JPH0514739A - 画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ブロック化回路１２は、画像データを空間配
置におけるｎ×ｎ個を１ブロックとするブロックに分割
する。ＤＣＴ回路１３は、各ブロックの画像データをＤ
ＣＴして変換係数を算出する。量子化器Ｑ_m は、互いに
異なる量子化幅を有し、変換係数をそれぞれ量子化す
る。領域決定回路１４ｅは、変換係数Ｃ_ijの絶対値に基
づいて所定の閾値以上の変換係数が含まれる領域を検出
する。制御回路１４ｆは、その領域の変換係数を他の領
域の変換係数よりも小さな量子化幅で量子化するように
量子化器Ｑ_m を制御する。 【効果】 レベルが高い重要な係数に対して量子化歪み
を小さく抑えるとができ、良好な画質を得ることができ
る。また、従来の装置に比して、複数のブロックからな
る処理単位のデータ量をより小さなステップで精度良く
所定のデータ量以下に抑えることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像符号化装置に関
し、特に画像データを離散余弦変換によって高能率符号
化する画像符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データを伝送したり、例えば磁気テ
ープ等の記録媒体に記録するとき、画像情報圧縮のため
に種々の符号化が採用されている。例えば所謂予測符号
化、変換符号化、ベクトル量子化等が知られている。

【０００３】ところで、上記変換符号化は、画像信号の
有する相関性を利用し、標本値（以下画像データとい
う）を相互に直交する軸に変換して画像データ間の相関
を無相関化し、データ量の削減を行うものであり、所謂
基底ベクトルが互いに直交し、変換前の平均信号電力の
総和と直交変換により得られる所謂変換係数の平均電力
の総和が等しく、かつ低周波成分への電力集中度に優れ
た直交変換が採用されており、例えば所謂アダマール変
換、ハール変換、カールネン・ルーベ（Ｋ−Ｌ）変換、
離散余弦変換（以下ＤＣＴ：Discrete Cosine Transfor
m という）、離散正弦変換（以下ＤＳＴ：Discrete Sin
e Transform という）、傾斜（スラント）変換等が知ら
れている。

【０００４】ここで、上記ＤＣＴについて簡単に説明す
る。ＤＣＴは、画像を空間配置における水平・垂直方向
ともにｎ個（ｎ×ｎ）の画素からなる画像ブロックに分
割し、画像ブロック内の画像データを余弦関数を用いて
直交変換するものである。このＤＣＴは、高速演算アル
ゴリズムが存在し、画像データの実時間変換を可能にす
る１チップの所謂ＬＳＩが実現したことにより、画像デ
ータの伝送や記録に広く用いられるようになっている。
また、ＤＣＴは、符号化効率として、効率に直接影響す
る低周波成分への電力集中度の点で最適な変換である上
記Ｋ−Ｌ変換と殆ど同等の特性を有するものである。し
たがって、ＤＣＴにより得られる変換係数を、電力が集
中する成分のみを符号化することにより、全体として情
報量の大幅な削減が可能となる。

【０００５】具体的には、ｎ×ｎ個の画像データをＤＣ
Ｔして得られる変換係数を例えばＣ_ij（ｉ＝０〜ｎ−
１，ｊ＝０〜ｎ−１）で表すと、変換係数Ｃ₀₀は画像ブ
ロック内の平均輝度値を表す直流成分に対応し、その電
力は、通常、他の成分に比べてかなり大きくなる。そこ
で、この直流成分を粗く量子化した場合、視覚的に大き
な画質劣化として感じられる直交変換符号化特有の雑音
である所謂ブロック歪みが生じるところから、変換係数
Ｃ₀₀に多くのビット数（例えば８ビット以上）を割り当
てて均等量子化し、直流成分を除く他の成分（以下交流
成分という）の変換係数Ｃ_ij（Ｃ₀₀を除く）には、例え
ば視覚の空間周波数が高域では低下するという視覚特性
を利用して、高周波成分ほどビット数の割り当てを減少
させて量子化するようになっている。

【０００６】そして、画像データの伝送や記録では、画
像データをＤＣＴして得られる変換係数Ｃ_ijを上述のよ
うに量子化した後、さらに圧縮を行うために所謂ハフマ
ン符号化（Huffman coding）やランレングス符号化（Ru
n Length coding ）等の可変長符号化を施し、得られる
符号化データに同期信号やパリティ等を付加して伝送や
記録を行うようになっている。

【０００７】さらに、例えば映像信号をディジタル信号
として磁気テープに記録するディジタルビデオテープレ
コーダ（以下単にＶＴＲという）では、編集や変速再生
等を考慮すると１フレームあるいは１フィールドのデー
タ量が一定（固定長）であることが望ましく、また回路
規模を考慮すると、符号化データを所定の画像ブロック
数分集めた処理単位も固定長であることが望ましい。そ
こで、ＶＴＲでは、量子化幅が互いに異なる複数の量子
化器を準備しておき、処理単位内の全ての画像ブロック
に対しては１つ量子化器を用いる条件のもとに、処理単
位のデータ量が所定値以下であって量子化幅が最小の量
子化器を選択して量子化を行うようになっている。

【０００８】具体的には、例えば、４つの量子化器
Ｑ₁ 、Ｑ₂ 、Ｑ₃ 、Ｑ₄ を準備し、図６に示すように、
画像ブロックの変換係数Ｃ_ijの領域８０を８×８の大き
さ（以下単に８×８という）とすると共に、３×３の領
域８１、６×６の領域から該領域８１を除いた領域８
２、上記領域８０から上記領域８１、８２を除いた領域
８３の３つの領域に分割し、すなわち低周波成分の領域
８１、高周波成分の領域８３及び中間の周波数成分の領
域８２に分割し、量子化器Ｑ₁ は、３つの領域８１、８
２、８３において所定の量子化幅ｑで量子化を行い、量
子化器Ｑ₂ は、領域８１、８２において量子化幅ｑで量
子化を行うと共に、領域８３において量子化幅２ｑで量
子化を行い、量子化器Ｑ₃ は、領域８１において量子化
幅ｑで量子化を行うと共に、領域８２、８３において量
子化幅２ｑで量子化を行い、量子化器Ｑ₄ は、３つの領
域８１、８２、８３において量子化幅２ｑで量子化を行
い、処理単位内の全ての画像ブロックに対しては１つ量
子化器を用いる条件のもとに、処理単位のデータ量が所
定値以下であって量子化幅が最小の量子化器を選択する
ようになっている。なお、量子化幅を２倍（例えばｑに
対して２ｑ）にする代わりに、変換係数Ｃ_ijを１／２倍
しても同等である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、変換係数Ｃ
_ijの分布は絵柄、動き等に依存し、実際には高域（例え
ば上述の領域８３）にも重要な係数が発生する場合があ
り、低周波成分のみが重要な成分と一義的に決定するこ
とができない。すなわち、高周波成分を、上述のように
一義的に粗く（量子化幅を大きくして）量子化すると、
量子化歪みが大きくなり、画質劣化の原因となる。

【００１０】また、上述のように量子化幅の切換ステッ
プを２ⁿ とすると、ある量子化幅で量子化したときの処
理単位のデータ量が所定値より少しだけ多い場合、量子
化幅が１ランク大きな量子化器が選択され、これにより
得られる処理単位のデータ量は所定値よりもかなり小さ
な値となる。すなわち、符号化効率が低下することにな
る。

【００１１】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、画像データを余弦関数を用いて直交変換
して得られる変換係数のうちの重要な変換係数に対し
て、量子化歪みを小さく抑えるとができ、良好な画質を
得ることができる画像符号化装置の提供を目的とするも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するために、画像データを空間配置におけるｎ×ｎ
個を１ブロックとするブロックに分割するブロック化手
段と、該ブロック化手段からの各ブロックの画像データ
を余弦関数を用いて直交変換して変換係数を算出する離
散余弦変換手段と、該離散余弦変換手段からの変換係数
を量子化して量子化データを形成し、該量子化データを
出力する量子化手段と、上記離散余弦変換手段からの変
換係数の絶対値を少なくとも１つの閾値と比較する比較
手段と、該比較手段の比較結果に基づいて上記閾値以上
の変換係数が含まれる最大の行番号と最大の列番号をそ
れぞれ検出し、該検出された行番号と列番号で分割され
る少なくとも２つの領域において、上記閾値以上の変換
係数が含まれる領域をより小さな量子化幅で変換係数を
量子化するように上記量子化手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明に係る画像符号化装置では、画像データ
を空間配置におけるｎ×ｎ個を１ブロックとするブロッ
クに分割し、各ブロックの画像データを余弦関数を用い
て直交変換して変換係数を算出し、この変換係数を量子
化して量子化データを形成し、量子化データを出力する
際に、変換係数の絶対値を少なくとも１つの閾値と比較
し、この比較結果に基づいて閾値以上の変換係数が含ま
れる最大の行番号と最大の列番号をそれぞれ検出し、検
出された行番号と列番号で分割される少なくとも２つの
領域において、閾値以上の変換係数が含まれる領域をよ
り小さな量子化幅で変換係数を量子化するようにする。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る画像符号化装置の一実施
例を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明を適
用した画像符号化装置の回路構成を示すものであり、図
２は、この画像符号化装置を適用したディジタルビデオ
テープレコーダ（以下単にＶＴＲという）の記録系の回
路構成を示すものであり、図３は、該ＶＴＲの再生系の
回路構成を示すものである。

【００１５】まず、このＶＴＲについて説明する。この
ＶＴＲは、図２に示すように、アナログ映像信号をディ
ジタル信号に変換し、得られる画像データに所謂変換符
号化等のデータ処理を施してデータ圧縮を行った後、磁
気ヘッド２１を介して磁気テープ１に記録する記録系
と、図３に示すように、磁気テープ１から磁気ヘッド３
１によって再生される再生信号を２値化すると共に、復
号化等のデータ処理を施した後、アナログ信号に変換し
てアナログ映像信号を再生する再生系とから構成され
る。

【００１６】上記記録系は、上述の図２に示すように、
映像信号をサンプリングし、ディジタル信号に変換して
画像データを形成するアナログ／ディジタル変換器（以
下Ａ／Ｄ変換器という）１１と、該Ａ／Ｄ変換器１１か
らの画像データを空間配置におけるｎ×ｎ個を１ブロッ
クとする画像ブロックＧ_h （ｈ＝０〜Ｈ、Ｈは１フレー
ムあるいは１フィールドの画素数及び画像ブロックの画
素数ｎ² に依存する）に分割すると共に、所定数の画像
ブロックＧ_h からなる、例えばデータ処理や伝送の１単
位となる処理単位を形成するブロック化回路１２と、該
ブロック化回路１２からの画像データを余弦関数を用い
て直交変換（以下ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform
という）して各画像ブロックＧ_h の変換係数Ｃ_ij（ｉ＝
０〜ｎ−１，ｊ＝０〜ｎ−１）を算出する離散余弦変回
路（以下ＤＣＴ回路という）１３と、該ＤＣＴ回路１３
からの変換係数Ｃ_ijを量子化して量子化データを形成す
る量子化回路１４と、該量子化回路１４からの量子化デ
ータを、例えば所謂可変長符号により符号化して符号化
データＶＬＣ_ij（ｉ＝０〜ｎ−１，ｊ＝０〜ｎ−１）を
形成する符号化回路１５と、該符号化回路１５からの符
号化データＶＬＣ_ijに、例えばエラー検出やエラー訂正
のためのパリティを処理単位毎に付加するパリティ付加
回路１７と、該パリティ付加回路１７からのパリティが
付加された符号化データＶＬＣ_ijに、同期信号と画像ブ
ロックＧ_h の番号ｈ等を識別する識別ビット（以下ＩＤ
という）を処理単位毎に付加して伝送データを形成する
同期信号挿入回路１８と、該同期信号挿入回路１８から
パラレルデータとして送られてくる伝送データをシリア
ルデータに変換するパラレル／シリアル（以下Ｐ／Ｓと
いう）変換器１９と、該Ｐ／Ｓ変換器１９からの伝送デ
ータに、例えば所謂スクランブルやＮＲＺＩ変調処理を
施して記録信号を生成し、上記磁気ヘッド２１に供給す
るチャンネルエンコーダ（以下ＥＮＣという）２０とか
ら構成される。

【００１７】そして、この記録系は、端子２を介してア
ナログ信号として供給される映像信号を画像データに変
換した後、例えば１フレームあるいは１フィールド分の
画像データを画像ブロックＧ_h に分割し、各画像ブロッ
クＧ_h の画像データをＤＣＴして変換係数Ｃ_ijを算出
し、この変換係数Ｃ_ijを量子化して量子化データを形成
すると共に、可変長符号により量子化データを符号化し
て符号化データＶＬＣ_ijを形成するようになっている。
また、この記録系は、符号化データＶＬＣ_ijに同期信号
等を処理単位毎に付加して伝送データを形成した後、こ
の伝送データに記録に適した変調、例えばスクランブル
やＮＲＺＩ変調処理を施し、磁気ヘッド２１よって磁気
テープ１に記録するようになっている。

【００１８】かくして、本発明に係る画像符号化装置、
すなわち上述のように構成されるＶＴＲの要部は、上記
ブロック化回路１２〜量子化回路１４から構成され、具
体的には、以下のようになっている。

【００１９】上記ブロック化回路１２は、例えば図１に
示すように、例えば１フレームあるいは１フィールド分
の記憶容量を有し、画像データを記憶するメモリ１２ａ
と、該メモリ１２ａから画像データを空間配置における
ｎ×ｎ個を１ブロックとする画像ブロックＧ_h に分割す
ると共に、１フレームあるいは１フィールド分を複数に
分割した所定数の画像ブロックＧ_h からなる処理単位毎
に読み出すブロック化器１２ｂとから構成される。

【００２０】そして、このブロック化回路１２は、端子
４を介して供給される画像データをメモリ１２ａに１フ
レームあるいは１フィールド毎に記憶すると共に、この
メモリ１２ａに記憶されている画像データを空間配置に
おける例えば８×８個を１ブロックとする画像ブロック
Ｇ_h に分割すると共に、所定数の画像ブロックＧ_h から
なる処理単位毎に読み出し、この読み出した画像データ
をＤＣＴ回路１３に供給するようになっている。

【００２１】上記ＤＣＴ回路１３は、例えば所謂ＤＳＰ
（Digital Signal Processor）等から構成され、ブロッ
ク化回路１２から処理単位毎に供給される画像データを
上述のように余弦関数を用いて直交変換して、変換係数
Ｃ_ijを算出し、この変換係数Ｃ_ijを量子化回路１４に供
給するようになっている。

【００２２】上記量子化回路１４は、同じく図１に示す
ように、上記ＤＣＴ回路１３からの変換係数Ｃ_ijを記憶
するバッファメモリ１４ａと、互いに異なる量子化幅を
有し、上記バッファメモリ１４ａから読み出された変換
係数Ｃ_ijをそれぞれ量子化して量子化データをそれぞれ
形成する量子化器Ｑ_m （ｍ＝１〜Ｍ）と、該各量子化器
Ｑ_m の出力の１つを選択するセレクタ１４ｂと、上記Ｄ
ＣＴ回路１３からの変換係数Ｃ_ijの絶対値を算出する演
算器１４ｃと、該演算器１４ｃからの変換係数Ｃ_ijの絶
対値を所定の閾値ＴＨ₁ と比較する比較器１４ｄと、該
比較器１４ｄからの比較結果に基づいて、上記閾値ＴＨ
₁ 以上の変換係数Ｃ_ijが含まれる最大の行番号と最大の
列番号をそれぞれ検出し、該検出された行番号と列番号
で分割される少なくとも２つの領域を決定する領域決定
回路１４ｅと、上記ＤＣＴ回路１３からの変換係数Ｃ_ij
を、上記領域決定回路１４ｅからの領域情報に基づいて
処理単位毎に量子化して処理単位のデータ量を検出し、
このデータ量に基づいて上記セレクタ１４ｂを制御する
制御回路１４ｆとから構成される。

【００２３】そして、この量子化回路１４は、ＤＣＴ回
路１３からの各処理単位の変換係数Ｃ_ijを、処理単位の
量子化データのデータ量が所定のデータ量以下であって
量子化歪みが最小となるように量子化して量子化データ
を形成し、この量子化データを符号化回路１５に供給す
るようになっている。

【００２４】具体的には、領域決定回路１４ｅは、例え
ば図４に示すように、画像ブロックＧ_h の変換係数Ｃ_ij
の領域５０を８×８の大きさ（以下単に８×８という）
とすると、この領域５０を３つの領域５１、５２、５３
に分割する際に、領域５１を例えば３×３（固定）とす
ると共に、比較器１４ｄからの比較結果に基づいて、閾
値ＴＨ₁ 以上の変換係数Ｃ_ijが含まれる最大の行番号ｕ
と最大の列番号ｖをそれぞれ検出し、領域５２をｕ×ｖ
の領域から上記領域５１を除いた領域とし、領域５３を
上記領域５０から上記領域５１、５２を除いた領域とす
る。そして、この領域決定回路１４ｅはこれらの領域情
報（ｕ、ｖ）を制御回路１４ｆに供給する。

【００２５】制御回路１４ｆは、ＤＣＴ回路１３からの
変換係数Ｃ_ijを、領域情報に基づいて領域５１、５２、
５３毎に例えば互いに異なる量子化幅（番号が若い領域
ほど量子化幅が小さい）で量子化すると共に、複数の量
子化幅の組合せで量子化して、処理単位の量子化データ
のデータ量を検出し、あるいは更に可変長符号化してデ
ータ量を検出し、処理単位のデータ量が所定値以下であ
って最小の量子化幅の（量子化歪みが最小となる）組合
せを検出する。そして、検出された量子化幅に対応する
量子化器Ｑ_m を選択するための量子化器選択信号、例え
ば量子化器Ｑ_m の番号ｍをセレクタ１４ｂ及び端子６を
介して上述の図２に示すパリティ付加回路１７に供給す
る。また、この制御回路１４ｆは、領域情報（ｕ、ｖ）
を量子化器Ｑ_m 及び端子７を介して同じくパリティ付加
回路１７に供給する。

【００２６】量子化器Ｑ_m は、制御回路１４ｆからの領
域情報に基づいて、例えば上述の図４に示すように、画
像ブロックＧ_h の変換係数Ｃ_ijの領域５０を３つの領域
５１、５２、５３に分割し、例えば量子化器Ｑ₁ は、３
つの領域５１、５２、５３において所定の量子化幅ｑで
量子化を行い、例えば量子化器Ｑ₂ は、領域５１、５２
において量子化幅ｑで量子化を行うと共に、領域５３に
おいて量子化幅２ｑで量子化を行い、例えば量子化器Ｑ
₃ は、領域５１において量子化幅ｑで量子化を行うと共
に、領域５２、５３において量子化幅２ｑで量子化を行
い、例えば量子化器Ｑ₄ は、３つの領域５１、５２、５
３において量子化幅２ｑで量子化を行い・・・、すなわ
ち番号が若い量子化器Ｑ_m ほど小さな量子化幅で（細か
く）量子化を行い、バッファメモリ１４ａから処理単位
毎に読み出された変換係数Ｃ_ijを量子化して同一画像ブ
ロックＧ_h に対して互いに異なるデータ量の量子化デー
タをそれぞれ形成し、これらの量子化データをセレクタ
１４ｂに供給する。

【００２７】セレクタ１４ｂは、制御回路１４ｆからの
量子化器選択信号に基づいて、各量子化器Ｑ_m の出力の
１つを画像ブロックＧ_h 毎に選択し、選択した量子化デ
ータを符号化回路１５に供給する。

【００２８】この結果、セレクタ１４ｂからは、処理単
位のデータ量が所定のデータ量内に収まり、かつ量子化
歪みが最小となるように量子化されて得られる量子化デ
ータが出力される。そして、このとき、閾値ＴＨ₁ 以上
の変換係数Ｃ_ijが含まれる領域５２を閾値ＴＨ₁ 以上の
変換係数Ｃ_ijが含まれない領域５３よりも小さな量子化
幅で（細かく）変換係数Ｃ_ijを量子化することにより、
閾値ＴＨ₁ 以上の重要な変換係数Ｃ_ijを細かく量子化す
ることができ、良好な画質を得ることができる。また、
従来の装置では、ある量子化幅で量子化したときの処理
単位のデータ量が所定値より少しだけ多い場合、量子化
幅が１ランク大きな量子化器が選択され、得られる処理
単位のデータ量は所定値よりもかなり小さな値となって
いたが、上述のように、量子化器Ｑ_m を選択する制御、
すなわち量子化幅を変化させる制御と領域を変化させる
制御を組み合わせて量子化を行うことにより、処理単位
のデータ量をより小さなステップで精度良く所定のデー
タ量以下に抑えることが可能となる。

【００２９】上記符号化回路１５は、可変長符号化を行
う例えば所謂ハフマン符号（Huffman code）器とランレ
ングス符号（Run Length code ）器等から構成され、こ
の符号化回路１５は、セレクタ１４ｂで選択された量子
化データをハフマン符号とランレングス符号によりそれ
ぞれ符号化して符号化データＶＬＣ_ijを形成し、この符
号化データＶＬＣ_ijを端子５を介して上述の図２に示す
パリティ付加回路１７に供給するようになっている。

【００３０】そして、上述の図２に示すパリティ付加回
路１７と同期信号挿入回路１８は、符号化回路１５から
の符号化データＶＬＣ_ij、量子化回路１４からの選択さ
れた量子化器Ｑ_m の番号ｍ及び各画像ブロックＧ_h の領
域情報（ｕ、ｖ）を時分割多重すると共に、パリティ、
同期信号を付加して伝送データを形成する。この結果、
例えば、１処理単位が先頭から順に同期信号、ＩＤ、各
画像ブロックＧ_h で採用された量子化器Ｑ_m の番号ｍ及
び領域情報、所定数の画像ブロックＧ_h の符号化データ
ＶＬＣ_ij、パリティからなる伝送データが出力される。

【００３１】以上のように、この画像符号化装置は、端
子４を介して供給される画像データをメモリ１２ａに一
旦記憶し、記憶した画像データを、空間配置におけるｎ
×ｎ個を１ブロックとする画像ブロックＧ_h に分割する
と共に、所定数の画像ブロックＧ_h からなる処理単位毎
に読み出し、各画像ブロックＧ_h の画像データをＤＣＴ
した後、得られる変換係数Ｃ_ijを、処理単位のデータ量
が所定値以下であって量子化歪みが最小となる組合せの
量子化器Ｑ_m を用いて量子化し、この量子化データを可
変長符号化し、得られる符号化データＶＬＣ_ijを端子５
を介して出力する際に、閾値ＴＨ₁ 以上の変換係数Ｃ_ij
が含まれる領域５２を閾値ＴＨ₁ 以上の変換係数Ｃ_ijが
含まれない領域５３よりも小さな量子化幅で変換係数Ｃ
_ijを量子化することにより、閾値ＴＨ₁ 以上の重要な変
換係数Ｃ_ijを細かく量子化することができ、良好な画質
を得ることができる。また、量子化幅を変化させる制御
と領域を変化させる制御を組み合わせて量子化を行うこ
とにより、処理単位のデータ量をより小さなステップで
精度良く所定のデータ量以下に抑えることが可能とな
る。

【００３２】なお、上述の実施例では、領域情報（ｕ、
ｖ）を、符号化データＶＬＣ_ijと共にそのまま記録する
ようにしているが、ｕ、ｖの値は最大で８となり、記録
に必要なビット数はそれぞれ４ビットとなる。そこで、
例えば上述の図４に示すように、ｕ、ｖの代わりに領域
情報としてｕ−３、ｖ−３、すなわちそれぞれ３ビット
で記録するようにして、データ量の削減を図るようにし
てもよい。

【００３３】また、上述の実施例では、領域５１の大き
さを固定（３×３）とすると共に、１つの閾値ＴＨ₁ に
よって領域５２と領域５３を決定するようにしている
が、例えば図５に示すように、２つの閾値ＴＨ₁ 、ＴＨ
₂ によって３つの領域５１、５２、５３を決定するよう
にしてもよい。さらに、領域の数は，上述の実施例に限
定されるものではなく、２以上であればよい。

【００３４】つぎに、このＶＴＲの再生系について説明
する。この再生系は、上述の図３に示すように、磁気テ
ープ１から磁気ヘッド３１によって再生される再生信号
にＮＲＺＩ復調等の信号処理を施して伝送データを再生
するチャンネルデコーダ（以下単にＤＥＣという）３２
と、該ＤＥＣ３２からシリアルデータとして送られてく
る伝送データをパラレルデータに変換するシリアル／パ
ラレル（以下Ｓ／Ｐという）変換器３３と、該Ｓ／Ｐ変
換器３３からの伝送データの同期を引き込むと共に、符
号化データＶＬＣ_ijを再生する同期信号検出回路３４
と、該符号化データＶＬＣ_ijの再生の際に生じる時間軸
の変動を補正する時間軸補正回路（以下ＴＢＣ：Time B
ase Corrector という）３５と、該ＴＢＣ３５からの符
号化データＶＬＣ_ijのエラー訂正を行うと共に、エラー
訂正できなかった符号化データＶＬＣ_ijに対してエラー
フラグＥＦをセットするエラー訂正回路３６と、該エラ
ー訂正回路３６からの記録の際に可変長符号化された符
号化データＶＬＣ_ijを復号化して量子化データを再生す
る復号化回路３７と、該復号化回路３７からの量子化デ
ータに逆量子化の信号処理を施して変換係数Ｃ_ijを再生
する逆量子化回路３８と、該逆量子化回路３８からの変
換係数Ｃ_ijを直交変換して画像データを再生する逆離散
余弦変換回路（以下ＩＤＣＴ回路という）３９と、該Ｉ
ＤＣＴ回路３９から画像ブロックＧ_h 毎に供給される画
像データから１フレームあるいは１フィールド分の画像
データを形成する逆ブロック化回路４０と、上記エラー
訂正回路３６からのエラーフラグＥＦに基づいて上記逆
ブロック化回路４０からの画像データにエラー補正を施
すエラー補正回路４１と、該エラー補正回路４１からの
画像データをアナログ信号に変換して出力するディジタ
ル／アナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器という）４２と
から構成される。

【００３５】つぎに、以上のように構成される再生系の
動作について説明する。ＤＥＣ３２は、磁気テープ１か
ら磁気ヘッド３１によって再生される再生信号を２値化
した後、ＮＲＺＩ復調すると共に、ディスクランブル処
理を施して伝送データを再生し、この伝送データをＳ／
Ｐ変換器３３を介して同期信号検出回路３４に供給す
る。

【００３６】同期信号検出回路３４は、Ｓ／Ｐ変換器３
３でパラレルデータに変換された伝送データから同期信
号を検出して同期を引き込むと共に、符号化データＶＬ
Ｃ_ijを再生し、この符号化データＶＬＣ_ijをＴＢＣ３５
に供給する。

【００３７】ＴＢＣ３５は、符号化データＶＬＣ_ijの時
間軸補正を行い、再生の際に生じる時間軸の変動を吸収
し、この時間軸補正された符号化データＶＬＣ_ijをエラ
ー訂正回路３６に供給する。

【００３８】エラー訂正回路３６は、符号化データＶＬ
Ｃ_ijのエラー訂正を記録の際に付加されたパリティを用
いて行うと共に、エラー訂正能力を超えたエラーを有す
る符号化データＶＬＣ_ijに対してエラーフラグＥＦをセ
ットし、エラー訂正された符号化データＶＬＣ_ijを復号
化回路３７に供給する。

【００３９】復号化回路３７は、記録の際にハフマン符
号及びランレングス符号により符号化されている符号化
データＶＬＣ_ijを復号化して量子化データを再生し、こ
の量子化データを逆量子化回路３８に供給する。

【００４０】逆量子化回路３８は、符号化データＶＬＣ
_ijと共に再生される各画像ブロックＧ_h の量子化器Ｑ_m
の番号ｍ及び領域情報（ｕ、ｖ）に基づいて、記録の際
に用いられた各画像ブロックＧ_h の量子化器Ｑ_m 及び領
域５１〜５３を認識し、この量子化器Ｑ_m に対応する量
子化幅で各領域５１〜５３の量子化データをそれぞれ逆
量子化して変換係数Ｃ_ijを再生し、この変換係数Ｃ_ijを
ＩＤＣＴ回路３９に供給する。

【００４１】ＩＤＣＴ回路３９は、記録の際に用いられ
た変換行列に対応する転置行列を用いて変換係数Ｃ_ijを
直交変換して画像データを画像ブロックＧ_h 毎に再生
し、この画像データを逆ブロック化回路４０に供給す
る。

【００４２】逆ブロック化回路４０は、画像ブロックＧ
_h 毎に再生される画像データから１フレームあるいは１
フィールド分の画像データを形成してエラー補正回路４
１に供給する。

【００４３】エラー補正回路４１は、例えば、上述のエ
ラー訂正回路３６においてエラー訂正できなった画像デ
ータの近隣のエラーがない画像データを用いて補間処理
を行うことにより、エラー訂正できなった画像データの
エラー補正を行い、このエラーが補正された画像データ
をＤ／Ａ変換器４２に供給する。

【００４４】Ｄ／Ａ変換器４２は、エラー補正された画
像データをアナログ信号に変換し、端子３からアナログ
映像信号を例えば輝度信号Ｙ及び色差信号Ｕ、Ｖとして
出力する。

【００４５】以上のように、所定数の画像ブロックＧ_h
からなる処理単位を固定長とし、各画像ブロックＧ_h の
画像データをＤＣＴし、得られる変換係数Ｃ_ijを量子化
して記録を行う際に、変換係数Ｃ_ijの絶対値を例えば１
つの閾値ＴＨ₁ と比較し、閾値ＴＨ₁ 以上の変換係数Ｃ
_ijが含まれる領域５２を閾値ＴＨ₁ 以上の変換係数Ｃ_ij
が含まれない領域５３よりも小さな量子化幅で量子化す
ると共に、各画像ブロックＧ_h で用いられた量子化器Ｑ
_m の番号ｍ及び領域情報を記録しておき、再生の際に、
この量子化器Ｑ_m の番号ｍ及び領域情報に基づいて逆量
子化を行って再生を行うことにより、閾値ＴＨ₁ 以上の
重要な変換係数Ｃ_ijが細かく量子化されているので、良
好な画質を得ることができる。また、処理単位が固定長
であり、編集や変速再生等を簡単に行うことができる。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明でも明らかなように、本発明
では、画像データを空間配置におけるｎ×ｎ個を１ブロ
ックとするブロックに分割し、各ブロックの画像データ
を余弦関数を用いて直交変換して変換係数を算出し、こ
の変換係数を量子化して量子化データを形成し、該量子
化データを出力する際に、変換係数の絶対値を少なくと
も１つの閾値と比較し、この比較結果に基づいて閾値以
上の変換係数が含まれる最大の行番号と最大の列番号を
それぞれ検出し、検出された行番号と列番号で分割され
る少なくとも２つの領域において、閾値以上の変換係数
が含まれる領域をより小さな量子化幅で変換係数を量子
化することにより、領域毎に異なる量子化幅で量子化を
行って、レベルが高い重要な係数に対して量子化歪みを
小さく抑えるとができ、良好な画質を得ることができ
る。また、従来の装置に比して、複数のブロックからな
る処理単位のデータ量をより小さなステップで精度良く
所定のデータ量以下に抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像符号化装置の回路構成を
示すブロック図である。

【図２】上記画像符号化装置を適用したディジタルビデ
オテープレコーダの記録系の回路構成を示すブロック図
である。

【図３】上記画像符号化装置を適用したディジタルビデ
オテープレコーダの再生系の回路構成を示すブロック図
である。

【図４】上記画像符号化装置を構成する量子化器の互い
に異なる量子化幅を有する領域を示す図である。

【図５】上記画像符号化装置を構成する量子化器の互い
に異なる量子化幅を有する領域を示す図である。

【図６】従来の画像符号化装置で用いられていた量子化
器の互いに異なる量子化幅を有する領域を示す図であ
る。

【符号の説明】

１２・・・ブロック化回路 １３・・・ＤＣＴ回路 １４・・・量子化回路 １４ｂ・・・セレクタ １４ｃ・・・演算器 １４ｄ・・・比較器 １４ｅ・・・領域決定回路 １４ｆ・・・制御回路 Ｑ_m ・・・量子化器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 画像データを空間配置におけるｎ×ｎ個
   を１ブロックとするブロックに分割するブロック化手段
   と、 該ブロック化手段からの各ブロックの画像データを余弦
   関数を用いて直交変換して変換係数を算出する離散余弦
   変換手段と、 該離散余弦変換手段からの変換係数を量子化して量子化
   データを形成し、該量子化データを出力する量子化手段
   と、 上記離散余弦変換手段からの変換係数の絶対値を少なく
   とも１つの閾値と比較する比較手段と、 該比較手段の比較結果に基づいて上記閾値以上の変換係
   数が含まれる最大の行番号と最大の列番号をそれぞれ検
   出し、該検出された行番号と列番号で分割される少なく
   とも２つの領域において、上記閾値以上の変換係数が含
   まれる領域をより小さな量子化幅で変換係数を量子化す
   るように上記量子化手段を制御する制御手段とを有する
   ことを特徴とする画像符号化装置。