JPH0226483A - 高能率符号化装置及び符号化方法 - 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、サブサンプリングによりディジタルテレビ
ジョン信号の伝送情報量を圧縮する高能率符号化装置に
関する。

〔発明の概要〕

この発明では、ディジタルテレビジョン信号の複数フレ
ームにまたがる３次元ブロック内に含まれる複数の画素
データがサブサンプリングにより間引き処理され、この
間引き処理後の残りの画素データを伝送する高能率符号
化装置において、各ブロックの間引き画素データの夫々
に関し、時間的及び空間的に隣接する伝送画素データに
よる補間方法を複数種類準備し、補間方法の夫々につい
て、真値と補間値の差の絶対値を演算する演算回路と、 補間方法毎の差の絶対値をブロック毎に集計する回路と
、 集計回路の出力に基づいて、最も集計値が小さい補間方
法を検出する回路とが備えられ、検出された補間方法を
表すフラグ信号をブロック毎に付加して伝送することに
より、 伝送データ量の圧縮率が高いものとでき、また、受信側
で最も誤差が少ない補間方法が正確に選択される。

（従来の技術） ディジタルテレビジョン信号を伝送する場合、例えばデ
ィジタルテレビジョン信号を磁気テープに記録し、また
、磁気テープからディジタルテレビジョン信号を再生す
る場合、高能率符号により情報量の圧縮処理がなされる
。圧縮処理のひとつとして、サンプリング周波数をサブ
サンプリングによって低下させるものが知られている。

例えばサブサンプリングにより、データを雅に間引くと
共に、間引いたデータを補間する方向を示すためのフラ
グを伝送する方法が知られている。つまり、送信側では
、間引き画素の上下に夫々位置するデータで補間する方
法と、間引き画素の左右に夫々位置するデータで補間す
る方法との間で、誤差が小さい方の補間方法が検出され
、この補間方法を示す１ビツトのフラグが形成される。

このフラグが補間点の画素データに代えて伝送される。

上述の高能率符号化は、補間点の全てに対応して補間方
法を示すフラグを伝送するので、データの圧縮が不十分
であった。この問題を解決するために、本願出願人は、
特願昭５９−２６２２８１号明細書に記載されているよ
うに、複数画素の２次元的な集合であるブロック毎に、
代表フラグを形成し、代表フラグを伝送する高能率符号
化方法を提案している。ブロック内の複数画素の夫々に
関して、複数種類の補間方法の中で、最も誤差が小さく
なる補間方法を検出し、検出された補間方法に関して多
数決論理が適用され、多数である補間方法と対応する代
表フラグが形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の明細書に記載された方法は、ブロック毎の代表フ
ラグを伝送するので、伝送データの圧縮率を高（するこ
とができる、しかしながら、多数決論理の場合、一つ或
いは少数の補間点での誤差が極めて大きい補間方法であ
っても、多数であれば、その補間方法が採用されるため
に、受信側では、一部の補間点の補間誤差が非常に大き
くなり、復元画質中にノイズが目立つ問題があった。

従って、この発明の目的は、多数決論理により代表フラ
グを形成することにより生じる上述の問題が解決された
高能率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、ディジタルテレビジョン信号の複数フレ
ームにまたがる３次元ブロック内に含まれる複数の画素
データがサブサンプリングにより間引き処理され、この
間引き処理後の残りの画素データを伝送する高能率符号
化装置において、各ブロックの間引き画素データの夫々
に関し、時間的及び空間的に隣接する伝送画素データに
よる補間方法を複数種類準備し、補間方法の夫々につい
て、真値と補間値の差の絶対値を演算する演算回路と、 補間方法毎の差の絶対値をブロック毎に集計する回路と
、 集計回路の出力に基づいて、最も集計値が小さい補間方
法を検出する回路とが備えられ、検出された補間方法を
表すフラグ信号がブロック毎に付加して伝送される。

（作用） 時間的に連続する２フレームの夫々に属する二つの領域
により、３次元ブロックが構成される。

このブロックの画素データの半数がサブサンプリングに
より間引かれる９間引き処理される画素データは、受信
側で補間される補間点である。

補間点と時間的及び空間的に隣接する伝送される複数の
画素データを使用して、複数種類の補間がなされる。こ
の補間の夫々で得られる補間データが補間点の画素デー
タの真値と比較され、補間データと真値との間の誤差デ
ータが形成される。

誤差データがブロック毎に集計され、集計値が算出され
る。この集計値が最小となる補間方法を示すフラグが形
成される。このフラグがブロック毎に発生し、送信画素
データと共に、伝送される。

受信側では、フラグを参照して補間方法が選択され、従
って、誤差が最小となる補間方法が選択される。

誤差の集計値の最小のものを検出するので、一つ或いは
少数の画素に関して補間誤差が極めて大きくなるような
補間方法が設定されることが防止される。従って、復元
画像中に目立つノイズが発生することを防止できる。

〔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。この実施例では、テレビジョン画面が多数の領
域に分割され、連続する２フレームに属する二つの領域
から３次元ブロックが構成され、３次元ブロックの単位
で補間方法が決定されると共に、データ量の圧縮のため
の符号化がなされる。

第２図は、３次元ブロックの一例を示す、第２図におい
て、Ａｎは、ｎ番目のフレームの（４ライン×８画素）
の大きさの領域であり、Ａｎａｌは、（ｎ＋１）番目の
フレームの（４ライン×８画素）の大きさの領域である
。これらの二つの領域Ａｎ及びＡｎａｌは、二つのフレ
ーム間で対応した位置のものである。Ｌｌｌ及びＬ１２
は、第１フイールドのラインを示し１、Ｌ２１及びＬ２
２は、第２フイールドのラインを示し、Ｌ３１及びＬ３
２は、第３フイールドのラインを示し、Ｌ４１及びＬ４
２は、第４フイールドのラインを示す、上述の領域Ａｎ
及びＡ　ｎ　＋　１　により、１ブロツクが構成される
。また、サブサンプリングにより、×で示す画素が間引
かれる。第２図に示す例では、ライン毎及びフレーム毎
にサブサンプリングの位相が反転されている。

第２図に示すサンプリング位相に限らず、サブサンプリ
ングを位相をライン毎及び２フレーム毎に反転したサン
プリング位相に対しても、この発明を適用できる。この
場合では、ブロック内の二つの領域のサンプリング格子
のパターンが同一となる。

第１図は、この一実施例の構成を示し、１がディジタル
テレビジラン信号の入力端子である。入力テレビジボン
データは、１サンプルが例えば８ビツトに量子化された
ものである。この入力データが遅延回路２及び３の縦続
接続と、遅延回路４及び５の縦続接続とに供給される。

遅延回路４及び５の接続点には、遅延回路６及び７の縦
続接続が接続され、遅延回路７には、遅延回路８が接続
される。これらの遅延回路は、補間の対象となる注目画
素と空間的及び時間的に隣接する複数のデータを取り出
すために設けられている。遅延回路２．３，６．８は、
入力データのサンプリング周期と等しい遅延時間を有し
、遅延回路４及び５は、略々ｌフィールド期間に対応す
る遅延時間を有し、遅延回路７は、１水平時間に対応す
る遅延時間を有する。

上述の３次元ブロックのｎ番目のフレームの領域Ａｎに
含まれる各画素に関して、第３図に示すように符号を付
す。ａ、ｂ、ｃ、　　・・・ｈの画素が画素データが伝
送される画素を示し、Ａ、Ｂ。

Ｃ・・・・Ｈの画素がサブサンプリングで間引かれる画
素を示す、この領域Ａｎに含まれる各画素のデータは、
入力端子ｌに画素ｄのデータが供給されるタイミングに
おいて、第１図に示すように、各遅延回路の出力側に発
生ずる。遅延回路８の出力側には、第３図に示す前の（
ｎ−１）番目のフレームの領域Ａｎ−１の注目画素りと
対応する位置の画素ｌのデータが生じる。

注目画素の周囲の画素のデータを使用して、受信側に備
えられているのと同様の複数種類例えば４種類の補間が
同時になされ、補間出力゛ｔ　ｉ〜■４が形成される。

補間出力■１は、フィールド内水平補間出力であり、加
算回路９により生成される。

１１＝＋Ａ（ｃ＋ｄ）である。

補間出力■２は、フレーム内垂直補間出力であリ、加算
回路１０により生成される。

＋２＝％（ｂ＋ｆ）である。

補間出力Ｉ３は、フレーム内の４点平均補間であり、加
算回路１１により生成される。

１３　＝　Ｖａ　（ｂ　＋　ｃ　十ｄ　＋　ｆ　）であ
る。

加算回路９．１０及び１１は、加算動作と共に、加算結
果を％にする機能を有している。

補間出力■４は、フレーム間補間であり、前のフレーム
の注目画素りと同一の位置の画素ｉのデータで補間がさ
れる。

４−ｉ 上述の補間出力１１〜■４が減算回路１２．■３．１４
及び１５に夫々供給される。これらの減算回路には、注
目画素りのデータが供給され、注目画素りの真値と補間
出力との誤差が算出される。

減算回路１２〜１５の出力信号が絶対値化回路１６．１
７．１８及び１９に供給される。絶対値化回路１６〜１
９の出力信号が１チヤンネルのデータにまとめられ、（
８ビットＸ４−３２ビツト）の誤差データがサンプリン
グスイッチ２０の一方の入力端子ａに供給される。サン
プリングスイッチ２０の他方の入力端子すには、伝送画
素のデータが供給される。

サンプリングスイッチ２０は、端子２１からのサンプリ
ングパルスにより制御される。このサンプリングパルス
は、サブサンプリングの位相をライン毎及びフレーム毎
に反転させる位相を有している。従って、サンプリング
スイッチ２０の出力端子Ｃには、伝送すべきサンプリン
グ点では、８ビツトの画素データの真値が位置し、間引
かれるサンプリング点（補間点）では、絶対値に変換さ
れた３２ビツトの誤差データが位置するものとなる。

画素データと誤差データとの時分割多重化されたサンプ
リングスイッチ２０の出力信号がブロック化回路２２に
供給され、ブロックの順序に変換される。ブロック化回
路２２の出力信号が分配回路２３に供給される。分配回
路２３からは、画素データのデータ系列２４と誤差デー
タのデータ系列２５とが分離して取り出される。画素デ
ータの系列２４がＡＤＲＣエンコーダ２６に供給され、
ＡＤＲＣ（ダイナミックレンジに適応した符号）の符号
化処理を受ける。

ＡＤＲＣエンコーダ２６では、３次元ブロックの１６個
の画素データの中の最大値と最小値と最大値及び最小値
の差であるダイナミックレンジとが検出され、画素デー
タから最小値が除去され、最小値除去後のデータが８ビ
ツトより少ないビット数で量子化される。ダイナミック
レンジに応じて、例えばＯ〜４ビットの可変のビット長
で量子化がされる。ＡＤＲＣエンコーダ２６がらは、低
減されたビット長のコード信号とダイナミックレンジ、
最大値及び最小値の中の二つのデータからなる付加コー
ドとが発生する。コード信号及び付加コード２７がフレ
ーム化回路３６に供給される。

ＡＤＲＣエンコーダ２６において、圧縮率をより高くす
るために、駒落とし処理を行うようにしても良い。つま
り、３次元ブロックを構成する二つの領域が静止画像の
ために、略々同一の内容の時には、両者の平均値情報が
ブロックのデータとして伝送され、データ量が２とされ
る。

分配回路２３からの誤差データの系列２５が分配回路２
８に供給される０分配回路２日は、３２ビット並列の誤
差データを８ビツトの４個の誤差データに分割する。４
個の誤差データが集計回路２９．３０．３１及び３２に
夫々供給される。これらの集計回路２９〜３２に対して
端子３３がらブロック周期のリセットパルスが供給され
る。集計回路２９〜３２により、１ブロツク内の１６個
の補間点に関する誤差データが集計される。この場合、
誤差データをｎ乗和に変換し、ｎ乗和を集計する構成を
使用できる。

集計回路２９〜３２の出力信号が最小値検出回路３４に
供給される。最小値検出回路３４では、誤差データの集
計された値の中の最小値が検出され、補間選択フラグ３
５が出力される。即ち、最も誤差が小さ（なる補間方法
を示す２ビツトの補間選択フラグ３５が生成される。−
例として、フィールド内水平補間を選択する時には、（
００）の補間選択フラグ３５が発生し、フレーム内垂直
補間を選択する時には、（０１）の補間選択フラグ３５
が発生し、フレーム内の４点平均値補間を選択する時に
は、（１０）の補間選択フラグ３５が発生し、フレーム
間補間を選択する時には、（１１）の補間選択フラグ３
５が発生する。この補間選択フラグ３５がフレーム化回
路３６に供給される。

フレーム化回路３６は、ＡＤＲＣエンコーダ２６の出力
信号２７と補間選択フラグ３５とをシリアルの送信デー
タに変換する。フレーム化回路３６では、同期信号の付
加、エラー訂正符号の符号化、並列／直列変換等の処理
がなされる。フレーム化回路３６の出力端子３７に送信
データが取り出される。

図示せずも、受信側では、送信側と逆の順序のデータ処
理がなされる。受信データがフレーム分解回路により、
エラー訂正されると共に、コード信号及び付加コードと
補間選択フラグとに分解され、コード信号及び付加コー
ドがＡＤＲＣデコーダに供給され、送信されたサンプル
点の画素データが復元され、復元データが補間回路に供
給される。補間回路は、４種類の補間を選択的に行う構
成とされ、補間選択フラグにより補間の種類が選択され
る。補間回路から元の画素数の復元データが得られる。

ＡＤＲＣに限らず、ＤＣＴ　（ディスクリート・コサイ
ン変換）等の圧縮符号を使用することができる。しかし
ながら、圧縮符号を行うことは、必ずしも必要ない。

〔発明の効果〕

この発明では、送信側で最も誤差が小さくなる補間方法
を原データを使用して決定しているので、受信データか
ら補間方法を選択するのと比較して正しく最良の補間方
法を選択できる。また、多数決論理で補間方法を決定す
る時には、一部の補間点でかなり大きな誤差が生じつる
問題がある。しかし、この発明では、誤差の集計値が最
小の補間方法を選択するので、上述のように、一部の補
間点でかなり大きな誤差が発生することを防止できる。

【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図はこ
の発明の一実施例のブロック構成を示す路線図、第３図
はこの発明の一実施例の動作説明に用いる路線図である
。 図面における主要な符号の説明 に入力端子、９，１０．ｔｔ：加算回路、１２．１３．
１４，１５：減算回路、 ２０ニサンフ゛リングスイ・ンチ、 １９〜３２：集計回路、 ３４：最小値検出回路。 代理人　弁理士　杉　浦　正　知

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディジタルテレビジョン信号の複数フレームにまたがる
   ３次元ブロック内に含まれる複数の画素データがサブサ
   ンプリングにより間引き処理され、この間引き処理後の
   残りの画素データを伝送する高能率符号化装置において
   、 各ブロックの間引き画素データの夫々に関し、時間的及
   び空間的に隣接する伝送画素データによる補間方法を複
   数種類準備し、上記補間方法の夫々について、真値と補
   間値の差の絶対値を演算する演算手段と、 上記補間方法毎の上記差の絶対値を上記ブロック毎に集
   計する手段と、 上記集計手段の出力に基づいて、最も集計値が小さい補
   間方法を検出する手段とを備え、上記検出された補間方
   法を表すフラグ信号を上記ブロック毎に付加して伝送す
   るようにしたことを特徴とする高能率符号化装置。