JPH0563995A - 映像情報量圧縮及び／又は情報量伸長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 量子化雑音に基づくノイズを除去することを
目的とする。 【構成】 主符号化信号１０ａを出力する主符号化手段
ＡＡと、平坦部と輪郭部とを有するＤＣＴブロック１ａ
を特定すると共にかかるＤＣＴブロック中の低域周波数
成分を有する画素の位置情報を検出する補助符号化手段
ＢＢと、主符号化信号１０と補助符号化信号２１ａとを
多重化する多重化手段ＣＣとによりなる映像情報量圧縮
装置より情報量圧縮信号２２ａを出力し、映像情報量伸
長装置にて、上記情報量圧縮信号２２ａより分離して得
た上記位置情報に基づいて復号された信号に２次元ＬＰ
Ｆ２７を施すものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像情報量圧縮及び／
又は情報量伸長装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の静止画圧縮装置のブロッ
ク図、図１２はジグザグ走査器の動作を説明するための
図である。

【０００３】図１１を用いて、カラー静止画符号化の国
際標準化を推進する機関であるＪＰＥＧ（Joint Photog
raphic Expert Group ）より提案された従来の静止画圧
縮装置（テレビジョン学会誌 P158 Vol44 No2 1990参
照）を説明するに、まず、１画面から縦８個，横８個の
デジタル画素データを抽出して得たＤＣＴブロックをＤ
ＣＴ変換器１（８×８ＤＣＴ）に供給し、ここで２次元
ＤＣＴ変換を施して得た８×８の変換係数を線形量子化
器２に供給する。尚、ここでＤＣＴとは高能率符号化の
１種であるDiscrete Cosine Transform の略語である。

【０００４】そして、量子化マトリックス発生器３（量
子化マトリックス）より供給される基準量子化マトリッ
クスに乗算器４にてスケーリングファクタＳが乗算され
て得た量子化マトリックスを用いて線形量子化を施して
得た直流変換係数２ａと交流変換係数２ｂとが、１次元
予測器５とジグザグ走査器７とに夫々供給される。

【０００５】上記１次元予測器５では、連続する直流変
換係数２ａの差分値を得て１次元予測を行うことにより
直流変換係数２ａの情報量を圧縮して第１のハフマン符
号器６に供給する。そして、第１のハフマン符号器６は
事象の発生確率の高い順に少ないビットを割り当てるハ
フマン符号を生成して多重化器９の一方の入力に供給す
る。尚、ハフマン符号は事象の発生確率に基づいて成さ
れるためエントロピー符号の１種であると言える。ま
た、事象の発生確率については予め測定した結果を用い
れば良く、符号化の際求める必要がない。

【０００６】一方、上記ジグザグ走査器７は、図１２に
示すように低周波成分から高周波成分に向けて交流変換
係数２ｂを走査して、これを第２のハフマン符号器８に
供給する。そして、第２のハフマン符号器８は値が
“０”の変換係数のランレングスと“０”でない変換係
数の値とについて同様にハフマン符号を生成して、多重
化器９の他方の入力に供給する。

【０００７】そして、多重化器９は夫々の入力を多重化
して得た多重化出力信号９ａを図示せぬ伝送路に出力す
る。

【０００８】尚、上記した従来の技術はハフマン符号を
用いるため、一定の入力情報量に対して多重化出力信号
９ａの有する情報量が変動する。このため、スケーリン
グファクタＳを用いて、例えば、１フィールド当たりの
多重化出力信号９ａの有する情報量を、一定に保持する
よう制御している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術においては、線形量子化器２で後述する量
子化雑音が発生するため、画質劣化が顕著なＤＣＴブロ
ックが存在し問題であった。以下、問題点の理解を容易
にするため、１次元のＤＣＴを例に挙げ説明する。

【００１０】図１３は量子化雑音によるＤＣＴを用いた
圧縮伸長に伴う画質劣化を説明するための図、図１４は
量子化マトリックスを説明するための図である。以下図
面を参照しつつ、本発明が解決しようとする課題を具体
的に説明する。

【００１１】ここで、周期的な変化を有する図１３
（Ａ）に示す１次元のデジタル波形データ列と、振幅１
１と振幅０との平坦部とによりなる同図（Ｃ）に示す１
次元のデジタル波形データ列を考える。尚、これらのデ
ータ列は以下に示す式１で一般的に表すことができ、図
１３（Ａ）〜（Ｄ）中の縦軸は映像信号のレベルを表し
ている。

【００１２】

【数１】 そして、上記したデータ列に、以下に示す式２で定義さ
れる１次元ＤＣＴ変換を施し、変換係数Ｄ（７）を粗い
量子化ステップで量子化した後、逆量子化すると共に逆
ＤＣＴ変換して得た波形データ列を同図（Ｂ）と同図
（Ｄ）とに夫々示す。

【００１３】

【数２】 さてここで、同図（Ｂ），（Ｄ）中の点線で示した部分
は粗い量子化ステップで量子化したため発生する量子化
雑音に基づくノイズであるが、視覚特性を考慮すると、
同図（Ｂ）に示す波形は大きな映像信号レベルの変化が
ある場所に小さなノイズが加算されているので差感度
（“画像のデジタル信号処理”日刊工業新聞社(1987)P2
3 参照）が低いことからノイズが検知されにくく、一
方、同図（Ｄ）に示す波形は差感度が高いことからノイ
ズが検知されやすく平坦部に現れるノイズが問題とな
る。

【００１４】以上は１次元の場合について説明したが、
２次元の場合も同様である。図１４に示す量子化マトリ
ックスは、水平，垂直周波数が高くなる右斜め下方向に
いくにつれ値が大きくなっている。即ち、変換係数の高
次なものほど線形量子化の際の量子化ステップを粗くし
ている。これは、空間周波数が高い部分で視感度が落ち
ることと斜め方向の波形に対して視感度が落ちることと
を利用して情報量圧縮を図るためである。

【００１５】しかしながら、２次元の場合でも図１３
（Ｃ）のように平坦部と輪郭部とによりなる波形は高い
周波数成分を有しており、そのような波形に２次元ＤＣ
Ｔ変換を施して得た変換係数を上記量子化マトリックス
を用いて量子化すると、高次（右斜め下）の量子化変換
係数に量子化雑音が混入することになる。そして、これ
を逆量子化すると共に逆２次元ＤＣＴ変換した際、量子
化雑音に基づくノイズが発生し、特に平坦部で顕著な妨
害として現れる。

【００１６】本発明は上述した問題点に鑑み、圧縮前に
平坦であった画像の部分について伸長後の画像データに
２次元ＬＰＦを施すことにより、量子化雑音に基づくノ
イズを除去することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決するため以下の構成を提供する。

【００１８】映像信号を分割して得た入力ブロック信号
をＤＣＴ変換し、量子化し、符号化して得た主符号化信
号を出力する主符号化手段と、平坦部と輪郭部とを有す
る上記入力ブロック信号の上記平坦部の位置情報を符号
化し、上記主符号化信号と区別するための判別情報を付
加した補助符号化信号を出力する補助符号化手段と、上
記主符号化信号と上記補助符号化信号とを多重化して得
た情報量圧縮信号を出力する多重化手段とを有すること
を特徴とする映像情報量圧縮又は情報量圧縮伸長装置。

【００１９】請求項１に記載した上記情報量圧縮信号に
情報量伸長を施す映像情報量伸長又は情報量圧縮伸長装
置であって、上記主符号化信号を復号化して得た復号ブ
ロック信号に、上記補助符号化信号にかかる上記平坦部
の位置情報に基づいて低域瀘波を行う瀘波手段を有する
ことを特徴とする映像情報量伸長又は情報量圧縮伸長装
置。

【００２０】請求項１に記載した映像情報量圧縮又は情
報量圧縮伸長装置であって、上記補助符号化手段に、上
記量子化に伴う量子化雑音の大きさを判別する第１の判
別手上記量子化雑音が小さい場合、上記補助符号化信号
を出力しないよう構成したことを特徴とする映像情報量
圧縮又は情報量圧縮伸長装置。

【００２１】請求項１に記載した映像情報量圧縮又は情
報量圧縮伸長装置であって、上記補助符号化手段に、上
記映像信号にかかる輝度信号のレベルが所定の範囲内で
あるか否かを判別する第２の判別手段を備え、上記所定
の範囲外である場合、上記補助符号化信号を出力しない
よう構成したことを特徴とする映像情報量圧縮又は情報
量圧縮伸長装置。

【００２２】請求項１に記載した映像情報量圧縮又は情
報量圧縮伸長装置であって、上記補助符号化手段にて上
記平坦部の位置情報を符号化するに際し、上記平坦部の
位置情報を特定して得た低域ブロックを分割した小ブロ
ックを夫々得ると共に、上記小ブロックごとに、平坦部
の有無を判別して得た判別ブロックを符号化する符号化
手段を備えたことを特徴とする映像情報量圧縮又は情報
量圧縮伸長装置。

【００２３】請求項１に記載した映像情報量圧縮又は情
報量圧縮伸長装置であって、上記情報量圧縮信号の伝送
単位毎に、上記主符号化信号を上記補助符号化信号に優
先して伝送出力することを特徴とする映像情報量圧縮又
は情報量圧縮伸長装置。

【００２４】

【実施例】図１は第１実施例の映像情報量圧縮装置の主
要部を説明するためのブロック図、図２は第１実施例の
映像情報量圧縮装置の主要部を説明するための数値例を
示した図、図３は第１実施例の映像情報量伸長装置の主
要部を説明するためのブロック図、図４は第１実施例の
映像情報量伸長装置の主要部を説明するための数値例を
示した図、図５は第１実施例を従来の技術と比較するた
めの数値例を示した図、図６はハフマン符号化の例を示
したテーブル図７は第２実施例の映像情報量圧縮装置の
主要部を説明するためのブロック図、図８は第３実施例
の主要部を説明するためのブロックとその数値例とを示
した図、図９は第４実施例の映像情報量圧縮装置の主要
部を説明するためのブロック図、図１０は第４実施例の
映像情報量伸長装置の主要部を説明するためのブロック
図である。以下図面を参照しつつ、実施例を説明する。
尚、特許請求の範囲に記載した「入力ブロック信号」は
例えばＤＣＴブロックに、「復号ブロック信号」は例え
ば復号ＤＣＴブロックに、「瀘波手段」は例えば２次元
ＬＰＦに夫々相当する。 （第１実施例）第１実施例は、情報量圧縮を施す際に、
平坦部と輪郭部とを有するＤＣＴブロックを特定すると
共に、かかるＤＣＴブロック中の平坦部を有する画素の
位置情報を検出して、これを従来の符号化出力に多重化
して得た情報量圧縮信号を得るものである。そして、情
報量伸長を施す際に、上記情報量圧縮信号より分離して
得た上記位置情報に基づいて復号された信号に２次元Ｌ
ＰＦを施すものである。以下、本発明にかかる映像情報
量圧縮装置の主要部の一例について説明し、その後本発
明にかかる映像情報量伸長装置の主要部の一例について
説明することとする。 （・映像情報量圧縮装置）図１において、映像情報量圧
縮装置の主要部は、入力映像信号に情報量圧縮を施す主
符号化手段ＡＡと、上記情報量圧縮による画質劣化を是
正する補助符号化手段ＢＢと、主符号化手段ＡＡと補助
符号化手段ＢＢとの出力を多重化する多重化手段ＣＣと
によりなる。以下、主符号化手段ＡＡより順に説明す
る。

【００２５】入力映像信号より縦８個，横８個のデジタ
ル画素データを抽出して得たＤＣＴブロック１ａが図示
せぬＤＣＴブロック分割器より主符号化手段ＡＡ中の２
次元ＤＣＴ変換器１に供給され、２次元ＤＣＴ変換して
得た変換係数ブロック１ｂが量子化器２に供給される。
ここで、ＤＣＴブロック１ａの一例として、図２（Ａ）
に示すＤＣＴブロックを考えることとし、以下この数値
例に基づいて説明する。尚、同図（Ａ）中のデジタルデ
ータを表す数字は８ビットで量子化されており、−１２
８〜１２７の値を取り得るものとする。また、入力映像
信号は、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号等のコンポーネント信
号、輝度信号等の画像情報を表す信号であればいずれで
も良い。

【００２６】そして、量子化器２は、変換係数ブロック
１ｂに図１４に示す量子化マトリックスの各値を量子化
ステップとして除算を施すことにより量子化して得た図
２（Ｂ）に示す量子化ブロック２ｃを、第１の符号器１
０に供給する。

【００２７】そして、第１の符号器１０にてこの量子化
ブロック２ｃに周知の符号化を施して得た主符号化信号
１０ａを、多重化手段ＣＣ中の第２の多重化器２２の一
方の入力に供給する。

【００２８】この主符号化手段ＡＡは、上述した従来の
技術のにかかる映像情報量圧縮装置に相当する部分であ
るが、量子化器２以降の構成が異なる。即ち、後述する
第１の符号化器１０は、１次元予測器５と第１，第２の
ハフマン符号化器６，８とジグザグ走査器７と多重化器
９とによりなる従来の技術に限定されるものではなく、
周知の符号化を施すものであれば良い。

【００２９】補助符号化手段ＢＢの概要は、平坦部と輪
郭部とを同時に有するＤＣＴブロックを特定して、この
ＤＣＴブロック中の高域周波数成分を有する画素の位置
情報を符号化した第２の符号化器出力信号２０ａを得る
と共に、これに主符号化信号１０ａと区別するためのＩ
Ｄ情報を付加して得た補助符号化信号２１ａを、第２の
多重化器２２の他方の入力に供給するものである。

【００３０】補助符号化手段ＢＢ中の２次元ＨＰＦ１１
にＤＣＴブロック１ａが供給され、空間的なＨＰＦを施
して得た２次元ＨＰＦ出力ブロック１１ａを第１の絶対
値化器１２に供給する。ここで、２次元ＨＰＦ１１の係
数例の一例を図２（Ｃ）に示す。同図（Ｃ）中太枠で囲
まれた係数“８”は対象とする画素の係数を表してお
り、他の係数“−１”は対象とする画素の周辺の画素の
係数を表している。そして、対象とする画素のデジタル
データを８倍すると共にその周辺の画素のデジタルデー
タを−１倍して得られた９個のデータを加算して２次元
ＨＰＦ出力ブロック１１ａを構成する夫々のデータとし
ている。尚、対象とする画素がＤＣＴブロックの端にあ
るため周辺に８個の画素がない場合には、対象とする画
素の係数を有効な画素の個数と等しくする。このように
して得られた２次元ＨＰＦ出力ブロック１１ａを同図
（Ｄ）に示す。

【００３１】第１の絶対値化器１２では２次元ＨＰＦ出
力ブロック１１ａを構成する夫々のデータについて絶対
値をとり、これを第１，第２の閾値を夫々有する第１，
第２の比較器１６，１３に夫々供給する。この第１の比
較器１６と後述する第１の計数器１７と後述する第３の
比較器１８とは、ＤＣＴブロック１ａ中に平坦部がある
か否かを検出するものであり、一方、第２の比較器１３
と後述する第２の計数器１４と後述する第４の比較器１
５とは、ＤＣＴブロック１ａ中に輪郭部があるか否かを
検出するものである。

【００３２】第１の比較器１６は、絶対値化された２次
元ＨＰＦ出力ブロック１１ａの夫々のデータについて第
２の閾値より小なる値に設定された第１の閾値と比較し
て、第１の閾値より小なる場合は“１”を他の場合は
“０”を夫々のデータについて得た低域ブロック１６ａ
を、第１の計数器１７と後述する第２の符号化器１８と
に供給する。この低域ブロック１６ａ中“１”の値を取
る画素は、高域周波数成分を有さない画素である。ここ
で、第１の閾値を“３２”とした場合の低域ブロック１
６ａを図２（Ｅ）に示す。

【００３３】そして、第１の計数器１７にて１低域ブロ
ック１６ａ当たりの“１”の数を累積加算して得た第１
の累積加算値１７ａを第３の比較器１８に供給して、こ
こで第１の累積加算値１７ａと第３の閾値とを比較し、
第１の累積加算値１７ａが大なる場合は“１”をその他
の場合は“０”を第１のＡＮＤ１９の一方の入力に第３
の比較器出力信号１８ａとして供給する。ここで、低域
ブロック１６ａ（図２（Ｅ）に図示）について第１の累
積加算値１７ａを求めると“４４”となり、また、第３
の閾値を“８”とすると、第３の比較器出力信号１８ａ
は“１”となる。

【００３４】このようにして、１ＤＣＴブロック当たり
の高域周波数成分を有さない画素数が一定の値（第３の
閾値）を越えるか否かを判別して、夫々のＤＣＴブロッ
ク１ａ中に平坦部があるか否かを検出している。

【００３５】一方、第２の比較器１３は、絶対値化され
た２次元ＨＰＦ出力ブロック１１ａの夫々のデータにつ
いて第２の閾値と比較して、第２の閾値より大なる場合
は“１”を他の場合は“０”を夫々のデータについて得
た高域ブロック１３ａを、第２の計数器１４に供給す
る。この高域ブロック１３ａ中“１”の値を取る画素
は、高域周波数成分を有する画素である。高域周波数成
分を有さないそして、第２の計数器１４にて１高域ブロ
ック１３ａ当たりの“１”の数を累積加算して得た第２
の累積加算値１４ａを第４の比較器１５に供給して、こ
こで第２の累積加算値１５ａと第４の閾値とを比較し、
第２の累積加算値１５ａが大なる場合は“１”をその他
の場合は“０”を第１のＡＮＤ１９の他方の入力に供給
する。

【００３６】このようにして、１ＤＣＴブロック当たり
の高域周波数成分を有する画素数が一定の値（第４の閾
値）を越えるか否かを判別して、夫々のＤＣＴブロック
１ａ中に輪郭部があるか否かを検出している。

【００３７】そして、第１のＡＮＤ１９にて、両入力の
論理積を取ることにより、平坦部と輪郭部とを同時に有
するＤＣＴブロックを特定して得た第１のＡＮＤ出力信
号１９ａを後述するＩＤ付加器２１の一方の入力に供給
している。即ち、第１のＡＮＤ出力信号１９ａが“１”
の場合には当該ＤＣＴブロックは平坦部と輪郭部とを同
時に有しており、“０”の場合には有していない。

【００３８】さて、第２の符号化器２０について説明す
るに、ここでは低域ブロック１６ａ（図２（Ｅ）に図
示）をランレングス符号化するランレングス符号化器を
一例として説明する。この符号化に際しては、図２
（Ｅ）中の矢印の順にジグザグ走査を行い、最初に左上
隅のデータを、次ぎにその連続するデータの個数を、そ
の次ぎに反転する個数を、更に反転する個数を右下隅の
データまで順に取っていき、「１、２４、３、２、…」
といったデータ列を得る。そして、このデータ列にワイ
ル符号化を施して「１、11100111、 010、001 、…」と
いったデータ列を第２の符号化器出力信号２０ａとし
て、ＩＤ付加器２１の他方の入力に供給している。

【００３９】そして、ＩＤ付加器２１にて、第１のＡＮ
Ｄ出力信号１９ａが“１”の場合には第２の符号化器出
力信号２０ａにこれと上記した主符号化信号１０ａとを
区別するためのＩＤ情報を付加し、第１のＡＮＤ出力信
号１９ａが“０”の場合にはなにも出力することなく得
た補助符号化信号２１ａを多重化器２２の他方の入力に
供給する。

【００４０】このようにして、補助符号化手段ＢＢは、
平坦部と輪郭部とを同時に有するＤＣＴブロック中の平
坦部に該当する画素の位置情報を符号化すると共に、こ
れにＩＤ情報を付加した補助符号化信号２１ａを得るこ
とができる。

【００４１】そして、多重化手段ＣＣは、多重化器２２
にて主符号化信号１０ａと補助符号化信号２１ａとを多
重化して得た情報量圧縮信号２２ａを図示せぬ伝送路等
に供給する。 （・映像情報量伸長装置）図３（Ａ）を用いて、本発明
にかかる映像情報量伸長装置の主要部の一例について説
明するに、図示せぬ伝送路等より情報量圧縮信号２２ａ
が第１の選択器２３に供給され、ここで上記したＩＤ情
報に基づいて情報量圧縮信号２２ａを主符号化信号１０
ａと、補助符号化信号２１ａよりＩＤ情報を除いた第２
の符号化器出力信号２０ａとに分離して第１，第２の復
号化器２４，２８に夫々供給する。

【００４２】この第１の復号化器２４は上記した第１の
符号化器１０に対応するものであり、主符号化信号１０
ａを復号して得た前述した量子化ブロック（図２（Ｂ）
に図示）を第１の逆量子化器２５に供給し、ここで逆量
子化した後、逆ＤＣＴ変換を施す逆ＤＣＴ変換器２６
（逆ＤＣＴ）に供給する。そして、逆ＤＣＴ変換器２６
より出力される復号ＤＣＴブロック２６ａを後述する２
次元ＬＰＦ２７に供給する。ここで、復号ＤＣＴブロッ
ク２６ａを図４（Ａ）に示す。

【００４３】一方、第２の復号化器２８は、上記した第
２の符号化器２０に対応するものであり、第２の符号化
器出力信号２０ａを復号して、平坦部と輪郭部とを同時
に有するＤＣＴブロック中の平坦部に該当する画素の位
置情報を得てこれを第２の復号化器出力信号２８ａとし
て遅延回路２９に供給する。

【００４４】この遅延回路２９は復号ＤＣＴブロック２
６ａと復号化器出力信号２８ａとのタイミングを調整す
るために設けられており、例えばデジタルメモリ等で構
成されている。そして、遅延回路２９よりタイミングが
調整された低周波数成分を有する画素の位置情報制御信
号２９ａが２次元ＬＰＦ２７に供給される。ここで、位
置情報制御信号２９ａは図２（Ｅ）に示すデータ列とな
る。

【００４５】２次元ＬＰＦ２７にて２次元ＬＰＦを位置
情報制御信号２９ａに基づいて復号ＤＣＴブロック２６
ａに施す。この２次元ＬＰＦ２７の係数列の例を図４
（Ｂ）に示すに、同図（Ｂ）中太枠で囲まれた係数が対
象とする画素の係数であり、その他は周辺の画素の係数
である。

【００４６】この２次元ＬＰＦの動作について詳述する
と、まず、位置情報制御信号２９ａのデータ列中“０”
に対応する復号ＤＣＴブロック２６ａ中の夫々の画素は
輪郭部であるため、無効画素として後述する演算を行う
ことなく画素値をそのまま出力する。一方、位置情報制
御信号２９ａのデータ列中“１”に対応する復号ＤＣＴ
ブロック２６ａ中の夫々の画素は平坦部であるため、演
算を行う。ここで２次元ＬＰＦ２７の全ての係数は
“１”であるので、復号ＤＣＴブロック２６ａ中の対象
とする画素値とその周辺の８つの画素値とを加算しこれ
を“９”で除算して得た値を出力する。またこの演算
で、周辺の８つの画素中、位置情報制御信号２９ａのデ
ータ列中“０”に対応する画素は無効画素として演算の
対象から除くこととし、“９”からこの無効画素の数を
減算した値で“９”の代わりに除算する。“０”に対応
する画素は無効画素として演算の対象から除くこととし
たのは、“０”に対応する画素は輪郭部であるため、輪
郭部の影響を平坦部が受けブロックの境界が目立つのを
防止するためである。尚、対象とする画素が復号ＤＣＴ
ブロック２６ａ中の端にあり周辺の画素数が８に満たな
い場合も同様とする。

【００４７】このようにして、２次元ＬＰＦを施して得
た２次元ＬＰＦ出力信号２７ａを図４（Ｃ）に示す。

【００４８】また、第１の符号化器１０が従来の技術で
述べたものである場合には、第１の復号化器２４は、図
（Ｂ）に示すものとなる。主符号化信号１０ａが第２の
選択器３０に供給され、ここで上記した直流変換係数２
ａにかかる復号直流変換係数３０ａと交流変換係数２ｂ
にかかる復号交流変換係数３０ｂとに分離して、前者を
第１のハフマン復号化器を介して１次元予測復号化器に
供給し、ここで直流変換係数２ａに相当する１次元予測
復号化器出力信号３２ａ得て、これを第３の選択器３３
の一方の入力に供給する。一方、復号交流変換係数３０
ｂは第２のハフマン復号化器３４を介してメモリ３５に
供給され、タイミング調整が施されたて得たメモリ出力
信号３５ａが、第３の選択器３３の他方の入力に供給さ
れる。そして、第３の選択器３３にて両入力を適宜選択
して第１の復号化器出力信号２４ａを得ている。

【００４９】さてここで、本発明の有用性を従来の技術
と比較しつつ説明するに、図５（Ａ）に量子化ブロック
２ｃを示す。この量子化ブロック２ｃは、上記した図２
（Ａ）に示すＤＣＴブロック１ａについて２次元ＤＣＴ
変換して得た変換係数を、図１４に示した量子化マトリ
ックスの係数にスケーリングファクタＳを０．５として
夫々乗じたものを用いて量子化して得たものである。そ
して、これを逆量子化した後、逆ＤＣＴを施して得た結
果を図５（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）と図４（Ｃ）とを比
較すると図４（Ｃ）の方が平坦部のノイズが改善されて
いる。また、圧縮符号化した際のデータ量を比較する
と、本実施例の場合、ＤＣＴブロック１ａをハフマン符
号化したデータ量が１９７ビット、低域ブロック１６ａ
をワイル符号化したデータ量が４５ビットとなりこれら
の合計は２４２ビットとなる。一方、図２（Ａ）に示す
量子化ブロック２ｃをハフマン符号化したデータ量は２
８１ビットとなり本実施例の方が伝送データ量も少な
い。但し、両ハフマン符号化には図６に示すテーブルを
用いるものとする。 （第２実施例）第１実施例は、２次元ＤＣＴ変換して得
た変換係数ブロックを量子化する際、量子化変換係数に
混入する量子化雑音に起因して発生するノイズを平坦部
で抑圧するため、平坦部と輪郭部とを有するＤＣＴブロ
ック中の高域周波数成分を含合する画素の位置情報を検
出して、これを従来の符号化出力に多重化して情報量圧
縮信号を得るものであった。

【００５０】しかし、量子化変換係数に混入する量子化
雑音が夫々十分小さく、且つ、その絶対値の総和が十分
小さい場合は、量子化雑音に起因して発生するノイズは
十分小さい。また、ＤＣＴブロックを構成する入力映像
信号が輝度信号である場合、輝度信号のレベルが高すぎ
たり、低すぎたりする際は平坦部でも視覚的にノイズが
抑圧される。

【００５１】そこで、第２実施例においては、上記した
場合には画素の位置情報を従来の符号化出力に多重化し
ないように構成して、第１実施例と同等の画質を維持し
つつ情報量圧縮信号の情報量を削減することとした。

【００５２】図７を用いて第２実施例の映像情報量圧縮
装置について説明するに、図１と同一の構成には同一の
符号を付しその説明を省略する。また、映像情報量伸長
装置についても第１実施例と同一の構成であるためその
説明を省略する。

【００５３】同図中、第１実施例にかかる映像情報量圧
縮装置と相違するのは、補助符号化手段ＢＢ中に量子化
変換係数に混入する量子化雑音が夫々十分小さく、且
つ、その絶対値の総和が十分小さいＤＣＴブロック１ａ
を判別する第１の判別手段ＢＢ１と、輝度信号のレベル
を判別する第２の判別手段ＢＢ２とが設けられた点であ
る。

【００５４】まず、第１の判別手段ＢＢ１より説明する
に、量子化ブロック２ｃが逆量子化器４０に供給され逆
量子化が施された後、減算器４１の一方の入力に供給さ
れここで他方の入力に供給される変換係数ブロック１ｂ
との間で減算が施され得た量子化雑音が第２の絶対値化
器４２に供給される。

【００５５】そして、第２の絶対値化器４２にて量子化
雑音を絶対値化して得た絶対値化量子化雑音４２ａが加
算器４３の一方の入力と第７の比較器４６とに供給され
る。ここで、加算器４３とレジスタ４４と第９の比較器
４５とは、量子化雑音の絶対値の総和が十分小さい場合
を判別し、第７の比較器４６と第３の計数器４７と第８
の比較器４８とは、量子化雑音が夫々十分小さい場合を
判別する役割を担う。

【００５６】上記した加算器４３にて、画素データごと
の絶対値化量子化雑音４２ａとレジスタ４４から他方の
入力に供給される累積加算量子化雑音４４ａとがレジス
タ４４にて加算される。そして、累積加算量子化雑音４
４ａが第９の比較器４５に供給され、ここでＤＣＴブロ
ック毎に累積加算量子化雑音４４ａを第９の閾値と比較
してこれを越える場合は“１”を、それ以外の場合は
“０”を第９の比較器出力信号４５ａとして第１のＯＲ
回路４９の一方の入力に供給する。

【００５７】一方、第７の比較器４６にて、絶対値化量
子化雑音４２ａを画素データ毎に第７の閾値と比較し
て、これを越える場合は“１”を、それ以外の場合は
“０”を第３の計数器４７に供給し、ここで“１”の数
を累積してその結果を第８の比較器４８にてＤＣＴブロ
ック毎に第８の閾値と比較してこれを越える場合は
“１”を、それ以外の場合は“０”を第８の比較器出力
信号４８ａとして第１のＯＲ回路４９の他方の入力に供
給する。

【００５８】そして、第１のＯＲ回路４９にて第８，第
９の比較器出力信号４８ａ，４５ａの論理和を取り得た
第１のＯＲ回路出力信号４９ａを、第１のＡＮＤ出力信
号１９ａが一方の入力に供給されるの第３のＡＮＤ回路
５０の他方の入力に供給し、ここで両者の論理積を取り
得た第３のＡＮＤ回路出力信号５０ａをＩＤ付加器２１
に供給する。

【００５９】次ぎに、第２の判別手段ＢＢ２を説明する
に、ＤＣＴブロック１ａが、輝度信号のレベルが高レベ
ルである場合を判別する第５の比較器５１と輝度信号の
レベルが低レベルである場合を判別する第６の比較器５
２とに供給される。そして、第５の比較器５１にて、Ｄ
ＣＴブロック１ａ中のデジタル画素データを第５の閾値
と夫々比較して、これを越える場合は“１”を、それ以
外の場合は“０”を第１のＮＯＲ回路５３の一方の入力
にデジタル画素データ毎に供給する。また、第６の比較
器５２にて、ＤＣＴブロック１ａ中のデジタル画素デー
タを第６の閾値と夫々比較して、これを越えない場合は
“１”を、それ以外の場合は“０”を第１のＮＯＲ回路
５３の他方の入力にデジタル画素データ毎に供給する。

【００６０】そして、第１のＮＯＲ回路５３にて両入力
の論理和を取り反転して得た第１のＮＯＲ回路出力信号
５３ａを得る。

【００６１】そして、低域ブロック１６ａが一方の入力
に供給される第２のＡＮＤ回路５４の他方の入力に第１
のＮＯＲ回路出力信号５３ａを供給し、両入力の論理積
を取り得た第２のＡＮＤ回路出力信号５４ａを第１の計
数器１７に供給する。尚、低域ブロック１６ａと第１の
ＮＯＲ回路出力信号５３ａとのタイミングは周知のタイ
ミング調整回路にて調整されていることは勿論である。

【００６２】ここで両入力の論理積を求めたのは、第１
実施例で述べたように低域ブロック１６ａ中“１”の値
を取る画素は高域周波数成分を有さない画素であるが、
第１のＮＯＲ回路出力信号５３ａが“０”の場合は、輝
度信号のレベルが高すぎるか、または低すぎるため、平
坦部であったとしても視覚的にノイズが抑圧される画素
であるのでかかる場合は無効画素とするためである。

【００６３】このようにして、第２のＡＮＤ回路５４に
て求めた論理積に基づいて第３の比較器出力信号１８ａ
を得たので、第１のＡＮＤ回路出力信号１９ａは平坦部
の輝度信号の輝度レベルが高すぎるか、または低すぎる
ＤＣＴブロックは“０”となり、更に、量子化変換係数
に混入する量子化雑音が夫々十分小さく、且つ、その絶
対値の総和が十分小さい場合は第１のＯＲ回路出力信号
４９ａが“０”となるため、ＩＤ付加器２１にて付加さ
れる第２の符号化器出力信号２０ａが制限され情報量圧
縮信号２２ａの情報量が削減される。 （第３実施例）第３実施例は、第１，第２実施例中の第
２の符号化器２０及び第２の復号化器２８に関するもの
であり、その概要は、低域ブロック１６ａをランレング
ス符号化するに際し、低域ブロック１６ａを重複する小
ブロックに分割し、これに基づいて符号化して第２の符
号化器出力信号２０ａの情報量を削減しこれを復号化す
るものである。

【００６４】まず図８を用いて、ランレングス符号化を
用いた第２の符号化器２０より説明するに、同図（Ａ）
は第２の符号化器２０の詳細なブロック図である。同図
（Ａ）中の小ブロック分割器２０１にて第１の比較器１
６（図７に図示）より供給される低域ブロック１６ａを
小ブロックに分割する。即ち、同図（Ｂ）中の太枠で示
すように縦８個×横８個で構成される低域ブロック１６
ａを縦２個×横２個で構成された互いに重複する小ブロ
ックＳ１〜Ｓ４等に分割する。ここでは小ブロックＳ１
〜Ｓ４のみを図示したが、実際には４９個の小ブロック
に分割され、これを小ブロック分割器出力信号２０１ａ
として“１”判別器２０２に供給する。

【００６５】そして、“１”判別器２０２にて、小ブロ
ック分割器出力信号２０１ａ中の夫々の小ブロックを構
成する画素データが全て“１”の場合は“１”を夫々の
小ブロックごとに出力すると共にそれ以外の場合は
“０”を夫々の小ブロックごとに出力して得た縦７個×
横７個で構成される判別ブロック２０２ａをジグザグ走
査器２０３に供給する。ここで同図（Ｂ）に示した低域
ブロック１６ａにかかる判別ブロック２０２ａを同図
（Ｃ）に示す。尚、同図（Ｃ）中の画素データＴ１〜Ｔ
４は小ブロックＳ１〜Ｓ４に夫々対応するものである。

【００６６】そして、ジグザグ走査器２０３にて判別ブ
ロック２０２ａを同図（Ｃ）中に示す矢印の順にジグザ
グ走査を施す。即ち、最初に左上隅の画素データを、次
にそのラン長を、その次に反転データラン長を順次右下
隅の画素データまで取っていくと、「１、１２、７、
４、１０、…」となる。これをジグザグ走査器出力信号
２０３ａとしてワイル符号化器２０４に供給し、ここで
ワイル符号化を施して「１、１１０１００、１０１０、
０１１、１１０００１、…」とした第２の符号化器出力
信号２０ａを得てＩＤ符号化器２１（図７に図示）に供
給する。

【００６７】このようにして得られた第２の符号化器出
力信号２０ａのデータ量は、３３ビットとなるので、第
１実施例で述べた第２の符号化器出力信号２０ａのデー
タ量４５ビットと比較し削減されている。

【００６８】次に図９を用いて第２の復号化器２８を説
明するに、同図（Ａ）は第２の復号化器２８の詳細なブ
ロック図である。同図（Ａ）中のワイル復号化器２８１
にて、第１の選択器２３（図３に図示）より供給される
第２の符号化器出力信号２０ａにワイル復号化を施し得
たワイル復号化器出力信号２８１ａをジグザグ逆走査器
２８２に供給し、ここで上記したジグザグ走査器２０３
の逆走査を施して図８（Ｃ）に示す判別ブロック２０２
ａに相当する復号判別ブロック２８２ａを得て、これを
ブロック生成器２８３に供給する。

【００６９】そして、ブロック生成器２８３にて復号判
別ブロック２８２ａを構成する夫々の画素データをこれ
に対応する小ブロック中の画素データとする。即ち、復
号判別ブロック２８２ａを構成する１つの画素データが
“１”である場合はこれに対応する小ブロック中の画素
データは全て“１”であり、逆に“０”である場合は小
ブロック中の画素データは全て“０”である。このよう
にして小ブロック中の画素データが決定された後、小ブ
ロックが重複する画素については重複する全ての小ブロ
ックより得られる画素データの論理和を取り得た第２の
復号化器出力信号２８ａを遅延回路２９（図３に図示）
に供給する。

【００７０】上記した第２の復号化器出力信号２８ａを
同図（Ｂ）に示す。尚、同図（Ｂ）中下線を図示した画
素データは図８（Ｃ）に示した判別ブロック２０２ａと
比較して変化しているものである。そして、この第２の
復号化器出力信号２８ａに基づいて前述した図３（Ａ）
中の２次元ＬＰＦ２７は動作する。

【００７１】ここで、第１実施例と比較するため、図４
（Ａ）に図示した復号ＤＣＴブロック２６ａを、図９
（Ｂ）に図示する第２の復号化器出力信号２８ａを用い
て２次元ＬＰＦを施した結果を同図（Ｃ）に示す。これ
を図４（Ｃ）に図示した２次元ＬＰＦ出力信号２７ａと
比較すると図９（Ｃ）中に下線を施した画素データが変
化していることが分かる。これは判別ブロック２０２ａ
中下線を図示した画素データが変化しているためであ
る。

【００７２】しかし、同図（Ｂ）中の下線を図示した画
素データは、無効画素の多いブロックの周辺に位置する
画素データであるため、２次元ＬＰＦの効果が少ないも
のである。従って、同図（Ｃ）に示した２次元ＬＰＦを
施した結果も最終的な画質には劣化が殆どない。

【００７３】一方、上記したように第２の符号化器出力
信号２０ａのデータ量を削減できるので、有効に平坦部
のノイズを抑圧しつつ情報量圧縮信号２２ａの情報量を
削減することができる。 （第４実施例）上述した第１，第２，第３実施例にかか
る映像情報量圧縮装置において、主符号化信号１０ａと
補助符号化信号２１ａとを多重化するに際して、１ＤＣ
Ｔブロック単位で主符号化信号１０ａに連続して補助符
号化信号２１ａが多重化されていた。

【００７４】しかし、第１の符号化器１０がエントロピ
ー符号化器である場合、情報量圧縮信号２２ａの伝送単
位（例えば１フィールド又は１フレーム）当たりの情報
量が変動する。また、伝送単位で情報量圧縮信号２２ａ
の情報量を制限して出力するため、全く情報が伝送され
ないＤＣＴブロックが存在する虞がある。

【００７５】そこで、第４実施例においては、第１の符
号化器１０がエントロピー符号化器である場合、まず主
符号化信号１０ａを伝送単位で伝送し、その後補助符号
化信号２１ａを伝送することとした。

【００７６】図１０を用いて第４実施例にかかる映像情
報量圧縮装置について説明するに、図１及び図７と同一
の構成には同一の符号を付しその説明を省略する。ここ
で図９が図１及び図７と相違するのは新たにデ−タ量予
測器６０とメモリ６１とが付加された点である。

【００７７】このデ−タ量予測器６０にはＤＣＴブロッ
ク１ａが入力し、ここで伝送単位当たりの主符号化信号
１０ａの情報量を予測して得た予測制御信号６０ａが主
符号化手段ＡＡ中の第１の符号化器１０に供給される。
そして、予測制御信号６０ａに基づいて第１の符号化器
１０は情報量を調整して得た主符号化信号１０ａを、多
重化手段ＣＣの一方の入力に供給する。尚、この調整
は、例えば従来の技術において述べたスケーリングファ
クタＳを制御することにより量子化ステップを可変して
行われるが、デ−タ量の予測誤差により伝送単位当たり
のデ−タ量に満たない場合が多く、この余り部分に後述
するメモリ出力信号６１ａを挿入する。

【００７８】そして、主符号化信号１０ａの多重化手段
ＣＣへの供給の終了タイミングを表すメモリ制御信号１
０ｂが、主符号化手段ＡＡ中の第１の符号化器１０より
メモリ６１の制御入力に供給される。このメモリ６１は
ＲＡＭ等のメモリとその制御回路とによりなり、補助符
号化手段ＢＢより供給される補助符号化信号２１ａを格
納し、メモリ制御信号１０ｂに基づいてメモリより一旦
格納した補助符号化信号２１ａをメモリ出力信号６１ａ
として多重化手段ＣＣの他方の入力に供給する。

【００７９】そして、多重化手段ＣＣにて主符号化信号
１０ａとメモリ出力信号６１ａとを多重化して得た情報
量圧縮信号２２ａを図示せぬ伝送路に供給するが、この
情報量圧縮信号２２ａの伝送単位当たりの情報量は一定
であるため、補助符号化信号２１ａの一部又は全部が廃
棄されることもある。

【００８０】しかし、補助符号化信号２１ａは低域成分
を有する画素の位置情報であるので必ずしも情報量伸長
する際必要な情報でない。従って、これが欠落されたと
しても画素データが全く失われることはない。

【００８１】このようにして得られた情報量圧縮信号２
２ａが上述した第１，第２，第３実施例にかかる映像情
報量伸長装置に供給され、情報量伸長が施されて最終出
力たる２次元ＬＰＦ出力信号２７ａを得ることができ
る。

【００８２】尚、上述した実施例において、映像情報量
圧縮装置と映像情報量伸長装置とは個別に説明したが、
両者を統合した情報量圧縮伸長装置であっても良いこと
は勿論である。

【００８３】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、平坦部
と輪郭部とを有する入力ブロック信号中の上記平坦部の
位置情報を符号化すると共にこれに主符号化信号と区別
するための判別情報を付加した補助符号化信号と、主符
号化信号とを多重化して得た情報量圧縮信号を出力する
映像情報量圧縮又は情報量圧縮伸長装置を提供すること
ができるので、主符号化信号と共に、復号した際量子化
雑音に基づくノイズが顕著な妨害として現れる平坦部の
位置情報を伝送出力することができるという効果があ
る。

【００８４】また、復号ブロック信号に、上記補助符号
化信号にかかる上記平坦部の位置情報に基づいて低域瀘
波を行う瀘波手段を有する映像情報量伸長又は情報量圧
縮伸長装置を提供できるので、逆ＤＣＴ変換した際に発
生する量子化雑音に基づくノイズを除去することができ
るという効果がある。

【００８５】また、補助符号化手段に、上記量子化に伴
うの量子化雑音の大きさを判別する第１の判別手段を備
え、上記量子化雑音が小さい場合、補助符号化信号を出
力しないよう構成した情報量圧縮又は情報量圧縮伸長装
置を提供できるので、映像情報量圧縮信号の情報量を削
減することができるという効果がある。

【００８６】また、補助符号化手段に、上記映像信号に
かかる輝度信号のレベルが所定の範囲内であるか否かを
判別する第２の判別手段を備え、上記所定の範囲外であ
る場合、上記補助符号化信号を出力しないよう構成した
映像情報量圧縮又は情報量圧縮伸長装置を提供できるの
で、量子化雑音に基づくノイズが視覚的に目立たない平
坦部の位置情報を削減することができ、映像情報量圧縮
信号の情報量を削減することができるという効果があ
る。

【００８７】また、補助符号化手段にて上記平坦部の位
置情報を符号化するに際し、上記平坦部の位置情報を特
定して得た低域ブロックを分割した小ブロックを夫々得
ると共に、上記小ブロックごとに平坦部の有無を判別し
て得た判別ブロックを符号化する符号化手段を備えた情
報量圧縮又は情報量圧縮伸長装置を提供できるので、映
像情報量圧縮信号の情報量を削減することができるとい
う効果がある。

【００８８】また、上記情報量圧縮信号の伝送単位毎
に、上記主符号化信号を上記補助符号化信号に優先して
伝送出力する映像情報量圧縮又は情報量圧縮伸長装置を
提供できるので、主符号化信号を補助符号化信号に優先
して伝送出力することができ、例えば、主符号化信号が
エントロピー符号化等の可変長符号化にかかるものであ
る場合、復号時に映像信号が欠落する可能性を低減する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の映像情報量圧縮装置の主要部を説
明するためのブロック図である。

【図２】第１実施例の映像情報量圧縮装置の主要部を説
明するための数値例を示した図である。

【図３】第１実施例の映像情報量伸長装置の主要部を説
明するためのブロック図である。

【図４】第１実施例の映像情報量伸長装置の主要部を説
明するための数値例を示した図である。

【図５】第１実施例を従来の技術と比較するための数値
例を示した図である。

【図６】ハフマン符号化の例を示したテーブルである。

【図７】第２実施例の映像情報量圧縮装置の主要部を説
明するためのブロック図である。

【図８】第３実施例の映像情報量圧縮装置の主要部を説
明するためのブロックとその数値例とを示した図であ
る。

【図９】第３実施例の映像情報量伸長装置の主要部を説
明するためのブロックとその数値例とを示した図であ
る。

【図１０】第４実施例の映像情報量圧縮装置の主要部を
説明するためのブロック図である。

【図１１】従来の静止画圧縮装置のブロック図である。

【図１２】ジグザグ走査器の動作を説明するための図で
ある。

【図１３】量子化雑音によるＤＣＴを用いた圧縮伸長に
伴う画質劣化を説明するための図である。

【図１４】量子化マトリックスを説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１ａ ＤＣＴブロック １０ａ 主符号化信号 １６ａ 低域ブロック ２１ａ 補助符号化信号 ２２ａ 情報量圧縮信号 ２６ａ 復号ＤＣＴブロック ２７ ２次元ＬＰＦ ２０１ａ 小ブロック ２０２ａ 判別ブロック ＡＡ 主符号化手段 ＢＢ 補助符号化手段 ＣＣ 多重化手段 ＢＢ１ 第１の判別手段 ＢＢ２ 第２の判別手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像信号を分割して得た入力ブロック信号
   をＤＣＴ変換し、量子化し、符号化して得た主符号化信
   号を出力する主符号化手段と、 平坦部と輪郭部とを有する上記入力ブロック信号の上記
   平坦部の位置情報を符号化し、上記主符号化信号と区別
   するための判別情報を付加した補助符号化信号を出力す
   る補助符号化手段と、 上記主符号化信号と上記補助符号化信号とを多重化して
   得た情報量圧縮信号を出力する多重化手段とを有するこ
   とを特徴とする映像情報量圧縮又は情報量圧縮伸長装
   置。
2. 【請求項２】請求項１に記載した上記情報量圧縮信号に
   情報量伸長を施す映像情報量伸長又は情報量圧縮伸長装
   置であって、 上記主符号化信号を復号化して得た復号ブロック信号
   に、上記補助符号化信号にかかる上記平坦部の位置情報
   に基づいて低域瀘波を行う瀘波手段を有することを特徴
   とする映像情報量伸長又は情報量圧縮伸長装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載した映像情報量圧縮又は情
   報量圧縮伸長装置であって、 上記補助符号化手段に、上記量子化に伴う量子化雑音の
   大きさを判別する第１の判別手段を備え、 上記量子化雑音が小さい場合、上記補助符号化信号を出
   力しないよう構成したことを特徴とする映像情報量圧縮
   又は情報量圧縮伸長装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載した映像情報量圧縮又は情
   報量圧縮伸長装置であって、 上記補助符号化手段に、上記映像信号にかかる輝度信号
   のレベルが所定の範囲内であるか否かを判別する第２の
   判別手段を備え、 上記所定の範囲外である場合、上記補助符号化信号を出
   力しないよう構成したことを特徴とする映像情報量圧縮
   又は情報量圧縮伸長装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載した映像情報量圧縮又は情
   報量圧縮伸長装置であって、 上記補助符号化手段にて上記平坦部の位置情報を符号化
   するに際し、上記平坦部の位置情報を特定して得た低域
   ブロックを分割した小ブロックを夫々得ると共に、上記
   小ブロックごとに、平坦部の有無を判別して得た判別ブ
   ロックを符号化する符号化手段を備えたことを特徴とす
   る映像情報量圧縮又は情報量圧縮伸長装置。
6. 【請求項６】請求項１に記載した映像情報量圧縮又は情
   報量圧縮伸長装置であって、 上記情報量圧縮信号の伝送単位毎に、上記主符号化信号
   を上記補助符号化信号に優先して伝送出力することを特
   徴とする映像情報量圧縮又は情報量圧縮伸長装置。