JPH0270126A - 変換符号化方式 - 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】 ［発明の目的］ 本発明は、静止画、動画、音声等の各種の情報を変換符
号化して伝送する変換符号化方式に関する。

（従来の技術） 近年、ＴＶ会議システムやＴＶ電話システムの開発に伴
って、通信システムや各種情報処理システムにおいて、
大量の音声、画像等の情報を取扱う必要性が増大してい
る。このため、膨大な情報量を有する音声、画像等のデ
ータの冗長性を排除して効率の良いデータ伝送を可能に
するデータ圧縮技術が開発されている。その一つとして
変換符号化方式が知られている。この変換符号化方式は
、伝送すべきデータを複数のブロックに分割し、各ブロ
ックに対し例えば離散的コサイン変換等の所定の変換を
施すとともに、その変換結果を量子化して伝送するもの
である。この方式によれば、パワーの小さな高次の基底
関数に対応した変換係数は伝送しない、或はご子化ビッ
ト数を少なくすることにより効果的なデータ圧縮を行な
うことができる。

変換符号化方式においては、高次の変換係数を切捨てて
もブロック内における劣化は少ないが、ブロック間の境
界における劣化は無視できない。

これは、「ブロック歪みｊと呼ばれるもので、般に同じ
電力を持つランダムな雑音に比べ１０倍以上ｌ」立つ雑
音であると言われている。変換符号化方式では、変換係
数を切捨てれば切捨てるほど高能率（高圧縮率）の符号
化が可能であるが、これに伴ってブロック歪みはより顕
著に現われるという問題があった。

（発明が解決しようとする課ａ） このように、従来の変換符号化方式においては、低ビツ
トレートの符号化を行なうと、ブロック歪みのような原
情報にはなかった不自然な歪みが発生するという問題が
あった。

本発明は、上記開局点を解決し、ブロック歪み等の情報
劣化を抑制でき、高能率の符号化を可能にする変換符号
化方式を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （３題を解決するための手段） 本発明は、送信側において、伝送すべき情報を複数のブ
ロックに分割し、各ブロックに対し所定の変換を施した
後、その変換結果を量子化して送信し、受信側において
、受信された前記量子化結果を逆量子化及び逆変換する
ことにより送信情報を再生する変換符号化方式において
、前記送信側には、前記各ブロックの変換結果を逆量子
化する逆量子化手段と、この逆量子化手段の逆量子化結
果に対し逆変換を施す逆変換手段と、この逆変換手段の
逆変換結果と変換前のブロックとを比較する比較手段と
、この比較手段の比較結果と前記皿子化手段の量子化結
果とを多重化して送信する送信手段とを備え、受信側に
は、受信された前記比較手段の比較結果に基づいて受信
情報の修正を行なう修正手段を備えたことを特徴として
いる。

（作用） 本発明によれば、受信側で再生される受信情報を送信側
で作り出し、その再生情報と原情報とを比較して情報の
劣化の程度を求め、これを受信側に送信するようにしい
るので、受信側では送られてきた情報の劣化の程度を示
す情報に基づいて再生画像をどのように修正したら良い
かを知ることができる。この結果、ブロック歪みや特別
なリンキング、エツジのなまり、偽輪郭といった情報劣
化を受信側で除去することが出来る。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例に係る変換符号化方式を適用
した画像伝送システムの構成を示す図である。

送信部１１に人力された画像信号は、まずブロック分割
器２１に入力される。ブロック分割器２１は、入力画像
を例えば８×８の２次元ブロックに分割する。ブロック
分割器２１で分割された各ブロックは、メモリ２２に格
納されるとともに、離散的コサイン変換（以下、ｒＤＣ
ＴＪと呼ぶ）回路２３に与えられ、ＤＣＴにより変換さ
れる。

ＤＣＴ回路２３で得られた変換係数は、パワーの小さな
低次の係数を除き量子化器２４に与えられる。量子化器
は、伝送すべき変換係数を量子化する。量子化結果は符
号化データとして多重化器２５に与えられる一方、逆量
子化器２６にて逆量子化される。この逆量子化結果は、
逆コサイン変換（以下、ｒＩＤＣＴＪと呼ぶ）器２７に
て逆コサイン変換され、これによって得られた局部復号
画像はメモリ２８に格納される。メモリ２２に格納され
た原画像とメモリ２８に格納さた局部復号画像とは比較
器２９において比較され、その比較結果が修正指示情報
として多重化器２５に与えられている。多重化器２５は
、前記符号化データと上記修正指示情報とを多重化して
伝送する。

伝送路１２を介して送信部１１から受信部１３へと伝送
された画像伝送信号は、分割器３１にて符号化データと
修正指示情報とに分離される。符号化データは、逆量子
化器３２にて逆量子化され、ＩＤＣＴ回路３３にて逆変
換された後、修正器３４に与えられる。修正器３４は、
分割器３１から与えられる修正指示情報に基づいてＩＤ
ＣＴ回路３３の復号画像を修正する。これにより修正さ
れた局部復号画像はブロック合成器３５にて合成され再
生画像として出力される。

第２図に二次元ブロックの一列又は−行についての信号
例を示す。図中（ａ）、（ｃ）はそれぞれ異なる原信号
で、同（ｂ）、（ｃ）は、それらの再生信号をそれぞれ
示している。この図からも分るように、ブロック境界に
対して隣接ブロックが非対称である同図（ａ）の場合に
は、その再生信号（ｂ）に大きなブロック間誤差（ブロ
ック歪み）が生じているのに対し、ブロック境界に対し
て隣接するブロックが対称的な同図（ｃ）の場合には、
その再生信号（ｄ）に現われるブロック間の誤差は小さ
い。これは再生信号（ｂ）の誤差の生じる向きが隣接ブ
ロック間で丁度反対方向であるのに対し、再生信号（ｄ
）の誤差の生じる向きが隣接ブロック間で同一であるか
らである。

本システムにおける比較器２９は、このように、ブロッ
ク境界における誤差の生じる向きが反対方向で、且つ一
定値以」−であれば、境界での両者の値が一致するよう
な修正指示情報を発生させる。

第３図に比較器２つの構成例を示す。原情報と局部再生
情報のブロック境界部分のデータの差分が差分器４１に
よって求められる。この差分は、ラッチ回路４２に保持
される。続いてブロック境界をまたいだ次の原情報と再
生情報との差分が求められると、その差分とラッチ回路
４２の差分とが更に差分器４３に導かれ、両者の差分が
求められる。これにより、ブロック境界における段差が
求められる。この段差の絶対値を絶対値回路４４で求め
、差分器４にて所定のしきい値４６と比較する。そして
、段差の絶対値がしきい値よりも大きい場合には、ブロ
ック境界における修正指示情報を発生させる。

以上は１次元ブロックの場合についての説明であったが
、２次元ブロックの場合には、２次元ブロックの周縁全
体について同様の検査を行なうことにより修正指示情報
を発生させたり、或は２次元ブロックに含まれる全ての
列又は行について上述した検査を行ない、その結果を平
均値、多数決、一定数以上等の統計的手法にて集約する
ことにより修正指示情報を発生させる等の方法を採用す
ることができる。

このようにして発生された修正指示情報は、多重化器２
５を介して符号化データとともに転送される。受信側で
は、その修正指示情報に基づいて再生画像の修正を行な
う。修正の手法としては、線形内挿処理、多項関数内挿
処理、スプライン（Ｓｔ）ｌｉｎｅ）内挿、低域通過フ
ィルタなど、種々の手法を採用する二とができる。

以上の本システムによれば、原画像と再生画像とを送信
側において比較し、その比較結果に基づいて受信側で再
生される画像を修正するようにしているので、低と：ｌ
トレードの場合でも、受信側において画質の劣化の少な
い再生画像を得ることができ、より一層の高能率符号化
が実現できるという効果がある。

第４図は本発明を動画の伝送システムに適用した他の実
施例を示す図である。送信部５１に入力される画像信号
（原フレーム）は、ブロック分割器６１でブロック毎に
分割され、フレームメモリ６２に格納される。このフレ
ームメモリ６２に格納された各ブロックはブロック毎に
、動き検出器６３に与えられ、ここでフレームメモリ６
４からの過去のフレームと比較され、動きベクトルが検
出される。検出された動きベクトルは、多重化器６９に
与えられるとともに、可変遅延器６５に入力される。可
変遅延器６５においては、動き検出器６３で検出された
動きベクトルをもとに、動きベクトルで指定されるブロ
ックが、フレームメモリ６４から抽出され、そのブロッ
クか減算器６６及び加算器７２に各々入力される。

減算器６６では、可変遅延器６５で求められたブロック
と、フレームメモリ６２からの現在のブロックとの差分
が取られ、その差分がＤＣＴ回路６７においてコサイン
変換される。この変換結果のうち、パワーの小さい低次
の係数については切捨て、残りを量子化器６８に出力す
る。量子化器６８の量子化結果は符号化データとして多
重化器６つに与えられる。また、同時に量子化器６８か
らの符号化データは逆量子化器７０で逆量子化され、ｒ
　ＤＣＴ回路６１において逆変換される。この逆変換さ
れた信号と、可変遅延器６５からのブロックとが加算器
７２において加算され現在のブロックに関する局部再生
画像が得られる。この局部再生画像と、フレームメモリ
６２に格納されている原画像とは、比較器７３にて比較
され、その比較結果が修正指示情報として多重化器６９
に与えられている。また、この修正指示情報は修正器７
４にも与えられており、ここで局部再生画像のブロック
歪み等が除去された後、フレームメモリ６４に格納され
る。これにより、受信側と同じ再生画像がフレームメモ
リ６４に格納されることになる。多重化器６つは、量子
化器６８からの符号化データと、動き検出器６３からの
動きベクトル、及び比較器７３からの修正指示情報を多
重化して伝送路５２を介して受信部５３に伝送する。

受信部５３では、分割器８１において、符号化データ、
修正指示情報、及び動きベクトルが分割される。符号化
データは、逆量子化器８２にて逆量子化され、ＩＤＣＴ
回路８３にて逆変換される。

一方、可変遅延器８４は、動きベクトルにより指定され
るブロックをフレームメモリ８５から抽出する。可変遅
延器８４で抽出されたブロックと、ＩＤＣＴ回路８３の
逆変換結果とが加算器８６にて加算され、修正器８７に
与えられる。この修正器８７は、送信部５１の修正器７
４と同様のもので、加算器８６の出力からブロック歪み
を除去してフレームメモリ８５に格納する。

この実施例においても、送信側で原画像と再生画像とを
比較して、その比較結果に基づいて受信側で再生画像を
修正するようにしているので、劣化の少ない再生画像を
得ることができる。

なお、上記の実施例においては、画像の２次元変換につ
いて説明したが、１次元変換符号化についても同様に適
用できる。又、音声信号についても同様の構成をとるこ
とができる。また変換手法については、代表的直交変換
であるコサイン変換を用いてものの他、フーリエ変換、
アダマール変換、スラント変換、バール変換等の他の直
交変換はもとより、非直交の線形正則行列で表された変
換を用いても良い。又、逆変換の存在する非線形変換を
用いることもできる。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、送信側において原
情報と再生情報とを比較することにより、受信側での再
生情報の劣化を求め、これに基づいて受信側に適宜修正
指示情報を送信するため、受信側での画質劣化を抑制で
き、高能率の符号化を実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る静止画像伝送システム
のブロック図、第２図は画像信号の例を示す図、第３図
は同システムにおける比較器の詳細ブロック図、第４図
は本発明の他の実施例に係る動画伝送システムのブロッ
ク図である。 １１．５１・・・送信部、１２．５２・・・伝送路、１
３．５３・・・受信部、２３．６７・・・ＤＣＴ回路、
２４．６８・・・量子化器、２６，３２，７０゜８２・
・・逆量子化器、２７．３３，７１．８３・・・ＩＤＣ
Ｔ回路、２９．７３・・・比較器、３４，７４゜８７・
・・修正器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 伝送すべき情報を複数のブロックに分割するブロック分
   割手段と、このブロック分割手段で分割された各ブロッ
   クに対し所定の変換を施す変換手段と、この変換手段の
   変換結果を量子化する量子化手段と、この量子化手段の
   量子化結果を逆量子化する逆量子化手段と、この逆量子
   化手段の逆量子化結果に対し前記変換に対応した逆変換
   を施す逆変換手段と、この逆変換手段の逆変換結果と前
   記変換手段における変換前のブロックとを比較する比較
   手段と、この比較手段の比較結果と前記量子化手段の量
   子化結果とを多重化して送信する送信手段とを送信側に
   備え、受信側には受信された前記比較手段の比較結果に
   基づいて受信情報の修正を行なう修正手段を備えたこと
   を特徴とする変換符号化方式。