JPH07115649A - 映像信号符号化復号化装置 - Google Patents

映像信号符号化復号化装置

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JPH07115649A
JPH07115649A JP25834493A JP25834493A JPH07115649A JP H07115649 A JPH07115649 A JP H07115649A JP 25834493 A JP25834493 A JP 25834493A JP 25834493 A JP25834493 A JP 25834493A JP H07115649 A JPH07115649 A JP H07115649A
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JP
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video signal
circuit
input
output
coding
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JP25834493A
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Tadashi Kasezawa
正 加瀬沢
Takashi Shinohara
隆 篠原
Takahiro Nakai
隆洋 中井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
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    • H04N19/55Motion estimation with spatial constraints, e.g. at image or region borders
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N19/42Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by implementation details or hardware specially adapted for video compression or decompression, e.g. dedicated software implementation
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 解像度の高低にかかわらずハードウェアの実
現が容易な映像信号符号化復号化装置を得る。 【構成】 画面を分割して並列処理する構成、動き補償
予測を分割画面内に制限する構成、送信バッファまたは
受信バッファを並列に装備する構成、符号化データに該
符号化データの所属する分割画面を識別するための指標
を付加する構成、上記符号化データの所属する分割画面
を識別するための指標に基づき上記符号化データを分類
し送出する構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高解像度な映像信号符
号化復号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は例えば、ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11
MPEG 92/N0245 Test Model 2 に示された従来の映像信
号符号化復号化装置における符号化回路を示す概略ブロ
ック図である。図において、入力端子1cから入力され
たディジタル化された映像信号701は、減算器8bの
第1の入力,動き補償予測回路17bの第1の入力およ
び画像特性検出回路18bの入力に与えられる。減算器
8bの出力702は、DCT回路9bを介して量子化回
路10bの第1の入力に与えられる。量子化回路10b
の出力704は、可変長符号化回路11bを介して送信
バッファ5eの入力に与えられるとともに、逆量子化回
路12cおよびIDCT回路13cを介して加算器14
cの第1の入力に与えられる。加算器14cの出力70
9は、メモリ回路15cの第1の入力に与えられ、メモ
リ回路15cの出力710は、動き補償予測回路17b
の第2の入力および切り替え回路16cの第1の入力に
与えられる。メモリ回路15cの第二の入力には、動き
補償予測回路17bの第1の出力712が与えられる。
【0003】一方、切り替え回路16cの第2の入力に
は、ゼロ信号が与えられ、切り替え回路16cの第3の
入力には、動き補償予測回路17bの第2の出力713
が与えられる。切り替え回路16cの出力711は、減
算器8bの第2の入力および加算器14cの第2の入力
に与えられる。一方、画像特性検出回路18bの出力7
14は、量子化制御回路7bの第1の入力に、送信バッ
ファ5eの第2の出力716は量子化制御回路7bの第
2の入力に与えられ、量子化制御回路7bの出力715
は量子化回路10bの第2の入力に与えられる。送信バ
ッファ5eの第1の出力706は、出力端子2cより出
力される。
【0004】図8は例えば、ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11 M
PEG 92/N0245 Test Model 2 に示された従来の映像信号
符号化復号化装置における復号化回路を示す概略ブロッ
ク図である。図において、入力端子1dから入力された
ディジタル化された映像信号801は、受信バッファ2
0eを介して可変長復号化回路23bの入力に与えられ
る。可変長復号化回路23bの第1の出力803は、逆
量子化回路12dおよびIDCT回路13dを介して加
算器14dの第1の入力に与えられる。加算器14dの
出力806は、メモリ回路15dの第1の入力に与えら
れるとともに出力端子2dより出力される。メモリ回路
15dの出力807は、切り換え回路16dの第1の入
力に与えられる。切り換え回路16dの第2の入力に
は、ゼロ信号が与えられ、第3の入力には、可変長復号
化回路23bの第2の出力810が与えられる。切り換
え回路16dの出力808は加算器14dの第2の入力
に与えられる。また、可変長復号化回路23bの第3の
出力809は、メモリ回路15dの第2の入力に与えら
れる。
【0005】次に動作について説明する。映像信号を符
号化する場合の高能率符号化方式の一つとして、動き補
償予測を用いた画像間予測符号化と画像内変換符号化を
組み合わせたハイブリッド符号化方式がある。ここで述
べる従来例も、上記ハイブリッド符号化方式を採用して
いる。
【0006】図7では、ディジタル化された入力信号
は、時間軸方向の冗長度を落とすために動き補償予測を
用いて画像間の差分が減算器8bでとられ、空間軸方向
にDCTが施される。変換された係数は量子化され、可
変長符号化された後に、送信バッファを介して伝送され
る。
【0007】図8では、符号化された伝送ディジタルデ
ータは、受信バッファを介して可変長復号化され逆量子
化される。逆量子化された変換係数は、IDCTされた
後に参照画像に加算され、映像信号が再生される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の映像信号符号化
復号化装置は、ハードウェア構成を十分に考慮したもの
ではなかった。たとえば、NTSC信号程度の解像度を
持つ信号を取り扱う限りにおいてはハードウェアの実現
は容易であるが、HDTV信号あるいは更に高解像度の
信号、たとえばHDTV信号の4倍程度の解像度を持つ
次世代HDTV信号等を取り扱う場合には、データ量の
増加およびそれに伴う処理速度の増加に伴い、ハードウ
ェアの実現は必ずしも容易ではない。
【0009】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、解像度の高低にかかわらずハード
ウェアの実現が容易な映像信号符号化復号化装置を得る
ことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る映
像信号符号化復号化装置は、画面を分割して並列処理す
る映像信号符号化復号化装置であって、動き補償予測を
分割画面内に制限する手段を持つものである。
【0011】請求項2の発明に係る映像信号符号化復号
化装置は、送信バッファまたは受信バッファを並列に装
備する手段を持つものである。
【0012】請求項3の発明に係る映像信号符号化復号
化装置は、符号化データに該符号化データの所属する分
割画面を識別するための指標を付加する手段を持つもの
である。
【0013】請求項4の発明に係る映像信号符号化復号
化装置は、符号化データに該符号化データの所属する分
割画面を識別するための指標を付加する手段を持ち、上
記符号加データの所属する分割画面を識別するための指
標に基づき上記符号化データを分類し送出する手段を持
つものである。
【0014】請求項5の発明に係る映像信号符号化復号
化装置は、動き補償予測を分割画面中に制限する手段を
持ち、上記画面を分割した並列処理における情報に基づ
き画面を一括して量子化制御する手段を持つものであ
る。
【0015】
【作用】請求項1の発明における映像信号符号化復号化
装置は、画面を分割して並列処理する映像信号符号化復
号化装置であって、動き補償予測を分割画面内に制限す
ることにより、高解像度な信号を取り扱う映像信号符号
化複合化装置を容易にハードウエア実現できる。
【0016】請求項2の発明における映像信号符号化復
号化装置は、送信バッファまたは受信バッファを並列に
装備することにより、高解像度な信号を取り扱う映像信
号符号化複合化装置を容易にハードウエア実現できる。
【0017】請求項3の発明における映像信号符号化復
号化装置は、符号化データに該符号化データの所属する
分割画面を識別するための指標を付加することにより、
高解像度な信号を取り扱う映像信号符号化復号化装置を
容易にハードウエア実現できる。
【0018】請求項4の発明における映像信号符号化復
号化装置は、符号化データに該符号化データの所属する
ための指標を付加し、上記符号化データの所属する分割
画面を識別するための指標に基づき上記符号化データを
分類し送出することにより、高解像度な信号を取扱う映
像信号符号化装置を容易にハードウエア実現できる。
【0019】請求項5の発明における映像信号符号化復
号化装置は、動き補償予測を分割画面内に制限する手段
を持ち、上記画面を分割した並列処理における情報に基
づき画面を一括して量子化制御することにより、分割画
面間における画質の差異を生じさせない。
【0020】
【実施例】
実施例1.図1は本発明の一実施例による映像信号符号
化復号化装置の符号化回路を示す概略ブロック図であ
る。図において、入力端子1aから入力されたディジタ
ル化された映像信号101は、映像信号分割回路3に与
えられる。映像信号分割回路3の第1の出力102は、
符号化ユニット4aの第1の入力に与えられる。符号化
ユニット4aの第1の出力103は、送信バッファ5a
の第1の入力に与えられる。送信バッファ5aの第1の
出力104は、送信回路6の第1の入力に与えられる。
映像信号分割回路3の第2の出力105は、符号化ユニ
ット4bの第1の入力に与えられる。
【0021】符号化ユニット4bの第1の出力106
は、送信バッファ5bの第1の入力に与えられる。送信
バッファ5bの第1の出力107は、送信回路6の第2
の入力に与えられる。映像信号分割回路3の第3の出力
108は、符号化ユニット4cの第1の入力に与えられ
る。符号化ユニット4cの第1の出力109は、送信バ
ッファ5cの第1の入力に与えられる。送信バッファ5
cの第1の出力110は、送信回路6の第3の入力に与
えられる。映像信号分割回路3の第4の出力111は、
符号化ユニット4dの第1の入力に与えられる。符号化
ユニット4dの第1の出力112は、送信バッファ5d
の第1の入力に与えられる。送信バッファ5dの第1の
出力113は、送信回路6の第4の入力に与えられる。
また、符号化ユニット4aの第2の出力114は、量子
化制御回路7aの第1の入力に与えられ、量子化制御回
路7aの第1の出力115は、符号化ユニット4aの第
2の入力に与えられる。
【0022】符号化ユニット4bの第2の出力116
は、量子化制御回路7aの第2の入力に与えられ、量子
化制御回路7aの第2の出力117は、符号化ユニット
4bの第2の入力に与えられる。符号化ユニット4cの
第2の出力118は、量子化制御回路7aの第3の入力
に与えられ、量子化制御回路7aの第3の出力119
は、符号化ユニット4cの第2の入力に与えられる。符
号化ユニット4dの第2の出力120は、量子化制御回
路7aの第4の入力に与えられ、量子化制御回路7aの
第4の出力121は、符号化ユニット4dの第2の入力
に与えられる。
【0023】また、送信バッファ5aの第2の出力12
2は、量子化制御回路7aの第5の入力に与えられる。
送信バッファ5aの第2の入力には、送信バッファ6の
第1の出力であるバッファ制御信号126が与えられ
る。送信バッファ5bの第2の出力123は、量子化制
御回路7aの第6の入力に与えられる。送信バッファ5
bの第2の入力には、送信バッファ6の第2の出力であ
るバッファ制御信号127が与えられる。送信バッファ
5cの第2の出力124は、量子化制御回路7aの第7
の入力に与えられる。送信バッファ5cの第2の入力に
は、送信バッファ6の第3の出力であるバッファ制御信
号128が与えられる。送信バッファ5dの第2の出力
125は、量子化制御回路7aの第8の入力に与えられ
る。送信バッファ5dの第2の入力には、送信バッファ
6の第4の出力であるバッファ制御信号129が与えら
れる。また、送信回路6の第5の出力130は、出力端
子2aより出力される。
【0024】図2は本発明の一実施例による映像信号符
号化復号化装置の符号化回路の符号化ユニットを示す概
略ブロック図である。図において、映像信号分割回路3
の出力102は、減算器8aの第1の入力,動き補償予
測回路17aの第1の入力および画像特性検出回路18
aの入力に与えられる。減算器8aの出力201は、D
CT回路9aを介して量子化回路10aの第1の入力に
与えられる。量子化回路10aの出力203は、可変長
符号化回路11aを介して送信バッファ5aの入力に与
えられるとともに、逆量子化回路12aおよびIDCT
回路13aを介して加算器14aの第1の入力に与えら
れる。加算器14aの出力206は、メモリ回路15a
の第1の入力に与えられ、メモリ回路15aの出力20
7は、動き補償予測回路17aの第2の入力および切り
替え回路16aの第1の入力に与えられる。メモリ回路
15aの第二の入力には、動き補償予測回路17aの第
1の出力209が与えられる。
【0025】一方、切り替え回路16aの第2の入力に
は、ゼロ信号が与えられ、切り替え回路16aの第3の
入力には、動き補償予測回路17aの第2の出力210
が与えられる。切り替え回路16aの出力208は、減
算器8aの第2の入力および加算器14aの第2の入力
に与えられる。一方、画像特性検出回路18aの出力1
14は、量子化制御回路7aの第1の入力に与えられ、
量子化制御回路7aの第1の出力115は量子化回路1
0aの第2の入力に与えられる。
【0026】図3は本発明の一実施例による映像信号符
号化復号化装置の復号化回路を示す概略ブロック図であ
る。図において、入力端子1bの出力301は、受信回
路19の入力に与えられる。受信回路19の第1の出力
302は、受信バッファ20aの第1の入力に与えられ
る。受信バッファ20aの出力303は、復号化ユニッ
ト21aの入力に与えられ、復号化ユニット21aの出
力304は、映像信号多重回路22の第1の入力に与え
られる。受信回路19の第2の出力305は、受信バッ
ファ20bの第1の入力に与えられる。受信バッファ2
0bの出力306は、復号化ユニット21bの入力に与
えられ、復号化ユニット21bの出力307は、映像信
号多重回路22の第2の入力に与えられる。
【0027】受信回路19の第3の出力308は、受信
バッファ20cの第1の入力に与えられる。受信バッフ
ァ20cの出力309は、復号化ユニット21cの入力
に与えられ、復号化ユニット21cの出力310は、映
像信号多重回路22の第3の入力に与えられる。受信回
路19の第4の出力311は、受信バッファ20dの第
1の入力に与えられる。受信バッファ20dの出力31
2は、復号化ユニット21dの入力に与えられ、復号化
ユニット21dの出力313は、映像信号多重回路22
の第4の入力に与えられる。また、受信回路19の第5
の出力であるバッファ制御信号314は、受信バッファ
20aの第2の出力に、受信回路19の第6の出力であ
るバッファ制御信号315は、受信バッファ20bの第
2の出力に、受信回路19の第7の出力であるバッファ
制御信号316は、受信バッファ20cの第2の出力
に、受信回路19の第8の出力であるバッファ制御信号
317は、受信バッファ20dの第2の出力に与えられ
る。また、映像信号多重回路22の出力22は、出力端
子2bより出力される。
【0028】図4は本発明の一実施例による映像信号符
号化復号化装置の復号化回路の復号化ユニットを示す概
略ブロック図である。図において、受信バッファ20a
の出力303は、可変長復号化回路23aの入力に与え
られる。可変長復号化回路23aの第1の出力401
は、逆量子化回路12bおよびIDCT回路13bを介
して加算器14bの第1の入力に与えられる。加算器1
4bの出力304は、メモリ回路15bの第1の入力に
与えられるとともに映像信号多重回路22の第1の入力
に入力される。メモリ回路15bの出力404は、切り
換え回路16bの第1の入力に与えられる。切り換え回
路16bの第2の入力には、ゼロ信号が与えられ、第3
の入力には、可変長復号化回路23aの第2の出力40
7が与えられる。切り換え回路16bの出力405は加
算器14bの第2の入力に与えられる。また、可変長復
号化回路23aの第3の出力406は、メモリ回路15
bの第2の入力に与えられる。
【0029】以下、動作について説明する。近年、映像
信号の高能率符号化装置の開発は、HDTV信号を始め
とする高解像度なシステムの開発に移行しつつある。こ
のとき、高解像度システムは、必然的に高速な処理を要
求することになる。一般には、並列処理を採用すること
により、高速性を補うことになる。
【0030】図1において、入力端子から入力されたデ
ィジタル化された映像信号は、映像信号分離回路におい
て、画面上で複数個に分割される。図5は映像信号の画
面を示す図であり、映像信号を画面上で縦に4つに分割
している。このとき、画面全体をピクチャ、分割された
4つの領域を各々サブピクチャと呼び、各サブピクチャ
が並列処理を行う単位となる。尚、サブピクチャの分割
領域はこの例のみに従うものではない。分割されたサブ
ピクチャは、それぞれに割り当てられた符号化ユニット
で処理されることになる。一般に、各サブピクチャを独
立しているものとして処理を行えば、ハードウェア構成
は容易になる。しかしながら、従来の実施例では、各サ
ブピクチャの境界領域においては、隣接するサブピクチ
ャから動き補償予測を行う場合も存在する。これは、並
列処理を使用する場合には、メモリ回路のアクセスが複
雑になるという欠点を持っている。そのため、本実施例
では、動き補償予測を用いた映像信号符号化復号化装置
において、隣接するサブピクチャからの動き補償予測を
禁止する手段を構じ、メモリ回路における複雑なアクセ
スを必要としない。
【0031】各符号化ユニットで処理されたディジタル
データは、それぞれに割り当てられた送信バッファに送
られる。一般に、送信バッファは、メモリにより構成さ
れ、送信バッファを並列に持つことにより、メモリ制御
を容易にすることができる。送信回路は、各送信バッフ
ァに対し、ある定められた領域を単位としてデータを要
求する。このとき、データの要求は、各送信バッファに
対して順番に行われる。このようにして、送信回路は、
各送信バッファより順番にデータを得ることにより、連
続的かつシリアルなデータを送出することになる。
【0032】並列処理の場合においても、画面内の位置
に依存する画質劣化を生じさせないために、量子化制御
は、各サブピクチャを一括して、すなわちピクチャとし
て扱う必要がある。各サブピクチャに対して平等に符号
量を割り当てることは、画面における画質の不均一性お
よびサブピクチャの境界における画質の差異を生ずる原
因となる。このため、量子化制御回路は、各サブピクチ
ャの情報、たとえば画像の複雑性やシーンチェンジなど
の画像特性や、各送信バッファのデータ残量などの情報
を集め、各符号化ユニットにおける量子化回路に対して
制御を施す。これにより、サブピクチャ間で画質の差異
感を与えない。
【0033】図3において、受信回路は、受信ディジタ
ルデータがどのサブピクチャにおけるデータであるかを
検出し、対応する受信バッファに上記データを送出す
る。図6はサブピクチャーの検出概念を示す図であり、
上記の対応するサブピクチャの検出概念を示している。
図6では、伝送ディジタルデータは、同一サブピクチャ
のデータの先頭にユニークワードすなわち所属する分割
画面を識別するための指標が付加されている。受信回路
は、この指標により現在の受信ディジタルデータがどの
サブピクチャにおけるデータであるかを検出し、対応す
る受信バッファにデータを送出する。対応するサブピク
チャに送出されたデータは、それぞれ対応する復号化ユ
ニットにて復号された後、映像信号多重回路にて多重さ
れ、全画面に対応する映像信号が再生される。尚、上記
指標は、必ずしも分割画面毎に付加する必要はない。サ
ブピクチャを更に小さな単位に分割して付加してもよ
い。
【0034】なお、上記実施例では、画像内変換符号化
方式としてDCT符号化を用いた映像信号符号化復号化
装置について述べたがこれに限らず、動き補償予測を用
いた映像信号符号化復号化装置すべてに適用できる。
【0035】なお、上記実施例では、映像信号符号化復
号化装置について述べたが、これに限らず、並列処理に
より符号化復号化を行なう映像信号符号化復号化方式に
も適用できる。
【0036】なお、上記実施例では画面を分割して並列
処理する場合の映像信号符号化復号化装置の適用方法に
ついて述べたが、これに限らず、並列処理を必要としな
い低解像度の信号を符号化復号化する場合には、上記映
像信号符号化復号化装置における上記符号化ユニットあ
るいは上記復号化ユニットをすべて使用する必要はな
い。
【0037】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、隣接するサブピクチュアーのメモリアクセスの回避
によりハードウエアの実現が容易な映像信号符号化複合
化装置が得られる効果がある。
【0038】請求項2の発明によれば、送信バッファの
並列化によるバッファアクセスの簡易化によりハードウ
エアの実現が容易な映像信号符号化複合化装置が得られ
る効果がある。
【0039】請求項3の発明によれば、符号化データに
該符号化データの所属する分割画面を識別するための指
標を付加することによる並列処理の実現によりハードウ
エアの実現が容易な映像信号符号化複号化装置を得る効
果がある。
【0040】請求項4の発明によれば、符号化データの
所属する分割画面を識別するための指標に基づき上記符
号化データを分類し選出することによる並列処理の実現
によりハードウエアの実現が容易な映像信号符号化複合
化装置が得られる効果がある。
【0041】請求項5の発明によれば、画面を分割した
並列処理における情報に基づき画面を一括して量子化制
御することにより分割画面間における情報に基づく画質
の差異を生じさせない効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による映像信号符号化復号化
装置を示す符号化回路の概略ブロック図である。
【図2】本発明の一実施例による映像信号符号化復号化
装置を示す符号化回路の符号化ユニットの概略ブロック
図である。
【図3】本発明の一実施例による映像信号符号化復号化
装置を示す復号化回路の概略ブロック図である。
【図4】本発明の一実施例による映像信号符号化復号化
装置を示す復号化回路の復号化ユニットの概略ブロック
図である。
【図5】映像信号の画面を示す図である。
【図6】サブピクチャの検出概念を示す図である。
【図7】従来の映像信号符号化復号化装置の符号化回路
を示す概略ブロック図である。
【図8】従来の映像信号符号化復号化装置の復号化回路
を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 出力端子 3 映像信号分離回路 4 符号化ユニット 5 送信バッファ 6 送信回路 7 量子化制御回路 8 減算器 9 DCT回路 10 量子化回路 11 可変長符号化回路 12 逆量子化回路 13 IDCT回路 14 加算器 15 メモリ回路 16 切り換え回路 17 動き補償予測回路 18 画像特性検出回路 19 受信回路 20 受信バッファ 21 復号化ユニット 22 映像信号多重回路 23 可変長復号化回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 映像信号を符号化および復号化する映像
    信号符号化復号化装置であり、画面を分割して並列処理
    する映像信号符号化復号化装置であり、動き補償予測を
    構成要素とする映像信号符号化復号化装置であって、動
    き補償予測を分割画面内に制限することを特徴とする映
    像信号符号化復号化装置。
  2. 【請求項2】 映像信号を符号化および復号化する映像
    信号符号化復号化装置であり、画面を分割して並列処理
    する映像信号符号化復号化装置であって、送信バッファ
    または受信バッファを並列に装備することを特徴とする
    映像信号符号化復号化装置。
  3. 【請求項3】 映像信号を符号化および復号化する映像
    信号符号化復号化装置であり、画面を分割して並列処理
    する映像信号符号化復号化装置であって、符号化データ
    に該符号化データの所属する分割画面を識別するための
    指標を付加する送信回路を構成要素とすることを特徴と
    する映像信号符号化復号化装置。
  4. 【請求項4】 上記符号化データの所属する分割画面を
    識別するための指標に基づき上記符号化データを分類し
    送出する受信回路を構成要素とする請求項3記載の映像
    信号符号化復号化装置。
  5. 【請求項5】 上記画面を分割した並列処理における情
    報に基づき画面を一括して量子化制御する量子化制御回
    路を構成要素とする請求項1記載の映像信号符号化復号
    化装置。
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