手段により少なくとも低域成分と高域成分に分類
し、上記分類手段からの低域成分の情報と高域成分の情
報について絶対値和取得手段により夫々絶対値和を得、
上記絶対値和取得手段からの低域成分の絶対値和情報と
上記高域成分の絶対値和情報に基いて上記所定単位のブ
ロック内における情報の複雑さを示す情報を演算手段で
得、上記演算手段からの複雑さを示す情報の平均値を平
均値取得手段で得、上記演算手段からの複雑さを示す情
報の内の最小値を最小値検出手段により複数のブロック
分について求め、上記最小値検出手段からの複雑さを示
す情報と、上記平均値検出手段からの平均値情報とに基
いて正規化手段で正規化を行い、上記正規化手段の出力
と、基準量子化ステップサイズ情報とに基いて参照量子
化ステップサイズ情報を参照量子化ステップサイズ情報
取得手段で得、上記参照量子化ステップサイズ情報に基
いて量子化すべき情報の量子化ステップサイズを決定
し、この量子化ステップサイズで量子化すべき情報の量
子化処理を量子化手段で行うようにしたので、複数のブ
ロックについて１つの代表値として複雑さを示す情報を
選択することにより、複数のブロック毎に周波数分布の
特性に応じた量子化処理を施すことができ、これによっ
て、量子化による歪が目立つ部分、例えばレベルの低い
信号を有する比較的フラットな部分は細かく量子化し、
量子化による歪が目立たない部分では粗く量子化するこ
とにより、フレーム内での符号量を一定にして画像の視
覚特性を向上させるよう量子化を行うことができるとい
う効果がある。

【００７７】上述せる第３の発明によれば、分割手段に
より符号化すべき情報を所定単位のブロック毎に分割
し、上記分割手段からのブロック毎に分割された情報を
圧縮処理手段で圧縮し、分類手段により上記分割手段か
らのブロック毎に分割された情報を少なくとも低域成分
と高域成分に分類し、上記分類手段からの低域成分の情
報と高域成分の情報について夫々絶対値和を絶対値和取
得手段で得、上記絶対値和取得手段からの低域成分の絶
対値和情報と上記高域成分の絶対値和情報に基いて上記
所定単位のブロック内における情報の複雑さを示す情報
を演算手段で得、上記演算手段からの複雑さを示す情報
の平均値を平均値取得手段で得、上記演算手段からの複
雑さを示す情報の内の最小値を複数のブロック分につい
て最小値検出手段で求め、上記最小値検出手段からの複
雑さを示す情報と、上記平均値検出手段からの平均値情
報とに基いて正規化手段により正規化を行い、上記正規
化手段の出力と、基準量子化ステップサイズ情報とに基
いて参照量子化ステップサイズ情報を参照量子化ステッ
プサイズ情報取得手段で得、上記参照量子化ステップサ
イズ情報に基いて量子化すべき情報の量子化ステップサ
イズを決定し、この量子化ステップサイズで量子化すべ
き情報の量子化処理を量子化手段で行い、上記量子化手
段からの量子化出力に対し符号化手段により符号化処理
を施すようにしたので、複数のブロックについて１つの
代表値として複雑さを示す情報を選択することにより、
複数のブロック毎に周波数分布の特性に応じた量子化処
理を施すと共に、この量子化処理を施した情報に対して
符号化処理を施すことができ、これによって、量子化に
よる歪が目立つ部分、例えばレベルの低い信号を有する
比較的フラットな部分は細かく量子化し、量子化による
歪が目立たない部分では粗く量子化することにより、フ
レーム内での符号量を一定にして画像の視覚特性を向上
させるよう量子化を行うことができるという効果があ
る。

【００７８】上述せる第４の発明によれば、分割手段に
より記録すべき情報を所定単位のブロック毎に分割し、
上記分割手段からのブロック毎に分割された情報を圧縮
処理手段で圧縮し、上記分割手段からのブロック毎に分
割された情報について周波数分布の特性を検出手段で検
出し、上記検出手段からの検出結果に基いて上記所定単
位のブロック内における情報の複雑さを示す情報を演算
手段で得、上記演算手段からの複雑さを示す情報の平均
値を平均値取得手段で得、上記演算手段からの複雑さを
示す情報の内の最小値を複数のブロック分について最小
値検出手段により求め、上記最小値検出手段からの複雑
さを示す情報と、上記平均値検出手段からの平均値情報
とに基いて正規化手段により正規化を行い、上記正規化
手段の出力と、基準量子化ステップサイズ情報とに基い
て参照量子化ステップサイズ情報を参照量子化ステップ
サイズ情報取得手段で得、上記参照量子化ステップサイ
ズ情報に基いて量子化すべき情報の量子化ステップサイ
ズを決定し、この量子化ステップサイズで量子化すべき
情報の量子化処理を量子化手段で行い、上記量子化手段
からの量子化出力に対し符号化手段で符号化を行い、上
記符号化手段からの符号化出力に対して記録手段により
記録処理を施した後に記録し、上記記録媒体に記録され
た情報を再生手段で再生し、上記再生手段からの再生出
力に対して復号化処理手段で復号化処理を施し、上記復
号化処理手段からの復号化出力に対して再生処理手段に
より再生処理を施すようにしたので、複数のブロックに
ついて１つの代表値として複雑さを示す情報を選択して
複数のブロック毎に周波数分布の特性に応じた量子化処
理を施すと共に、この量子化処理を施した情報に対して
符号化処理を施すことができ、再生側において良好な再
生情報を得ることができ、これによって、同一の符号
量、即ち、記録媒体の単位面積あたりに記録できる情報
量を最小限とし、且つ、で再生画像における画像の視覚
特性の向上を図ることができるという効果がある。

【００７９】上述せる第５の発明によれば、分割手段に
より送信すべき情報を所定単位のブロック毎に分割し、
上記分割手段からのブロック毎に分割された情報を圧縮
処理手段により圧縮し、上記分割手段からのブロック毎
に分割された情報について周波数分布の特性を検出手段
で検出し、上記検出手段からの検出結果に基いて上記所
定単位のブロック内における情報の複雑さを示す情報を
演算手段で得、上記演算手段からの複雑さを示す情報の
平均値を得る平均値取得手段と、上記演算手段からの複
雑さを示す情報の内の最小値を複数のブロック分につい
て最小値検出手段で求め、上記最小値検出手段からの複
雑さを示す情報と、上記平均値検出手段からの平均値情
報とに基いて正規化手段により正規化を行い、上記正規
化手段の出力と、基準量子化ステップサイズ情報とに基
いて参照量子化ステップサイズ情報を参照量子化ステッ
プサイズ情報取得手段で得、上記参照量子化ステップサ
イズ情報に基いて量子化すべき情報の量子化ステップサ
イズを決定し、この量子化ステップサイズで量子化すべ
き情報の量子化処理を量子化手段で行い、上記量子化手
段からの量子化出力に対し符号化手段で符号化処理を施
し、送信手段により、上記符号化手段からの符号化出力
に対して送信のための処理を施した後に相手先に送信
し、上記送信情報を受信手段で受信し、上記受信手段か
らの受信出力に対して復号化処理手段で符号化処理を施
すようにしたので、複数のブロックについて１つの代表
値として複雑さを示す情報を選択して複数のブロック毎
に周波数分布の特性に応じた量子化処理を施すと共に、
この量子化処理を施した情報に対して符号化処理を施す
ことができ、受信側において良好な受信情報を得ること
ができ、これによって、同一の符号量、即ち、単位時間
あたりに送受信できる情報量を最小限にし、且つ、受信
画像における画像の視覚特性の向上を図ることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明量子化方法及びその装置並びに高能率符
号化装置の一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明量子化方法及びその装置並びに高能率符
号化装置の一実施例の説明に供するサブブロック内の直
流係数、低域交流係数及び高域交流係数の一例を示す説
明図である。

【図３】本発明記録再生装置の一実施例を示す構成図で
ある。

【図４】本発明情報伝送システムの一実施例を示す構成
図である。

【図５】従来の高能率符号化装置の一例を示す構成図で
ある。

【図６】映像信号の例を示す波形図である。

【符号の説明】

２ ブロック化回路 ３ ＤＣＴ ４ フレームメモリ ５ 分類回路 ６、１０ 絶対値回路 ７、１１ 加算回路 ８、１２ ラッチ回路 ９ 演算回路 １３ 最小値検出回路 １４ メモリ １５ 正規化回路 １６ 平均化回路 １７ 乗算回路 １８ ＲＯＭ １９ 量子化回路 ２０ 可変長符号化回路 ３０ 符号化回路 ５３ 記録信号処理回路 ５４ 記録回路 ５５ 記録増幅回路 ５６ 記録ヘッド ５７ 磁気テープ ５８ 再生ヘッド ５９ 再生増幅回路 ６０ 再生回路 ６１，７６， 復号化回路 ６２ 再生信号処理回路 ７３ 出力回路 ７４ 通信インターフェース ７５ 入力回路

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 量子化すべき情報を所定単位のブロック
   毎に分割し、 上記ブロック毎に分割された情報について周波数分布を
   検出し、上記周波数分布に基づいて、輝度レベルが低くフラット
   な部分、及び、連続する輝度レベルの高い高域成分の部
   分を検出し、 上記フラットな部分及び連続する輝度レベルの高い高域
   成分の部分の検出結果に基づいて 量子化すべき情報の量
   子化ステップサイズを決定し、 この量子化ステップサイズで量子化すべき情報の量子化
   処理を行うことを特徴とする量子化方法。
2. 【請求項２】 量子化すべき情報を所定単位のブロック
   毎に分割する分割手段と、 上記ブロック毎に分割された情報について周波数分布を
   検出する周波数分布検出手段と、 上記周波数分布に基づいて、輝度レベルが低くフラット
   な部分、及び、連続する輝度レベルの高い高域成分の部
   分を検出する高域成分検出手段と、 上記フラットな部分及び連続する輝度レベルの高い高域
   成分の部分の検出結果に基づいて量子化すべき情報の量
   子化ステップサイズを決定する量子化ステップサイズ決
   定手段と、 この量子化ステップサイズで量子化すべき情報の量子化
   処理を行う量子化手段とを備えたことを特徴とする量子
   化装置。
3. 【請求項３】 量子化すべき情報を所定単位のブロック
   毎に分割する分割手段と、 上記分割手段からのブロック毎に分割された情報を少な
   くとも低域成分と高域成分に分類する分類手段と、 上記分類手段からの低域成分の情報と高域成分の情報に
   ついて夫々絶対値和を得る絶対値和取得手段と、 上記絶対値和取得手段からの低域成分の絶対値和情報と
   上記高域成分の絶対値和情報に基づいて上記所定単位の
   ブロック内における情報の複雑さを示す情報を得る演算
   手段と、 上記演算手段からの複雑さを示す情報の平均値を得る平
   均値取得手段と、 上記演算手段からの複雑さを示す情報の内の最小値を複
   数のブロック分について求める最小値検出手段と、 上記最小値検出手段からの複雑さを示す情報と、上記平
   均値検出手段からの平均値情報とに基づいて正規化を行
   う正規化手段と、 上記正規化手段の出力と、基準量子化ステップサイズ情
   報とに基づいて参照量子化ステップサイズ情報を得る参
   照量子化ステップサイズ情報取得手段と、 上記参照量子化ステップサイズ情報に基づいて量子化す
   べき情報の量子化ステップサイズを決定し、この量子化
   ステップサイズで量子化すべき情報の量子化処理を行う
   量子化手段とを有することを特徴とする量子化装置。
4. 【請求項４】 符号化すべき情報を所定単位のブロック
   毎に分割する分割手段と、 上記分割手段からのブロック毎に分割された情報を圧縮
   する圧縮処理手段と、 上記分割手段からのブロック毎に分割された情報を少な
   くとも低域成分と高域成分に分類する分類手段と、 上記分類手段からの低域成分の情報と高域成分の情報に
   ついて夫々絶対値和を得る絶対値和取得手段と、 上記絶対値和取得手段からの低域成分の絶対値和情報と
   上記高域成分の絶対値和情報に基づいて上記所定単位の
   ブロック内における情報の複雑さを示す情報を得る演算
   手段と、 上記演算手段からの複雑さを示す情報の平均値を得る平
   均値取得手段と、 上記演算手段からの複雑さを示す情報の内の最小値を複
   数のブロック分について求める最小値検出手段と、 上記最小値検出手段からの複雑さを示す情報と、上記平
   均値検出手段からの平均値情報とに基づいて正規化を行
   う正規化手段と、 上記正規化手段の出力と、基準量子化ステップサイズ情
   報とに基づいて参照量子化ステップサイズ情報を得る参
   照量子化ステップサイズ情報取得手段と、 上記参照量子化ステップサイズ情報に基づいて量子化す
   べき情報の量子化ステップサイズを決定し、この量子化
   ステップサイズで量子化すべき情報の量子化処理を行う
   量子化手段と、 上記量子化手段からの量子化出力に対し符号化処理を施
   す符号化手段とを有することを特徴とする高能率符号化
   装置。
5. 【請求項５】 記録すべき情報を所定単位のブロック毎
   に分割する分割手段と、 上記分割手段からのブロック毎に分割された情報を圧縮
   する圧縮処理手段と、 上記分割手段からのブロック毎に分割された情報につい
   て周波数分布の特性を検出する検出手段と、 上記検出手段からの検出結果に基づいて上記所定単位の
   ブロック内における情報の複雑さを示す情報を得る演算
   手段と、 上記演算手段からの複雑さを示す情報の平均値を得る平
   均値取得手段と、 上記演算手段からの複雑さを示す情報の内の最小値を複
   数のブロック分について求める最小値検出手段と、 上記最小値検出手段からの複雑さを示す情報と、上記平
   均値検出手段からの平均値情報とに基づいて正規化を行
   う正規化手段と、 上記正規化手段の出力と、基準量子化ステップサイズ情
   報とに基づいて参照量子化ステップサイズ情報を得る参
   照量子化ステップサイズ情報取得手段と、 上記参照量子化ステップサイズ情報に基づいて量子化す
   べき情報の量子化ステップサイズを決定し、この量子化
   ステップサイズで量子化すべき情報の量子化処理を行う
   量子化手段と、 上記量子化手段からの量子化出力に対し符号化処理を施
   す符号化手段と、 上記符号化手段からの符号化出力に対して記録処理を施
   した後に記録媒体に記録する記録手段と、 上記記録媒体に記録された情報を再生する再生手段と、 上記再生手段からの再生出力に対して復号化処理を施す
   復号化処理手段と、 上記復号化処理手段からの復号化出力に対して再生処理
   を施す再生処理手段とを有することを特徴とする記録再
   生装置。
6. 【請求項６】 送信すべき情報を所定単位のブロック毎
   に分割する分割手段と、 上記分割手段からのブロック毎に分割された情報を圧縮
   する圧縮処理手段と、上記分割手段からのブロック毎に
   分割された情報について周波数分布の特性を検出する検
   出手段と、 上記検出手段からの検出結果に基づいて上記所定単位の
   ブロック内における情報の複雑さを示す情報を得る演算
   手段と、 上記演算手段からの複雑さを示す情報の平均値を得る平
   均値取得手段と、 上記演算手段からの複雑さを示す情報の内の最小値を複
   数のブロック分について求める最小値検出手段と、 上記最小値検出手段からの複雑さを示す情報と、上記平
   均値検出手段からの平均値情報とに基づいて正規化を行
   う正規化手段と、 上記正規化手段の出力と、基準量子化ステップサイズ情
   報とに基づいて参照量子化ステップサイズ情報を得る参
   照量子化ステップサイズ情報取得手段と、 上記参照量子化ステップサイズ情報に基づいて量子化す
   べき情報の量子化ステップサイズを決定し、この量子化
   ステップサイズで量子化すべき情報の量子化処理を行う
   量子化手段と、 上記量子化手段からの量子化出力に対し符号化処理を施
   す符号化手段と、 上記符号化手段からの符号化出力に対して送信のための
   処理を施した後に相手先に送信する送信手段と、 上記送信情報を受信する受信手段と、 上記受信手段からの受信出力に対して復号化処理を施す
   再生処理手段とを有することを特徴とする情報伝送シス
   テム。