JP3627256B2 - ディジタル画像信号の受信／再生装置および方法 - Google Patents
ディジタル画像信号の受信／再生装置および方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3627256B2 JP3627256B2 JP16881994A JP16881994A JP3627256B2 JP 3627256 B2 JP3627256 B2 JP 3627256B2 JP 16881994 A JP16881994 A JP 16881994A JP 16881994 A JP16881994 A JP 16881994A JP 3627256 B2 JP3627256 B2 JP 3627256B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- encoded data
- pixel
- interest
- data
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ディジタル画像信号を、例えばディジタルＶＴＲによって記録／再生するのに適用されるディジタル画像信号の受信／再生装置、特に、量子化されたデータを復元値に変換するためのディジタル画像信号の受信／再生装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルビデオ信号を磁気テープ等の記録媒体に記録するときには、その情報量が多いので、記録／再生できる程度の伝送レートを達成するために、高能率符号化によって、ディジタルビデオ信号を圧縮するのが普通である。高能率符号化としては、ディジタルビデオ信号を多数の小ブロックに分割し、ブロック毎に処理を行うＡＤＲＣ、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ）等が知られている。
【０００３】
ＡＤＲＣは、例えば特開昭６１−１４４９８９号公報に記載されているような、２次元ブロック内に含まれる複数画素の最大値および最小値により規定されるダイナッミクレンジを求め、このダイナッミクレンジに適応した符号化を行う高能率符号化である。ＤＣＴは、ブロック内の画素をコサイン変換し、その変換によって得られた係数データは再量子化され、さらに、可変長符号化するものである。ここで、ブロック毎の平均値と、ブロック内の画素の平均値に対する差をベクトル量子化する符号化方法も提案されている。
【０００４】
従来のＡＤＲＣの復号は、量子化コードをその量子化コードの代表値に変換し、代表値に対して最小値を加算する処理である。図６は、一例として量子化ビット数が２の場合の復号の様子を示す。各画素の量子化コードは、００、０１、１０、１１の何れかである。これらの量子化コードは、図６において、黒いドットで示される代表値に復号される。この代表値に対して、そのブロックの最小値ＭＩＮが加算される。量子化コードのビット数は、固定あるいは可変である。このビット数が少なくなるほど、原画像に対する復元画像の誤差が増大し、復元画像が劣化する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
画像信号は、局所的に強い相関を有している。小さな領域に分割しても、同一のステップ幅で量子化する方式においては、符号化されたデータにおいてもこの相関が保存されている。例えば、図７Ａに示すように、ブロック符号化された符号化データを（３×３）画素の領域において観察した場合、中心の画素の値が２（１０のコード）であり、その他の画素コードが１（０１のコード）の場合には、注目画素の符号化データの真値が（１．５〜２．０）の範囲内に存在することが確率的に多い。図７Ｂに示すように、注目画素の値が２であり、周辺画素の値が３の場合には、注目画素の符号化データの値の真値が（２．０〜２．５）の範囲内に存在することが確率的に多い。
【０００６】
従来のように、注目画素の符号化データの値のみによっては、中心の代表値に復号すること以外不可能であった。その結果、量子化ビットが少ないときには、画像の劣化が目立つ問題があった。図７に示した局所的な相関を利用することで、より細かなレベルの復号値を形成することが可能である。
【０００７】
従って、この発明の目的は、記録ビット数を増大させずに、より細かな適切な復号値を形成し、これによって量子化誤差を低減することが可能なディジタル画像信号の受信／再生装置および方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ブロック単位で各画素が所定のビット数で符号化された伝送データを復号するようにしたディジタル画像信号の受信／再生装置において、
注目画素の符号化データと、注目画素の周辺の複数の画素の符号化データとで定まるパターンを検出し、検出されたパターンに基づいて、パターンが属するクラスを決定し、決定されたクラスをクラス検出情報として出力するクラス検出手段と、
決定されたクラス毎に、注目画素の真の符号化データの推定値を発生する推定値発生手段と、
推定値発生手段から供給された推定値を注目画素の符号化データとして、符号化に対応する復号化で復号化することによって、注目画素の符号化データを、より真の値に近い復号化データに変換して出力するデータ復号手段と、
を有することを特徴とするディジタル画像信号の受信／再生装置である。
【０００９】
【作用】
この発明に係るディジタル画像信号の受信／再生装置は、注目画素の符号化データとその周辺の複数の画素の符号化データとで定まるパターンを検出し、そのパターンが属するクラスを決定してクラス検出情報を出力する。係数データ記憶手段には、注目画素の符号化データと複数の画素の符号化データとを用いて注目画素の真の符号化データを算出するための情報である、推定式の係数データがクラス毎に格納されており、この係数データは、クラス検出手段からのクラス検出情報に応じて出力される。次に、供給された係数データに応じて、注目画素の符号化データを、より真の値に近い符号化データに変換して、その変換された符号化データを用いて復号を行うことにより、従来よりも品質の向上した復元画像を得る。
【００１０】
【実施例】
以下、この発明の一実施例について説明する。図１は、この一実施例、すなわち、ディジタルＶＴＲの信号処理の概略的構成を示す。１で示す入力端子からビデオ信号が供給され、Ａ／Ｄ変換器２によって１サンプルが、例えば８ビットにディジタル化される。このＡ／Ｄ変換器２の出力データがブロック化回路３に供給される。この実施例では、ブロック化回路３では、１フレームの有効領域が（８×８）画素等の大きさのブロックに分割される。
【００１１】
ブロック化回路３からのブロックの順序に走査変換されたディジタルビデオ信号がシャッフリング回路４に供給される。シャフリング回路４では、例えばブロック単位でシャフリングするものである。シャフリング回路４の出力がブロック符号化回路５に供給される。ブロック符号化回路５は、ブロック毎に画素データを再量子化することで圧縮する。ここで、シャフリング回路４がブロック符号化回路５の後に設けられることもある。
【００１２】
この実施例では、ブロック符号化として、ＡＤＲＣを用いる。図２は、ブロック符号化回路５としてＡＤＲＣ符号化回路の詳細な説明を行うブロック図の一例を示す。図２において、４１に示す入力端子にＡ／Ｄ変換器２からのディジタル信号が供給され、ブロック化回路３によりブロック構造に変換される。ブロック化回路３の出力に対して、最大値検出回路４２、最小値検出回路４３および遅延回路４４が夫々接続される。
【００１３】
最大値検出回路４２がブロック毎に画素データの値の最大値ＭＡＸを検出し、最小値検出回路４３がブロック毎に画素データの値の最小値ＭＩＮを検出する。減算回路４５において、（ＭＡＸ−ＭＩＮ）の演算がされ、ダイナッミクレンジＤＲが検出される。減算回路４６において、遅延回路４４を介された画素データから最小値ＭＩＮが減算される。この最小値ＭＩＮが減算された画素データ、すなわち、正規化された画素データが量子化回路４７へ供給される。
【００１４】
量子化回路４７では、最小値ＭＩＮが除去された画素データがダイナッミクレンジＤＲに適応して再量子化される。ビット割当をｎ、ブロック内画素のデータレベルをＬとしたとき、以下の式により量子化コードＤＴが算出される。ダイナミックレンジＤＲ、最小値ＭＩＮ、および量子化データＤＴがブロック符号化回路５の出力データである。
【００１５】
ＤＲ＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１
ＤＴ＝〔（Ｌ−ＭＩＮ＋０．５）・２ｎ ／ＤＲ〕
ただし、〔 〕は、切り捨て処理を意味する。
【００１６】
ブロック符号化回路５の出力データがフレーミング回路６へ供給される。フレーミング回路６から出力端子４８へ記録データが発生する。フレーミング回路６は、エラー訂正符号のパリティを発生するとともに、シンクブロックが連続する構造の記録データを発生する。エラー訂正符号としては、例えばデータのマトリクス状配列の水平方向および垂直方向の夫々に対してエラー訂正符号化を行う積符号を採用することができる。シンクブロックは、符号化データおよびパリティに対して、シンクブロック同期信号およびＩＤ信号が付加される。フレーミング回路６からチャンネル符号化回路７へシンクブロックが連続する記録データが供給され、チャンネル符号化回路７では、供給された記録データの直流成分を低減させるための符号化の処理を受ける。
【００１７】
チャンネル符号化回路７の出力データがビットストリームに変換され、さらに記録アンプ８を介して回転ヘッドＨに供給され、記録データが磁気テープＴ上に斜めのトラックとして記録される。通常、複数の回転ヘッドが使用されるが簡単のために、１つのヘッドのみが図示されている。
【００１８】
磁気テープＴから回転ヘッドＨにより取り出された再生データは、再生アンプ１１を介してチャンネル復号化回路１２に供給され、チャンネル符号化の復号化が施される。チャンネル復号化回路１２の出力データがフレーム分解回路１３に供給され、記録データからの各種のデータの分離とエラー訂正がなされる。フレーム分解回路１３から発生する出力データには、再生データの他にエラー訂正した後の有無を示すエラーフラグが含まれる。
【００１９】
フレーム分解回路１３の出力データが重要語訂正回路１４に供給される。重要語訂正回路１４は、エラーフラグによって、エラーであることが示される重要語（すなわち、ブロック毎のダイナッミクレンジＤＲおよび最小値ＭＩＮ）を訂正するものである。ここで、重要語訂正回路１４は、エラーを訂正できない場合に、重要語を推定する機能を有しているものが望ましい。重要語訂正回路１４の出力データがブロック復号回路１５に供給される。このブロック復号回路１５は、エラーでない重要語を使用してＡＤＲＣ復号を行い、また、重要語がエラーのブロックに関しては、重要語訂正回路１４において、訂正された重要語を使用してＡＤＲＣ復号を行う。ブロック復号回路１５は、後述のように、予め学習により獲得、記憶された予測係数データを用いた予測演算により復号値を発生する。
【００２０】
ブロック復号回路１５の復号データ、すなわち、各画素と対応する復元データがディシャフリング回路１６に供給される。このディシャフリング回路１６は、記録側のシャフリング回路４と相補的なもので、ブロックの空間的な位置を元の位置に戻す処理を行う。ディシャフリング回路１６の出力データがブロック分解回路１７へ供給される。ブロック分解回路１７では、データの順序がラスター走査の順序へ戻される。このブロック分解回路１７の出力データがエラー補間回路１８へ供給される。エラー補間回路１８は、画素単位でエラー検出を行い、エラーとして検出された画素データを周辺の画素データで補間する。
【００２１】
補間処理としては、例えば空間的、すなわち、２次元方向の補間回路と時間方向の補間回路が順次接続されたものを使用できる。エラー補間回路１８の出力データがＤ／Ａ変換器１９に供給され、出力端子２０には、各画素と対応し、ラスター走査の順序の復元データが得られる。
【００２２】
上述のブロック復号回路１５に対してこの発明が適用される。図３は、この発明によるブロック復号回路１５の一例である。２１で示す入力端子から再生データがフレーム分解回路１３へ供給され、フレーム分解回路１３では、ダイナッミクレンジＤＲ、最小値ＭＩＮおよび量子化データＤＴが供給された再生データから分離して取り出され、出力される。ここで、この図３において、重要語訂正回路１４は、この発明の要旨と直接関係がないため、この図示から省略されている。
【００２３】
量子化データＤＴがメモリ２２に提供される。メモリ２２は、例えば図５に示すように、復号対象である注目画素を中心とする（３×３）画素の符号化データｘ１ 〜ｘ９ を同時に出力する。中心のｘ５ が注目画素である。メモリ２２の出力データはクラスコード発生回路２３に出力される。
【００２４】
クラスコード発生回路２３は、メモリ２２から供給される注目画素を中心とした９個の画素の符号化データｘ 1 〜ｘ 9 のパターンに基づいて数式（１）の処理を行うことにより、そのパターンが属するクラスを検出し、そのクラスを示すクラスコードclass をＲＯＭテーブル２４に供給する。このクラスコードclass は、ＲＯＭテーブル２４から、後述するそのクラスの係数データを読み出すときの、読み出しアドレスを示すものとなっている。なお、数式（１）において、ｑｉは、メモリ２２から供給されるｐビットの符号化データを示し、ｎが符号化データの個数を示す。
【００２５】
【数１】
【００２６】
ＲＯＭテーブル２４には、整数化された符号化データｘ１ 〜ｘ９ のパターンと整数化される前の注目画素の符号化データを算出するための係数データが各クラス毎に記憶されている。なお、ＲＯＭテーブル２４に記憶されている係数データの作成方法については後述する。ＲＯＭテーブル２４からは、クラスコードｃｌａｓｓ で示されるアドレスから、そのクラスの係数データであるｗｉ （ｃｌａｓｓ） に基づいて、数式（２）に示す演算を行うことにより、入力された符号化データパターンｘ１ 〜ｘ９ に対応する注目画素の符号化データｙを算出する。算出されたデータは、復号回路２６に出力される。
【００２７】
【数２】
【００２８】
復号回路２６は、注目データの複合を行う回路である。復号回路２６に対しては、ダイナミックレンジＤＲおよび最小値ＭＩＮがフレーム分解回路１３から提供される。復号回路２６は、乗算回路および加算回路で構成され、推定演算回路２５からの出力をＦ（上述の符号化データｙ）、量子化ビット数をｎとすると、復号値Ｌは次式で示される。
Ｌ＝〔（Ｆ＋０．５）・ＤＲ／２ｎ ＋ＭＩＮ〕
ただし、〔 〕は切り捨て処理を意味する。
復号値Ｌは出力端子２７に供給される。
【００２９】
このように、注目画素、およびその周辺の整数化された符号化データｘ１ 〜ｘ９ に対応する注目画素の整数化前の符号化データｙを推定するための係数データを各クラス毎に予め学習により求めた上で、ＲＯＭテーブル２４に記憶しておき、入力される符号化データｘ１ 〜ｘ９ 、およびＲＯＭテーブル２４から読み出した係数データに基づいて演算を行い、該入力された符号化データｘ１ 〜ｘ９ に対応する注目画素の整数化前の符号化データｙを形成して出力することにより、注目画素の整数化された符号化データｘ５ を単に復号した場合とは異なり、原データにより近いデータを出力することができる。
【００３０】
続いて、ＲＯＭテーブル２４に格納される係数データの作成方法について、図４を用いて説明する。図４において、入力端子３１にはディジタルビデオ信号が供給され、その供給されたディジタルビデオ信号がブロック化回路３２に供給される。このときの入力データは、トレーニングのための標準的なディジタルビデオ信号であるのが望ましい。ブロック化回路３２は、図１におけるブロック化回路３と同一の作用をするもので、本実施例においては１フレームの有効領域を（８×８）画素の大きさのブロックに分割する。ブロック化回路３２の出力信号がＡＤＲＣ回路３３に提供される。
【００３１】
ＡＤＲＣ回路３３は、図１におけるＡＤＲＣ回路５と同一の働きをするものである。ＡＤＲＣ回路３３の出力が、クラスコード発生回路３４および正規方程式加算回路３５に供給される。このうち、クラスコード発生回路３４には、図５に示すように（３×３）の領域の符号化データｘ１ 〜ｘ９ が供給され、正規方程式加算回路３５には、注目画素の符号化データｙが供給される。ここで、クラスコード発生回路３４に供給される符号化データｘ１ 〜ｘ９ は整数化された値であり、正規方程式加算回路３５に供給される符号化データｙは、整数化される前の小数点以下を含んだ値である。
【００３２】
クラスコード発生回路３４は、先に説明したクラスコード発生回路２３と同一のものであり、ＡＤＲＣ回路３３から供給される符号化データパターンに基づいて数式（１）に示される演算を行うことにより、そのパターンが属するクラスを検出し、そのクラスを示すクラスコードを出力するものである。クラスコード発生回路３４は、クラスコードを、正規方程式加算回路３５に出力する。
【００３３】
ここで、正規方程式加算回路３５の説明のために、複数個の符号化データから注目画素の符号化データへの変換式の学習とその予測式を用いた信号変換について述べる。以下では、説明のために画素をより一般化して、ｎ画素による予測を行う場合について説明する。量子化データを、ｘ１ ， ・・・， ｘｎ として、この領域のクラスｃｌａｓｓ を、数式（１）で定義する。
【００３４】
推定すべき注目画素の量子化データレベルをｙとしたとき、クラス毎に係数、ｗ１ ，・・・， ｗｎ によるｎタップの線形推定式を設定する。これを数式（３）に示す。学習前は、ｗｉ が未定係数である。
【００３５】
【数３】
【００３６】
学習は、クラス毎に複数の信号データに対して行う。データ数がｍの場合、数式（３）に従って、数式（４）が設定される。
【００３７】
【数４】
【００３８】
ｍ＞ｎの場合は、ｗ１ ，・・・， ｗｎ は一意に決まらないので、誤差ベクトルｅの要素を数式（５）で定義して、数式（６）を最小にする係数を求める。これは、一般的な最小二乗法による解法である。
【００３９】
【数５】
【００４０】
【数６】
【００４１】
ここで、数式（６）のｗｉ による偏微分係数を求める。それは数式（７）を０にするように、各ｗｉ を求めればよい。
【００４２】
【数７】
【００４３】
以下、数式（８）、数式（９）のように、ＸｊｉＹｉ を定義すると、数式（７）は、行列を用いて数式（１０）に書き換えられる。
【００４４】
【数８】
【００４５】
【数９】
【００４６】
【数１０】
【００４７】
この方程式は一般に正規方程式と呼ばれている。正規方程式加算回路３５は、クラスコード発生回路３４から供給されたクラスコード、ＡＤＲＣ回路３３より供給された符号化データｘ１ ， ・・・， ｘｎ 、同じくＡＤＲＣ回路より供給された、整数化される前の符号化データｙを用いて、この正規方程式の加算を行う。
【００４８】
すべてのトレーニニングデータの入力が終了した後、正規方程式加算回路３５は、予測係数決定回路３６に正規方程式データを出力する。予測係数決定回路３６は、正規方程式を掃き出し法などの一般的な行列解法を用いてｗｉ について解き、予測係数を算出する。予測係数決定回路３６は、算出された予測係数をメモリ３７に書き込む。
【００４９】
以上のようにトレーニングを行った結果、メモリ３７には、量子化データｘ１ 〜ｘ９ で規定されるパターン毎に、注目符号化データｙを推定するための、統計的に最も真値に近い推定ができる予測係数が格納される。このメモリ３７に格納されたテーブルが、上述のように、この発明の画像信号再生装置において使用されるＲＯＭテーブル２４である。以上の処理により、線形推定式により量子化データｘ１ 〜ｘ９ から注目符号化データｙを作成するための係数データの学習が終了する。
【００５０】
なお、上述の実施例は２次元ブロックのＡＤＲＣにおいてこの発明を実施した例であったが、この発明は３次元ブロックのＡＤＲＣについても適用できる。
【００５１】
なお、上述の実施例は、低ビットのＡＤＲＣ（１〜２ビット程度）のときは問題ないが、それ以上のビット割当ての場合にそのまま適用しようとすると、ＲＯＭテーブルの大きさが膨大なものとなり実現可能性が低くなることも考えられる。この場合は、例えば量子化コードの上位２ビットを用いることによりクラス分類を行う手法を用いても良い。なた、量子化コードをさらにＡＤＲＣ処理を行うことによりクラス数を削減しても良い。
【００５２】
また、注目画素の符号化データとの差分を用いて、その差分の絶対値があるしきい値を超えた場合、その値をクリッピングする処理を行うことにより、クラス数を削減しても良い。
【００５３】
ここで、クリッピング処理についての説明を述べる。
まず、クリッピング処理を行うようなデータ変換回路Ｔを設定する。このデータ変換回路Ｔでは、まず、注目画素の周辺画素の符号化データから、注目画素の符号化データを減算する。つまり、このデータ変換回路Ｔでは、図８Ａに示すように周辺画素（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９）の符号化データが注目画素（Ｃ５）の符号化データと周辺画素の符号化データの差分信号に変換され、図８Ｂに示すように周辺画素の符号化データは変換される。なお、この変換で得られた信号（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９）を、以降、差分信号Ｄ（１〜４、６〜９）と称する。例えば、図９Ａに示す符号化データにおいて、各周辺画素の符号化データから注目画素の符号化データ、すなわち、‘５’を減算し、その差分信号へ変換される。つまり、図９Ｂに示す符号化データに変換される。また、図１０Ａに示す符号化データは、図１０Ｂに示す符号化データに変換される。
【００５４】
ところで、例えば４ビット固定長ＡＤＲＣの例では、符号化データは（０〜１５）の値に限られる。そのため、差分信号Ｄ（１〜４、６〜９）は、夫々（−１５〜＋１５）の値を取りうる。しかしながら、これらすべての差分信号に対応したクラスコードをＲＯＭテーブル２４に供給した場合、ＲＯＭテーブル２４の大きさが膨大なものとなる。また、注目画素の符号化データと周辺画素の符号化データの差分信号が大きな部分は、画素の相関がもともと弱い部分であるから、そのようなパターンに対しては、量子化誤差軽減の効果は低い。
【００５５】
そこで、データ変換回路Ｔでは、差分信号Ｄ（１〜４、６〜９）の絶対値が、あるしきい値Ｔｈを超えた場合、その値をクリッピングする処理を行う。例えば、しきい値Ｔｈが‘５’のとき、差分信号が‘５’より大きい場合、その値を‘５’へ変換する。また、差分信号が‘−５’より小さいとき、その値を‘−５’へ変換する。例えば、図９Ｂに示すような、差分信号の小さい符号化データ、すなわち、画像の相関が強いと考えられる符号化データのみがブロック内に含まれる場合、データ変換回路Ｔでは、差分信号の変換は行われない。これに対し、図１０Ｂに示すような、差分信号の大きい符号化データ、すなわち、画像の相関が弱いと考えられる符号化データがブロック内に含まれる場合、データ変換回路Ｔでは、差分信号の大きい部分のみにクリッピング処理が施される。つまり、図１０Ｂの符号化データは、図１０Ｃの符号化データに変換される。
【００５６】
このクリッピング処理は、通常の信号処理時においては、例えば図３のメモリ２２とクラスコード発生回路２３の間において、また、ＲＯＭテーブル２４に格納される係数データ作成時においては、例えば図４のＡＤＲＣ回路３３とクラスコード発生回路３４の間において行われる。
【００５７】
一方、クリッピングされて消滅したパターンは、データのレベル差が激しい部分で、もともと量子化誤差の軽減効果が薄いパターンである。そのため、パターン数を大幅に減少させても量子化誤差の性能劣化はわずかで済む。
【００５８】
次に、データ復号の時の、符号化データのシフトについて説明する。
上記の注目画素の量子化データＣ５は、（０〜１５）までの値をそのまま有しているとしたが、注目画素の量子化データＣ５が、例えば‘０’の場合の係数データのみをＲＯＭテーブル２４内に用意しておく。若し、注目画素の量子化データＣ５が‘２’の時、注目画素の量子化データを‘２’から‘０’へシフトし、同じブロック内の周辺画素の量子化データも同じシフト量だけシフトし、そのシフトされたパターンのクラスに基づいてＲＯＭテーブル２４から係数データを読み出し、数式（２）に示す演算を行い、入力されたＣ１〜Ｃ９までのデータをシフトしたデータに対応する、注目画素のシフトされた整数化前の符号化データｙを形成して出力し、データ復号の時に、夫々のデータを逆シフトする。
【００５９】
この符号化データのシフト処理は、例えば図３のメモリ２２とクラスコード発生回路２３の間において行われる。
【００６０】
【発明の効果】
この発明では、伝送されるビット数が少なくても、復号レベルが細かいステップを持つことが出来るので、量子化誤差、ブロック歪を減少させることが出来、復元画像を良好なものとすることが出来る。また、この発明は、画像の局所的相関に基づく適応複合を行うので、空間解像度を保持しながらＳ／Ｎを改善できる。さらに、この発明は、特別なコードを伝送する必要がなく、効率が良い利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用することが出来るディジタルＶＴＲの記録／再生回路のブロック図である。
【図２】この発明を適用することが出来るＡＤＲＣ符号化回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】この発明が適用されたブロック復号回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】この発明の一実施例におけるＲＯＭテーブルを作成するためのトレーニング時の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の動作の説明のための略線図である。
【図６】ＡＤＲＣの量子化の一例を説明するための図である。
【図７】この発明の原理を説明するための図である。
【図８】この発明のパターンデータ変形方式を説明するための略線図である。
【図９】この発明のパターンデータ変形方式を説明するための略線図である。
【図１０】この発明のパターンデータ変形方式を説明するための略線図である。
【符号の説明】
１５ ブロック復号回路
２４ ＲＯＭテーブル
【産業上の利用分野】
この発明は、ディジタル画像信号を、例えばディジタルＶＴＲによって記録／再生するのに適用されるディジタル画像信号の受信／再生装置、特に、量子化されたデータを復元値に変換するためのディジタル画像信号の受信／再生装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルビデオ信号を磁気テープ等の記録媒体に記録するときには、その情報量が多いので、記録／再生できる程度の伝送レートを達成するために、高能率符号化によって、ディジタルビデオ信号を圧縮するのが普通である。高能率符号化としては、ディジタルビデオ信号を多数の小ブロックに分割し、ブロック毎に処理を行うＡＤＲＣ、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ）等が知られている。
【０００３】
ＡＤＲＣは、例えば特開昭６１−１４４９８９号公報に記載されているような、２次元ブロック内に含まれる複数画素の最大値および最小値により規定されるダイナッミクレンジを求め、このダイナッミクレンジに適応した符号化を行う高能率符号化である。ＤＣＴは、ブロック内の画素をコサイン変換し、その変換によって得られた係数データは再量子化され、さらに、可変長符号化するものである。ここで、ブロック毎の平均値と、ブロック内の画素の平均値に対する差をベクトル量子化する符号化方法も提案されている。
【０００４】
従来のＡＤＲＣの復号は、量子化コードをその量子化コードの代表値に変換し、代表値に対して最小値を加算する処理である。図６は、一例として量子化ビット数が２の場合の復号の様子を示す。各画素の量子化コードは、００、０１、１０、１１の何れかである。これらの量子化コードは、図６において、黒いドットで示される代表値に復号される。この代表値に対して、そのブロックの最小値ＭＩＮが加算される。量子化コードのビット数は、固定あるいは可変である。このビット数が少なくなるほど、原画像に対する復元画像の誤差が増大し、復元画像が劣化する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
画像信号は、局所的に強い相関を有している。小さな領域に分割しても、同一のステップ幅で量子化する方式においては、符号化されたデータにおいてもこの相関が保存されている。例えば、図７Ａに示すように、ブロック符号化された符号化データを（３×３）画素の領域において観察した場合、中心の画素の値が２（１０のコード）であり、その他の画素コードが１（０１のコード）の場合には、注目画素の符号化データの真値が（１．５〜２．０）の範囲内に存在することが確率的に多い。図７Ｂに示すように、注目画素の値が２であり、周辺画素の値が３の場合には、注目画素の符号化データの値の真値が（２．０〜２．５）の範囲内に存在することが確率的に多い。
【０００６】
従来のように、注目画素の符号化データの値のみによっては、中心の代表値に復号すること以外不可能であった。その結果、量子化ビットが少ないときには、画像の劣化が目立つ問題があった。図７に示した局所的な相関を利用することで、より細かなレベルの復号値を形成することが可能である。
【０００７】
従って、この発明の目的は、記録ビット数を増大させずに、より細かな適切な復号値を形成し、これによって量子化誤差を低減することが可能なディジタル画像信号の受信／再生装置および方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ブロック単位で各画素が所定のビット数で符号化された伝送データを復号するようにしたディジタル画像信号の受信／再生装置において、
注目画素の符号化データと、注目画素の周辺の複数の画素の符号化データとで定まるパターンを検出し、検出されたパターンに基づいて、パターンが属するクラスを決定し、決定されたクラスをクラス検出情報として出力するクラス検出手段と、
決定されたクラス毎に、注目画素の真の符号化データの推定値を発生する推定値発生手段と、
推定値発生手段から供給された推定値を注目画素の符号化データとして、符号化に対応する復号化で復号化することによって、注目画素の符号化データを、より真の値に近い復号化データに変換して出力するデータ復号手段と、
を有することを特徴とするディジタル画像信号の受信／再生装置である。
【０００９】
【作用】
この発明に係るディジタル画像信号の受信／再生装置は、注目画素の符号化データとその周辺の複数の画素の符号化データとで定まるパターンを検出し、そのパターンが属するクラスを決定してクラス検出情報を出力する。係数データ記憶手段には、注目画素の符号化データと複数の画素の符号化データとを用いて注目画素の真の符号化データを算出するための情報である、推定式の係数データがクラス毎に格納されており、この係数データは、クラス検出手段からのクラス検出情報に応じて出力される。次に、供給された係数データに応じて、注目画素の符号化データを、より真の値に近い符号化データに変換して、その変換された符号化データを用いて復号を行うことにより、従来よりも品質の向上した復元画像を得る。
【００１０】
【実施例】
以下、この発明の一実施例について説明する。図１は、この一実施例、すなわち、ディジタルＶＴＲの信号処理の概略的構成を示す。１で示す入力端子からビデオ信号が供給され、Ａ／Ｄ変換器２によって１サンプルが、例えば８ビットにディジタル化される。このＡ／Ｄ変換器２の出力データがブロック化回路３に供給される。この実施例では、ブロック化回路３では、１フレームの有効領域が（８×８）画素等の大きさのブロックに分割される。
【００１１】
ブロック化回路３からのブロックの順序に走査変換されたディジタルビデオ信号がシャッフリング回路４に供給される。シャフリング回路４では、例えばブロック単位でシャフリングするものである。シャフリング回路４の出力がブロック符号化回路５に供給される。ブロック符号化回路５は、ブロック毎に画素データを再量子化することで圧縮する。ここで、シャフリング回路４がブロック符号化回路５の後に設けられることもある。
【００１２】
この実施例では、ブロック符号化として、ＡＤＲＣを用いる。図２は、ブロック符号化回路５としてＡＤＲＣ符号化回路の詳細な説明を行うブロック図の一例を示す。図２において、４１に示す入力端子にＡ／Ｄ変換器２からのディジタル信号が供給され、ブロック化回路３によりブロック構造に変換される。ブロック化回路３の出力に対して、最大値検出回路４２、最小値検出回路４３および遅延回路４４が夫々接続される。
【００１３】
最大値検出回路４２がブロック毎に画素データの値の最大値ＭＡＸを検出し、最小値検出回路４３がブロック毎に画素データの値の最小値ＭＩＮを検出する。減算回路４５において、（ＭＡＸ−ＭＩＮ）の演算がされ、ダイナッミクレンジＤＲが検出される。減算回路４６において、遅延回路４４を介された画素データから最小値ＭＩＮが減算される。この最小値ＭＩＮが減算された画素データ、すなわち、正規化された画素データが量子化回路４７へ供給される。
【００１４】
量子化回路４７では、最小値ＭＩＮが除去された画素データがダイナッミクレンジＤＲに適応して再量子化される。ビット割当をｎ、ブロック内画素のデータレベルをＬとしたとき、以下の式により量子化コードＤＴが算出される。ダイナミックレンジＤＲ、最小値ＭＩＮ、および量子化データＤＴがブロック符号化回路５の出力データである。
【００１５】
ＤＲ＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１
ＤＴ＝〔（Ｌ−ＭＩＮ＋０．５）・２ｎ ／ＤＲ〕
ただし、〔 〕は、切り捨て処理を意味する。
【００１６】
ブロック符号化回路５の出力データがフレーミング回路６へ供給される。フレーミング回路６から出力端子４８へ記録データが発生する。フレーミング回路６は、エラー訂正符号のパリティを発生するとともに、シンクブロックが連続する構造の記録データを発生する。エラー訂正符号としては、例えばデータのマトリクス状配列の水平方向および垂直方向の夫々に対してエラー訂正符号化を行う積符号を採用することができる。シンクブロックは、符号化データおよびパリティに対して、シンクブロック同期信号およびＩＤ信号が付加される。フレーミング回路６からチャンネル符号化回路７へシンクブロックが連続する記録データが供給され、チャンネル符号化回路７では、供給された記録データの直流成分を低減させるための符号化の処理を受ける。
【００１７】
チャンネル符号化回路７の出力データがビットストリームに変換され、さらに記録アンプ８を介して回転ヘッドＨに供給され、記録データが磁気テープＴ上に斜めのトラックとして記録される。通常、複数の回転ヘッドが使用されるが簡単のために、１つのヘッドのみが図示されている。
【００１８】
磁気テープＴから回転ヘッドＨにより取り出された再生データは、再生アンプ１１を介してチャンネル復号化回路１２に供給され、チャンネル符号化の復号化が施される。チャンネル復号化回路１２の出力データがフレーム分解回路１３に供給され、記録データからの各種のデータの分離とエラー訂正がなされる。フレーム分解回路１３から発生する出力データには、再生データの他にエラー訂正した後の有無を示すエラーフラグが含まれる。
【００１９】
フレーム分解回路１３の出力データが重要語訂正回路１４に供給される。重要語訂正回路１４は、エラーフラグによって、エラーであることが示される重要語（すなわち、ブロック毎のダイナッミクレンジＤＲおよび最小値ＭＩＮ）を訂正するものである。ここで、重要語訂正回路１４は、エラーを訂正できない場合に、重要語を推定する機能を有しているものが望ましい。重要語訂正回路１４の出力データがブロック復号回路１５に供給される。このブロック復号回路１５は、エラーでない重要語を使用してＡＤＲＣ復号を行い、また、重要語がエラーのブロックに関しては、重要語訂正回路１４において、訂正された重要語を使用してＡＤＲＣ復号を行う。ブロック復号回路１５は、後述のように、予め学習により獲得、記憶された予測係数データを用いた予測演算により復号値を発生する。
【００２０】
ブロック復号回路１５の復号データ、すなわち、各画素と対応する復元データがディシャフリング回路１６に供給される。このディシャフリング回路１６は、記録側のシャフリング回路４と相補的なもので、ブロックの空間的な位置を元の位置に戻す処理を行う。ディシャフリング回路１６の出力データがブロック分解回路１７へ供給される。ブロック分解回路１７では、データの順序がラスター走査の順序へ戻される。このブロック分解回路１７の出力データがエラー補間回路１８へ供給される。エラー補間回路１８は、画素単位でエラー検出を行い、エラーとして検出された画素データを周辺の画素データで補間する。
【００２１】
補間処理としては、例えば空間的、すなわち、２次元方向の補間回路と時間方向の補間回路が順次接続されたものを使用できる。エラー補間回路１８の出力データがＤ／Ａ変換器１９に供給され、出力端子２０には、各画素と対応し、ラスター走査の順序の復元データが得られる。
【００２２】
上述のブロック復号回路１５に対してこの発明が適用される。図３は、この発明によるブロック復号回路１５の一例である。２１で示す入力端子から再生データがフレーム分解回路１３へ供給され、フレーム分解回路１３では、ダイナッミクレンジＤＲ、最小値ＭＩＮおよび量子化データＤＴが供給された再生データから分離して取り出され、出力される。ここで、この図３において、重要語訂正回路１４は、この発明の要旨と直接関係がないため、この図示から省略されている。
【００２３】
量子化データＤＴがメモリ２２に提供される。メモリ２２は、例えば図５に示すように、復号対象である注目画素を中心とする（３×３）画素の符号化データｘ１ 〜ｘ９ を同時に出力する。中心のｘ５ が注目画素である。メモリ２２の出力データはクラスコード発生回路２３に出力される。
【００２４】
クラスコード発生回路２３は、メモリ２２から供給される注目画素を中心とした９個の画素の符号化データｘ 1 〜ｘ 9 のパターンに基づいて数式（１）の処理を行うことにより、そのパターンが属するクラスを検出し、そのクラスを示すクラスコードclass をＲＯＭテーブル２４に供給する。このクラスコードclass は、ＲＯＭテーブル２４から、後述するそのクラスの係数データを読み出すときの、読み出しアドレスを示すものとなっている。なお、数式（１）において、ｑｉは、メモリ２２から供給されるｐビットの符号化データを示し、ｎが符号化データの個数を示す。
【００２５】
【数１】
ＲＯＭテーブル２４には、整数化された符号化データｘ１ 〜ｘ９ のパターンと整数化される前の注目画素の符号化データを算出するための係数データが各クラス毎に記憶されている。なお、ＲＯＭテーブル２４に記憶されている係数データの作成方法については後述する。ＲＯＭテーブル２４からは、クラスコードｃｌａｓｓ で示されるアドレスから、そのクラスの係数データであるｗｉ （ｃｌａｓｓ） に基づいて、数式（２）に示す演算を行うことにより、入力された符号化データパターンｘ１ 〜ｘ９ に対応する注目画素の符号化データｙを算出する。算出されたデータは、復号回路２６に出力される。
【００２７】
【数２】
復号回路２６は、注目データの複合を行う回路である。復号回路２６に対しては、ダイナミックレンジＤＲおよび最小値ＭＩＮがフレーム分解回路１３から提供される。復号回路２６は、乗算回路および加算回路で構成され、推定演算回路２５からの出力をＦ（上述の符号化データｙ）、量子化ビット数をｎとすると、復号値Ｌは次式で示される。
Ｌ＝〔（Ｆ＋０．５）・ＤＲ／２ｎ ＋ＭＩＮ〕
ただし、〔 〕は切り捨て処理を意味する。
復号値Ｌは出力端子２７に供給される。
【００２９】
このように、注目画素、およびその周辺の整数化された符号化データｘ１ 〜ｘ９ に対応する注目画素の整数化前の符号化データｙを推定するための係数データを各クラス毎に予め学習により求めた上で、ＲＯＭテーブル２４に記憶しておき、入力される符号化データｘ１ 〜ｘ９ 、およびＲＯＭテーブル２４から読み出した係数データに基づいて演算を行い、該入力された符号化データｘ１ 〜ｘ９ に対応する注目画素の整数化前の符号化データｙを形成して出力することにより、注目画素の整数化された符号化データｘ５ を単に復号した場合とは異なり、原データにより近いデータを出力することができる。
【００３０】
続いて、ＲＯＭテーブル２４に格納される係数データの作成方法について、図４を用いて説明する。図４において、入力端子３１にはディジタルビデオ信号が供給され、その供給されたディジタルビデオ信号がブロック化回路３２に供給される。このときの入力データは、トレーニングのための標準的なディジタルビデオ信号であるのが望ましい。ブロック化回路３２は、図１におけるブロック化回路３と同一の作用をするもので、本実施例においては１フレームの有効領域を（８×８）画素の大きさのブロックに分割する。ブロック化回路３２の出力信号がＡＤＲＣ回路３３に提供される。
【００３１】
ＡＤＲＣ回路３３は、図１におけるＡＤＲＣ回路５と同一の働きをするものである。ＡＤＲＣ回路３３の出力が、クラスコード発生回路３４および正規方程式加算回路３５に供給される。このうち、クラスコード発生回路３４には、図５に示すように（３×３）の領域の符号化データｘ１ 〜ｘ９ が供給され、正規方程式加算回路３５には、注目画素の符号化データｙが供給される。ここで、クラスコード発生回路３４に供給される符号化データｘ１ 〜ｘ９ は整数化された値であり、正規方程式加算回路３５に供給される符号化データｙは、整数化される前の小数点以下を含んだ値である。
【００３２】
クラスコード発生回路３４は、先に説明したクラスコード発生回路２３と同一のものであり、ＡＤＲＣ回路３３から供給される符号化データパターンに基づいて数式（１）に示される演算を行うことにより、そのパターンが属するクラスを検出し、そのクラスを示すクラスコードを出力するものである。クラスコード発生回路３４は、クラスコードを、正規方程式加算回路３５に出力する。
【００３３】
ここで、正規方程式加算回路３５の説明のために、複数個の符号化データから注目画素の符号化データへの変換式の学習とその予測式を用いた信号変換について述べる。以下では、説明のために画素をより一般化して、ｎ画素による予測を行う場合について説明する。量子化データを、ｘ１ ， ・・・， ｘｎ として、この領域のクラスｃｌａｓｓ を、数式（１）で定義する。
【００３４】
推定すべき注目画素の量子化データレベルをｙとしたとき、クラス毎に係数、ｗ１ ，・・・， ｗｎ によるｎタップの線形推定式を設定する。これを数式（３）に示す。学習前は、ｗｉ が未定係数である。
【００３５】
【数３】
学習は、クラス毎に複数の信号データに対して行う。データ数がｍの場合、数式（３）に従って、数式（４）が設定される。
【００３７】
【数４】
ｍ＞ｎの場合は、ｗ１ ，・・・， ｗｎ は一意に決まらないので、誤差ベクトルｅの要素を数式（５）で定義して、数式（６）を最小にする係数を求める。これは、一般的な最小二乗法による解法である。
【００３９】
【数５】
【数６】
ここで、数式（６）のｗｉ による偏微分係数を求める。それは数式（７）を０にするように、各ｗｉ を求めればよい。
【００４２】
【数７】
以下、数式（８）、数式（９）のように、ＸｊｉＹｉ を定義すると、数式（７）は、行列を用いて数式（１０）に書き換えられる。
【００４４】
【数８】
【数９】
【数１０】
この方程式は一般に正規方程式と呼ばれている。正規方程式加算回路３５は、クラスコード発生回路３４から供給されたクラスコード、ＡＤＲＣ回路３３より供給された符号化データｘ１ ， ・・・， ｘｎ 、同じくＡＤＲＣ回路より供給された、整数化される前の符号化データｙを用いて、この正規方程式の加算を行う。
【００４８】
すべてのトレーニニングデータの入力が終了した後、正規方程式加算回路３５は、予測係数決定回路３６に正規方程式データを出力する。予測係数決定回路３６は、正規方程式を掃き出し法などの一般的な行列解法を用いてｗｉ について解き、予測係数を算出する。予測係数決定回路３６は、算出された予測係数をメモリ３７に書き込む。
【００４９】
以上のようにトレーニングを行った結果、メモリ３７には、量子化データｘ１ 〜ｘ９ で規定されるパターン毎に、注目符号化データｙを推定するための、統計的に最も真値に近い推定ができる予測係数が格納される。このメモリ３７に格納されたテーブルが、上述のように、この発明の画像信号再生装置において使用されるＲＯＭテーブル２４である。以上の処理により、線形推定式により量子化データｘ１ 〜ｘ９ から注目符号化データｙを作成するための係数データの学習が終了する。
【００５０】
なお、上述の実施例は２次元ブロックのＡＤＲＣにおいてこの発明を実施した例であったが、この発明は３次元ブロックのＡＤＲＣについても適用できる。
【００５１】
なお、上述の実施例は、低ビットのＡＤＲＣ（１〜２ビット程度）のときは問題ないが、それ以上のビット割当ての場合にそのまま適用しようとすると、ＲＯＭテーブルの大きさが膨大なものとなり実現可能性が低くなることも考えられる。この場合は、例えば量子化コードの上位２ビットを用いることによりクラス分類を行う手法を用いても良い。なた、量子化コードをさらにＡＤＲＣ処理を行うことによりクラス数を削減しても良い。
【００５２】
また、注目画素の符号化データとの差分を用いて、その差分の絶対値があるしきい値を超えた場合、その値をクリッピングする処理を行うことにより、クラス数を削減しても良い。
【００５３】
ここで、クリッピング処理についての説明を述べる。
まず、クリッピング処理を行うようなデータ変換回路Ｔを設定する。このデータ変換回路Ｔでは、まず、注目画素の周辺画素の符号化データから、注目画素の符号化データを減算する。つまり、このデータ変換回路Ｔでは、図８Ａに示すように周辺画素（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９）の符号化データが注目画素（Ｃ５）の符号化データと周辺画素の符号化データの差分信号に変換され、図８Ｂに示すように周辺画素の符号化データは変換される。なお、この変換で得られた信号（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９）を、以降、差分信号Ｄ（１〜４、６〜９）と称する。例えば、図９Ａに示す符号化データにおいて、各周辺画素の符号化データから注目画素の符号化データ、すなわち、‘５’を減算し、その差分信号へ変換される。つまり、図９Ｂに示す符号化データに変換される。また、図１０Ａに示す符号化データは、図１０Ｂに示す符号化データに変換される。
【００５４】
ところで、例えば４ビット固定長ＡＤＲＣの例では、符号化データは（０〜１５）の値に限られる。そのため、差分信号Ｄ（１〜４、６〜９）は、夫々（−１５〜＋１５）の値を取りうる。しかしながら、これらすべての差分信号に対応したクラスコードをＲＯＭテーブル２４に供給した場合、ＲＯＭテーブル２４の大きさが膨大なものとなる。また、注目画素の符号化データと周辺画素の符号化データの差分信号が大きな部分は、画素の相関がもともと弱い部分であるから、そのようなパターンに対しては、量子化誤差軽減の効果は低い。
【００５５】
そこで、データ変換回路Ｔでは、差分信号Ｄ（１〜４、６〜９）の絶対値が、あるしきい値Ｔｈを超えた場合、その値をクリッピングする処理を行う。例えば、しきい値Ｔｈが‘５’のとき、差分信号が‘５’より大きい場合、その値を‘５’へ変換する。また、差分信号が‘−５’より小さいとき、その値を‘−５’へ変換する。例えば、図９Ｂに示すような、差分信号の小さい符号化データ、すなわち、画像の相関が強いと考えられる符号化データのみがブロック内に含まれる場合、データ変換回路Ｔでは、差分信号の変換は行われない。これに対し、図１０Ｂに示すような、差分信号の大きい符号化データ、すなわち、画像の相関が弱いと考えられる符号化データがブロック内に含まれる場合、データ変換回路Ｔでは、差分信号の大きい部分のみにクリッピング処理が施される。つまり、図１０Ｂの符号化データは、図１０Ｃの符号化データに変換される。
【００５６】
このクリッピング処理は、通常の信号処理時においては、例えば図３のメモリ２２とクラスコード発生回路２３の間において、また、ＲＯＭテーブル２４に格納される係数データ作成時においては、例えば図４のＡＤＲＣ回路３３とクラスコード発生回路３４の間において行われる。
【００５７】
一方、クリッピングされて消滅したパターンは、データのレベル差が激しい部分で、もともと量子化誤差の軽減効果が薄いパターンである。そのため、パターン数を大幅に減少させても量子化誤差の性能劣化はわずかで済む。
【００５８】
次に、データ復号の時の、符号化データのシフトについて説明する。
上記の注目画素の量子化データＣ５は、（０〜１５）までの値をそのまま有しているとしたが、注目画素の量子化データＣ５が、例えば‘０’の場合の係数データのみをＲＯＭテーブル２４内に用意しておく。若し、注目画素の量子化データＣ５が‘２’の時、注目画素の量子化データを‘２’から‘０’へシフトし、同じブロック内の周辺画素の量子化データも同じシフト量だけシフトし、そのシフトされたパターンのクラスに基づいてＲＯＭテーブル２４から係数データを読み出し、数式（２）に示す演算を行い、入力されたＣ１〜Ｃ９までのデータをシフトしたデータに対応する、注目画素のシフトされた整数化前の符号化データｙを形成して出力し、データ復号の時に、夫々のデータを逆シフトする。
【００５９】
この符号化データのシフト処理は、例えば図３のメモリ２２とクラスコード発生回路２３の間において行われる。
【００６０】
【発明の効果】
この発明では、伝送されるビット数が少なくても、復号レベルが細かいステップを持つことが出来るので、量子化誤差、ブロック歪を減少させることが出来、復元画像を良好なものとすることが出来る。また、この発明は、画像の局所的相関に基づく適応複合を行うので、空間解像度を保持しながらＳ／Ｎを改善できる。さらに、この発明は、特別なコードを伝送する必要がなく、効率が良い利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用することが出来るディジタルＶＴＲの記録／再生回路のブロック図である。
【図２】この発明を適用することが出来るＡＤＲＣ符号化回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】この発明が適用されたブロック復号回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】この発明の一実施例におけるＲＯＭテーブルを作成するためのトレーニング時の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の動作の説明のための略線図である。
【図６】ＡＤＲＣの量子化の一例を説明するための図である。
【図７】この発明の原理を説明するための図である。
【図８】この発明のパターンデータ変形方式を説明するための略線図である。
【図９】この発明のパターンデータ変形方式を説明するための略線図である。
【図１０】この発明のパターンデータ変形方式を説明するための略線図である。
【符号の説明】
１５ ブロック復号回路
２４ ＲＯＭテーブル
Claims (8)
- ブロック単位で各画素が所定のビット数で符号化された伝送データを復号するようにしたディジタル画像信号の受信／再生装置において、
注目画素の符号化データと、上記注目画素の周辺の複数の画素の符号化データとで定まるパターンを検出し、検出された上記パターンに基づいて、上記パターンが属するクラスを決定し、決定された上記クラスをクラス検出情報として出力するクラス検出手段と、
上記決定されたクラス毎に、上記注目画素の真の符号化データの推定値を発生する推定値発生手段と、
推定値発生手段から供給された上記推定値を上記注目画素の符号化データとして、上記符号化に対応する復号化で復号化することによって、上記注目画素の符号化データを、より真の値に近い復号化データに変換して出力するデータ復号手段と、
を有することを特徴とするディジタル画像信号の受信／再生装置。 - 請求項１に記載のディジタル画像信号の受信／再生装置において、
上記推定値発生手段は、学習用画素の符号化データの真値と上記学習用画素の周辺の複数の学習用画素の符号化データを用いて求められる推定値との誤差を最小にするように予め学習により得られた係数データが上記クラス毎に格納されているメモリを有し、
上記メモリに格納されている上記係数データと、上記注目画素周辺の複数の画素の符号化データとの積和演算によって、上記注目画素の真の符号化データの推定値を発生することを特徴とするディジタル画像信号の受信／再生装置。 - 請求項１に記載のディジタル画像信号の受信／再生装置において、
上記パターンは、上記注目画素の符号化データと、上記注目画素の周辺の複数の画素の符号化データのレベル分布のパターンであって、
上記クラス検出手段は、
上記注目画素の符号化データのレベルの値と上記注目画素の周辺画素の符号化データのレベルの値との差分信号の絶対値があるしきい値より大きな場合、上記しきい値を超えた上記周辺画素の符号化データのレベルの値をクリッピングする処理を行い、上記パターンを検出するようにしたことを特徴とするディジタル画像信号の受信／再生装置。 - 請求項１に記載のディジタル画像信号の受信／再生装置において、
上記クラスを決定するための上記パターンは、上記注目画素の符号化データを予め定められた基準値となるようにシフトすると共に、上記注目画素の周辺の複数の画素の符号化データを上記注目画素の符号化データのシフト量に応じてシフトしたパターンであって、
上記推定値発生手段は、
上記基準値にシフトした上記注目画素の符号化データと、上記注目画素の符号化データのシフト量に応じてシフトした上記注目画素の周辺の複数の画素の符号化データに対応する上記注目画素の符号化データの推定値を発生すると共に、
上記データ復号手段は、予め定められた上記基準値となるようにシフトした上記注目画素の符号化データと上記注目画素の符号化データのシフト量に応じてシフトした上記注目画素の周辺の複数の画素の符号化データに対応する上記注目画素の符号化データの値を逆シフトすることによって、データ復号を行うことを特徴とするディジタル画像信号の受信／再生装置。 - ブロック単位で各画素が所定のビット数で符号化された伝送データを復号するようにしたディジタル画像信号の受信／再生方法において、
注目画素の符号化データと、上記注目画素の周辺の複数の画素の符号化データとで定まるパターンを検出し、検出された上記パターンに基づいて、上記パターンが属するクラスを決定し、決定された上記クラスをクラス検出情報として出力し、
上記決定されたクラス毎に、上記注目画素の真の符号化データの推定値を発生し、
発生した上記推定値を上記注目画素の符号化データとして、上記符号化に対応する復号化で復号化することによって、上記注目画素の符号化データを、より真の値に近い復号化データに変換して出力する
ことを特徴とするディジタル画像信号の受信／再生方法。 - 請求項５に記載のディジタル画像信号の受信／再生方法において、
上記推定値は、学習用画素の符号化データの真値と上記学習用画素の周辺の複数の学習用画素の符号化データを用いて求められる推定値との誤差を最小にするように予め学習により得られ、上記クラス毎にメモリに格納された係数データを用いて発生し、
上記メモリに格納されている上記係数データと、上記注目画素周辺の複数の画素の符号化データとの積和演算によって、上記注目画素の真の符号化データの推定値を発生することを特徴とするディジタル画像信号の受信／再生方法。 - 請求項５に記載のディジタル画像信号の受信／再生方法において、
上記パターンは、上記注目画素の符号化データと、上記注目画素の周辺の複数の画素の符号化データのレベル分布のパターンであって、
上記注目画素の符号化データのレベルの値と上記注目画素の周辺画素の符号化データのレベルの値との差分信号の絶対値があるしきい値より大きな場合、上記しきい値を超えた上記周辺画素の符号化データのレベルの値をクリッピングする処理を行い、上記パターンを検出するようにしたことを特徴とするディジタル画像信号の受信／再生方法。 - 請求項５に記載のディジタル画像信号の受信／再生方法において、
上記クラスを決定するための上記パターンは、上記注目画素の符号化データを予め定められた基準値となるようにシフトすると共に、上記注目画素の周辺の複数の画素の符号化データを上記注目画素の符号化データのシフト量に応じてシフトしたパターンであって、
上記基準値にシフトした上記注目画素の符号化データと、上記注目画素の符号化データのシフト量に応じてシフトした上記注目画素の周辺の複数の画素の符号化データに対応する上記注目画素の符号化データの推定値を発生し、
予め定められた上記基準値となるようにシフトした上記注目画素の符号化データと上記注目画素の符号化データのシフト量に応じてシフトした上記注目画素の周辺の複数の画素の符号化データに対応する上記注目画素の符号化データの値を逆シフトすることによって、データ復号を行うことを特徴とするディジタル画像信号の受信／再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16881994A JP3627256B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | ディジタル画像信号の受信／再生装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16881994A JP3627256B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | ディジタル画像信号の受信／再生装置および方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0818961A JPH0818961A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3627256B2 true JP3627256B2 (ja) | 2005-03-09 |
Family
ID=15875100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16881994A Expired - Lifetime JP3627256B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | ディジタル画像信号の受信／再生装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3627256B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4078906B2 (ja) | 2002-07-19 | 2008-04-23 | ソニー株式会社 | 画像信号の処理装置および処理方法、画像表示装置、それに使用される係数データの生成装置および生成方法、並びに各方法を実行するためのプログラムおよびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体 |
| JP4784281B2 (ja) * | 2005-11-18 | 2011-10-05 | 富士ゼロックス株式会社 | 復号化装置、逆量子化方法及びこれらのプログラム |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP16881994A patent/JP3627256B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0818961A (ja) | 1996-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2512894B2 (ja) | 高能率符号化／復号装置 | |
| KR100601743B1 (ko) | 영상 처리 장치 및 방법과, 전송 매체, 전송 방법 및 영상 포맷 | |
| JPH0583696A (ja) | 画像符号化装置 | |
| JPH06284377A (ja) | ディジタル画像信号のコンシール装置 | |
| JPH03167985A (ja) | 画像信号伝送装置及び方法 | |
| JP4552261B2 (ja) | ディジタル情報変換装置および方法、並びに画像情報変換装置および方法 | |
| JP2723867B2 (ja) | 画像信号復号化装置 | |
| JP3627256B2 (ja) | ディジタル画像信号の受信／再生装置および方法 | |
| JP3271098B2 (ja) | ディジタル画像信号復号装置および方法 | |
| JP3326828B2 (ja) | ディジタル画像信号受信／再生装置 | |
| JP3896635B2 (ja) | 画像データ変換装置及び方法、予測係数生成装置及び方法 | |
| JPS63284974A (ja) | 画像圧縮方式 | |
| JP3364939B2 (ja) | 画像符号化装置 | |
| JP2604712B2 (ja) | テレビジヨン信号の高能率符号化／復号装置 | |
| JP4552262B2 (ja) | ノイズ低減装置および方法 | |
| JP3748115B2 (ja) | 画像データ復号装置及び画像データ復号方法 | |
| JP3170929B2 (ja) | ディジタル信号の量子化器 | |
| JP3291785B2 (ja) | ブロック変換符号化データの伝送装置 | |
| JP3271097B2 (ja) | ディジタル画像信号の復号装置 | |
| JP3225667B2 (ja) | ディジタル信号の量子化器 | |
| JP3271102B2 (ja) | ディジタル画像信号の復号装置 | |
| JPH05207442A (ja) | 動画像信号の符号化装置 | |
| JP3902032B2 (ja) | ブロック変換符号化データの伝送装置 | |
| JP2900815B2 (ja) | 適応コアリング方法及び適応コアリング装置 | |
| JP3271100B2 (ja) | ディジタル画像信号復号装置および方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040511 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040712 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040803 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040930 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041116 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041129 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071217 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081217 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101217 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111217 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121217 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121217 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131217 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |