JPH04150283A - 高能率符号化装置及び方法 - Google Patents

高能率符号化装置及び方法

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JPH04150283A
JPH04150283A JP2271430A JP27143090A JPH04150283A JP H04150283 A JPH04150283 A JP H04150283A JP 2271430 A JP2271430 A JP 2271430A JP 27143090 A JP27143090 A JP 27143090A JP H04150283 A JPH04150283 A JP H04150283A
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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〕
この発明は、ディジタルテレビジョン信号の複数の画素
データがサブサンプリングにより間引き処理され、この
間引き処理後の画素データを伝送する高能率符号化装置
において、間引き画素データに関し、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し、演算出力の最小値を検出し、検
出出力と過去の補間方法を示すデータに基づいて、今回
の補間方法を決定し、決定された補間方法を表すフラグ
信号を画素データと共に伝送するようにしたことにより
、伝送データ量の圧縮率が高いものとでき、また、受信
側で補間方法が激しく変化し、画質劣化が生じることを
防止できる。
〔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−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。
例えはサブサンプリングにより、データを2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。この代表フラグを使用する方法
は、伝送データの圧縮率を高くすることができる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、複数の補間方法の最適なものを選択する
方式では、時間方向で補間方式かや、激に変化する場合
に、補間後の画像に視覚的な劣化が生じる問題があった
。特に、空間内の補間方式と時間方向の補間方式とが交
互に、或いは短い周期で切り換えられる時に、視覚的な
劣化が目立つ問題があった。
従って、この発明の目的は、補間方式の時間方向の急激
な変化を防止することにより、視覚的な劣化が防止され
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〕
この発明は、ディジタルテレビジョン信号の複数の画素
データがサブサンプリングにより間引き処理され、この
間引き処理後の画素データを伝送する高能率符号化装置
において、 間引き画素データに関し、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
する演算手段(12〜15)と、 演算手段(12〜15)の出力の最小値を検出する検出
手段(34)と、 検出手段(34)の出力と過去の補間方法を示すデータ
に基づいて、今回の補間方法を決定する手段(38〜4
5)とを備え、 決定手段(38〜45)により決定された補間方法を表
すフラグ信号を画素データと共に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である。
〔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。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、補間データと真価との間の誤差デ
ータが形成される。
誤差データが最小となる補間方法を示すフラグが形成さ
れる。このフラグの履歴が調べられ、フラグが急激に変
化しないように、伝送されるフラグが選択される。この
フラグが画素データと共に、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
最小となり、補間方法が2、激に変化しないような補間
方法が選択される。従って、補間方法の急激な変化によ
る画質劣化を防止できる。
〔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、この発明の一実施例における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、A
 n + 1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An+1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、L21及びL22は、第2フイールド
のラインを示し、L31及びL32は、第3フイールド
のラインを示し、L41及びL42は、第4フイールド
のラインを示す、上述の領域An及びAn+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たサンプリング構造である。
第2図に示すサンプリング構造に限らず、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、二〇−実施例の構成を示し、1がディジタル
テレビジョン信号の入力端子である。入力テレビジラン
データは、■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がれる画
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1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
生する。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A n−1の注目画素り
と対応する位置の画素i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■1〜■4が形成される。
補間出力If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”’4(C’+d)である。
補間出力I2は、フレーム内垂直補間出力であり、加算
回路10により生成される。
12=%(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。
I 3 = ’A (b 十c + 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Aにする機能を有している。
補間出力I4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。
14=i 上述の補間出力11〜■4が減算回路12,13.14
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(8ビツト)が算出される。減算回路12
〜15の出力信号が絶対値化回路16,17.18及び
19に供給される。絶対値化回路16〜19の出力信号
が1チヤンネルのデータにまとめられ、(8ビツト×4
=32ビツト)の誤差データがサンプリングスイッチ2
0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0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0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0〜4ビツトの可変のビット長
で量子化がされる。ADRCエンコーダ26からは、圧
縮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46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%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28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
個の誤差データは、分配回路28の最も上の出力端子か
ら順に、補間出力11に関する誤差データ、補間出力I
2に関する誤差データ、補間出力■3に関する誤差デー
タ、補間出力14に関する誤差データである。これらの
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か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
しても良い。
集計回路29.30.31の出力信号が最小値検出回路
34に供給され、集計回路29.30.31及び32の
出力信号が最小値検出回路35に供給される。最小値検
出回路34では、補間出力I4に関するものを除く他の
誤差データの集計された値の中の最小値が検出され、補
間フラグ36が出力される。同様に、最小値検出回路3
5では、全ての誤差データの集計された値の中の最小値
が検出され、補間フラグ37が出力される。即ち、最小
値検出回路34及び35は、最も誤差が小さくなる補間
方法を示す2ビツトの補間フラグ36及び37を生成す
る。
補間フラグの具体的な例は、下記に示すものである。
フィールド内水平補間   : (00)フレーム内垂
直補間    :(01)フレーム内の4点平均値補間
:  (10)フレーム間補間      :(11)
従って、最小値検出回路34からは、(OO)、(01
)、(10)の補間フラグの一つが選択的に発生し、最
小値発生回路35からは、(00)、(01)、(10
)、(11)の補間フラグの一つが選択的に発生する。
補間フラグ36がスイッチング回路45の入力端子Cに
供給される。スイッチング回路45の他方の入力端子d
には、常に(11)の補間フラグが供給されている。ス
イッチング回路45の出力がフレーム化回路46に供給
され、補間フラグ37がデコーダ38に供給される。
デコーダ38は、補間フラグ37がフレーム間補間を選
択するものである(11)の時に“1”の出力を発生し
、他の補間フラグ37に関して“0”の出力を発生する
。デコーダ38の出力が係数α(α〈1)を乗算する乗
算器39を介して加算器40に供給される。加算器40
の出力信号がレベル比較器41に供給されると共に、遅
延回路43及び(1−α)の係数の乗算器44を介して
加算器40にフィードバックされる。この遅延回路43
は、1ブロツク分の遅延量を有している。
レベル比較器41には、端子42から例えば0゜5の値
のしきい値が供給される。レベル比較器41は、加算器
40の出力が0.5以上の時に、“1”であり、これが
0.5より小の時に“0”である比較出力を発生する。
レベル比較器41の比較出力により、比較出力が“0”
の時に入力端子Cが選択され、これが”1”の時に入力
端子dが選択されるように、スイッチング回路45が制
御される。
このスイッチング回路45に対する制御は、時間方向の
補間であるフレーム間補間と空間内補間である他の補間
とを二つのグループに分け、通常は、空間内の補間の中
の最適なものを示す補間フラグがスイッチング回路45
を介してフレーム化回路46に供給される。若し、レベ
ル比較器41への入力が0.5以上の時では、スイッチ
ング回路45がフレーム間補間を選択するフラグ(11
)を選択する状態に切り替えられる。
フレーム化回路46は、ADRCエンコーダ26の出力
信号27とスイッチング回路45で選択された補間フラ
グとをシリアルの送信データに変換する。フレーム化回
路46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
46の出力端子47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、
受信された補間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。
このように、この発明の一実施例では、時間的に前の補
間方式が時間方向の補間であるか又は空間内の補間であ
るかを判別し、この判別に基づいて選択する補間フラグ
を決定するので、時間方向の補間と空間内補間とがブロ
ック毎に交互に変化することを防止できる。
第4図は、この発明の他の実施例の主要部、即ち、上述
の一実施例の最小値検出回路35に対して接続される部
分を示している。
他の実施例では、補間方法の分類を3種類に分類し、各
補間方法の履歴を調べるようにしている。
まず、デコーダ38、係数α(α<1)を乗算する乗算
器39、加算器40、レベル比較器41.1ブロツクの
遅延回路43、(1−α)の係数の乗算器44は、上述
の一実施例と対応し、フレーム間補間の履歴を判定する
。レベル比較器41の比較出力が選択信号発生回路52
に供給される。
補間フラグ37が供給されるゲート回路48は、デコー
ダ38の出力が“0”の時にオンする。従って、ゲート
回路48からは、フレーム間補間を示すフラグ(11)
を除く他のフラグ(00)(01)(00)が選択的に
取り出される。ゲート回路48の出力が最上位ビット検
出回路49及び最下位ビット検出回路50に夫々供給さ
れる。
フラグの最上位ビットが“l”の時に“ドとなり、これ
が“0”の時に“0”となる検出信号が最上位ビット検
出回路49から発生する。最下位ビット検出回路50も
同様に、これが“1”の時に“1”の検出信号を発生す
る。最下位ビット検出回路50の出力信号がゲート回路
51に供給される。ゲート回路51は、最上位ビット検
出回路49の検出信号が“0“の時にオンとされる。従
って、ゲート回路51から(01)の時に1”である検
出信号が選択的に取り出される。
最上位ビット検出回路49に対して、係数β(βく1)
を乗算する乗算器59、加算器60、レベル比較器61
.1ブロツクの遅延回路63、(1−β)の係数の乗算
器64が接続されている。
このレベル比較器61のしきい値として、端子62から
0.5の値が供給されている。従って、レベル比較器6
1からは、補間選択フラグが(10)(即ち、4点平均
値補間)の場合の履歴を示す信号が発生する。このレベ
ル比較器61の比較出力が選択信号発生回路52に供給
される。
ゲート回路51に対しても、同様にして、係数γ(γ〈
1)を乗算する乗算器69、加算器70、レベル比較器
71.1ブロツクの遅延回路73、(1−γ)の係数の
乗算器74が接続されている。
このレベル比較器71のしきい値として、端子72から
0.5の値が供給されている。従って、レベル比較器7
1からは、補間選択フラグが(01)(即ち、フィール
ド内垂直補間)の場合の履歴を示す信号が発生する。こ
のレベル比較器71の比較出力が選択信号発生回路52
に供給される。
選択信号発生回路52の出力端子53には、各分類され
た補間方法の履歴から補間フラグを選択するための選択
信号を発生する。補間フラグを選択するためのスイッチ
ング回路が図示せずも、設けられている。
第5図は、更にこの発明の他の実施例の主要部を示す、
上述と同様に形成された補間フラグが最小値検出回路3
5に供給され、最も誤差が少ないと判定された補間方法
を示す補間フラグ37が発生する。
この補間フラグ37が夫々ブロック遅延量を持つ遅延回
路55及び56の直列接続に供給される。
補間フラグ37と、遅延回路55及び56の夫々の出力
側からの補間フラグとが多数決論理回路54に供給され
る。多数決論理回路54は、現在と過去2回の補間フラ
グとの中で、2以上の補間フラグを選択する。若し、多
数決が成立しない時では、現在の補間フラグを選択する
。多数決論理回路54で選択された補間フラグがフレー
ム化回路46に供給される。
尚、この発明は、ブロック単位で補間する方式に限定さ
れず、画素単位で補間を行う方式に対しても適用できる
。この場合には、ブロック単位で誤差を集計する必要が
なく、また、過去の補間フラグを抽出するための遅延回
路として、2サンプルの遅延時間を持つものが使用され
る。
また、この発明は、ADRCに限らず、DCT(Dis
crete cosine transform)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、受信側に送信する補間フラグを
選択する時に、補間フラグの履歴を考慮することにより
、補間方法を時間方向で滑らかに変化させることができ
る。従って、空間内補間と時間方向の補間とがブロック
毎に変化し、画質の劣化を防止できる。
【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、第4
図はこの発明の他の実施例の主要部のブロック図、第5
図はこの発明の更に他の実施例の主要部のブロック図で
ある。 図面における主要な符号の説明 に入力端子、9,10.11:加算回路、12.13,
14,15:減算回路、 20:サンプリングスイッチ、 19〜32:集計回路、 34.35: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
    の画素データを伝送する高能率符号化装置において、 間引き画素データに関し、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、上記演算手段の出力の最小値を検
    出する検出手段と、 上記検出手段の出力と過去の補間方法を示すデータに基
    づいて、今回の補間方法を決定する手段とを備え、 上記決定手段により決定された補間方法を表すフラグ信
    号を画素データと共に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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007081983A (ja) * 2005-09-15 2007-03-29 Sony Corp 符号化装置、符号化方法、復号装置、復号方法およびプログラム

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JP2007081983A (ja) * 2005-09-15 2007-03-29 Sony Corp 符号化装置、符号化方法、復号装置、復号方法およびプログラム

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