JPH0258989A - 高能率符号化装置 - 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〕 この発明は、画像信号に適用される高能率符号化装置、
特に、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高能率符号化装置
に関する。

〔発明の概要〕

この発明では、ダイナミックレンジに応じて符号化ビッ
ト数が可変の可変長符号化を行う時に、発生情報量が伝
送路の伝送容量を超えないように制御する高能率符号化
装置において、ブロック動き量表現値を導入した度数分
布が形成され、符号化ビット数を定めるためのレベル方
向のしきい値のみならず、駒落とし処理のための動きし
きい値も変えられて、発生情報量の制御がなされ、量子
化誤差を増加させずに、発生情報量の制御が良好になさ
れる。

サンプル単位の動き量がしきい値と比較され、しきい値
を超える個数が計数され、この計数値が上記ブロック動
き量表現値として使用される。従って、ノイズのために
、静止ブロックが動きブロックと誤って判定されること
が防止され、発生情報量を低減させることができる。

〔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
フレームに各々含まれる領域の画素から形成された３次
元プロ・ン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高能率符号化（Ａ
ＤＲＣ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。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、バッファリングの処理が
必要である。

可変長ＡＤＲＣのバッファリングの方式として、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、積算型のダイナミックレンジ度数分布を
形成し、この度数分布に対して、予め用意されているし
きい値のセットを適用し、所定期間例えば１フレ一ム期
間の発生データ量を求め、発生データ量が目標値を超え
ないように、制御するものを提案している。

第８図は、上記の出願に示された積算型の度数分布グラ
フを示す。第８図の横軸がダイナミックレンジＤＲであ
り、縦軸がブロック単位の発生度数である。横軸に記入
されたＴ１〜Ｔ４がしきい値である。このしきい値Ｔ１
〜Ｔ４により、量子化ビット数が決定される。即ち、（
最大値〜Ｔ１）の範囲のダイナミックレンジＤＲの場合
には、量子化ビット数が４ビツトとされ、（Ｔｌ−１〜
Ｔ２）の範囲の場合には、量子化ビット数が３ビツトと
され、（Ｔ２−１〜Ｔ３）の範囲の場合には、量子化ビ
ット数が２ビツトとされ、（Ｔ３−１〜Ｔ４）の範囲の
場合には、量子化ビット数が１ビツトとされ、（Ｔ４−
１〜最小値）の範囲の場合には、量子化ビット数が０ビ
ツト（コード信号が伝送されない）とされる。

積算型の度数分布は、１フレ一ム期間内のダイナミック
レンジＤＲの度数分布を求める場合、最大−値からしき
い値Ｔｌ迄のダイナミックレンジＤＲの発生度数に対し
て、しきい値（Ｔｌ−１）からしきい値Ｔ２迄の発生度
数を積算する。次のしきい値（Ｔ２−１）からしきい値
Ｔ３迄の発生度数も同様に積算する。以下、同様の処理
を繰り返す。従って、ダイナミックレンジＤＲが最小値
の発生度数は、■フレーム内に含まれるブロックの総数
（ＭＸＮ）と等しくなる。

このように、積算型の度数分布を形成すると、しきい値
Ｔｌ迄の積算度数がＸ、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（ｘ、＋ｘ、＋ｘ、）となり、しきい値Ｔ４迄
の積算度数が（ｘ、　＋ｘｚ　＋　Ｘ３　＋　Ｘａ　）
となる。従って、１フレ一ム期間の発生情報量（合計ビ
ット数）は、次式で示すものとなる。

４　（ｘ＋　　　Ｏ）＋３　（（ｘ＋　＋Ｘｚ　）　　
Ｘｌ　）＋２　（（ｘ＋　＋ｘｔ　＋ｘｓ　）　　　（
ｘ＋　＋ｘｔ　））＋　１　（（ＸＩ　＋ｘ、　＋Ｘ、
　＋Ｘ４　）　　（ＸＩ　十Ｘｚ　　＋Ｘｙ　　））＝
＝４］（、＋　３ｘｚ　　＋２Ｘｓ　　＋Ｘａ上述の発
生情報量が目標値を超えないように、しきい値Ｔ１〜Ｔ
４が設定される。しきい値を変えて、最適なしきい値を
求める場合、しきい値に応じて上記のＸ、〜Ｘ４の値が
変えられ、各しきい値のセット毎に発生情報量の算出が
なされる。

従って、−旦、積算型の度数分布表を作成しておけば、
発生情報量の算出が迅速に行うことができる。

上述のように、レベル方向の例えば４個のしきい値を変
えて、伝送データのレートを目標値に収束させる方式は
、量子化雑音等の歪みを低減させる面で、性能上、不十
分であった。

そこで、二つのフレームに夫々属する二つの領域から構
成される３次元ブロックのＡＤＲＣの場合に、レベル方
向のしきい値を変えるのみならず、駒落とし処理のため
のしきい値をも変えて、復元画質の劣化を抑えながら伝
送データのバッファリング処理を達成できる高能率符号
化装置が提案されている。

例えば特願昭６２−１３３９２４号明細書では、第９図
に示すように、ブロックのダイナミックレンジＤＲ３と
ブロック内の最大フレーム差ΔＦ（１ブロツクを構成す
る二つの領域間のサンプル単位の差の絶対値の最大値で
、例えば０〜１９の範囲で１９を超える最大フレーム差
がクリップされている）とを軸とする度数分布表を形成
する方式が示されている。即ち、各ブロックの最大フレ
ーム差ΔＦ以下の範囲には、＋２の値が割り当てられ、
最大フレーム差ΔＦを超える範囲には、＋１の値が割り
当てられる。これは、駒落としの有無を決定するための
動き判定の時に、動き判定のしきい値ＭＴＨとブロック
の最大フレーム差ΔＦとが比較され、（ΔＦ≧ＭＴ）Ｉ
）の時は、駒落としがされず、（ΔＦ＜ＭＴＨ）の時は
、駒落としがされ、駒落としがされる場合の発生情報量
は、駒落としがされない場合の発生情報量のＡとなるか
らである。

全画面に含まれるブロックに関する上述の度数分布表が
形成され、次に、最大フレーム差ΔＦ毎に、ダイナミッ
クレンジＤＲ３の２５５からＯに向かって度数が積算さ
れることにより、積算型の度数分布表が得られる。第１
０図は、このようにして最大フレーム差ΔＦの各々に関
して求められた積算型の度数分布表を示す。この積算型
の度数分布表を使用して、発生情報量が目標値を超えな
いようなレベルに関するしきい値のセット及び動きしき
い値ＭＴ）ｌが求められる。この動きしきい値ＭＴＨを
使用して駒落とし処理がされると共に、しきい値のセッ
トを使用して可変長のＡＤＲＣ（ダイナミックレンジに
適応した符号化）がなされる。

また、特願昭６２−１３３９２５号明細書には、駒落と
し処理が平均化処理であるために、静止ブロックのダイ
ナミックレンジＤＲ２が動きブロックのダイナミックレ
ンジＤＲ３より小さくなることを考慮して、度数分布表
を作成する方式が記載されている。第１１図は、各ブロ
ックのダイナミックレンジＤＲ２及びＤＲ３の両者を求
め、ブロックの最大フレーム差ΔＦ以下のダイナミック
レンジＤＲ３の範囲に＋２を割り当て、最大フレーム差
ΔＦを超える範囲に＋１を割り当てることで構成される
度数分布表を示している。

更に、特願昭６３−１８３７８１号明細書には、最大フ
レーム差ΔＦとダイナミックレンジＤＲ３とで定まる位
置にブロックの度数を集計して度数分布表を作成する方
式が示されている。この度数分布表の作成について、第
１２図〜第１４図を参照して説明する。第１２図におい
て、縦軸がダイナミックレンジＤＲ３を示し、横軸が最
大フレーム差ΔＦを示す。最大フレーム差ΔＦは、（０
〜２５５）の範囲の値をとりうる。処理の簡単化のため
に、前述のように、所定値以上の最大フレーム差を全て
所定値に置き換えても良い。

各ブロックのダイナミックレンジＤＲ３と最大フレーム
差ΔＦとで規定される位置に、発生度数が書き込まれ、
２フレ一ム期間にわたって、度数が集計される。第１２
図において、図示が省略されている領域の発生度数は、
簡単のため全てＯとしている。

２フレ一ム期間に渡って集計された度数分布表が積算型
に変換される。積算は、最大フレーム差ΔＦ及びダイナ
ミックレンジＤＲ３の両者の方向でなされる。第１３図
Ａに示す表は、第１２図に示す表に関して、最大フレー
ム差ΔＦの２５５からＯに向かう方向に積算した結果、
得られるものである０次に、ダイナミックレンジＤＲ３
の２５５からＯに向かう方向に第１３図Ａの表が積算さ
れることにより、第１３同日に示す表が得られる。

第１３図Ｂに示す表が積算型の度数分布表である。

（ΔＦ＝Ｏ，ＤＲ３−０）の時の度数（第１３図Ｂでは
、４７）が２フレ一ム期間のブロックの総数である。

この積算型の度数分布表を用いて最適なしきい値のセッ
ト及び動きしきい値ＭＴＨが決定される。

この決定の方法としては、動きしきい値ＭＴ）Ｉとして
、復元画像にジャーキネスが発生しない程度の初期値を
与え、レベル方向のしきい値を動かすことにより、発生
情報！−（合計ビット数ンが目標値を超えないしきい値
セットを決定する。若し、目標値に追い込めない場合に
は、動きしきい値ＭＴＨを動かして、再び、目標値を超
えないしきい値セットが探される。

第１４図Ａを参照して、第１３図に示す度数分布表を使
用して発生情報量を算出する処理について説明する。

動きしきい値ＭＴＨが与えられる時に、（ΔＦ≦ＭＴＨ
）の範囲が静止ブロックとして扱われ、（ΔＦＥＭＴＯ
）の範囲が動きブロックとして扱われる。

静止ブロックに関しては、１６個の画素（１ブロツクに
含まれる画素）の符号化コード信号が発生し、動きブロ
ックに関しては、３２個の画素の符号化コード信号が発
生する。

レベル方向のしきい値Ｔ１〜Ｔ４が与えられる時に、下
記のように、符号化ビット数が割り当てられる。

（Ｔ４＞ＤＲ３）の時、０ビツト （Ｔ３＞ＤＲ３≧Ｔ４）の時、１ビツト（Ｔ２＞ＤＲ３
≧Ｔ３）の時、２ビツト（Ｔｌ＞ＤＲ３≧７２）の時、
３ビツト（ＤＲ３≧ＴＩ）の時、４ビツト 動きしきい値ＭＴＨとレベル方向のしきい値Ｔ１〜Ｔ４
とにより、度数分布表は、第１４図Ａに示すように１０
個の領域に分割される。各領域に含まれる度数の合計を
ＭＯＯ−Ｎ４１として表すと、コード信号に関しての２
フレ一ム期間のデータＩＤＡｖ（ビット数）は、次式で
算出される。

ＤＡｖ＝ＩＸ１６ＸＭ１０＋ＩＸ３２ＸＭ１１２Ｘ１６
ＸＭ２０＋２Ｘ３２ＸＭ２１ ３Ｘ１６ＸＭ３０＋３Ｘ３２ＸＭ３１ ４Ｘ１６ＸＭ４０＋４Ｘ３２ＸＭ４１ −１６　（Ｍ１０＋　２　Ｍ１１＋　２　Ｍ２０＋　４
　Ｍ２１＋　３　Ｍ３０＋　６　Ｍ３１＋　４　Ｍ４０
＋　８　Ｎ４１）＝１６　（（Ｍ１０＋Ｍ１１＋Ｍ２０
＋Ｍ２１＋Ｍ３０＋Ｍ３１＋Ｍ４０＋Ｍ４１） ＋　（Ｍ１１＋Ｍ２１＋Ｍ３１＋Ｍ４１）＋　（Ｍ２０
＋Ｍ２１＋Ｍ３０＋Ｍ３１＋Ｍ４０＋Ｍ４１）＋　（Ｍ
２１＋Ｍ３１＋Ｍ４１） ＋　（Ｍ３０＋Ｍ３１＋Ｍ４０＋Ｍ４１）＋　（Ｍ３１
＋Ｍ４１） ＋（Ｍ４０＋Ｍ４１） ＋　　（Ｎ４１）　　） ２フレ一ム期間の発生情報量は、上式のダイナミックレ
ンジに応じて可変のデータ量ＤＡｖに対して、固定のデ
ータ量ＤＡｆ（ビット数）を加算したものである。固定
のデータ量ＤＡｆは、ＤＲ３及びＭＩＮ３と判定コード
ＳＪとを加算した１７ビツトにブロックの総数を乗じた
ビット数である。

上述の式から分るように、複数の領域の度数Ｍ００〜Ｍ
４１を選択的に積算することでデータ量ＤＡＶが算出さ
れる。上式の（）で括られた度数の積算値は、第１３同
日に示される積算型の度数分布表から直ちに得ることが
できる。

第１４図Ｂは、積算型の度数分布表において、上式の（
）で括られた積算値ＮＩＯ〜Ｎ４１の位置を示す。これ
らの積算値は、下記のように対応する。

Ｎ１０＝　（Ｍ１０＋Ｍ１１＋Ｍ２０＋Ｍ２１＋Ｍ３０
＋Ｍ３１＋Ｍ４０＋Ｍ４１） Ｎ１１＝　（Ｍ１１＋Ｍ２１＋Ｍ３１＋Ｍ４１）Ｎ２０
＝　（Ｍ２０＋Ｍ２１＋Ｍ３０＋Ｍ３１＋Ｍ４０＋Ｍ４
１）Ｎ２１＝　（Ｍ２１＋Ｍ３１−）’Ｍ４１）Ｎ３０
＝　（Ｍ３０＋Ｍ３１＋Ｍ４０＋Ｍ４１）Ｎ３１＝　　
（Ｍ３１＋Ｍ４１） Ｎ４０＝　　（Ｍ４０＋Ｍ４１） Ｎ４１＝　　（Ｎ４１） 従って、積算型度数分布表を使用してデータ量ＤＡｖを
算出するには、 ＤＡｖ＝１６　（Ｎ１０＋Ｎ１１＋Ｎ２０＋Ｎ２１十Ｎ
３０＋Ｎ３１＋Ｎ４０＋Ｎ４１） の処理がなされる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように、先に提案されている情報量制御装置は、
ブロックの動き量を表す最大フレーム差ΔＦと動きしき
い値ＭＴＨとを比較することにより、動きブロックと静
止ブロックとを判定していた。

最大フレーム差ΔＦは、ブロック内の複数画素について
求められた現フレームのサンプルデータと前フレームの
サンプルデータとの差の絶対値の中の最大値である。従
って、ノイズによる突出したレベルの最大フレーム差Δ
Ｆが生じると、静止ブロックであるに°もかかわらず、
動きブロックと誤って判定される。この結果、動きブロ
ックの割合が増加し、発生情報量が増加するので、復元
画像の画質が劣化する問題があった。

従って、この発明の目的は、ブロック単位の動き量を表
現する値として、ノイズの影響が少ない値を導入するこ
とにより、動きブロック及び静止ブロックの判定が誤る
ことが防止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、ディジタル画像信号の複数フレームに属
する領域からなるブロック内に含まれる複数の画素デー
タの最大値ＭＡＸ３、最小値ＭＩＮ３の差であるダイナ
ミックレンジＤＲ３を求める回路３と、 ブロック毎にサンプル単位の動き量を検出する回路３と
、 動き量をしきい値と比較し、しきい値を超えるサンプル
数を計数し、計数値を出力する回路５と、ブロック毎の
ダイナミックレンジＤＲ３及び計数値を軸とする所定期
間の度数分布表を求める回路６と、 計数値が所定値以下のブロックについて、複数フィール
ド間の対応画素データの平均をとり駒落とし処理を行う
回路１２．１４と、 ブロック内の複数の画素データをそのブロックのダイナ
ミックレンジＤＲ３に応じて圧縮符号化する回路１３．
１５と、 度数分布表と伝送路の伝送容量に応じて、所定の計数値
及び符号化ビット数を設定する回路８と、が備えられて
いる。

〔作用〕

この発明では、高能率符号化を行う時に、発生情報量が
伝送路の伝送容量を超えないように、制御する高能率符
号化装置において、１枚の画像が多数の３次元ブロック
に分割され、各ブロックに含まれる画素データの最大値
ＭＡＸ３、最小値Ｍ１−Ｎ３及びダイナミックレンジＤ
Ｒ３が求められ、また、時間的に異なり、且つ同一のブ
ロックに含まれる画素データからサンプル単位の動き量
（例えばフレーム差ＦＤｉ）が検出される。このフレー
ム差ＦＤｉとしきい値とが比較され、しきい値を超える
サンプル数が計数される。この計数値が必要に応じて孤
立点除去の処理を受け、ブロック動き量を表現する値Ｎ
とされる。この値Ｎが動きしきい値ＭＴＨと比較され、
Ｎが動きしきい値ＭＴＨより小さい静止ブロックでは、
駒落とし処理によって発生情報量が減少される。

発生情報量を求める場合、ダイナミックレンジＤＲ３と
ブロック動きｆｉＮを軸とする度数分布表が形成される
。この度数分布表は、ダイナミックレンジＤＲ３及びＮ
を夫々アドレスとしてブロック毎の度数をメモリに書き
込み、所定期間例えば２フレ一ム期間において度数を集
計することで形成される。この度数分布表は、積算型の
度数分布表に変換される。

積算型の度数分布表を用いて、発生情報量が目標値を超
えないようなレベル方向のしきい値Ｔ１〜Ｔ４及び動き
しきい値ＭＴＨが決定される。この動きしきい値ＭＴＨ
に対するブロックのＮの値の大小関係に応じて駒落とし
処理がなされる。また、レベル方向のしきい値Ｔｌ−Ｔ
４によって、可変長の高能率符号化例えばＡＤＲＣにお
ける符号化ビット数が制御される。そして、可変長ＡＤ
ＲＣによって得られた符号化データが磁気テープに記録
される。

この発明では、駒落とし処理を行うかどうかの判定の基
準となる動きしきい値ＭＴＨも動かしているので、レベ
ル方向のしきい値の変化だけでは、達成できなかった良
好なバッファリングを行うことができる。また、ブロッ
ク動き量を表す値Ｎがノイズの影響を受けにくいものと
されているので、静止ブロック及び動きブロックの判定
を正しく行うことができ、復元画像の画質の劣化を防止
することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照し、下記
の順序に従って説明する。

ａ、記録側の構成 す、ＡＤＲＣエンコーダ Ｃ，ブロック動き量検出回路 ａ、記録側の構成 第１図は、この発明の一実施例の記録側の構成を示し、
第１図において、１で示す入力端子には、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ビデオ信号が
供給される。このディジタルビデオ信号がブロック化回
路２に供給される。ブロック化回路２により、テレビジ
ョン走査の順序のデータがブロックの順序のデータに変
換される。

ブロック化回路２では、例えば（５２０ライン×７２０
画素）の１フレームの画面が第２図に示すように、（Ｍ
ＸＮ）ブロックに細分化される。■ブロックは、例えば
第３図に示すように、（４ライン×４画素）の大きさの
２個の領域からなる。各領域は、時間的に連続する二つ
のフレームに属する。また、第４図に示すように、サン
プリングパターンがサブサンプリングにより、ブロック
間でオフセットを有するものとされている。第４図にお
いて、Ｏが伝送される画素を示し、Δが伝送されない画
素を示し、次の２フレーム後の空間的に対応するブロッ
クでは、伝送及び間引きの画素が逆の関係とされる。こ
のようなサンプリングパターンは、受信側で間引かれた
画素の補間を行う場合、静止領域で良好な補間を可能と
する。ブロック化回路２からは、Ｂｌｌ＋　Ｂｌｌ　Ｂ
ｔｓ、　　・・・・Ｂ□の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２の出力信号が検出回路３及び遅延回路
４に供給される。検出回路３は、各ブロックの最大値Ｍ
ＡＸ３及び最小値ＭＩＮ３を検出し、これらの差である
ダイナミックレンジＤＲ３を検出すると共に、ブロック
のサンプル単位の動き量例えばフレーム差ＦＤｔを検出
する。１ブロツクを構成する二つの領域の間で、同一位
置の画素のデータ同士の差が求められ、この各画素の差
が絶対値に変換されて、フレーム差ＦＤｉとされる。即
ち、現フレームのデータをｘａ　　ｉとし、前フレーム
のデータをｌｍ−１ｉとすると、サンプル単位のフレー
ムＦＤｉは、 ＦＤＬ＝　　Ｘ、ｔ−Ｘ、−＋　　ｉ として求められる。

検出回路３からのフレーム差ＦＤｉがブロック動き量（
Ｎ）検出回路５に供給され、検出回路３からのダイナミ
ックレンジＤＲ３が度数分布発生回路６に供給される。

ブロック動き量検出回路５は、後述するように、ブロッ
ク毎の１６個のフレーム差ＦＤｉの夫々をしきい値と比
較し、しきい値を超えるフレーム差ＦＤｉの個数を計数
する。

この計数値が孤立点除去の処理をされて、ブロック動き
量Ｎとされる。ブロック動き量Ｎが度数分布発生回路６
に供給される。

この度数分布発生回路６は、ダイナミックレンジＤＲ３
（−ＭＡＸ３−ＭＩＮａ＋１）を縦軸とし、ブロック動
き量Ｎを横軸とし、ブロック単位の発生度数を２フレ一
ム期間で集計する。このように形成された度数分布表が
積算型度数分布発生回路７に供給され、積算型の度数分
布表が形成される。

積算型の度数分布表を使用して、しきい値決定回路８が
最適なしきい値（レベルに関するしきい値Ｔ１〜Ｔ４及
び動きしきい（ｉＭＴＨ）を決定する。

最適なしきい値とは、２フレーム当たりの合計ビット数
が伝送路の伝送容量を超えないように、符号化を行うこ
とが可能なしきい値を意味する。この最適なしきい値は
、動きしきい値ＭＴＨをパラメータとして求まる。しき
い値決定回路８と関連して、ＲＯＭ９が設けられている
。このＲＯＭ９には、最適なしきい値を求めるためのプ
ログラムが格納されている。

遅延回路４を介された画素データＰＤは、フレーム差検
出回路１０に供給される。このフレーム差検出回路１０
は、前述の検出回路３と同様にして、フレーム差ＦＤｉ
を検出する。フレーム差検出回路１０からのフレーム差
ＦＤｉ及び画素データＰＤがブロック動き量検出回路５
と同様のプロｉり動き量（Ｎ）検出回路１１に供給され
、ブロック単位の動き量を表現する値Ｎが検出される。

このブロック動き量Ｎと画素データＰＤとが動き判定回
路１２に供給される。この動き判定回路１２は、しきい
値決定回路８からの動きしきい値ＭＴＨとブロック動き
量Ｎとを比較し、処理しようとするブロックが動きブロ
ックか、又は静止ブロックかを判定する。

（ブロック動き量Ｎ〉動きしきい値ＭＴＨ）の関係にあ
るブロックが動きブロックと判定され、（ブロック動き
量Ｎ≦動きしきい値ＭＴＨ）の関係にあるブロックが静
止ブロックと判定される。動きブロックの画素データは
、３次元ＡＤＲＣエンコーダ１３に供給される。また、
静止ブロックの画素データは、平均化回路１４に供給さ
れる。この平均化回路１４は、１ブロツクに含まれる二
つの領域の同一位置の画素のデータ同士を加算してから
〃にして、元の１ブロツクの画素数の％の画素数のブロ
ックを形成する。このような処理は、駒落とし処理と称
される。平均化回路１４の出力信号が２次元ＡＤＲＣ’
ｌ−ンコーダ１５に供給される。これらのエンコーダ１
３及び１５には、しきい値決定回路８からしきい値Ｔ１
〜Ｔ４が供給されている。

３次元ＡＤＲＣエンコーダ１３では、（４ライン×４画
素×２フレーム）の計３２個の画素データの中の最大値
ＭＡＸ３．最小値ＭＩＮ３が検出され、（ＭＡＸ３−Ｍ
ＩＮ３＋１＝ＤＲ３）によりダイナミックレンジＤＲ３
が求められる。このブロックのダイナミックレンジＤＲ
３としきい値Ｔ１〜Ｔ４との関係から、コード信号ＤＴ
３のビット数が定まる。即ち、（ＤＲ３≧ＴＩ）のブロ
ックでは、４ビツトのコード信号が形成され、（ＴＩ＞
ＤＲ３≧Ｔ２）のブロックでは、３ビツトのコード信号
が形成され、（Ｔ２＞ＤＲ３≧Ｔ３）のブロックでは、
２ビツトのコード信号が形成サレ、（Ｔ３＞ＤＲ３＞’
ｒ４）のブロックでは、１ビツトのコード信号が形成さ
れ、（Ｔ４＞ＤＲ３）のブロックでは、０ビツト、即ち
、コード信号が伝送されない。

−例えば４ビツト量子化の符号化の場合には、検出され
たダイナミックレンジＤＲ３が１６．（−２４）分割さ
れ、画素データの各々の最小値ＭＩＮ３を除去した後の
データのレベルが属する範囲に対応した４ビツトのコー
ド信号ＤＴ３が発生される。

２次元ＡＤＲＣエンコーダ１５では、上述の３次元ＡＤ
ＲＣエンコーダ１３と同様の動作により、最大値ＭＡＸ
２．最小値ＭＩＮ２．ダイナミックレンジＤＲ２の検出
がされ、コード信号ＤＴ２が形成される。但し、符号化
の対象となるのは、前段の平均化回路１４により、画素
数が％とされたデータである。

３次元ＡＤＲＣエンコーダ１３の出力信号（ＤＲ３，Ｍ
ＩＮ３．ＤＴ３）と２次元ＡＤＲＣエンコーダ１５の出
力信号（ＤＲ２，ＭＩＮ２．ＤＴ２）がセレクタ１６に
供給される。セレクタ１６は、動き判定回路１２からの
判定信号ＳＪにより制御される。即ち、動きブロックの
場合には、３次元ＡＤＲＣエンコーダ１３の出力信号を
セレクタ１６が選択し、静止ブロックの場合には、２次
元ＡＤＲＣエンコーダ１５の出力信号をセレクタ１６が
選択する。このセレクタ１６の出力信号がフレーム化回
路１７に供給される。

フレーム化回路１７には、セレクタ１６の出力信号の他
に、しきい値セットを指定するしきい値コードＰｉと判
定コードＳＪが供給される。しきい値コードＰｉは、２
フレ一ム単位で変化するもので、判定コードＳＪは、１
ブロック単位で変化する。フレーム化回路１７は、入力
信号をフレーム構造の記録データに変換する。フレーム
化回路１７では、必要に応じて、エラー訂正符号の符号
化の処理がなされる。フレーム化回路１７の出力端子１
８に得られた記録データが図示せずも、記録アンプ、回
転トランス等を介して回転ヘッドに供給され、磁気テー
プに記録される。

ｂ、ＡＤＲＣエンコーダ 第５図は、３次元ＡＤＲＣエンコーダ１３の一例の構成
を示す。第５図において、２１が入力端子を示し、この
入力端子２１には、最大値検出回Ｂ２２．最小値検出回
路２３及び遅延回路２４が接続されている。最大値検出
回路２２により検出された最大値ＭＡＸ３が減算回路２
５に供給される。最小値検出回路２３により検出された
最小値ＭＩＮ３が減算回路２５に供給され、この減算回
路２５の出力信号が＋１加算回路２７に供給される。＋
１加算回路２７から（ＭＡＸ３−ＭＩＮａ十１）で表さ
れるダイナミックレンジＤＲ３が得られる。

遅延回路２４を介された画素データが減算回路２６に供
給される。この減算回路２６には、最小値ＭＩＮ３が供
給され、減算回路２６から最小値除去後の画素データＰ
ＤＩが発生する。この画素データＰＤＩが量子化回路３
０に供給される。ダイナミックレンジＤＲ３は、出力端
子３１に取り出されると共に、ＲＯＭ２８に供給される
。ＲＯＭ２Ｂには、端子２９からしきい値決定回路８で
発生したしきい値コードＰｉが供給されている。

このＲＯＭ２８からは、量子化ステップΔ及びビット数
を示すビット数コードＮｂが発生する。

量子化回路３０には、量子化ステップΔが供給され、最
小値除去後のデータＰＤＩと量子化ステップΔからコー
ド信号ＤＴ３が形成される。このコード信号ＤＴ３が出
力端子３４に取り出される。

これらの出力端子３１，３２，３３．３４に発生する出
力信号がフレーム化回路１７に供給される。

ビット数コードＮｂは、フレーム化回路１７において、
有効なビットを選択するのに使用される。

上述の量子化回路３０におけるコード信号ＤＴ３の形成
について説明する。−船釣に、ｎビットを割り当てる符
号化の場合では、原データＰＤのレベルをＬ１１量子化
コードをＱｉ　と表すと、で求められる。〔〕の記号は
、切り捨てを意味する。

また、復号側では、復元レベルをＬｌと表すと、Ｌ　ｉ
　＝　（ＤＲ３／　２’　）　Ｘ　（Ｑｉ　＋０．５　
）＋ＭＩＮ３＝ΔＸ　　（Ｑｉ　　＋０．５　　）＋Ｍ
ＩＮ３の処理がなされる。

Ｃ，ブロック動き量検出回路の一例 ブロック動き量を表す値Ｎは、ブロック内の各サンプル
の動き表現値であるフレーム差ＦＤｉとしきい値とを比
較し、しきい値以上のサンプル数を計数し、この計数値
に孤立点除去の処理を施すことで求められる。サンプル
の動き表現値としては、フレーム差ＦＤｉ以外に、各サ
ンプルの二乗差等を使用しても良い。

上述のブロック動き量を表す値Ｎを検出する回路５及び
１１は、第６図に示す構成とされている。

第６図において、４１で示す入力端子からフレーム差Ｆ
Ｄｉが比較回路４２に供給される。比較回路４２には、
端子４３からしきい値Ｔｍが供給されている。比較回路
４２は、（ＦＤｉ＞Ｔｍ）の時に、ハイレベルの比較出
力を発生し、比較回路４２の比較出力がカウンタ４４の
イネーブル端子ＥＮに供給される。

カウンタ４４は、比較出力がハイレベルの期間に端子４
５からのサンプルクロックを計数し、端子４６からのブ
ロック周期のクロックでクリアされる。この例では、１
ブロツク当たりで１６個のフレーム差ＦＤｉが求まるの
で、カウンタ４４の計数値ｎは、（０〜１６）の範囲で
何れかの値となる。カウンタ４４の計数値ｎは、ブロッ
クの動き量が大きい時には、大きな値となり、ブロック
の動き量が少ない時には、小さな値となり、ブロックの
動きの量を表す、フレーム差の最大値をブロック動き量
の表現値として使用する場合には、突出したノイズによ
り、最大値がかなり大きくなるが、計数値ｎの場合には
、突出したノイズの場合でも、１個として計数されるの
で、ノイズの影響が低減される。

カウンタ４４の計数値ｎがＲＯＭ４７に供給される。Ｒ
ＯＭ４７では、孤立点除去の処理がされる。即ち、ＲＯ
Ｍ４７からの出力Ｎは、孤立点しきい値をＫｍとすると
、 Ｎ＝Ｏ（ｎ＜Ｋｍ） Ｎ−ｎ（ｎ≧Ｋｍ） とされる。カウンタ４４の計数値ｎがしきい値Ｋｍより
少ない時には、ノイズとして孤立点の可能性が高いので
、（Ｎ＝０）とする。ＲＯＭ４７の出力信号がレジスタ
４８を介して出力信号として取り出される。レジスタ４
８は、端子４９からのブロック周期のクロックに同期し
てＲＯＭ４７の出力信号を外部に出力する。

度数分布表の動き量の軸として、上述のブロック動き量
の値Ｎが適用され、第７図に示すように、Ｎ及びダイナ
ミックレンジＤＲ３を二つの軸とする度数分布表が形成
される。この度数分布表の形成は、冒頭に述べたように
、静止ブロックとして扱われる表の部分に（＋１）を割
り当て、動きブロックとして扱われる部分に（＋２）を
割り当てる方法又は、１画面（２フレ一ム期間）の発生
するブロックの数を割り当てる方法を使用することがで
きる。実際には、度数分布表は、メモリを使用し、メモ
リの水平方向のアドレス及び垂直方向のアドレスがＮ及
びＤＲ３で指定される構成とされる。

この度数分布表が積算型度数分布発生回路７により、積
算型の度数分布表に変換される。しきい値決定回路８で
は、積算型の度数分布表に対して、動きしきい値ＭＴＩ
＋及びレベルに関するしきい値Ｔ１〜Ｔ４が適用される
ことにより、発生情報量が算出される。求められた発生
情報量が目標値と比較され、目標値を発生情報量が超え
ない範囲で、動きしきい値ＭＴ）Ｉ及びしきい値Ｔ１〜
Ｔ４が決定される。動きしきい値ＭＴＨにより、駒落と
し処理がされ、しきい値Ｔ１〜Ｔ４がＡＤＲＣエンコー
ダ１３及び１５で使用される。

なお、ブロック内の総サンプル数が一定であるので、フ
レーム差ＦＤｉがしきい値以下のサンプル数を計数して
、この計数値を使用しても良い。

また、第１図においては、検出回路３及びブロック動き
量検出回路５と別にフレーム差検出回路１０及びブロッ
ク動き量検出回路１１を設けているが、検出回路３及び
ブロック動き量検出回路５で得られたフレーム差ＦＤｉ
及びブロック動き量Ｎを記憶しておき、この記憶されて
いる値を用いて、動き判定を行うようにしても良い。更
に、３次元Ａ−ＤＲＣエンコーダエ３と２次元ＡＤＲＣ
エンコーダ１５とは、共通の回路構成とすることが出来
る。

〔発明の効果〕

この発明は、３次元ブロックの可変長ＡＤＲＣのような
高能率符号化装置において、静止領域では、駒落とし処
理により、伝送情報量が圧縮されることを考慮して、発
生情報量を目標値より小さいものに抑える場合に、ダイ
ナミックレンジＤＲのみならず、動きしきい値をも導入
している。従って、動きしきい値を動かすことで、静止
ブロックとして扱われる領域が増え、その分、レベル方
向のしきい値を厳しくしな（ても良い。従って、この発
明によれば、復元画像の量子化雑音を低減できる。また
、この発明では、ブロックの動き量を表す値として、最
大フレーム差ΔＦではなく、各サンプルのフレーム差が
しきい値を超える個数Ｎを用いているので、突出したノ
イズの影響を低減でき、静止ブロック及び動きブロック
の判定を正しく行うことができる。従って、静止ブロッ
クがノイズにより動きブロックと判定されるおそれを少
なくでき、駒落とし処理により発生情報量を少なくでき
、レベルに関してのしきい値を厳しくしなくても良く、
復元画像の画質の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の記録側の構成を示すブロ
ック図、第２図、第３図及び第４図はブロックの構成の
説明のための路線図、第５図はＡＤＲＣエンコーダの一
例のブロック図、第６図はブロック動き量検出回路の一
例のブロック図、第７図は度数分布表を示す路線図、第
８図は先に提案されている積算型の度数分布を使用した
バッファリング回路の一例の説明に用いるための路線図
、第９図、第１０図及び第１１図は先に提案されている
バッファリング回路の他の例の説明に用いる路線図、第
１２図、′第１３図及び第１４図は先に提案されている
バッファリング回路の更に他の例の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 １：ディジタルビデオ信号の入力端子、２ニブロック化
回路、３：検出回路、 ５．１１ニブロック動き量検出回路、 ６：度数分布発生回路、 ７：積算型度数分布発生回路、 ８：しきい値決定回路、 １０：フレーム差検出回路、 １２：動き判定回路、 １３：３次元ＡＤＲＣエンコーダ、 １４；平均化回路、 １５：２次元ＡＤＲＣエンコーダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディジタル画像信号の複数フレームに属する領域からな
   るブロック内に含まれる複数の画素データの最大値及び
   最小値の差であるダイナミックレンジを求める手段と、 上記ブロック毎にサンプル単位の動き量を検出する手段
   と、 上記動き量をしきい値と比較し、しきい値を超えるサン
   プル数を計数し、計数値を出力する手段と、 上記ブロック毎の上記ダイナミックレンジ及び上記計数
   値を軸とする所定期間の度数分布表を求める手段と、 上記計数値が所定値以下のブロックについて、複数フィ
   ールド間の対応画素データの平均をとり駒落とし処理を
   行う手段と、 上記ブロック内の複数の画素データをそのブロックのダ
   イナミックレンジに応じて圧縮符号化する手段と、 上記度数分布と伝送路の伝送容量に応じて、上記所定値
   及び符号化ビット数を設定する手段とを有することを特
   徴とする高能率符号化装置。