JPH05227512A - 映像信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、映像信号伝送装置において、歪の視
覚されやすい画像と歪の視覚されにくい画像が混在する
場合にも視覚上知覚される歪の分布を均一にすることに
より、絵柄に係わらず伝送画像の画質を向上させる。 【構成】バツフアメモリの蓄積量で定まるブロツク群ご
との量子化情報で高能率符号化データを復号し、復号デ
ータと原画像データとの差分データを求めると共に、差
分データに対応する原画像の歪みの知覚されやすさを画
像の平坦度から求め、差分データを当該平坦度に応じて
重み付けた重付け差分データでブロツク単位の量子化特
性を設定し、実際に伝送される画像データの量子化サイ
ズを決定することにより、原画像が歪の視覚されやすい
画像と歪の視覚されにくい画像の双方を含む場合にも、
均一な画質で画像を伝送することができる。

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４〜図７） 発明が解決しようとする課題（図４〜図７） 課題を解決するための手段（図１〜図３） 作用 実施例（図１〜図３） 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４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５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６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６
（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６（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６（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Ｃ_b 及びＣ_r 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Ｃ_r 、Ｃ_b 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７）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ＶＰ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ＶＰ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
信号が離散コサイン変換されてから離散コサイン逆変換
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
データ蓄積残量に基づいて量子化回路８で発生されるブ
ロツク群ごとの発生情報データ量を平均化し、一定速度
でデータを伝送できるようになされているため、伝送画
像に生じる画像の歪みの分布が不均一になりやすく、大
きな歪みが集中する部分では画質の劣化が知覚されやす
いという問題があつた。

【００１９】また画像の歪みは、画像の縁部では知覚さ
れにくいのに対して平坦部ではわずかな歪みも視覚上知
覚されやすい性質がある。このため伝送画像に生じる画
像の歪みの分布が均一になるように発生情報データ量を
制御することが考えられるが、縁部と平坦部が混在する
画像では歪み量は同じでも平坦部の歪みが知覚されやす
いという問題があつた。

【００２０】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、歪みの知覚されやすい画像と歪みの知覚されにくい
画像が混在する入力画像が入力される場合にも、視覚上
感知されやすい歪みの分布を均一に調整することができ
ることにより、高能率符号化画像特有の歪みの集中を軽
減することができ、画像全体としての画質を一段と向上
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Ｓ６
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）ごとに定まる第１の量子化情報Ｓ９に基
づいて、高能率符号化データＳ５を復号する復号手段２
４、２５、２６と、復号手段２４、２５、２６で復号さ
れた復号データＳ２２と当該復号データＳ２２に対応す
る原映像信号Ｓ１との差分を求める差分データ検出手段
２９と、単位ブロツク（ＭＢ）を構成する各画素の予測
画素値Ｐを当該画素Ｐの周辺画素値Ｐ１〜Ｐ３に基づい
て予測する平面予測手段３１と、平面予測手段３１で予
測された予測画素値Ｐと当該予測画素値Ｐに対応する原
映像信号Ｓ１の原画素値との差分を求める差分検出手段
３２と、差分検出手段３２の検出結果に基づいて、画素
が平坦部に位置するか否かを判別する平坦度判別手段３
３と、平坦度判別手段３３での判別結果に基づいて、差
分データ検出手段２９から出力される差分データＳ２３
を重み付け、単位ブロツク（ＭＢ）ごとの歪評価量Ｓ４
１を求める歪評価手段４１と、歪評価手段４１で求めら
れる歪評価量Ｓ４１に基づいて単位ブロツク（ＭＢ）ご
との第２の量子化情報Ｓ２４を設定する制御手段２３
と、第１の量子化情報Ｓ９及び第２の量子化情報Ｓ２４
に基づいて、映像信号ＶＤの量子化サイズを設定する量
子化手段８とを備えるようにする。

【００２２】

【作用】同一単位ブロツク群内に歪みの発生しやすい映
像に対応する画像データと、歪みの発生し難い映像に対
応する映像信号ＶＤが混在している場合、当該映像信号
ＶＤを量子化する前に、伝送される当該高能率符号化デ
ータを復号して原映像信号との差分を求め、当該差分デ
ータによつて求めた単位ブロツク（ＭＢ）ごとの第２の
量子化情報Ｓ２４と単位ブロツク群（ＧＯＢ）ごとの第
１の量子化情報Ｓ９に基づいて対応する映像信号の量子
化サイズを制御することにより、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伝送
データを伝送することができる。

【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４との対応部分に同一符号を付して示す
図１において、２０は全体として画像データ伝送装置を
示し、逆量子化回路１２、デイスクリートコサイン逆変
換回路１３、前フレームデータ生成回路１４でなる第１
の局部復号回路系２１Ａに加えて第２の局部復号回路系
２１Ｂ及び平坦度判別回路系２２を有し、当該第１及び
第２の局部復号回路系２１Ａ及び２１Ｂ、平坦度判別回
路系２２から出力される出力結果に基づいて伝送画像の
各ブロツクごとの量子化パラメータを制御する量子化パ
ラメータ制御回路２３を有することを除いて同様の構成
を有している。

【００２５】第２局部復号回路系２１Ｂは、量子化回路
８が変換データＳ５を量子化して出力する前に、デイス
クリートコサイン変換回路６から出力される変換データ
Ｓ５の復号値を求めることにより、原画像データに対す
る歪を検出するようになされている。

【００２６】ここで第２局部復号回路系２１Ｂは、デイ
スクリートコサイン変換回路６から出力された変換デー
タＳ５をリードオンリメモリでなる量子化／逆量子化回
路（ＱＱ^- ）２４に入力する。デイスクリートコサイン
変換回路６は、伝送バツフアメモリ１０からフイードバ
ツクされるブロツクグループＧＯＢ毎の量子化制御信号
Ｓ９で定まる量子化特性に基づいて、デイスクリートコ
サイン変換後の係数を量子化（すなわちクラス分け）及
び逆量子化（すなわち代表値化）し、デイスクリートコ
サイン逆変換回路２５に出力するようになされている。

【００２７】デイスクリートコサイン逆変換回路２５
は、代表値を逆変換してなる局部復号データＳ２１を局
部復号回路２６及び切換回路２７に出力するようになさ
れている。ここで局部復号回路２６は、前フレームメモ
リ４に蓄積されている前フレームの局部復号データＳ２
に局部復号データＳ２１を加算することにより、量子化
制御信号Ｓ９で定まる量子化ステツプサイズで伝送され
るであろう画像データを局部的に復号し、切換回路２７
に出力するようになされている。

【００２８】ここで切換回路２７は、第２局部復号回路
系２１Ｂが画像データをデイスクリートコサイン変換回
路６からデイスクリートコサイン逆変換回路２５まで信
号処理するのに要する時間分遅延された制御信号Ｓ４を
遅延回路２８を介して入力し、伝送路１１を介して伝送
される現画像データがフイールド間符号化処理された
か、フレーム間符号化処理されたデータかに応じて歪み
量算出回路２９に出力される局部復号データＳ２２を切
り換えるようになされている。

【００２９】歪み量算出回路２９は、遅延回路３０を介
して入力される原画像としての入力画像データＳ１と切
換回路２７を介して入力される局部復号データＳ２２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
算出し、当該歪量を歪データＳ２３として量子化パラメ
ータ制御回路２３に出力する。ここで遅延回路３０は、
ＦＩＦＯ（first in first out）メモリ構成でなり入力
画像データＳ１をデイスクリートコサイン変換回路６を
介して局部復号回路２６で信号処理するのに要する時間
分、制御信号Ｓ４の出力を遅延するようになされてい
る。

【００３０】また平坦度判別回路系２２は、伝送データ
がどの程度平坦であるかを判別し、量子化パラメータ制
御回路２３に出力するようになされており、前処理回路
２から出力される入力画像データＳ１を順次フイールド
内平坦予測回路３１に入力する。フイールド内平坦予測
回路３１は、同一フイールド内に位置する３画素Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３の各３次元データ（ｘ₁ 、ｙ₁ 、ｚ₁ ）、
（ｘ₂ 、ｙ₂ 、ｚ₂ ）、（ｘ₃ 、ｙ₃ 、ｚ₃ ）をそれぞ
れ求めるようになされている（図２）。

【００３１】フイールド内平坦予測回路３１は、当該３
次元データ（ｘ₁ 、ｙ₁ 、ｚ₁ ）〜（ｘ₃ 、ｙ₃ 、
ｚ₃ ）に基づいて、第１〜第３の画素Ｐ１〜Ｐ３に続い
て伝送される第４番目の画素Ｐ４が３画素Ｐ１〜Ｐ３と
同一平面上にあるものとして予測画素Ｐ（図２において
白丸で示す）の３次元予測データ（ｘ₄₀、ｙ₄₀、ｚ₄₀）
を求め、予測誤差識別回路３２に予測画素データＳ３１
として出力するようになされている。

【００３２】ここで予測画素Ｐの予測データ（ｘ₄₀、ｙ
₄₀、ｚ₄₀）は、次式

【数１】 で示すように、第１〜第３の画素Ｐ１〜Ｐ３をそれぞれ
頂点とする平行四辺形の残る頂点であり、３次元データ
（ｘ、ｙ、ｚ）は、それぞれ各画素がフイールド内のど
こに位置するかを示す水平値、垂直値及びその位置にお
ける画素値である。

【００３３】予測誤差識別回路３２は、入力画像データ
Ｓ１から予測画素Ｐに対応する第４番目の画素Ｐ４の画
素値ｚ₄ を入力すると、当該第４番目の画素Ｐ４の画素
値ｚ₄ と予測画素Ｐの画素値ｚ₄₀との差ｄ（＝ｚ₄₀−ｚ
₄ ）を求め、この予測値ｚ₄₀と原画素値ｚ₄ との予測誤
差ｄを予測誤差データＳ３２として平坦度判別回路３３
に供給する。

【００３４】平坦度判別回路３３は、ＲＯＭ（read onl
y memory) 構成でなり、予測誤差識別回路３２から入力
される予測誤差データＳ３２の絶対値を求め、この絶対
値から伝送される画像を平坦であるか、ほぼ平坦である
か、やや平坦であるか、平坦でないかの４段階で判別
し、それぞれに対応して「１１」〜「００」の２ビツト
でなる判別データＳ３３を平坦部メモリ３４に出力する
ようになされている。

【００３５】平坦部メモリ３４は、伝送画面の８ライン
分に対応するバンクメモリを２組内蔵しており、入力画
像データＳ１の各画素ごとの平坦度を示す判別データＳ
３３を順次蓄積し、所定のタイミングで各メモリの蓄積
データＳ３４を量子化パラメータ制御回路２３に出力す
る。

【００３６】ここで遅延回路３５は、蓄積データＳ３４
に対応する画素の処理データを量子化パラメータ制御回
路２３が処理できるように入力画像データＳ１を所定時
間遅延して差データ生成回路３に出力するようになされ
ている。

【００３７】量子化パラメータ制御回路２３は、歪み量
算出回路２９を介して入力される歪データＳ２３、平坦
部メモリ３４から入力される蓄積データＳ３４及び伝送
バツフアメモリ１０より入力されるブロツクグループＧ
ＯＢ毎の制御データＳ９に基づいて、伝送される入力画
像データＳ１の各ブロツク毎の制御データＳ２４を量子
化回路８に出力するようになされている。

【００３８】ここで量子化パラメータ制御回路２３は、
図３に示すように、歪データＳ２３及び蓄積データＳ３
４を重付け回路４１に入力するようになされており、各
画素ごとに歪データＳ２３を蓄積データＳ３４で重み付
けた重付け歪データＳ４１を最大値回路４２及び平均値
回路４３に出力するようになされている。これにより重
付け回路４１は、原画像に対して同程度の歪みが生じて
いる場合でも伝送される画像が視覚上歪みの知覚されや
すい平坦部の画像の場合ほど重く重みつけることができ
る。

【００３９】最大値回路４２及び平均値回路４３は、各
ブロツクごとにそれぞれ重付け歪データＳ４１の最大値
及び平均値を求め、量子化パラメータ設定回路４４に出
力する。ここで量子化パラメータ設定回路４４は、最大
値回路４２、平均値回路４３を介して入力される最大値
データＳ４２、平均値データＳ４３及び伝送バツフアメ
モリ１０から入力される量子化制御信号Ｓ９に基づい
て、各ブロツクの量子化ステツプサイズを決定するブロ
ツク単位の制御パラメータを設定し、設定された制御パ
ラメータを制御データＳ２４として出力する。

【００４０】これにより量子化パラメータ設定回路４４
は、第２の局部復号回路系２１Ｂで処理されるブロツク
グループＧＯＢに対応する画像データの情報量が増大す
る場合及び情報量が等しくても平坦部のように歪みの知
覚されやすい場合には、量子化ステツプサイズを小さく
し、伝送路１１を介して出力される画質がほぼ一定にな
るように制御する。

【００４１】また第１局部復号回路系２１Ａの逆量子化
回路１２は、ブロツクグループＧＯＢごとの量子化パラ
メータである量子化制御信号Ｓ９及び各ブロツクごとの
量子化パラメータである量子化制御信号Ｓ２４に基づい
て量子化データＳ６を逆量子化するようになされてい
る。

【００４２】因に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から出力された変換データＳ
５をＦＩＦＯメモリでなる遅延回路４５で所定時間遅延
させた後、量子化回路８に供給するようになされてい
る。ここで遅延回路４５は、第２局部復号回路系２１Ｂ
の局部復号処理が少なくとも１ブロツク分終了し、量子
化パラメータ設定回路４４でブロツク毎の量子化パラメ
ータが決定されるまでの時間、変換データＳ５を遅延し
て量子化回路８に供給するようになされており、これに
より量子化回路８が制御データＳ２４により該当するブ
ロツクを処理できるようになされている。

【００４３】また画像データ伝送装置２０は、第１の局
部復号回路系２１Ａの前フレームデータ生成回路１４に
前フレームデータＳ２を前フレームメモリ４から遅延回
路４６を介して供給するようになされている。ここで遅
延回路４６は、第２局部復号回路系２１Ｂと量子化パラ
メータ制御回路２３の処理時間に要する時間分、前フレ
ームデータを遅延して出力するようになされており、こ
れにより伝送路１１を介して実際に出力された前フレー
ムデータを復号できるようになされている。

【００４４】以上の構成において、画像データ伝送装置
２０は映像信号ＶＤを前処理回路２を介して順次８ビツ
トでなる入力画像データＳ１に順次変換し、遅延回路３
５及び平坦度判別回路系２２に出力する。差データ作成
回路３は、遅延回路３５を介して遅延された現フレーム
と前フレームメモリ４から供給される前フレームとの対
応ブロツクグループＧＯＢ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においてブ
ロツク毎に２次元デイスクリートコサイン変換する。

【００４５】ここでデイスクリートコサイン変換回路６
は、遅延回路４５を介することにより、第２の局部復号
回路系２１Ｂ及び量子化パラメータ制御回路２３が変換
データＳ５の処理に要する時間分、変換データＳ５を遅
延して量子化回路８に供給する。このように遅延回路４
５がブロツクグループＧＯＢの変換データＳ５を遅延し
て当該変換データＳ５の量子化を遅延させている間、第
２局部復号回路系２１Ｂ及び量子化パラメータ制御回路
２３は、現在伝送しようとするブロツクグループＧＯＢ
の構成単位である各ブロツクが歪みの生じ難いブロツク
であるか、歪みの生じ易いブロツクであるかに応じて伝
送画像データの量子化ステツプサイズを決定する。

【００４６】すなわち第２局部復号回路系２１Ｂは、量
子化／逆量子化回路２４を介して変換データＳ５をブロ
ツク群量子化パラメータＳ９により量子化した後、再度
逆量子化処理し、逆量子化後の代表値をデイスクリート
コサイン逆変換回路２５で逆変換する。このとき第２局
部復号回路系２１Ｂは、局部復号回路２６で前フレーム
のブロクツクグループＧＯＢごとの復号値から現フレー
ムの局部復号値を得ると、切換回路２７を介して歪量算
出回路２９に供給し、復号された局部復号データＳ２２
と伝送しようとする真の入力画像データＳ１との差分を
求め、量子化パラメータ制御回路２３に歪データＳ２３
を出力する。

【００４７】またこの第２局部復号回路系２１Ｂの処理
に並行して平坦度判別回路系２２は、第２局部復号回路
系２１Ｂで処理されている伝送画像が歪の知覚されやす
い平坦部の画像であるか否かを判別する。平坦度判別回
路系２２は、入力画像データＳ１をフイールド内平坦予
測回路３１に入力すると、同一フイールド内に位置する
３画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３によつて定まる平行四辺形の残
る頂点位置を予測画素Ｐの位置として３次元予測画素デ
ータ（ｘ₄₀、ｙ₄₀、ｚ₄₀）を求め、これを予測画素デー
タＳ３１として予測誤差識別回路３２に出力する。

【００４８】ここで平坦度判別回路系２２は、予測誤差
識別回路３２に入力される予測画素データの画素値ｚ₄₀
と実際に伝送される画像データにおける第４の画素Ｐ４
の画素値ｚ₄ との予測誤差ｄから各画素ごとの隣接画素
に対する平坦の度合を２ビツトで判別して平坦部メモリ
３４に順次格納し、量子化パラメータ制御回路２３に出
力する。

【００４９】このとき量子化パラメータ制御回路２３
は、重付け回路４１により歪データＳ２３を蓄積データ
Ｓ３４で各画素ごとに重み付け、現在の量子化ステツプ
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
て実際に生じる歪が視覚されやすいか否かに応じて重み
付ける。ここで局所的に情報量が増大すると共に、ブロ
ツクグループ全体で定まる量子化ステツプサイズでは歪
が多く発生する場合にも画面上の歪が知覚されにくい画
素に対しては軽く重みづける。

【００５０】また歪の発生量は多くない場合にも、平坦
領域の画素のため歪が知覚される画素に対しては重く重
み付ける。この後量子化パラメータ設定回路４４は、各
ブロツク毎に求められた重付け歪みの最大値データＳ４
２と平均値データＳ４３に基づいて各ブロツク毎に量子
化ステツプサイズを決定し、制御データＳ２４を出力す
る。

【００５１】例えば局所的に情報量が増大すると共に、
伝送画像の各ブロツク毎に同程度の歪が発生する場合、
歪の視覚されやすい平坦部の画像では対応するブロツク
の量子化ステツプサイズを小さくし、また歪が視覚され
にくい画像では現在の量子化ステツプサイズのままで画
像を伝送する。これにより歪の知覚されやすい画像に対
して多くの情報量を割り当てることができ、その分情報
の有効利用を図ることができる。

【００５２】この後量子化回路８は、現在伝送すべきブ
ロツク群の画像データに先立つて算出された量子化パラ
メータに基づいて、ブロツク群を構成する各ブロツク毎
の量子化ステツプを増減して可変長符号化回路９に供給
し、伝送バツフアメモリ１０を介して伝送路１１に出力
する。またこのとき第１の局部復号回路系２１Ａの逆量
子化回路１２は、制御データＳ２４で設定された実際の
量子化サイズで量子化データＳ６を逆量子化し、前フレ
ームメモリ１４で実際に伝送された画像データを伝送側
で再現する。

【００５３】以上の構成によれば、伝送するブロツク群
の画像データの量子化に先立つて、実際に伝送される画
像データの局部復号値を求め、この局部復号値の原画像
データに対する歪量を歪の知覚されやすさに応じて重み
付け、当該重付け歪量に基づいて各ブロツク毎に量子化
サイズを局所的に制御することにより、局所的かつ急激
に情報量が増減する場合にも、一段と画質を向上するこ
とができる。

【００５４】なお上述の実施例においては、（１）式に
基づいてフイールド内の各画素について平面予測をする
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の条
件から平面を予測するようにしても良い。

【００５５】また上述の実施例においては、予測画素Ｐ
を１回の平面予測に基づいて予測する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、複数回の平面予測に基づ
いて予測画素Ｐの予測精度を向上させても良い。

【００５６】さらに上述の実施例においては、予測画素
Ｐと原画素Ｐ４が一致するとき、平面と判断させる場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、予測画素Ｐ
の所定近傍内に原画素Ｐ４が位置するとき平面であると
判別させるようにしても良い。

【００５７】さらに上述の実施例においては、平坦度判
別回路３３において予測誤差ｄの絶対値を平坦度を示す
判断基準とする場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、予測誤差ｄの２乗値や非線形変換値等を判断基
準として用いても良い。

【００５８】さらに上述の実施例においては、平坦度判
別回路３３をリードオンリメモリで構成する場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、演算処理により各
画素の平坦度を求めるようにしても良い。

【００５９】さらに上述の実施例においては、画像デー
タの平坦度を２ビツトで表す場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、１ビツト又は複数ビツトで表すよ
うにしても良い。

【００６０】さらに上述の実施例においては、平坦部メ
モリ３４は８ライン分のメモリを２組内蔵する場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、１６ライン分の
メモリを内蔵するようにしても良く、また１フイールド
分のメモリを内蔵する等種々の場合に適用し得る。

【００６１】さらに上述の実施例においては、重付け回
路４１をリードオンリメモリで構成する場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、乗算器等を使用しても
良い。

【００６２】さらに上述の実施例においては、重付け回
路４１は歪データＳ２３を蓄積データＳ３４により線形
に重付ける場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、非線形に重み付けるようにしても良い。

【００６３】さらに上述の実施例においては、量子化パ
ラメータ設定回路４４は最大値データＳ４２及び平均値
データＳ４３に基づいてブロツクごとの量子化パラメー
タを設定する場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、いずれか一方のみを用いてブロツクごとの量子化
パラメータを設定しても良く、また標準偏差等を用いて
量子化パラメータを設定しても良い。

【００６４】さらに上述の実施例においては、伝送バツ
フアメモリ１０から量子化パラメータ制御回路２３に量
子化制御信号Ｓ９をフイードバツクする場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、量子化制御信号Ｓ９を
フイードバツクさせず、歪データＳ２３及び蓄積データ
Ｓ３４のみに基づいてブロツクごとの量子化パラメータ
を設定するようにしても良い。

【００６５】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、伝送され
る画像データをブロツク群ごとに定まる第１の量子化パ
ラメータに基づいて復号し、復号された復号データと原
画像データとの差分データを求めると共に、当該原画像
データの平坦度を求め、平坦度に応じて差分データを重
みつけて各ブロツクごとに定まる第２の量子化パラメー
タを設定し、当該第１の量子化パラメータ及び第２の量
子化パラメータに基づいて実際に伝送される画像データ
を量子化することにより、視覚される画像の歪の分布を
均一にでき、当該画像データの画質を劣化させることな
く画像データを伝送させることができる。

【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】その平坦予測回路による平坦予測の説明に供す
る略線図である。

【図３】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４】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５】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６】フレーム画像データの構成を示す略線図であ
る。

【図７】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、２２……平坦度判別回路系、２３……量子
化パラメータ制御回路、２４……量子化／逆量子化回
路、２５……デイスクリートコサイン逆変換回路、２６
……局部復号回路、２９……歪量算出回路、３１……フ
イールド内平坦予測回路、３２……予測誤差識別回路、
３３……平坦度判別回路、３４……平坦部メモリ、４１
……重付け回路、４２……最大値回路、４３……平均値
回路、４４……量子化パラメータ設定回路。

─────────────────────────────────────────────────────

【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５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４に示すよう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４（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４（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４
（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、受信側で復
元される出力データ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を復元するのに対
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】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、歪みの知覚されやすい画像と歪みの知覚されにくい
画像が混在する入力画像が入力される場合にも、視覚上
感知されやすい平坦部の歪みの分布を均一に調整するこ
とができることにより、デイスクリートコサイン変換を
用いる高能率符号化画像特有の歪みの集中を軽減するこ
とができ、画像全体としての画質を一段と向上すること
ができる。

【手続補正１２】

【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Ｓ６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
る第１の量子化情報Ｓ９に基づいて、係数データＳ５を
局部復号する局部復号手段２４、２５、２６と、局部復
号手段２４、２５、２６で局部復号された局部復号デー
タＳ２２と当該局部復号データＳ２２に対応する原映像
信号Ｓ１との差分を求める差分データ検出手段２９と、
単位ブロツク（ＭＢ）を構成する各画素の予測画素値Ｐ
を当該画素Ｐの周辺画素値Ｐ１〜Ｐ３に基づいて予測す
る平面予測手段３１と、平面予測手段３１で予測された
予測画素値Ｐと当該予測画素値Ｐに対応する原映像信号
Ｓ１の原画素値との差分を求める差分検出手段３２と、
差分検出手段３２の検出結果に基づいて、画素が平坦部
に位置するか否かを判別する平坦度判別手段３３と、平
坦度判別手段３３での判別結果に基づいて、差分データ
検出手段２９から出力される差分データＳ２３を重み付
け、単位ブロツク（ＭＢ）ごとの歪評価量Ｓ４１を求め
る歪評価手段４１と、歪評価手段４１で求められる歪評
価量Ｓ４１に基づいて単位ブロツク（ＭＢ）ごとの第２
の量子化情報Ｓ２４を設定する制御手段２３と、第１の
量子化情報Ｓ９及び第２の量子化情報Ｓ２４に基づい
て、映像信号ＶＤの量子化サイズを設定する量子化手段
８とを備えるようにする。

【手続補正１３】

【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歪みの発生しやすい映
像に対応する画像データと、歪みの発生し難い映像に対
応する映像信号ＶＤが混在している場合、当該映像信号
ＶＤを直交変換して得られる係数データを局部復号して
原映像信号との差分を求め、当該差分データによつて求
めた単位ブロツク（ＭＢ）ごとの第２の量子化情報Ｓ２
４と単位ブロツク群（ＧＯＢ）ごとの第１の量子化情報
Ｓ９に基づいて対応する映像信号の量子化特性を制御す
ることにより、局所的かつ急激に歪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伝送
データを伝送することができる。

【手続補正１４】

【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】第２局部復号回路系２１Ｂは、量子化回路
８が係数データＳ５を最終的に量子化して出力する前
に、デイスクリートコサイン変換回路６から出力される
係数データＳ５を量子化制御信号Ｓ９に基づいて局部復
号を行つて局部復号値を求めることにより、原画像デー
タに対する歪を検出するようになされている。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】ここで第２局部復号回路系２１Ｂは、デイ
スクリートコサイン変換回路６から出力された係数デー
タＳ５をリードオンリメモリでなる量子化／逆量子化回
路（ＱＱ−）２４に入力する。デイスクリートコサイン
変換回路６は、伝送バツフアメモリ１０からフイードバ
ツクされるブロツクグループＧＯＢ毎の量子化制御信号
Ｓ９で定まる量子化特性に基づいて、デイスクリートコ
サイン変換後の係数を量子化（すなわちクラス分け）及
び逆量子化（すなわち代表値化）し、デイスクリートコ
サイン逆変換回路２５に出力するようになされている。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】因に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から出力された係数データＳ
５をＦＩＦＯメモリでなる遅延回路４５で所定時間遅延
させた後、量子化回路８に供給するようになされてい
る。ここで遅延回路４５は、第２局部復号回路系２１Ｂ
の局部復号処理が少なくとも１ブロツク分終了し、量子
化パラメータ設定回路４４でブロツク毎の量子化パラメ
ータが決定されるまでの時間、係数データＳ５を遅延し
て量子化回路８に供給するようになされており、これに
より量子化回路８が制御データＳ２４により該当するブ
ロツクを処理できるようになされている。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】すなわち第２局部復号回路系２１Ｂは、量
子化／逆量子化回路２４を介して係数データＳ５をブロ
ツク群量子化パラメータＳ９により量子化した後、再度
逆量子化処理し、逆量子化後の代表値をデイスクリート
コサイン逆変換回路２５で逆変換する。このとき第２局
部復号回路系２１Ｂは、局部復号回路２６で前フレーム
のブロクツクグループＧＯＢごとの復号値から現フレー
ムの局部復号値を得ると、切換回路２７を介して歪量算
出回路２９に供給し、復号された局部復号データＳ２２
と伝送しようとする真の入力画像データＳ１との差分を
求め、量子化パラメータ制御回路２３に歪データＳ２３
を出力する。

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６５】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、伝送され
る画像データをブロツク群ごとに定まる第１の量子化パ
ラメータに基づいて局部復号し、局部復号された局部復
号データと原画像データとの差分データを求めると共
に、当該原画像データの平坦度を求め、平坦度に応じて
差分データを重みつけて各ブロツクごとに定まる第２の
量子化パラメータを設定し、当該第１の量子化パラメー
タ及び第２の量子化パラメータに基づいて実際に伝送さ
れる画像データを量子化することにより、視覚される画
像の歪の分布を均一にでき、当該画像データの画質を劣
化させることなく画像データを伝送させることができ
る。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月２３日

【手続補正１９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

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第１の量子化情報に基
   づいて、上記高能率符号化データを復号する復号手段
   と、 上記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求める差分データ検出
   手段と、 上記単位ブロツクを構成する各画素の予測画素値を当該
   画素の周辺画素値に基づいて予測する平面予測手段と、 上記平面予測手段で予測された上記予測画素値と当該予
   測画素値に対応する原映像信号の原画素値との差分を求
   める差分検出手段と、 上記差分検出手段の検出結果に基づいて、上記画素が平
   坦部に位置するか否かを判別する平坦度判別手段と、 上記平坦度判別手段での判別結果に基づいて、上記差分
   データ検出手段から出力される差分データを重み付け、
   上記単位ブロツクごとの歪評価量を求める歪評価手段
   と、 上記歪評価手段で求められる上記歪評価量に基づいて上
   記単位ブロツクごとの第２の量子化情報を設定する制御
   手段と、 上記第１の量子化情報及び上記第２の量子化情報に基づ
   いて、上記映像信号の量子化サイズを設定する量子化手
   段とを具えることを特徴とする映像信号伝送装置。