JP3639663B2

JP3639663B2 - 復号化装置

Info

Publication number: JP3639663B2
Application number: JP1221296A
Authority: JP
Inventors: 慎吾野澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2016-01-26
Also published as: US6496582B1; JPH09205370A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号等の高能率復号化に用いて好適な復号化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタル信号処理技術の進歩により、動画像や静止画像、音声等、大量のディジタル情報を高能率符号化し、小型磁気媒体への記録や通信媒体への伝送を行うことが可能となっている。こうした技術を応用し、高能率符号化の際に信号列をスクランブルすることで、特定の利用者のみが復号化可能とする装置も検討されている。
【０００３】
図３はスクランブルを伴う高能率符号化装置の従来の構成例を示すブロック図である。図３において、３０１は入力端子、３０２はスクランブル部、３０３は高能率符号化部、３０４、３０５は出力端子である。上記入力端子３０１に供給される入力信号は、スクランブル部３０２においてスクランブル信号に変換される。
【０００４】
図４はスクランブル部３０２の従来例である。図４において、ブロック化部４０１は、供給される信号列を有限個の信号毎にブロック化する。並べ変え部４０２は、ブロック化部４０１から順次供給されるブロック列を所定の順序に並べ換える。切替えスイッチ４０３はブロック化部４０１と並べ換え部４０２から供給されるブロック列とのいずれか一方を選択し、高能率符号化部３０３に出力する。すなわち、スクランブル化を要する場合においては、並べ換え部４０２によって並べ換えられたブロック列を選択し、スクランブル化を必要としない場合においては、ブロック化部４０１からのブロック列を選択する。また、切替えスイッチ４０３はいずれのブロック列を選択したかを示すフラグ信号を図３の出力端子３０５に出力する。高能率符号化部３０３はスクランブル部３０２から供給される信号列を高能率符号化し、出力端子３０４に出力する。
【０００５】
図５はスクランブル化を伴う高能率復号化装置の従来の構成例を示すブロック図である。図５において、５０１、５０２は入力端子、５０３は高能率復号化部、５０４は逆スクランブル部、５０５は出力端子である。高能率復号化部５０３は入力端子５０１に供給される入力信号を高能率復号化し、逆スクランブル部５０４に供給する。逆スクランブル部５０４は、入力端子５０２から供給されるフラグ信号に応じて高能率復号化部５０３から供給される信号を逆スクランブル化する。
【０００６】
図６は、逆スクランブル化部５０４の従来例である。図６において、ブロック化部６０１は、供給される信号列を有限個の信号毎にブロック化する。並べ変え部６０２は、ブロック化部６０１から順次供給されるブロック列を所定の順序に並べ換える。切替えスイッチ６０３は入力端子５０２から供給されるフラグ信号に応じてブロック化部６０１と並べ換え部６０４から供給されるブロック列とのいずれか一方を選択し出力端子５０５に出力する。すなわち、逆スクランブル化を要する高能率符号化においては、並べ換え部６０２によって並べ換えられたブロック列を選択し、逆スクランブル化を必要としない高能率符号化においてはブロック化部６０１からのブロック列を選択する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来のスクランブル化を伴う高能率符号化及び復号化装置は、スクランブル化を行なうか否かを示すフラグ信号を要し、前後に接続される装置や記録媒体は、フラグ信号に対応できることが不可欠となる。例えば、記録媒体はフラグ信号を記録する余分な記録領域を必要としてしまう。その結果過去のスクランブル化に対応していないデータフォーマットとの間に非互換性が生じるという問題があった。さらに、従来装置ではスクランブル化部における並べ換え処理のために、大量な記憶素子を必要とし、回路規模が大きくなってしまっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、余分なフラグ信号を必要とせず、かつ、小さな回路規模により、スクランブル化対応の復号化装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の復号化装置の第１の態様は、入力信号列から有限個の信号を集めてブロック化するブロック化手段と、上記ブロック化された信号列の値域を変換する逆スクランブル手段と、上記ブロック化手段から得られる信号列と上記逆スクランブル手段から得られる信号列とのいずれか一方を選択し出力する切替え手段とを備え、上記切替え手段は、上記ブロック化手段より供給されるブロック化された信号列中の所定のビットの状態から判別されるスクランブルの有無に応じて、選択する信号列を決定することを特徴とする。
【００１０】
本発明の復号化装置の第２の態様は、直交変換後の直交変換信号列にスクランブル処理が施された信号列を復号可能な復号化装置であって、入力信号列から有限個の信号を集めてブロック化するブロック化手段と、上記ブロック化された信号列の値域を変換する逆スクランブル手段と、上記ブロック化手段から得られる逆スクランブルされてない信号列と上記逆スクランブル手段から得られる逆スクランブルされた信号列とのいずれか一方を選択し出力する切替え手段と、入力された信号列を逆直交変換する逆直交変換手段とを備え、上記切替え手段は、上記ブロック化手段より供給されるブロック化された信号列中の所定のビットの状態から判別されるスクランブルの状態に応じて、スクランブル処理が施されてないときは上記逆スクランブルされてない信号列を上記逆直交変換手段へ出力し、スクランブル処理が施されているときは上記逆スクランブルされた信号列を上記逆直交変換手段へ出力することを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明の復号化装置の第１の態様によれば、ブロック化された信号列の値域が逆スクランブル手段により変換され、ブロック化された信号列と上記逆スクランブル手段から得られる信号列とのいずれか一方を切替え手段が選択し出力する。上記切替え手段は、上記ブロック化手段より供給されるブロック化された信号列中の所定のビットの状態から判別されるスクランブルの有無に応じて、選択する信号列を決定する。
【００１３】
本発明の復号化装置の第２の態様によれば、ブロック化された信号列の値域が逆スクランブル手段により変換され、逆スクランブルされていない信号列と上記逆スクランブル手段から得られる逆スクランブルされた信号列とのいずれか一方を切替え手段が選択し出力する。上記切替え手段は、ブロック化された信号列中の所定のビットの状態から判別されるスクランブルの状態に応じて、スクランブル処理が施されていないときは上記逆スクランブルされていない信号列を逆直交変換手段へ出力し、スクランブル処理が施されているときは上記逆スクランブルされた信号列を上記逆直交変換手段へ出力する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による高能率符号化装置の構成例を示すブロック図である。図１において１０１は画像信号の入力端子で、−１２７〜＋１２７の値域を持つ画素が順次入力される。１０２はブロック化部で、入力端子１０１から入力される画像信号を８×８画素のブロックに分割し、直交変換手段１０３に供給する。直交変換手段１０３はブロック化部１０２から供給される８×８画素の信号を２次元離散コサイン変換し、重み付け部１０４に供給する。８×８の画素列｛ｐ（ｈ，ｖ）｝（０≦ｈ，ｖ≦７）を直交成分列｛Ｆ（ｈ，ｖ）｝（０≦ｈ，ｖ≦７）に変換する２次元離散コサイン変換は、次式（１）で示される。
【００１６】
【数１】

【００１７】
重み付け部１０４は、人間の視覚特性を利用し、低域に対して大きな係数を乗じ、高域に対して小さな係数を乗じることで、圧縮効果を高める処理を行う。次式（２）は、本実施の形態における重み付けを示す。
【００１８】
【数２】

【００１９】
重み付け部１０４の出力｛Ｅ（ｈ，ｖ）は、−５０８〜＋５０８の値域を持ち、２の補数表現における１０ビット信号の列である。しかし、高域成分Ｅ（７，７）は、−２１１〜＋２１１すなわち、９ビット信号の値域しか持っていない。こうした性質を利用し、スクランブル部１０５は次式（３）により、排他的論理和演算等を用いてスクランブル化処理を行う。
【００２０】
【数３】

【００２１】
高域成分Ｅ（７，７）は９ビット信号の値域しか持っていないため、符号を示す最上位ビットと上位から２番目のビットとは常に等しい。一方、式（３）に示すスクランブル化により、下位９ビットが反転したＥ′（７，７）では、常に最上位ビットと上位から２番目のビットとが異なっている。こうした性質によりフラグ信号を用いずにスクランブル化されたブロックか否かを判別できる。
【００２２】
また、スクランブル部１０５は反転処理によってブロックの高域成分を大きく変化させるため、効果的なスクランブル化処理を実現する。さらに、Ｅ（７，７）のみでなく、Ｅ（７，６）、Ｅ（６，７）に対しても同様な処理を加えることで、より大きなスクランブル化処理を行うことができる。切替えスイッチ１０６は重み付け部１０４とスクランブル部１０５から供給される信号列とのいずれか一方を選択して出力端子１０７に出力する。すなわち、スクランブル化を要する場合においては、スクランブル部１０５から供給される信号列を選択し、スクランブル化を必要としない場合においては重み付け部１０４からの信号列を選択する。
【００２３】
図２は本発明による高能率復号化装置の構成例を示すブロック図である。図２において入力端子２０１から供給された信号列はブロック化部２０２によりブロックに分割され、逆スクランブル部２０３に供給される。次式（４）は、本実施の形態における逆スクランブル化処理を示す。ここでは排他的論理和演算等が用いられている。
【００２４】
【数４】

【００２５】
逆スクランブル部２０３はブロック化部２０２より供給されるブロック｛Ｅ′（ｈ，ｖ）｝（０≦ｈ，ｖ≦７）をブロック｛Ｅ（ｈ，ｖ）｝（０≦ｈ，ｖ≦７）に変換し、切替えスイッチ２０４へ供給する。切替えスイッチ２０４は、ブロック化部２０２から供給される信号列と、逆スクランブル部２０２から供給される信号列とのいずれか一方を選択して逆重み付け部２０５へ供給する。この場合、切替えスイッチ２０４は、いずれの信号列を選ぶべきかを示すフラグ信号を別途必要としない。ブロック化部２０２より供給されるブロックにおける、高域成分Ｅ（７，７）の最上位ビットと上位から２番目のビットとを比較し、等しい場合はブロック化部２０２からの信号列を、異なる場合は逆スクランブル化手段からの信号列を選択する。逆重み付け部２０５は、切替えスイッチ２０４から供給される信号列を式（５）により逆重み付けし、逆直交変換部２０６へ供給する。
【００２６】
【数５】

【００２７】
本実施の形態において逆直交変換部２０６は、式（６）に示す２次元逆離散コサイン変換である。
【００２８】
【数６】

【００２９】
上記逆直交変換部２０６によって復号化された信号列は出力端子２０７から出力される。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スクランブル化を行なったか否かを示すフラグ信号を必要としない。そのため、記録媒体や伝送媒体のデータ容量を削減することができる。また、スクランブル化を考慮していなかった符号化／復号化方式に対する互換性を維持したまま、スクランブル化機能を追加することができる。さらに、本発明によれば、排他的論理和演算器やセレクタなどの簡素を回路を用いることによって、小さな回路規模でブロック単位の効果的なスクランブル化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高能率符号化装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明による高能率復号化装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】従来の高能率符号化装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】図３におけるスクランブル部の構成例を示すブロック図である。
【図５】従来の高能率復号化装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】図５における逆スクランブル部の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１入力端子
１０２ブロック化部
１０３直交変換部
１０４重み付け部
１０５スクランブル部
１０６切替えスイッチ
２０２ブロック化部
２０３逆スクランブル部
２０４切替えスイッチ
２０５逆重み付け部

Claims

入力信号列から有限個の信号を集めてブロック化するブロック化手段と、
上記ブロック化された信号列の値域を変換する逆スクランブル手段と、
上記ブロック化手段から得られる信号列と上記逆スクランブル手段から得られる信号列とのいずれか一方を選択し出力する切替え手段とを備え、
上記切替え手段は、上記ブロック化手段より供給されるブロック化された信号列中の所定のビットの状態から判別されるスクランブルの有無に応じて、選択する信号列を決定することを特徴とする復号化装置。
直交変換後の直交変換信号列にスクランブル処理が施された信号列を復号可能な復号化装置であって、
入力信号列から有限個の信号を集めてブロック化するブロック化手段と、
上記ブロック化された信号列の値域を変換する逆スクランブル手段と、
上記ブロック化手段から得られる逆スクランブルされてない信号列と上記逆スクランブル手段から得られる逆スクランブルされた信号列とのいずれか一方を選択し出力する切替え手段と、
入力された信号列を逆直交変換する逆直交変換手段とを備え、
上記切替え手段は、上記ブロック化手段より供給されるブロック化された信号列中の所定のビットの状態から判別されるスクランブルの状態に応じて、スクランブル処理が施されてないときは上記逆スクランブルされてない信号列を上記逆直交変換手段へ出力し、スクランブル処理が施されているときは上記逆スクランブルされた信号列を上記逆直交変換手段へ出力することを特徴とする復号化装置。
上記逆スクランブル手段は、供給される信号列の成分領域に応じて特定の値で排他的論理和演算を行なうことを特徴とする請求項１又は２記載の復号化装置。