JP4032400B2 - 符号化装置及び方法、並びに復号化装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置、符号化装置、復号化装置及び画像処理方法に関し、特に異なる種類の画像信号を入力して画像処理を行う画像処理装置、異なる種類の画像信号を入力して符号化処理を行う符号化装置、異なる種類の画像信号の復号化処理を行う復号化装置及び異なる種類の画像信号を入力して画像処理を行う画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタル画像信号をビデオテープに記録するディジタルＶＴＲが盛んに開発されている。
【０００３】
これらのディジタルＶＴＲは、放送用または業務用いずれにしろ、非圧縮あるいは圧縮率の低いものが多かった。また、データ圧縮を施しているディジタルＶＴＲに対しても、エンコーダで用いる符号化パラメータを固定化し、デコーダと必ず１対１で対応させていた。
【０００４】
また、ディジタルＶＴＲではエンコーダで用いる符号化パラメータを固定化しない場合には、画像信号と同時に符号化パラメータも記録する必要がある。これはエンコーダからデコーダに対して、符号化パラメータを正しく受け渡さなければ、正しい復号ができないためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようなディジタルＶＴＲでは、符号化パラメータを固定化して圧縮しているので、限られたデータレートの中で多様な絵柄のすべてに対して、高画質の画を得ることは難しいといった問題があった。
【０００６】
また、多様な絵柄に応じて、符号化パラメータを適宜変更した場合でも、シャトル再生（早送り、巻き戻し再生）時にはすべてのデータがデコーダに入力されず、符号化パラメータも更新されないことがある。
【０００７】
このような場合、間違えた符号化パラメータで復号されることになり、このため本来とは異なるデータになってしまい、画質が悪化するといった問題があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、信号の特性に適した条件で符号化及び復号化し、かつシャトル再生時でも画質を良好にする画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、信号の特性に適した条件で符号化し、かつシャトル再生時でも画質を良好にする符号化装置を提供することである。
さらに、本発明の他の目的は、信号の特性に適した条件で復号化し、かつシャトル再生時でも画質を良好にする復号化装置を提供することである。
【００１０】
さらにまた、本発明の他の目的は、信号の特性に適した条件で符号化及び復号化し、かつシャトル再生時でも画質を良好にする画像処理方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、画像信号を符号化する符号化装置において、前記画像信号の種類としてコンポジット信号であるか又はコンポーネント信号であるかを検出する検出手段と、前記検出手段により前記画像信号の種類がコンポジット信号であることが検出された場合、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値を設定し、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きを、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定する設定手段と、前記設定手段により設定された量子化マトリックスであって、前記検出手段により検出された種類の画像信号に対応する量子化マトリックスを用いて前記画像信号を符号化する符号化手段とを備える符号化装置が提供される。
【００１４】
また、画像信号を符号化する符号化装置の符号化方法において、前記画像信号の種類としてコンポジット信号であるか又はコンポーネント信号であるかを検出し、前記検出された前記画像信号の種類がコンポジット信号であることが検出された場合、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値を設定し、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きを、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定し、前記設定された量子化マトリックスであって、前記検出された種類の画像信号に対応する量子化マトリックスを用いて前記画像信号を符号化するステップを含む符号化方法が提供される。
【００１５】
さらに、画像信号の種類としてコンポジット信号又はコンポーネント信号の画像信号が含まれ、符号化装置で符号化された画像信号を復号する復号化装置であって、前記符号化された画像信号に付加された前記画像信号の種類に対応する量子化マトリックスを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された前記量子化マトリックスを用いて前記符号化された画像信号を復号する復号化手段とを備え、前記抽出手段は、異なる種類の画像信号のそれぞれに対応して予め定められた異なる量子化マトリックスであって、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値が設定され、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きが、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定されて生成された量子化マトリックスを抽出する復号化装置が提供される。
【００１７】
さらにまた、画像信号の種類としてコンポジット信号又はコンポーネント信号の画像信号が含まれ、符号化装置で符号化された画像信号を復号する復号化装置の復号化方法であって、前記符号化された画像信号に付加された前記画像信号の種類に対応する量子化マトリックスを抽出し、前記抽出された前記量子化マトリックスを用いて前記符号化された画像信号を復号し、前記抽出される量子化マトリックスが、異なる種類の画像信号のそれぞれに対応して予め定められた異なる量子化マトリックスであって、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値が設定され、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きが、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定されて生成された量子化マトリックスである復号化方法が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の画像処理装置の原理図である。本発明の画像処理装置１は、符号化装置１０と、復号化装置２０とからなり、異なる種類の画像信号を入力して画像処理を行う。
【００２０】
ここで、異なる種類の画像信号とは、具体的には、コンポーネント信号及びコンポジット信号であり、これらの画像信号が入力されて画像処理を行う。
符号化パラメータ設定手段１１は、画像信号の種類に応じた符号化パラメータを設定する。
【００２１】
圧縮データ生成手段１２は、符号化パラメータで画像信号を符号化して符号化データを生成し、符号化パラメータと符号化データとからなる圧縮データＲＤＴを生成する。
【００２２】
復号化データ生成手段２０は、圧縮データＲＤＴを受信して、符号化パラメータにもとづいて符号化データを復号化し、復号化データを生成する。
次に動作について説明する。図２は本発明の画像処理装置１の動作手順を示すフローチャートである。
〔Ｓ１〕符号化パラメータ設定手段１１は、画像信号の種類に応じた符号化パラメータを設定する。
〔Ｓ２〕圧縮データ生成手段１２は、符号化パラメータで画像信号を符号化して符号化データを生成し、符号化パラメータと符号化データとからなる圧縮データＲＤＴを生成する。
〔Ｓ３〕復号化データ生成手段２０は、圧縮データＲＤＴを受信して、符号化パラメータにもとづいて符号化データを復号化し、復号化データを生成する。
【００２３】
以上説明したように、本発明の画像処理装置１は、画像信号の種類に応じた符号化パラメータを設定して、圧縮データの生成及び復号化を行う構成とした。これにより、画像信号の特性に応じた条件で符号化及び復号化できるので、高画質な画面を得ることが可能になる。
【００２４】
次に本発明を適用したディジタルＶＴＲシステムについて図３〜図６を用いて説明する。ディジタルＶＴＲシステムは、圧縮データ、音声信号、システムデータ（タイムコード、フレーム識別信号、音声信号の５フィールドシーケンス情報等）をテープに記録し、再生するシステムである。まず、記録側について説明する。
【００２５】
図３はディジタルＶＴＲシステムの符号化装置１０の構成を示す図である。コンポジットデコーダ１０ａは、外部から入力される非圧縮映像信号として、コンポジットビデオ信号ＣＰＳを受信し、ＹＣ分離を行ってからコンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１に変換する。
【００２６】
セレクタ１０ｂは、変換されたコンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１と外部から入力されるコンポーネントビデオ信号ＣＰＮ２とを受信し、いずれかのセレクト制御を行うセレクト信号ＳＥＬにもとづいて切り換える。そして、ビット・レート・リダクション（ＢＲＲ）エンコーダ１０−１に送信する。
【００２７】
ＢＲＲエンコーダ１０−１は、メモリ回路１０ｃと接続し、非圧縮映像信号であるコンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１またはＣＰＮ２を、ＭＰＥＧ方式などにより２個のフレーム（Ｉ、Ｂ）から構成されるＧＯＰ単位に圧縮する。
【００２８】
ＭＥＰ（Motion Estimation Process)部１０−１ａは、Ｂフレームの動き補償フレーム間符号化を行う。
ＤＣＴ部１０−１ｂは、フレーム内符号化されるＩフレームと、動き補償フレーム間符号化されるＢフレームと、にＤＣＴ（離散コサイン変換）をかけて変換係数を生成する。
【００２９】
符号化パラメータ設定手段１１に対応する量子化部１１ａは、ＤＣＴ部１０−１ｂで生成された変換係数に対して、視覚特性を考慮した量子化をかける。
ここで入力信号としてコンポジットビデオ信号ＣＰＳ（すなわち、コンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１）を選んだ場合は、コンポジット用の量子化マトリックス（以降、量子化マトリックスをＱテ−ブルと呼ぶ。）を使用し、コンポーネントビデオ信号ＣＰＮ２を選んだ場合には、コンポーネント用のＱテ−ブルを使って量子化を行う。このＱテ−ブルが符号化パラメータとなる。
【００３０】
符号化データ生成手段１２に対応するＶＬＣ（可変長符号化）部１２ａは、量子化値を可変長符号化して符号化データを生成し、符号化パラメータであるＱテ−ブルと符号化データとを含む圧縮データＲＤＴを生成して送信する。
【００３１】
図４はディジタルＶＴＲシステムのＥＣＣエンコーダの構成を示す図である。ＥＣＣ（Error Correcting Code)エンコーダ３０は、圧縮データＲＤＴ、音声信号ＡＵＤとシステムデータＳＹＤＴのＥＣＣエンコード処理を行う。
【００３２】
パック回路３１は、ＢＲＲエンコーダ１０−１の出力である圧縮データＲＤＴと、外部から入力される非圧縮の音声信号ＡＵＤと、システムデータＳＹＤＴとに対し、誤り訂正をかける単位である同期ブロックの長さになるようにメモリ回路３２を用いて等長化し、外部メモリ回路３３に記録する。
【００３３】
外符号エンコーダ３４は、外部メモリ回路３３からデータを読み出し、外符号（アウターパリティ）を生成して付加し、再び外部メモリ回路３３に記憶する。
ＦＩＦＯ３５ａ、３５ｂは、外符号が付加された同期ブロックＳＹＮＣＢＫを読み出し、バッファリングして入力のシステムクロックＳＣＫから記録クロックＲＥＣＣＫに周波数をのせかえる。
【００３４】
ＳＹＮＣ／ＩＤ符号付加回路３６は、同期ブロックＳＹＮＣＢＫの先頭に同期符号ＳＹＮＣとＩＤ符号を付加する。
内符号エンコーダ３７は、同期符号ＳＹＮＣとＩＤ符号の付加された同期ブロックＳＹＮＣＢＫに対して、内符号（インナーパリティ）を付加する。
【００３５】
そして、内符号が付加された同期ブロックＳＹＮＣＢＫは、さらに変調等の処理をされて、記録信号ＲＥＣＤＴとして記録ヘッドＨＤ１を介してテープ５０にアジマス記録される。
【００３６】
次に再生側について説明する。図５はディジタルＶＴＲシステムのＥＣＣデコーダの構成を示す図である。
ＥＣＣデコーダ４０の再生側では８個のヘッドＨＤ２（シャトル時は１６個）によって、テ−プ５０から記録信号ＲＥＣＤＴを再生し、内符号デコーダ４１に出力する。
【００３７】
内符号デコーダ４１は，誤り訂正内符号によって、誤り訂正を施し，ノントラッキング制御回路４２へ出力する。
ノントラッキング制御回路４２は、同期ブロックＳＹＮＣＢＫの識別符号ＩＤを検出し、再生するＧＯＰのデータを選び、メモリ回路４３に記憶する。このときエラーのない同期ブロックＳＹＮＣＢＫを優先的に記憶する。
【００３８】
外符号デコーダ４４は、ノントラッキング制御回路４２を介してメモリ回路４３に記憶されたデータを読み出し、外符号を用いて誤り訂正を行い、記録ブロックに収容した形式でＪＯＧメモリ制御回路４５を介して、ＪＯＧメモリ４６に記憶する。
【００３９】
ＪＯＧメモリ制御回路４５は、通常再生の他、変速再生に対応したメモリ上のデータを選び、デパック回路４７に対して出力する。
デパック回路４７は、記録ブロックに収容されたデータから圧縮データＲＤＴ、音声信号ＡＵＤ、システムデータＳＹＤＴを分離する。
【００４０】
音声信号ＡＵＤとシステムデータＳＹＤＴは外部へ、圧縮データＲＤＴは復号化装置２０へ出力する。
図６はディジタルＶＴＲシステムの復号化装置２０の構成を示す図である。復号化データ生成手段２１に対応するＢＲＲデコーダ２０−１は、メモリ回路２２と接続してＢＲＲエンコーダ１０−１と逆の処理を施し、圧縮信号ＲＤＴを伸長復号し、コンポーネントビデオ信号ＣＰＮを再生する。
【００４１】
ＶＬＤ部２１ａは、圧縮データＲＤＴを可変長復号化する。逆量子化部２１ｂは符号化データと同時に送られてきた符号化パラメータであるＱテ−ブルを用いて符号化データを逆量子化する。
【００４２】
ＩＤＣＴ部２１ｃは、逆量子化値をＩＤＣＴにかけて復号化データを生成する。コンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１の復号化データならばコンポジットエンコーダ２３へ送信する。コンポーネントビデオ信号ＣＰＮ２の復号化データならば外部へ出力する。
【００４３】
コンポジットエンコーダ２３は、コンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１をＹＣミックスし、コンポジットビデオ信号を外部へ出力する。
以上説明したように、本発明を適用したディジタルＶＴＲは、コンポジットビデオ信号またはコンポーネントビデオ信号に応じた符号化パラメータであるＱテ−ブルをそれぞれ設定して、圧縮データの生成及び復号化を行う構成とした。
【００４４】
これにより、コンポジットビデオ信号またはコンポーネントビデオ信号の特性に応じた条件で符号化及び復号化できるので、高画質な画面を得ることが可能になる。
【００４５】
次にコンポジット／コンポーネント変換を用いた画像圧縮システムのデータ損失について説明する。ＭＰＥＧで代表されるＤＣＴを用いた圧縮方式は、コンポーネント信号のためのものであり、コンポジット信号の入出力に対しては、前述したようにコンポジット信号からコンポーネント信号変換またはコンポーネント信号からコンポジット信号変換を行う必要がある。
【００４６】
一方、コンポジット信号からコンポーネント信号にＹＣ分離を行うときには、クロマ信号にＹ信号の高域の斜め成分が漏れ込んでしまうことになる。ここで図７〜図１０を用いてＹ信号とクロマ信号について説明する。
【００４７】
図７はコンポジット信号を示す図である。図８は図７のコンポジット信号ＣＰＳ１をＹ／Ｃ分離したときのクロマ信号を示す図である。
図９は図７のコンポジット信号ＣＰＳ１をＹ／Ｃ分離したときのＹ信号を示す図である。図１０はＹ／Ｃミックスした時のコンポジット信号を示す図である。図７〜図１０のいずれも縦軸がゲイン、横軸が周波数である。
【００４８】
図に示したようにＹ／Ｃ分離されたクロマ信号とＹ信号が、再びＹ／Ｃミックスされたときに、もとの形になることが望ましい。
ところが、ＤＣＴを用いてクロマ信号を圧縮した場合、クロマ信号に漏れ込んでいるＹ信号も歪んでしまい、再びコンポジット信号ＣＰＳ２に戻したときには、画の解像度が劣化しボケてしまう。
【００４９】
したがって、コンポジット信号の画質を上げるためには、クロマ信号に漏れ込んだＹ信号の歪みを抑える必要がある。すなわち、コンポーネント信号で圧縮をかける段階で漏れ込みＹ信号を含むクロマ信号を優遇して扱い、コンポジット信号に戻した場合のＹ信号の再現性を高くすればよい。
【００５０】
本発明では、上記のような問題点に対し、ＢＲＲエンコーダ１０−１の量子化部１１ａのＱテ−ブルをコンポーネント信号用とコンポジット信号用の２種類を用意し、入力信号の種類によって使い分ける。次にコンポジット信号用のＱテ−ブルの設定について説明する。
【００５１】
その際、コンポジット信号の入力に対しては、クロマ信号の量子化係数をコンポーネント信号の場合と比べて小さい値に変更する。すなわち、小さい値で割ることによってＹ信号に対するクロマ信号の比率を高め、クロマ信号を優遇する。
【００５２】
図１１は周波数に対する量子化係数の変化を表す図である。縦軸にＡＣ係数、横軸に周波数をとる。Ｑテ−ブル１１−１はコンポーネント信号用であり、Ｑテ−ブル１１−２はコンポジット信号用である。
【００５３】
コンポジット信号用のＱテ−ブル１１−２は、コンポーネント信号のＱテーブル１１−１と比べてどの帯域においてもＡＣ係数が１／２ぐらいになるように設定してある。
【００５４】
次にシャトル再生時の場合のＱテ−ブルの設定について説明する。上記で説明したように入力される画像信号の種類によって最適なＱテ−ブルを用意し、それぞれに最適なＱテ−ブルを使ってエンコードした方がよりよい画質が得られる。
【００５５】
この場合、異なるＱテ−ブルによってエンコードされた素材が混在するものをデコードするには各々のエンコード時のＱテ−ブルを使わなくてはならない。
ここで問題となるのは、ＶＴＲのシャトル再生のようにＱテ−ブルをのせているフレームヘッダをフレーム毎に読みだすことができない場合である。
【００５６】
図１２はシャトル再生時のヘッドトレースの様子を示す。データ領域は、ビデオデータ・エリア・アッパーセクタ１０１と、オーディオデータ・エリア１０２と、ビデオデータ・エリア・ロウアーセクタ１０３からなる。
【００５７】
図中の斜線部分がヘッドによって拾われるデータである。シャトルスピードが上がるにつれて、トレースされるデータが離散的になり、減っていくのがわかる。
【００５８】
図１３は画面上の更新領域エリアを示す図である。更新領域エリア２００は、図１２でトレースされるデータを画面上のビデオデータの更新イメージに置き換えたものである。
【００５９】
このようにヘッドによって拾われたデータのみが更新されていく。Ｑテ−ブルが格納されているフレームヘッダに関してもビデオデータと同様に、読み取れない時は、前の情報をホールドして扱い、フレームヘッダが読み取られる度に内容を更新していく。
【００６０】
したがって、エンコード時に異なるＱテ−ブルで符号化された素材が混ざり会っているテープをシャトル再生した場合、Ｑテ−ブルの変化点ではフレームヘッダが更新されるまでは，古いＱテ−ブルでデコードしてしまうことになる。
【００６１】
例えば、図１１のコンポーネント信号用のＱテ−ブル１１−１とコンポジット信号用のＱテ−ブル１１−２で符号化された素材が連続して記録された場合を考える。
【００６２】
このテープをコンポーネント信号からコンポジット信号の方向にシャトル再生すると、コンポジット信号のシーンに入った瞬間、新しいフレームヘッダを捉えるまでは、コンポーネント信号のＱテ−ブル１１−１のまま復号してしまい、その結果、クロマ信号のゲインが２倍になってしまう。
【００６３】
このように量子化係数の違いが直接ゲインに結びつくのである。また、コンポジット信号からコンポーネント信号の方向にシャトル再生する場合は、反対にクロマ・ゲインが１／２になる。
【００６４】
量子化係数の違いによって、クロマ・ゲインが変化すると、どんなに短い時間でも目についてしまう。したがってＱテ−ブルを使い分けるとしてもゲイン変動の目立たないような似通ったテ−ブルを採用する必要がある。
【００６５】
そこで本発明では、コンポジット信号のためにはコンポジット信号用のＱテ−ブル１１−２の特性に近く、なおかつコンポーネント信号用のＱテ−ブル１１−１と間違えて使われてもゲイン変動の目立たないＱテ−ブルを用いる。
【００６６】
図１４はゲイン変動の目立たないＱテ−ブルを示す図である。本発明ではＱテ−ブル１１−３のようなカーブを持ったＱテ−ブルを採用する。
Ｑテ−ブル１１−３では、ＡＣ係数の低周波数領域をコンポーネント信号と同程度の値に設定し、周波数に対する係数の傾きをＱテ−ブル１１−２と同じにする。すなわち、Ｑテ−ブル１１−２の係数をオフセットしたものとする。
【００６７】
図１４からも分かるようにコンポーネント信号のＱテ−ブル１１−１と、コンポジット信号を改善したＱテ−ブル１１−３を比べると、周波数の低い部分では近い値をとり、周波数が高くなるにつれて係数の改善が大きくなっている。
【００６８】
すなわち、コンポーネント信号とコンポジット信号でお互いに異なるＱテ−ブルを使って復号化してしまった場合、周波数の高い領域ではゲインの違いが現れるが、低い領域での差は小さく、視覚的に感じる違和感も小さい。
【００６９】
また、Ｑテ−ブル１１−２と同じ形のカーブをとることによって、Ｑテ−ブル１１−２と同じ特性を持ち、本来の目的であるコンポジット信号画質の解像度向上につながる。
【００７０】
以上説明したように、本発明の画像処理装置は、コンポジット信号特有の性質を考え、専用のＱテ−ブルを設ける構成にした。これにより、限られたデータレートの中でも解像度のある画を得ることができる。
【００７１】
また、目につきやすい低周波数成分の量子化係数をコンポーネント信号／コンポジット信号で同じ位の値に設定する構成にした。これにより、ＶＴＲのシャトル再生時に視覚的に気になる低周波数成分のゲイン変動を小さくすることができる。
【００７２】
次に本発明の画像処理方法について説明する。図１５は本発明の画像処理方法の処理手順を示すフローチャートである。
〔Ｓ１０〕画像信号の種類に応じた符号化パラメータを設定する。また、符号化パラメータを設定する際には、入力される異なる種類の画像信号に対して、低周波数成分の量子化係数を同程度の値に設定する。
〔Ｓ１１〕符号化パラメータで画像信号の符号化を行い符号化データを生成して、符号化パラメータと符号化データとからなる圧縮データを生成する。
〔Ｓ１２〕圧縮データを受信して、符号化パラメータにもとづいて符号化データを復号化して復号化データを生成する。
【００７３】
以上説明したように、本発明の画像処理方法は、画像信号の種類に応じた符号化パラメータを設定して、圧縮データの生成及び復号化を行うことにした。これにより、画像信号の特性に応じた条件で符号化及び復号化できるので、高画質な画面を得ることが可能になる。
【００７４】
また、異なる画像信号に対し、目につきやすい低周波数成分の量子化係数を同じ位の値に設定する構成にした。これにより、ＶＴＲのシャトル再生時に視覚的に気になる低周波数成分のゲイン変動を小さくすることが可能になる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の符号化装置および方法は、画像信号の種類がコンポジット信号であることが検出された場合、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値を設定し、さらに、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きを、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定する構成とした。これにより、画像信号の特性に応じた条件で符号化できるので、高画質な画面を得ることが可能になる。
【００７７】
さらに、本発明の復号化装置および方法は、異なる種類の画像信号のそれぞれに対応して予め定められた異なる量子化マトリックスであって、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値が設定され、さらに、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きが、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定されて生成された量子化マトリックスを用いて符号化された画像信号が復号化される構成とした。これにより、画像信号の特性に応じた条件で復号化できるので、高画質な画面を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置の原理図である。
【図２】本発明の画像処理装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】ディジタルＶＴＲシステムの符号化装置の構成を示す図である。
【図４】ディジタルＶＴＲシステムのＥＣＣエンコーダの構成を示す図である。
【図５】ディジタルＶＴＲシステムのＥＣＣデコーダの構成を示す図である。
【図６】ディジタルＶＴＲシステムの復号化装置の構成を示す図である。
【図７】コンポジット信号を示す図である。
【図８】コンポジット信号をＹ／Ｃ分離したときのクロマ信号を示す図である。
【図９】コンポジット信号をＹ／Ｃ分離したときのＹ信号を示す図である。
【図１０】Ｙ／Ｃミックスした時のコンポジット信号を示す図である。
【図１１】周波数に対する量子化係数の変化を表す図である。
【図１２】シャトル再生時のヘッドトレースの様子を示す。
【図１３】画面上の更新領域エリアを示す図である。
【図１４】ゲイン変動の目立たないＱテ−ブルを示す図である。
【図１５】本発明の画像処理方法の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１……画像処理装置、１０……符号化装置、１１……符号化パラメータ設定手段、１２……圧縮データ生成手段、２０……復号化装置、２１……復号化データ生成手段、ＲＤＴ…圧縮データ。
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置、符号化装置、復号化装置及び画像処理方法に関し、特に異なる種類の画像信号を入力して画像処理を行う画像処理装置、異なる種類の画像信号を入力して符号化処理を行う符号化装置、異なる種類の画像信号の復号化処理を行う復号化装置及び異なる種類の画像信号を入力して画像処理を行う画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタル画像信号をビデオテープに記録するディジタルＶＴＲが盛んに開発されている。
【０００３】
これらのディジタルＶＴＲは、放送用または業務用いずれにしろ、非圧縮あるいは圧縮率の低いものが多かった。また、データ圧縮を施しているディジタルＶＴＲに対しても、エンコーダで用いる符号化パラメータを固定化し、デコーダと必ず１対１で対応させていた。
【０００４】
また、ディジタルＶＴＲではエンコーダで用いる符号化パラメータを固定化しない場合には、画像信号と同時に符号化パラメータも記録する必要がある。これはエンコーダからデコーダに対して、符号化パラメータを正しく受け渡さなければ、正しい復号ができないためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようなディジタルＶＴＲでは、符号化パラメータを固定化して圧縮しているので、限られたデータレートの中で多様な絵柄のすべてに対して、高画質の画を得ることは難しいといった問題があった。
【０００６】
また、多様な絵柄に応じて、符号化パラメータを適宜変更した場合でも、シャトル再生（早送り、巻き戻し再生）時にはすべてのデータがデコーダに入力されず、符号化パラメータも更新されないことがある。
【０００７】
このような場合、間違えた符号化パラメータで復号されることになり、このため本来とは異なるデータになってしまい、画質が悪化するといった問題があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、信号の特性に適した条件で符号化及び復号化し、かつシャトル再生時でも画質を良好にする画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、信号の特性に適した条件で符号化し、かつシャトル再生時でも画質を良好にする符号化装置を提供することである。
さらに、本発明の他の目的は、信号の特性に適した条件で復号化し、かつシャトル再生時でも画質を良好にする復号化装置を提供することである。
【００１０】
さらにまた、本発明の他の目的は、信号の特性に適した条件で符号化及び復号化し、かつシャトル再生時でも画質を良好にする画像処理方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、画像信号を符号化する符号化装置において、前記画像信号の種類としてコンポジット信号であるか又はコンポーネント信号であるかを検出する検出手段と、前記検出手段により前記画像信号の種類がコンポジット信号であることが検出された場合、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値を設定し、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きを、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定する設定手段と、前記設定手段により設定された量子化マトリックスであって、前記検出手段により検出された種類の画像信号に対応する量子化マトリックスを用いて前記画像信号を符号化する符号化手段とを備える符号化装置が提供される。
【００１４】
また、画像信号を符号化する符号化装置の符号化方法において、前記画像信号の種類としてコンポジット信号であるか又はコンポーネント信号であるかを検出し、前記検出された前記画像信号の種類がコンポジット信号であることが検出された場合、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値を設定し、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きを、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定し、前記設定された量子化マトリックスであって、前記検出された種類の画像信号に対応する量子化マトリックスを用いて前記画像信号を符号化するステップを含む符号化方法が提供される。
【００１５】
さらに、画像信号の種類としてコンポジット信号又はコンポーネント信号の画像信号が含まれ、符号化装置で符号化された画像信号を復号する復号化装置であって、前記符号化された画像信号に付加された前記画像信号の種類に対応する量子化マトリックスを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された前記量子化マトリックスを用いて前記符号化された画像信号を復号する復号化手段とを備え、前記抽出手段は、異なる種類の画像信号のそれぞれに対応して予め定められた異なる量子化マトリックスであって、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値が設定され、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きが、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定されて生成された量子化マトリックスを抽出する復号化装置が提供される。
【００１７】
さらにまた、画像信号の種類としてコンポジット信号又はコンポーネント信号の画像信号が含まれ、符号化装置で符号化された画像信号を復号する復号化装置の復号化方法であって、前記符号化された画像信号に付加された前記画像信号の種類に対応する量子化マトリックスを抽出し、前記抽出された前記量子化マトリックスを用いて前記符号化された画像信号を復号し、前記抽出される量子化マトリックスが、異なる種類の画像信号のそれぞれに対応して予め定められた異なる量子化マトリックスであって、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値が設定され、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きが、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定されて生成された量子化マトリックスである復号化方法が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の画像処理装置の原理図である。本発明の画像処理装置１は、符号化装置１０と、復号化装置２０とからなり、異なる種類の画像信号を入力して画像処理を行う。
【００２０】
ここで、異なる種類の画像信号とは、具体的には、コンポーネント信号及びコンポジット信号であり、これらの画像信号が入力されて画像処理を行う。
符号化パラメータ設定手段１１は、画像信号の種類に応じた符号化パラメータを設定する。
【００２１】
圧縮データ生成手段１２は、符号化パラメータで画像信号を符号化して符号化データを生成し、符号化パラメータと符号化データとからなる圧縮データＲＤＴを生成する。
【００２２】
復号化データ生成手段２０は、圧縮データＲＤＴを受信して、符号化パラメータにもとづいて符号化データを復号化し、復号化データを生成する。
次に動作について説明する。図２は本発明の画像処理装置１の動作手順を示すフローチャートである。
〔Ｓ１〕符号化パラメータ設定手段１１は、画像信号の種類に応じた符号化パラメータを設定する。
〔Ｓ２〕圧縮データ生成手段１２は、符号化パラメータで画像信号を符号化して符号化データを生成し、符号化パラメータと符号化データとからなる圧縮データＲＤＴを生成する。
〔Ｓ３〕復号化データ生成手段２０は、圧縮データＲＤＴを受信して、符号化パラメータにもとづいて符号化データを復号化し、復号化データを生成する。
【００２３】
以上説明したように、本発明の画像処理装置１は、画像信号の種類に応じた符号化パラメータを設定して、圧縮データの生成及び復号化を行う構成とした。これにより、画像信号の特性に応じた条件で符号化及び復号化できるので、高画質な画面を得ることが可能になる。
【００２４】
次に本発明を適用したディジタルＶＴＲシステムについて図３〜図６を用いて説明する。ディジタルＶＴＲシステムは、圧縮データ、音声信号、システムデータ（タイムコード、フレーム識別信号、音声信号の５フィールドシーケンス情報等）をテープに記録し、再生するシステムである。まず、記録側について説明する。
【００２５】
図３はディジタルＶＴＲシステムの符号化装置１０の構成を示す図である。コンポジットデコーダ１０ａは、外部から入力される非圧縮映像信号として、コンポジットビデオ信号ＣＰＳを受信し、ＹＣ分離を行ってからコンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１に変換する。
【００２６】
セレクタ１０ｂは、変換されたコンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１と外部から入力されるコンポーネントビデオ信号ＣＰＮ２とを受信し、いずれかのセレクト制御を行うセレクト信号ＳＥＬにもとづいて切り換える。そして、ビット・レート・リダクション（ＢＲＲ）エンコーダ１０−１に送信する。
【００２７】
ＢＲＲエンコーダ１０−１は、メモリ回路１０ｃと接続し、非圧縮映像信号であるコンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１またはＣＰＮ２を、ＭＰＥＧ方式などにより２個のフレーム（Ｉ、Ｂ）から構成されるＧＯＰ単位に圧縮する。
【００２８】
ＭＥＰ（Motion Estimation Process)部１０−１ａは、Ｂフレームの動き補償フレーム間符号化を行う。
ＤＣＴ部１０−１ｂは、フレーム内符号化されるＩフレームと、動き補償フレーム間符号化されるＢフレームと、にＤＣＴ（離散コサイン変換）をかけて変換係数を生成する。
【００２９】
符号化パラメータ設定手段１１に対応する量子化部１１ａは、ＤＣＴ部１０−１ｂで生成された変換係数に対して、視覚特性を考慮した量子化をかける。
ここで入力信号としてコンポジットビデオ信号ＣＰＳ（すなわち、コンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１）を選んだ場合は、コンポジット用の量子化マトリックス（以降、量子化マトリックスをＱテ−ブルと呼ぶ。）を使用し、コンポーネントビデオ信号ＣＰＮ２を選んだ場合には、コンポーネント用のＱテ−ブルを使って量子化を行う。このＱテ−ブルが符号化パラメータとなる。
【００３０】
符号化データ生成手段１２に対応するＶＬＣ（可変長符号化）部１２ａは、量子化値を可変長符号化して符号化データを生成し、符号化パラメータであるＱテ−ブルと符号化データとを含む圧縮データＲＤＴを生成して送信する。
【００３１】
図４はディジタルＶＴＲシステムのＥＣＣエンコーダの構成を示す図である。ＥＣＣ（Error Correcting Code)エンコーダ３０は、圧縮データＲＤＴ、音声信号ＡＵＤとシステムデータＳＹＤＴのＥＣＣエンコード処理を行う。
【００３２】
パック回路３１は、ＢＲＲエンコーダ１０−１の出力である圧縮データＲＤＴと、外部から入力される非圧縮の音声信号ＡＵＤと、システムデータＳＹＤＴとに対し、誤り訂正をかける単位である同期ブロックの長さになるようにメモリ回路３２を用いて等長化し、外部メモリ回路３３に記録する。
【００３３】
外符号エンコーダ３４は、外部メモリ回路３３からデータを読み出し、外符号（アウターパリティ）を生成して付加し、再び外部メモリ回路３３に記憶する。
ＦＩＦＯ３５ａ、３５ｂは、外符号が付加された同期ブロックＳＹＮＣＢＫを読み出し、バッファリングして入力のシステムクロックＳＣＫから記録クロックＲＥＣＣＫに周波数をのせかえる。
【００３４】
ＳＹＮＣ／ＩＤ符号付加回路３６は、同期ブロックＳＹＮＣＢＫの先頭に同期符号ＳＹＮＣとＩＤ符号を付加する。
内符号エンコーダ３７は、同期符号ＳＹＮＣとＩＤ符号の付加された同期ブロックＳＹＮＣＢＫに対して、内符号（インナーパリティ）を付加する。
【００３５】
そして、内符号が付加された同期ブロックＳＹＮＣＢＫは、さらに変調等の処理をされて、記録信号ＲＥＣＤＴとして記録ヘッドＨＤ１を介してテープ５０にアジマス記録される。
【００３６】
次に再生側について説明する。図５はディジタルＶＴＲシステムのＥＣＣデコーダの構成を示す図である。
ＥＣＣデコーダ４０の再生側では８個のヘッドＨＤ２（シャトル時は１６個）によって、テ−プ５０から記録信号ＲＥＣＤＴを再生し、内符号デコーダ４１に出力する。
【００３７】
内符号デコーダ４１は，誤り訂正内符号によって、誤り訂正を施し，ノントラッキング制御回路４２へ出力する。
ノントラッキング制御回路４２は、同期ブロックＳＹＮＣＢＫの識別符号ＩＤを検出し、再生するＧＯＰのデータを選び、メモリ回路４３に記憶する。このときエラーのない同期ブロックＳＹＮＣＢＫを優先的に記憶する。
【００３８】
外符号デコーダ４４は、ノントラッキング制御回路４２を介してメモリ回路４３に記憶されたデータを読み出し、外符号を用いて誤り訂正を行い、記録ブロックに収容した形式でＪＯＧメモリ制御回路４５を介して、ＪＯＧメモリ４６に記憶する。
【００３９】
ＪＯＧメモリ制御回路４５は、通常再生の他、変速再生に対応したメモリ上のデータを選び、デパック回路４７に対して出力する。
デパック回路４７は、記録ブロックに収容されたデータから圧縮データＲＤＴ、音声信号ＡＵＤ、システムデータＳＹＤＴを分離する。
【００４０】
音声信号ＡＵＤとシステムデータＳＹＤＴは外部へ、圧縮データＲＤＴは復号化装置２０へ出力する。
図６はディジタルＶＴＲシステムの復号化装置２０の構成を示す図である。復号化データ生成手段２１に対応するＢＲＲデコーダ２０−１は、メモリ回路２２と接続してＢＲＲエンコーダ１０−１と逆の処理を施し、圧縮信号ＲＤＴを伸長復号し、コンポーネントビデオ信号ＣＰＮを再生する。
【００４１】
ＶＬＤ部２１ａは、圧縮データＲＤＴを可変長復号化する。逆量子化部２１ｂは符号化データと同時に送られてきた符号化パラメータであるＱテ−ブルを用いて符号化データを逆量子化する。
【００４２】
ＩＤＣＴ部２１ｃは、逆量子化値をＩＤＣＴにかけて復号化データを生成する。コンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１の復号化データならばコンポジットエンコーダ２３へ送信する。コンポーネントビデオ信号ＣＰＮ２の復号化データならば外部へ出力する。
【００４３】
コンポジットエンコーダ２３は、コンポーネントビデオ信号ＣＰＮ１をＹＣミックスし、コンポジットビデオ信号を外部へ出力する。
以上説明したように、本発明を適用したディジタルＶＴＲは、コンポジットビデオ信号またはコンポーネントビデオ信号に応じた符号化パラメータであるＱテ−ブルをそれぞれ設定して、圧縮データの生成及び復号化を行う構成とした。
【００４４】
これにより、コンポジットビデオ信号またはコンポーネントビデオ信号の特性に応じた条件で符号化及び復号化できるので、高画質な画面を得ることが可能になる。
【００４５】
次にコンポジット／コンポーネント変換を用いた画像圧縮システムのデータ損失について説明する。ＭＰＥＧで代表されるＤＣＴを用いた圧縮方式は、コンポーネント信号のためのものであり、コンポジット信号の入出力に対しては、前述したようにコンポジット信号からコンポーネント信号変換またはコンポーネント信号からコンポジット信号変換を行う必要がある。
【００４６】
一方、コンポジット信号からコンポーネント信号にＹＣ分離を行うときには、クロマ信号にＹ信号の高域の斜め成分が漏れ込んでしまうことになる。ここで図７〜図１０を用いてＹ信号とクロマ信号について説明する。
【００４７】
図７はコンポジット信号を示す図である。図８は図７のコンポジット信号ＣＰＳ１をＹ／Ｃ分離したときのクロマ信号を示す図である。
図９は図７のコンポジット信号ＣＰＳ１をＹ／Ｃ分離したときのＹ信号を示す図である。図１０はＹ／Ｃミックスした時のコンポジット信号を示す図である。図７〜図１０のいずれも縦軸がゲイン、横軸が周波数である。
【００４８】
図に示したようにＹ／Ｃ分離されたクロマ信号とＹ信号が、再びＹ／Ｃミックスされたときに、もとの形になることが望ましい。
ところが、ＤＣＴを用いてクロマ信号を圧縮した場合、クロマ信号に漏れ込んでいるＹ信号も歪んでしまい、再びコンポジット信号ＣＰＳ２に戻したときには、画の解像度が劣化しボケてしまう。
【００４９】
したがって、コンポジット信号の画質を上げるためには、クロマ信号に漏れ込んだＹ信号の歪みを抑える必要がある。すなわち、コンポーネント信号で圧縮をかける段階で漏れ込みＹ信号を含むクロマ信号を優遇して扱い、コンポジット信号に戻した場合のＹ信号の再現性を高くすればよい。
【００５０】
本発明では、上記のような問題点に対し、ＢＲＲエンコーダ１０−１の量子化部１１ａのＱテ−ブルをコンポーネント信号用とコンポジット信号用の２種類を用意し、入力信号の種類によって使い分ける。次にコンポジット信号用のＱテ−ブルの設定について説明する。
【００５１】
その際、コンポジット信号の入力に対しては、クロマ信号の量子化係数をコンポーネント信号の場合と比べて小さい値に変更する。すなわち、小さい値で割ることによってＹ信号に対するクロマ信号の比率を高め、クロマ信号を優遇する。
【００５２】
図１１は周波数に対する量子化係数の変化を表す図である。縦軸にＡＣ係数、横軸に周波数をとる。Ｑテ−ブル１１−１はコンポーネント信号用であり、Ｑテ−ブル１１−２はコンポジット信号用である。
【００５３】
コンポジット信号用のＱテ−ブル１１−２は、コンポーネント信号のＱテーブル１１−１と比べてどの帯域においてもＡＣ係数が１／２ぐらいになるように設定してある。
【００５４】
次にシャトル再生時の場合のＱテ−ブルの設定について説明する。上記で説明したように入力される画像信号の種類によって最適なＱテ−ブルを用意し、それぞれに最適なＱテ−ブルを使ってエンコードした方がよりよい画質が得られる。
【００５５】
この場合、異なるＱテ−ブルによってエンコードされた素材が混在するものをデコードするには各々のエンコード時のＱテ−ブルを使わなくてはならない。
ここで問題となるのは、ＶＴＲのシャトル再生のようにＱテ−ブルをのせているフレームヘッダをフレーム毎に読みだすことができない場合である。
【００５６】
図１２はシャトル再生時のヘッドトレースの様子を示す。データ領域は、ビデオデータ・エリア・アッパーセクタ１０１と、オーディオデータ・エリア１０２と、ビデオデータ・エリア・ロウアーセクタ１０３からなる。
【００５７】
図中の斜線部分がヘッドによって拾われるデータである。シャトルスピードが上がるにつれて、トレースされるデータが離散的になり、減っていくのがわかる。
【００５８】
図１３は画面上の更新領域エリアを示す図である。更新領域エリア２００は、図１２でトレースされるデータを画面上のビデオデータの更新イメージに置き換えたものである。
【００５９】
このようにヘッドによって拾われたデータのみが更新されていく。Ｑテ−ブルが格納されているフレームヘッダに関してもビデオデータと同様に、読み取れない時は、前の情報をホールドして扱い、フレームヘッダが読み取られる度に内容を更新していく。
【００６０】
したがって、エンコード時に異なるＱテ−ブルで符号化された素材が混ざり会っているテープをシャトル再生した場合、Ｑテ−ブルの変化点ではフレームヘッダが更新されるまでは，古いＱテ−ブルでデコードしてしまうことになる。
【００６１】
例えば、図１１のコンポーネント信号用のＱテ−ブル１１−１とコンポジット信号用のＱテ−ブル１１−２で符号化された素材が連続して記録された場合を考える。
【００６２】
このテープをコンポーネント信号からコンポジット信号の方向にシャトル再生すると、コンポジット信号のシーンに入った瞬間、新しいフレームヘッダを捉えるまでは、コンポーネント信号のＱテ−ブル１１−１のまま復号してしまい、その結果、クロマ信号のゲインが２倍になってしまう。
【００６３】
このように量子化係数の違いが直接ゲインに結びつくのである。また、コンポジット信号からコンポーネント信号の方向にシャトル再生する場合は、反対にクロマ・ゲインが１／２になる。
【００６４】
量子化係数の違いによって、クロマ・ゲインが変化すると、どんなに短い時間でも目についてしまう。したがってＱテ−ブルを使い分けるとしてもゲイン変動の目立たないような似通ったテ−ブルを採用する必要がある。
【００６５】
そこで本発明では、コンポジット信号のためにはコンポジット信号用のＱテ−ブル１１−２の特性に近く、なおかつコンポーネント信号用のＱテ−ブル１１−１と間違えて使われてもゲイン変動の目立たないＱテ−ブルを用いる。
【００６６】
図１４はゲイン変動の目立たないＱテ−ブルを示す図である。本発明ではＱテ−ブル１１−３のようなカーブを持ったＱテ−ブルを採用する。
Ｑテ−ブル１１−３では、ＡＣ係数の低周波数領域をコンポーネント信号と同程度の値に設定し、周波数に対する係数の傾きをＱテ−ブル１１−２と同じにする。すなわち、Ｑテ−ブル１１−２の係数をオフセットしたものとする。
【００６７】
図１４からも分かるようにコンポーネント信号のＱテ−ブル１１−１と、コンポジット信号を改善したＱテ−ブル１１−３を比べると、周波数の低い部分では近い値をとり、周波数が高くなるにつれて係数の改善が大きくなっている。
【００６８】
すなわち、コンポーネント信号とコンポジット信号でお互いに異なるＱテ−ブルを使って復号化してしまった場合、周波数の高い領域ではゲインの違いが現れるが、低い領域での差は小さく、視覚的に感じる違和感も小さい。
【００６９】
また、Ｑテ−ブル１１−２と同じ形のカーブをとることによって、Ｑテ−ブル１１−２と同じ特性を持ち、本来の目的であるコンポジット信号画質の解像度向上につながる。
【００７０】
以上説明したように、本発明の画像処理装置は、コンポジット信号特有の性質を考え、専用のＱテ−ブルを設ける構成にした。これにより、限られたデータレートの中でも解像度のある画を得ることができる。
【００７１】
また、目につきやすい低周波数成分の量子化係数をコンポーネント信号／コンポジット信号で同じ位の値に設定する構成にした。これにより、ＶＴＲのシャトル再生時に視覚的に気になる低周波数成分のゲイン変動を小さくすることができる。
【００７２】
次に本発明の画像処理方法について説明する。図１５は本発明の画像処理方法の処理手順を示すフローチャートである。
〔Ｓ１０〕画像信号の種類に応じた符号化パラメータを設定する。また、符号化パラメータを設定する際には、入力される異なる種類の画像信号に対して、低周波数成分の量子化係数を同程度の値に設定する。
〔Ｓ１１〕符号化パラメータで画像信号の符号化を行い符号化データを生成して、符号化パラメータと符号化データとからなる圧縮データを生成する。
〔Ｓ１２〕圧縮データを受信して、符号化パラメータにもとづいて符号化データを復号化して復号化データを生成する。
【００７３】
以上説明したように、本発明の画像処理方法は、画像信号の種類に応じた符号化パラメータを設定して、圧縮データの生成及び復号化を行うことにした。これにより、画像信号の特性に応じた条件で符号化及び復号化できるので、高画質な画面を得ることが可能になる。
【００７４】
また、異なる画像信号に対し、目につきやすい低周波数成分の量子化係数を同じ位の値に設定する構成にした。これにより、ＶＴＲのシャトル再生時に視覚的に気になる低周波数成分のゲイン変動を小さくすることが可能になる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の符号化装置および方法は、画像信号の種類がコンポジット信号であることが検出された場合、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値を設定し、さらに、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きを、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定する構成とした。これにより、画像信号の特性に応じた条件で符号化できるので、高画質な画面を得ることが可能になる。
【００７７】
さらに、本発明の復号化装置および方法は、異なる種類の画像信号のそれぞれに対応して予め定められた異なる量子化マトリックスであって、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値が設定され、さらに、コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きが、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定されて生成された量子化マトリックスを用いて符号化された画像信号が復号化される構成とした。これにより、画像信号の特性に応じた条件で復号化できるので、高画質な画面を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置の原理図である。
【図２】本発明の画像処理装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】ディジタルＶＴＲシステムの符号化装置の構成を示す図である。
【図４】ディジタルＶＴＲシステムのＥＣＣエンコーダの構成を示す図である。
【図５】ディジタルＶＴＲシステムのＥＣＣデコーダの構成を示す図である。
【図６】ディジタルＶＴＲシステムの復号化装置の構成を示す図である。
【図７】コンポジット信号を示す図である。
【図８】コンポジット信号をＹ／Ｃ分離したときのクロマ信号を示す図である。
【図９】コンポジット信号をＹ／Ｃ分離したときのＹ信号を示す図である。
【図１０】Ｙ／Ｃミックスした時のコンポジット信号を示す図である。
【図１１】周波数に対する量子化係数の変化を表す図である。
【図１２】シャトル再生時のヘッドトレースの様子を示す。
【図１３】画面上の更新領域エリアを示す図である。
【図１４】ゲイン変動の目立たないＱテ−ブルを示す図である。
【図１５】本発明の画像処理方法の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１……画像処理装置、１０……符号化装置、１１……符号化パラメータ設定手段、１２……圧縮データ生成手段、２０……復号化装置、２１……復号化データ生成手段、ＲＤＴ…圧縮データ。
Claims (5)
- 画像信号を符号化する符号化装置において、
前記画像信号の種類としてコンポジット信号であるか又はコンポーネント信号であるかを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記画像信号の種類がコンポジット信号であることが検出された場合、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値を設定し、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きを、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された量子化マトリックスであって、前記検出手段により検出された種類の画像信号に対応する量子化マトリックスを用いて前記画像信号を符号化する符号化手段と
を備える符号化装置。 - 前記設定手段は、前記検出手段により前記画像信号の種類がコンポジット信号であることが検出された場合、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスのクロマ信号の量子化係数の AC 係数の値をコンポーネント信号の量子化マトリックスのクロマ信号の量子化係数の AC 係数の値より小さい値に変更する
請求項１に記載の符号化装置。 - 画像信号を符号化する符号化装置の符号化方法において、
前記画像信号の種類としてコンポジット信号であるか又はコンポーネント信号であるかを検出し、
前記検出された前記画像信号の種類がコンポジット信号であることが検出された場合、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値を設定し、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きを、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定し、
前記設定された量子化マトリックスであって、前記検出された種類の画像信号に対応する量子化マトリックスを用いて前記画像信号を符号化する
ステップを含む符号化方法。 - 画像信号の種類としてコンポジット信号又はコンポーネント信号の画像信号が含まれ、符号化装置で符号化された画像信号を復号する復号化装置であって、
前記符号化された画像信号に付加された前記画像信号の種類に対応する量子化マトリックスを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された前記量子化マトリックスを用いて前記符号化された画像信号を復号する復号化手段とを備え、
前記抽出手段は、異なる種類の画像信号のそれぞれに対応して予め定められた異なる量子化マトリックスであって、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値が設定され、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きが、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定されて生成された量子化マトリックスを抽出する
復号化装置。 - 画像信号の種類としてコンポジット信号又はコンポーネント信号の画 像信号が含まれ、符号化装置で符号化された画像信号を復号する復号化装置の復号化方法であって、
前記符号化された画像信号に付加された前記画像信号の種類に対応する量子化マトリックスを抽出し、
前記抽出された前記量子化マトリックスを用いて前記符号化された画像信号を復号し、
前記抽出される量子化マトリックスが、異なる種類の画像信号のそれぞれに対応して予め定められた異なる量子化マトリックスであって、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値と、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の AC 係数の値の差分が所定の範囲内の値となるように、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの低周波数成分の量子化係数の値が設定され、さらに、前記コンポジット信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きが、コンポーネント信号に対応する量子化マトリックスの周波数に対する AC 係数の傾きと同じに設定されて生成された量子化マトリックスである
復号化方法。
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