JPH01140878A - 画像信号符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像信号符号化装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、画像信号を高能率に符号化する方法として、適応
型ダイナミック・レンジ符号化が知られている（例えば
、特開昭６ｌ−１４４９８９）。この適応型ダイナミッ
ク・レンジ符号化では、画面を構成する全画素を数画素
からなるブロックに分割し、そのブロック毎に、画素の
最大値と最小値との間で構成画素を線形量子化し、画素
の最大値、最小値及びそのダイナミック・レンジ値（最
大値と最小値の差）のうちの２つと、各画素の量子化値
とを伝送するようにしている。

この符号化法では、ブロック内のダイナミック・レンジ
が小さい場合には各画素の量子化ステップが細かくなり
、逆に、ダイナミック・レンジが大きい場合には量子化
ステップが粗（なるので、人間の視覚特性に応じた適当
的な量子化を行える。

また、この従来の符号化法では、画像伝送ビット数を大
幅に減少できる。例えば、８ビツトの画像データを３×
６画素からなるブロック単位で符号化する場合、ブロッ
ク内の各画素の量子化ピント数を４ビツトとすれば、圧
縮（符号化）前では、１フ゛口・ツク当たりのビット数
は１４４（＝　３　Ｘ　６　Ｘ８）であるのに対し、圧
縮後では、各画素データが７２（＝３Ｘ６Ｘ４）ビット
、最大値及び最小値に１６（＝８Ｘ２）ビットであり、
合計８８ビツトになり、約半分に圧縮できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この従来の符号化法では、各ブロック内におい
て、そのダイナミック・レンジ内を均等に分割して各画
素値を量子化するので、各画素値の分布が全く考慮され
ておらず、従って、画像によっては、各画素の量子化誤
差が極めて大きくなってしまうことがある。

そこで本発明は、従来の上記ブロック符号化法を改良し
、画素データの量子化誤差の低減を図った画像信号符号
化装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る画像信号符号化装置は、画面を構成する全
画素を、複数の画素からなるブロックに分割するブロッ
ク化手段と、当該ブロック内の画素データの最大値及び
最小値に関する１対のデータを得る算出手段と、当該算
出手段の１対のデータによりブロック内各画素データを
符号化する符号化手段と、当該符号化手段により符号化
された各データを復号する復号手段と、当該復号手段に
よる復号結果に対して真値との誤差の平均値を算出する
誤差平均値算出手段と、当該誤差平均値により当該１対
のデータを修整する修整手段とを具備することを特徴と
する。

〔作用〕

上述の手段により、記復号手段及び誤差検出手段により
、元々の１対のデータに基づく符号化誤差を予め検出す
るので、ブロックの各符号化データを伝送する前に符号
化誤差を把握でき、この誤差に応じて上記１対のデータ
を修整することにより各画素の符号化データの符号化誤
差が減少し、より少ない誤差の符号化データを伝送でき
ることになる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明の一実施例としての符号化装置の構成ブロック
図を示す。尚、本実施例において用いられるテレビジョ
ン信号はＮＴＳＣ方式に準拠したものとするが、これ以
外の方式に準拠したテレビジョン信号を符号化する装置
に対しても、本発明を適用できる。

第１図で、入力端子９から入力されたＮＴＳＣ方式のテ
レビジョン信号は、Ａ／Ｄ変換回路１０により、搬送周
波数ｆｓｃの４倍のサンプリング周波数４ｆ５．でサン
プリングされ、例えば１画素当たり８ビツトで量子化さ
れたディジタル・テレビジョン信号を形成し、ブロック
化回路１１に供給される。ブロック化回路１１は、ｌフ
ィール１画面分の前記ディジタル・テレビジョン信号を
記憶可能なメモリと、当該メモリの書込・続出制御回路
などにより構成されており、先ず、第２図に示す矢印Ａ
の方向にｓｌ、　ｓ２．　Ｓ３＋　Ｓ４．　Ｓｌ？、　
　Ｓｅｅ。

−・−の順にシリアルに供給されるディジタル・テレビ
ジョン信号を一旦、当該メモリに記憶し、次に、当該メ
モリから各画素データをＳｅ、ｓ２，３３．Ｓ４゜Ｓ　
ｓ、　Ｓ　ｂ、・・・＋　　ＳＩ、＜　　Ｓ、１６＋　
　Ｓ１７＋　　ＳＩ！Ｉ＋　　’−’＋　　Ｓ３１＋３
４１２の順に読み出すことにより、ディジタル・テレビ
ジョン信号を第２図中、Ｂ、Ｃで示すように破線で囲む
水平方向に４画素分、垂直方向に４ライン分を１ブロッ
ク単位として分割し、ブロック化され出力される。尚、
第２図はインターレース走査の場合であり、−点鎖線で
示したラインは、他のフィールドの走査線を示す。

１２は注目するブロック内の最大値及び最小値を算出す
る回路であり、ソフトウェア又はハードウェアとして容
易に実現できる。ハードウェアで実現する方法としては
比較回路とホールド回路とで構成し、例えば最大値算出
の場合、２つの入力の内の大きい方の値をホールドし次
段に渡すようにすればよ（、最小値算出の場合には逆に
、２つの入力の内の小さい方をホールドし次段に渡すよ
うにすればよい。これにより、最終的に最大値及び最小
値のデータが得られる。

１４はブロック符号化回路、１６は復号回路１８は誤差
計算回路であり、ブロック化回路１１から出力されるブ
ロックの各画素値は回路１４．１８にも印加される。ブ
ロック符号化回路１４は最大値・最小値算出回路１２に
より算出された最大値及び最小値に基づき、最大値と最
小値の間をｎ（２以上の整数）分割し、各画素データが
そのどの区画に属するかを調べる。属する区画を示す数
値をインデックスと呼ぶ。このようにして、例えば８ビ
ツト、２５６　レベルで量子化された画素データを、画
素ブロック単位に最大値、最小値及び２ビツトの各画素
情報で表現できる。尚、ブロック符号化回路の詳細は後
述する。従来の伝送装置では、これらのデータをそのま
ま伝送していたが、本実施例では、更に以下の処理を行
う。

即ち、復号回路１６がブロック符号化回路１４によるイ
ンデックスを復号し、誤差計算回路１８が復号された各
画素データとブロック化回路１１からの各画素データの
真価との誤差を計算する。

誤差平均値計算回路２０は、誤差計算回路１８により計
算された誤差量の平均値を計算する。この誤差平均値は
加算回路２２に印加される。加算回路２２は、最大値・
最小値算出回路１２により算出された最大値及び最小値
に当該誤差平均値を加算して当該最大値及び最小値を修
整する。この修整操作はいわば、復号時に画素データ算
出の基準となる最大値及び最小値にオフセットを加えた
ことに相当し、その分、ブロック内の平均誤差が減少す
る。

第３図はその修整の様子を例示したものである。

図中の小さな丸印が各画素値であり、復号時には、これ
が各分割領域の中間値に復号される。例えば、修整前の
状態での、復号時の誤差の総和がＭであるとすると、第
３図中のシフト量はＭ／Ｎ　（Ｎはブロック内の画素数
）で求められ、Ｍ／Ｎの値が最大値及び最小値から減算
されて、不図示の伝送路に伝送される。受信（復号）側
では、修整された最大値及び最小値を基準として各画素
データのインデックス値を復号する。この復号値は、修
整前での復号値に比べ、誤差が減少している。

第４図はブロック符号化回路１４の詳細を示す。

但し説明を簡単にするため、最大値と最小値との間の分
割数ｎが４の場合を示している。また、ブロック符号化
回路２４も同じ構造でよい。３０はブロック内の各画素
データの入力端子、３２は最大値データの入力端子、３
４は最小値データの入力端子である。減算回路３６は当
該最大値データから当該最小値データを減算し、ダイナ
ミック・レンジを出力する。乗算回路３８，４０．４２
はそのダイナミック・レンジを、それぞれ３／４゜２／
４．１／４倍し、加算器４４，４６．４８がその乗算結
果に最小値を加算する。これにより分割領域の境界値が
得られたことになる。比較回路５０．５２．５４は入力
端子３０からの画素データを各境界値と比較し、子端子
の入力が一端子の入力より大きい場合に”１°を、それ
以外の場合に”０”を出力する。

エンコーダ５６は、比較回路５０，５２．５４の出力か
ら、画素値の属する区画を示す２ビツトのインデックス
を出力する。エンコーダ５６の入出力特性を表１に示す
。また、第５図は、画素値とエンコーダ５６の出力との
対応関係を示す。

表１ 第６図は復号回路Ｉ６の具体例を示す。ここでも説明の
便宜上、前述のブロック符号化回路と同様、ダイナミッ
ク・レンジの分割数ｎを４とした。

端子６０は最大値データの入力端子、６２は最小値デー
タの入力端子、６４．６６はブロック符号化回路１４　
（エンコーダ５６）からのインデックスＤ、、Ｄ、の入
力端子である。減算回路６８は最大値から最小値を減算
し、乗算回路？０，７２，７４．７６は減算回路６８の
出力を、それぞれ７７８倍、５７８倍、３７８倍、１７
８倍する。乗算回路７０〜７６の出力は、４分割された
各区画の中央相当値になっている。そして、各画素につ
いてエンコーダ５６から出力される２ビツトのインデソ
クスに従いスイッチ切換回路６７によりスイッチ７８を
切り換えて、４つの乗算回路７０〜７６の何れか１つを
選択する。選択結果に加算回路８０で最小値を加算する
と、出力端子８２に各画素データの復号値が得られる。

上記実施例では、ブロック内の最大値データ及び最小値
データを伝送する場合について述べたが、その他にも、
ブロック内ダイナミック・レンジ（最大値と最小値との
差）と、最大値データ又は最小値データとの組み合わせ
を伝送するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれ
ば、それほど複雑でない回路構成により、量子化誤差の
少ない画素データを伝送でき、受信側において、より画
質劣化の少ない画像を再生できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての符号化装置の構成ブ
ロック図、第２図はブロック化の説明図、第３図は最大
値データ及び最小値データの修整作用の説明図、第４図
はブロック符号化回路１４の具体例、第５図はブロック
符号化回路１４のエンコーダ５６の出力例、第６図は復
号回路１６の具体例である。 １２−・最小値・最大値算出回路　１４．２４・−ブロ
ック符号化回路　１６−復号回路　１８−・誤差計算回
路　２〇−誤差平均値計算回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画面を構成する全画素を、複数の画素からなるブロック
   に分割するブロック化手段と、当該ブロック内の画素デ
   ータの最大値及び最小値に関する１対のデータを得る算
   出手段と、当該算出手段の１対のデータによりブロック
   内各画素データを符号化する符号化手段と、当該符号化
   手段により符号化された各データを復号する復号手段と
   、当該復号手段による復号結果に対して真値との誤差の
   平均値を算出する誤差平均値算出手段と、当該誤差平均
   値により当該１対のデータを修整する修整手段とを具備
   することを特徴とする画像信号符号化装置。