JPH07121111B2

JPH07121111B2 - 高能率符号の復号装置

Info

Publication number: JPH07121111B2
Application number: JP61153328A
Authority: JP
Inventors: オービルポール
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1995-12-20
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPS639392A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ディジタルテレビジョン信号等の画像デー
タの１画素当たりのビット数を圧縮する高能率符号の復
号装置に関する。

〔発明の概要〕この発明は、テレビジョン画面を多数の３次元的ブロッ
ク即ち、時間的に連続するｎフレームの夫々に属するｎ
個の領域からなるブロックに分割し、各ブロック内の画
素の相関により狭くなったダイナミックレンジに適応し
た符号化により、ブロック内の画素データを圧縮された
ビット数で符号化でき、元のデータのビット数に比して
低減されたビット数の伝送データを形成し、また、ブロ
ック内で画像の動きを判定し、動きが無い時には、ｎ個
の領域の対応する画素データの平均値情報に関するコー
ド信号のみを伝送する所謂駒落としを行うことにより、
時間方向の冗長度を除去するようにした高能率符号の復
号装置である。

この発明では、静止ブロックであり、且つ時間的に前の
対応するブロックが静止ブロックの場合には、前のブロ
ックの最後の領域のデータと現在のブロックの先頭の領
域のデータとの平均値が形成され、この平均値が現在の
ブロックの先頭の領域のデータとされることにより、復
元画像中のジャーキネスが低減される。

〔従来の技術〕

テレビジョン信号の符号化方法として、伝送帯域を狭く
する目的でもって、１画素当たりの平均ビット数又はサ
ンプリング周波数を小さくするいくつかの方法が知られ
ている。

本願出願人は、DPCM、サブサンプリング等の従来の技術
が有する折り返し歪の発生、誤りの伝播、ブロック歪の
発生等の問題点が生じない高能率符号化装置を提案して
いる。

特願昭59-266407号明細書に記載されているような、２
次元ブロック内に含まれる複数画素の最大値及び最小値
により規定されるダイナミックレンジを求め、このダイ
ナミックレンジに適応した符号化を行う高能率符号化装
置が提案されている。また、特願昭60-232789号明細書
に記載されているように、複数フレームに夫々含まれる
領域の画素から形成された３次元ブロックに関してダイ
ナミックレンジに適応した符号化を行う高能率符号化装
置が提案されている。

更に、特願昭60-268817号明細書に記載されているよう
に、量子化を行った時に生じる最大歪が一定となるよう
なダイナミックレンジに応じてビット数が変化する可変
長符号化方法が提案されている。

これらのダイナミックレンジに適応した符号化方法は、
ブロックの画像の動きと関係なく、常にブロック内の全
ての画素データを符号化していた。しかし、画像の動き
が無い時には、特願昭60-247840号明細書に記載されて
いるように、ブロック内の１個の領域の画素データのみ
を符号化する所謂駒落とし処理により、圧縮率を一層高
くすることができる。

この駒落とし処理を行う場合、ブロック内のｎ個の領域
のデータの画素毎の平均値が形成され、この平均値が伝
送される。平均値を伝送すれば、受信側において、伝送
が省略された領域の補間を良好に行うことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は、上述の３次元ブロックのダイナミックレン
ジに適応した符号化方法を使用し、動きの有無に応じて
駒落としを行い、駒落とし時にブロック内のｎ個の領域
の対応する画素データの平均値情報を伝送するようにし
た高能率符号の復号化装置に関する。受信側では、駒落
としされた（ｎ−１）個の領域のデータは、平均値のデ
ータで補間される。この場合、単なる置き代えでは、時
間的に前のブロックから現在のブロックに移行する時
に、画像の動きが不自然となるジャーキネスが発生する
問題があった。

従って、この発明の目的は、平滑化の処理によって、受
信側で復元された画像中のジャーキネスを低減すること
ができる高能率符号の復号装置を提供することにある。

また、この発明は、平滑化の処理のために動き物体の輪
郭の一部が残って見える歪が発生することが防止された
高能率符号の復号装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、ディジタル画像信号の時間的に連続するｎ
フレームの夫々に属するｎ個の領域からなるブロック内
に含まれる複数の画素データの最大値MAX及び複数の画
素データの最小値MINを求めると共に、最大値MAX及び最
小値MINからブロック毎のダイナミックレンジDRを検出
し、最小値MINを複数の画素データの値から減算し、最
小値除去後の入力データを形成し、動きが有ると判定さ
れたブロックに関して、検出されたダイナミックレンジ
DR内で最小値除去後の入力データを元の量子化ビット数
より少ない量子化ビット数で符号化し、コード信号を発
生すると共に、動きが無いと判定されたブロックでは、
ｎ個の領域の対応する画素のデータの平均値情報に関す
るコード信号のみを発生し、ダイナミックレンジ情報
と、最大値MAX、最小値MINの内の少なくとも、２個の付
加コードと符号化で得られたコード信号と動きの有無を
示す判定コードSJを伝送するようにした高能率符号の復
号装置において、判定コードで示される静止ブロックであり、且つ時間的
に前の対応するブロックが静止ブロックの場合には、ｎ
個の領域の先頭の領域のデータとして、前のブロックの
最後の領域のデータと先頭の領域のデータとの平均値を
生じさせるようにしたことを特徴とする高能率符号の復
号装置である。

〔作用〕

テレビジョン信号は、水平方向、垂直方向並びに時間方
向に関する３次元的な相関を有しているので、定常部で
は、同一のブロックに含まれる画素データのレベルの変
化幅が小さい。従って、ブロック内の画素データが共有
する最小レベルMINを除去した後のデータPDIのダイナミ
ックレンジを元の量子化ビット数より少ない量子化ビッ
ト数により量子化しても、量子化歪は、殆ど生じない。
量子化ビット数を少なくすることにより、データの伝送
帯域幅を元のものより狭くすることができる。また、ブ
ロックの画像が静止画像の場合には、このブロックを構
成するｎ個の領域の対応する画素の平均値に関するコー
ド信号のみが伝送される。この駒落とし処理によって、
圧縮率がより高いものとされる。

このような利点を有する高能率符号の復号装置では、静
止ブロックであり、且つ時間的に前の対応するブロック
が静止ブロックの場合、ｎ個の領域の中の（ｎ−１）個
の領域が平均値で置き換えられる。前のブロックから現
在のブロックに移行する時に、前のブロックの最後の領
域のデータと現在のブロックの先頭の領域のデータとの
平均値が形成され、この平均値が現在のブロックの先頭
の領域のデータに置き代えられる。従って、前のブロッ
クの画像情報が存在するために、ブロックの変化時に発
生するジャーキネスを低減することができる。また、静
止ブロックが続く場合にのみ、平滑化の処理を行うの
で、動きブロックから静止ブロックに移行した時に、前
のブロック内の動き物体の輪郭の一部が現在のブロック
の画像に現れる歪の発生が防止される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。この説明は、下記の順序に従ってなされる。

a.送信側の構成 b.受信側の構成 c.ブロック及びブロック化回路 d.エンコーダ e.デコーダ f.ダイナミックレンジ検出回路 g.可変長符号化 h.動き判定回路 i.ジャーキネス対策 j.変形例 a.送信側の構成第１図は、この一実施例の送信側（ビデオテープレコー
ダの場合では記録側）の構成を全体として示すものであ
る。１で示す入力端子に例えば１サンプルが８ビットに
量子化されたディジタルビデオ信号（輝度信号）が入力
される。このディジタルビデオ信号がブロック化回路２
に供給される。ブロック化回路２により、入力ディジタ
ルビデオ信号が符号化の単位であるブロックが時間方向
に連続する信号に変換される。ブロック化回路２の出力
信号が動き判定回路３に供給される。動き判定回路３
は、３次元ブロック（この例では、６ライン×６画素×
２フレーム）の各フレームの領域間で同一位置の画素同
士のデータから動きの有無を示す１ビットの判定コード
SJを発生する回路である。動きが無い静止ブロックに関
して判定コードSJがハイレベルとなり、動きが有るブロ
ックに関して判定コードSJがローレベルとなる。

ブロック化回路２からの入力ディジタルビデオ信号がAN
Dゲート４及び８に供給される。ANDゲート４の他の入力
として判定コードSJが供給され、ANDゲート８の他の入
力として判定コードSJが反転されて供給される。一方の
ANDゲート４により、静止ブロックの画素データが分離
され、この画素データがフレーム間平均値形成回路５に
供給される。フレーム間平均値形成回路５は、ブロック
を構成する２個の領域の間で同一位置にある36個の画素
同士の平均値を夫々算出し、この36個の平均値をブロッ
クの画素データに代えて出力する回路である。従って、
フレーム間平均値形成回路５の出力信号は、平均値が
（６ライン×６画素）に配置された２次元ブロックの構
成を有している。このフレーム間平均値形成回路５の出
力信号が２次元エンコーダ６に供給される。

他方のANDゲート８により、画像の動きが有るブロック
の画像データが分離され、この画素データが３次元エン
コーダ９に供給される。

２次元エンコーダ６及び３次元エンコーダ９では、後述
のように、ブロック毎のダイナミックレンジに適応した
ビット数が可変の符号化がなされる。これらのエンコー
ダ6,9からは、ブロックのダイナミックレンジDRと最小
レベルMINと０〜５ビットのコード信号DTが得られる。

２次元エンコーダ６及び３次元エンコーダ９の出力信号
がフレーム化回路7,10に夫々供給される。この一実施例
では、判定コードSJ、コード信号DT,ダイナミックレン
ジDR,最小値MINを伝送するようにしている。これらのデ
ータがフレーム化回路7,10において、送信データに変換
される。送信データの形態としては、判定コードSJ、ダ
イナミックレンジDR,最小値MIN、コード信号DTからなる
データ部分の夫々に独立のエラー訂正符号の符号化を施
して、各エラー訂正符号のパリティを付加して伝送する
ものを使用できる。また、コード信号DT以外の判定コー
ドSJ、ダイナミックレンジDR,最小値MINの夫々に独立の
エラー訂正符号の符号化を施しても良い。更に、判定コ
ードSJ、ダイナミックレンジDR,最小値MINに共通のエラ
ー訂正符号の符号化を施して、そのパリティを付加して
も良い。フレーム化回路7,10の出力信号がORゲート12に
供給され、ORゲート12の出力端子13に伝送データが取り
出される。図示せずも、この伝送データは、シリアルデ
ータとして送信（或いは記録媒体に記録）される。

b.受信側の構成第２図は、この発明が適用された受信（又は再生）側の
構成を示す。入力端子21からの受信データは、判定コー
ド分離回路22に供給され、判定コードSJが分離される。
また、判定コードSJ以外の付加データ及びコード信号が
ANDゲート23及び28に供給される。ANDゲート23の他の入
力として判定コードSJが供給され、ANDゲート28の他の
入力として反転された判定コードSJが供給される。

ANDゲート23により、静止ブロックの平均値情報のコー
ド信号及び付加データが分離され、この平均値情報がフ
レーム分解回路24に供給される。また、ANDゲート28に
より分離された動きが有るブロックのコード信号及び付
加データがフレーム分解回路29に供給される。フレーム
分解回路24,29により、コード信号DTと付加コードDR,MI
Nが分離されると共に、エラー訂正処理がなされる。こ
れらのコード信号DT及び付加コードが２次元デコーダ25
及び３次元デコーダ30に夫々供給される。

これらのデコーダ25,30は、送信側のエンコーダ6,9の処
理と逆の処理を行う。即ち、８ビットの最小レベル除去
後のデータDTIが代表レベルとして復元され、このデー
タと８ビットの最小値MINとが加算され、元の画素デー
タが復元される。

２次元デコーダ25では、駒落としされた領域の復号出力
が形成される。この２次元デコーダ25の出力信号がスイ
ッチ回路26の一方の入力端子ａ及び平均値形成回路27に
供給される。平均値形成回路27の出力信号がスイッチ回
路26の他方の入力端子ｂに供給される。スイッチ回路26
の出力信号がORゲート31に供給される。ORゲート31に
は、３次元デコーダ30の出力信号が供給され、ORゲート
31の出力信号がブロック分解回路35及び遅延回路34（遅
延量Td）に供給される。この遅延回路34の出力信号が平
均値形成回路27に供給される。

２次元デコーダ25の出力信号とORゲート31との間に設け
られたスイッチ回路26,平均値形成回路27,遅延回路34
は、復元画像中にジャーキネス（不自然な動き）が発生
することを防止するために設けられている。スイッチ回
路26を制御する信号は、制御パルス発生回路33で形成さ
れる。制御パルス発生回路33には、判定コードSJが供給
されている。

ブロック分解回路35は、送信側のブロック化回路２と逆
に、ブロックの順番の復号データをテレビジョン信号の
走査と同様の順番に変換するための回路である。ブロッ
ク分解回路35の出力端子36に元のディジタルビデオ信号
が取り出される。

c.ブロック及びブロック化回路第３図を参照して、符号化の単位であるブロックについ
て説明する。この一実施例では、時間的に連続する２フ
レームの夫々に属する２次元領域An,An＋１から３次元
的な１ブロックが構成される。第３図において、実線
は、奇数フィールドのラインを示し、破線は、偶数フィ
ールドのラインを示す。各フレームの６本のラインの夫
々に含まれる６個の画素によって、（６ライン×６画
素）の領域An,An＋１が構成される。従って、１ブロッ
クは、（６×６×２＝72）個の画素からなる。

第４図は、上述のブロック化回路２の構成の一例を示
す。入力端子14にフレームメモリ15が接続され、現在の
フレームの画素データが走査変換回路16に供給され、フ
レームメモリ15からの前のフレームの画素データが走査
変換回路17に供給される。これらの走査変換回路16,17
の夫々の出力信号が遅延回路及びスイッチ回路から構成
された合成回路18に供給され、合成回路18の出力端子19
にブロックの順序に変換されたディジタルビデオ信号が
発生する。

簡単のために、１フレームの画像が４分割される場合に
は、前のフレームが第５図Ａに示すように、A1,B1,C1,D
1の領域に分割され、現在のフレームがA2,B2,C2,D2の領
域に分割される。走査変換回路16は、第５図Ｂに示すよ
うに、１フレーム内のデータの順序をブロックの領域毎
の順序に変換する。他の走査変換回路17も同様に、第５
図Ｃに示すように、１フレーム内のデータの順序をブロ
ックの領域毎の順序に変換する。

合成回路18の出力端子19には、第５図Ｄに示すように、
連続する２フレームの夫々に含まれる４個の領域の画素
データがブロックの順序に変換された出力データが得ら
れる。

d.エンコーダ２次元エンコーダ６及び３次元エンコーダ９の両者は、
ダイナミックレンジDRに適応した可変長の符号化を夫々
行う。２次元エンコーダ６と３次元エンコーダ９とは、
１ブロックに含まれる画素数が異なる点を除けば同一の
構成を有している。第６図は、３次元エンコーダ９とし
て使用できるエンコーダの一例を示す。

第６図において、42で示すダイナミックレンジ検出回路
に１ブロックの画素データPDが供給され、ブロックのダ
イナミックレンジDR及び最小値MINが検出される。減算
回路41において、各画素データから最小値MINが減算さ
れ、最小値除去後のデータPDIが形成される。このデー
タPDIとダイナミックレンジDRとが量子化回路43に供給
され、量子化回路43から圧縮されたビット数のコード信
号DTが得られる。ダイナミックレンジDR,最小値MIN,コ
ード信号DTがフレーム化回路10に供給される。フレーム
化回路10において、判定コードSJ,ダイナミックレンジD
R,最小値MIN,コード信号DTが第７図に示すようなシリア
ルデータに変換される。

２次元エンコーダ６は、上述の第６図に示すエンコーダ
と同一の構成とされており、入力データとしてフレーム
間平均値形成回路５からの平均値データが供給される。

量子化回路43は、例えばROMによって構成される。このR
OMには、最小値除去後の画素データPDI（８ビット）を
圧縮されたビット数に変換するためのデータ変換テーブ
ルが格納されている。ROMでは、ダイナミックレンジDR
の大きさによりデータ変換テーブルが選択され、読み出
し出力として５ビットのコード信号DTが取り出される。
ダイナミックレンジDRに応じて、コード信号DTのビット
数が０ビット〜５ビットの範囲で変化する。従って、RO
Mから出力されるコードの中で有効なビット長が変化す
る。フレーム化回路7,10において有効なビットが選択さ
れる。

e.デコーダ２次元デコーダ25及び３次元デコーダ29は、エンコーダ
6,9と逆の処理を行う回路である。第８図は、２次元デ
コーダ25の一例の構成を示す。前段のフレーム分解回路
24からのダイナミックレンジDR及びコード信号DTが復号
化回路44に供給される。復号化回路44は、例えばROMに
より構成され、復号化回路44から最小値除去後の平均値
データと対応する復元レベルのデータが得られる。この
データが加算回路45に供給され、最小値MINと加算され
る。従って、加算回路45の出力信号として、平均値デー
タと対応する復元レベルの信号が得られる。

静止ブロックの場合では、駒落とし圧縮がされているの
で、メモリ46に加算回路45の出力信号が書き込まれ、メ
モリ46から伝送が省略された領域の平均値データが取り
出される。

３次元デコーダ30は、２次元デコーダ25と同様の構成と
されている。但し、動きが有るブロックの場合では、各
領域の画素データが全て復号され、メモリを設ける必要
が無い。

f.ダイナミックレンジ検出回路第９図は、２次元エンコーダ６及び３次元エンコーダ９
に設けられるダイナミックレンジ検出回路42の一例の構
成を示す。第９図において、51で示される入力端子に
は、ブロック化回路２から前述のように、１ブロック毎
に符号化が必要な領域の画像データが順次供給される。
この入力端子51からの画素データは、選択回路52及び選
択回路53に供給される。一方の選択回路52は、入力ディ
ジタルビデオ信号の画素データとラッチ54の出力データ
との間で、よりレベルの大きい方を選択して出力する。
他方の選択回路53は、入力ディジタルビデオ信号の画素
データとラッチ55の出力データとの間で、よりレベルの
小さい方を選択して出力する。

選択回路52の出力データが減算回路56に供給されると共
に、ラッチ54に取り込まれる。選択回路53の出力データ
が減算回路56及びラッチ58に供給されると共に、ラッチ
55に取り込まれる。ラッチ54及び55には、ラッチパルス
が制御部59から供給される。制御部59には、入力ディジ
タルビデオ信号と同期するサンプリングクロック，同期
信号等のタイミング信号が端子60から供給される。制御
部59は、ラッチ54,55及びラッチ57,58にラッチパルスを
所定のタイミングで供給する。

各ブロックの最初で、ラッチ54及び55の内容が初期設定
される。ラッチ54には、全て‘0'のデータが初期設定さ
れ、ラッチ55には、全て‘1'のデータが初期設定され
る。順次供給される同一のブロックの画素データの中
で、最大レベルがラッチ54に貯えられる。また、順次供
給される同一のブロックの画素データの中で、最小レベ
ルがラッチ55に貯えられる。

最大レベル及び最小レベルの検出が１ブロックに関して
終了すると、選択回路52の出力に当該ブロックの最大レ
ベルが生じる。一方、選択回路53の出力に当該ブロック
の最小レベルが生じる。１ブロックに関しての検出が終
了すると、ラッチ54及び55が再び初期設定される。

減算回路56の出力には、選択回路52からの最大レベルMA
X及び選択回路53からの最小レベルMINを減算してなる各
ブロックのダイナミックレンジDRが得られる。これらの
ダイナミックレンジDR及び最小レベルMINが制御ブロッ
ク59からのラッチパルスにより、ラッチ57及び58に夫々
ラッチされる。ラッチ57の出力端子61に各ブロックのダ
イナミックレンジDRが得られ、ラッチ58の出力端子62に
各ブロックの最小値MINが得られる。

g.可変長符号化第10図は、上述の量子化回路43によりなされるダイナミ
ックレンジに適応した可変なビット数の符号化の説明に
用いるものである。この符号化は、最小値が除去された
画素データを代表レベルに変換する処理である。この量
子化の際に生じる量子化歪の許容できる最大値（最大歪
と称する。）が所定の値例えば４とされる。

第10図Ａは、ダイナミックレンジDR（最大値MAXと最小
値MINの差）が８の場合を示す。（DR＝８）の場合で
は、中央のレベル４が代表レベルL0とされ、（最大歪Ｅ
＝４）となる。つまり、（０≦DR≦８）の時には、ダイ
ナミックレンジの中央のレベルが代表レベルとされ、量
子化されたデータを伝送する必要がない。従って、必要
とされるビット長Nbが０である。受信側では、ブロック
の最小値MIN及びダイナミックレンジDRから代表レベルL
0を復元値とする復号がなされる。

第10図Ｂは、（DR＝17）の場合を示し、代表レベルが
（L0＝４）（L1＝13）と夫々定められ、最大歪Ｅが４と
なる。２個の代表レベルL0,L1があるので、（Nb＝１）
となる。（９≦DR≦17）の場合には、（Nb＝１）であ
る。最大歪Ｅは、ダイナミックレンジDRが狭いほど小と
なる。

第10図Ｃは、（DR＝35）の場合を示し、代表レベルが
（L0＝４）（L1＝13）（L2＝22）（L3＝31）と夫々定め
られ、（Ｅ＝４）である。４個の代表レベルL0〜L3があ
るので、（Nb＝２）となる。（18≦DR≦35）の場合で
は、（Nb＝２）される。

（36≦DR≦71）の場合では、８個の代表レベル（L0〜L
7）が用いられる。第10図Ｄは、（DR＝71）の場合を示
し、代表レベルが（L0＝４）（L1＝13）（L2＝22）（L3
＝31）（L4＝40）（L5＝49）（L6＝58）（L7＝67）と夫
々定められる。８個の代表レベルL0〜L7を区別するため
に、（Nb＝３）とされる。

（72≦DR≦143）の場合では、16個の代表レベル（L0〜L
15）が用いられる。第10図Ｅは、（DR＝143）の場合を
示し、代表レベルが（L8＝76）（L9＝85）（L10＝94）
（L11＝103）（L12＝112）（L13＝121）（L14＝130）
（L15＝139）（L0〜L7は、上記の値と同じ）と定められ
る。16個の代表レベル（L0〜L15）の区別のために、（N
b＝４）とされる。

（144≦DR≦287）の場合では、32個の代表レベル（L0〜
L31）が用いられる。第10図Ｆは、（DR＝287）の場合を
示し、代表レベルが（L16＝148）（L17＝157）（L18＝1
66）（L19＝175）・・・・・（L27＝247）（L28＝256）
（L29＝265）（L30＝274）（L31＝283）（L0〜L15は、
上記の値と同じ）と定められる。32個の代表レベル（L0
〜L31）の区別のために、（Nb＝５）とされる。実際に
は、入力画素データが８ビットで量子化されているの
で、ダイナミックレンジDRの最大値が255であり、代表
レベル（L28〜L31）に量子化されることがない。

１ブロック内のテレビジョン信号が水平方向，垂直方向
の２次元方向並びに時間方向に関する３次元的な相関を
有しているので、定常部では、同一のブロックに含まれ
る画素データのレベルの変化幅は、小さい。従って、ブ
ロック内の画素データが共有する最小レベルMINを除去
した後のデータDTIのダイナミックレンジを元の量子化
ビット数より少ない量子化ビット数により量子化して
も、量子化歪は、殆ど生じない。量子化ビット数を少な
くすることにより、データの伝送帯域幅を元のものより
狭くすることができる。

h.動き判定回路第11図は、動く判定回路３の一例を示す。第11図におい
て、71,72の夫々は、１ブロックの時間的に連続する２
フレームに夫々属する領域An,An＋１の画像データが供
給される入力端子である。この入力データは、前述のブ
ロック化回路２の出力データが１ブロック毎に並列化さ
れることにより形成される。73で示す端子には、しきい
値データTfが供給され、74で示す端子には、リセットパ
ルスPRが供給される。

減算回路79及び絶対値化回路75により、領域Anと領域An
＋１との間の対応する位置の画素のレベル差（フレーム
差）の絶対値が形成される。このフレーム差の絶対値が
比較回路76により、しきい値データTfと比較される。フ
レーム差の絶対値としきい値データTfとのレベル関係に
対応する２値的な比較出力が判定回路77に供給される。
判定回路77は、各領域An及びAn＋１に含まれる全ての画
素に関してのフレーム差の絶対値がしきい値データTf以
下の時に両者の間で変化がない即ち、静止部と判定す
る。判定回路77には、１ブロック毎のリセットパルスPR
が供給される。判定回路77からの１ビットの出力が判定
コードSJとして出力端子78に取り出される。

（SJ＝１）の場合には、ブロック内の領域An及びAn＋１
の画像が殆ど同一であるので、両者の平均値（An＋An＋
１）/2のみが２次元エンコーダ６により符号化される。
従って、２個の領域の中の１個の領域が駒落としされ
る。（SJ＝０）の場合では、２つの領域An及びAn＋１の
両者に含まれる画素データが３次元エンコーダ９により
符号化される。

上述のように、ブロック毎に静止部かどうかを判定する
ことにより、画像の中で大きな割合を占める静止部に関
してのコード信号の伝送を減少でき、データの圧縮率を
頗る高くできる。

尚、動き判定回路３としては、２フレーム間のフレーム
差の絶対値を１ブロックに関して累算した値がしきい値
以下かどうかを判定する等の他の構成を使用することが
できる。

i.ジャーキネス対策第12図は、この一実施例におけるエンコード動作及びデ
コード動作の一例を示す。第５図に示すように、１フレ
ームが４分割されている場合の１個の領域A1,A2,A3,A4
・・・・のみに注目する。A1及びA2が時間的に連続する
２フレームの夫々に属する領域であり、両者により１ブ
ロックが構成される。同様に、A3夫々A4,A5及びA6の夫
々の対によりブロックが構成される。

領域A1及びA2からなるブロックが動きブロックの場合に
は、これらの領域A1,A2に含まれる画素データの全てが
３次元エンコーダ９においてダイナミックレンジに適応
した符号化がされる。領域A3及びA4からなるブロックが
静止ブロックの場合には、フレーム間平均値形成回路５
からのフレーム間平均値（A3＋A4）/2が２次元エンコー
ダ６においてダイナミックレンジに適応した符号化がさ
れる。同様に、領域A5及びA6からなるブロックが静止ブ
ロックの場合には、フレーム間平均値形成回路５からの
フレーム間平均値（A5＋A6）/2が２次元エンコーダ６に
おいてダイナミックレンジに適応した符号化がされる。
従って、静止ブロックに関しては、２個の領域の画素デ
ータが１個の領域の画素データと等しい個数の平均値に
減少される。

受信側では、動きが有るブロックに関しては、３次元デ
コーダ30において、復号動作がされ、領域A1及びA2から
なるブロックの画素データが復元される。一方、静止ブ
ロックに関しては、フレーム間平均値（A3＋A4）/2が復
号されると共に、このフレーム間平均値が連続する２フ
レームの夫々の領域のデータとされる。

このように得られた２次元デコーダ25及び３次元デコー
ダ30の夫々の復号出力の単純なOR出力では、フレーム間
平均値のデータの領域と他のブロックの前の領域との間
で、画像中の物体の動きが不連続となり、不自然な動き
（ジャーキネス）が発生する。

この発明では、時間的に前の静止ブロックから現在の静
止ブロックのフレーム間平均値の領域に移行する時のジ
ャーキネスを防止するために、平滑化の処理を施す。つ
まり、第12図に示すように、静止ブロックが連続する時
に、前のブロックとの境界に位置する次のブロックのデ
ータ（A5＋A6）/2に代えて、前のブロックの最後の領域
と現在のブロックの先頭の領域のデータの平均値（A3＋
A4＋A5＋A6）/4のデータが用いられる。前の動きブロッ
クの領域A2からフレーム間平均値の領域（A3＋A4）/2に
移行する時には、この平滑化の処理がなされない。

上述の平滑化処理により、時間的に連続する静止ブロッ
クの間で、前の静止ブロックと現在の静止ブロックとの
画像情報が混在する画像が生じるので、ジャーキネスが
低減される。これと共に、前のブロックが動きブロック
の時には、平滑化の処理を行わないので、前のブロック
の画像中の動き物体の輪郭の一部が現在のブロックの画
像中に見える歪が防止される。

第13図を参照して、第２図に示す受信側の構成のジャー
キネスを低減するための動作について説明する。

第13図Ａは、受信された判定コードSJである。この判定
コードSJは、受信側のブロックの変化と同期して変化す
る。第13図Ｂは、２次元デコーダ25において形成された
復号データを示し、第13図Ｃは、３次元デコーダ30にお
いて形成された復号データを示す。第13図では、第12図
と同様に１フレームの４分割された領域中の１個の領域
A1〜A6の処理のみが示されている。これらの領域A1〜A6
は、時間的に連続する３フレームに属している。従っ
て、第13図のタイムチャートで省略されている部分に
は、第５図Ｄからも理解されるように、他の領域B,C,D
に関しての信号が含まれる。

制御パルス発生回路33（第２図参照）では、第13図Ｄに
示すように、１ブロックを構成する２個の領域の復元デ
ータと同期してハイレベル及びローレベルが交互に変化
するタイミング信号と判定信号SJ（第13図Ａ）とから第
13図Ｅに示すように、前のブロックが静止ブロックであ
る静止ブロックの先頭の領域と対応してハイレベルとな
る制御パルスが形成される。この制御パルスによりスイ
ッチ回路26が制御される。制御パルスがローレベルの時
に、スイッチ回路26が入力端子ａに供給される２次元デ
コーダ25の復号出力を選択し、制御パルスがハイレベル
の時に、スイッチ回路26が入力端子ｂに供給される平均
値形成回路27の出力信号を選択する。

また、遅延回路34の遅延量Tdは、１個の領域の期間をTa
と表す時に、（Td＝7Ta）に選定されている。従って、
遅延回路34からは、第13図Ｆに示すようにORゲート31の
出力信号が遅延された出力信号が発生し、平均値形成回
路27に供給される。スイッチ回路26が制御パルス発生回
路33からの制御パルスで制御され、ORゲート31からは、
第13図Ｇに示すように、静止ブロックから静止ブロック
への移行時に平滑処理がなされた復号出力が得られる。

j.変形例この発明は、可変長の符号化方式に限らず、固定長の符
号化方式に対しても適用できる。固定長の符号化方式で
は、ブロック毎のダイナミックレンジDRが量子化ビット
数で定まる個数のレベル範囲に分割され、最小値除去後
のデータが属するレベル範囲と対応する所定ビット数の
コード信号が形成される。

この一実施例では、第10図から明らかなように、ダイナ
ミックレンジを分割してなる各領域の中央値L0,L1,L2…
を復号時の値として利用している。この符号化方法は、
量子化歪を小さくできる。

一方、最小レベルMIN及び最大レベルMAXの夫々のレベル
を有する画素データが１ブロック内に必ず存在してい
る。従って、誤差が０のコード信号を多くするには、第
14図に示すように、ダイナミックレンジDRを（2^m−１）
（但し、ｍは、量子化ビット数）に分割し、最小レベル
MINを代表最小レベルL0とし、最大レベルMAXを代表最大
レベルL3としても良い。第14図の例は、簡単のため、量
子化ビット数が２ビットの場合を示している。

以上の説明では、コード信号DTとダイナミックレンジDR
と最小値MINと判定コードSJとを送信している。しか
し、付加コードとしてダイナミックレンジDRの代わりに
最大値MAX、量子化ステップまたは最大歪を伝送しても
良い。

また、１ブロックのデータをフレームメモリ、ライン遅
延回路、サンプル遅延回路を組み合わせた回路により、
同時に取り出すようにしても良い。

更に、３次元ブロックが２フレームに限らず３フレーム
以上のｎフレームのデータにより構成されていても良
い。

〔発明の効果〕

この発明に依れば、静止ブロックの領域のデータがこの
ブロックの平均値のデータで置き代えられる場合に、ブ
ロックの変化時に発生するジャーキネスを低減すること
ができ、また、静止ブロックが時間的に連続する時にの
み、平滑化の処理を行うので平滑化で新たな歪が発生す
ることを防止でき、良好な復元画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用できる高能率符号の送信側のブ
ロック図、第２図はこの発明の一実施例の受信側の構成
を示すブロック図、第３図は符号化の処理の単位である
ブロックの説明に用いる略線図、第４図及び第５図はブ
ロック化回路の構成の一例及びその説明のための略線
図、第６図はエンコーダの構成を示すブロック図、第７
図は送信データの構成を示す略線図、第８図は２次元デ
コーダの構成を示すブロック図、第９図はダイナミック
レンジ検出回路のブロック図、第10図は可変長符号化の
説明のための略線図、第11図は動き判定回路の一例のブ
ロック図、第12図はエンコード及びデコード動作の説明
のための略線図、第13図はデコード動作の説明のための
略線図、第14図は量子化の他の例の説明のための略線図
である。図面における主要な符号の説明 1:ディジタルビデオ信号の入力端子、2:ブロック化回
路、3:動き判定回路、5:フレーム間平均値形成回路、6:
2次元エンコーダ、9:3次元エンコーダ、7,10:フレーム
化回路、25:2次元デコーダ、30:3次元デコーダ、27:平
均値形成回路、35:ブロック分解回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル画像信号の時間的に連続するｎ
フレームの夫々に属するｎ個の領域からなるブロック内
に含まれる複数の画素データの最大値及び上記複数の画
素データの最小値を求めると共に、上記最大値及び上記
最小値から上記ブロック毎のダイナミックレンジを検出
し、上記最小値を上記複数の画素データの値から減算
し、最小値除去後の入力データを形成し、動きが有ると
判定されたブロックに関して、上記検出されたダイナミ
ックレンジ内で上記最小値除去後の入力データを元の量
子化ビット数より少ない量子化ビット数で符号化し、コ
ード信号を発生すると共に、動きが無いと判定されたブ
ロックでは、上記ｎ個の領域の対応する画素のデータの
平均値情報に関する上記コード信号のみを発生し、ダイ
ナミックレンジ情報と、上記最大値、上記最小値の内の
少なくとも、２個の付加コードと上記符号化で得られた
コード信号と動きの有無を示す判定コードを伝送するよ
うにした高能率符号の復号装置において、上記判定コードで示される静止ブロックであり、且つ時
間的に前の対応するブロックが静止ブロックの場合に
は、上記ｎ個の領域の先頭の領域のデータとして、上記
前のブロックの最後の領域のデータと上記先頭の領域の
データとの平均値を生じさせるようにしたことを特徴と
する高能率符号の復号装置。