JPH02202285A - 適応符号化装置 - Google Patents

適応符号化装置

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JPH02202285A
JPH02202285A JP1022094A JP2209489A JPH02202285A JP H02202285 A JPH02202285 A JP H02202285A JP 1022094 A JP1022094 A JP 1022094A JP 2209489 A JP2209489 A JP 2209489A JP H02202285 A JPH02202285 A JP H02202285A
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circuit
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dynamic range
block
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Tetsujiro Kondo
哲二郎 近藤
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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〕 この発明は、複数画素からなるブロック毎に、ダイナミ
ックレンジに適応して符号化を行う適応符号化装置に関
する。
〔発明の概要〕
この発明では、所定画素数からなるブロック内の原デー
タに関してダイナミックレンジに適応した符号化を行う
回路と、 符号化データと原データとが供給され、符号化データと
新たに設定される量子化ステップ又はダイナミックレン
ジと最小値とから演算される復号値と原データとの誤差
の自乗和がブロック内の全画素に関して最小となるよう
に、量子化ステップ又はダイナミックレンジ及び最小値
を設定する回路と、 設定された量子化ステップ又はダイナミックレンジ及び
最小値に基づいて、原データをダイナミックレンジに適
応して符号化する回路とが備えられることにより、 歪みが少ない符号化を行うことができる。
(従来の技術) 本願出願人は、特願昭59−266407号明細書に記
載されているような、2次元ブロック内に含まれる複数
画素の最大値及び最小値の差であるダイナミックレンジ
を求め、このダイナミックレンジに適応した符号化を行
う適応符号化装置を提案している。また、特願昭60−
232789号明細書に記載されているように、複数フ
レームに各々含まれる領域の画素から形成された3次元
ブロックに関してダイナミックレンジに適応した符号化
を行う適応符号化装置が提案されている。
更に、特願昭60−268817号明細書に記載されて
いるように、量子化を行った時に生じる最大歪みが一定
となるように、ダイナミックレンジに応じてビット数が
変化する可変長符号化方法が提案されている。
上述のダイナミックレンジに適応した符号化(ADRC
と称する)は、伝送すべきデータ景を大幅に圧縮できる
ので、ディジタルVTRに適用して好適である。特に、
可変長ADRCは、圧縮率を高くすることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
先に提案されているADRCは、最大値と最小値のみが
量子化特性に寄与しており、その他の画素のレベルは、
量子化特性に関与していない。−方、画質の良否を決定
するのは、全画素の歪み量である。従って、最大値及び
最小値のみで量子化特性を決定した場合、歪み量(即ち
、原データと復元データとの誤差)が大きくなり、復元
画像のS/Nが悪い問題があった。
従って、この発明の目的は、全画素の歪み量を小さくす
ることができる適応符号化装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明では、所定画素数からなるブロック内の原デー
タに関してダイナミックレンジに適応した符号化を行う
回路7と、 符号化データQと原データXとが供給され、符号化デー
タQと新たに設定される量子化ステップΔ′又はダイナ
ミックレンジと最小値MIN′とから演算される復号値
と原データXとの誤差の自乗和がブロック内の全画素に
関して最小となるように、量子化ステップΔ′又はダイ
ナミックレンジ及び最小値MIN’を設定する回路9と
、設定された量子化ステップΔ′又はダイナミックレン
ジ及び最小値MIN’に基づいて、原データXをダイナ
ミックレンジに適応して符号化する回路16と が備えられている。
〔作用〕
ダイナミックレンジDRに応じた符号化で符号化データ
Qが得られる。この符号化データQと量子化ステップΔ
と最小値MINとから復号で得られる復元値が求められ
る。原データと復元値との誤差を最小にする量子化ステ
ップΔ 及び最小値MIN’が求められる。この新たに
設定されたΔ′及びMIN’に基づいて原データXが符
号化される。従って、ブロック内の全画素に関して、歪
み量の総和を小さくでき、復元画像のS/Nを良好とで
きる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について、図面を参照して説
明する。第1図は、この一実施例を示し、1で示す入力
端子に、1サンプルが8ビツトにディジタル化されたデ
ィジタルビデオデータが供給される。ビデオデータは、
ブロック化回路2で、走査線の順序からブロックの順序
にデータの配列が変換される。ブロックは、第2図に示
すように、(4ライン×4画素)の大きさとされ、■ブ
ロック内にX1〜x16の16個の画素データが含まれ
る。
ブロック化回路2の出力信号が最大値及び最小値検出回
路3及び遅延回路4に供給される。検出回路3は、ブロ
ックの最大値MAXと最小値MlNとを検出する。遅延
回路4は、最大値MAX及び最小値MINを検出する時
間、データを遅延させる。減算回路5で(MAX−MI
 N)の演算がされ、減算回路5からダイナミックレン
ジDRが得られる。減算回路6では、遅延回路4からの
ビデオデータから最小値MINが減算され、減算回路6
から最小値が除去されたビデオデータが得られる。
減算回路6の出力データが量子化回路7に供給される。
量子化回路7には、割算回路8で形成された量子化ステ
ップΔも供給される0割算回路8は、ダイナミックレン
ジDRを3等分することで、量子化ステップΔを形成す
る。量子化回路7から元のビット数(8ビツト)より少
ないビット数例えば2ビツトの量子化コードQが得られ
る。量子化回路7では、最小値MENが除去されたビデ
オデータが量子化ステップΔで除算され、商を整数化し
た値が量子化コードQとされる。量子化回路7は、除算
回路或いはROMで構成できる。
第3図は、量子化特性の一例を示す、第3図において、
l0111、I2.13は、夫々復元される代表レベル
を示し、この例では、最小値MIN及び最大値MAXと
夫々一致するレベルの代表レベルIO及びI3が存在す
るようになされる。
かかる量子化は、エツジマツチングと称される。
あるブロック内に含まれる16個の画素データが2ビツ
トの量子化コードQに変換された場合が第4図に示され
ている。白丸が量子化コードQに夫々対応する原データ
を示している6例えば最小値MIN以上で(M I N
十%Δ)より小さなレベルを持つ4個の原データは、(
00)の量子化コードに符号化される。量子化コードQ
は、Xで示す各代表レベル!0〜I3に復元され、従っ
て、量子化回路7の量子化特性は、破線で示すものであ
る。この第4図から分るように、量子化コードQ。
は、最小値MIN及び最大値MAXに関する誤差が0で
あるが、他の画素に関する誤差が充分に小さいとは言え
ない。
9は、全画素の誤差の総和を少なくできる最小(IMI
N’及びΔ′を形成する補正回路を示す。
補正回路9の入力端子10及び11に原データ及び量子
化コードQが供給され、出力端子12及び13から最小
値MIN′及び量子化ステップΔ′が夫々出力される。
この補正回路9で設定された最小値MIN’及び量子化
ステップΔ′により、量子化がなされる。
減算回路15に遅延回路14を介された原データと最小
値MIN”が供給され、設定された最小値MIN’が除
去されたデータが減算回路15から発生する。減算回路
15の出力及び設定された量子化ステップΔ′が量子化
回路7と同様の量子化を行う量子化回路16に供給され
、量子化回路16から量子化コードDTが発生する。こ
れらの量子化ステップΔ′、最小値MIN’及び量子化
コードDTがフレーム化回路17に供給され、出力端子
18には、伝送データが取り出される。フレーム化回路
17は、量子化ステップΔ′、最小値MEN′及び量子
化コードDTがバイトシリアルに配列され、同期信号が
付加された伝送データを形成する。また、フレーム化回
路ITでは、伝送データに対して、エラー訂正符号の符
号化がなされる。
補正回路9の一例を第4図に示す、補正回路9は、最小
自乗法で、全画素に適した量子化を行うことができる最
小値MIN’及び量子化ステップΔ′を求めるための回
路である。上述の量子化回路7で発生した量子化コード
Qから得られる復元値yは、下式で表される。
各復元値yが原データXに対して有する誤差をeとする
と、 これらの誤差の自乗和を最小にする量子化ステップΔ′
及び最小値MIN’は、次の0式及び■式で求めること
ができる。
ここで、 −qヌ1− =     (QIXxl+Q2Xx2+
−・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・+Q16X X
16)又=原データx1〜x16の平均値 Q=量子化コードQ1〜Q16の平均値Qt−量子化コ
ードQ1〜Q16の自乗の平均値(Q)”−量子化コー
ドQ13〜Q16の平均値の自乗 補正回路9は、上式に従って最小値MIN’及び量子化
ステップΔ′を演算する回路である。入力端子lO及び
11には、原データXと量子化コードQが同期して供給
される。乗算回路21で(QXX)が演算され、乗算回
路22でQ!が演算される。累算回路23で1ブロツク
内の16個の画素データの和が演算され、累算回路23
の出力が4ビツトシフト可能なシフトレジスタで構成さ
れ、入力データを1/16にする割算回路28に供給さ
れ、割算回路28から又が得られる。
乗算回路21の出力信号が累算回路24に供給され、累
算回路24の出力信号が割算回路29でl/16とされ
、割算回路29かCqYTが得られる。
量子化コードQが累算回路25に供給され、累算回路2
5の出力信号が割算回路30で1716とされ、割算回
路30からQが得られる。乗算回路22の出力信号が累
算回路26に供給され、累算回路26の出力信号が割算
回路31で1716とされ、割算回路31からq2が得
られる。累算回路23.24.25.26には、端子2
7からブロック周期のクロック信号が供給され、1ブロ
ツク毎に累算結果が求められる。
割算回路28の出力信号と割算回路30の出力信号とが
乗算回路32に供給され、乗算回路32からQXXが得
られる0乗算回路32の出力信号と割算回路29の出力
信号とが減算回路33に供給され、0式及び0式中の分
数の分子の項が減算回路33から得られる。
割算回路30の出力信号が供給される乗算回路34によ
り、(Q)”が求められる。乗算回路34の出力信号と
割算回路31の出力信号とが減算回路35に供給され、
0式及び0式中の分数の分母の項が減算回路35から得
られる。
減算回路33及び35の出力信号が割算回路36に供給
され、割算回路36から量子化ステップΔ′が得られる
。この新たに設定された量子化ステップΔ′が出力端子
13に取り出される。
割算回路36からの量子化ステップΔ′と割算回路30
からのQとが乗算回路37に供給される。
減算回路38において、割算回路28からのマから乗算
回路37の出力信号が減算され、減算回路38から最小
値MIN′が得られる。この新たに設定された最小値M
IN′が出ノJ端子12に取り出される。
前述のように、補正回路9で新たに設定された最小値M
IN”と量子化ステップΔ′とにより、遅延回路14を
介された原データXがA D RCの符号化がされる。
この発明の一実施例では、量子化ステップを設定してい
るが、ダイナミックレンジを設定するようにしても良い
(発明の効果) この発明では、ブロック毎の全画素に関する誤差の総和
を最小とする最小値と量子化ステップ(又はダイナミッ
クレンジ)を求め、これらのデータで原データを量子化
するので、復元画像のS/間を良好とできる。第3図の
例において、Δは、MIN’及びΔ′で符号化された時
の代表レベルを表す。この第3図から明らかなように、
これらの代表レベルは、破線で示す量子化特性に比して
原データとの誤差の総和を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図はブ
ロックの一例を示す路線図、第3図は量子化特性の説明
に用いる路線図、第4図は補正回路の一例のブロック図
である。 図面における主要な符号の説明 l:入力端子、 3:!ll価値最小値検出回路、 7.16:it子化回路、 9:補正回路、 18:出力端子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 所定画素数からなるブロック内の原データに関してダイ
    ナミックレンジに適応した符号化を行う回路と、 上記符号化データと上記原データとが供給され、上記符
    号化データと新たに設定される量子化ステップ又はダイ
    ナミックレンジと最小値とから演算される復号値と上記
    原データとの誤差の自乗和が上記ブロック内の全画素に
    関して最小となるように、量子化ステップ又はダイナミ
    ックレンジ及び最小値を設定する回路と、 上記設定された量子化ステップ又は上記ダイナミックレ
    ンジ及び最小値に基づいて、上記原データをダイナミッ
    クレンジに適応して符号化する回路と を備えたことを特徴とする適応符号化装置。
JP1022094A 1989-01-31 1989-01-31 適応符号化装置 Expired - Lifetime JP2832976B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5506623A (en) * 1991-12-19 1996-04-09 Sony Corporation Data compression methods and systems with quantization distortion measurement means
US6256420B1 (en) 1991-12-24 2001-07-03 Sony Corporation Data transmission system

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US5506623A (en) * 1991-12-19 1996-04-09 Sony Corporation Data compression methods and systems with quantization distortion measurement means
US6256420B1 (en) 1991-12-24 2001-07-03 Sony Corporation Data transmission system

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