JPH06339133A - ディジタル画像信号伝送装置 - Google Patents
ディジタル画像信号伝送装置Info
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- JPH06339133A JPH06339133A JP15150693A JP15150693A JPH06339133A JP H06339133 A JPH06339133 A JP H06339133A JP 15150693 A JP15150693 A JP 15150693A JP 15150693 A JP15150693 A JP 15150693A JP H06339133 A JPH06339133 A JP H06339133A
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Abstract
あるデータをなるべく狭い領域に配置し、エラー発生時
や、高速サーチ時の画質を向上する。 【構成】 DCT変換で発生した交流分の係数データが
可変長符号化されている。この交流データを各伝送単位
ブロックの決められた領域に配置する時に、階層的な手
法を採用する。まず、重要度が高い順序で先詰めで配置
する(ステップ32)。次に、2伝送単位ブロック毎に
空き領域に交流データを配置する(ステップ34)。そ
の次に、シンクブロック毎に空き領域に交流データを配
置する(ステップ36)。次に、2シンクブロック毎に
空き領域に交流データを配置する(ステップ38)。最
後にバッファリング単位(4シンクブロック)毎に、空
き領域に交流データを配置する(ステップ40)。
Description
をブロック符号化により圧縮して伝送するディジタル画
像信号伝送装置、特に可変長データの伝送時の配置に関
する。
圧縮する場合に、2次元コサイン変換(Discrete Cosine
Transform:以下DCTという)などの直交変換を用い
る符号化方法が従来から提案されている。
テレビジョン信号を水平方向のn画素×垂直方向のm画
素からなる複数個の小ブロックに分割し、各ブロックに
対してDCTを施し、その結果得られた直流成分の係数
データと、複数個の交流成分の係数データを各交流成分
の出現確率に応じてビット長の異なるエントロピー符
号、例えばハフマンコードに変換して伝送する。
に圧縮した画像データをディジタルVTRに記録するこ
とが考えられるが、このディジタルVTRでは、高速サ
ーチ動作において、できるだけ良好な再生画像が得られ
ることが好ましい。
のトラックに跨って走査するため再生データは断続的に
しか得られない。ところが、ハフマンコードなどのエン
トロピー符号はビット長が可変長で、しかも、発生する
ハフマンコードは連続的に記録されることになるので、
符号化データの高速サーチ時の復号化が困難になる。
連続的に記録しているため、1つのコード中でビットエ
ラーが発生した場合、その影響がそれ以降のコードにも
伝播して、コード識別ができなくなり、エラーの発生し
たコードによっては、エラーの伝播が該当ブロックにと
どまらず他のブロックにまで及ぶ可能性がある。
成分を定められた位置に固定長で記録する、という手法
は既に一般的となっているが、交流成分の取扱方として
提唱されているものに、重要度の高い交流成分の係数デ
ータをあらかじめ定められた個数だけ、定められた位置
に、固定長記録するというものがある。
長化するため符号化効率が劣化する欠点があり、また、
実際にはそれほど多くの交流成分を記録することができ
ないため、高速サーチ時にもエラー発生時にもそれほど
良好な画像が得られない欠点があった。
分の係数データを、あらかじめ定められた個数だけ、定
められた位置に、可変長記録するものを提案している。
という利点はあるが、上記の手法と同様に、多くの交流
成分を記録することができないため、高速サーチ時にも
エラー発生時にもそれほど良好な画像が得られない欠点
があった。
を重要度の高いほうから順に、定められた量だけ定めら
れた位置に、配置記録するという手法が考えられる。こ
の手法は、発生情報量が一切増大せず、多くの交流成分
を記録することができるため、高速サーチ時にもエラー
発生時にも良好な画像が得られる。
タにおいては、他のブロックのデータに発生した影響を
被りやすく、あるブロックのデータにエラーが発生した
場合、実際にはエラーの発生していないブロックにおい
てもエラーが伝播し、復元画像の劣化につながりやす
い、という問題点は残っていた。
を解決したディジタル画像信号伝送装置を提供すること
にある。
ル画像信号伝送装置は、複数の画素からなるブロックを
単位として符号化して得られた符号化データを可変長符
号化するディジタル画像信号伝送装置において、符号化
データのうちの最も重要度が高い第1のデータを固定位
置に配置するための装置と、符号化データ中の第1のデ
ータ以外の第2のデータに関しては、その中で重要度の
高いデータから優先的に、データを可能な限り狭い領域
に配置するための、階層的なデータ配置装置とからなる
ことを特徴とするディジタル画像信号伝送装置である。
て説明すると、この発明は、あるブロックの係数データ
ができるだけ、固まって配置されるように、階層的な手
法を用いてデータ配置を行うため、例えばディジタルV
TRの高速サーチ時においては、より多くの有意な係数
データは抽出でき、復号化できる。そのため、高速サー
チ時の復元画像の画質が向上する。また、これらの係数
データは、可能な限り固まった領域に配置されているの
で、バッファリング単位が短い符号化方法と同様に、エ
ラー発生時においても、エラーの影響が、他のブロック
に及びにくい。そのため、エラーが生じたときの復元画
像の画質が向上する。
に適用した場合の一実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
施例を示すものである。すなわち、入力端子11を通じ
て入力されたラスター走査形式の画像信号が、A/Dコ
ンバータ12に供給され、1画素サンプルが例えば8ビ
ットのディジタル画像信号に変換される。このディジタ
ル画像信号はブロック化回路13に供給される。
のディジタル画像信号を記録できる容量のメモリを有
し、例えば、(水平方向の8画素)×(垂直方向の8画
素(ライン))からなる領域を1画像ブロックとして、
1フレーム(1画面分)のディジタル画像信号を複数個
の画像ブロックに分割する。この場合、1画像ブロック
には64画素サンプルが含まれる。
画像信号中のブランキング期間が取り除かれると共に、
有効データが連続するものとされ、また、データ系列中
にデータ欠如期間が形成される。
のデータは、シャフリング回路14に供給される。シャ
フリング回路14では、画像ブロックの単位で、1フレ
ーム内のすべての複数の画素ブロックが、1フレーム中
で所定の規則に従って並び換えられる処理がなされる。
このシャフリング処理は、メモリのアドレス制御で実行
される。
化部20のDCT変換回路21に供給される。このDC
T変換回路21では、画像ブロック毎にDCT変換処理
がなされ、このDCT変換回路21からは、復数個の、
例えばブロックサイズに対応する8×8個の係数データ
が得られる。係数データは、直流成分の係数データDC
と、複数個の交流成分の係数データACi(i=1〜6
3)とからなる。
ロック走査回路22に供給され、このブロック走査回路
22から、各ブロック毎の係数データが、図2Aおよび
図2Bに示すように、直流成分から交流成分の周波数的
に高い方向に向かってジグザグ走査する状態で出力され
る。図2Bにおいて、0、1、2、・・・と記載した数
値は出力される順番を示している。一般にDCT係数に
おいては、低周波成分の方が高周波成分よりも視覚的に
重要であり、このブロック走査回路22において、交流
成分係数が重要度の高い順に、すなわち、低域成分から
高域成分にの順序に並び換えられる。
は、再量子化回路回路23に供給される。この再量子化
回路23では、係数データがバッファコントロール回路
27からの量子化ステップで量子化される。
長符号化回路25に供給される。この可変長符号化回路
25では、ハフマン符号、ランレングス符号等の可変長
符号化がなされる。可変長符号化回路25の出力データ
がバッファメモリ26に供給される。バッファメモリ2
6は、係数データが、所定の伝送ルート、すなわち、こ
の例のディジタルVTRの場合であれば、テープ記録再
生変換系の伝送レートを越えないように、レート変換を
行なうために設けられている。このバッファメモリ26
の入力側のデータレートは可変であるが、出力側のデー
タレートは、略一定となる。
伝送データ量の変動が検出され、検出出力がバッファコ
ントロール回路27に供給される。バッファコントロー
ル回路27は、再量子化回路23の量子化ステップを制
御し、可変長符号化回路25から出力される伝送される
データが所定のデータ量となるよう制御する。
レーム化回路28に供給され、所定のデータ量毎にシン
クブロックが構成され、このシンクブロックが連続する
フレーム構成のデータ配列に係数データが並び換えられ
る。
示す。シンクブロックSBは、輝度(Y)信号に関し
て、2個、色差(C)信号で2個(U、Vそれぞれ1つ
ずつ)の計4個の伝送単位ブロックBLから形成され
る。
ロックに関しては、図4に示すように15バイト(=1
20ビット)で構成され、C信号のブロックに関して
は、図5に示すように10バイト(=80ビット)で構
成される。各伝送単位ブロックには、量子化ステップ幅
を表すしきい値THと、直流成分の係数データDC、交
流成分の係数データACが、この伝送単位ブロックBL
の定められた位置に配置される。この例では、しきい値
THに6ビット、直流成分の係数データDCに10ビッ
トが割り当てられる。また、交流成分の係数データAC
にはY信号の伝送単位ブロックで13バイト(=104
バイト)、C信号の伝送単位ブロックで8バイト(=6
4バイト)が割り当てられている。
のデータ配置方法について説明する。以下は、4シンク
ブロックSB単位でバッファリングが行われている例で
ある。
成分データは、上述のように、それぞれ各伝送単位ブロ
ックBLの定められた領域に配置される。
ップとして、各ブロック毎に予め用意されている交流成
分記録用の領域に、順次先詰めされて配置される。この
時、予め用意されている領域で、交流成分データがすべ
て配置できる場合と、配置できない場合がある。この場
合、収まらなかったデータは各々のブロック毎に用意さ
れたFIFOに供給される。
例では、伝送単位ブロックBL1においては、交流デー
タがすべて所定の領域に収納できている。余った領域
は、空き領域RS1として、登録される。伝送単位ブロ
ックBL2においては、交流成分データが所定の領域に
収納しきれず、余ったデータは伝送単位ブロックBL2
に対応して用意されたFIFO2に格納される。伝送単
位ブロックBL3においては、交流成分データが所定の
領域に収納しきれず、余ったデータは伝送単位ブロック
BL3に対応して用意されたFIFO3に格納される。
伝送単位ブロックBL4においては、交流成分データが
所定の領域に収納しきれず、余ったデータは伝送単位ブ
ロックBL4に対応して用意されたFIFO4に格納さ
れる。
L毎に、データの配置が行われる。具体的には、伝送単
位ブロックBL2において、配置できなかったデータ
を、伝送単位ブロックBL1と伝送単位ブロックBL2
の空き領域RSに配置する。
1においては、空き領域RS1が発生し、伝送単位ブロ
ックBL2においては、領域が足らず、FIFO2にデ
ータが蓄えられている。そこで、FIFO2に蓄えられ
たデータを、空き領域RS1に配置する。この例では、
空き領域RS1の容量が、FIFO2に蓄えられたデー
タより大きかったため、FIFO2に蓄えられたデータ
がすべて空き領域RS1に配置される。FIFO2に蓄
えられたデータの配置が終了した時点で、なおも余って
いる領域が新たに空き領域RS1として登録される。ま
た、この場合、FIFO1、FIFO2のデータは空に
なる。この様子を、図7に示す。
クBL4においても、同様の処理が行われるが、この例
では、伝送単位ブロックBL3、伝送単位ブロックBL
4ともに空き領域が存在していない。なお、この第2ス
テップの処理は各シンクブロックSBを単位として行わ
れる。
内におけるデータの配置が行われる。ここでは、伝送単
位ブロックBL1〜BL4における未配置データを、伝
送単位ブロックBL1〜BL4における空き領域に配置
する処理を行う。第2ステップまでの処理で、FIFO
3とFIFO4にのみデータが蓄えられており、また、
空き領域は伝送単位ブロックBL1にのみ存在する。そ
こで、FIFO3とFIFO4のデータを、FIFO3
から順に、空き領域RS1に配置する。この例では、F
IFO3に蓄えられているデータの容量が、空き領域R
S1の容量より大きいので、FIFO3のすべてを空き
領域RS1に配置することはできない。そこで、空き領
域RS1に空きがなくなるまで、FIFO3に蓄えられ
ているデータを配置する。この結果、空き領域RS1は
消滅し、FIFO3に蓄えられているデータは、空き領
域RS1に蓄えられた分だけ減少する。FIFO4に蓄
えられているデータには、変化はない。図8にこの様子
を示す。
SB1、同一バッファリング単位に属する他のシンクブ
ロックSB2〜4とし、そのとき、シンクブロックSB
1のFIFO、空き領域の状態が図9に示すものと想定
する。シンクブロックSB2に関する状態が図10に示
すものと想定する。すなわち、図9および図10の例で
は、シンクブロックSB1には、配置されていないデー
タがFIFO3およびFIFO4に残り、一方、シンク
ブロックSB2には、空き領域RS6およびRS7が存
在している。
単位で、データの配置が行われる。具体的には、シンク
ブロックSB1、シンクブロックSB2の各伝送単位ブ
ロックのFIFOに蓄えられているデータを、シンクブ
ロックSB1、シンクブロックSB2の空き領域RSに
配置する。これまでの処理と同様に、データを格納され
た空き領域RSは、格納された分だけその領域を減じ、
収納しきれなかったデータがあった場合は、FIFOに
残される。この様子を図11および図12を用いて説明
する。FIFO3に蓄えられていたデータが、空き領域
RS6、空き領域RS7に配置され、空き領域RS7の
残された領域に、FIFO4に蓄えられていたデータの
一部が配置される。この結果、空き領域RS6、空き領
域RS7は消滅し、FIFO4にのみ小量のデータが蓄
えられている状態になる。
3、シンクブロックSB4の各伝送単位ブロックのFI
FOに蓄えられているデータを、シンクブロックSB
3、シンクブロックSB4の空き領域に配置する。ステ
ップ4が終了した時点のシンクブロックSB1〜4の様
子の例を図13、図14、図15および図16にそれぞ
れ示す。
ず、シンクブロックSB1〜4の各伝送単位ブロックの
FIFOに蓄えられているデータを、シンクブロックS
B1〜4の空き領域RSに配置する。この例では、4シ
ンクブロック単位でバッファリングが行われているの
で、ステップ5においては、FIFOに残っているデー
タのすべてを空き領域RSに格納できる。
る。ステップ5が終了した時点のシンクブロックSB1
〜4の様子の例を図17、図18、図19および図20
にそれぞれ示す。FIFOに残されているデータは無
く、すべてのデータが配置され終わっている。
に示す。量子化ステップ幅を表すしきい値および直流成
分のデータを各伝送単位ブロックの所定の位置に配置す
るステップ31が最初になされる。次のステップ32に
おいて、交流成分のデータが予め用意されている交流成
分用の領域に配置される(第1ステップ)。次の決定の
ステップ33において、バッファリング単位に関して未
配置のデータが残っているかどうかが決定される。若
し、残っていないならば、そのバッファリング単位につ
いての処理が終了する。
置が終了していないならば、2伝送単位ブロック毎に交
流データの配置を行なう第2ステップ(ステップ34)
に処理が移る。ステップ34の後で、バッファリング単
位(この例では、4シンクブロック)内の全てのデータ
配置が終了したかどうかが決定される(ステップ3
5)。若し、終了したことが分かれば、そのバッファリ
ング単位の処理が終了する。
時には、シンクブロック単位で交流データの配置を行な
う第3ステップがなされる(ステップ36)。その後
に、同様に決定のステップ37に処理が移り、若し、終
了したことが分かれば、そのバッファリング単位の処理
が終了する。
時には、2シンクブロック毎に交流データの配置を行な
う第4ステップ(ステップ38)に処理が移る。そし
て、上述と同様の決定のステップ39を経て、バッファ
リング単位毎に交流データの配置を行なう第5ステップ
に処理が移る(ステップ40)。以上で1バッファリン
グ単位の階層的交流成分のデータの配置の処理が完了す
る。
明する。一例として、第1ステップと第5ステップのみ
からなる従来の方式と比較する。例えば第1ステップ終
了時のデータ配置の状態が、図22、図23および図2
4に示すようなデータがあるとする。従来の方式の場
合、第1ステップ終了後、すぐに第5ステップの処理が
行われる。すなわち、各FIFOに蓄えられたデータ
が、各伝送単位ブロックBLに空き領域RSに先詰めで
配置される。
単位ブロックBL1の領域に配置されたデータにエラー
が発生した場合、それ以降のデータ切り出しが不能にな
るため、FIFOに蓄えられた後に配置されたデータ、
すなわち第5ステップの処理で配置されたデータはすべ
て切り出すことができなくなる。したがって、多くのブ
ロックで高域データが失われるため、再生画像の品質が
大きく劣化する。
は、伝送単位ブロックBL3と伝送単位ブロックBL4
に対応するブロックのデータは、第2ステップの処理に
より、すべて伝送単位ブロックBL3と伝送単位ブロッ
クBL4の領域内に配置される。
ロックのデータは、第3ステップの処理により、すべて
シンクブロックSB2の領域内に配置される。さらに、
シンクブロックSB3、シンクブロックSB4に対応す
るブロックのデータは、第4ステップの処理により、す
べてシンクブロックSB3、シンクブロックSB4の領
域に配置される。
場合、切り出し不能になるのは、伝送単位ブロックBL
1の、エラーが発生した後のデータのみであり、伝送単
位ブロックBL2〜BL16のデータに関しては、完全
に切り出すことができる。このように、高域データが失
われるのはわずか1つのブロックに過ぎないため、再生
画像の劣化は極めて少ない。
照)においてなされる。そして、フレーム化回路28の
出力信号は、パリティ発生回路15に供給されて、例え
ば積符号構成のエラー訂正用符号の符号化がなされ、そ
のパリティデータが生成付加される。このパリティデー
タが付加された圧縮画像データが、ディジタル変調回路
16に供給されて、ディジタル変調がなされる。そし
て、ディジタル変調回路16の出力信号が並列−直列変
換回路17に供給され、直列データの記録信号とされ
る。
信号は、回転ヘッドによりテープに例えば1フレームの
データ当たり4本の斜めトラックとして磁気記録され
る。
とディジタル変調回路16との間で、ブロック識別信号
ID(例えば2バイト)と、ブロック同期信号SYNC
(例えば2バイト)が付加される。このブロック識別信
号IDによりシンクブロックSBの所定の領域に配置さ
れているしきい値TH、直流成分の係数データDC、交
流成分の係数データACの位置が判る。
るだけ短い単位で完結するように、階層的なデータ配置
を行っている点である。従来、提唱されている方式で
は、このような階層的な配置法を行っていないため、デ
ータ再生時に訂正できないエラーが発生すると、多くの
ブロックにその影響が伝播して、再生画像の品質劣化の
原因となることがあった。
がより短い単位で完結するように、階層的な構造の配置
を行っているため、エラーが発生した場合でも、その影
響を短い単位で食い止められる可能性が高い。したがっ
て、結果的に従来のものよりも良好な再生画像を得るこ
とができる。また、この発明では、一切の情報量の増大
は発生しない、という特長もある。
の発明はDCTに限られるものでなく、ブロック符号化
一般について適用可能である。
を使用した場合のみで行ったが、2次元ハフマンを使用
した場合も全く同様に適用可能である。
される場合のみでなく、種々の伝送路を用いる場合にも
適用可能である。
ば、データができるだけ短い範囲に配置されるよう、階
層的な構造でデータ配置を行なっているので、例えばデ
ィジタルVTRにこの発明を適用したときには、高速サ
ーチ時に、再生データが断続的にしか得られなくとも、
より多くの有意なデータを抽出することができ、これら
の係数データを復号化することにより、良好な再生画像
を得ることができる。
ーが発生すると、あるブロックに発生したエラーが他の
多くのブロックにまで影響を与えることがあったが、こ
の発明においては、データの配置が広範囲に渡らぬよう
に記録されているので、そのような場合にも、多くのブ
ロックに影響が及ぶ可能性が低いので、エラーがあって
も画質の向上した再生画像を得ることができ、耐エラー
性が向上する。
図である。
る。
である。
である。
ートである。
問題点を説明するための図である。
問題点を説明するための図である。
問題点を説明するための図である。
問題点を説明するための図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数の画素からなるブロックを単位とし
て符号化して得られた符号化データを可変長符号化する
ディジタル画像信号伝送装置において、 上記符号化データのうちの最も重要度が高い第1のデー
タを固定位置に配置するための手段と、 上記符号化データ中の上記第1のデータ以外の第2のデ
ータに関しては、その中で重要度の高いデータから優先
的に、データを可能な限り狭い領域に配置するための、
階層的なデータ配置手段とからなることを特徴とするデ
ィジタル画像信号伝送装置。 - 【請求項2】 所定期間の符号化データを所定量とする
ためのバッファリング手段をさらに有する請求項1に記
載のディジタル画像信号伝送装置。 - 【請求項3】 ブロック単位の符号化が直交変換符号化
であって、第1のデータが直流成分の係数データであ
り、第2のデータが交流成分の係数データである請求項
1または請求項2記載のディジタル画像信号伝送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15150693A JP3546439B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ディジタル画像信号符号化装置及び符号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15150693A JP3546439B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ディジタル画像信号符号化装置及び符号化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06339133A true JPH06339133A (ja) | 1994-12-06 |
| JP3546439B2 JP3546439B2 (ja) | 2004-07-28 |
Family
ID=15520004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15150693A Expired - Lifetime JP3546439B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ディジタル画像信号符号化装置及び符号化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3546439B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6771884B2 (en) | 1994-06-24 | 2004-08-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Specially formatted optical disk and method of playback |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP15150693A patent/JP3546439B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6771884B2 (en) | 1994-06-24 | 2004-08-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Specially formatted optical disk and method of playback |
| US6826353B2 (en) | 1994-06-24 | 2004-11-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Specially formatted optical disk and method of playback |
| US6842578B2 (en) | 1994-06-24 | 2005-01-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Specially formatted optical disk and method of playback |
| US7457518B2 (en) | 1994-06-24 | 2008-11-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Specially formatted optical disk and method of playback |
| US7593623B2 (en) | 1994-06-24 | 2009-09-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Specially formatted optical disk and method of playback |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3546439B2 (ja) | 2004-07-28 |
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