JPH0666736B2 - 補正方法および装置 - Google Patents

補正方法および装置

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JPH0666736B2
JPH0666736B2 JP62061426A JP6142687A JPH0666736B2 JP H0666736 B2 JPH0666736 B2 JP H0666736B2 JP 62061426 A JP62061426 A JP 62061426A JP 6142687 A JP6142687 A JP 6142687A JP H0666736 B2 JPH0666736 B2 JP H0666736B2
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ヴオルフガング・ハルトナツク
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ドイチエ・トムソン−ブラント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング
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    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
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    • HELECTRICITY
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B14/02Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation

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  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
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  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特許請求の範囲第1項の上位該念に記載の補
正方法および装置に関する。
従来の技術 Dipl.−Ing.Wolfgang Mauerberger氏の学位論文“Adapt
ive Transformationskodierung vondigitalisierten Bi
ldsignalen"(アーヘン工科大学、1980年、第114-120
頁)に、マトリクスの近似法が記載されている。実数値
のマトリクスエレメントのため、浮動小数点演算機能を
有する計算装置が提案される。マトリクスエレメントA
(I,J)は、近似される(第115頁、第2段落)。
発明が解決しようとする問題点および問題点を解決する
ための手段 本発明の課題は、値をブロック毎に伝送する際の改良さ
れた方法および回路を提供することである。
この課題は本発明によれば、特許請求の範囲第1項の特
徴部分に記載の構成によって解決される。本発明の有利
な実施例は、特許請求の範囲の実施態様項に記載されて
いる。
また、特許請求の範囲第1項の方法を実施するための回
路は、特許請求の範囲第7項に記載されている。
発明の作用および発明の効果 変換符号化の際、アナログ信号がデジタル化されかつデ
ジタル化された信号が時間領域から周波数領域に変換さ
れる。このために、デジタル化された信号はマトリクス
に配置される。マトリクスの乗算の際、マトリクスエレ
メントが行および列毎に相互に乗算されかつ積が加算さ
れる。2進乗算の場合、積の桁数は係数の桁数の和とし
て生じる。順次実行される複数回の乗算後、計算機にお
ける簡単なハードウェアコストによっては、もはやすべ
ての桁を処理することができなくなる。所望の精度に応
じて、次のときには乗算の際のまるめ誤差を許容するこ
とができる。即ち後で、このようなまるめ誤差が再び補
償されるように、考慮されているときである。
実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説
明する。
第1図は通信伝送系を示しており、通信ソース1、ADU2
(AD変換器)、ソースエンコーダ3、チャネルエンコー
ダ4、チャネル5、チャネルデコーダ6、ソースデコー
ダ7、DAU8(DA変換器)および通信シンク9を有する。
チャネル5は例えば、高周波伝送区間またはデジタルビ
デオレコーダとすることができる。しかしデジタルビデ
オレコーダは例えば、ADU2、ソースエンコーダ3、チャ
ネルエンコーダ4、チャネル5、チャネルデコーダ6、
ソースデコーダ7およびDAU8に対応させることもでき
る。その場合、ソースは高周波伝送区間によって形成さ
れ、チャネル5はビデオレコーダの磁気テープおよび磁
気ヘッドによって形成され、シンクはテレビジョン装置
である。
第2図は、離散余弦変換器10、量子化器11および制御部
12を有するソースエンコーダ3を示す。離散余弦変換器
10において、ブロック配置された離散デジタル信号が時
間領域から周波数領域に変換される。このことは、マト
リクスの算術乗算に相応する。量子化器11において、周
波数領域に変換された値が量子化される。この量子化
は、上掲のMauersberger氏の学位論文の29頁以下に記載
されている。制御部12は、制御およびアドレス符号の挿
入を行う。量子化器11の出力側は、チャネルエンコーダ
4に通じている。
第3図は、デコーダ13、遊離散余弦変換器14およびコン
トローラ15を有するソースデコーダ7を示す。コントロ
ーラ15は、到来する伝送値から制御およびアドレス符号
を分類してかつ、デコーダがデータ語(制御語およびア
ドレスに対して)のみを逆変換器14に送出するようにす
る。逆変換器14は、チャネル5を介して伝送される量子
化された周波数値を時間領域に変換する。
第4図は、スクリーン17を有するテレビジョン装置16を
示す。スクリーン17には、走査線18が図示されている。
それぞれのブロック19にはそれぞれ3本のテレビジョン
走査線18が通っている。ブロック19は所定数の画素を有
しかつ方形に配置されている。ブロック19はこの例では
3×3画素を有するブロックとして図示されている。実
際には8×8の画素を有するブロックが使用される。ブ
ロックにおける画素のグレーないし色値は、画像領域の
マトリクスのエレメントを形成する。
第5図は、周波数領域に変換された値を有する4×4マ
トリクス、即ち係数マトリクスを示す。第1行および第
1列に配置されているマトリクス値20、即ちマトリクス
要素ないしエレメントK(1,1)は、以下平均値と称す
る、ブロックの直流成分に対する尺度である。
第6図は、マトリクスによる数式を示し、その際マトリ
クス21および22は相互に乗算されかつマトリクス23が生
じる。
第7図は、周波数値を時間領域に逆変換する遊離散余弦
変換器14を示す。周波数領域値は一時メモリ24において
一時記憶されかつ計算ユニット25に供給される。計算ユ
ニット25において、ブロック毎にマトリクス形に配置さ
れた周波数領域値が画像領域に逆変換される。そのため
に計算ユニット25は、PROM26にアクセスしかつそこから
記憶されているマトリクスを呼び出す。離散変換または
離散余弦変換(DCT)に対するこの種のマトリクスの形
成は例えば、学位論文“Ein Beitrag zur Informations
redkution bei Fernsehbildsignalenmit Transformatio
nscodierung und adaptiver Quantisierung"(Robert S
ell著、1979年、ヴッパータール大学、第20-25頁)に記
載されている。計算ユニットの動作法は、Texas Instru
ments社のTTL kochbuchの例えば第226-228頁に記載され
ている。一時メモリ27は、画像領域に変換されたグレー
ないし色値を記憶しかつそれらをモニタないしテレビジ
ョン装置に送出する。
第8図は、画像領域値が周波数領域に変換される離散余
弦変換器10を示す。画像領域値は一時メモリ28に一時記
憶されかつそこから計算ユニット29に供給される。計算
ユニット29は別のPROMメモリ30にアクセスしかつPROMか
らマトリクスエレメントが供給される。計算ユニット29
はマトリクスを相互に乗算しかつこれにより画像領域値
から、以下係数と表す周波数領域値を発生する。ブロッ
ク配置された係数は、加算回路31を介して一時メモリ33
に送出される。変換の際、例えばDCTにおいて、以下の
計算が実施される: (K)=(DCT)*(B)*(DCT)-1 逆変換の際には次のように計算される: (B)=(DCT)-1*(K)*(DCT) ただし各記号は次の通りである。
(B)=画像エレメントマトリクス (K)=係数マトリクス (DCT)=変換マトリクス (DCT)-1=逆変換マトリクス 計算ユニット29を出来るだけ簡単に構成するために、そ
こでは整数が計算される。マイクロプロセッサまたは計
算ユニットは一般に、2nの桁数、通例は8または16ビッ
トによって動作する。画像領域値および周波数領域値は
有利には、実数値から整数値、即ち正または負の記号お
よび数値零を有する自然数に編成される。つまり任意
の、しかし所定の係数と乗算されて、小数点が排除され
る。
4回のマトリクス乗算の際、積に対する桁数が高めら
れ、即ち1回の乗算後その都度、計算ユニットにおいて
数ビット余分に必要になりかつ計算ユニットは出来るだ
け僅かな語幅、例えば8または16ビットで間に合うよう
にすべきであるので、数回またはすべての乗算後、まる
められるか、ないし桁数が制限される。一般に最後およ
びそれに続く桁の除去により切り捨てが行われる。とい
うのはこのことは付加的な処置を施さないでもいいから
である。しかしこれにより画素の振幅、殊に平均値の振
幅(係数マトリクスにおけるエレメントK(1,1))
が、計算過程中にまるめなしの計算と比較して、ますま
す小さくなる。
平均値を大幅に補正する補正回路31によって、振幅が小
さくなりすぎるのが妨げられる。実際には、係数マトリ
クスの平均値に対してのみ補正値を加算すれば十分であ
ることが、認められている。補正値MKは、次の数値から
計算される: −係数マトリクスのエレメントK(1,1) −計算ユニットにおいて最大語長として使用可能なビッ
トの数N −変換マトリクスエレメント(DCT)に対する最大語長
としてPROM30に記憶されているビットの数T −画素マトリクス(xおよびy)の行長(x)および列
長(y)から生じるビットの数D 画素マトリクスは、1次元とすることができ(x=1ま
たはy=1)、または2次元平方とすることができ(x
=y,≧2)または2次元可変とすることができる(x≠
y,x≧2,y≧2)。
D=int(log2(2*(max(x,y))−1)) を用いて補正値は、 1次元および平方2次元のマトリクスの場合、MK=K
(1,1)+K(1,1)/ (2 exp(N−T−D+1)) になり、種々異なった長さの列および行を有する2次元
のマトリクスの場合、 MK=K(1,1)+K(1,1)/(2 exp(N −T−D)) となる。
周波数領域マトリクス要素K(1,1)は、直流成分に対
して生じ、従ってブロックの輝度に対する尺度を表わ
す。これら直流成分に対して、補正回路31において補正
値MKが計算されかつ加算回路32において直流成分および
補正値が加算されかつ両方の和が一時メモリ33に供給さ
れる。遅延素子34が平均値を遅延しかつ残りすべての係
数を、平均値に対して補正値MKを計算するために必要で
ある時間t0だけ遅延する。補正回路は、MKに対する式に
従って、TTL-Kochbuchに記載されている計算ユニットか
ら構成されている。指数のべきに上げることは、レジス
タにおいて値をシフトすることである。Dおよび係数
(2 exp(N−T−D+1))ないし係数(2 exp(N−
T−D))は、補正回路31において計算されず、固定数
として使用のマトリクスによって決められる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施した通信伝送系のブロック
図であり、第2図はソースエンコーダのブロック回路図
であり、第3図はソースデコーダのブロック回路図であ
り、第4図は画像スクリーンの略図であり、第5図は変
換された値を有するマトリクスを示す図であり、第6図
はマトリクス乗算を示す図であり、第7図は逆離散余弦
変換器のブロック回路図であり、第8図は離散余弦変換
器のブロック回路図である MK……補正値、31……補正回路、32……加算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−71768(JP,A) 特開 昭60−11927(JP,A)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マトリクス乗算の際に通例生じる、形成さ
    れる値の最大の桁数を、マトリクス乗算のために使用さ
    れる回路(25,29)によって設定される比較的低い桁数
    (N)に制限し、その際関与するマトリクスの少なくと
    も1つが設定された係数(DCT,26,30)を含んでいるよ
    うにして、1つまたは複数のマトリクス乗算(第6図)
    によってブロック毎に形成される離散値を補正する方法
    において、 マトリクス乗算の際に形成されるマトリクスの所属の要
    素の直流成分を成す要素(20)からその都度補正値(M
    K)を形成しかつ前記要素に加算し、その際前記補正値
    (MK)の計算のために付加的に、前記回路(25,29)に
    よって設定された桁数(N)、前記設定された係数の最
    大桁数(T)および入力信号マトリクスの列または行の
    最大長から生じる値(D)を使用することを特徴とする
    補正方法。
  2. 【請求項2】入力信号マトリクスの列または行の最大長
    から生じる値(D)を次のように計算する: D=int(log2[2*max(x,y)−1]) ただしxは行長、yは列長である。 特許請求の範囲第1項記載の補正方法。
  3. 【請求項3】1次元マトリクスまたは平方入力信号マト
    リクスにおける補正値(MK)を次のように計算する: MK=K(1,1)+K(1,1)/2(N-T-D+1)ただしK(1,
    1)は直流成分およびNは回路(25,29)によって設定さ
    れた桁数およびTは設定された係数の最大桁数である 特許請求の範囲第1項または第2項記載の補正方法。
  4. 【請求項4】平方でない、2次元の入力マトリクスにお
    いて補正値(MK)を次のように計算し: MK=K(1,1)+K(1,1)/2(N-T-D) ただしK(1,1)は直流成分でありかつNは回路(25,2
    9)によって設定された桁数でありかつTは設定された
    係数の最大桁数である 特許請求の範囲第1項または第2項記載の補正方法。
  5. 【請求項5】Dおよび/または2(N-T-D+1)および/また
    は2(N-T-D)に対する値を記憶または固定配線する 特許請求の範囲第2項から第4項までのいずれか1項記
    載の補正方法。
  6. 【請求項6】入力信号マトリクスはビデオ信号のグレー
    および/または色値を含んでいる 特許請求の範囲第1項から第5項までのいずれか1項記
    載の補正方法。
  7. 【請求項7】1つまたは複数のマトリクス乗算によって
    ブロック毎に形成される離散値を補正するための回路に
    おいて、 前記マトリクス乗算のための計算ユニット(29)を備
    え、該計算ユニットは該マトリクス乗算の際に通例生じ
    る、形成された値の桁数を比較的低い桁数(N)に制限
    し、関与するマトリクスの少なくとも1つが設定された
    係数(DCT,30)を含んでおり、かつ前記計算ユニット
    (29)に接続されている読出し専用記憶手段(30)を備
    え、該読出し専用記憶手段には、前記設定された係数が
    格納されており、かつ前記計算ユニット(29)に後置接
    続されている補正回路(31)が設けられており、該補正
    回路は、前記マトリクス乗算の際に形成されたマトリク
    スの所属の要素の直流成分を成す要素(20)からその都
    度補正値(MK)を形成し、該補正値の計算のために付加
    的に、前記計算ユニット(29)によって設定された桁数
    (N)、前記設定された係数の最大桁数(T)および入
    力信号マトリクスの列または行の最大長から生じる値
    (D)が使用され、かつさらに、前記補正値(MK)と相
    応の直流成分とを加算する加算回路(32)を備えている
    ことを特徴とする補正回路。
JP62061426A 1986-03-18 1987-03-18 補正方法および装置 Expired - Fee Related JPH0666736B2 (ja)

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JPS62230236A JPS62230236A (ja) 1987-10-08
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AT (1) ATE87161T1 (ja)
DE (2) DE3608914A1 (ja)
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EP0237928A2 (de) 1987-09-23
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