JPH0258990A - 画像信号の情報量制御装置 - 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、画像信号の高能率符号化装置に適用される
画像信号の動き検出装置、特に、ディジダルビデオ信号
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ような
情報量制御装置に使用される画像信号の動き検出装置に
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情報量制御装
置で必要とされる画像信号の動き検出装置において、 ブロック毎に求められるサンプル単位の動き量の大きさ
が比較され、最大値又は最小値の何れかから第ｎ番目（
但し、ｎ−１を除く）の値が求められ、この値に基づい
て、ブロックの動きの有無が検出され、 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を防止するようにしたものであ
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Ａ−ＤＲＣ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９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９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〜Ｔ■）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、（ＴＩ−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、（７３−１〜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Ｏビ
ット（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ＴＩ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Ｔ
３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、１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
ＴＩ迄の積算度数がｘｌとなり、しきい値Ｔ２迄の積算
度数が（Ｘ１＋ｘｔ）となり、しきい値Ｔ３迄の積算度
数が（ｘ、　十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ｉｔ（合計
ビット数）は、次式で示すものとなる。

４　（ｘ＋−０）＋３　（（ｘ＋　＋Ｘｚ　）−ＸＩ　
）＋２　（（ｘ＋　＋ｘｚ　＋Ｘ３　）　　　（ＸＩ　
＋ｘｔ　））＋１　（（ＸＩ　＋ｘ、　＋ｘ＝　＋Ｎａ
　）　　　（）Ｃ＋　＋ｘｔ　＋　Ｘｓ））　−４ＸＩ
　＋３　Ｘｔ　＋２　Ｘｓ　−）−ｘ４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〜Ｔ４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Ｘｌ”’Ｘｓ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１０
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≧ＭＴＨ
）の時は、駒落としがされず、（ΔＦ＜ＭＴＩ（）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η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
１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ＭＴＨ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１２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６．９−１８３７８１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１３図〜第１５図を参照して説明する。第１３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。処理の簡単化のだ
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１３
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０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１４図
Ａに示す表は、第１３図に示す表に関して、最大フレー
ム差ΔＦの２５５がら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０に向かう方向に第１４図Ａの表が積算さ
れることにより、第１４図Ｂに示す表が得られる。

第１４図Ｂに示す表が積算型の度数分布表である。

（ΔＦ−０．ＤＲ３＝Ｏ）の時の度数（第１４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ＭＴＨ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
報量（合計ビット数）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１５図Ａを参照して、第１４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≦ＭＴＦ
Ｉ）の範囲が静止ブロックとして扱われ、（ΔＦ＞ＭＴ
Ｈ）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（ｌブロックに
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１５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１ｉＤＡｖ（ビット数）は、次式
で算出される。

ＤＡｖ＝　Ｉ　Ｘ　１６　ＸＭＩＯ＋　Ｉ　Ｘ　３２　
ＸＭＩＩ２Ｘ１６ＸＭ２０＋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）＋　　（
Ｍ２１＋Ｍ３１＋Ｍ４１） ＋　（Ｍ３０＋Ｍ３１＋Ｍ４０＋Ｍ４１）−１−（Ｍ３
１＋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ＭＯＯ〜Ｍ
４１を選択的に積算することでデータ量ＤＡ■が算出さ
れる。上式の（）で括られた度数の積算値は、第１４図
Ｂ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１５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＝　（Ｍ、
３１＋Ｍ４１） Ｎ４０−　（Ｍ４０＋Ｍ４１） Ｎ４１日（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＋Ｎ３
０＋Ｎ３１＋Ｎ４０＋Ｎ４１） の処理がなされる。

の動き検出装置を提供することにある。

〔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
ことが防止された画像信号〔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が静止プロ・ンクか、又は動
きブロックかを検出する画像信号の動き検出装置におい
て、 ブロック毎のサンプル単位の動き量を検出する回路３と
、 サンプル単位の動き量の大きさを比較し、動き量の最大
値又は最小値の何れかから第ｎ番目（但し、ｎ＝１を除
く）の値を求め、ｎ番目の値に基づいてブロックの動き
の有無を判定する回路５゜１１．１２と、 が備えられている。

〔作用〕

この発明は、発生情報量が伝送路の伝送容量を超えない
ように、制御する情報量制御装置に使用される画像信号
の動き検出装置である。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ＭＩＮ３及びダイナミックレンジ
ＤＲ３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の大きさが比較され、最大値又は最小値の
何れかから第ｎ番目の値が求められる。この値は、突出
したノイズの影響を受けておらず、この値に基づいて、
ブロックの動きの有無が検出される。

この発明では、ブロック動き量を表す値がノイズの影響
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 り、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、■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。１ブロツクは、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、○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、Ｂｌ　ｌ　ｒ　　Ｂ　
＋　ｔ＋　　ＢＩ　３＋　　・・・・ＢＨＨ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ＦＤｉ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ｘ、ｌとし、前フレームのデ
ータをＸ。−１１とすると、サンプル単位のフレームＦ
Ｄｉは、 Ｆ’Ｄｉ＝　　ＸＳ　　ｉ−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の大小を比較し、フレ
ーム差ＦＤｉの最大値又は最小値の何れか、例えば最大
値からｎ番目の値を求め、この値をブロックの動き量Ｎ
として、出力するものである。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−ＭＩＮ３＋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（１！ｒＭＴｌ＋）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
と同様のブロック動き量（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ｌＴ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ＩＮ＞動きしきい値ＭＴ）りの関係にあ
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、防落とし処理と称
される。平均化回路１４の出力信号が２次元ＡＤＲＣエ
ンコーダ１５に供給される。これらのエンコーダ１３及
び１５には、しきい値決定回路８からしきい値Ｔ１〜Ｔ
４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）？、：よりダイナミックレンジＤ
Ｒ３が求められる。このブロックのダイナミックレンジ
ＤＲ３としきい値Ｔ１〜Ｔ４との関係から、コード信号
ＤＴ３のビット数が定まる。即ち、（ＤＲ３≧Ｔｌ）の
ブロックでは、４ビツトのコード信号が形成され、（Ｔ
Ｉ＞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され、（Ｔ３＞ＤＲ３
≧Ｔ４）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、前段の平均化回路工４により、画素
数が２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Ａ　Ｄ　ＲＣ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１
６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
１８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、最大値検出回路２２．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ＶＩＮ３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−ＭＩＮ３＋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、ＲＯＭ２Ｂ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Ｌｌ、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Ｌｉと表すと、Ｌ　ｉ
＝　（ＤＲ３／２ｆ′）　Ｘ　（Ｑｉ　＋０．５　）＋
ＭＩＮ３冨ΔＸ　（Ｑｉ　　＋０．５　）　＋Ｍ　ＩＮ
３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、大きい順序で並べられた
ブロック内の各サンプルの動き表現値でおるフレーム差
ＦＤｉの第ｎ番目の値である。サンプルの動き表現値と
しては、フレーム差ＦＤｉに限らず、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、−例として第６図に示す構成とされている。第
６図は、１ブロツク内のフレーム差ＦＤｉＯ中の例えば
第５番目の大きさのフレーム差をブロック動き量Ｎとし
て検出するときの構成例である。

第６図において、４１で示す入力端子から、フレーム差
ＦＤｉがレジスタ４２に供給される。このレジスタ４２
と他のレジスタ４６，５１，６３゜６６は、クロックイ
ネーブル付きのレジスタであって、クロックがローレベ
ルの時に、入力データを取込み、クロックがハイレベル
の時に、データを保持する。

また、フレーム差ＦＤｉが比較回路４３に供給される。

比較回路４３の他の入力データとして、レジスタ４２の
出力データＲ１が供給される。比較回路４３及び他の比
較回路４７，５２．６４は、二つの入力データＡ及びＢ
の大きさに応じた出力信号を発生する。即ち、（Ａ＞Ｂ
）の時に、ローレベルの出力信号を発生し、（Ａ≦Ｂ）
の時に、ハイレベルの出力信号を発生する。

比較回路４３の出力信号がＡＮＤゲート４５に供給され
ると共に、インバータを介してセレクタ４４にその制御
信号として供給される。セレクタ４４の一方の入力デー
タとして、フレーム差ＦＤｌが供給され、その他方の入
力データとして、レジスタ４２の出力データＲ１が供給
される。セレクタ４４及び他のセレクタ５０．６２は、
レジスタ付の構成であって、制御信号がローレベルの時
に、入力データＡを選択的に出力し、制御信号がハイレ
ベルの時に、入力データＢを選択的に出力する。

ＡＮＤゲート４５には、ブロックパルスＢＬＫＰ１が供
給される。他のＡＮＤゲー１−４６．５３゜６５には、
夫々ブロックパルスＢＬＫＰ２．ＢＬＫＰ３．ＢＬＫＰ
５が供給される。これらのプロ・グクバルスＢＬＫＰ２
．ＢＬＫＰ３．ＢＬＫＰ５は、位相が順次ずれたパルス
であって、遅延時間の調整のために使用される。

第７図に示すタイミングチャートを参照して、第６図の
ブロック動き量検出回路について説明する。上述の実施
例では、ブロック毎に１６個のフレーム差ＦＤＩが検出
されるが、第７図では、簡単のため、７個のフレーム差
ＦＤｉが１ブロツクで得られるものとしている。クロッ
クＣＬＫは、フレーム差ＦＤｉの各々と同期している。

ブロックパルスＢＬＫＰＩがＡＮＤゲート４５に供給さ
れ、ＡＮＤゲート４５の出力信号がローレベルとなり、
最初のフレーム差ＦＤｉである１５がレジスタ４２に取
り込まれる。レジスタ４２の出力データと次のフレーム
差である１７とが比較回路４３で比較され、（１７＞１
５）の関係からローレベルの比較出力が発生する。従っ
て、ＡＮＤゲート４５の出力がローレベルとなり、１７
がレジスタ４２に取り込まれる。また、比較出力がイン
バータにより反転されてセレクタ４４に供給される。従
って、セレクタ４４は、レジスタ４２の出力データＲ１
の１５を選択する。

次に、フレーム差ＦＤｉの１６が供給されると、レジス
タ４２に保持されている１７が（１７＞１６）の関係に
あるため、比較回路４３の出力信号がハイレベルとなる
。従って、レジスタ４２の内容が更新されず、また、セ
レクタ４４が入力フレーム差ＦＤｉ　（１６）を選択す
る。以上の動作が繰り返されることにより、レジスタ４
２の出力データＲ１として、１ブロツク内の最大のフレ
ーム差である２０が保持される。また、セレクタ４４の
出力データＳ１として、上記の最大値２０を除くフレー
ム差の系列が得られる。

セレクタ４４の出力データＳ１がレジスタ４６に供給さ
れると共に、比較回路４７に供給される。

比較回路４７の出力信号がＡＮＤゲート４８を介してレ
ジスタ４６にそのクロックとして供給される。ＡＮＤゲ
ート４８には、ブロックパルスＢＬＫＰ２が供給される
。これらのレジスタ４６．比較回路４７．ＡＮＤゲート
４８は、上述のレジスタ４２．比較回路４３．ＡＮＤゲ
ート４５と同様に動作する。従って、レジスタ４６の出
力データＲ２として、１ブロツクのフレーム差の中で第
２番目の大きさの値である１８が保持される。

比較回路４７の出力信号がインバータを介してセレクタ
５０に供給される。セレクタ５０の一方の入力データと
して、入力フレーム差ＦＤｉがレジスタ４９により１ク
ロツタ遅延されたデータＤＩが供給され、他方の人力と
して、レジスタ４６の出力データＲ２が供給される。従
って、セレクタ５０の出力データＳ２は、１ブロツクの
フレーム差の中の最大値（２０）と第２番目の値（１日
）とを除いた値の系列となる。

セレクタ５０の出力データＳ２がレジスタ５１に供給さ
れる。セレクタ５０とレジスタ５１と比較回路５２とブ
ロックパルスＢＬＫＰ３が供給されるＡＮＤゲート５３
とにより、レジスタ５１の出力データＲ３として、１ブ
ロツクのフレーム差ＦＤｉＯ中の第３番目の値である１
７が得られる。

１点鎖線で囲んで示す第３番目の大きさのフレーム差を
検出する検出ブロック５４と同一の構成で、第４番目の
大きさのフレーム差を検出する検出ブロックが設けられ
ている。この検出ブロックには、第７図に示すように、
人力フレーム差に対して２クロック周期遅延されたフレ
ーム差Ｄ２が供給される。また、第４番目の大きさのフ
レーム差である１６がデータＲ４として、レジスタに保
持される。更に、最大値から第３番目の値が除かれたフ
レーム差の系列Ｓ３が発生する。第６図では、簡単のた
め、この検出ブロックが省略され、第５番目の大きさの
フレーム差を検出する検出ブロック５５が示されている
。

第６図において、１点鎖線で囲んで示す検出ブロック５
５は、検出ブロック５４と同様に、レジスタ６１、セレ
クタ６２、レジスタ６３、比較回路６４、ブロックパル
スＢＬＫＰ５が供給されるＡＮＤゲート６５からなる。

第７図に示すように、レジスタ６１から人力フレーム差
に対して３クロック周期の遅延を持つフレーム差の系列
データＤ３が得られ、最大値から第４番目の大きさのフ
レーム差が除かれたフレーム差の系列Ｓ４がセレクタ６
２から発生し、第５番目のフレーム差である１５がレジ
スタ６３に保持される。

レジスタ６３の出力データＲ５がレジスタ６６に供給さ
れる。レジスタ６６には、ブロックパルスＢＬＫＰ５　
’が供給され、このブロックパルスＢＬＫＰ５　’と同
期して、ブロック動きｔＮとして第５番目のフレーム差
（１５）が発生する。

動きが量が大きいブロックの場合では、第ｎ番目のフレ
ーム差が大きくなり、動きが小さいブロックの場合では
、第ｎ番目のフレーム差が小さくなる。従って、ブロッ
ク内の第ｎ番目のフレーム差は、ブロックの動きを示す
ものとなる。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。即ち、ノイズが孤立点とし
て他のサンプルのフレーム差に比して、かなり大きな値
を持つ。しかしながら、第ｎ番目の値をブロック動き量
とするこの発明では、ノイズの影響が低減される。

度数分布表の動き量の軸として、上述のブロック動き量
のイ姦Ｎが適用され、第８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ＭＴＨ
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ＭＴＨ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１
３及び１５で使用される。

なお、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ｌＯ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。ま
た、３次元ＡＤＲＣエンコーダ１３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
。更に、ブロック内のフレーム差の最大値からでなく最
小値から順番付けすることにより、第ｎ番目の値を求め
ても良い。

〔発明の効果〕

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の中
の第ｎ番目の値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
きる。

この発明を発生情報量を目標値より小さいものに抑える
ために、ダイナミックレンジＤＲのみならず、動きしき
い値をも導入する情報量制御装置に適用すると、駒落と
し処理を効果的に行うことができ、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図はブロック動き量検出回路の一
例の動作説明に用いるタイミングチャート、第８図は度
数分布表を示す路線図、第９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１０図、第１１図及び第
１２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１３図、第１４図及び第１
５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、 ｓ、ｔｉミニブロックき量検出回路、 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
   るブロックが静止ブロックか、又は動きブロックかを検
   出する画像信号の動き検出装置において、 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、 上記サンプル単位の動き量の大きさを比較し、上記動き
   量の最大値又は最小値の何れかから第ｎ番目（但し、ｎ
   ＝１を除く）の値を求め、上記ｎ番目の値に基づいて上
   記ブロックの動きの有無を判定する手段と、 を有することを特徴とする画像信号の動き検出装置。