JP4735294B2 - 映像信号の符号化伝送及び復号方法 - Google Patents

Description

本発明は、効率的な信号伝送を図るデータ量の圧縮を目的として、映像信号の符号化伝送及び復号をなす符号化伝送及び復号方法に関する。

映像信号の符号化及び復号処理についての国際規格である「ＭＰＥＧ２ Ｖｉｄｅｏ（以下、ＭＰＥＧ２と略称する）」方式は、デジタル放送における信号伝送方式として、あるいはＤＶＤ等における信号記録及び再生方式として広く利用されている（非特許文献１及び２参照）。かかる方式においては、符号化あるいは復号処理の対象となる非圧縮映像信号（原信号とも称する）は８ビットの量子化が為された信号とする必要がある。

ところで、ＳＤＴＶ（Standard definition television）方式あるいはＨＤＴＶ（High definition television）方式の映像信号に対して、ＭＰＥＧ２による符号化及び復号処理を適用することが考えられる。日本国内のＳＤＴＶ方式の場合、その映像信号は、輝度（Ｙ）信号及び色差（Ｃｂ及びＣｒ）信号の各コンポーネント信号からなる信号である。これらのコンポーネント信号は、ＳＤＴＶ方式の場合にＳＭＰＴＥ（Society of Motion Picture and Television Engineers）１２５Ｍ規格で規定され最大１０ビットの量子化精度が確保されると共に、ＨＤＴＶの場合にもＳＭＰＴＥ２７４Ｍ規格で規定され最大１０ビットの量子化精度が確保されている。

それ故、ＳＤＴＶ方式あるいはＨＤＴＶ方式におけるコンポーネント信号にＭＰＥＧ２による符号化及び復号処理を施すことは、量子化精度を１０ビットから８ビットに低下させることになる。これは、ＳＤＴＶ方式及びＨＤＴＶ方式本来の高品質画像を劣化させてしまうことになる。

高品質画像を劣化を防止する方法としては、例えば、特許文献１に開示された技術がある。かかる技術は、映像信号の含まれる映像画面を構成する画素と表示ラインとのマトリクスであるブロック単位毎にそのダイナミックレンジを算出して、該算出結果に応じて量子化ビット数を適宜切り換えることにより映像信号の画像品質を低下させないようにできるとするものである。
ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２ ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃ．Ｈ．２６２ 特許第３２２５６６７号

しかしながら、かかる従来技術は、ＭＰＥＧ２等の既存の符号化あるいは復号装置に対して改良を試みる技術であり、そのために装置の複雑化やこれに起因する装置の大型化を招く問題があった。

本発明の目的は、処理の簡素化と装置規模の小型化を図りつつ、画像品質の劣化を防止する符号化伝送及び復号方法を提供することである。

請求項１に係わる発明は、量子化ビット長Ｍ（Ｍは３以上の整数）の複数の画素データを含み且つ垂直方向Ｘ１画素・水平方向Ｙ１ライン（Ｘ１及びＹ１は自然数）の小フレームの連続からなる入力映像信号を圧縮符号化して伝送する符号化伝送方法であり、前記画素データの各々を、当該画素データ中から下位（Ｍ−Ｎ）ビット（ＮはＭ／２＜Ｎ＜Ｍを充足する整数）を取り除いてなる第１分割画素データと、当該画素データの下位Ｎビットからなる第２分割画素データと、当該画素データの下位Ｎビットに所定嵩上げ数値を加算した第３分割画素データとの３つに分割し、前記第１〜第３分割画素データ群毎に前記小フレームと同一サイズの１つの分割画素フレームを生成する分割ステップと、前記群毎の各分割画素フレームを、垂直方向Ｘ２画素・水平方向Ｙ２ライン（Ｘ１及びＹ１はＸ２＞Ｘ１及びＹ２＞Ｙ１を充足する自然数）の大フレーム内に配置することにより、前記入力映像信号を前記大フレームの連続からなる変換映像信号に変換する変換ステップと、前記変換映像信号に対して動画圧縮符号化処理を施して圧縮映像信号を得る圧縮符号化ステップと、前記圧縮映像信号を伝送する伝送ステップと、を含む。

請求項４に係わる発明は、請求項１記載の圧縮映像信号を取り込み、これを伸長復号して出力映像信号を出力する復号方法であり、前記圧縮映像信号に対して動画伸長復号処理を施して、前記大フレームを形成する変換映像信号を再生する変換映像信号再生ステップと、前記変換映像信号から前記第１〜第３分割画素データを抽出し、前記第１〜第３分割画素データのうちの何れか１に（Ｍ−Ｎ）ビット分を付加することにより量子化ビット長Ｍの画素データを得る画素データ合成ステップと、前記画素データを前記小フレームに配置し、前記小フレームを形成する出力映像信号を生成する出力映像信号生成ステップと、を含む。

本発明による符号化伝送及び復号方法によれば、既存の符号化回路や復号回路を有効利用し得る構成が与えられる。これにより、処理の簡素化と装置規模の小型化を図りつつ、画像品質の劣化を防止することができる。

本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、画素データとは、映像信号を構成する各画素の輝度あるいは色差の強度（階調）を担う１０ビット長または８ビット長のビット群を意味するものとして用いる。また、画素データの表記として、１０ビット量子化された輝度信号（Ｙ信号）の画素データは、［ｙ９：０］で示され、その分割ビットの表記として、例えば、その上位２ビットが［ｙ９：８］の如くして示される。

図１は、本発明による実施例を示し、符号化及び復号システムを含む全体の構成を示している。符号化及び復号システムは、伝送路３００を介して接続される符号化装置１００及び復号装置２００とから構成される。符号化装置１００は、外部からの入力映像信号を原信号として取り込み、これを符号化して圧縮映像信号を得て、これを伝送路３００を介して復号装置２００に向けて送出する装置である。復号装置２００は、伝送路３００を介して送出された圧縮映像信号を取り込み、これを復号して映像信号を再生し、これを出力映像信号として外部に出力する装置である。

ここで、入力及び出力映像信号は、１０ビット量子化されたＳＤＴＶ方式の非圧縮映像信号である。ＳＤＴＶ方式の映像は、５２５ライン／５９．９４フィールド、２：１インターレースで表示される。その映像信号は、輝度（Ｙ）信号及び２つの色差（Ｃｂ，Ｃｒ）信号を含む複数のコンポーネント信号からなる。Ｙ信号は標本化周波数１３．５ＭＨｚで標本化され、Ｃｂ及びＣｒ信号は標本化周波数６．７５ＭＨｚで標本化されている。

一方、圧縮映像信号は、８ビット量子化されたＨＤＴＶ方式の映像信号をＭＰＥＧ２方式により圧縮した信号である。ＨＤＴＶ方式の映像は、１１２５ライン／５９．９４フィールド、２：１インターレースで表示される。その映像信号は、やはり輝度（Ｙ）信号及び２つの色差（Ｃｂ及びＣｒ信号）信号を含む複数のコンポーネント信号からなる。Ｙ信号は標本化周波数７４．１８ＭＨｚで標本化され、Ｃｂ及びＣｒ信号は標本化周波数３７．０９ＭＨｚで標本化されている。ＨＤＴＶ方式の映像信号に対する符号化処理及び復号処理は、通常のＭＰＥＧ２規格に従い、１６ライン×１６画素のマクロブロック単位に実行される。

尚、以下の説明において、説明の容易性から輝度信号（Ｙ信号）についてのみ説明されるが、本発明の実施形態は、映像信号は当然に輝度信号（Ｙ信号）のみならず、２つの色差信号（Ｃｂ及びＣｒ信号）についても同様の構成を含む。

図２は、図１に示した符号化部１０の詳細構成を示している。符号化装置１００は、フィールドメモリ１と、ＳＤＴＶタイミング信号発生部２と、ＨＤＴＶタイミング信号発生部３と、加算回路４と、選択回路５と、符号化回路６とを含む。

フィールドメモリ１は、入力される入力映像信号、すなわち本説明ではＹ信号を記憶するメモリであり、３つのバンク１ａ〜１ｃに分割されて、その各々に同一の１フィールド分のＹ信号が記憶される。３つのバンク１ａ〜１ｃからのＹ信号の読出は並列して独立に実行され得る。ＳＤＴＶタイミング信号発生部２は、書込タイミング信号をフィールドメモリ１に供給し、フィールドメモリ１に入力されるＹ信号の書込制御を行う回路である。ＨＤＴＶタイミング信号発生部３は、読出タイミング信号をフィールドメモリ１に供給し、フィールドメモリ１の読出制御を行う回路である。加算回路４は、フィールドメモリ１から読み出されたＹ信号の画素データの下位８ビット［ｙ７：０］に対して数値１２８を加算し、嵩上げされた下位８ビット（Ｃ）を生成する回路である。

選択回路５は、フィールドメモリ１から読み出されたＹ信号の各画素データの上位８ビット［ｙ９：２］（Ａ）と、各画素データの下位８ビット［ｙ７：０］（Ｂ）と、前述の嵩上げされた下位８ビット（Ｃ）とからなる３つを選択的に切り替えることにより、３つの画素データの各々の出力タイミング調整することによりＨＤＴＶ方式のフォーマットにマッピングして出力する回路である。符号化回路６は、選択回路５から出力されるＨＤＴＶ方式のフォーマットのＹ信号を、動画圧縮符号化処理としてＭＰＥＧ２規格に基づく通常の符号化を行って符号化データを生成し、これを圧縮映像データとして伝送路３００（図１参照）に供給する回路である。

図２を参照しつつ、符号化装置１００の動作について説明すると、符号化装置１００は、入力映像信号として、ＳＤＴＶ方式の１０ビットの輝度信号（Ｙ信号）を処理する。符号化装置１００は、１０ビットのＹ信号を［ｙ９：０］とし、それをフィールドメモリ１に書き込む。書き込まれたＹ信号は、画素データの上位８ビット［ｙ９：２］と、下位８ビット［ｙ７：０］と、下位８ビット［ｙ７：０］に１２８が加算された嵩上げされた下位８ビットとして、ＨＤＴＶタイミング信号発生回路からのタイミング信号に従って読み出される。フレーム内の全画素の上位８ビット［ｙ９：２］から分割画素データ群（Ａ）が形成され、フレーム内の全画素の下位８ビット［ｙ７：０］から分割画素データ群（Ｂ）が形成され、フレーム内の全画素の嵩上げされた下位８ビットから分割画素データ群（Ｃ）が形成される。

複数の分割画素データの各々は、選択回路５による選択によりＨＤＴＶ方式のフォーマットにマッピングされ変換映像信号として出力される。該変換映像信号に含まれる画素データは、８ビットの画素データであり、符号化回路６に供給される。符号化回路６は、供給されたＨＤＴＶ方式のフォーマットのＹ信号をマクロブロック単位に符号化処理することで符号化データを生成し、これを圧縮映像信号として外部に出力する。

図３は、ＳＤＴＶフォーマットをＨＤＴＶフォーマットにマッピングするマッピング例を示している。ここで、領域５０は、１フレーム当り１９２０画素×１０８０ラインからなるＨＤＴＶ信号フォーマットである。一方、ＳＤＴＶ信号フォーマットにおける有効画素数は、１フレーム当たり７２０画素×４８０ラインである。

そこで、本実施例におけるマッピング例は、分割画素データ群（Ａ）を領域５０の左上の領域５１内にマッピングする。また、分割画素データ群（Ｂ）を領域５０の右上の領域５２内にマッピングする。分割画素データ群（Ｃ）を右下の領域５３内にマッピングする。尚、領域５１〜５３以外の領域についても映像信号の一部として符号化がなされるが、Ａ、Ｂ、Ｃ以外の領域に映像領域以外の制御信号をマッピングすることで符号化部の制御を行って符号化効率を高めることも可能となる。

各分割画素データ群（Ａ、Ｂ及びＣ）について説明すると、分割画素データ群（Ａ）を形成するＹ信号［ｙ９：２］は、１０ビット量子化を８ビット量子化に減縮することで低画質化された映像信号である。一方、分割画素データ群（Ｂ）を形成するＹ信号［ｙ７：０］は、上位２ビットの変化が捨象され、すなわち２５６階調以上のダイナミックな変化を無視した映像信号である。さらに、分割画素データ群（Ｃ）を形成するＹ信号［ｙ７：０］＋［１２８］は、上位２ビットの変化が捨象され、階調が“１２８”嵩上げされた上で２５６階調以上のダイナミックな変化を無視した映像信号である。

図４は、本発明の基本的な原理を説明している。１０ビットの画素データ６１は、０〜２５６と、２５６〜５１２、５１２〜７６８及び７６８〜１０２４の範囲ａ、ｂ、ｃ及びｄの各々に分割して示される。

ここで、あるマクロブロック内の複数の画素データの値が、各範囲ａ、ｂ、ｃ及びｄの何れか１つの範囲内（２５６階調内）にある場合には、当該マクロブロック内における画素データの上位２ビットの値は一致するはずである。例えば、範囲ｄ内にある複数の画素データの各々の上位２ビットは、全て“００”である。それ故、かかる場合は、入力映像信号について下位８ビットの符号化及び復号処理を行っても入力映像信号の量子化精度を保証することができるはずである。かかる入力映像信号を図３に示されたＹ信号［ｙ７：０］（Ｂ）とすることができる。

一方、あるマクロブロック内の複数の画素データの各値が、範囲ａ、ｂ、ｃ及びｄのうちの２つ以上の領域に跨って存在する場合は、８ビットの信号としてはその連続性を保証することができない。そこで、１０ビットの画素データ［ｙ９：０］に数値１２８を加算した値｛［ｙ９：０］＋１２８｝を考える。参照符号６３に示すように、当該マクロブロック内の画素データが範囲ａ’、ｂ’、ｃ’及びｄ’の何れか１つの範囲内（２５６階調内）にあれば、やはり画素データの上位２ビットは一致する。それ故、かかる場合においても、入力映像信号の量子化精度を保証することができることになる。かかる入力映像信号を図３に示されたＹ信号［ｙ７：０］＋［１２８］（Ｃ）とすることができる。

図５は、図１に示した復号部２０の詳細構成を示している。復号装置２００は、復号回路１１と、フィールドメモリ１２と、ＨＤＴＶタイミング発生回路１３と、ＳＤＴＶタイミング発生回路１４と、加算回路１５と、検出回路１６と、ブロック／ライン変換回路１７と、９つのビット合成回路１８〜２６と、選択部２７とを含む。

復号回路１１は、伝送路３００（図１参照）から供給される圧縮映像データを、前述の符号化回路６（図２参照）に対応する動画伸長復号処理としてＭＰＥＧ２に基づく復号処理を行ってＨＤＴＶ方式のフォーマットのＹ信号を復元する復号回路である。フィールドメモリ１２は、５つのバンク１２ａ〜１２ｅに分割されてその各々に、復号回路１１から入力されるＨＤＴＶ方式のフォーマットのＹ信号の１フィールド分を等しく記憶するメモリである。ＨＤＴＶタイミング信号発生部１３は、書込タイミング信号をフィールドメモリ１２に供給し、フィールドメモリ１２に入力されるＹ信号の書込制御を行う回路である。ＳＤＴＶタイミング信号発生部１４は、読出タイミング信号をフィールドメモリ１２に供給し、フィールドメモリ１２からのＹ信号の読出制御を行う回路である。

フィールドメモリ１２からのＹ信号の読出について説明すると、バンク１２ａから画素データの上位３ビット［ｙ９：７］（Ｄ）が、符号化及び復号処理におけるマクロブロック（通常、１６画素×１６ライン）単位に読み出される。バンク１２ｂから画素データの上位８ビット［ｙ９：２］（Ａ）が読み出され、バンク１２ｃから画素データの下位８ビット［ｙ７’：０］（Ｂ）が読み出され、バンク１２ｄから画素データの嵩上げされた下位８ビット［ｙ７”：０］（Ｃ）が読み出される。バンク１２ｂ〜１２ｄからの読出は、ＳＤＴＶ方式のフォーマットに従ったタイミングで読み出される。

複数のビット合成回路１８〜２６の各々は、フィールドメモリ１２から読み出された８ビットの画素データに適切な２ビットを組み合わせることで１０ビットの画素データを合成する回路である。

ビット合成回路１８は、Ｙ信号の上位８ビット［ｙ９：２］（Ａ）を４倍することで、出力Ｙ信号［ｙ９：０］＝［ｙ９， ｙ８， ｙ７， ｙ６， ｙ５， ｙ４， ｙ３， ｙ２、０， ０］を出力する回路である。ビット合成回路１９は、Ｙ信号の下位８ビット［ｙ’７：０］（Ｂ）に数値７６８を加算することで、上位２ビットを［１１］とする演算を行い、出力Ｙ信号［ｙ９：０］＝［１， １， ｙ’７， ｙ’６， ｙ’５， ｙ’４， ｙ’３， ｙ’２， ｙ’１， ｙ’０］を出力する回路である。ビット合成回路２０は、Ｙ信号の下位８ビット［ｙ’７：０］（Ｂ）に数値５１２を加算することで、上位２ビットを［１０］とする演算を行い、出力Ｙ信号［ｙ９：０］＝［１， ０， ｙ’７， ｙ’６， ｙ’５， ｙ’４， ｙ’３， ｙ’２， ｙ’１， ｙ’０］を出力する回路である。ビット合成回路２１は、Ｙ信号の下位８ビット［ｙ’７：０］（Ｂ）に数値２５６を加算することで、上位２ビットを［０１］とする演算を行い、出力Ｙ信号［ｙ９：０］＝［０， １， ｙ’７， ｙ’６， ｙ’５， ｙ’４， ｙ’３， ｙ’２， ｙ’１， ｙ’０］を出力する回路である。ビット合成回路２２は、Ｙ信号の下位８ビット［ｙ’７：０］（Ｂ）をそのままにして、上位２ビットを［００］とする演算を行い、出力Ｙ信号［ｙ９：０］＝［０，０， ｙ’７， ｙ’６， ｙ’５， ｙ’４， ｙ’３， ｙ’２， ｙ’１， ｙ’０］を出力する回路である。

ビット合成回路２３は、Ｙ信号の下位８ビット［ｙ’’７：０］（Ｃ）に数値６４０を加算する、すなわち、上位２ビットを［１１］とし且つ下位８ビットを｛［ｙ”７：０−［１２８］｝とする演算を行い、出力Ｙ信号［ｙ９：０］＝［１， １， ｙ”７， ｙ”６， ｙ”５， ｙ”４， ｙ”３， ｙ”２， ｙ”１， ｙ”０］−［１２８］を出力する回路である。ビット合成回路２４は、Ｙ信号の下位８ビット［ｙ’’７：０］（Ｃ）に数値３８４を加算する、すなわち、上位２ビットを［１０］とし且つ下位８ビットを｛［ｙ”７：０−［１２８］｝とする演算を行い、出力Ｙ信号［ｙ９：０］＝［１， ０， ｙ”７， ｙ”６， ｙ”５， ｙ”４， ｙ”３， ｙ”２， ｙ”１， ｙ”０］−［１２８］を出力する回路である。ビット合成回路２５は、Ｙ信号の下位８ビット［ｙ’’７：０］（Ｃ）に数値１２８を加算する、すなわち、上位２ビットを［０１］とし且つ下位８ビットを｛［ｙ”７：０−［１２８］｝とする演算を行い、出力Ｙ信号［ｙ９：０］＝［０， １， ｙ”７， ｙ”６， ｙ”５， ｙ”４， ｙ”３， ｙ”２， ｙ”１， ｙ”０］−［１２８］を出力する回路である。ビット合成回路２６は、Ｙ信号の下位８ビット［ｙ’’７：０］（Ｃ）に数値１２８を減算する、すなわち、上位２ビットを［００］とし且つ下位８ビットを｛［ｙ”７：０−［１２８］｝とする演算を行い、出力Ｙ信号［ｙ９：０］＝［０， ０， ｙ”７， ｙ”６， ｙ”５， ｙ”４， ｙ”３， ｙ”２， ｙ”１， ｙ”０］−［１２８］を出力する回路である。

加算回路１５は、１つのマクロブロックに含まれる全ての画素データの上位３ビット［ｙ９：７］（Ｄ）の各々に１を加えて、その上位２ビット［ｙ’９， ｙ’８］を検出回路１６に供給する回路である。この加算は下位８ビット［ｙ７：０］に［１２８］を加算することと等価である。

検出回路１６は、フィールドメモリ１２読み出された上位２ビット［ｙ９：８］（Ｄ）の状態と、加算回路１５から出力された上位２ビット［ｙ’９， ｙ’８］の状態とに応じて最適な量子化１０ビットの信号を選択するため選択信号を生成する回路である。ブロック／ライン変換回路１７は、マクロブロック単位に得られる選択信号をライン単位に変換する回路である。選択回路２７は、ライン単位に変換された選択信号に基づいて複数のビット合成回路１８〜２６の出力の内から最適なものを選択する回路である。

尚、選択信号の生成には、フィールドメモリ１２におけるブロック単位の読み出し制御と、ブロック／ライン変換回路１７のブラック／ライン変換とによる処理遅延時間が発生するが、この遅延時間を考慮してフィールドメモリ１２からの出力Ａ、Ｂ、Ｃの読み出しを遅延制御することにより遅延補償する。

検出回路１６における選択信号の生成は、以下に示されるアルゴリズムにより行われる。ここで、フィールドメモリ１２からの上位２ビット［ｙ９， ｙ８］と加算回路１５からの上位２ビット［ｙ’９， ｙ’８］との各状態に応じて異なる処理が行われる。

（１）マクロブロック内の全ての［ｙ９， ｙ８］が一致せず、且つ全ての［ｙ’９， ｙ’８］も一致しない場合には、ビット合成回路１８からのＹ信号、すなわち上位８ビット［ｙ９， ｙ２］（Ａ）と、下位２ビット［０、０］とを合成したＹ信号を選択する。

（２）マクロブロック内の全ての［ｙ９， ｙ８］が一致し且つ［ｙ９， ｙ８］＝［１， １］である場合には、ビット合成回路１９からのＹ信号、すなわち上位２ビット［１， １］と下位８ビット［ｙ’７：０］（Ｂ）とを合成したＹ信号を選択する。

（３）マクロブロック内の全ての［ｙ９， ｙ８］が一致し且つ［ｙ９， ｙ８］＝［１， ０］である場合には、ビット合成回路２０からのＹ信号、すなわち上位２ビット［１， ０］と下位８ビット［ｙ’７：０］（Ｂ）とを合成したＹ信号を選択する。

（４）マクロブロック内の全ての［ｙ９， ｙ８］が一致し且つ［ｙ９， ｙ８］＝［０， １］である場合には、ビット合成回路２１からのＹ信号、すなわち上位２ビット［０， １］と下位８ビット［ｙ’７：０］（Ｂ）とを合成したＹ信号を選択する。

（５）マクロブロック内の全ての［ｙ９， ｙ８］が一致し且つ［ｙ９， ｙ８］＝［０， ０］である場合には、ビット合成回路２２からのＹ信号、すなわち上位２ビット［０， ０］と下位８ビット［ｙ’７：０］（Ｂ）とを合成したＹ信号を選択する。

（６）マクロブロック内の全ての［ｙ’９， ｙ’８］が一致し且つ［ｙ’９， ｙ’８］＝［１， １］である場合には、ビット合成回路２３からのＹ信号、すなわち上位２ビット［１， １］と、嵩上げされた下位８ビット［ｙ’’７：０］（Ｃ）とを合成したＹ信号を選択する。

（７）マクロブロック内の全ての［ｙ’９， ｙ’８］が一致し且つ［ｙ’９， ｙ’８］＝［１， ０］である場合には、ビット合成回路２４からのＹ信号、すなわち上位２ビット［１， ０］と、嵩上げされた下位８ビット［ｙ’’７：０］（Ｃ）とを合成したＹ信号を選択する。

（８）マクロブロック内の全ての［ｙ’９， ｙ’８］が一致し且つ［ｙ’９， ｙ’８］＝［０， １］である場合には、ビット合成回路２５からのＹ信号、すなわち上位２ビット［０， １］と、嵩上げされた下位８ビット［ｙ’’７：０］（Ｃ）とを合成したＹ信号を選択する。

（９）マクロブロック内の全ての［ｙ’９， ｙ’８］が一致し且つ［ｙ’９， ｙ’８］＝［０， ０］である場合には、ビット合成回路２６からのＹ信号、すなわち上位２ビット［０， ０］と、嵩上げされた下位８ビット［ｙ’’７：０］（Ｃ）とを合成したＹ信号を選択する。

選択回路２７は、検出回路１６により決定され且つブロック／ライン変換回路１７によりライン単位に変換された選択信号により、ビット合成回路１８〜２６からの何れかのＹ信号を選択してＹ信号［ｙ９， ｙ０］として出力する。

以上の実施例において、ＭＰＥＧ２に基づく通常の符号化回路及び復号回路をそのまま使用して、量子化精度を落とすことなく高画質の映像信号を伝送あるいは記録再生することができる。また、複数系統の符号化回路及び復号回路を準備することなく、１系統の符号化回路及び復号回路で構成することができる。これにより、複数系統間の同期を考慮する必要がなく、回路構成の単純化と共に、装置規模を縮小することができる。

尚、以上の実施例の説明において、入力出力映像信号は１０ビット量子化された画素データからなると説明されたが、本発明はかかる実施例に限定されない、入力出力映像信号の量子化ビット長をＭとすると、Ｍは３以上の整数であれば良い。従って、例えば量子化ビット長を１２ビットとする場合にも本発明を適用することにより、同様の効果を得ることができる。

また、画素データを上位８ビット及び下位８ビットに分割して分割画素データを生成する形態が説明されたが、ＮはＭ／２＜Ｎ＜Ｍを充足する整数であれば良い。例えば、Ｍ＝１０の場合、Ｎは６、７、８及び９のうちの何れか１つの値である。さらに、ＳＤＴＶ方式のフォーマットをＨＤＴＶ方式のフォーマットに変換する形態が示されたが、前者のフォーマットにより形成されるフレームサイズを垂直方向Ｘ１個の画素・水平方向Ｙ１本のラインとし且つ後者のフォーマットにより形成されるフレームサイズを垂直方向Ｘ２個の画素・水平方向Ｙ２本のラインとすると、Ｘ１、Ｙ１、Ｘ２及びＹ２は自然数であり且つＸ２＞Ｘ１及びＹ２＞Ｙ１の条件を充足すれば良い。

本発明による符号化伝送及び復号方法は、伝送システムに適用する形態に限られず、映像信号を記録及び再生するシステムに適用する形態とすることもできる。

本発明による実施例を示し、符号化及び復号システムを含む全体の構成を示すブロック図である。 図１に示した符号化部１０の詳細構成を示すブロック図である。 ＳＤＴＶフォーマットをＨＤＴＶフォーマットにマッピングするマッピング例を示す模式図である。 本発明の基本的な原理を説明する模式図である。 図１に示した復号部２０の詳細構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ フィールドメモリ
１ａ〜１ｃ バンク
２ ＳＤＴＶタイミング信号発生回路
３ ＨＤＴＶタイミング信号発生回路
４ 加算回路
５ 選択回路
６ 符号化回路
１１ 復号回路
１２ フィールドメモリ
１２ａ〜１２ｄ バンク
１３ ＨＤＴＶタイミング信号発生回路
１４ ＳＤＴＶタイミング信号発生回路
１５ 加算回路
１６ 検出回路
１７ ブロック／ライン変換回路
２７ 選択回路
１８〜２６ ビット合成回路
１００ 符号化装置
２００ 復号装置
３００ 伝送路

Claims (7)

1. 量子化ビット長Ｍ（Ｍは３以上の整数）の複数の画素データを含み且つ垂直方向Ｘ１画素・水平方向Ｙ１ライン（Ｘ１及びＹ１は自然数）の小フレームの連続からなる入力映像信号を圧縮符号化して伝送する符号化伝送方法であって、
   前記画素データの各々を、当該画素データ中から下位（Ｍ−Ｎ）ビット（ＮはＭ／２＜Ｎ＜Ｍを充足する整数）を取り除いてなる第１分割画素データと、当該画素データの下位Ｎビットからなる第２分割画素データと、当該画素データの下位Ｎビットに所定嵩上げ数値を加算した第３分割画素データとの３つに分割し、前記第１〜第３分割画素データ群毎に前記小フレームと同一サイズの１つの分割画素フレームを生成する分割ステップと、
   前記群毎の各分割画素フレームを、垂直方向Ｘ２画素・水平方向Ｙ２ライン（Ｘ１及びＹ１はＸ２＞Ｘ１及びＹ２＞Ｙ１を充足する自然数）の大フレーム内に配置することにより、前記入力映像信号を前記大フレームの連続からなる変換映像信号に変換する変換ステップと、
   前記変換映像信号に対して動画圧縮符号化処理を施して圧縮映像信号を得る圧縮符号化ステップと、
   前記圧縮映像信号を伝送する伝送ステップと、を含むことを特徴とする符号化伝送方法。
2. 前記Ｍの値を１０とし、前記Ｎの値を８とし、且つ前記所定嵩上げ数値を１２８とすることを特徴とする請求項１記載の符号化伝送方法。
3. 前記小フレームはＳＤＴＶ方式のフォーマットにより規定されるフレームであり、前記大フレームはＨＤＴＶ方式のフォーマットにより規定されるフレームであることを特徴とする請求項１記載の符号化伝送方法。
4. 請求項１記載の圧縮映像信号を取り込み、これを伸長復号して出力映像信号を出力する復号方法であって、
   前記圧縮映像信号に対して動画伸長復号処理を施して、前記大フレームを形成する変換映像信号を再生する変換映像信号再生ステップと、
   前記変換映像信号から前記第１〜第３分割画素データを抽出し、前記第１〜第３分割画素データのうちの何れか１に（Ｍ−Ｎ）ビット分を付加することにより量子化ビット長Ｍの画素データを得る画素データ合成ステップと、
   前記画素データを前記小フレームに配置し、前記小フレームを形成する出力映像信号を生成する出力映像信号生成ステップと、を含むことを特徴とする復号方法。
5. 前記画素データ合成ステップは、前記変換映像信号における上位２ビットの値が互いに異なる論理レベルである場合には前記第１〜第３分割画素データの内から前記第１分割画素データを選択し当該第１分割画素データの値を所定倍することにより前記量子化ビット長Ｍの画素データを得ることを特徴とする請求項４記載の復号方法。
6. 前記画素データ合成ステップは、前記変換映像信号における上位２ビットの値が互いに一致している場合には前記第１〜第３分割画素データの内から前記第２分割画素データを選択し当該第２分割画素データの値に所定値を加算することにより前記量子化ビット長Ｍの画素データを得ることを特徴とする請求項４記載の復号方法。
7. 前記画素データ合成ステップは、前記変換映像信号に第１所定値を加算して得られた加算結果の上位２ビットの値が互いに一致している場合には前記第１〜第３分割画素データの内から前記第３分割画素データを選択し当該第３分割画素データの値に第２所定値を加算することにより前記量子化ビット長Ｍの画素データを得ることを特徴とする請求項４記載の復号方法。

Images