JP3487999B2 - 映像信号再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号再生装置
に関し、特にデジタルビデオデスク（ＤＶＤ）やビデオ
ＣＤ(Compact disc)などの記録媒体にデータ圧縮されて
記録されたデジタル映像信号から高品質な画像を再生す
る映像信号再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、デジタルビデオデスクなどの記録
容量が限られた記録媒体に映像信号を記録する場合、原
映像信号に対してデータ圧縮処理を施して符号化するこ
とにより、データ量を縮小して記録している。このよう
にデータ圧縮処理を施すことにより、記録容量が限られ
た記録媒体により多くの画像情報を記録することが可能
となっている。ここで、データ圧縮の方法は、圧縮され
たデータから原映像信号を完全に復元することができる
可逆符号化による方法と、復元された映像信号にある程
度の不完全性を許容した非可逆符号化による方法とに大
別される。このうち非可逆符号化は、可逆符号化に比較
して高いデータ圧縮率を得ることができることから、一
般に非可逆符号化を用いて映像信号のデータ圧縮が行わ
れている。

【０００３】非可逆符号化の代表的なものとしてＤＣＴ
(Discrete Cosine Transform)処理と量子化処理を組み
合わせたものが知られている。この量子化処理では、映
像信号をＤＣＴ処理して得られる係数信号のうち、特定
の周波数成分に対応する係数信号を減衰させてデータ規
模を縮小し、データを圧縮する。この方法によれば、高
いデータ圧縮率を得ることができる反面、上述したよう
にデータ圧縮処理の際に原映像信号の特定の周波数成分
を減衰させるものとなっているため、再生された映像信
号は、特定の周波数成分が不足したものとなる。このよ
うに、一般に非可逆符号化による方法は、データ圧縮率
を高くするほど映像信号の復元性が低下するという問題
を本質的に有しており、復元性が低下した映像信号を再
生して得られる画像の品質は低下することとなる。

【０００４】そこで、この問題解決のために、つぎの特
許公報に開示された装置が知られている。 （１）特開平５−１２２６７７号公報に開示された装置 この装置は、テレビジョン信号の符号化装置であって、
視覚的には目立たない斜め方向の周波数成分については
粗い符号化を行い、視覚的に重要な水平方向および垂直
方向の周波数成分については細かい符号化を行うことに
より、符号化の効率を上げるとともに再生画像の実効的
な品質の向上を図る。

【０００５】（２）特開平６−６７４８号公報に開示さ
れた装置 この装置は、静止画像データを符号化する符号化装置で
あって、視感上ノイズの多い周波数帯域の信号を量子化
するための量子化テーブルと、視感上ノイズが気になら
ない周波数帯域の信号を量子化するための量子化テーブ
ルとを備えて符号化することにより、再生画像の実効的
な品質の向上を図る。

【０００６】（３）特開平６−６２３９４号公報に開示
された装置 この装置は、圧縮データを伝送するための符号化装置で
あって、量子化ステップの大きさに基づいて映像信号を
フィルタリングして、人間の視覚に敏感な低周波成分の
符号化を精密に行うことにより、再生画像の実効的な品
質の向上を図る。

【０００７】（４）特開平７−７５１０７号公報に開示
された装置 この装置は、圧縮データを伝送／受信するための符号化
／復号化装置であって、ブロック単位で量子化された映
像信号を再生する際に斜線部に生じるアーティファクト
（階段状の段差）を防止するものであり、ＤＣＴ／逆Ｄ
ＣＴ変換部を設けるとともに動きベクトル補償部を設け
ることにより、再生画像の品質の向上を図る。

【０００８】上述した従来の装置は、人間の視覚は高域
周波数成分に比較的鈍感であるという視覚心理特性に着
目したものであり、原映像信号が有する高域周波数成分
を減衰させてデータ圧縮率を高めることを基本原理とし
ている。このように、従来の装置は、高域周波数成分の
再現性を犠牲にすることで、視覚上、再生画像の品質の
低下を抑えて、データ圧縮率が高く記録された信号から
画像を再生するものとなっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の装置によれば、データ圧縮処理により高域周波数成分
が不足した映像が長時間連続した場合、または高域周波
数成分が過度に欠乏した場合、その再生画像は、前述し
た人間の視覚心理特性を越えて、不自然なものになると
いう問題があった。本発明は、このような問題に鑑みて
なされたものであり、非可逆符号化によりデータ圧縮さ
れた信号を再生して得られる再生画像において、高域周
波数成分が不足することなく、視覚上、自然な再生画像
を得ることのできる映像信号再生装置を提供することを
課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決達成するため、以下の構成を有する。本発明にかかる
映像信号再生装置は、原映像信号に対して変換符号化処
理および量子化処理を施して空間周波数の高域周波数成
分を減衰させてデータ圧縮することにより得られた被量
子化信号を、該被量子化信号が前記データ圧縮の圧縮率
に応じた転送レートで記録された所定の記録媒体から読
み取って、前記記録媒体から映像信号を再生する映像信
号再生装置であって、前記記録媒体から前記被量子化信
号および前記転送レートを読み取る信号読取手段と、前
記信号読取手段により読み取られた前記転送レートが可
変範囲内に設定された所定の閾値を超え、且つ前記信号
読取手段により読み取られた前記被量子化信号の高域周
波数成分が減衰している場合に、その信号領域を減衰し
た前記被量子化信号の信号領域として検出する減衰領域
検出手段と、標準の第１の逆量子化テーブルおよび前記
高域周波数成分を強調する第２の逆量子化テーブルを有
して、前記減衰領域検出手段により検出された前記被量
子化信号の信号領域に対して前記第２の逆量子化テーブ
ルを適用して逆量子化する逆量子化手段と、を備えて、
前記被量子化信号を前記映像信号に復号するように構成
されている。

【００１１】本発明にかかる映像信号再生装置は、原映
像信号に対して変換符号化処理および量子化処理を施し
て空間周波数の高域周波数成分を減衰させてデータ圧縮
することにより得られた被量子化信号を、該被量子化信
号が前記データ圧縮の圧縮率に応じた転送レートで記録
された所定の記録媒体から読み取って、前記記録媒体か
ら映像信号を再生する映像信号再生装置であって、前記
記録媒体から前記被量子化信号および前記転送レートを
読み取る信号読取手段と、前記信号読取手段により読み
取られた前記転送レートが可変範囲内に設定された所定
の閾値を超え、且つ前記信号読取手段により読み取られ
た前記被量子化信号の高域周波数成分が減衰している場
合に、その信号領域を減衰した前記被量子化信号の信号
領域として検出し、該信号領域の前記被量子化信号に位
相が整合した前記高域周波数成分を有する補償信号を生
成する補償信号生成手段と、前記信号読取手段により読
み取られた前記被量子化信号と前記補償信号とを加算処
理する加算手段と、標準の逆量子化テーブルを適用して
前記加算手段の加算処理結果を逆量子化する逆量子化手
段と、を備えて、前記被量子化信号を前記映像信号に復
号するように構成されている。

【００１２】本発明にかかる映像信号再生装置は、原映
像信号に対して変換符号化処理および量子化処理を施し
て空間周波数の高域定周波数成分を減衰させてデータ圧
縮することにより得られた被量子化信号を、該被量子化
信号が前記データ圧縮の圧縮率に応じた転送レートで記
録された所定の記録媒体から読み取って、前記記録媒体
から映像信号を再生する映像信号再生装置であって、前
記記録媒体から前記被量子化信号および前記転送レート
を読み取る信号読取手段と、前記信号読取手段により読
み取られた前記被量子化信号を復号してプリ映像信号と
して出力する復号手段と、前記信号読取手段により読み
取られた前記転送レートが可変範囲内に設定された所定
の閾値を超え、且つ前記復号手段を出力したプリ映像信
号の高域周波数成分が減衰している場合に、その信号領
域を前記高域周波数成分が減衰した前記プリ映像信号の
信号領域として検出し、該プリ映像信号の信号領域を強
調して調整信号として出力する調整信号生成手段と、前
記プリ映像信号と前記調整信号とを加算処理して前記映
像信号を生成する加算手段と、を備えて、前記被量子化
信号を前記映像信号に復号するように構成されている。

【００１３】本発明にかかる映像信号再生装置は、前記
映像信号再生装置の調整信号生成手段が、プリ映像信号
の前記高域周波数成分を通過させるフィルタ手段と、前
記信号読取手段により読み取られた前記転送レートが可
変範囲内に設定された所定の閾値を超え、且つ前記信フ
ィルタ手段を通過した前記プリ映像信号が減衰している
場合に、その信号領域を前記高域周波数成分が減衰した
前記プリ映像信号の信号領域として検知する減衰領域検
知手段と、前記減衰領域検知手段の検知の結果に基づき
前記高域周波数成分が減衰した前記プリ映像信号の前記
信号領域を増幅して調整信号として出力する信号増幅手
段と、を備えて構成されている。

【００１４】本発明にかかる映像信号再生装置によれ
ば、信号読取手段は記録媒体から被量子化信号および転
送レートを読み取る。減衰領域検出手段は、信号読取手
段から被量子化信号および転送レートを入力し、これら
被量子化信号および転送レートから、転送レートが所定
の閾値を超える程高く且つ高域周波数成分が減衰した被
量子化信号の信号領域を検出する。逆量子化手段は、前
記検出結果に基づいて、前記信号領域以外の被量子化信
号の信号領域に対しては標準の第１の逆量子化テーブル
を適用して逆量子化を行い、また前記信号領域に対して
は高域周波数成分を強調するように構成された第２の逆
量子化テーブルを適用して逆量子化を行って、被量子化
信号を映像信号に復号する。

【００１５】本発明にかかる映像信号再生装置によれ
ば、信号読取手段は記録媒体から被量子化信号および転
送レートを読み取る。補償信号生成手段は、信号読取手
段から被量子化信号および転送レートを入力し、これら
被量子化信号および転送レートから、転送レートが所定
の閾値を超える程高く且つ高域周波数成分が減衰した被
量子化信号に整合した前記高域周波数成分からなる補償
信号を生成する。加算手段は、信号読取手段から入力す
る被量子化信号に対して補償信号生成手段から入力する
補償信号を加算処理して逆量子化手段に与える。逆量子
化手段は、加算手段の出力を標準の逆量子化テーブルを
適用して逆量子化を行って、被量子化信号を映像信号に
復号する。

【００１６】本発明にかかる映像信号再生装置によれ
ば、信号読取手段は記録媒体から被量子化信号および転
送レートを読み取る。復号手段は、信号読取手段から入
力した被量子化信号を復号化してプリ映像信号を生成す
る。一方、調整信号生成手段は、前記プリ映像信号およ
び信号読取手段から入力した転送レートから、転送レー
トが所定の閾値を超える程高く且つ高域周波数成分が減
衰したプリ映像信号の信号領域を認識し、この信号領域
を強調して調整信号として出力する。加算手段は、復号
手段から入力したプリ映像信号に対して前記調整信号を
加算処理して映像信号を生成し、被量子化信号を映像信
号に復号する。

【００１７】本発明にかかる映像信号再生装置によれ
ば、フィルタ手段は、復号部から出力されるプリ映像信
号の周波数成分のうち、高域周波数成分のみを通過させ
て減衰領域検知手段に与える。減衰領域検知手段は、前
記フィルタ手段から入力する信号強度および信号読取手
段から入力する転送レートから、転送レートが所定の閾
値を超える程高く且つ高域周波数成分が減衰したプリ映
像信号の信号領域を検知する。信号増幅手段は、前記検
知の結果に基づきプリ映像信号の前記信号領域を増幅処
理し、高域調整信号として出力する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明するに
あたって、まず最初に本発明の着目点について述べるこ
ととする。一般に、一連のデータ圧縮処理を施して原映
像信号を圧縮データに変換して記録媒体に記録する場
合、原映像信号の水平空間周波数および垂直空間周波数
を座標軸とする２次元座標系、またはこれに時間軸を加
えた３次元座標系に分布する空間周波数の高域成分が多
いほどデータ圧縮率は低下する傾向がある。換言すれ
ば、精細で且つ動きの速い映像ほど、データ圧縮しづら
くなる。このため、高域周波数成分を多く含む映像信号
を記録媒体に記録する場合、データ圧縮処理を施したと
しても、データの記録容量に一定の制限を有する記録媒
体への記録時間（録画時間）が短くなる。

【００１９】この対策の一つとして、圧縮データの転送
レートを可変調整して記録媒体に記録する、いわゆる可
変転送レート法がある。この可変転送レート法は、デー
タ圧縮率が高い場合、すなわち圧縮処理前のデータ量に
対して圧縮処理によるデータの減少分が多い場合には、
データの転送レートを低く設定し、逆にデータ圧縮率が
低い場合、すなわち圧縮処理前のデータ量に対して圧縮
処理によるデータの減少分が少ない場合には、転送レー
トを高く設定してデータ圧縮率に応じて転送レートを所
定の可変範囲内で可変調整することにより、圧縮データ
の記録時間を延ばすものである。一般に、圧縮データを
記録媒体に記録する場合にはこの方法が用いられてお
り、この方法を用いて記録媒体に記録された信号は転送
レートの情報をパイロット信号的に含んだものとなって
いる。

【００２０】しかしながら、精細で且つ動きの速い映像
が長時間にわたって連続する映像信号をデータ圧縮して
記録する場合、可変転送レート法を用いても記録時間が
不足する事態が有り得る。そこで、このような場合に
は、データ圧縮処理において、前述したように、人間の
視覚に比較的鈍感な高域周波数成分を減衰させることに
よりデータ量を削減して符号化する手法、すなわち非可
逆符号化が併せてとられる。したがって、記録媒体に記
録された映像信号が非可逆符号化によりデータ圧縮さ
れ、さらに可変転送レート法を用いて記録されたもので
ある場合、転送レートが高く記録された信号領域は、少
なくともデータ圧縮処理前においては高域周波数成分が
存在した領域であり、さらにこの信号領域のうち高域周
波数成分が著しく少ない信号領域は、データ圧縮処理の
際に高域周波数成分が意図的に減衰された領域と推測す
ることができる。

【００２１】本発明は、この点に着目したものであり、
記録媒体に記録された信号の転送レートと高域周波数成
分に基づいてデータ圧縮処理の際に高域周波数成分が減
衰された信号領域を認識し、この領域の高域周波数成分
を強調、補間または増幅して回復するものである。

【００２２】（第１の実施形態） 以下、第１の実施形態にかかる映像信号再生装置につい
て、図１、図４および図５を参照しながら説明する。こ
こで、図１は、本実施の形態にかかる映像信号再生装置
の構成を表すブロック図である。また図４は、記録媒体
に記録された信号（以下、記録信号と記す）の空間周波
数の分布図であり、垂直空間周波数と水平空間周波数と
を座標軸とする２次元平面に表現したものである。さら
に、図５は、図４に示す記録信号の各空間周波数成分に
対する逆量子化テーブル値（α₁₁〜α₈₈）を表す逆量子
化テーブルであり、各空間周波数成分に対応して配列し
たものである。

【００２３】図１に示す本実施形態にかかる映像信号再
生装置は、図示しない記録媒体に記録された記録信号Ｄ
を読み取って、後述する被量子化信号Ｓおよび転送レー
ト情報信号Ｒを生成する信号読取手段としての再生中間
処理部１と、後述する減衰信号検出部２の検出結果に基
づいて被量子化信号Ｓから映像信号Ｐを復号する復号部
１００と、被量子化信号Ｓおよび転送レート情報信号Ｒ
に基づいて高域周波数成分が減衰された被量子化信号Ｓ
の信号領域を検出する信号検出手段としての減衰信号検
出部２とから構成されている。

【００２４】また、復号部１００は、被量子化信号Ｓを
逆量子化して各空間周波数成分に対応した係数信号に変
換する逆量子化手段としての逆量子化部３と、逆量子化
部３により逆量子化して得られた係数信号を逆ＤＣＴ処
理して画素信号に変換する逆ＤＣＴ部４と、逆ＤＣＴ部
４により逆ＤＣＴ処理して得られた画素信号を予測復号
化処理して映像信号Ｐを生成する予測復号化部５とから
構成されている。

【００２５】以下、このように構成された本実施形態に
かかる映像信号再生装置を用いて記録媒体に記録された
記録信号Ｄから映像信号Ｐを復号する動作について詳細
に説明する。ここで、説明の前提として、記録信号Ｄ
は、図示しない記録装置により、原映像信号を予測符号
化処理、ＤＣＴ処理、量子化処理からなる一連のデータ
圧縮処理が施されて、可変転送レート法により記録され
た信号であるものとする。

【００２６】まず、図１において、再生中間処理部１
は、図示しないセンサにより記録媒体からピックアップ
された記録信号Ｄに対し信号増幅などの所定の中間処理
を施して、被量子化信号Ｓおよび転送レート情報信号Ｒ
を分離生成する。ここで、この被量子化信号Ｓは、たと
えば、図４の斜線領域に示すような空間周波数分布を有
し、また転送レート情報信号Ｒは、データ圧縮された映
像信号を記録媒体に記録する際の転送レートを情報とし
て有する信号である。

【００２７】つぎに、復号部１００を構成する逆量子化
部３は、再生中間処理部１から被量子化信号Ｓを入力し
て、図５に示す逆量子化テーブル値α₁₁〜α₈₈からなる
逆量子化テーブルに基づいて被量子化信号Ｓを各周波数
成分毎に逆量子化する。一方、減衰信号検出部２は、再
生中間処理部１から転送レート情報信号Ｒおよび被量子
化信号Ｓを入力して、時々刻々と変化する被量子化信号
Ｓの転送レートと、被量子化信号Ｓの高域周波数成分と
を対応づけて随時モニタする。

【００２８】この減衰信号検出部２によるモニタにおい
て、転送レートが可変範囲内であって、被量子化信号Ｓ
の高域周波数成分が著しく減衰していなければ、減衰信
号検出部２は、データ圧縮処理における高域周波数成分
の減衰が視覚上不自然とならない範囲内のものであると
判断し、この判断結果を反映した検出信号Ｊを逆量子化
部３に出力する。この検出信号Ｊを入力した逆量子化部
３は、逆量子化テーブル値α₁₁〜α₈₈として標準値を有
する第１の逆量子化テーブルとしての標準逆量子化テー
ブルを適用して被量子化信号Ｓの各周波数成分を逆量子
化する。

【００２９】また、減衰信号検出部２によるモニタにお
いて、転送レートが可変範囲内に設定された所定の閾値
を超え、且つ図４の斜線の領域に示す高域周波数成分が
著しく減衰していると認める場合には、減衰信号検出部
２は、この高域周波数成分が著しく減衰した信号領域を
データ圧縮の際に高域周波数成分が大幅に減衰された信
号領域として検出し、視覚上再生画像が不自然なものに
なると判断する。そして、減衰信号検出部２は、この判
断結果を反映した検出信号Ｊを逆量子化部３に与える。

【００３０】この場合の判断結果が反映された検出信号
Ｊを入力した逆量子化部３は、逆量子化テーブルを高域
周波数成分が強調される内容のものに変更する。すなわ
ち、逆量子化部３は、図５に示す逆量子化テーブル値α
₁₁〜α₈₈のうち、斜線の領域にある逆量子化テーブル値
が小さい逆量子化テーブルを選択し、この選択された逆
量子化テーブルを適用して被量子化信号Ｓを逆量子化す
る。この結果、図５の斜線の領域で示す逆量子化テーブ
ル値を用いて変換された被量子化信号Ｓの高域周波数成
分が強調されて係数信号が生成され、データ圧縮処理の
際に減衰された高域周波数成分が回復する。

【００３１】そして、逆ＤＣＴ部３は、高域周波数成分
を回復した係数信号を入力して、記録時のＤＣＴ処理と
は逆の処理である逆ＤＣＴ処理を施して画素信号に変換
する。さらに予測復号化部４は、この画素信号に対して
記録時の予測符号化処理とは逆の処理である予測復号化
処理を施して輝度／色差信号からなる映像信号Ｐを生成
して、一連の復号動作が完結する。

【００３２】以上、説明したように、第１の実施形態に
かかる映像信号再生装置は、転送レート情報信号Ｒおよ
び被量子化信号Ｓに基づいて高域周波数成分が減衰され
た被量子化信号Ｓの信号領域に対して、高域成分が強調
される逆量子化テーブルを選択的に適用して逆量子化す
ることにより、データ圧縮処理の際に減衰された高域周
波数成分の回復を図るものである。

【００３３】（第２の実施形態） 以下、第２の実施形態にかかる映像信号再生装置につい
て、図２、図４および図６を参照して説明する。ここ
で、図２は、本実施形態にかかる映像信号再生装置の構
成を表すブロック図であり、また、図６は、本実施形態
にかかる映像信号再生装置により改善された空間周波数
成分の分布図である。

【００３４】図２に示す本実施形態にかかる映像信号再
生装置と、図１に示した第１の実施形態にかかる映像信
号再生装置との構成上の相違点は、図２に示す減衰信号
検出部２に代えて、被量子化信号Ｓおよび転送レート情
報信号Ｒに基づいて補償信号としての高域補償信号Ｃを
生成する補償信号生成手段としての補償信号生成部６を
備えた点と、復号部１００の前段に、補償信号生成部６
から出力される高域補償信号Ｃと再生中間処理部１から
出力される被量子化信号Ｓとを加算処理して復号部１０
０に与える加算手段としての加算部７とを備えた点であ
る。なお、図１に示した映像信号再生装置の構成要素と
同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

【００３５】以下、このように構成された本実施形態に
かかる映像信号再生装置を用いて記録信号を再生する動
作について、前述した第１の実施形態にかかる映像信号
再生装置の動作と異なる部分を中心に説明する。前述し
た第１の実施形態にかかる映像信号再生装置は、逆量子
化部３の逆量子化テーブルを変更することにより、高域
周波数成分の回復を図るものであるのに対し、図２に示
す本実施形態の映像信号再生装置は、被量子化信号Ｓお
よび転送レート情報信号Ｒに基づいて補償信号生成部６
が生成する高域周波数成分を被量子化信号Ｓに加算処理
することにより、データ圧縮時に減衰された高域周波数
成分の回復を図るものである。

【００３６】以下、詳細に動作を説明する。まず、補償
信号生成部６は、再生中間処理部１から転送レート情報
信号Ｒと被量子化信号Ｓとを入力して、時々刻々と変化
する被量子化信号Ｓの転送レートと被量子化信号Ｓの高
域周波数成分とを対応づけて随時モニタする。この補償
信号生成部６によるモニタにおいて、転送レートがその
可変範囲内であって、被量子化信号Ｓの高域周波数成分
が著しく減衰していなければ、補償信号生成部６は、デ
ータ圧縮処理における高域周波数成分の減衰が視覚上不
自然とならない範囲内のものであると判断し、この判断
結果を反映した高域補償信号Ｃを出力する。すなわち、
この場合、補償信号生成部６が出力する高域補償信号は
ＤＣレベルを保ち、これを加算部７に与える。この結
果、図４に示す被量子化信号Ｓの空間周波数分布は影響
を受けることなく、復号部１００に与えられる。

【００３７】また、補償信号生成部６によるモニタにお
いて、転送レートがその可変範囲内に設定された所定の
閾値を超え、且つ図４の斜線の領域に示す高域周波数成
分が著しく減衰していると認める場合には、補償信号生
成部６は、この高域周波数成分が著しく減衰した信号領
域をデータ圧縮の際に高域周波数成分が大幅に減衰され
た信号領域として検出し、視覚上再生画像が不自然なも
のになると判断する。そして、補償信号生成部６は、こ
の判断結果を反映した高域補償信号Ｃを加算器７に与え
る。すなわち、補償信号生成部６は、被量子化信号Ｓか
ら高域周波数成分が減衰された信号領域の信号と位相が
整合した高域周波数成分を有する高域補償信号Ｃを生成
して加算器７に出力する。

【００３８】つぎに、この高域補償信号Ｃを入力した加
算部７は、被量子化信号Ｓと高域補償信号Ｃとを加算処
理して、高域周波数が減衰された被量子化信号Ｓの信号
領域と位相が整合した周波数成分を有する高域補償信号
Ｃを被量子化信号Ｓに重畳する。この結果、図６の斜線
の周波数領域で示すように、被量子化信号Ｓは、水平空
間周波数および垂直空間周波数の高域周波数領域が補間
されて、高域周波数成分を回復する。

【００３９】そして、復号部１００は、加算部７から高
域周波数成分が回復された被量子化信号Ｓを入力して、
所定の復号化処理を行う。すなわち、逆量子化部３は、
加算部７から入力する信号に対して標準の逆量子化テー
ブル値を有する逆量子化テーブルを適用して逆量子化処
理を施し、係数信号を生成する。逆ＤＣＴ部４は、この
係数信号に対して逆ＤＣＴ処理を施し、画素信号に変換
する。さらに予測復号化部５は、この画素信号に対して
予測復号化処理を施し、輝度／色差信号からなる映像信
号Ｐを生成する。

【００４０】以上、説明したように、第２の実施形態に
かかる映像信号再生装置は、転送レート情報信号Ｒおよ
び被量子化信号Ｓに基づいて、被量子化信号Ｓに整合し
た高域周波数成分からなる高域補償信号Ｃを生成し、こ
れを被量子化信号Ｓに加算して重畳することにより、デ
ータ圧縮により減衰された被量子化信号Ｓの高域周波数
成分の回復を図るものである。

【００４１】（第３の実施形態） 以下、第３の実施形態にかかる映像信号再生装置につい
て、図３および図７〜図９を参照しながら説明する。こ
こで、図３は、本実施形態にかかる映像信号再生装置の
構成を表すブロック図であり、また、図７は、本実施形
態にかかる映像信号再生装置を構成するバンドパスフィ
ルタの特性図である。さらに、図８は、本実施形態にか
かる映像信号再生装置の高域強調部を構成する高域増幅
部の構成を表すブロック図であり、図９は、図８に示す
高域増幅部を構成する増幅／リミッタ処理部の入出力特
性図である。

【００４２】図３に示す本実施形態にかかる映像信号再
生装置と、図１に示した第１の実施形態にかかる映像信
号再生装置との構成上の相違点は、図１に示す減衰信号
検出部２に代えて、復号部１００から出力される信号
（以下、プリ映像信号と記す）Ｑおよび再生中間処理部
１から出力される転送レート情報信号Ｒに基づいて調整
信号としての高域調整信号Ｈを生成する調整信号生成手
段としての調整信号生成部２００を備えた点と、復号部
１００の後段に、復号部１００の出力であるプリ映像信
号Ｑに対して高域調整信号Ｈを加算処理して映像信号Ｐ
を生成する加算手段としての加算部１１とを備えた点で
ある。

【００４３】ここで、図３に示す調整信号生成部２００
は、復号部１００から出力されたプリ映像信号の特定の
高域周波数成分を通過させるバンドパスフィルタ（以
下、ＢＰＦと記す）８と、転送レート情報信号Ｒおよび
ＢＰＦ８を通過したプリ映像信号Ｑの高域周波数信号に
基づいて高域周波数成分が減衰されたプリ映像信号Ｑの
信号領域を検知する減衰領域検知手段としての減衰信号
検知部９と、検知信号Ｋに基づいてプリ映像信号Ｑの高
域周波数成分が減衰された信号領域を増幅処理して高域
調整信号Ｈを生成する信号増幅手段としての高域増幅部
１０とから構成される。

【００４４】また、図８に示すように、調整信号生成部
２００を構成する高域増幅部１０は、図３に示す復号部
１００の出力であるプリ映像信号Ｑの高域周波数成分を
抽出するハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦと記す）１０
ａと、ハイパスフィルタ１０ａにより抽出された高域周
波数成分をアップサンプルして周波数が上昇した信号を
出力する補間フィルタ１０ｂと、図３に示す減衰信号検
知部９から与えられる検知信号Ｋに基づいて補間フィル
タ１０ｂが出力する信号の小振幅領域を増幅するととも
に大振幅領域の信号振幅を制限する信号増幅手段として
の増幅／リミッタ処理部１０ｃと、増幅／リミッタ処理
部１０ｃにより増幅処理された信号をもとの周波数に変
換するローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと記す）１０ｄ
とから構成されている。なお、図１に示した第１の実施
形態にかかる映像信号再生装置の構成要素と同一要素に
は同一符号を付して説明を省略する。

【００４５】以下、このように構成された本実施形態に
かかる映像信号再生装置を用いて記録媒体に記録された
記録信号を再生する動作について、前述した図１に示す
第１の実施形態にかかる映像信号再生装置の動作と異な
る部分を中心に説明する。図１に示す映像信号再生装置
は、量子化テーブルを変更することにより、高域周波数
成分の回復を図るものであるのに対して、本実施形態の
映像信号再生装置は、調整信号生成部２００が生成する
高域調整信号Ｈを復号部１００の出力に加算して重畳す
ることにより、データ圧縮時に減衰された高域周波数成
分を回復するものである。

【００４６】以下、詳細に動作を説明する。まず、図３
において、復号部１００は、再生中間処理部１から入力
した被量子化信号Ｓを標準の逆量子化テーブルを適用し
て復号化し、プリ映像信号Ｑを生成する。一方、調整信
号生成部２００は、転送レート情報信号Ｒから時々刻々
と変化する被量子化信号Ｓの転送レートと、この被量子
化信号Ｓを復号部１００により復号化して得られたプリ
映像信号Ｑの高域周波数成分とを対応づけて随時モニタ
する。

【００４７】ここで、調整信号生成部２００によるモニ
タにおいて、転送レートがその可変範囲内であって、プ
リ映像信号Ｑの高域周波数成分が著しく減衰していなけ
れば、調整信号生成部２００は、データ圧縮処理におけ
る高域周波数成分の減衰が視覚上不自然とならない範囲
内のものであると判断し、この判断結果を反映した高域
調整信号Ｈを出力する。すなわち、この場合、調整信号
生成部２００が出力する高域調整信号ＨはＤＣレベルを
保ち、これを加算部１１に与える。この結果、プリ映像
信号Ｑの空間周波数分布は影響を受けることなく、加算
部１１から映像信号Ｐとして出力される。

【００４８】また、調整信号生成部２００によるモニタ
において、転送レートが可変範囲内に設定された所定の
閾値を超え、且つ高域周波数成分が著しく減衰している
と認める場合には、調整信号生成部２００は、この高域
周波数成分が著しく減衰した信号領域をデータ圧縮の際
に減衰された信号領域として検知し、視覚上再生画像が
不自然なものになると判断する。そして、調整信号生成
部２００は、この判断結果に基づいて、プリ映像信号Ｑ
のこの信号領域を増幅して高域調整信号Ｈとして出力す
る。

【００４９】加算器１１は、プリ映像信号Ｑに対して調
整信号生成部２００から与えられる高域調整信号Ｈを加
算処理し、プリ映像信号Ｑの高域周波数成分が減衰した
信号領域に対して高域調整信号Ｈを重畳して映像信号Ｐ
として出力する。この結果、図６の斜線の領域で示すよ
うに、水平空間周波数および垂直空間周波数の高域側が
強調されて、高域周波数成分が回復された輝度／色差信
号からなる映像信号Ｐを得る。

【００５０】つぎに、図３に示す調整信号生成部２００
の動作について、以下に詳細に説明する。この調整信号
生成部２００は、前述したように、転送レート情報信号
Ｒおよびプリ映像信号Ｑから、データ圧縮処理の際に高
域周波数成分が減衰された信号領域を検知して、復号部
１００から出力されるプリ映像信号Ｑに対して高域周波
数成分を補間するものである。

【００５１】まず、ＢＰＦ８は、復号部１００において
標準の逆量子化テーブルを用いて復号化して得られたプ
リ映像信号Ｑの所定の高域周波数成分のみを減衰信号検
知部９に与える。ここで、図７にＢＰＦ特性として示す
ように、ＢＰＦ８の特性は、原映像信号が取り得る最大
周波数領域（最大映像信号領域）のうち、高域側の所定
の領域の周波数成分のみを通過させるように設定されて
いる。この高域側の領域の周波数成分は、たとえば、図
４に示した空間周波数分布において斜線で示した領域の
高域周波数成分に対応するように設定される。

【００５２】減衰信号検知部９は、ＢＰＦ８を通過する
周波数成分の信号強度からプリ映像信号Ｑの高域周波数
成分の減衰量をモニタすることにより、図４の斜線の領
域で示す被量子化信号Ｓの高域周波数成分の減衰量を間
接的にモニタする。一方、減衰信号検知部９は、再生中
間処理部１より入力する転送レート情報信号Ｒから、被
量子化信号Ｓの転送レートをモニタする。そして、減衰
信号検知部９は、転送レートが可変範囲内に設定された
所定の閾値を超え、且つＢＰＦ８を通過する信号強度が
著しく減衰していると認める場合には、このことを検知
信号Ｋにより高域増幅部１０に知らせる。高域増幅部１
０は、検知信号Ｋに基づいてプリ映像信号Ｑの高域周波
数成分が減衰した信号領域を増幅して高域調整信号Ｈと
して出力する。

【００５３】ここで、図３に示す高域増幅部１０の動作
について、図８に示す高域増幅部１０の構成図を参照し
て以下に詳細に説明する。まず、図８に示す高域増幅部
１０の初段を構成するＨＰＦ１０ａは、プリ映像信号Ｑ
の高域周波数成分を通過させて補間フィルタ１０ｂに与
える。補間フィルタ１０ｂは、ＨＰＦ１０ａを通過した
プリ映像信号Ｑの高域周波数成分をアップサンプルして
２倍の周波数の信号に変換して増幅／リミッタ処理部１
０ｃに与える。増幅／リミッタ処理部１０ｃは、図９に
示すように、小振幅の信号に対しては所定の利得を示
し、逆に大振幅の信号に対して一定の振幅値に固定する
いわゆるレベルノンリニア特性を有する。

【００５４】ここで、図９において、増幅／リミッタ処
理部１０ｃのレベルノンリニア特性を規定するパラメー
タＬ_Sは、所定の利得で増幅されることとなる入力信号
の最大振幅を表し、パラメータＬ_Oは、入力信号の振幅
がパラメータＬ_Sの値を超えた場合の出力信号の固定振
幅値を表す。また、パラメータＬ_Cは、コアリングのレ
ベルを表し、入力信号の振幅がゼロ近傍のノイズをフィ
ルタするためのオフセットレベルである。図９から理解
されるように、いわゆるレベルノンリニア特性を規定す
るパラメータＬ_S，Ｌ_O，Ｌ_Cを調整することにより、小
振幅信号領域に対する利得と、大振幅信号領域に対する
利得（振幅制限値）を制御することができる。

【００５５】本実施の形態においては、図３に示す減衰
信号検知部９から与えられる検知信号Ｋに基づいて上述
したパラメータＬ_Sを制御することにより、小振幅入力
信号に対して利得が大きくなるように構成されている。
たとえば、転送レートが可変範囲内に設定された所定の
閾値を超え、且つＢＰＦ８を通過する信号強度が著しく
低下したときに、減衰信号検知部９が出力する検知信号
Ｋにより、パラメータＬ_Sが小さくなるように高域増幅
部１０の利得特性を制御する。この結果、図９に示す特
性線のうち、斜線領域ｒの勾配が大きくなり、高域増幅
部１０の小振幅信号領域に対する利得が上昇する。この
ように利得特性が制御されて高域増幅部１０は、プリ映
像信号Ｑの高域周波数成分が減衰された小振幅信号領域
を高利得で増幅し、高域調整信号Ｈとして出力する。

【００５６】また、転送レートが可変範囲内にあって、
ＢＰＦ８を通過する信号強度が著しく減衰していなけれ
ば、パラメータＬ_Oがゼロとなるように検知信号Ｋを用
いて高域増幅部１０の利得を制御する。この結果、入力
信号（プリ映像信号Ｑ）の信号レベルによらず出力レベ
ルはゼロとなり、高域調整信号Ｈがゼロに固定されて出
力される。なお、上述した例では、パラメータＬ_Sおよ
びＬ_Oを個別的に制御して高域増幅部１０の利得特性を
制御するものとしたが、パラメータＬ_S，Ｌ_O，Ｌ_Cを複
合的に組み合わせて制御するように構成してもよい。

【００５７】以上、説明したように、第３の実施形態に
かかる映像信号再生装置は、記録信号を復号化して得ら
れたプリ映像信号Ｑの高域周波数成分が減衰した信号領
域を増幅して高域調整信号Ｈを生成し、この高域調整信
号Ｈをプリ映像信号Ｑに重畳することにより、データ圧
縮処理の際に減衰された高域周波数成分の回復を図るも
のである。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、記録媒体に記録された記録信号にパイロット
信号的に含まれている転送レート情報信号に基づいて、
データ圧縮処理の際に高域周波数成分が減衰されて記録
された記録信号の信号領域を認識して、この信号領域を
強調または補間あるいは増幅するようにしたので、非可
逆符号化によるデータ圧縮処理の際に減衰された前記高
域周波数成分を回復することができ、復号化して得られ
る映像信号に高域周波数成分が不足することがない。し
たがって、非可逆符号化によりデータ圧縮されて記録さ
れた信号であっても、視覚上、極めて自然な再生画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態にかかる映像信号再生装置の構
成を表すブロック図である。

【図２】第２の実施形態にかかる映像信号再生装置の構
成を表すブロック図である。

【図３】第３の実施形態にかかる映像信号再生装置の構
成を表すブロック図である。

【図４】記録媒体に記録された記録信号の空間周波数の
分布図である。

【図５】記録媒体に記録された記録信号の各空間周波数
成分に対する逆量子化テーブル値を表す逆量子化テーブ
ルである。

【図６】第２の実施形態にかかる映像信号再生装置によ
り改善された空間周波数の分布図である。

【図７】第３の実施形態にかかる映像信号再生装置を構
成するバンドパスフィルタの特性図である。

【図８】第３の実施形態にかかる映像信号再生装置を構
成する高域増幅部の構成を表すブロック図である。

【図９】第３の実施形態にかかる映像信号再生装置を構
成する増幅／リミッタ処理部の利得特性図である。

【符号の説明】

１ 再生中間処理部 ２ 減衰信号検出部 ３ 逆量子化部 ４ 逆ＤＣＴ部 ５ 予測復号化部 ６ 補償信号生成部 ７，１１ 加算部 ８ バンドパスフィルタ ９ 減衰信号検知部 １０ 高域増幅部 １０ａ ハイパスフィルタ １０ｂ 補間フィルタ １０ｃ 増幅／リミッタ処理部 １０ｄ ローパスフィルタ １００ 復号部 ２００ 調整信号生成部 Ｃ 高域補償信号 Ｄ 記録信号 Ｈ 高域調整信号 Ｊ 検出信号 Ｋ 検知信号 Ｐ 映像信号 Ｑ プリ映像信号 Ｒ 転送レート情報信号 Ｓ 被量子化信号

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原映像信号に対して変換符号化処理およ
   び量子化処理を施して空間周波数の高域周波数成分を減
   衰させてデータ圧縮することにより得られた被量子化信
   号を、該被量子化信号が前記データ圧縮の圧縮率に応じ
   た転送レートで記録された所定の記録媒体から読み取っ
   て、前記記録媒体から映像信号を再生する映像信号再生
   装置であって、 前記記録媒体から前記被量子化信号および前記転送レー
   トを読み取る信号読取手段と、 前記信号読取手段により読み取られた前記転送レートが
   可変範囲内に設定された所定の閾値を超え、且つ前記信
   号読取手段により読み取られた前記被量子化信号の高域
   周波数成分が減衰している場合に、その信号領域を減衰
   した前記被量子化信号の信号領域として検出する減衰領
   域検出手段と、 標準の第１の逆量子化テーブルおよび前記高域周波数成
   分を強調する第２の逆量子化テーブルを有して、前記減
   衰領域検出手段により検出された前記被量子化信号の信
   号領域に対して前記第２の逆量子化テーブルを適用して
   逆量子化する逆量子化手段と、を備えて、前記被量子化
   信号を前記映像信号に復号することを特徴とする映像信
   号再生装置。
2. 【請求項２】 原映像信号に対して変換符号化処理およ
   び量子化処理を施して空間周波数の高域周波数成分を減
   衰させてデータ圧縮することにより得られた被量子化信
   号を、該被量子化信号が前記データ圧縮の圧縮率に応じ
   た転送レートで記録された所定の記録媒体から読み取っ
   て、前記記録媒体から映像信号を再生する映像信号再生
   装置であって、 前記記録媒体から前記被量子化信号および前記転送レー
   トを読み取る信号読取手段と、 前記信号読取手段により読み取られた前記転送レートが
   可変範囲内に設定された所定の閾値を超え、且つ前記信
   号読取手段により読み取られた前記被量子化信号の高域
   周波数成分が減衰している場合に、その信号領域を減衰
   した前記被量子化信号の信号領域として検出し、該信号
   領域の前記被量子化信号に位相が整合した前記高域周波
   数成分を有する補償信号を生成する補償信号生成手段
   と、 前記信号読取手段により読み取られた前記被量子化信号
   と前記補償信号とを加算処理する加算手段と、 標準の逆量子化テーブルを適用して前記加算手段の加算
   処理結果を逆量子化する逆量子化手段と、を備えて、前
   記被量子化信号を前記映像信号に復号することを特徴と
   する映像信号再生装置。
3. 【請求項３】 原映像信号に対して変換符号化処理およ
   び量子化処理を施して空間周波数の高域定周波数成分を
   減衰させてデータ圧縮することにより得られた被量子化
   信号を、該被量子化信号が前記データ圧縮の圧縮率に応
   じた転送レートで記録された所定の記録媒体から読み取
   って、前記記録媒体から映像信号を再生する映像信号再
   生装置であって、 前記記録媒体から前記被量子化信号および前記転送レー
   トを読み取る信号読取手段と、 前記信号読取手段により読み取られた前記被量子化信号
   を復号してプリ映像信号として出力する復号手段と、前記信号読取手段により読み取られた前記転送レートが
   可変範囲内に設定された所定の閾値を超え、且つ前記復
   号手段を出力したプリ映像信号の高域周波数成分が減衰
   している場合に、その信号領域を 前記高域周波数成分が
   減衰した前記プリ映像信号の信号領域として検出し、該
   プリ映像信号の信号領域を強調して調整信号として出力
   する調整信号生成手段と、 前記プリ映像信号と前記調整信号とを加算処理して前記
   映像信号を生成する加算手段と、を備えて、前記被量子
   化信号を前記映像信号に復号することを特徴とする映像
   信号再生装置。
4. 【請求項４】 調整信号生成手段は、 プリ映像信号の前記高域周波数成分を通過させるフィル
   タ手段と、前記信号読取手段により読み取られた前記転送レートが
   可変範囲内に設定された所定の閾値を超え、且つ前記信
   フィルタ手段を通過した前記プリ映像信号が減 衰してい
   る場合に、その信号領域を 前記高域周波数成分が減衰し
   た前記プリ映像信号の信号領域として検知する減衰領域
   検知手段と、 前記減衰領域検知手段の検知の結果に基づき前記高域周
   波数成分が減衰した前記プリ映像信号の前記信号領域を
   増幅して調整信号として出力する信号増幅手段と、 を備えたことを特徴とする請求項３記載の映像信号再生
   装置。