JPH0239724A

JPH0239724A - 情報量制御回路

Info

Publication number: JPH0239724A
Application number: JP63191541A
Authority: JP
Inventors: Tetsujiro Kondo; 哲二郎近藤; Kenji Takahashi; 健治高橋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-07-29
Filing date: 1988-07-29
Publication date: 1990-02-08

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、例えば可変長符号化がされたディジタルビ
デオ信号を磁気テープに記録する場合に、記録されるデ
ータの伝送レートを伝送路と対応した所定の値に制御す
るのに適用される情報量制御回路に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、データに対して複数のしきい値を設定し、
データの各値が属するしきい値の範囲に応じてそのデー
タに関連する信号を処理する処理回路を有するものであ
って、所定周期内のデータ量の演算がなされ、この演算
されたデータと目標値とが比較され、比較出力に応じて
しきい値が制御され、このしきい値と関連してデータの
レベルが圧縮されて処理回路での処理がされると共に、
圧縮比に応じたオフセット値が付加されることにより、
伝送しようとするデータ量が多い場合に、画質の劣化を
生じさせずに、データ星の圧縮が図れる。

〔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により規定されるダイナミック
レンジを求め、このダイナミックレンジに適応した符号
化を行う高能率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
、複数フレームに夫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
た符号化を行う高能率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が一定とな
るような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高能率符号（ＡＤ
ＲＣと称する）は、伝送すべきデータ量を大幅に圧縮で
きるので、ディジタルＶＴＲに通用して好適である。特
に、可変長ＡＤＲＣは、圧縮率を高くすることができる
。しかし、可変長ＡＤＲＣは、伝送データの量が画像の
内容によって変動するため、所定量のデータを１トラツ
クとして記録するディジタルＶＴＲのような固定レート
の伝送路を使用する時には、記録情報量を制御するバッ
ファリングの処理が必要である。

従来では、可変長の符号化回路の出力データが情報制限
回路に供給され、情報制限回路の出力データがバッファ
メモリに供給され、バッファメモリにおいては、伝送デ
ータのデータ量が監視され、伝送路の伝送レートを伝送
データが超えないように制御するための制御信号が情報
量制限回路に対してバッファメモリから帰還され、発生
情報量が制御されていた。

従来のバッファリングは、帰還量に対する感度を上げ過
ぎると、目標値付近で発振し、逆に感度を下げ過ぎると
、収束に時間がかかる問題が生じる。収束に時間がかか
る時には、バッファメモリの容量を増やす必要がある。

このように、従来のバッファリング処理は、実用に当た
っては、相当のノウハウが必要な欠点があった。

この問題を解決するために、本願出願人は、特願昭６１
−２５７５８６号明細書に記載されているように、フィ
ードフォワード形のバッファリング装置であって、積算
形の度数分布表を使用するものを提案している。

このバッファリング装置は、ブロック内のダイナミック
レンジの度数分布を積算形のものに変更し、度数分布に
対して、割り当てビット数を規定するために、ブロック
内のダイナミックレンジに対する複数のしきい値を適用
し、その結果骨る発生情報量が目標値以下となるように
、しきい値を可変するものである。

このバッファリング装置に依れば、発生情報量の算出を
迅速且つ容易に行うことにより、バッファリングの収束
時間を短縮化できる。

発生情報量が目標値以下となるように、しきい値を動か
す場合、動かし方が経験的で難しく、しきい値をあまり
大きくすると、ブロック歪みのような復元画像の劣化が
見える問題があった。即ち、割り当てビット数毎に劣化
が認知されるしきい値の限界が存在していて、例えば０
ビット割り当てのしきい値が成るレベル以上となると、
ブロック歪みが見えて来る。発生情報量を抑えるあまり
、しきい値を大きくすると、ブロック歪み等の劣化が認
知されることになる。

この問題を解決するために、各しきい値には、これ以上
大きくできない限界があることに注目し、許容限界迄の
しきい値の値でもって、発生情報量を目標値以下に抑え
ることができる情ｉｉｔ制御装置が本願出願人により提
案されている（特願昭６３−３１６０８号明細書参照）
。即ち、しきい値が許容限界値に達した後には、しきい
値が許容限界値に固定され、伝送データのレベルが圧縮
され、情報量の低減が図られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の方式では、圧縮比αが１以下にされると、全体の
信号レベルがα倍されるので、復元画像の輝度が全体的
に低下する問題があった。

従って、この発明の目的は、圧縮比に応じたオフセット
値を伝送データに対して付加することにより、画像の輝
度が低下することが防止された情報量制御回路を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、データの各値の所定周期内の発生度数を
集計する度数集計回路と、データの各値に対する複数のしきい値を設定するしきい
値設定回路と、設定されたしきい値と度数集計回路の出力に基づいてデ
ータ鼠を演算する演算回路と、演算回路の出力と目標値
を比較し、比較出力に応じてしきい値設定回路を制御す
る制御回路と、データに関連した信号を設定された複数
のしきい値に基づいて処理する処理回路と、複数のしきい値と関連して、信号レベルを圧縮する圧縮
回路と、圧縮回路の圧縮比に応じたオフセット値を伝送データに
付加する回路とが備えられている。

〔作用〕

データ例えばダイナミックレンジの複数のしきい値によ
って分けられた範囲毎に度数の総和が求められ、この度
数の総和に重み（ビット数）が乗じられることにより、
各範囲の発生情報量が算出され、この複数の範囲の発生
情報量が加算されて全発生情報量が算出される。従って
、しきい値を変える毎に一連の演算が必要とされる。し
かし、発生度数の積算表が形成されていれば、しきい値
を変えた場合でも、しきい値と対応する度数が直ぐに分
かり、夫々の度数にビット数を乗じることにより、ただ
ちに発生情報量を知ることができる。

従って、バッファリング処理の収束時間を短縮化でき、
また、ハードウェアを簡単と出来る。

この発明では、信号レベルを圧縮することにより、しき
い値に基づく発生情報量の制御と別の発生情報量の制御
がなされる。−例として、復元画像の劣化が認知される
限界のしきい値（限界値）が設定され、限界値より小さ
いしきい値で、発生情報量が目標値以下にできる時には
、入力データのレベルを圧縮しない。しかし、限界値で
は、発生情報量が目標値を超える時には、この限界値を
固定したままで、入力レベルを圧縮することにより、発
生情報量が減少される。従って、限界値よりしきい値が
大きくならず、復元画像の劣化が防止される。即ち、入
力レベルをα（α＜１）倍することにより、圧縮すれば
、ダイナミックレンジの度数分布を０の側に近づけるこ
とができ、しきい値を大きいものに変えなくとも、発生
情報量を減少することができる。この圧縮係数αは、所
定周期毎に決定される。

このように、入力レベルをα倍して圧縮した時は、復元
画像の輝度の全体的な低下が生じる。しかし、この発明
では、圧縮比αに応じたオフセント値が伝送データに付
加されるので、復元画像の輝度の低下が防止される。

〔実施例］この発明が適用されたディジタルＶＴＲについて図面を
参照して詳細に説明する。この説明は、下記の項目に従
ってなされる。

ａ、送信側及び受信側の構成り、可変長量子化とバッファリングｃ、しきい値決定回路ｄ、変形例なお、ディジタルＶＴＲの場合では、送信側が記録側に
対応し、受信側が再生側に対応する。

ａ、送信側及び受信側の構成第１図において、１で示す入力端子にアナログビデオ信
号が供給され、このビデオ信号がＡ／Ｄ変換器２に供給
され、Ａ／Ｄ変換器２から例えば１サンプルが８ビツト
に量子化されたディジタルビデオ信号が得られる。ディ
ジタルビデオ信号がブロック化回路３に供給される。

ブロック化回路３により、入力ディジタルビデオ信号が
符号化の単位である２次元ブロック毎に連続する信号に
変換される。ブロック化回路３では、例えば（４８８ラ
イン×７２０画素）の１フレームの画面が多数のブロッ
クに細分化される。１ブロツクは、例えば第２図に示す
ように、（４ライン×４画素）の大きさとされている。

ブロック化回路３からは、ブロックの順序に変換された
ディジタルビデオ信号が発生する。

ブロック化回路３の出力信号が最大値ＭＡＸをブロック
毎に検出する最大値検出回路４、最小値ＭＩＮをブロッ
ク毎に検出する最小値検出回路５及び遅延回路６に供給
される。検出された最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮが減
算回路７に供給され、最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮの
差であるダイナミックレンジＤＲが減算回路７から得ら
れる。遅延回路６は、最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮを
検出するために必要な時間及び後述する圧縮係数αを決
定する時間、データを遅延させる。

遅延回路６からのビデオデータが圧縮回路１４に供給さ
れる。この圧縮回路１４には、後述するしきい値決定回
路９からアドレスコードＰｉが供給され、アドレスコー
ドＰｉに対応する圧縮係数α（≦１）が乗じられた出力
信号が圧縮回路１４から得られる。後述のように、しき
い値が限界値を超えない範囲、即ちアドレスコードＰｉ
が（ＰＯ〜Ｐ１５）の範囲では、（α−１）とされ、し
きい値が限界値を超える範囲、即ちアドレスコードＰｉ
が（Ｐ１６〜Ｐ３１）の範囲では、（αく１）とされる
。圧縮回路１４は、例えば入力データ及び圧縮係数αが
アドレスとして供給されるＲＯＭにより構成されている
。

しきい値決定回路９からのアドレスコードＰｉがオフセ
ット値発生回路１６に供給される。このオフセット値発
生回路１６からは、圧縮係数αに応じたオフセット値が
発生する。つまり、しきい値が限界値を超えない範囲で
（α＝１）とされる時には、オフセット値がゼロであり
、しきい値が限界値を超えて（αく１）の範囲では、α
が小さいほど大きいオフセット値が発生する。このオフ
セット値発生回路１６は、圧縮係数αと対応するアドレ
スコードＰｉがアドレスとして供給されるＲＯＭにより
構成される。

圧縮回路１４の出力信号とオフセット値発生回路１６の
出力信号とが加算回路１５に供給され、加算回路１５か
らオフセット値が付加されたデータが発生する。オフセ
ット値の付加は、圧縮回路１４の出力側に限らず、後述
の最小値検出回路１８の出力側で行うことが可能である
。

加算回路１５の出力信号が最大値ＭＡＸをブロック毎に
検出する最大値検出回路１７．最小値ＭＩＮをブロック
毎に検出する最小値検出回路１８及び遅延回路１９に供
給される。検出された最大値Ｍ　Ａ　Ｘ及び最小値ＭＩ
Ｎが減算回路２０に供給され、最大値ＭＡＸ及び最小値
ＭＩＮの差であるダイナミックレンジＤＲが減算回路２
０から得られる。遅延回路１９は、最大値ＭＡＸ及び最
小値ＭＩＮを検出するために必要な時間、圧縮回路１４
の出力データを遅延させる。

遅延回路１９の出力信号から最小値ＭＩＮが減算回路２
１において減算され、減算回路２１からは、最小値除去
後のデータＰＤＩが得られる。最小値除去後のデータＰ
ＤＩが符号化回路２２に供給される。また、符号化回路
２２には、しきい値決定回路９からのアドレスコードＰ
ｉ及び減算回路２０からのダイナミックレンジＤＲが供
給されている。

符号化回路２２は、データＰＤＩを量子化する可変長の
ＡＤＲＣ符号化を行う。即ち、符号化回路２２では、ブ
ロック内の画素データが共有する最小（ＪＭＩＮが除去
された画素データＰＤＩが量子化幅Δｉで除算した時の
値に対応するコード信号ＤＴが形成される。この符号化
回路２２には、アドレスコードＰｉからしきい値を発生
するしきい値テーブルが含まれている。

ビデオ信号は、２次元的相関及び３次元的相関を有して
いるので、ブロック内のダイナミックレンジＤＲは、元
のデータの値に比して小さくなり、８ビツトより少ない
０ビツト　１ビツト、２ビツト、３ビツト又は４ビツト
のビット数でデータを量子化しても、量子化歪が目立た
ない。符号化回路２２は、アドレスコードＰｉからしき
い値を発生するためのしきい値テーブルが格納されたＲ
ＯＭと画素データＰＤＩ、ダイナミックレンジＤＲ及び
上述のしきい値からコード信号ＤＴを発生するＲＯＭと
で構成される。

ディジタルＶＴＲでは、記録されるデータの伝送レート
が一定であるため、伝送データ量を制限しないと、一部
のデータを記録できなかったり、必要以上に圧縮率を高
くして再生画像の質が劣化したりする。そこで、バッフ
ァリング処理がなされ、最適な可変長符号化がなされる
。

減算回路７により検出されたブロック毎のダイナミック
レンジＤＲが度数分布発生回路８に供給され、積算形の
度数分布表が形成される。この度数分布表がしきい値決
定回路９に端子１０を通じて供給される。しきい値決定
回路９には、端子１１及び１２から例えば１フレ一ム周
ｊ田のリセット信号及び発生情報量の目標値が供給され
る。しきい値決定回路９では、伝送データのレートが一
定となるようなしきい値Ｔｌ、Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４が求め
られ、このしきい値と対応するアドレスコードＰｉが端
子１３から出力される。

しきい値決定回路９からのアドレスコードＰｉとダイナ
ミックレンジＤＲ及び最小値ＭＩＮと符号化回路２２か
らのコード信号ＤＴとがフレーム化回路２３に供給され
る。フレーム化回路２３は、可変長データとしてのコー
ド信号ＤＴ及び固定長データとしての付加コードＰｉ、
ＤＲ，ＭＩＮにエラー訂正用の符号化を施したり、同期
信号の付加を行う。フレーム化回路２３の出力端子２４
に送信データが得られる。■フレームのデータに関して
１個のアドレスコードＰｉが伝送され、■ブロック毎に
ＤＲ，ＭＩＮのデータが伝送され、１画素毎にコード信
号ＤＴが伝送される。

受信されたデータは、第３図において３１で不す入力端
子に供給され、フレーム分解回路３２により、アドレス
コードＰｉ、ダイナミックレンジＤＲ，コード信号ＤＴ
、最小値ＭＩＮの夫々に分解される。フレーム分解回路
３２からのアドレスコードＰｉ、ダイナミックレンジＤ
Ｒ、コード信号ＤＴが復号化回路３３に供給される。

復号化回路３３は、ＡＤＲＣエンコーダの符号化回路２
０と逆にコード信号ＤＴを復元レベルに変換する。この
復号化回路３３は、例えばＲＯＭにより構成されている
。復号化回路３３からの復元レベルが加算回路３４に供
給され、遅延回路３５を介された最小値ＭＩＮが復元レ
ベルに加算される。加算回路３４からの復元データがブ
ロック分解回路３６に供給される。ブロック分解回路３
６の出力端子にテレビジョン信号と同様の順序の出力デ
ータが得られる。この復元された信号がＤ／Ａ変換器３
７に供給され、出力端子３８に再生されたアナログビデ
オ信号が取り出される。

ｂ、可変長量子化とバッファリング第５図は、符号化回路２２においてなされる可変長量子
化を説明するものである。以下の説明におイテ、Ｔｌ、
Ｔ２．Ｔ３．−ｒ４が夫々割り当てビット数を決定する
しきい値で、ダイナミックレンジＤ　’Ｈに対するもの
である。これらのしきい値は、（Ｔ４＜Ｔ３＜Ｔ２＜Ｔ
ｌ）の関係とされている。

ダイナミックレンジＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ）が（ＤＲ
＝Ｔ４−１）の時には、第５図Ａに示すように、最大値
ＭＡＸと最小値ＭＩＮのみが伝送され、受信側では、両
者の中間のレベルＬＯが復元レベルとされる。従って、
第５図Ａに示すように、ダイナミックレンジＤＲが（Ｔ
４−１）の時には、量子化幅がΔ０となる。ダイナミッ
クレンジＤＲが（０≦ＤＲ≦７４−１）の場合には、割
り当てビット数がＯビットである。

第５図Ｂは、ダイナミックレンジＤＲが（１゛３−１）
の場合を示す。ダイナミックレンジＤＲが（Ｔ４≦ＤＲ
≦７３−１）の時には、割り当てビット数が１ビツトと
される。従って検出されたダイナミックレンジＤＲが２
つのレベル範囲に分割され、ブロックの最小値除去後の
画素データＰＤＩが属するレベル範囲が量子化幅Δ１を
用いて求められ、レベル範囲と対応する“０”又は“１
パの一方のコード信号が割り当てられ、復元レベルがＬ
Ｏ又はＬｌとされる。

第５図に示される可変長符号化は、ダイナミックレンジ
が大きくなるほど、量子化幅Δｉが（Δ０〈ΔｌくΔ２
〈Δ３〈Δ４）と大きくされる非直線量子化が行われる
。非直線量子化は、量子化歪が目立ち易いダイナミック
レンジが小さいブロックでは、最大歪を小さくし、逆に
、ダイナミックレンジが大きいブロックでは、最大歪を
大きくするもので、圧縮率がより高（される。

ダイナミックレンジＤＲが（Ｔ　２−１　）の場合には
、第５図Ｃに示すように、検出されたダイナミックレン
ジＤ　Ｔ＜が４個のレベル範囲に分割され、レベル範囲
の夫々に対して、２ビツト（００）（０１）（１０）（
１１）が割り当てられ、各レベル範囲の中央のレベルが
復元レベルＬＯ，ＬＬ、Ｌ２゜Ｌ　３とされる。従って
、量子化幅Δ２を用いてデータＰＤＩの属するレベル範
囲が求められる。ダイナミックレンジＤＲが（Ｔ３≦ｌ
）Ｒ≦Ｔ２−１）の場合では、割り当てビット数が２ビ
ツトとされる。

また、ダイナミックレンジＤＲが（Ｔ　１−１　）の場
合では、第５図りに示すように、検出されたダイナミッ
クレンジＤＲが８個のレベル範囲に分割され、レベル範
囲の夫々に対して、３ビツト（０００）（００１）　　
・・・　（１１１）が割り当てられ、各レベル範囲の中
央のレベルが復元レベルＬＯ，Ｌｌ・・・Ｌ７とされる
。従って量子化幅がΔ３となる。ダイナミックレンジＤ
Ｒが（Ｔ２≦ＤＲ≦Ｔｌ−１）の場合では、割り当てビ
ット数が３ビツトとされる。

更に、ダイナミックレンジが最大の２５５の場合には、
第５図已に示すように、検出されたダイナミックレンジ
ＤＲが１６個のレベル範囲に分割され、レベル範囲の夫
々に対して、４ビツト（００００）（０００１）　　・
・・　（１１１１）が割り当てられ、各レベル範囲の中
央のレベルが復元レベルＬＯ，ＬＬ・・・Ｌｉ２とされ
る。従って、量子化幅がΔ４となる。ダイナミックレン
ジＤ　Ｒが（Ｔｌ≦ＤＲ＜２５６）の場合では、割り当
てビット数が４ビツトとされる。

第６図は、（０〜２５５）の範囲のダイナミックレンジ
ＤＲを横軸とし、発生度数を縦軸とした度数分布の一例
である。Ｘ　Ｉ＋　Ｘ　！＋　Ｘ　３−　Ｘ　４１　Ｘ
　５の夫々は、前述のように、しきい値Ｔ１〜Ｔ４によ
って分けられたダイナミックレンジＤＲの五個の範囲に
含まれるブロック数を表している。（Ｔ４−１）以下の
ダイナミックレンジＤＲを持つブロックは、０ピントが
割り当てられるので、ブロック数Ｘ５は、発生情報量に
寄与しない、従って、発生情報量は、４　Ｘ、　＋３　Ｘｚ　＋２　Ｘ３　＋Ｘ４で求まる。

この発生情報量が目標値と比較され、発生情報量が目標
値を超える時には、より大きいしきい値のセットが適用
され、同様にして発生情報量が算出される。上式の演算
を行うには、設定されたしきい値のセット毎に各範囲で
度数分布の和を求め、この和に割り当てビット数を乗じ
て加算する処理が必要である。しかしながら、しきい値
のセットを変更する都度、上記の処理を行うと、最適な
しきい値のセットが求まる迄に時間がかかる問題が生じ
る。

この一実施例では、度数分布発生回路８において、第６
図に示す度数分布が求められ、次に、第６図に示す度数
分布が第７図に示す積算型の度数分布に変換される。積
算型の度数分布に変換することにより、異なるしきい値
のセットと対応する発生情報量がより高速に算出でき、
従って、最適なしきい値のセットが得られる迄の収束時
間が短縮される。

第７図から理解されるように、ダイナミックレンジＤ１
′２が最大の発生度数からスタートして、より小さいダ
イナミックレンジＤＲの発生度数が順次積算されて積算
型の度数分布グラフが得られる。

従って、しきい値Ｔｌ迄の積算度数がＸｌとなり、しき
い値Ｔ２迄の積算度数が（ｘｌ＋ｘｚ）となり、しきい
値Ｔ３迄の積算度数が（ＸＩ　＋ｘ２＋ｘｓ）となり、
しきい値Ｔ４迄の積算度数が（ＸＩ　＋　Ｘｚ　＋　Ｘ
３　＋　Ｘａ　）となる。

しきい値Ｔｌ−Ｔ４に対する発生情報量は、４　（ｘ＋
　　　Ｏ）＋３　（（ＸＩ　＋Ｘ２　）　　ＸＩ　）＋
’ｌ　（（ｘ、＋ｘ、＋Ｘ３　）　　　（ＸＩ　＋Ｘ２
　）　〕＋１　（（ｘ＋　＋ｘ、＋ｘ、＋χａ）　　　
（ｘ＋＋ｘｚ　＋ｘ、）＝４Ｘ＋　＋３Ｘｚ　＋２Ｘｘ
　＋ＩＸ４と求まる。第７図に示される積算型の度数分
布グラフ（積算型度数分布表）を−旦、作成すれば、し
きい値のセットを更新した時に、四個の数の和により直
ちに発生情報量を求めることができる。

この一実施例では、圧縮回路１４が設けられ、この圧縮
回路１４により、入力レベルがα倍される。このことは
、第８図に示すように、最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮ
も圧縮されることになり、ダイナミックレンジＤＲもα
倍に圧縮され、第６図において、ダイナミックレンジＤ
Ｒの分布が０の方へ動くことを意味する。従って、しき
い値のセットを限界値に固定した状態でも、αを小さく
すれば、発生情報量をより少ないものに制御することが
できる。

信号レベルの全体がα倍されるので、（αく１）の時、
復元画像の輝度が低下することなる。

従って、画像の動き部分が増え、情報量が増大した時に
、象、に輝度が低下する問題が生じる。

この実施例では、圧縮係数αに応じたオフセット値がデ
ータに付加されるので、第９図に示すように、信号のレ
ベルが全体的に上昇する。従って、復元画像の輝度の低
下が抑えられ、上述の問題の発生が防止される。また、
オフセット値は、αの値が小さいほど、従って、圧縮率
が大きいほど大きな値とされ、画像の全体の輝度が低下
する問題が効果的に抑えられる。

各しきい値の限界値は、各しきい値を徐々に大きくした
時に、復元画像の劣化が認知される直前の値であり、か
かる限界値は、シュミレーション等により予め設定する
ことができる。しかし、圧縮係数αの値は、人力データ
により異なっているので、しきい値決定回路９において
、決定される。

即ち、限界しきい値まで、しきい値を小さくしても、発
生情報量が目標値以下にならない時に、最適な圧縮係数
αを求めるために、しきい値のセットＴ１〜Ｔ４が同時
に（１／α）倍とされて、発生情報量が求められる。

ｃ、　　しきい値決定回路第４図は、しきい値決定回路９の一例を示す。

第４図において、４１は、しきい値テーブルが格納され
たＲＯＭを示す。ＲＯＭ４１には、アドレスカウンタ４
２からアドレスコードＰｉが供給される。アドレスカウ
ンタ４２には、端子１１から１フレーム毎にリセット信
号が供給される。アドレスカウンタ４２から発生したア
ドレスコードＰｉが出力端子１３に取り出され、圧縮回
路１４、オフセット値発生回路１６、符号化回路２２及
びフレーム化回路２３に供給される。

ＲＯＭ４１に格納されているしきい値テーブルの一例を
第１０図に示す。ＲＯＭ４１は、アドレスコードとして
（ＰＯ〜Ｐ３１）を有し、例えば（ＰＩ３）の時のしき
い値（’Ｆ４１！Ｏ，Ｔ３−４１、Ｔ２＝Ｉ！、２．Ｔ
１＝ｆｆｉ３）が限界値とされている。この限界値まで
、圧縮係数は、（α−１）である。アドレスコードＰｉ
が（ＰＩ６．　　ＰＩ３゜・・Ｐ３１）とインクリメン
トするに従って、圧縮係数αが（α１６．α１７・・・
α３１）と変化させられる。但し、　（１〉α１６〉α
１７〉・　・　・〉α３１）の関係があり、全ブロック
のダイナミックレンジＤＲが２５５とした時も、目標値
を発生情報量が超えないようにする圧縮係数が最小の圧
縮係数α３１として設定されている。このしきい値Ｔ１
〜Ｔ４の変化の仕方や大きさは、画質を見ながら設定さ
れる。最初のアドレスコードＰＯのしきい値は、非常に
小さい値とされている。また、発生情報量を算出する場
合に、アドレスコードをＰ３１に向かって順次変化させ
た時に、発生情報量が単調減少するようにされている。

これと共に、しきい値のセットが（Ｐｉ＝Ｐ１６）の時
に、（２０／α１６．ｆｆ１ｌ／α１６．ｉ！、２／α
１６．ｆ３／α１６）とされるように、（Ｐｉ≧Ｐ１６
）の範囲では、しきい値が（１／α）倍されている。

ＲＯＭ４１から読み出されたしきい値テーブルが情報量
演算回路４３に供給される。情報量演算回路４３には、
端子１０から積算型の度数分布表が供給されている。前
述のようにして、ＲＯＭ４１からのしきい値セットと対
応する発生情報量が情報量演算回路４３により求められ
る。求められた発生情報量が比較回路４４に供給される
。比較回路４４には、端子１２から目標値が供給されて
いる。比較回路４４の出力信号がアドレスカウンタ４２
にクロックとして供給され、発生情報量が目標値より大
きい時に発生する比較回路４４の出力信号により、アド
レスカウンタ４２がインクリメントされる。発生情報量
が目標値以下になる時には、インクリメントが停止され
る。

上述のしきい値決定回路９の情報量演算回路４３では、
積算型の度数分布表を用いて、しきい値テーブルのしき
い値のセットに対する発生情報量、即ち、選択されたし
きい値のセットを適用してＡＤ　ＲＣ符号化を行った場
合のコード信号ＤＴの全ビット数が算出される。この場
合、量子化歪が最小となるしきいイ直のセット（アドレ
スコードＰＯで指定されるしきい値のセット）から発生
情報量の算出がスタートされる。

求められた発生情報量と目標値とが比較回路４４で比較
される。目標値は、送信データの伝送レートの最大値で
あり、例えば（２ビツト／１画素）である。しきい値の
セントが限界値（２０〜ｊ！３）迄では、発生情報量が
目標値以下の場合に当該しきい値のセットを用いてＡＤ
ＲＣの量子化がされる。このため、発生情報量が目標値
以下になる時のアドレスコードＰｉが符号化回路２２に
供給される。圧縮係数は、（α＝１）である。若し、発
生情報量が目標値を超える場合には、アドレスカウンタ
４２がインクリメントされ、しきい値のセットの更新が
され、次に、発生情報量を少なくできる新たなしきい値
のセットに関して、上述と同様の処理が繰り返される。

しきい値のセットが限界値を超える場合（即ち、アドレ
スコードＰｉがＰ１６以上の場合）には、限界値が圧縮
係数αで除算されたしきい値セットに関して、発生情報
量の算出及び目標値との比較がなされる。発生情報量が
目標値以下となると、その時のアドレスコードＰｉが圧
縮回路１４、オフセット値発生回路１６及び符号化回路
２２に供給される。従って、入力データのレベルが圧縮
係数αにより、圧縮される。一方、符号化回路２２では
、アドレスコードがＰ１５以上の時に、第１１図に示す
ように、限界値に固定されたしきい値を用いて符号化が
なされる。この第１１図は、符号化回路２２に設けられ
ているしきい値テーブルの一例である。しきい値を限界
値に固定して符号化を行っても、入力レベルが圧縮され
ているので、発生情報量が目標値以下に制御される。

そして、圧縮回路１６でレベル圧縮した時には、全体の
レベルが低下するので、輝度レベルが低下してしまうが
、圧縮比に応じたオフセット値が加算されるので、復元
画像の輝度の低下が視覚上補正される。

なお、コード信号ＤＴ以外にダイナミックレンジＩ）Ｒ
，最小値ＭＩＮ、アドレスコードＰｉ及び誤り訂正コー
ドの冗長コードが伝送されるが、これらのデータは、固
定長であるため、伝送データのレートを検査する際に、
目標値にオフセットを持たせることで無視することがで
きる。

ｄ、変形例上述の実施例のように、限界しきい値にしきい値を固定
してから圧縮係数αを制御するのと異なり、先に限界値
よりゆるやかなビット割り当てのしきい値を設定した状
態で、圧縮係数αを決定して人力信号レベルを圧縮し、
次にビット割り当てのしきい値を決定する構成の情報量
制御装置に対して、この発明は、適用できる。この場合
、（α＝１）の時のしきい値が（１／α）されたもので
、発生情報量が算出される。

この発明は、３次元ブロックのＡＤＲＣに対しても適用
できる。３次元ブロックが例えば２フレームに夫々属す
る２個の２次元領域で構成される場合、１ブロツク内の
画素数が２倍となる。また、３次元ブロックのＡＤＲＣ
では、圧縮率を高（する目的で、２個の２次元領域の間
で動きの有無を判定し、動きが有る時には、２個の２次
元領域の画素データ即ち、ブロック内の全画素データの
符号化を行い、動きが無い時には、１個の２次元領域の
画素データを符号化する処理がなされる。従って、発生
情報量が静止部と動画部とで（ｌ：２）となる。

また、この発明は、上述の３次元ブロックのバソファリ
ングにおいて、プロ・ダク毎の最大フレーム差情報も加
味する場合にも適用でき、圧縮率を高くするためにサブ
サンプリングを行ってからＡＤＲＣを行う場合にも適用
できる。

更に、この発明は、制能率符号化方法と併用したバッフ
ァリングに限らず、伝送データ量を一定に抑える目的に
広く使用できる。

〔発明の効果〕

この発明では、発生情報量が多（なる時に、入力データ
のレベルを圧縮してから符号化等の処理を行うので、復
元画質でブロック歪み等の劣化が目立つことを防止する
ことができる。また、この発明では、入力データのレベ
ルを圧縮することで生じる輝度の低下を補正することが
でき、復元画像が全体として暗くなることを防止できる
。

【図面の簡単な説明】

第１圓はこの発明の一実施例の送信側の構成を示すブロ
ック図、第２図はブロックの説明のための路線図、第３
図は受信側のブロック図、第４図はしきい値決定回路の
一例のブロック図、第５図は可変長量子化の説明のため
の路線図、第６図及び第７図は度数分布表の説明のため
のブロック図、第８図はレベル圧縮の説明のための路線
図、第９図はオフセット値付加の説明のための路線図、
第１０図はバッファリングに使用されるしきい値テーブ
ルの一例の路線図、第１１回は符号化に使用されるしき
い値テーブルの一例の路線図である。図面における主要な符号の説明１：アナログビデオ信号の入力端子、３ニブロック化回路、４．１．７：最大値検出回路、５．１８：最小値検出回路、７．２０．２１：減算回路、２２：符号化回路、９：し
きい値決定回路、４１：しきい値テーブルが格納されたＲＯＭ、４２ニア
ドレスカウンタ、４３：情報量演算回路、４４：比較回路。第８図第９図戊数分沖り゛ラフ利し算’！’／ｉ数分φグ′フフ第７図しきし１植テーブルの−Ｉダ１第１０図

Claims

【特許請求の範囲】データの各値の所定周期内の発生度数を集計する度数集
計回路と、上記データの各値に対する複数のしきい値を設定するし
きい値設定回路と、上記設定されたしきい値と上記度数集計回路の出力に基
づいてデータ量を演算する演算回路と、上記演算回路の
出力と目標値を比較し、比較出力に応じて上記しきい値
設定回路を制御する制御回路と、上記データに関連した信号を上記設定された複数のしき
い値に基づいて処理する処理回路と、上記複数のしきい
値と関連して、上記信号レベルを圧縮する圧縮回路と、上記圧縮回路の圧縮比に応じたオフセット値を伝送デー
タに付加する回路とを備えたことを特徴とする情報量制御回路。