JPH06165111A

JPH06165111A - 画像圧縮伸長装置

Info

Publication number: JPH06165111A
Application number: JP31448992A
Authority: JP
Inventors: Naoya Hayashi; 直哉林
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1994-06-10
Anticipated expiration: 2014-08-16
Also published as: JP2935320B2

Abstract

(57)【要約】【目的】インタレース走査によりＮ枚（Ｎ≧２）のフィ
ールドに分けて別々に圧縮される画像を、人の目に映る
劣化を抑えながら圧縮データの総ビット数を少くする。【構成】撮像した画像をＮ枚のフィールドに分けて出力
するカメラ１と、これらを１枚づつ圧縮する符号化器６
と、圧縮データを伸長する復号器８と、伸長した各フィ
ールドをインタレース走査して表示するディスプレイ１
２とを備え、符号化器６が離散コサイン変換係数を定め
たしきい値で量子化し、これらのしきい値を２枚目以降
で変え、これにより２枚目以降の圧縮率を１枚目と変え
て全体の圧縮率を上げると共に、伸長した画像はインタ
レース走査されるための劣化が目立たない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像を符号化してデータ
量を圧縮及び伸長する画像圧縮伸長装置に関し、特にイ
ンタレース走査をするカメラおよびディスプレイを用い
る画像の圧縮伸長装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号は、データ量が非常に多いた
め、しばしはデータ量を圧縮して記録あるいは伝送され
るが、このデータ量の圧縮は符号化と呼ばれ、逆に符号
化した画像データを伸長して画像の復元をすることは復
号と呼ばれる。このような符号化／復号方法として、離
散コサイン変換（以下ＤＣＴという）を用いる方式が知
られており、たとえば、大町隆夫、小野文孝による「カ
ラー静止画符号化国際標準方式（ＪＰＥＧ）の概要（そ
の１）」（１９９１年、画像電子学会誌第２０巻第１
号）に紹介されている。

【０００３】一方、画像の撮像装置、ディスプレイには
例えばテレビジョン用のカメラ、受像機のようにインタ
レース走査を用いるものが広く用いられている。このよ
うな撮像装置、ディスプレイと符号化器、復号器を用い
る画像の圧縮伸長方法の例として、図５のブロック図に
示す方法がある。これは、テレビジョンカメラ（以下Ｔ
Ｖカメラという）で１枚の画像を撮像し、それを圧縮し
て磁気ディスクなどの記録媒体に保存し、必要なときに
それを取出し、伸長してディスプレイに表示する方法で
ある。

【０００４】図において、ＮＴＳＣ方式のＴＶカメラ１
で撮像した画像は、コンポジット信号の形式で出力さ
れ、このＴＶカメラ１は撮像した１枚の画像をインタレ
ース走査により２枚のフィールドに分けて順に出力して
いる。図３（ａ）に示す画面はＮＴＳＣ方式では５２５
本ある走査線を模擬的に１６本で表している。インタレ
ース走査は、これらの走査線を上から１本おきに２回に
分けて出力して２枚のフィールドにするもので、斜線を
付した走査線が第１フィールド、残りの走査線が第２フ
ィールドを構成する。

【０００５】ＴＶカメラ１の出力をアナログデジタル変
換器（以下Ａ／Ｄ変換器という）２で標本化、量子化し
てデジタル信号に変換する。このデジタル化したコンポ
ジット信号をＲＧＢ合成部３でＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号
（以下まとめてＲＧＢ信号という）に変換する。次に、
最初に送られる第１フィールドのＲＧＢ信号を第１フィ
ールドメモリ４に、さらに次の第２フィールドのＲＧＢ
信号を第２フィールドメモリ５に書込む。したがって第
１フィールドメモリ４、第２フィールドメモリ５に書込
まれた内容は、図３（ｂ）に示すように、１走査線おき
に取出したコンポジット信号を変換したＲＧＢ信号にな
る。

【０００６】符号化器６で、第１フィールドメモリ４に
書込んだ１枚のフィールドのＲＧＢ信号を圧縮して第１
フィールドの圧縮データを生成し、さらに第２フィール
ドメモリ５に書込んだ１枚のフィールドＲＧＢ信号を圧
縮して第２フィールドの圧縮データを取出して、復号器
８で１枚のフィールドのＲＧＢ信号に伸長し、これを第
１フィールドメモリ９に書込む。次に第２フィールドの
圧縮データを取出して、同様に１枚のフィールドのＲＧ
Ｂ信号に伸長し、これの第２フィオールドメモリ１０に
書込む。そして第１フィールドメモリ９のＲＧＢ信号か
ら読出し、デジタルアナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器
という）１１でアナログ信号に変換し、ディスプレイ１
２に出力する。

【０００７】続いて第２フィールドメモリ１０のＲＧＢ
信号を順に読出し、Ｄ／Ａ変換器１１で同様にアナログ
信号に変換してディスプレイ１２に出力する。また第２
フィールドメモリ１０を読終えたら再び第１フィールド
メモリ９の読出しに戻り、第１フィールドメモリ９、第
２フィールドメモリ１０を交互に読出すことを繰り返
す。こうしてディスプレイ１２には伸長された第１フィ
ールド、第２フィールドのＲＧＢ信号が繰り返し出力さ
れる。

【０００８】ディスプレイ１２は、図３（ａ）に示す画
面を構成するように、入力した第１フィールドのＲＧＢ
信号を第１番目の走査線から１本おきに表示し、次の第
２フィールドのＲＧＢ信号を第２番目の走査線から１本
おきに表示する。こうしてＴＶカメラ１で撮像した画像
は、インタレース走査により２枚のフィールドに分けて
出力され、第１フィールド、第２フィールドの順に別々
に圧縮されて記録媒体７に記録される。

【０００９】そして表示する時には、第１フィールドの
圧縮データ、第２フィールドの圧縮データの順に伸長さ
れて、それぞれ第１フィールドメモリ９、第２フィール
ドメモリ１０に書込まれ、これらが交互に読出される。
ディスプレイ１２はこれらをインタレース走査しながら
表示する。ＮＴＳＣ方式では第１、第２フィールドとも
に１秒に約３０回づつ読出されるので、１枚の画像とし
て見える。

【００１０】次に、符号化器６の構成について説明す
る。これはブロック読出部２０、ＤＧ部２１、量子化部
２２および可変長符号化部２３からなる。ブロック読出
部２０は、図４（ａ）に示すように、原画像を左上から
水平方向８画素×垂直方向８画素づつ分割して得られる
ブロックを、原画像の左上のブロックから水平方向に１
行づつ、右下のブロックまで順に読出し、ＤＣＴ部２１
に出力する。

【００１１】具体的にはまず第１フィールドメモリ４に
書込まれたＲ信号を図４（ａ）の原画像とみなして、読
出すブロックに含まれるＲ信号のアドレスを次々に生成
し、Ｒ信号からなる各ブロックを順に読出す。第１フィ
ールドメモリ４のＲ信号を読出し終えたら、次に第１フ
ィールドメモリ４のＧ信号を同様に読出してＤＣＴ部２
１に出力する。

【００１２】そして次に第２フィールドメモリ５のＲ信
号、Ｇ信号、Ｂ信号を第１フィールドと同様にブロック
毎に順に読出してＤＣＴ部２１に出力する。ここで原画
像の水平方向、垂直方向の画素数はそれぞれ８の倍数と
仮定したが、原画像の水平方向の画素数が８の倍数でな
い場合、最も右のブロックは、最も右の画素を足りない
画素分だけ繰返し読出して代用することにより構成でき
る。また同様に原画像の垂直方向の画素数が８の倍数で
ない場合、最も下のブロックは、最も下の画素を足りな
い画素分だけ繰返し読出して代用することにより構成で
きる。

【００１３】ＤＣＴ部２１では、入力した各ブロックを
水平方向８点×垂直方向８点の２次元離散コサイン変換
する。以下に入力したブロックを２次元整数配列ｆ
（ｉ，ｊ）（ｉ、ｊはそれぞれ水平方向、垂直方向の座
標で、図４（ｂ）に示すように０から７までの整数値を
とる）として、これらの処理を具体的に説明する。

【００１４】ｆ（ｉ，ｊ）は、例えば最も暗い画素の信
号レベルを−１２８、最も明るい画素の信号レベルを１
２７とする８ビット整数値をとる。ｆ（ｉ，ｊ）は次の
（１）式に従ってＤＣＴ係数Ｆ（ｕ，ｖ）に変換され
る。ここでｕ、ｖは２次元離散コサイン変換における水
平方向、垂直方向の周波数をそれぞれ表し、ｉ、ｊと同
様に０から７までの整数値をとる。また（１）式のｓｑ
ｒｔ（２）は２の平方根である。Ｆ（ｕ，ｖ）は２次元
整数配列で、ｆ（ｉ，ｊ）が８ビット整数の場合、３ビ
ット増えて−１０２４から１０２３までの１１ビット整
数をとる。

【００１５】

【００１６】ＤＣＴは画像の情報を低い周波数成分、す
なわちｕあるいはｖが小さい周波数に集める性質をもっ
ており、Ｆ（ｕ，ｖ）の絶対値は一般に低い周波数成分
が大きく、高い周波数成分が小さい。

【００１７】次の量子化部２２では、このＦ（ｕ，ｖ）
をテーブル３０に記録された生成数値をとる量子化マト
リクスＱ（ｕ，ｖ）を用いて次の（２）式のように量子
化し、２次元整数配列Ｃ（ｕ，ｖ）に変換する。このテ
ーブル３０は例えば読出し専用メモリで構成される。

【００１８】

【００１９】ここで除算は整数の除算で、小数点以下は
切り捨てる。次の（３）式に示すように量子化マトリク
スの値を、低い周波数成分に対しては小さく、高い周波
数成分にしては大きく設定することにより、Ｃ（ｕ，
ｖ）の高い周波数成分をほとんど０にできる。

【００２０】

【００２１】これらの高い周波数は人の目には判別しに
くいので、復号した画像の劣化がそれほど感知されるこ
となく情報を圧縮できる。次の可変長符号化部２３では
Ｃ（ｕ，ｖ）をハフマン符号などの可変長符号により符
号化する。可変長符号は出現頻度の高いシンボルにビッ
ト長の短い符号語を張当て、出現頻度の低いシンボルに
はビット長の長い符号語を割当てることにより全体の情
報量を圧縮する符号である。Ｃ（ｕ，ｖ）の符号化にお
いてはまずＣ（ｕ，ｖ）を次に示すように低い周波数か
らジグザグスキャンして１次元のデータに並べかえる。

【００２２】Ｃ（０，０），Ｃ（１，０），Ｃ（０，
１），Ｃ（０，２），Ｃ（１，１），Ｃ（２，０），Ｃ
（３，０），Ｃ（２，１），Ｃ（１，２），Ｃ（０，
３），Ｃ（０，４），Ｃ（１，３），Ｃ（２，２），Ｃ
（３，１），Ｃ（４，０），…，Ｃ（７，６），Ｃ
（６，７），Ｃ（７，７）。

【００２３】次に、この１次元データをＣ（０，０）か
ら調べて、連続する０の数すなわち０のラン数と、それ
に続く非零係数が、Ｃ（０，０），Ｃ（０，１），Ｃ
（１，３）のみの場合には、Ｃ（ｕ，ｖ）は次のように
表される。

【００２４】（０，Ｃ（０，０）），（１，Ｃ（０，
１）），（４，Ｃ（２，１）），（３Ｃ（１，３）），
ＥＯＢ。

【００２５】そして（０ラン数、非零係数）の組とエン
ドオブブロックＥＯＢをそれぞれシンボルとして可変長
符号で符号化する。このシンボルと符号語の対応は対応
表により定められ、圧縮データからシンボルを忠実に復
元できる。一般にＣ（ｕ，ｖ）に０が多いほど、０ラン
数が多くなることが期待できる。従って（０ラン数、非
零係数）の組が少なくなり、そのブロックの圧縮データ
は少なくなることが期待できる。

【００２６】符号化器６ではこのようにしてブロック毎
に圧縮する。従って最初に第１フィールドのＲ信号、Ｇ
信号、Ｂ信号の順に圧縮し、これらから第１フィールド
の圧縮データを生成し、次に第２フィールドのＲ信号、
Ｇ信号、Ｂ信号の順に圧縮し、これらから第２フィール
ドの圧縮データを生成する。以上説明したようにしてＴ
Ｖカメラ１で撮像した画像の圧縮データを生成する。こ
うして得られた圧縮データの層ビット数は原画像の総ビ
ット数よりかなり少なく、典型的な圧縮率として１／１
０から１／５０程度が得られる。

【００２７】次に復号器８の構成について説明する。こ
れは可変長復号部２４、逆量子部２５、逆ＤＣＴ部２
６、ブロック書込部２７から構成される。ここではＴＶ
カメラ１で撮像した画像の水平垂直方向の画素数は復号
時に既知とする。また説明を簡単にするため、これらは
ともに８の倍数とする。すなわち第１、第２フィールド
の水平方向のブロック数および垂直方向のブロック数が
復号時に既知となる。また可変長符号化部２３で用いた
シンボルと符号語の対応表も復号時に既知とする。ただ
しこれらが固定されていない場合でも、圧縮データのは
じめにヘッダー部を設けてそこにこれを入れておき、復
号する前に読出せばよい。

【００２８】まず記録媒体７に記録された第１フィール
ド分の圧縮データを取出し、可変長復号部２４、逆量子
化部２５および逆ＤＣＴ部２６で１ブロック毎に復号す
る。第１フィールドの圧縮データはＲ信号、Ｇ信号、Ｂ
信号の順に並んでいるので、最初に復号されるのはＲ信
号である。そしてブロック書込部２７において、復号し
たブロックの数と第１フィールドの水平方向のブロック
数から、このブロックの第１フィールド中の位置を求
め、これからこのブロックに含まれるＲ信号のアドレス
を続けて生成し、これらを第１フィールドメモリ９に書
込む。

【００２９】最も右下のＲ信号のブロックの復号が終わ
ったら、次のブロックからＧ信号として同様にブロック
に含まれるＧ信号のアドレスを生成し、これらを第１フ
ィールドメモリ９に書込む。最も右下のＧ信号のブロッ
クの復号が終わったら、次のブロックからＢ信号として
同様にブロックに含まれるＢ信号のアドレスを生成し、
第１フィールドメモリ９に書込む。こうして第フィール
ドの圧縮データの伸長を行なう。

【００３０】続いて第２フィールドの圧縮データを取出
し、第１フィールドと同様にＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の
順に伸長して第２フィールドメモリ１０に書込む。ここ
では原画像の水平方向垂直方向の画素数がともに８の倍
数と仮定したが、水平方向の画素数が８の倍数でない場
合でも、前述したように最も右のブロックには符号化器
６で足りない画素分だけ最も右の画素を入れておけば、
これらを第１フィールドメモリ９、第２フィールドメモ
リ１０に書込まないことで１枚のフィールドを伸長でき
る。また同様に原画像の垂直方向の画素数が８の倍数で
ない場合でも、最も下のブロックの補充した画素は書込
まなければよい。

【００３１】１ブロックの復号は、次のように符号化と
逆の処理により行う。可変長符号部２４は、圧縮データ
に含まれる符号語をシンボルと符号語の対応表を参照す
ることにより、それに対応するシンボルに変換する。こ
れにより（０ラン数、非零係数）の組あるいはＥＯＢが
復元される。これらを（０，０）から前述したジグザグ
スキャン順にＣ（ｕ，ｖ）に代入する。すなわちＣ
（０，０）から検出した０ラン数だけ値０を代入し、次
のＣ（ｕ，ｖ）に検出した非零係数の値を代入する。そ
して次のＣ（ｕ，ｖ）から再び、次に復元した（０ラン
数、非零係数）を使って同じことを繰り返す。もし変換
したシンボルがＥＯＢであれば残りのＣ（ｕ，ｖ）には
すべて０を代入する。このようにしてＣ（７，７）まで
代入し終わればそこで１ブロック分の係数Ｃ（ｕ，ｖ）
が揃う。

【００３２】次に逆量子化部２５で、テーブル３０に格
納した量子化マトリクスＱ（ｕ，ｖ）を用いて１ブロッ
ク分のＣ（ｕ，ｖ）から（４）式にしたがってＤＣＴ係
数Ｆ’（ｕ，ｖ）を計算する。

【００３３】Ｆ’（ｕ，ｖ）＝Ｃ（ｕ，ｖ）Ｑ（ｕ，ｖ）…（４）ＤＣＴ部２１で計算したＦ（ｕ，ｖ）とＦ’（ｕ，ｖ）
とはほぼ等しく、その絶対値の差はＱ（ｕ，ｖ）の１／
２以下となる。次に逆ＤＣＴ部２６でＦ’（ｕ，ｖ）を
次の（５）式に従って水平方向８点×垂直方向８点の２
次元逆離散コサイン変換する。ここでｃ（ｕ）、ｃ
（ｖ）は（１）式と同じ定数である。

【００３４】

【００３５】２次元逆離散コサイン変換は、２次元離散
コサイン変換の逆変換で、もしＦ’（ｕ，ｖ）とＦ
（ｕ，ｖ）が等しければ、ｆ’（ｉ，ｊ）は原画像のブ
ロックｆ（ｉ，ｊ）と等しくなる。実際には前述のよう
にＦ’（ｕ，ｖ）とＦ（ｕ，ｖ）には絶対値で量子かマ
トリクスＱ（ｕ，ｖ）の１／２以下の差があるので、復
号したｆ’（ｉ，ｊ）は原画像のブロックｆ（ｉ，ｊ）
とは多少異なる。しかし、この符号化／復号方法によっ
て生じる劣化を人の目にはあまり目立たない程度に量子
化マトリクスＱ（ｕ，ｖ）を選ぶことができる。復号器
８ではこのようにしてブロック毎の復号を行う。この従
来例は、ＴＶカメラ１で撮像した画像を圧縮して記録媒
体７に記録し、必要なときにそれを取出して伸長し、デ
ィスプレイ１２に表示する。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】上述したＴＶカメラ１
で撮像した画像を圧縮伸長する場合、圧縮データの総ビ
ット数を減らそうとすると、テーブル３０に格納されて
いる量子化マトリクスの要素の値を大きくする必要があ
り、その結果伸長した画像の画質が劣化する。また逆に
画質の劣化を抑えるには、量子化マトリクスの要素の値
を小さくする必要があり、その結果圧縮データの総ビッ
ト数が増えてしまう。

【００３７】本発明の目的は、画像がインタレース走査
により２枚のフィールドに分けられ、別々に符号化され
ることを利用して、人の目に映る画像の劣化を抑えなが
ら圧縮データの総ビット数を減らすことのできる画像圧
縮伸長装置を提供することにある。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、撮像し
た画像をインタレース走査しＮ枚のフィールド（Ｎは２
以上の整数）に分けて出力するカメラと、前記Ｎ枚のフ
ィールドを順に１枚づつ圧縮して圧縮データを生成する
符号化器と、前記圧縮データを伸長してＮ枚の復号フィ
ールドを生成する復号器と、前記Ｎ枚の復号フィールド
をインタレース走査して表示するディスプレイとによ
り、前記撮像した画像の復号画像を表示する画像圧縮伸
長装置において、前記符号化器が、前記１枚のフィール
ドを２次元ブロックに分割し、これら各ブロックを順に
２次元離散コサイン変換して変換係数を求め、これを係
数位置毎に定めたしきい値により量子化して得られる量
子化した変換係数を用いて前記ブロックの圧縮データを
生成し、これらを集めて前記１枚のフィールドの圧縮デ
ータを生成し、前記復号器が、前記１枚のフィールドの
圧縮データから前記各ブロックの前記量子化した変換係
数を取出し、これに前記しきい値を乗じたのち２次元逆
離散コサイン変換して復号ブロックを生成し、これらを
集めて前記１枚の復号フィールドを生成するものであ
り、かつ前記しきい値の少なくとも１つを２枚目以降の
前記フィールドの圧縮及び伸長において等しく変えて圧
縮率を上げるようにしたことを特徴とする。

【００３９】

【実施例】図１は本発明の画像圧縮伸長装置の第１の実
施例を説明するブロック図である。これは図５と同様に
ＴＶカメラ１で撮像した画像を２枚のフィールドに分け
て別々に圧縮する。この実施例と従来例との相違点は、
第１フィールドのＲＧＢ信号の圧縮にテーブル２８に格
納された量子化マトリクスを用い、第２フィールドのＲ
ＧＢ信号の圧縮にテーブル２９に格納された量子化マト
リクスを用いることで、これ以外は従来例と同じ動作を
するので説明を略す。

【００４０】ここでテーブル２８には、例えば図５のテ
ーブル３０と同じ量子化マトリクスＱ（ｕ，ｖ）（ｕ，
ｖはそれぞれ０から７までの整数）が格納され、テーブ
ル２９にはこの各Ｑ（ｕ，ｖ）を２倍にした２Ｑ（ｕ，
ｖ）が格納されている。従って第１フィールドのＲＧＢ
信号は従来例と同じ量子化マトリクスを用いて圧縮す
る。すなわち第１フィールドより第２フィールドの方が
粗い量子化を行うことになる。ところで第１フィールド
のＲＧＢ信号と第２フィールドのＲＢＧ信号は隣接する
走査線の信号なので、第１フィールドと第２フィールド
を別の画像と考えると、これら２つは一般にかなり似た
画像となる。

【００４１】従って従来例のように第１フィールドと第
２フィールドを同じ量子化マトリクスで符号化すれば、
第１フィールドの圧縮データと第２フィールドの圧縮デ
ータの総ビットはそれほどかわらない。しかし本実施例
のように第２フィールドの各ブロックの方が第１フィー
ルドより粗い量子化をおこなう場合には、第２フィール
ドの各ブロックの量子化されたＤＣＴ係数Ｃ（ｕ，ｖ）
は第１フィールドのそれより０を多く含むことが期待で
きる。従って、第２フィールドの圧縮データの方が第１
フィールドの圧縮データより総ビットが少なくなること
が期待され、すなわち両方のフィールドを合わせた全体
の総ビット数は従来例より少なくなることが期待でき
る。

【００４２】また、第２フィールドの方が粗い量子化を
行っているので、伸長した第２フィールドの画質は、伸
長した第１フィールドの画質より劣る。しかし、ディス
プレイ１２は、第１フィールドと第２フィールドを、図
３（ａ）のようにインタレース走査して表示する。すな
わち第２フィオールドの各走査線は画質の良い第１フィ
オールドの走査線に挟まれるので、ディスプレイに表示
される画像は従来例と比較してもあまり画質が劣化して
いるようには見えない。

【００４３】ここでは、テーブル２９に格納された量子
化マトリクスの要素がテーブル２８に格納された量子化
マトリクスの要素の２倍の例を挙げたが、例えば従来例
のテーブル３０の例で挙げた（３）に示す量子化マトリ
クスをＱ（ｕ，ｖ）として、テーブル２８に格納された
量子化マトリクスを水平方向周波数ｕが３以下の要素は
Ｑ（ｕ，ｖ）、４以上の要素は２Ｑ（ｕ，ｖ）、テーブ
ル２９に格納された量子化マトリクスを垂直方向周波数
ｖが３以下の要素はＱ（ｕ，ｖ）、４以上の要素は２Ｑ
（ｕ，ｖ）にしてもよい。

【００４４】この場合を従来例と比べると、第１フィー
ルドのＲＧＢ信号は水平方向に粗く量子化され、第２フ
ィールドのＲＧＢ信号は垂直方向に粗く量子化される。
従って、従来例と比べると、第１フィールドは水平方向
の高い周波数が劣化し、第２フィールドは垂直方向の高
い周波数が劣化している。しかし、ディスプレイでこれ
ら２枚のフィールドをインタレース走査して表示するの
で、伸長した画像の劣化は、従来例と比べてあまり目立
たない。また両方のフィールドとも、従来例と比べて量
子化が粗くなるので、圧縮データの総ビット数は従来例
より少なくなることが期待できる。

【００４５】図２は本発明のもう１つの実施例のブロッ
ク図である。これはＴＶカメラ１から出力されるコンポ
ジット信号を輝度信号（以下Ｙ信号という）と２つの色
差信号（以下それぞれＣｂ信号、Ｃｒ信号という）に分
離し、これらＹ信号、Ｃｂ信号Ｃｒ信号を圧縮する。人
の目のＣｂ信号、Ｃｒ信号に対する解像度はＹ信号に対
する解像度と比べて低いことが知られており、ＮＴＳＣ
方式でもＹ信号の帯域よりＣｂ信号、Ｃｒ信号の帯域の
方が狭い。従って、符号化器６で用いる量子化マトリク
スもＣｂ信号、Ｃｒ信号用とＹ信号用とを分けて、Ｃｂ
信号、Ｃｒ信号、Ｃｒ信号はＹ信号より粗い符号化を行
う。この実施例は、Ｙ信号の圧縮及び伸長に用いる量子
化マトリクスを第１フィールドと第２フィールドで代え
る例である。

【００４６】ＴＶカメラ１で撮像した画像はコンポジッ
ト信号の形式で出力される。これをＡ／Ｄ変換器２で標
本化、量子化したのち、輝度信号色差信号分離部（以下
Ｙ／Ｃという）１３でＹ信号とＣｂ信号、Ｃｒ信号に分
離する。そして第１フィールドのＹ信号、Ｃｂ信号、Ｃ
ｒ信号を第１フィールドメモリ１４に書込み、第２フィ
ールドのＹ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号を第２フィオール
ドメモリ１５に書込む。そして符号化器６で、第２フィ
ールドメモリ１４に書込んだ１フィールド分のＹ信号、
Ｃｂ信号、Ｃｒ信号を従来例と同様に順に圧縮して第１
フィールドの圧縮データを生成する。

【００４７】ここでＹ信号ブロックのＤＣＴ係数の量子
化にはテーブル３１に格納された量子化マトリクスを用
い、Ｃｂ信号ブロックとＣｒ信号ブロックのＤＣＴ係数
の量子化にはテーブル３２に格納された量子化マトリク
スを用いる。テーブル３１に格納された量子化マトリク
スは、例えば従来例のテーブル３０の例で挙げた（３）
式に示す量子化マトリクスを用いる。テーブル３２に格
納された量子化マトリクスはたとえば次の（６）式の量
子化マトリクスＱ’（ｕ，ｖ）を用いる。

【００４８】

【００４９】さらに、第２フィールドメモリ１５に書込
んだ１フィールド分のＹ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号を同
様に順に圧縮して第２フィールドの圧縮データを生成す
る。ここでＹ信号ブロックのＤＣＴ係数の量子化にはテ
ーブル３１に格納された量子化マトリクスを用い、Ｃｂ
信号ブロックとＣｒ信号ブロックのＤＣＴ係数の量子化
にはテーブル３３に格納された量子化マトリクスを用い
る。テーブル３２には各要素が（６）のＱ’（ｕ，ｖ）
の２倍の量子化マトリクスが格納されている。

【００５０】そして第１フィールドの圧縮データと第２
フィールドの圧縮データを順に記録媒体７に記録する。
表示する時には、まず第１フィールドの圧縮データを取
出して、復号器８で１枚のフィールドのＹ信号、Ｃｂ信
号、Ｃｒ信号に伸長し、これを第１フィールドメモリ１
６に書込む。ここでＹ信号ブロックのＤＣＴ係数の量子
化には、テーブル３１に格納された量子化マトリクスを
用い、Ｃｂ信号ブロックとＣｒ信号ブロックのＤＣＴ係
数の量子化にはテーブル３２に格納された量子化マトリ
クスを用いる。

【００５１】次に第２フィールドの圧縮データを取出し
て、同様に１枚のフィールドのＹ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ
信号に伸長し、これを第２フィールドメモリ１７に書込
む。ここでＹ信号ブロックのＤＣＴ係数の量子化にはテ
ーブル３１に格納された量子化マトリクスを用い、Ｃｂ
信号ブロックとＣｒ信号ブロックのＤＣＴ係数の量子化
にはテーブル３３に格納された量子化マトリクスを用い
る。

【００５２】次に第１フィールドメモリ１６のＹ信号、
Ｃｂ信号、Ｃｒ信号から読出し、ＲＧＢ合成部１８でＲ
信号、Ｇ信号、Ｂ信号に変換し、それぞれＤ／Ａ変換器
１１でアナログ信号に変換し、ディスプレイ１２に出力
する。続いて同様に第２フィールドメモリ１７のＹ信
号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号を順に読出し、ＲＧＢ合成部１
８でＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に変換したのち、それぞれ
Ｄ／Ａ変換器１１でアナログ信号に変換してディスプレ
イ１２に出力する。

【００５３】また第２フィールドメモリ１７を読終えた
ら再び第１フィールドメモリ１６の読出しに戻り、第１
フィールドメモリ１６、第２フィールドメモリ１７を交
互に読出すことを繰り返す。こうしてディスプレイ１２
には伸長された第１フィールド、第２フィールドのＲＧ
Ｂ信号が繰り返し出力される。そしてこれらはインタレ
ース走査しながら表示されるので、人の目には１枚の画
像として写る。

【００５４】この実施例では、第２フィールドのＣｂ信
号、Ｃｒ信号は第１フィールドのＣｂ信号、Ｃｒ信号よ
り粗く量子化されるので、伸長した第２フィールドのＣ
ｂ信号は伸長した第１フィールドに比べて劣化する。し
かし第１フィールドの圧縮データに占めるＣｂ信号、Ｃ
ｒ信号分の圧縮データより、第２フィールドの圧縮デー
タに占めるＣｂ信号、Ｃｒ信号分の圧縮データの方が総
ビット数が少ないと期待できる。従って従来のように第
１フィールド、第２フィオールドのＣｂ信号、Ｃｒ信号
ともテーブル３２に格納された同じ量子化マトリクスを
用いることにより、圧縮データの総ビット数が少なくな
ると期待できる。またディスプレイ１２はこれらをイン
タレース走査して表示するので、従来例と比較してもあ
まり劣化しているようには見えない。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像圧縮伸
長装置は、第１フィールドと第２フィールドを異なった
量子化マトリクスを用いて圧縮及び伸長することによ
り、従来例と比べて伸長した画像の画質の劣化を抑えた
まま圧縮データの総ビット数を少なくできるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像圧縮伸長方法の一実施例を説明す
るブロック図。

【図２】本発明の第２の実施例を説明するブロック図。

【図３】従来例の画像圧縮伸長方法を説明するブロック
図。

【図４】図３のインタレース走査を説明する表示図。

【図５】原画像とブロックとを説明する模式図。

【符号の説明】

１ＴＶカメラ２Ａ／Ｄ変換器３ＲＧＢ合成部４第１フィールドメモリ５第２フィールドメモリ６符号化器７記録媒体８復号器９第１フィオールドメモリ１０第２フィールドメモリ１１Ｄ／Ａ変換器１２ディスプレイ１３Ｙ／Ｃ分離部１４第１フィールドメモリ１５第２フィールドメモリ１６第１フィールドメモリ１７第２フィールドメモリ１８ＲＧＢ合成部２０ブロック読出部２１ＤＣＴ部２２量子化部２３可変長符号化部２４可変長復号部２５逆量子化部２６逆ＤＣＴ部２７ブロック書込部２８〜３３テーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像した画像をインタレース走査しＮ枚
のフィールド（Ｎは２以上の整数）に分けて出力するカ
メラと、前記Ｎ枚のフィールドを順に１枚づつ圧縮して
圧縮データを生成する符号化器と、前記圧縮データを伸
長してＮ枚の復号フィールドを生成する復号器と、前記
Ｎ枚の復号フィールドをインタレース走査して表示する
ディスプレイとにより、前記撮像した画像の復号画像を
表示する画像圧縮伸長装置において、前記符号化器が、
前記１枚のフィールドを２次元ブロックに分割し、これ
ら各ブロックを順に２次元離散コサイン変換して変換係
数を求め、これを係数位置毎に定めたしきい値により量
子化して得られる量子化した変換係数を用いて前記ブロ
ックの圧縮データを生成し、これらを集めて前記１枚の
フィールドの圧縮データを生成し、前記復号器が、前記
１枚のフィールドの圧縮データから前記各ブロックの前
記量子化した変換係数を取出し、これに前記しきい値を
乗じたのち２次元逆離散コサイン変換して復号ブロック
を生成し、これらを集めて前記１枚の復号フィールドを
生成するものであり、かつ前記しきい値の少なくとも１
つを２枚目以降の前記フィールドの圧縮及び伸長におい
て等しく変えて圧縮率を上げるようにしたことを特徴と
する画像圧縮伸長装置。