JPH02211785A - 復号装置 - 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〕 この発明は、復号装置、特に圧縮されたデジタルデータ
を復号するに好適な復号装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、圧縮されたデジタルデータを復号する復号
装置に於いて、デジタル信号の複数サンプルからなるブ
ロック毎のダイナミックレンジを求める手段と、ブロッ
ク毎のダイナミックレンジと対応する周期でブロックの
データをサブサンプリングする手段と、ダイナミックレ
ンジに関連するデータを伝送する手段とを含む伝送装置
から伝送されたデータを受信し、各ブロック毎に当該ブ
ロック内の伝送データに基づいて、そのブロック内の非
伝送データを補間するようにしたことにより、ブロック
内完結補間を行え、回路構成を比較的、簡易にでき、そ
れでいて受信側における復元画像の画質劣化を防止でき
、そして圧縮率を高くすることができるようにしたもの
である。

〔従来の技術〕

画像、音声等のデジタルデータの圧縮技術の一つに、本
願出願人が特開昭６２−２６６９２４号公報にて提案し
でいるような可変密度サブサンプリング方式がある。こ
れは、画像、音声等のデジタルデ−夕をブロックに分割
すると共に、各ブロックのダイナミックレンジの変化に
応じて、サンプリング周期と量子化の粗さを変化させ、
デジタルデータの量を圧縮する技術である。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の可変密度サブサンプリング方式の
サンプリングパターンは、注目ブロックの周辺のブロッ
クのデータを補間に使うようにしているので、以下のよ
うな問題点が生ずる。

■回路構成が複雑になる。

補間がブロック内完結で行われない場合、周辺のブロッ
クの情報を参照して補間方式を選択し、適応的に補間し
なければならない。従って、十数ライン分のメモリを余
分に持った上で補間方式の判断回路、及び数種類の補間
回路、制御回路が必要になり、回路構成が非常に複雑に
なる。そして、回路構成の複雑化にもかかわらずＳ／Ｎ
の向上は期待した程は得られない。

■誤差が大きくなる。

若し、ブロック内補間を行った場合、ブロックの境界部
分の非伝送サンプルのデータは、周辺ブロックの伝送サ
ンプルのデータによって補間されるため、特にブロック
の境界部分で誤差が多く発生する。

従って、この発明の目的は、ブロック内完結補間を行え
、比較的、簡易な回路構成で、受信側における復元画像
の画質劣化を防止でき、圧縮率を高（できる復号装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、デジタル信号の複数サンプルからなるブロ
ック毎のダイナミックレンジを求める手段と、ブロック
毎のダイナミックレンジと対応する周期でブロックのデ
ータをサブサンプリングする手段と、ダイナミックレン
ジに関連するデータを伝送する手段とを含む伝送装置か
ら伝送されたデータを受信し、各ブロック毎に該ブロッ
ク内の伝送データに基づいて、そのブロック内の非伝送
データを補間するようにした構成としている。

［作用］ 画像を小さなブロックに分割してダイナミックレンジを
求め、その分布状況を調べると、多数のブロックは、比
較的、小さいダイナミックレンジに分布する傾向がある
。そこで、ダイナミックレンジの小さいブロックではサ
ンプリング周期を長くし、ダイナミックレンジの大きい
ブロックではサンプリング周期を短くする。

各ブロックのダイナミックレンジの情報と所定のしきい
値との比較によって各ブロック毎に特定のサンプリング
パターンが選択され、データを伝送する伝送サンプルと
、データを伝送しない非伝送サンプルが規定される。こ
のサンプリングパターンは、原則としてブロックの端の
画素サンプルのデータを伝送することでブロック内完結
補間が可能とされている。そして、非伝送サンプルのデ
ータの補間は、同一ブロック内の伝送サンプルのデータ
で行う。

選択されたサンプリングパターンに対応する識別信号と
、各ブロックにおける伝送サンプルのデータとから伝送
データが各ブロック毎に構成され、送信される。

伝送データを受信した後、復元された識別信号と伝送デ
ータに従って、ブロック内の非伝送サンプルのデータが
、同一ブロックの伝送サンプルのデータに基づいて補間
される。

これにより、ブロック内完結補間が可能とされ、回路構
成は比較的、簡易なものでよく、そして、ブロック内完
結補間のため補間精度が高く受信側における復元画像の
画質劣化を防止でき、ダイナミックレンジに応じて圧縮
率を高くできる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について第１図乃至第１１図
を参照して説明する。この発明は、下記の項目の順序で
なされる。

（ａ）、送信側の構成 （ｂ）、受信側の構成 （Ｃ）、変形例 （ａ）、送信側の構成 第１図は、この発明の送信側の構成を示す。入力端子１
には、例えば１サンプルが８ビツトに量子化されたディ
ジタルテレビジョン信号が入力されブロック化回路２に
供給される。

ブロック化回路２により、ディジタルテレビジョン信号
が符号化の単位である１フレームの２次元ブロックの信
号に変換される。この実施例では、１ブロツクが（５ラ
イン×５画素＝２５画素）の２次元のブロックＢＬＫが
形成される。例えば、第４図において、Ｌｉはブロック
ＢＬＫの画素ラインを示し、ＣｊはブロックＢＬにの画
素列を示す。ブロック化回路２の出力信号が最大値・最
小値検出回路３及び遅延回路４に供給される。

最大値・最小値検出回路３にて検出された最大値ＭＡｘ
、最小値ＭＩＮは夫々、減算回路５に供給され、各ブロ
ックＢＬＫ毎にダイナミックレンジＤＲが検出される。

このダイナミックレンジＤＲは、サンプリングパターン
識別回路６に供給される。

サンプリングパターン識別回路６では、ダイナミックレ
ンジＤＲのレベルに応じて、例えば第４図〜第７図に示
されるサンプリングパターンＳＰ　（ＳＰ１〜５Ｐ４）
のいずれかが選択される。このサンプリングパターンＳ
Ｐは、原則としてブロックＢＬＫの端にある画素サンプ
ルＰのデータを伝送することでブロック内完結補間が可
能なようにされている。

そして、非伝送サンプルのデータの補間は、同一ブロッ
クＢＬＫ内の伝送サンプルのデータで行う。

ところで、ブロックＢＬＫ単位でのダイナミックレンジ
ＤＲの分布を調べると、第３図のように、ブロックＢＩ
ＪはダイナミックレンジＤＲの小さい範囲に集中する傾
向がある。そこで、ダイナミックレンジＤＲの小さいブ
ロックＢＩＪではサンプリング周期を長くし、ダイナミ
ックレンジＤＲの大きいブロックＢＬＫでは、サンプリ
ング周期を短か（するようなサンプリングパターンＳＰ
が選択される。

これにより、補間精度が向上しＳ／Ｎが向上するため受
信側における復元画像の画質劣化を防止でき、また、画
像の状態に適応したデータ圧縮が可能となり、圧縮率を
高くできる。

各サンプリングパターンＳＰに対応する２ビツト〔フラ
グ〕のサンプリングパターン識別信号〔以下、単に識別
信号と略す）ＳＩＤが、サンプリング回路７及びフレー
ム化回路８に供給される。

ダイナミックレンジＤＲが、（０≦ＤＲ≦６）の範囲で
は、第４図のサンプリングパターンＳＰＩが選択され、
Ｏ印で示される画素サンプルＰ３３のデータが代表値と
して伝送され、伝送サンプルとされている。尚、その他
の画素サンプルＰは非伝送サンプルとされる。圧縮比は
１／２５である。

ダイナミックレンジＤＲが、（７≦ＤＲ≦２５）の範囲
では第５図のサンプリングパターンＳＰ２が選択され、
画素サンプルＰ１１．Ｐ１５．Ｐ３３．Ｐ５１．Ｐ５５
のデータが伝送サンプルとされる。図示のように伝送サ
ンプル以外の画素サンプルＰは非伝送サンプルとされる
。圧縮比は１１５である。

ダイナミックレンジＤＲが、（２６≦ＤＲ≦７５）の範
囲では、第６図のサンプリングパターンＳＰ３が選択さ
れ、画素サンプルＰ１１．Ｐ１３．Ｐ１５．Ｐ３１゜Ｐ
３３．Ｐ３５．Ｐ５１．Ｐ５３．Ｐ５５のデータが伝送
サンプルとされる０図示のように伝送サンプル以外の画
素サンプルＰは非伝送サンプルとされている。圧縮比は
９／２５である。

ダイナミックレンジＤＲが、（７６≦ＤＲ≦２５５）の
範囲では、第７図のサンプリングパターンＳＰ４が選択
され、全画素サンプルＰ１１〜Ｐ５５のデータがそのま
ま伝送サンプルのデータとして伝送される。圧縮比は１
である。

サンプリングパターンＳＰ２．　ＳＦ３で、ブロックＢ
ＬＫの隅の画素サンプルＰ１１．Ｐ１５．Ｐ５１．Ｐ５
５を伝送するのは、復号の際、ブロックＢＬＫ境界での
歪みを目立たせず、補間精度を高めるためである。

上述のように各ブロックＢＬＫのダイナミックレンジＤ
Ｒに基づいて、各ブロックＢＬＫ毎に一つのサンプリン
グパターンＳＰが選択され、伝送サンプルＳＴと非伝送
サンプルが規定され、データの圧縮が行われる。

１画面中の有効データ領域全体における圧縮比は、以下
のようにして求められる。１画面中の有効データ領域全
体における圧縮比を０１サンプリングパターンＳＰ　（
ＳＰＩ〜５Ｐ４）の夫々のブロック数を２％　ｂ、ｃ％
ｄとすると、 そして、各ブロックＢＬＫにおいて、識別信号Ｓ１０と
、伝送サンプルのデータとから伝送データＴＯが構成さ
れる。

上述のブロック化回路２からの出力信号は、識別信号Ｓ
１０と同等の遅延量を以て遅延回路４から出力され、識
別信号ＳＩＤと同期してサンプリング回路７に供給され
る。

サンプリング回路７では、上述の出力信号の内、識別信
号ＳＩＤにて規定されるブロックＢＬＫ内の伝送サンプ
ルの各８ビツトのデータが抽出されてフレーム化回路８
に供給される。

フレーム化回路８には、ブロックＢＬＩ毎に、識別信号
ＳＩＤと、伝送サンプルのデータが供給される。フレー
ム化回路８は識別信号ＳＩＤと、伝送サンプルのデータ
に誤り訂正符号化の処理を施し、また同期信号を付加す
る。フレーム化回路８の端子９から伝送データＴＤが得
られ、ディジタル回線等の伝送路に送出される。

（ｂ）、受信側の構成 第２図は、受信側の構成を示す。受信データＲＤは端子
２１を介してフレーム分解回路２２に供給される。

フレーム分解回路２２により、識別信号ＳＩＤと、伝送
サンプルのデータが分離されると共に、エラー訂正処理
がなされる。識別信号ＳＩＤと、伝送サンプルのデータ
は適応補間回路２３に供給される。

適応補間回路２３では、識別信号ＳＩＤに基づき、各サ
ンプリングパターンＳＰ毎に規定されている補間方法に
よって、ブロックＢＬＫ内の非伝送サンプルのデータが
、同一ブロックＢＩＪ内の伝送サンプルのデータに基づ
いて補間される。

ダイナミックレンジＤＲが、（０≦ＤＲ≦６）の範囲で
は、第４図中Ｏ印で示される画素サンプルＰ３３が伝送
サンプルとされ、この伝送サンプルのデータが、印の付
されてし・ない非伝送サンプルのデータとして置き換え
られる。

ダイナミックレンジＤＲが、（７≦ＤＲ≦２５）の範囲
では、第５図中Ｏ印で示される画素サンプルＰ１１．Ｐ
１５．Ｐ３３．Ｐ５１．Ｐ５５が伝送サンプルとされる
。伝送サンプルのデータを元に、以下の（１）〜（４）
の補間式によって第５図中、Ｘ印で表され、る非伝送サ
ンプルのデータが求められる。そして、印の付されてい
ない非伝送サンプルのデータは、後述の補間式（５）〜
ＱＯによって求められる。尚、以下の補間式に於いて示
される画素サンプルＰｉｊ　は、ブロックＢＬＫ中、　
ｉ番目の画素ラインＬｉと、ｊ番目の画素列Ｃｊの交わ
る位置の画素を表すものとする。

５）の範囲では、第６図中Ｏ印で示される画素サンプル
Ｐが伝送サンプルとされる。この伝送サンプルのデータ
を元に以下の（５）〜０ωの補間式によって第６図中、
Ｘ印で表される非伝送サンプルのデータが求められる。

また、Ｇ′ｒ）〜ＱＯの補間式では第６図中、Δ印で表
される非伝送サンプルのデータが求められる。

ダイナミックレンジＤＲが、（２６≦ＤＲ≦７ダイナミ
ックレンジＤＲが、（７６≦ＤＲ≦２５５）の範囲では
、全画素サンプルｐＨ〜Ｐ５５がそのまま伝送サンプル
とされるので、非伝送サンプルは存在しない。

この適応補間回路２３の出力データがブロック分解回路
２４に供給される。ブロック分解回路２４は、送信側の
ブロック化回路２と逆に復号データをテレビジョン信号
の走査と同様の順番に変換する。ブロック分解回路２４
の端子２５からは復号されたテレビジョン信号が得られ
る。

ＨＤＴＶ画像について、この実施例を適用してシュミレ
ーションを行うと、輝度成分については圧縮比０．１〜
０．５、色成分については、輝度成分の約半分程度の圧
縮比が得られた。

この実施例に示されているサンプリングパターンによれ
ば、ブロック内完結補間を行える。このため、回路構成
を比較的、簡易にでき、それでいて補間精度が高く、誤
差の発生を防止できるためＳ／Ｎを向上させることがで
き、受信側における復元画像の画質劣化を防止でき、圧
縮率を高くすることができる。

（Ｃ）、変形例 上述したサンプリングパターンＳＰは、いずれもフレー
ム内で構成されたブロックＢＬＫであるが、動画を扱う
ことも考慮して第８図乃至第１０図に示されるような（
３ライン×５画素）のフィールド内のブロックＢＬＫＯ
を形成するようにしてもよい。

尚、図中の破線は他のフィールドのラインを示す。

ダイナミックレンジＤＲが、（０≦ＤＲ≦６）の範囲で
は、第８図に示される全画素サンプル２１１〜Ｐ３５の
平均値が伝送サンプルのデータとされ、この伝送サンプ
ルのデータによって、Ｘ印で表される他の非伝送サンプ
ルが置き換えられる。圧縮比は１／１５である。

ダイナミックレンジＤＲが、（７≦ＤＲ≦２５）の範囲
では、第９図に示されるＯ印の１画素サンプルＰ　（５
個）のデータが伝送サンプルのデータとされ、この伝送
サンプルのデータによって、Ｘ印で表される他の非伝送
サンプルが前述の補間方法によって置き換えられる。圧
縮比は１／３である。

ダイナミックレンジＤＲが、（２６≦ＤＲ≦７５）の範
囲では、第１０図に示される○印の画素サンプルＰ　（
９個）のデータが伝送サンプルのデータとされ、この伝
送サンプルのデータによってＸ印で表される他の非伝送
サンプルが前述の補間方法によって置き換えられる。圧
縮比は３１５である。

ダイナミックレンジＤＲが、（７６≦ＤＲ≦２５５）の
範囲では、全画素サンプルＰ　（１５個）のデータがそ
のまま伝送サンプルのデータとされる。

従って非伝送サンプルは存在しない。圧縮比は１である
。

尚、フィールドでブロックＢＬＫＯを形成する場合には
、第１１図に示されるように、第１フイールドのブロッ
クＢＬＫＯＩ　、第２フイールドのブロックＢＬＫＯ２
の位置がずれる。これは、ダイナミックレンジＤＲのし
きい値で、第９図或いは第１０図になったような場合、
フレーム単位で５の目のパターンとするためである。

また、この実施例では図示しないもののサンプリング回
路７の後段に、更に可変長ＡＤＲＣを組み合わせて圧縮
比を高めることも可能である。この場合、サンプリング
回路７における圧縮比を０．５程度に上げておき、可変
長ＡＤＲＣをかけた方が復号歪みは少ない、即ち、ダイ
ナミックレンジＤＲのしきい値を、例えば、■Ｏ〜６、
■７〜１９、■２０〜４４、■４５〜２５５のように変
えて、■のサンプリングパターンになるブロック数を多
くし、サブサンプリング自体による歪みを少なくしてお
くものである。

更に、この実施例では、２次元ブロックＢＬＫを例に説
明しているが、これに限定されるものではなく、例えば
１次元、３次元のブロックに拡張して圧縮比を高めるこ
とも可能である。

〔発明の効果〕

この発明にがかる復号装置によれば、各プロッり毎に当
該ブロック内の伝送サンプルのデータに基づいて、同一
ブロック内の非伝送サンプルのデータを補間するように
しているので、ブロック内完結補間が可能になるという
効果がある。

ブロック内完結補間が可能なため、各種の回路が不要に
なり、回路構成を比較的、簡易にできるという効果があ
る。また、ブロック内完結補間が可能なので、補間精度
が高く、誤差の発生を防止できるという効果がある。そ
して、誤差の発生が防止され、Ｓ／Ｎが向上するため受
信側における復元画像の画質劣化を防止できるという効
果がある。

更に、圧縮率を、より一層、高くすることができるとい
う効果がある。

【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図は受
信側の構成を示すブロック図、第３図はブロック単位で
のダイナミックレンジの分布を示す図、第４図乃至第７
図は夫々サンプリングパターンを示す図、第８図乃至第
１０図は夫々フィールドにおけるサンプリングパターン
を示す図、第１１図はフィールドにてブロックを構成し
た場合の位置ズレを説明する図である。 図面における主要な符号の説明 ３：最大値・最小値検出回路、５：減算回路、７：サン
プリング回路、８：フレーム化回路、２３：適応補間回
路、Ｐ　：画素サンプル、ＳＩＤ：サンプリングパター
ン識別信号、ＳＰ：サンプリングパターン、ＤＲ：ダイ
ナミックレンジ、ＢＬＫ、　ＢＬＫＯ。 ＢＬＫＩ、ＢＬＫ２　ニブロック。 代理人　　　弁理士　杉　浦　正　知 ＢＬにＯｌ 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. デジタル信号の複数サンプルからなるブロック毎のダイ
   ナミックレンジを求める手段と、上記ブロック毎のダイ
   ナミックレンジと対応する周期で上記ブロックのデータ
   をサブサンプリングする手段と、上記ダイナミックレン
   ジに関連するデータを伝送する手段とを含む伝送装置か
   ら伝送されたデータを受信し、各ブロック毎に当該ブロ
   ック内の伝送データに基づいて、そのブロック内の非伝
   送データを補間するようにしたことを特徴とする復号装
   置。