JP3381391B2 - 画像圧縮符号化装置及び画像圧縮復号化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像圧縮符号化装置及び
画像圧縮復号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】先ず、図４を参照して、ビットリダクシ
ョン方式のデジタルＶＴＲの従来例を説明する。先ず、
画像圧縮符号化装置（記録系）２６を説明する。入力端
子Ｔ１よりのラスタスキャン形式の入力デジタル映像信
号がライン−ブロック変換器１に供給されて、ブロック
化デジタル画像データに変換される。このブロック化デ
ジタル画像データは、画面毎に、画面の水平方向及び垂
直方向にそれぞれ所定個数ずつ、例えば、８×８個ずつ
マトリクス状に配された画素データからなる複数のブロ
ック信号から構成される。

【０００３】ブロック化デジタル画像データは、シャフ
リング回路２に供給されて、ブロック信号を単位として
シャッフルされる。このシャッフルは、数十個程度のブ
ロック信号を画面上から平均して集めてシンクを構成す
ることを言う。シンクはブロック化画素データが磁気テ
ープ上に記録されるときの最小単位のデータブロックで
ある。このシンクの大きさ、即ち、シンクがいくつのブ
ロック信号から構成されているかは、通常再生時の画質
やサーチ時の画質等に影響を及ぼす。磁気テープ上の傷
等によってシンクの一部が再生できないときは、異なる
シンクの該当箇所の近傍のでブロック信号を用いてエラ
ー修整することができる。

【０００４】シャフリングされたブロック化デジタル画
像データは、高能率符号化器に属する直交変換器の１つ
である離散コサイン変換器（ＤＣＴ）（ここでは、２次
元離散コサイン変換器）３に供給されて、各ブロック信
号毎に空間軸情報から周波数軸情報への変換が行われ
る。このような変換が行われるのは、一般的な画像の場
合、空間軸の情報より周波数軸の情報の方が、冗長度を
抽出し易いからである。

【０００５】ＤＣＴ３よりの離散コサイン変換係数（Ｄ
ＣＴ係数）は、再量子化器４に供給されて、再量子化が
行われる。再量子化は、ＤＣＴ係数を磁気テープに記録
する際にビットレートが一定になるように調整すること
を意味し、実際には、ＤＣＴ係数を量子化ステップで除
算する。その除算の結果を量子化レベルと呼ぶ。ＤＣＴ
係数を大きな値の量子化ステップで割ると、ＤＣＴのビ
ットレートが小さくなり、逆に小さな値の量子化ステッ
プで割ると、ビットレートは大きくなる。再量子化はＤ
ＣＴ係数の情報の一部を削ることになるため、ＤＣＴ係
数を大きな値の量子化ステップで割ると、再生画質の劣
化を招来する。この量子化ステップの値は、上述のシン
ク毎に決定される。尚、ＤＣＴのビットレートは次に行
われる可変長符号化処理後のビットレートを意味する。

【０００６】量子化レベルは可変長符号化器５に供給さ
れて可変長符号化される。可変長符号化では、量子化レ
ベルにその大きさに応じた異なる符号語が割り当てられ
るが、統計的に良く現れるデータには短い符号語を割当
て、現れ難いデータに長い符号語を割り当てることによ
って、平均的な符号長を短くしている。以上が、画像圧
縮符号化装置２６の主要部の構成である。

【０００７】可変長符号化された量子化レベルは、ＶＴ
Ｒの再生系に特有な回路、即ち、誤り訂正符号付加器６
に供給されて、誤り訂正用のパリティが付加されて積符
号が構成される。このパリティ付きデータは、チャンネ
ル符号器７に供給されて、８−１０変換、ＤＣフリーの
ミラースクエア変調等の符号化が行われた後、回転磁気
ヘッド８に供給されて、傾斜トラックを形成する如く磁
気テープＴＰ上に記録される。

【０００８】次に、画像圧縮復号化装置（再生系）２７
を説明する。回転磁気ヘッド９によって再生された再生
信号は、チャンネル復号器１０に供給されて、ミラース
クエア復調、８−１０逆変換、即ち、１０−８変換等の
復号化が行われた後、誤り訂正器１１に供給されて、パ
リティを用いた誤り訂正が行われる。以上は、ＶＴＲの
再生系に特有な回路である。

【０００９】次に、画像圧縮復号化装置２７の主要部の
構成について説明する。誤り訂正器１１より得られた可
変長符号化された量子化レベルは、可変長復号化器１２
に供給されて復号化される。可変長復号化器１２よりの
量子化レベルは、逆量子化器１３に供給されて逆量子化
され、即ち、その量子化レベルに、再量子化器４におけ
る量子化ステップと同じ値の量子化ステップが乗算され
て、ＤＣＴ３よりのＤＣＴ係数と略同じ代表値が得られ
る。

【００１０】この場合、対となる再量子化及び逆量子化
の一連の処理は、ＤＣＴ係数を量子化ステップで除算
し、その商に同じ値の量子化ステップを乗算することで
あるが、ＤＣＴ係数を量子化ステップで除算する際に、
割り切れないと誤差が生じ、これがビットリダクション
における歪みとなる。

【００１１】逆量子化器１３よりの代表値は、離散コサ
イン逆変換器（ＩＤＣＴ）（ここでは２次元離散コサイ
ン逆変換器）１４に供給されて逆変換されて、周波数軸
情報から空間軸情報に変換されて、即ち、シャフリング
された再生デジタル画像データ（誤差を有する）に変換
される。このシャフリングされた再生デジタル画像デー
タは、デシャフリング回路１５に供給されてデシャフリ
ングされる。この再生ブロック化デジタル画像データ
は、ブロック−ライン変換器１６に供給されて変換され
て、ラスタスキャン形式の出力デジタル映像信号（再生
デジタル映像信号）に変換される。

【００１２】上述のビットリダクション歪みによって、
原画像と再生画像とは同じにならないが、その再生画像
の歪みは視覚上あまり問題にならないので、実際上は画
質劣化の問題は生じない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、入力デジタ
ル画像信号に、例えば、タイムコードを表すＶＩＴＣ
（Vertical Interval Time Code ：バーティカル・イン
ターバル・タイム・コード）信号、文字情報多重放送用
の文字データ列等の如きデジタルデータ列を多重化して
磁気テープ、磁気ディスク等に記録し、或いは、伝送す
るような場合には、ビットリダクション歪みによって、
再生デジタル画像信号から元のデジタルデータ列がその
まま再生されると言う保証はない。同様に、デジタルＶ
ＴＲにおいて、ユーザの必要とするデジタルデータをデ
ジタル画像信号に多重化して磁気テープ、磁気ディスク
等に記録し、それを再生する場合にも、ビットリダクシ
ョン歪みによって、その再生デジタル画像信号から元の
デジタルデータがそのまま再生されると言う保証もな
い。

【００１４】次に、図５及び図６を参照して、それぞれ
再量子化により生じた誤差が充分小さい場合及び充分大
きい場合におけるビットリダクション歪みについて説明
する。図４におけるＶＴＲの画像圧縮符合化装置２６−
画像圧縮復号化装置２７の系におけるＤＣＴ、再量子化
器、逆量子化器及びＩＤＣＴを抽出し、この順に縦続接
続された縦続回路（ＤＣＴ−ＩＤＣＴと略記する）を想
定する。

【００１５】図５及び図６において、例えば、８×８個
のそれぞれデータ長（振幅）がａビット（例えば、１０
ビット）の画素データ（ａビットの精度を有する）から
なる入力ブロック信号を、ＤＣＴに供給して離散コサイ
ン変換し、その得られた変換係数を再量子化すると、そ
れぞれデータ長がα（＞ａ）ビット（例えば、１２ビッ
ト）の要素からなる量子化レベルが得られる。尚、ｃ
は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）の処理を行うときに生
じた小数（小数部）のビットで、例えば、４ビットであ
る。この逆量子化によって得られた代表値は、量子化ス
テップに応じた誤差を含み、量子化ステップが充分小さ
いと、図５に示すようにその誤差のビットは出力信号の
小数点以下となるが、量子化ステップが充分大きいと、
図６に示すようにその誤差のビットは出力信号の小数点
以上となる。

【００１６】図６において、再量子化及び逆量子化によ
り得られた代表値の誤差はｃ＋ｈビットとなり、そのう
ちのｈビットが小数点以上のビット、ｃビットが小数点
未満のビットとなる。量子化レベルの各要素の精度はｂ
−ｈ（＝α）ビットになる。

【００１７】各要素がαビットの量子化レベルを逆量子
化し、その得られた代表値を逆量子化すると、８×８個
のそれぞれデータ長がａビット（１０ビット）の出力ブ
ロック信号が出力される。この出力ブロック信号の誤差
（歪み）ｅビットは、量子化ステップが充分小さいとき
は、図５に示す如く出力精度を保証するための小数ビッ
トｄ（＜ｃ）以下であるが、量子化ステップが充分大き
いときは、図６に示す如く出力精度を保証するための小
数ビットｄ以上と成る。

【００１８】図６において、小数点以上の誤差はｅ−ｄ
ビットとなり、８×８個のそれぞれデータ長がａビット
（１０ビット）の出力ブロック信号の精度ｇは、ａ＋ｄ
−ｅ（例えば、２）ビットと低くなってしまう。

【００１９】次に、図７を参照して、図６と同様に量子
化ステップが充分大きい場合のビットリダクション歪み
について更に説明する。この順に縦続接続されたＤＣ
Ｔ、再量子化器、逆量子化器及びＩＤＣＴの縦続回路を
２段縦続接続した縦続回路（８段の回路）を想定し、第
３段目の回路（逆量子化器）に入力量子化レベルを供給
し、第６段目の回路（再量子化器）から出力量子化レベ
ルを得ることを考える。この場合、入力量子化レベルの
各要素がαビットで精度がαビットの場合を考えると、
ＩＤＣＴ及びＤＣＴ間の精度がａビットであっても、入
力量子化レベルの各要素のビット数α及びその精度αと
同じ出力量子化レベルを得ることができる。このこと
は、１度リダクションされたデータはそれ以降ダビング
しても劣化しないという事実の証明となる。

【００２０】かかる点に鑑み、本発明は、入力デジタル
映像信号をブロック化デジタル画像信号に変換し、その
ブロック化デジタル画像信号を高能率符号化した後再量
子化して、出力量子化レベルからなる画像圧縮符号化デ
ジタル画像信号を得るようにした画像圧縮符号化装置に
おいて、入力デジタル映像信号にデジタルデータ列を多
重化しても、その出力量子化レベルからなる画像圧縮符
号化デジタル画像信号を画像圧縮復号化した後、そのデ
ジタルデータを無歪みで再現することのできるものを提
案しようとするものである。

【００２１】又、本発明は、データ伝送ブロック信号が
多重化されたデジタル映像信号が高能率符号化及び量子
化されて得られた量子化レベルからなる画像圧縮符号化
デジタル画像信号を逆量子化する逆量子化器と、その逆
量子化器よりの代表値を高能率復号化する高能率復号化
器とを有し、その高能率復号化器よりのブロック化デジ
タル画像信号を得るようにした画像圧縮復号化装置にお
いて、デジタル映像信号に多重化されたデータ伝送ブロ
ック信号に対応するデジタルデータを無歪みで再現する
ことのできるものを提案しようとするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明による画像圧縮符
号化装置は、時間軸上に順次配された離散的な画素デー
タからなる入力デジタル映像信号を供給して、画面毎
に、画面の水平方向及び垂直方向にそれぞれ所定個数
ｍ、ｎずつマトリクス状に配された画素データからなる
複数のブロック信号からなるブロック化デジタル画像信
号に変換する第１のライン−ブロック変換器１と、その
第１のライン−ブロック変換器１よりのブロック化デジ
タル画像信号を高能率符号化する高能率符号化器３と、
その高能率符号化器３よりの符号化係数を再量子化する
再量子化器４とを有し、その再量子化器４より出力量子
化レベルからなる圧縮符号化デジタル画像信号を得るよ
うにした画像圧縮符号化装置２６において、第１のビッ
ト幅のデジタルデータ列を供給して第２のビット幅のデ
ジタルデータ列に変換するデータフォーマット変換器２
１と、そのデータフォーマット変換器２１よりの第２の
ビット幅のデジタルデータ列を、水平方向及び垂直方向
にそれぞれ所定個数ｍ、ｎずつマトリクス状に配された
要素データからなるブロック信号にて構成されるブロッ
ク化デジタルデータに変換する第２のライン−ブロック
変換器２２と、その第２のライン−ブロック変換器２２
よりのブロック化デジタルデータを最大量子化ステップ
で逆量子化し、その逆量子化により得られた代表値を高
能率復号化する逆量子化−高能率復号化手段２３と、そ
の逆量子化−高能率復号化手段２３よりのデータ伝送ブ
ロック信号を、デジタル映像信号に多重化する多重化回
路２５とを有し、逆量子化−高能率復号化手段２３より
のデータ伝送ブロック信号のブロック信号の要素データ
のビット数が、ブロック化デジタル画像信号のブロック
信号の画素データのビット数を越えないように、データ
フォーマット変換器２１より出力されるデジタルデータ
列の第２のビット幅を選定したことを特徴とするもので
ある。

【００２３】本発明による画像圧縮符号化装置におい
て、逆量子化−高能率復号化手段２３はＲＯＭテーブル
で構成しうる。

【００２４】本発明による画像圧縮符号化装置におい
て、デジタルデータ列はタイムコード信号が可能であ
る。

【００２５】本発明による画像圧縮復号化装置は、デー
タ伝送ブロック信号が多重化されたデジタル映像信号が
高能率符号化及び量子化されて得られた量子化レベルか
らなる画像圧縮符号化デジタル画像信号を逆量子化する
逆量子化器１３と、その逆量子化器１３よりの代表値を
高能率復号化する高能率復号化器１４と、その高能率復
号化器１４よりのブロック化デジタル画像信号を供給し
て、データ伝送ブロック信号が多重化された、時間軸上
に順次配された離散的な画素データからなる出力デジタ
ル映像信号に変換する第１のブロック−ライン変換器１
６と、その第１のブロック−ライン変換器１６よりの出
力デジタル映像信号を供給して、データ伝送ブロック信
号を分離する分離回路２８と、その分離回路２８よりの
データ伝送ブロック信号を供給して高能率符号化し、そ
の高能率符号化によって得られた符号化係数を最大量子
化ステップで再量子化する高能率符号化−再量子化手段
３０と、その高能率符号化−再量子化手段３０よりの出
力量子化レベルであるブロック化デジタルデータ信号を
デジタルデータ列に変換する第２のブロック−ライン変
換器３１と、その第１のブロック−ライン変換器３１よ
りの第１のビット幅のデジタルデータ列を第２のビット
幅のデジタルデータ列に変換するデータフォーマット逆
変換器３２とを有することを特徴とするものである。

【００２６】本発明による画像圧縮復号化装置におい
て、高能率符号化−再量子化手段２３はＲＯＭテーブル
で構成し得る。

【００２７】本発明による画像圧縮復号化装置におい
て、データ伝送ブロック信号は、タイムコード伝送ブロ
ック信号が可能である。

【００２８】

【作用】本発明による画像圧縮符号化装置によれば、第
１のビット幅のデジタルデータ列を供給して第２のビッ
ト幅のデジタルデータ列に変換し、第２のビット幅のデ
ジタルデータ列を、水平方向及び垂直方向にそれぞれ所
定個数ｍ、ｎずつマトリクス状に配された要素データか
らなるブロック信号にて構成されるブロック化デジタル
データに変換し、そのブロック化デジタルデータを最大
量子化ステップで逆量子化し、その逆量子化により得ら
れた代表値を高能率復号化して得たデータ伝送ブロック
信号を、デジタル映像信号に多重化し、データ伝送ブロ
ック信号のブロック信号の要素データのビット数が、ブ
ロック化デジタル画像信号のブロック信号の画素データ
のビット数を越えないように、データフォーマット変換
器２１より出力されるデジタルデータ列の第２のビット
幅を選定する。

【００２９】

【実施例】実施例の説明に入る前に、先ず、図３を参照
して、量子化レベルの無歪み伝送系を考える。この伝送
系は、ＤＣＴ、再量子化器、逆量子化器及びＩＤＣＴの
縦続回路を３段縦続接続した縦続回路（１２段の回路）
を想定し、第３段目の回路である逆量子化器に入力量子
化レベルを供給し、第１０段目の回路である再量子化器
から出力量子化レベルを出力するようにし、１２段の回
路の内、前の２段、後ろの２段の回路を省略して示しも
のである。

【００３０】入力量子化レベルが供給される入力端子Ｔ
in及び出力量子化レベルの出力される出力端子Ｔout 間
に、順次、逆量子化器２３Ａ、ＩＤＣＴ２３Ｂ、ＤＣＴ
３、再量子化器４、逆量子化器３、ＩＤＣＴ１４、ＤＣ
Ｔ３０Ａ、再量子化器３０Ｂを縦続接続する。

【００３１】ここで、ＤＣＴ３及び再量子化器４は、図
４のＶＴＲの画像圧縮符号化装置２６に属し、逆量子化
器１３、ＩＤＣＴ１４は図４のＶＴＲの画像圧縮復号化
装置２７に属する。逆量子化器２３Ａ及び２３Ｂの縦続
回路は、画像圧縮符号化装置２６の入力側に付加的に接
続し、データ変換テーブル（ＲＯＭテーブル）２３にて
構成し得る。又、ＤＣＴ３０Ａ及び再量子化器３０Ｂの
縦続回路は、画像圧縮復号化装置２７の出力側に付加的
に接続し、データ変換テーブル（ＲＯＭテーブル）３０
にて構成し得る。

【００３２】この伝送回路において、初段の逆量子化器
２３Ａ及び最終段の再量子化器３０Ｂの量子化ステップ
が最大であれば、その間に位置する再量子化器４及び逆
量子化器３の量子化ステップがどんな値であっても、入
力量子化レベルと出力量子化レベルを等しくできる。な
ぜなら、初段の逆量子化器２３Ａと最終段の再量子化器
３０Ｂの量子化ステップが最大であることにより、それ
らの量子化レベルの精度は最低となるため、その間に位
置する再量子化器４及び逆量子化器３の量子化レベル
は、それ以上の精度を持つことになるからである。

【００３３】以上の考えを利用すれば、デジタルデータ
を「最大量子化ステップで逆量子化した後に、離散コサ
イン逆変換したブロックデータ」に写像して、このブロ
ック信号（ブロック化画像データ）を記録再生した後に
逆写像すれば良さそうである。このようにデジタルデー
タを伝送できるような特定のブロックデータを「データ
伝送ブロック」と呼ぶことにする。しかし、実際には、
データ伝送ブロックはいくらでもあるのではなく、例え
ば、ある組み合わせでは逆量子化及び離散コサイン逆変
換すると、１０ビットではオーバーフローする場合もあ
る。そのようなパターンを排除すれば、デジタルデータ
を伝送できる。そのようなデータの組み合わせは逆量子
化とＩＤＣＴで見つけることが可能である。

【００３４】あるデータを量子化ステップの最大値で逆
量子化し、その得られた代表値を離散コサイン逆変換し
てブロック信号を得た場合に、そのブロック信号がオー
バーフローしないものは、「データ伝送ブロック」とし
て使用可能である。もしそのような組み合わせが１ブロ
ック中に全部でｎ通りあるとすれば、log₂ｎビットの情
報を１ブロックで伝送することができる。これらの「デ
ータ伝送ブロック」とlog₂ｎビットのデータをテーブル
化すれば、ビットリダクション方式のＶＴＲでデジタル
画像データ以外のデジタルデータを伝送することができ
る。

【００３５】以下に、図１を参照して、本発明の実施例
を詳細に説明する。図１において、ＶＴＲの画像圧縮符
号化装置（記録系）２６及び画像圧縮復号化装置（再生
系）２７の構成は、それぞれ図３における回路１〜７及
び回路１０〜１６から構成されるもので、その詳細説明
は省略する。又、入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２及び回転
磁気ヘッド８、９も図３に図示されたものと同じであ
る。

【００３６】先ず、画像圧縮符号化装置２６の入力側に
設けられる回路を説明する。例えば、８ビット幅の入力
デジタルデータ列（例えば、ＶＩＴＣ信号の如きタイム
コード信号）が、入力端子Ｔ３から、切換えスイッチ２
０を通じてデータフォーマット変換器２１に供給され
て、log₂ｎビット幅、例えば、図２に示す如く、４ビッ
ト幅（ｎが１６のとき）のデジタルデータ列にフォーマ
ット変換される。この場合、データフォーマット変換器
２１の入出力の間では、ビットレートは変化せずに一定
である。デジタルデータ列が入力端子Ｔ４に入力される
デジタル映像信号に予め多重化されている場合は、その
入力デジタル映像信号をデジタルデータリーダー２３に
供給して、その多重化されている８ビット幅のデジタル
データ列を読み取らせ、その読み取られたデジタルデー
タ列は切換えスイッチ２０を通じて、データフォーマッ
ト変換器２１に供給されて、上述と同様に４ビット幅の
デジタルデータ列にフォーマット変換される。

【００３７】データフォーマット変換器２１よりの４ビ
ット幅のデジタルデータ列は、ライン−ブロック変換器
２１に供給されて、ブロック化デジタルデータに変換さ
れる。このブロック化デジタルデータは、画面の水平方
向及び垂直方向にそれぞれ所定個数ずつ、例えば、８×
８個ずつマトリクス状に配されたそれぞれ４ビットの要
素データからなる複数のブロック信号から構成される。

【００３８】このライン−ブロック変換器２２よりのブ
ロック化デジタルデータは、逆量子化器及びその次段の
離散コサイン逆変換器（ＩＤＣＴ）からなる縦続回路と
同じ機能を有するデータ変換テーブル（ＲＯＭテーブ
ル）２３にアドレス信号として供給されて、データ伝送
ブロック信号に変換される。このデータ伝送ブロック信
号は、ＩＤＣＴのうちシンク内の他のブロックの状態に
よって様々な量子化ステップで再量子化しても最終的な
量子化レベルをある精度で再現することができる。

【００３９】このデータ伝送ブロック信号は、データブ
ロックスーパーインポーズ回路２５に供給されて、入力
端子Ｔ４からの入力デジタル映像信号の適当なブランク
部分にブロックとして埋め込んだ形で多重化される。当
然このブロック信号はＤＣＴブロックになるように画面
上に多重化する必要がある。そして、データ伝送ブロッ
ク信号の多重化されたデジタル画像信号は、図４に図示
の構成と同様の構成の画像圧縮符号化装置２６に供給さ
れて、回転磁気ヘッド８によって、磁気テープＴＰに傾
斜トラックを形成する如く、画像圧縮符号化装置２６の
出力であるＶＩＴＣ信号の如きデジタルデータのデータ
伝送ブロックの多重化された被変調デジタル画像信号が
記録される。

【００４０】回転磁気ヘッド９によって磁気テープＴＰ
からＶＩＴＣ信号の如きデジタルデータの多重化された
被変調デジタル画像信号が再生され、図４に図示の構成
と同様の構成の画像圧縮復号化装置２７に供給され、そ
の出力であるデータ伝送ブロック信号の多重化されたデ
ジタル画像信号が、出力端子Ｔ２からデータ分離回路２
８に供給されて、出力デジタル画像信号と、変換された
データ伝送ブロック信号に分離される。出力デジタル画
像信号は直接に出力端子Ｔ５に出力されるか、又は、デ
ジタルスーパーインポーズ回路２９を通じて出力端子Ｔ
５に出力される。データ伝送ブロック信号は、離散コサ
イン変換器及びその次段の再量子化器の縦続回路と同じ
機能のデータ逆変換テーブル（ＲＯＭテーブル）３０に
アドレス信号として供給されて、ブロック化されたデジ
タルデータに逆変換される。

【００４１】データ逆変換テーブル（ＲＯＭテーブル）
３０よりのブロック化されたデジタルデータは、ブロッ
ク−ライン変換器３１に供給されて４ビット幅のデジタ
ルデータ列に変換される。この４ビット幅のデジタルデ
ータ列はデータフォーマット逆変換器３２に供給され
て、８ビット幅の出力デジタルデータ列に変換され、出
力端子Ｔ６にそのまま出力され、又は、その出力デジタ
ルデータ列はデジタルスーパーインポーズ回路２９に供
給されて、データ分離回路２８からの出力デジタル映像
信号に多重化されて、出力端子Ｔ５にデジタルデータの
多重化されたデジタル画像信号として出力される。

【００４２】上述の実施例の画像圧縮符号化装置２６の
回路３及びデータ変換テーブル２３の一部の機能はそれ
ぞれは離散コサイン変換回路及び離散コサイン変換に限
られるものではなく、直交変換回路等の変換符号化回
路、予測符号化回路、ベクトル量子化回路、エントロピ
ー符号化回路等の高能率符号化回路及び直交変換等の変
換符号化、予測符号化、ベクトル量子化、エントロピー
符号化等の高能率符号化であれば良く、それに応じて画
像圧縮復号化装置２７の回路１４及びデータ逆変換テー
ブル３０の一部の機能は、それぞれ直交逆変換回路等の
変換復号化回路、予測復号化回路、ベクトル逆量子化回
路、エントロピー復号化回路等の高能率復号化回路及び
直交逆変換等の変換復号化、予測復号化、ベクトル逆量
子化、エントロピー復号化等の高能率復号化を用いるこ
とになる。

【００４３】実施例の画像圧縮符号化装置によれば、時
間軸上に順次配された離散的な画素データからなる入力
デジタル映像信号を供給して、画面毎に、画面の水平方
向及び垂直方向にそれぞれ所定個数ｍ、ｎずつマトリク
ス状に配された画素データからなる複数のブロック信号
からなるブロック化デジタル画像信号に変換する第１の
ライン−ブロック変換器１と、その第１のライン−ブロ
ック変換器１よりのブロック化デジタル画像信号を高能
率符号化する高能率符号化器３と、その高能率符号化器
３よりの符号化係数を再量子化する再量子化器４とを有
し、その再量子化器４より出力量子化レベルからなる圧
縮符号化デジタル画像信号を得るようにした画像圧縮符
号化装置２６において、第１のビット幅のデジタルデー
タ列を供給して第２のビット幅のデジタルデータ列に変
換するデータフォーマット変換器２１と、そのデータフ
ォーマット変換器２１よりの第２のビット幅のデジタル
データ列を、水平方向及び垂直方向にそれぞれ所定個数
ｍ、ｎずつマトリクス状に配された要素データからなる
ブロック信号にて構成されるブロック化デジタルデータ
に変換する第２のライン−ブロック変換器２２と、その
第２のライン−ブロック変換器２２よりのブロック化デ
ジタルデータを最大量子化ステップで逆量子化し、その
逆量子化により得られた代表値を高能率復号化する逆量
子化−高能率復号化手段２３と、その逆量子化−高能率
復号化手段２３よりのデータ伝送ブロック信号を、デジ
タル映像信号に多重化する多重化回路２５とを有し、逆
量子化−高能率復号化手段２３よりのデータ伝送ブロッ
ク信号のブロック信号の要素データのビット数が、ブロ
ック化デジタル画像信号のブロック信号の画素データの
ビット数を越えないように、データフォーマット変換器
２１より出力されるデジタルデータ列の第２のビット幅
を選定したので、入力デジタル映像信号をブロック化デ
ジタル画像信号に変換し、そのブロック化デジタル画像
信号を高能率符号化した後再量子化して、出力量子化レ
ベルからなる画像圧縮符号化デジタル画像信号を得るよ
うにした画像圧縮符号化装置において、入力デジタル映
像信号にデジタルデータ列を多重化しても、その出力量
子化レベルからなる画像圧縮符号化デジタル画像信号を
画像圧縮復号化した後、そのデジタルデータを無歪みで
再現することのできるものを得ることができる。

【００４４】実施例の画像圧縮符号化装置において、逆
量子化−高能率復号化手段２３はＲＯＭテーブルで構成
しうる。

【００４５】実施例の画像圧縮符号化装置において、デ
ジタルデータ列としはタイムコード信号が可能である。

【００４６】実施例の画像圧縮復号化装置は、データ伝
送ブロック信号が多重化されたデジタル映像信号が高能
率符号化及び量子化されて得られた量子化レベルからな
る画像圧縮符号化デジタル画像信号を逆量子化する逆量
子化器１３と、その逆量子化器１３よりの代表値を高能
率復号化する高能率復号化器１４と、その高能率復号化
器１４よりのブロック化デジタル画像信号を供給して、
データ伝送ブロック信号が多重化された、時間軸上に順
次配された離散的な画素データからなる出力デジタル映
像信号に変換する第１のブロック−ライン変換器１６
と、その第１のブロック−ライン変換器１６よりの出力
デジタル映像信号を供給して、データ伝送ブロック信号
を分離する分離回路２８と、その分離回路２８よりのデ
ータ伝送ブロック信号を供給して高能率符号化し、その
高能率符号化によって得られた符号化係数を最大量子化
ステップで再量子化する高能率符号化−再量子化手段３
０と、その高能率符号化−再量子化手段３０よりの出力
量子化レベルであるブロック化デジタルデータ信号をデ
ジタルデータ列に変換する第２のブロック−ライン変換
器３１と、その第１のブロック−ライン変換器３１より
の第１のビット幅のデジタルデータ列を第２のビット幅
のデジタルデータ列に変換するデータフォーマット逆変
換器３２とを有するので、データ伝送ブロック信号が多
重化されたデジタル映像信号が高能率符号化及び量子化
されて得られた量子化レベルからなる画像圧縮符号化デ
ジタル画像信号を逆量子化する逆量子化器と、その逆量
子化器よりの代表値を高能率復号化する高能率復号化器
とを有し、その高能率復号化器よりのブロック化デジタ
ル画像信号を得るようにした画像圧縮復号化装置におい
て、デジタル映像信号に多重化されたデータ伝送ブロッ
ク信号に対応するデジタルデータを無歪みで再現するこ
とのできるものを得ることができる。

【００４７】実施例の画像圧縮復号化装置において、高
能率符号化−再量子化手段２３はＲＯＭテーブルで構成
し得る。

【００４８】実施例の画像圧縮復号化装置において、デ
ータ伝送ブロック信号は、タイムコード伝送ブロック信
号が可能である。

【００４９】

【発明の効果】本発明による画像圧縮符号化装置によれ
ば、時間軸上に順次配された離散的な画素データからな
る入力デジタル映像信号を供給して、画面毎に、画面の
水平方向及び垂直方向にそれぞれ所定個数ｍ、ｎずつマ
トリクス状に配された画素データからなる複数のブロッ
ク信号からなるブロック化デジタル画像信号に変換する
第１のライン−ブロック変換器と、その第１のライン−
ブロック変換器よりのブロック化デジタル画像信号を高
能率符号化する高能率符号化器と、その高能率符号化器
よりの符号化係数を再量子化する再量子化器とを有し、
その再量子化器より出力量子化レベルからなる圧縮符号
化デジタル画像信号を得るようにした画像圧縮符号化装
置において、第１のビット幅のデジタルデータ列を供給
して第２のビット幅のデジタルデータ列に変換するデー
タフォーマット変換器と、そのデータフォーマット変換
器よりの第２のビット幅のデジタルデータ列を、水平方
向及び垂直方向にそれぞれ所定個数ｍ、ｎずつマトリク
ス状に配された要素データからなるブロック信号にて構
成されるブロック化デジタルデータに変換する第２のラ
イン−ブロック変換器と、その第２のライン−ブロック
変換器よりのブロック化デジタルデータを最大量子化ス
テップで逆量子化し、その逆量子化により得られた代表
値を高能率復号化する逆量子化−高能率復号化手段と、
その逆量子化−高能率復号化手段よりのデータ伝送ブロ
ック信号を、デジタル映像信号に多重化する多重化回路
とを有し、逆量子化−高能率復号化手段よりのデータ伝
送ブロック信号のブロック信号の要素データのビット数
が、ブロック化デジタル画像信号のブロック信号の画素
データのビット数を越えないように、データフォーマッ
ト変換器より出力されるデジタルデータ列の第２のビッ
ト幅を選定したので、かかる点に鑑み、本発明は、入力
デジタル映像信号をブロック化デジタル画像信号に変換
し、そのブロック化デジタル画像信号を高能率符号化し
た後再量子化して、出力量子化レベルからなる画像圧縮
符号化デジタル画像信号を得るようにした画像圧縮符号
化装置において、入力デジタル映像信号にデジタルデー
タ列を多重化しても、その出力量子化レベルからなる画
像圧縮符号化デジタル画像信号を画像圧縮復号化した
後、そのデジタルデータを無歪みで再現することのでき
るものを得ることができる。

【００５０】本発明による画像圧縮復号化装置によれ
ば、データ伝送ブロック信号が多重化されたデジタル映
像信号が高能率符号化及び量子化されて得られた量子化
レベルからなる画像圧縮符号化デジタル画像信号を逆量
子化する逆量子化器と、その逆量子化器よりの代表値を
高能率復号化する高能率復号化器と、その高能率復号化
器よりのブロック化デジタル画像信号を供給して、デー
タ伝送ブロック信号が多重化された、時間軸上に順次配
された離散的な画素データからなる出力デジタル映像信
号に変換する第１のブロック−ライン変換器と、その第
１のブロック−ライン変換器よりの出力デジタル映像信
号を供給して、データ伝送ブロック信号を分離する分離
回路と、その分離回路よりのデータ伝送ブロック信号を
供給して高能率符号化し、その高能率符号化によって得
られた符号化係数を最大量子化ステップで再量子化する
高能率符号化−再量子化手段と、その高能率符号化−再
量子化手段よりの出力量子化レベルであるブロック化デ
ジタルデータ信号をデジタルデータ列に変換する第２の
ブロック−ライン変換器と、その第１のブロック−ライ
ン変換器よりの第１のビット幅のデジタルデータ列を第
２のビット幅のデジタルデータ列に変換するデータフォ
ーマット逆変換器とを有するので、データ伝送ブロック
信号が多重化されたデジタル映像信号が高能率符号化及
び量子化されて得られた量子化レベルからなる画像圧縮
符号化デジタル画像信号を逆量子化する逆量子化器と、
その逆量子化器よりの代表値を高能率復号化する高能率
復号化器とを有し、その高能率復号化器よりのブロック
化デジタル画像信号を得るようにした画像圧縮復号化装
置において、デジタル映像信号に多重化されたデータ伝
送ブロック信号に対応するデジタルデータを無歪みで再
現することのできるものを得ることができる。

【００５１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像圧縮符号化装置及び画像及び
画像圧縮復号化装置の実施例を示すブロック線図

【図２】デジタルデータ列のフォーマット変換の説明図

【図３】本発明の説明に供する量子化レベルの無歪み伝
送系を示すブロック線図

【図４】従来のビットリダクション方式のＶＴＲを示す
ブロック線図

【図５】量子化ステップが充分に小さい場合のＤＣＴ−
ＩＤＣＴと変換誤差の説明図

【図６】量子化ステップが充分に大きい場合のＤＣＴ−
ＩＤＣＴと変換誤差の説明図

【図７】ＩＤＣＴ−ＤＣＴと変換誤差の説明図

【符号の説明】

１ ライン−ブロック変換器 ２ シャフリング回路 ３ 離散コサイン変換器（ＤＣＴ） ４ 再量子化器 ５ 可変長符号化器 ６ 誤り訂正符号付加器 ７ チャンネル符号化器 ８ 回転磁気ヘッド ＴＰ 磁気テープ ９ 回転磁気ヘッド １０ チャンネル復号化器 １１ 誤り訂正器 １２ 可変長復号化器 １３ 逆量子化器 １４ 離散コサイン逆変換器（ＩＤＣＴ） １５ デシャフリング回路 １６ ブロック−ライン変換器 ２０ 切換えスイッチ ２１ データフォーマット変換器 ２２ ライン−ブロック変換器 ２３ データ変換テーブル（ＲＯＭテーブル） ２４ デジタルデータリーダー ２５ データブロックスーパーインポーズ回路 ２６ 画像圧縮符号化装置 ２７ 画像圧縮復号化装置 ２８ データ分離器 ２９ デジタルデータスーパーインポーズ回路 ３０ データ逆変換テーブル ３１ ブロック−ライン変換器 ３２ データフォーマット逆変換器

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/91 - 5/956 H04N 7/24,7/30 G06T 9/00 H04M 7/30

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時間軸上に順次配された離散的な画素デ
   ータからなる入力デジタル映像信号を供給して、画面毎
   に、画面の水平方向及び垂直方向にそれぞれ所定個数
   ｍ、ｎずつマトリクス状に配された画素データからなる
   複数のブロック信号からなるブロック化デジタル画像信
   号に変換する第１のライン−ブロック変換器と、 該第１のライン−ブロック変換器よりのブロック化デジ
   タル画像信号を高能率符号化する高能率符号化器と、 該高能率符号化器よりの符号化係数を再量子化する再量
   子化器とを有し、 該再量子化器より出力量子化レベルからなる圧縮符号化
   デジタル画像信号を得るようにした画像圧縮符号化装置
   において、 第１のビット幅のデジタルデータ列を供給して第２のビ
   ット幅のデジタルデータ列に変換するデータフォーマッ
   ト変換器と、 該データフォーマット変換器よりの第２のビット幅のデ
   ジタルデータ列を、水平方向及び垂直方向にそれぞれ所
   定個数ｍ、ｎずつマトリクス状に配された要素データか
   らなるブロック信号にて構成されるブロック化デジタル
   データに変換する第２のライン−ブロック変換器と、 該第２のライン−ブロック変換器よりのブロック化デジ
   タルデータを最大量子化ステップで逆量子化し、該逆量
   子化により得られた代表値を高能率復号化する逆量子化
   −高能率復号化手段と、 該逆量子化−高能率復号化手段よりのデータ伝送ブロッ
   ク信号を、上記デジタル映像信号に多重化する多重化回
   路とを有し、 上記逆量子化−高能率復号化手段よりのデータ伝送ブロ
   ック信号のブロック信号の要素データのビット数が、上
   記ブロック化デジタル画像信号のブロック信号の画素デ
   ータのビット数を越えないように、上記データフォーマ
   ット変換器より出力されるデジタルデータ列の第２のビ
   ット幅を選定したことを特徴とする画像圧縮符号化装
   置。
2. 【請求項２】 上記請求項１記載の画像圧縮符号化装置
   において、 上記逆量子化−高能率復号化手段はＲＯＭテーブルで構
   成されてなることを特徴とする画像圧縮符号化装置。
3. 【請求項３】 上記請求項１又は２に記載の画像圧縮符
   号化装置において、 上記デジタルデータ列はタイムコード信号であることを
   特徴とする画像圧縮符号化装置。
4. 【請求項４】 データ伝送ブロック信号が多重化された
   デジタル映像信号が高能率符号化及び量子化されて得ら
   れた量子化レベルからなる画像圧縮符号化デジタル画像
   信号を逆量子化する逆量子化器と、 該逆量子化器よりの代表値を高能率復号化する高能率復
   号化器と、 該高能率復号化器よりのブロック化デジタル画像信号を
   供給して、上記データ伝送ブロック信号が多重化され
   た、時間軸上に順次配された離散的な画素データからな
   る出力デジタル映像信号に変換する第１のブロック−ラ
   イン変換器と、該第１のブロック−ライン変換器よりの
   出力デジタル映像信号を供給して、上記データ伝送ブロ
   ック信号を分離する分離回路と、 該分離回路よりの上記データ伝送ブロック信号を供給し
   て高能率符号化し、該高能率符号化によって得られた符
   号化係数を最大量子化ステップで再量子化する高能率符
   号化−再量子化手段と、 該高能率符号化−再量子化手段よりの出力量子化レベル
   であるブロック化デジタルデータ信号をデジタルデータ
   列に変換する第２のブロック−ライン変換器と、 該第１のブロック−ライン変換器よりの上記第１のビッ
   ト幅のデジタルデータ列を第２のビット幅のデジタルデ
   ータ列に変換するデータフォーマット逆変換器とを有す
   ることを特徴とする画像圧縮復号化装置。
5. 【請求項５】 上記請求項４に記載の画像圧縮復号化装
   置において、 上記高能率符号化−再量子化手段はＲＯＭテーブルで構
   成されてなることを特徴とする画像圧縮復号化装置。
6. 【請求項６】 上記請求項４又は５に記載の画像圧縮復
   号化装置において、 上記データ伝送ブロック信号は、タイムコード伝送ブロ
   ック信号であることを特徴とする画像圧縮復号化装置。