JPH05103310A - 映像信号伝送装置 - Google Patents

映像信号伝送装置

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JPH05103310A
JPH05103310A JP21466191A JP21466191A JPH05103310A JP H05103310 A JPH05103310 A JP H05103310A JP 21466191 A JP21466191 A JP 21466191A JP 21466191 A JP21466191 A JP 21466191A JP H05103310 A JPH05103310 A JP H05103310A
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JP
Japan
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data
distortion
amount
circuit
quantized
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JP21466191A
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English (en)
Inventor
Yuichi Kojima
雄一 小島
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、映像信号伝送装置において、歪みの
発生しやすい画像と歪みの発生し難い画像が混在する変
化の激しい入力画像が入力される場合にも、入力される
画像に直接対応して発生情報量を調整することにより、
画像全体としての画質を一段と向上して伝送することが
できる。 【構成】高能率符号化データを複数の量子化手段でそれ
ぞれ量子化し、当該量子化手段で量子化された伝送デー
タをそれぞれ復号して復号データを求め、この後復号デ
ータと原映像信号との差分を求め、当該差分により求ま
る各歪評価量と基準歪評価量との差分が最も小さくなる
量子化サイズで量子化された伝送データを伝送データに
応じて選択して出力することにより、伝送される伝送デ
ータに生じる歪量をほぼ均一にでき、一段と画質を向上
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図3〜図6) 発明が解決しようとする課題(図3〜図6) 課題を解決するための手段(図1及び図2) 作用 実施例(図1及び図2) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号伝送装置に関
し、例えば放送局内伝送のように一対多の伝送形態で高
画質の映像を伝送する映像信号伝送装置に適用して好適
なものである。
【0003】
【従来の技術】従来、例えばテレビ会議システム、テレ
ビ電話システムなどのように動画映像でなる映像信号を
遠隔地に伝送するいわゆる映像信号伝送システムにおい
ては、伝送路を効率良く利用するため、映像信号のフレ
ーム間相関を利用して映像信号を符号化し、これにより
有意情報の伝送効率を高めるようになされている。
【0004】例えばフレーム内符号化処理は、図3に示
すように、時点t=t1 、t2 、t3 ……において動画
を構成する各画像PC1、PC2、PC3……を伝送し
ようとする場合、伝送処理すべき画像データを同一走査
線内で一次元符号化して伝送するものである。またフレ
ーム間符号化処理は、時間軸に対する映像信号の自己相
関を利用して順次隣合う画像PC1及びPC2、PC2
及びPC3……間の画素データの差分でなる画像データ
PC12、PC23……を求めることにより圧縮率を向
上させるものである。
【0005】これにより映像信号伝送システムは、画像
PC1、PC2、PC3……をその全ての画像データを
伝送する場合と比較して格段的にデータ量が少ないデイ
ジタルデータに高能率符号化して伝送路に送出すること
ができるようになされている。
【0006】すなわち図4に示すように、画像データ伝
送装置1は、入力映像信号VDを前処理回路2を介して
輝度信号及び色差信号に変換した後、アナログデイジタ
ル変換回路で8ビツトのデイジタル信号に変換し、入力
画像データS1として出力する。ここで入力画像データ
S1として順次送出される画像データは、図5に示すよ
うにな手法でフレーム画像データFRMから抽出され
る。
【0007】一枚のフレーム画像データFRMは、図5
(A)に示すように2個(水平方向)×6個(垂直方
向)のブロツクグループGOBに分割され、各ブロツク
グループGOBが図5(B)に示すように11個(水平
方向)×3個(垂直方向)のマクロブロツクMBを含む
ようにになされ、各マクロブロツクMBは図5(C)に
示すように8×8画素分の輝度信号データY1 〜Y4
全画素データに対応する色差信号データでなる色差信号
データCb 及びCr を含んでなる。
【0008】このときブロツクグループGOB内の画像
データの配列は、マクロブロツクMB単位で画像データ
が連続するようになされており、マクロブロツクMB内
ではラスタ走査の順で微小ブロツク単位で画像データが
連続するようになされている。
【0009】なおここでマクロブロツクMBは、輝度信
号に対して、水平及び垂直走査方向に連続する16×16画
素の画像データ(Y1 〜Y4 )を1つの単位とするのに
対し、これに対応する2つの色差信号においては、デー
タ量が低減処理された後時間軸多重化処理され、それぞ
れ1つの微小ブロツクCr 、Cb に16×16画素分のデー
タが割り当てられる。
【0010】差データ生成回路3は、入力画像データS
1と共に前フレームメモリ4に格納されている前フレー
ムの前フレームデータS2を入力すると、入力画像デー
タS1との差分を求めてフレーム間符号化データを発生
し(以下これをフレーム間符号化モードという)、当該
差分データS3を切換回路5を介してデイスクリートコ
サイン変換DCT(discrete cosine transform )回路
6及び切換制御回路7に出力するようになされている。
【0011】切換回路5は、切換制御回路7から出力さ
れる制御信号S4により制御され、フイールド内符号化
して伝送した方が少ないデータ量で伝送できる場合に
は、入力画像データS1をそのまま出力し、またフレー
ム間符号化して伝送した方が少ないデータ量で伝送でき
る場合には差分データS3を出力するようになされてい
る。デイスクリートコサイン変換回路6は映像信号の2
次元相関を利用して、入力画像データS1又は差分デー
タS3を微小ブロツク単位でデイスクリートコサイン変
換し、その結果得られる変換データS5を量子化回路8
に出力するようになされている。
【0012】量子化回路8は、ブロツクグループGOB
毎に定まる量子化ステツプサイズで変換データS5を量
子化し、その結果出力端に得られる量子化データS6を
可変長符号化回路VLC(variable length code)9及
び逆量子化回路12に供給する。ここで可変長符号化回
路9は、量子化データS6を可変長符号化処理し、伝送
データS7として伝送バツフアメモリBM10に供給す
る。
【0013】伝送バツフアメモリ10は、伝送データS
7を一旦メモリに格納した後、所定の順序で出力データ
S8として引き出して伝送路11に出力すると共に、メ
モリに残留している残留データ量に応じてブロツクグル
ープGOB単位の量子化制御信号S9を量子化回路8に
フイードバツクして量子化ステツプサイズを制御するよ
うになされている。これにより伝送バツフアメモリ10
は、出力データS8として発生されるデータ量を調整
し、メモリ内に適正な残量(オーバーフロー又はアンダ
ーフローを生じさせないようなデータ量)のデータを維
持するようになされている。
【0014】因に伝送バツフアメモリ10のデータ残量
が許容上限にまで増量すると、伝送バツフアメモリ10
は量子化制御信号S9によつて量子化回路8の量子化ス
テツプサイズSTPS(図6)のステツプサイズを大き
くすることにより、量子化データS6のデータ量を低下
させる。またこれとは逆に伝送バツフアメモリ10のデ
ータ残量が許容下限値まで減量すると、伝送バツフアメ
モリ10は量子化制御信号S9によつて量子化回路8の
量子化ステツプサイズSTPSのステツプサイズを小さ
くすることにより、量子化データS6のデータ量を増大
させる。
【0015】逆量子化回路12は、量子化回路8から送
出される量子化データS6を代表値に逆量子化して逆量
子化データS10に変換し、出力データS8の量子化回
路8における変換前の変換データを復号し、逆量子化デ
ータS10をデイスクリートコサイン逆変換IDCT
(inverse discrete cosine trasform)回路13に供給
するようになされている。デイスクリートコサイン逆変
換回路13は、逆量子化回路12で復号された逆量子化
データS10をデイスクリートコサイン逆変換回路6と
は逆の変換処理で復号画像データS11に変換し、前フ
レームデータ生成回路14及び切換回路15に出力する
ようになされている。
【0016】これによりデイスクリートコサイン逆変換
回路13は、伝送路11を介して出力され、受信側で再
現される出力データS8のデイスクリートコサイン変換
回路6での変換前の入力画像データS1又は差分データ
S3を伝送側で復号することができるようになされてい
る。すなわちデイスクリートコサイン逆変換回路13
は、映像信号VDがフイールド内符号化処理されて伝送
される場合には入力画像データS1を再現するのに対
し、映像信号VDがフレーム間符号化処理されて伝送さ
れる場合には差分データS3を再現するようになされて
いる。
【0017】前フレームデータ生成回路14は、前フレ
ームメモリ4からフイードバツクされる前フレームデー
タS2と復号画像データS11を加算して出力データS
8として出力された前フレームの画像データを再現し、
切換回路15を介して前フレームメモリ4に出力するこ
とにより、前フレームメモリ4に受信側に伝送される画
像を順次再現して格納するようになされている。ここで
切換回路15は、遅延回路16を介することにより映像
信号がデイスクリートコサイン変換されてからデイスク
リートコサイン逆変換されるまでに要する時間遅延され
た制御信号S4により切り換え制御されるようになされ
ている。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の画像デ
ータ伝送装置1においては、伝送バツフアメモリ10の
データ残量に基づいて量子化回路8で発生されるブロツ
クグループGOBごとの発生情報データ量を平均化する
ようになされているため、ブロツクグループGOB内に
歪みの生じやすい絵柄と歪みの生じ難い絵柄が混在する
場合には、歪みの生じやすい絵柄の部分で画質の劣化が
視覚されやすく画質が一定しないという問題があつた。
【0019】例えば回転する水車の映像のように、局所
的かつ急激に伝送情報量が増減する絵柄の場合、ブロツ
クグループGOBを構成する複数のブロツクMBのうち
の1ブロツク内に画像情報量の平坦な部分と精細な部分
が含まれている映像があるため、平均的に量子化ステツ
プサイズを設定したのでは水車のはねの部分に局所的に
歪みが集中し、はねの部分がぼやけて見えるおそれがあ
つた。またデイスクリートコサイン変換方式は、歪みが
ブロツク全体に拡散される特徴があるため、伝送される
画像によつて歪みの生じかたが異なりやすく、歪みが不
均一になりやすいため伝送画像にかかわらず画質が均一
になることが望ましい。
【0020】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、歪みの発生しやすい画像と歪みの発生し難い画像が
混在する変化の激しい入力画像が入力される場合にも、
入力される画像に直接対応して発生情報量を調整するこ
とにより、画像全体としての画質を一段と向上して伝送
することができる。
【0021】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、単位ブロツク(MB)複数個で単
位ブロツク群(GOB)を形成する映像信号VDを高能
率符号化処理して高能率符号化データS5に変換し、当
該高能率符号化データS5を量子化して伝送データS2
1A〜S21Dに変換する映像信号伝送装置20におい
て、単位ブロツク群(GOB)ごとに定まる量子化情報
S9に基づき、高能率符号化データS5を複数の量子化
サイズでそれぞれ量子化する複数の量子化手段21A〜
21Dと、各量子化手段21A〜21Dから出力される
伝送データS21A〜S21Dをそれぞれ復号する複数
の復号手段25A〜28A、25B〜28B、25C〜
28C、25D〜28Dと、各復号手段25A〜28
A、25B〜28B、25C〜28C、25D〜28D
で復号された復号データS23A〜S23Dと当該復号
データS22A〜S22Dに対応する原映像信号S1と
の差分をそれぞれ求める複数の差分データ検出手段29
A〜29Dと、各差分データ検出手段29A〜29Dの
検出結果に基づいて、単位ブロツク(MB)ごとの歪評
価量S26A〜S26Dをそれぞれ求める複数の歪評価
手段33A〜33D、34A〜34Dと、量子化情報S
9に基づいて、単位ブロツク群(GOB)ごとに基準歪
評価量S27を求める基準歪評価手段36と、各歪評価
手段33A〜33D、34A〜34Dでそれぞれ求めら
れる各歪評価量S26A〜S26Dと基準歪評価手段3
6で求められる基準歪評価量S27をそれぞれ比較する
複数の歪量比較手段35A〜35Dと、各歪量比較手段
35A〜35Dでの比較結果S28A〜S28Dを最小
とする歪量比較手段35A(35B〜35D)を判別
し、当該歪量比較手段35A(35B〜35D)に対応
する量子化手段21A(21B〜21D)から出力され
る伝送データS21A(S21B〜S21D)を選択し
て出力させる制御手段37とを備えるようにする。
【0022】
【作用】同一単位ブロツク群内に画質劣化の生じやすい
映像信号と、画質劣化の生じ難い映像信号が混在してい
る場合、映像信号VDを高能率符号化してなる高能率符
号化データS5を複数の量子化手段21A〜21Dでそ
れぞれ量子化すると共に、当該量子化手段21A〜21
Dで量子化された伝送データS21A〜S21Dをそれ
ぞれ復号し、復号後の復号データS23A〜S23Dと
原映像信号S1との差分S24A〜S24Dを求め、当
該差分S24A〜S24Dで求まる各歪評価量S26A
〜S26Dと基準歪評価量S27との差分が最も小さく
なる量子化サイズで量子化された伝送データS21A
(S21B〜S21D)を選択して出力する。
【0023】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0024】図3との対応部分に同一符号を付して示す
図1において、画像データ伝送装置20は、デイスクリ
ートコサイン変換回路6で変換された変換データS5を
4組の量子化回路21(21A、21B、21C、21
D)を介してそれぞれ異なる量子化ステツプサイズST
PSで量子化し、当該量子化回路21から出力される量
子化データのうち最適な量子化ステツプサイズの量子化
データを選択して伝送路11に出力するようになされて
いる。
【0025】4組の量子化回路21A〜21Dは、それ
ぞれ伝送バツフアメモリ10から入力される量子化制御
信号S9に基づいて量子化ステツプサイズを量子化回路
21Aから21Dへ順に小さく設定する。量子化回路2
1A〜21Dは、各量子化ステツプサイズで変換データ
S5を量子化データS21A〜S21Dに変換し、4組
の局部復号回路系22(22A〜22D)及び遅延回路
23A〜23Dに供給する。
【0026】ここで遅延回路23A〜23Dは、4組の
局部復号回路系22A〜22Dが信号処理に要する時
間、量子化データS21A〜21Dを遅延して出力切換
回路24に供給するようになされている。出力切換回路
24は、切換制御信号S29によつて選択された量子化
データS21A〜S21Dを可変長符号化回路9に出力
するようになされており、伝送データS7を伝送バツフ
アメモリ10を介して伝送路11に順次送出する。
【0027】ここで局部復号回路系22A〜22Dは、
量子化回路21A〜21Dから出力された量子化データ
S21A〜S21Dをそれぞれ逆量子化回路(Q- )2
5A〜25Dでそれぞれ代表値に逆量子化してデイスク
リートコサイン逆変換回路26A〜26Dに出力し、デ
イスクリートコサイン逆変換回路26A〜26Dでさら
に復号画像データS22A〜S22Dに変換して出力す
るようになされている。
【0028】前フレームデータ生成回路27A〜27D
は、前フレームメモリ4からフイードバツクされる前フ
レームデータS2を復号画像データS22A〜S22D
に加算して各量子化ステツプサイズで伝送される画像デ
ータを再現すると、切換回路28A〜28Dを介して歪
量算出回路29A〜29D及び伝送データ切換回路30
に供給するようになされている。歪量算出回路29A〜
29Dは、遅延回路31を介して原画像としての入力画
像データS1と切換回路28A〜28Dを介して入力さ
れる局部復号データS23A〜S23Dとの差を算出す
ることにより、同一サンプルに対する歪量を算出するよ
うになされており、当該歪量を歪データS24A〜S2
4Dとして量子化パラメータ制御回路32に出力するよ
うになされている。
【0029】ここで量子化パラメータ制御回路32は、
図2に示すように、各量子化ステツプサイズごとに求ま
る歪データS24A〜S24Dを絶対値回路33A〜3
3Dに入力し、原画像データに対する歪の絶対値、すな
わち絶対差分データS25A〜S25Dを求めるように
なされている。積分回路34A〜34Dは、絶対値回路
33A〜33Dより入力される絶対差分データS25A
〜S25Dの総和をそれぞれ各ブロツクごとに求める
と、歪総和データS26A〜S26Dとして減算回路3
5A〜35Dに供給する。
【0030】減算回路35A〜35Dは、ROM構成の
標準歪発生回路36から入力される各ブロツクごとの標
準歪データS27と歪総和データS26A〜S26Dと
の差分を算出し、当該差分データS28A〜S28Dを
最小値判定回路37に出力するようになされている。こ
こで標準歪発生回路36は、伝送バツフアメモリ10か
ら量子化制御信号S9として入力されるブロツクグルー
プGOBごとの制御パラメータに基づいて、各ブロツク
ごとに生じるであろう標準的又は平均的な歪の絶対値和
を推定し、当該推定値を標準歪データS27として出力
するようになされている。
【0031】最小値判定回路37は、歪総和データS2
6A〜S26Dと標準歪データS27との差分の最小値
を判別し、すなわちブロツクグループGOBごとに定ま
る量子化ステツプサイズに基づいて推定される平均的な
歪量に最も近い歪が生じる局部復号回路系22A〜22
Dを判別して切換制御信号S22として出力するように
なされている。
【0032】以上の構成において、空を背景とする水車
の映像のように、画質の劣化の生じ難い背景部分と画質
の劣化の生じ易い水車のはねの部分が混在する境界部分
に対応するブロツクグループGOBの映像信号VDが前
処理回路2に入力された場合、前処理回路2は当該映像
信号VDを8ビツトの入力画像データS1に変換し、差
データ作成回路3及び遅延回路31に供給する。差デー
タ作成回路3は、前処理回路2から入力される現入力画
像データS1と前フレームメモリ4から供給される前フ
レームの対応ブロツクグループGOBとのフレーム間差
分データS3を求め、デイスクリートコサイン変換回路
6において各ブロツク毎に2次元デイスクリートコサイ
ン変換する。
【0033】画像データ伝送装置20は、デイスクリー
トコサイン変換回路6の出力段に並列に接続された4組
の量子化回路21A〜21Dに変換データS5を供給
し、それぞれ異なる量子化ステツプサイズで変換データ
S5を量子化する。このとき画像データ伝送装置20
は、4組の逆量子化回路25A〜25D、デイスクリー
トコサイン逆変換回路26A〜26D、前フレームデー
タ生成回路27A〜27Dを順に介して伝送画像を局部
的に復号し、局部復号画像データS23A〜S23Dと
して出力する。
【0034】ここで画像データ伝送装置20は、歪量算
出回路29A〜29Dで局部復号データS23A〜S2
3Dと原画像としての入力画像データS1との差分をそ
れぞれ算出し、各量子化ステツプサイズによつて生じる
原画像に対する歪量を求め、歪データS24A〜S24
Dとして量子化パラメータ制御回路32に出力する。こ
のとき量子化パラメータ制御回路32は、絶対値回路3
3A〜33Dによつて歪データS23の絶対値を求める
と、積分回路34A〜34Dで各ブロツク毎の歪の総和
を算出し、現在の各量子化ステツプサイズでは各ブロツ
クの復号値が原画像のデータに対して実際にどれだけず
れが生じることになるか算出する。
【0035】これと同時に量子化パラメータ制御回路3
2は、伝送バツフアメモリ10のデータ蓄積量がオーバ
ーフロー又はアンダーフローしないように量子化サイズ
を決定するブロツクグループGOB毎の制御パラメータ
を量子化制御信号S9として標準歪発生回路36に入力
すると各ブロツク毎に生じるであろう歪量を推定し、減
算回路32に標準歪データS27を出力する。この後量
子化パラメータ制御回路32は、減算回路35A〜35
Dで標準歪データS27による基準値に対して各量子化
ステツプサイズで実際にどの程度の差分が生じているか
を求め、最小値判定回路37に差分データS28A〜S
28Dとして供給する。
【0036】ここで最小値判定回路37は、差分データ
S28A〜S28Dの大小からどの量子化回路で量子化
した画像データが標準歪データS27に近くなるか判別
し、推測される画像データの平均的な量子化ステツプサ
イズに最も近い値をとる量子化回路を選択する切換制御
信号S29を切換回路24に出力する。例えば背景領域
画像に対応するブロツクが多いブロツクグループGOB
では、情報量が少ないため伝送バツフアメモリ10で量
子化ステツプサイズが大きく設定されるが、水車と背景
領域との境界部分に対応するブロツクでは情報量が多く
なるため、現在の量子化サイズで推定される歪量に対し
て多くの歪が発生する。
【0037】この場合、画像データ伝送装置20は、変
換データS5をそれぞれ異なる量子化ステツプサイズで
量子化し、可変長符号化処理して出力するに先立つて、
各量子化ステツプサイズで量子化された量子化データS
21A〜S21Dを逆量子化して復号し、原画像に対し
て生じる各歪量を求める。この後画像データ伝送装置2
0は、各ブロツクごとに現在の量子化ステツプサイズで
各ブロツクに生じるであろうと推測される歪量に最も近
くなる量子化ステツプサイズを有する量子化回路を選択
し、選択回路24の入力を切り換える。
【0038】これにより水車と背景との境界部分に対応
するブロツクのように情報量が増大する場合にも、各ブ
ロツクに生じる歪量のばらつきによる画質の劣化が生じ
ないように切換制御信号S29を切換回路24及び30
に出力して予め入力端を切り換えることにより、最適な
量子化ステツプサイズで量子化された画像データを可変
長符号化回路9に出力させる。
【0039】この後可変長符号化回路9は、可変長符号
化処理後伝送バツフアメモリ10を介して伝送路11に
出力し、また前フレームメモリ4は切換回路30を介し
て実際に伝送された画像データを伝送側で復号して格納
し、以下同様の動作を繰り返す。
【0040】以上の構成によれば、伝送する画像データ
の可変長符号化に先立つて、それぞれ異なる量子化ステ
ツプサイズで量子化された画像データの局部復号値を前
もつて求め、この局部復号値の各ブロツク毎の原画像に
対する歪量のうち現在の量子化ステツプサイズで生じる
であろうと推測される値に最も近い値をとる量子化ステ
ツプサイズで量子化された画像データを選択して出力す
ることにより、同一ブロツクグループ内で局所的かつ急
激に情報量が増減する場合にも、画質を劣化させること
なく画像データを伝送することができる。
【0041】またこの場合同一ブロツクグループGOB
内ではブロツク毎に生じる歪の総量を予め推定された標
準歪に近づけることができることにより、ブロツクグル
ープGOB内で歪の分布が不均一になるおそれを有効に
回避することができる。
【0042】なお上述の実施例においては、量子化パラ
メータ制御回路32で原画像データとしての入力画像信
号S1と局部復号画像データS22との同一サンプルに
対する差データS23の絶対値を求める場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、各差データS23の二
乗和を求めても良く、また非線型に重み付けた値を求め
る等種々の場合に適用し得る。
【0043】また上述の実施例においては、量子化パラ
メータ制御回路32でブロツクグループGOB毎の量子
化制御パラメータを示す量子化制御信号S9に基づいて
各ブロツク毎に標準的歪量の絶対値和を推定する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、標準的歪量の
二乗和等を推定するようにしても良い。
【0044】さらに上述の実施例においては、量子化パ
ラメータ制御回路32として図2に示す構成の処理回路
を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、原画像データでなる入力画像信号S1と局部復号画
像データS22との同一サンプルに対する差データS2
4及びブロツクグループGOB毎の制御パラメータでな
る量子化制御信号S9に基づいてブロツク単位の量子化
パラメータを制御する種々の処理回路に広く適用し得
る。
【0045】さらに上述の実施例においては、空を背景
とする水車の映像を信号処理して伝送する場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、データ量の変化の激
しい入力画像を伝送する場合に好適である。
【0046】さらに上述の実施例においては、入力映像
信号S1と局部復号画像データS23との差データS2
4及びブロツクグループGOB毎の制御パラメータでな
る量子化制御信号S9に基づいてブロツク単位の量子化
パラメータを制御する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、フイルタ特性等を制御するようにしても
良い。
【0047】さらに上述の実施例においては、入力映像
信号S1と局部復号画像データS23との差データS2
4及びブロツクグループGOB毎の制御パラメータでな
る量子化制御信号S9に基づいてブロツク単位の量子化
パラメータを制御する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、伝送画像データを信号処理してなる他の
処理信号を用いる場合にも広く適用し得る。
【0048】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、高能率符
号化データを複数の量子化手段でそれぞれ量子化し、当
該量子化手段で量子化された伝送データをそれぞれ復号
して復号データを求め、この後復号データと原映像信号
との差分を求め、当該差分により求まる各歪評価量と基
準歪評価量との差分が最も小さくなる量子化サイズで量
子化された伝送データを選択して出力することにより、
伝送される伝送データの歪量をほぼ均一にでき、一段と
画質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像データ伝送装置の一実施例を
示すブロツク図である。
【図2】その量子化パラメータ制御回路の説明に供する
ブロツク図である。
【図3】フレーム内/フレーム間符号化処理の説明に供
する略線図である。
【図4】従来の画像データ伝送装置の説明に供するブロ
ツク図である。
【図5】フレーム画像データの構成を示す略線図であ
る。
【図6】量子化ステツプの説明に供する略線図である。
【符号の説明】
20……画像データ伝送装置、21A、21B……局部
復号回路系、25……量子化/逆量子化回路、26……
デイスクリートコサイン逆変換回路、27……局部復号
回路、29……歪量算出回路、32……量子化パラメー
タ制御回路、36……標準歪発生回路、37……最小値
判定回路。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年8月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号伝送装置に関
し、デイスクリートコサイン変換等の直交変換方式によ
つて、例えば放送のように一対多の伝送形態で高画質の
映像を伝送する映像信号伝送装置に適用して好適なもの
である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】
【従来の技術】従来、例えばテレビ会議システム、テレ
ビ電話システムなどのように動画映像でなる映像信号を
遠隔地に伝送するいわゆる映像信号伝送システムにおい
ては、伝送路を効率良く利用するため、映像信号の相関
を利用して映像信号を符号化し、これにより有意情報の
伝送効率を高めるようになされている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】すなわち図4に示すように、画像データ伝
送装置1は、デイジタル化された入力映像信号VDにつ
いて前処理回路2によつて帯域制限及び送出順序変換等
を行い、入力画像データS1として出力する。ここで入
力画像データS1として順次送出される画像データは、
図5に示すようにな手法でフレーム画像データFRMか
ら抽出される。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】一枚のフレーム画像データFRMは、例え
ば図5(A)に示すように2個(水平方向)×6個(垂
直方向)のブロツクグループGOBに分割され、各ブロ
ツクグループGOBが図5(B)に示すように11個
(水平方向)×3個(垂直方向)のマクロブロツクMB
を含むようにになされ、各マクロブロツクMBは図5
(C)に示すように8×8画素分の輝度信号データY1
〜Y4の全画素データに対応する色差信号データでなる
色差信号データCb及びCrを含んでなる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】差データ生成回路3は、入力画像データS
1と共に前フレームメモリ4に格納されている前フレー
ムの前フレームデータS2を入力すると、入力画像デー
タS1との差分を求めてフレーム間符号化データを発生
し(以下これをフレーム間符号化モードという)、当該
差分データS3を切換回路5を介してデイスクリートコ
サイン変換(DCT:discrete cosine
transform)回路6及び切換制御回路7に上
記入力画像データS1と共に出力するようになされてい
る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】切換回路5は、切換制御回路7から出力さ
れる制御信号S4により制御され、フイールド内符号化
して伝送した方が少ないデータ量で伝送できる可能性が
高いと判断される場合には、入力画像データS1をその
まま出力し、またフレーム間符号化して伝送した方が少
ないデータ量で伝送できる可能性が高いと判断される場
合には差分データS3を出力するようになされている。
デイスクリートコサイン変換回路6は映像信号の2次元
相関を利用するべく、入力画像データS1又は差分デー
タS3を微小ブロツク単位でデイスクリートコサイン変
換し、その結果得られる係数データS5を量子化回路8
に出力するようになされている。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】量子化回路8は、ブロツクグループGOB
毎に定まる量子化ステツプサイズで係数データS5を量
子化し、その結果出力端に得られる量子化データS6を
可変長符号化回路(VLC:variable len
gth code)9及び逆量子化回路12に供給す
る。ここで可変長符号化回路9は、量子化データS6を
可変長符号化処理し、伝送データS7として伝送バツフ
アメモリBM10に供給する。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】逆量子化回路12は、量子化回路8から送
出される量子化データS6を代表値に逆量子化して逆量
子化データS10に変換し、デイスクリートコサイン逆
変換(IDCT:inverse discrete
cosine trasform)回路13に供給する
ようになされている。デイスクリートコサイン逆変換回
路13は、逆量子化回路12で復号された逆量子化デー
タS10をデイスクリートコサイン逆変換回路6とは逆
の変換処理で復号画像データS11に変換し、前フレー
ムデータ生成回路14及び切換回路15に出力するよう
になされている。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】これによりデイスクリートコサイン逆変換
回路13は、伝送路11を介して出力され、受信側で再
現される出力データS8のデイスクリートコサイン変換
回路6での変換前の入力画像データS1又は差分データ
S3を伝送側で復号することができるようになされてい
る。すなわちデイスクリートコサイン逆変換回路13
は、映像信号VDがフイールド内符号化処理されて伝送
される場合には入力画像データS1を再現するのに対
し、映像信号VDがフレーム間符号化処理されて伝送さ
れる場合には差分データS3を復元するようになされて
いる。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】前フレームデータ生成回路14は、前フレ
ームメモリ4からフイードバツクされる前フレームデー
タS2と復号画像データS11を加算して出力データS
8として出力された前フレームの画像データを復元し、
切換回路15を介して前フレームメモリ4に出力するこ
とにより、前フレームメモリ4に受信側に伝送される画
像を順次再現して格納するようになされている。ここで
切換回路15は、遅延回路16を介することにより映像
信号がデイスクリートコサイン変換されてからデイスク
リートコサイン逆変換されるまでに要する時間遅延され
た制御信号S4により切り換え制御されるようになされ
ている。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】例えば回転する水車の映像のように、局所
的かつ急激に伝送情報量が増減する絵柄の場合、ブロツ
クグループGOBを構成する複数のブロツクMBのうち
の1ブロツク内に画像情報量の平坦な部分と精細な部分
が含まれている映像があるため、平均的に量子化ステツ
プサイズを設定したのでは水車のはねが含まれるブロツ
クに局所的に歪みが集中し、はねの部分がぼやけて見え
たり周辺の平坦部にブロツク状の歪が知覚されるおそれ
があつた。デイスクリートコサイン変換方式は、歪みが
ブロツク全体に拡散される特徴があり、伝送される画像
の画柄によつて歪みの生じかたが異なりやすく、歪みが
不均一になりやすいため、特に高画質伝送装置において
は伝送画像の性質にかかわらず画質が均一になることが
重要となる。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、単位ブロツク(MB)複数個で単
位ブロツク群(GOB)を形成する映像信号VDを直交
変換して係数データS5を求め、当該係数データS5を
量子化して量子化データS21A〜S21Dに変換する
映像信号伝送装置20において、単位ブロツク群(GO
B)ごとに定まる量子化情報S9に基づき、係数データ
S5を複数の量子化サイズでそれぞれ量子化する複数の
量子化手段21A〜21Dと、各量子化手段21A〜2
1Dから出力される量子化データS21A〜S21Dを
それぞれ復号する複数の局部復号手段25A〜28A、
25B〜28B、25C〜28C、25D〜28Dと、
各局部復号手段25A〜28A、25B〜28B、25
C〜28C、25D〜28Dで復号された局部復号デー
タS23A〜S23Dと当該局部復号データS22A〜
S22Dに対応する原映像信号S1との差分をそれぞれ
求める複数の差分データ検出手段29A〜29Dと、各
差分データ検出手段29A〜29Dの検出結果に基づい
て、単位ブロツク(MB)ごとの歪評価量S26A〜S
26Dをそれぞれ求める複数の歪評価手段33A〜33
D、34A〜34Dと、量子化情報S9に基づいて、単
位ブロツク群(GOB)ごとに基準歪評価量S27を求
める基準歪評価手段36と、各歪評価手段33A〜33
D、34A〜34Dでそれぞれ求められる各歪評価量S
26A〜S26Dと基準歪評価手段36で求められる基
準歪評価量S27をそれぞれ比較する複数の歪量比較手
段35A〜35Dと、各歪量比較手段35A〜35Dで
の比較結果S28A〜S28Dを最小とする歪量比較手
段35A(35B〜35D)を判別し、当該歪量比較手
段35A(35B〜35D)に対応する量子化手段21
A(21B〜21D)から出力される量子化データS2
1A(S21B〜S21D)を選択して出力させる制御
手段37とを備えるようにする。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】
【作用】同一単位ブロツク群内に画質劣化の生じやすい
映像信号と、画質劣化の生じ難い映像信号が混在してい
る場合、映像信号VDを直交変換してなる係数データS
5を複数の量子化手段21A〜21Dでそれぞれ量子化
すると共に、当該量子化手段21A〜21Dで量子化さ
れた伝送データS21A〜S21Dをそれぞれ局部復号
し、局部復号後の局部復号データS23A〜S23Dと
原映像信号S1との差分S24A〜S24Dを求め、当
該差分S24A〜S24Dで求まる各歪評価量S26A
〜S26Dと基準歪評価量S27との差分が最も小さく
なる量子化サイズで量子化された量子化データS21A
(S21B〜S21D)を選択して出力する。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】4組の量子化回路21A〜21Dは、それ
ぞれ伝送バツフアメモリ10から人力される量子化制御
信号S9に基づいて量子化ステツプサイズを量子化回路
21Aから21Dへ順に小さく設定する。量子化回路2
1A〜21Dは、各量子化ステツプサイズで係数データ
S5を量子化データS21A〜S21Dに変換し、4組
の局部復号回路系22(22A〜22D)及び遅延回路
23A〜23Dに供給する。
【手続補正16】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】この後可変長符号化回路9は、可変長符号
化処理後伝送バツフアメモリ10を介して伝送路11に
出力し、また前フレームメモリ4は切換回路30を介し
て実際に伝送された画像データを伝送側で復元して格納
し、以下同様の動作を繰り返す。
【手続補正17】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】以上の構成によれば、伝送する画像データ
の可変長符号化に先立つて、それぞれ異なる量子化ステ
ツプサイズで量子化された画像データの局部復号値を前
もつて求め、この局部復号値の各ブロツク毎の原画像に
対する歪量のうち現在の量子化ステツプサイズで生じる
であろうと推測される値に最も近い値をとる量子化ステ
ツプサイズで量子化された画像データを選択して出力す
ることにより、同一ブロツクグループ内で局所的かつ急
激に歪量が増減しやすい画像が入力される場合にも、画
質を劣化させることなく画像データを伝送することがで
きる。
【手続補正18】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0045
【補正方法】変更
【補正内容】
【0045】さらに上述の実施例においては、空を背景
とする水車の映像を信号処理して伝送する場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、変化の激しい入力画
像を伝送する場合に好適である。
【手続補正19】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0048
【補正方法】変更
【補正内容】
【0048】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、係数デー
タを複数の量子化手段でそれぞれ量子化し、当該量子化
手段で量子化された量子化データをそれぞれ局部復号し
て局部復号データを求め、この後局部復号データと原映
像信号との差分を求め、当該差分により求まる各歪評価
量と基準歪評価量との差分が最も小さくなる量子化サイ
ズで量子化された量子化データを選択して出力すること
により、伝送される画像の歪量をほぼ均一にでき、一段
と画質を向上することができる。
【手続補正20】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月16日
【手続補正20】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図 4】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単位ブロツク複数個で単位ブロツク群を形
    成する映像信号を高能率符号化処理して高能率符号化デ
    ータに変換し、当該高能率符号化データを量子化して伝
    送データに変換する映像信号伝送装置において、 上記単位ブロツク群ごとに定まる量子化情報に基づき、
    上記高能率符号化データを複数の量子化サイズでそれぞ
    れ量子化する複数の量子化手段と、 上記各量子化手段から出力される上記伝送データをそれ
    ぞれ復号する複数の復号手段と、 上記各復号手段で復号された復号データと当該復号デー
    タに対応する原映像信号との差分をそれぞれ求める複数
    の差分データ検出手段と、 上記各差分データ検出手段の検出結果に基づいて、上記
    単位ブロツクごとの歪評価量をそれぞれ求める複数の歪
    評価手段と、 上記量子化情報に基づいて、上記単位ブロツク群ごとに
    基準歪評価量を求める基準歪評価手段と、 上記各歪評価手段でそれぞれ求められる上記各歪評価量
    と上記基準歪評価手段で求められる上記基準歪評価量を
    それぞれ比較する複数の歪量比較手段と、 上記各歪量比較手段での比較結果を最小とする上記歪量
    比較手段を判別し、当該歪量比較手段に対応する上記量
    子化手段から出力される上記伝送データを選択して出力
    させる制御手段とを具えることを特徴とする映像信号伝
    送装置。
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