JPH07184192A - 多チャネル画像信号符号化多重装置 - Google Patents
多チャネル画像信号符号化多重装置Info
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- JPH07184192A JPH07184192A JP32298493A JP32298493A JPH07184192A JP H07184192 A JPH07184192 A JP H07184192A JP 32298493 A JP32298493 A JP 32298493A JP 32298493 A JP32298493 A JP 32298493A JP H07184192 A JPH07184192 A JP H07184192A
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Abstract
ルの画像信号の冗長度に応じて各チャネルのレート割当
てを行ない多重化する装置において、各チャネル間の影
響を抑制しながら動的な伝送レート割当を可能とし、視
覚上の性能を最重視したより効率の良い多チャネル画像
信号符号化多重装置を提供する。 【構成】複数チャネルの画像信号符号化処理部とチャネ
ル多重化部とで構成し、各画像信号符号化処理部から符
号データおよび画像信号の冗長度データをチャネル多重
化部へ出力するとともに、制御データをチャネル多重化
部に印加し、チャネル多重化部から画像信号符号化処理
部へ画像信号符号化処理部間の影響を抑制する伝送レー
ト制御データを出力し、効率的なレート割当てを行な
い、複数の符号データを多重化する。
Description
置、特に複数チャネルの画像信号を符号化し、多重する
装置に関するものである。
像信号の高能率符号化に関連する技術については著しい
進歩があり、国際的な標準化が進められるとともに、多
様な利用形態による動画像信号高能率符号化システムが
増加している。その中の一つに複数チャネルの動画像信
号を高能率符号化し、多重化して伝送または記録するシ
ステムの要求があり開発が進められている。
ステムのFPU(Field Pick Up)装置が
あるが、従来技術例としてのFPU装置はアナログ信号
で処理を行ない画像信号を伝送するものであり、且つ1
チャネルの画像信号を伝送するものであるため、同時に
複数チャネルの画像信号を伝送したいという要求に答え
られない。この要求に答えるため、FPU装置に高能率
符号化技術を適用し、画像信号を例えば3チャネル多重
伝送するものが開発されている。FPU装置の伝送容量
を例えば15Mbpsとして高能率符号化伝送により3
チャネルの信号を伝送するもので、各チャネルに5Mb
psづつ固定的に伝送容量を割当て、3チャネルの画像
信号を多重して伝送するものである。
通常異なる画像信号が入力されることから、必然的に各
チャネルの画像信号の冗長度に差が生じるため、固定的
に5Mbps(15Mbps÷3チャネル)を割り当て
るのでは、一つのチャネルは5Mbpsの伝送容量で十
分であり、別のチャネルは5Mbpsの伝送容量で不足
であるということが発生し、効率の良いシステムが実現
できない。つまり、あるチャネルには動きの激しいスポ
ーツの画像信号、他のチャネルには静寂な風景の画像信
号というように、各チャネルに異なる冗長度の画像信号
が入力されるにもかかわらず、割当伝送レートが各チャ
ネル同一では、冗長度の少ないチャネルに関しては符号
化による画質劣化が激しく、冗長度の多いチャネルにつ
いては必要以上に画質が良いといった問題が発生するこ
とになる。
ャネルの冗長度に応じ、動的な伝送レート割当を可能と
するものがある。図2に、この従来技術例を示す。破線
部で囲んだ部分が一つのチャネルの画像信号符号化処理
部で、そのチャネル数は任意である。図2の構成を説明
する。第1チャネルでは、入力画像信号31が画像信号
符号化処理部32に入力され、該画像信号符号化処理部
32からは、冗長度データ33がチャネル多重化部46
を構成するレート割当部48へ出力される。また、画像
信号符号化処理部32から出力される符号データ34
は、チャネル多重化部46を構成するデータ多重化部4
9へ出力される。一方、チャネル多重化部46のレート
割当部48からは、伝送レート制御データ35が画像信
号符号化処理部32へ出力される。
7に対して入力画像信号36、冗長度データ38、符号
データ39、伝送レート制御データ40が入出力され、
その接続および構成は第1チャネルと同様である。ま
た、第mチャネルも、画像信号符号化処理部42に対し
て入力画像信号41、冗長度データ43、符号データ4
4、伝送レート制御データ45が入出力され、その接続
および構成は第1チャネルと同様である。そして、チャ
ネル多重化部46のデータ多重化部49からは、複数の
符号データが多重化された多重符号データ47が出力さ
れる。
れ画像信号が入力され画像信号符号化処理部32、3
7、42でそれぞれ符号化が実行されると、チャネル多
重化部46のレート割当部48は、入力された各チャネ
ルの冗長度データ33、38、43から、各冗長度デー
タの値に応じた各チャネルの伝送レートを決定する。そ
して、チャネル多重化部46のレート割当部48は、伝
送レート制御データ35、40、45を画像信号符号化
処理部32、37、42のそれぞれへ出力し、各チャネ
ルの伝送レートを制御する。また同時に、伝送レートの
割当状態に応じて、符号データ34、39、44をデー
タ多重化部49で多重化し、多重符号データ47として
出力する。その結果、常時、各チャネルに入力される画
像信号の冗長度に応じた伝送レート割当が可能となる。
42が画像信号の各フレームごとに割り当てられた目標
符号量、つまり伝送レートに従って符号化する方法の場
合におけるレート割当部48の具体的な動作について述
べる。なお、このような符号化方法は、ISO(国際標
準化機構)の勧告であるISO/IEC/JTC1/S
C29/WG11(ワーキンググループ番号),MPE
G(映画専門家委員会),CD11172に代表され
る。信号入力チャネルが第1〜第mチャネルまである場
合において、第n(1≦n≦m)チャネルの画像信号の
1フレームに対する目標符号量(Tn)を決めるレート
割当部48の動作は下記(1)式で表される。
ータ量 X:画像の複雑度 Xn:第nチャネルの画像の複雑度 Xj(j=1〜m):第1〜第mチャネルの画像の複雑
度
度)Xの比に応じたレートが割り当てられることにな
る。なお、一般にXは下記(2)式で求められる。 X=Q×S・・・・(2) Q:DCT(離散余弦変換)係数に対する量子化ステッ
プ S:Qにより発生する符号データ量
に、仮に2チャネルの画像信号の多重化を考える。第1
チャネルと第2チャネルを、それぞれ均等な一定レート
で符号化するとS/Nが図3の○印および□印(○印:
一定レートによる第1チャネルのS/N、□印:一定レ
ートによる第2チャネルのS/N)のようになる画像信
号が入力されたとする。横軸が時間で、縦軸がS/N
(符号化による歪)を示す。○印で示す第1チャネルは
変化の少ない比較的穏やかな画像のため、S/Nも良
く、またS/Nの変化も少ない。一方、□印で示す第2
チャネルは変化の激しい画像のため、S/Nも悪く、S
/Nの変化も激しい。
従来技術により動的な割当を実行すると、図3の△印お
よび×印(△印:従来技術によりレート割当を行なった
第1チャネルのS/N、×印:従来技術によりレート割
当を行なった第2チャネルのS/N)のようなS/Nに
なる。図3から理解できるように、変化の少ない比較的
穏やかな画像であるので伝送レートに余裕のある第1チ
ャネルの伝送レートを減少させ、その減少させただけ変
化の激しい画像である第2チャネルの伝送レートを増加
させ、伝送レートの効率化が実現できる。結果的に、第
1および第2チャネルは、同程度のS/Nになる。
数値から見る限りにおいては最適化されたことになる
が、実用上は非常に問題がある。それは、図3からも理
解できるように、本来○印で示す第1チャネルのように
S/Nの変化の少ない画像が、S/Nの変化の激しい画
像になってしまっていることである。これは、画質が安
定しているはずの第1チャネルの画像が、第2チャネル
の画像の激しいシーンチェンジ等の影響で、激しく画質
が変化していることになる。一般に、現在見ている画像
がシーンチェンジ等をし、一瞬S/Nが劣化しても、視
覚上はあまり気にならないが、他のチャネルの画像の影
響で画質が変化するのは、非常に不自然で、見苦しい画
像になる。
技術には、あるチャネルの画質が他のチャネルのシーン
チェンジなどによる変化で影響を受け、不自然で見苦し
い画像になるという欠点があった。本発明は、この欠点
を解決するため、複数の画像信号符号化処理部のレート
割当部をチャネル間の影響を制御可能なレート割当部と
することで、視覚上の性能を最重視した多チャネル画像
信号符号化多重装置を提供することを目的とする。
成するため、複数の画像信号符号化処理部と、チャネル
多重化部とを備え、複数の画像信号を符号化し各画像信
号の冗長度に基づきレート割当てを行い多重化する多チ
ャネル画像信号符号化多重装置において、画像信号を符
号化し符号データおよび画像信号の冗長度データをチャ
ネル多重化部へ出力する複数の画像信号符号化処理部
と、前記複数の符号データを多重し多重符号データを出
力するとともに、印加されたチャネル間影響抑制のため
の所定の値を持つ制御データおよび前記冗長度データに
より得られたチャネル間影響抑制伝送レート制御データ
を各画像信号符号化処理部へ出力するチャネル多重化部
とからなり、画像信号符号化処理部間のレート割当てに
よる画質への影響を抑制し、画像信号の冗長度に応じた
レート割当を行う多チャネル画像信号符号化多重装置で
ある。
数の符号データを多重し多重符号データを出力するデー
タ多重化部と、複数の冗長度データを入力し伝送レート
制御データを出力するレート割当部および印加されたチ
ャネル間影響抑制のための所定の値を持つ制御データと
入力された前記伝送レート制御データからチャネル間影
響抑制伝送レート制御データを出力する複数のチャネル
間影響抑制部を含むチャネル間影響抑制型レート割当部
とからなる多チャネル画像信号符号化多重装置である。
また、チャネル間影響抑制部がレート割当部から出力さ
れる伝送レート制御データから基本符号量を減算する減
算器と該減算器出力に印加される制御データ値を乗算す
る乗算器と該乗算器出力に前記基本符号量を加算する加
算器とからなりチャネル間影響抑制伝送レート制御デー
タを出力する多チャネル画像信号符号化多重装置であ
る。さらに、チャネル間影響抑制部がレート割当部から
出力される伝送レート制御データから遅延データを減算
する減算器と該減算器出力に印加される制御データ値を
乗算する乗算器と該乗算器出力に前記遅延データを加算
する加算器と該加算器出力を遅延させ前記減算器および
加算器へ遅延データを出力する遅延手段からなりチャネ
ル間影響抑制伝送レート制御データを出力する多チャネ
ル画像信号符号化多重装置である。
符号化し符号データおよび画像信号の冗長度データをチ
ャネル多重化部へ出力する複数の画像信号符号化処理部
と、前記複数の符号データを多重し多重符号データを出
力するとともに、印加されたチャネル間影響抑制のため
の所定の値を持つ制御データおよび前記冗長度データに
より得られたチャネル間影響抑制伝送レート制御データ
を各画像信号符号化処理部へ出力するチャネル多重化部
とからなり、画像信号符号化処理部間のレート割当てに
よる画質への影響を抑制し、画像信号の冗長度に応じた
レート割当を行う。また、チャネル多重化部が、入力さ
れた複数の符号データを多重し多重符号データを出力す
るデータ多重化部と、複数の冗長度データを入力し伝送
レート制御データを出力するレート割当部および印加さ
れたチャネル間影響抑制のための所定の値を持つ制御デ
ータと入力された前記伝送レート制御データからチャネ
ル間影響抑制伝送レート制御データを出力する複数のチ
ャネル間影響抑制部を含むチャネル間影響抑制型レート
割当部とからなり、多重符号データとチャネル間影響抑
制伝送レート制御データを出力する。
部から出力される伝送レート制御データから基本符号量
を減算する減算器と該減算器出力に印加される制御デー
タ値を乗算する乗算器と該乗算器出力に前記基本符号量
を加算する加算器とからなりチャネル間影響抑制伝送レ
ート制御データを出力する。更に、チャネル間影響抑制
部がレート割当部から出力される伝送レート制御データ
から遅延データを減算する減算器と該減算器出力に印加
される制御データ値を乗算する乗算器と該乗算器出力に
前記遅延データを加算する加算器と該加算器出力を遅延
させ前記減算器および加算器へ遅延データを出力する遅
延手段からなりチャネル間影響抑制伝送レート制御デー
タを出力する。
図において、第1チャネルでは、入力画像信号1が画像
信号符号化処理部2に入力され、該画像信号符号化処理
部2からは、冗長度データ3がチャネル多重化部16を
構成するチャネル間影響抑制型レート割当部21へ出力
される。また、画像信号符号化処理部2から出力される
符号データ4はチャネル多重化部16を構成するデータ
多重化部20へ出力される。一方、チャネル多重化部1
6のチャネル間影響抑制型レート割当部21からは、チ
ャネル間影響抑制伝送レート制御データ5bが画像出力
符号化処理部2へ出力される。
に対して、入力画像信号6、冗長度データ8、符号デー
タ9、チャネル間影響抑制伝送レート制御データ10b
が入出力され、その接続および構成は第1チャネルと同
様である。また、第mチャネルも、画像信号符号化処理
部12に対して、入力画像信号11、冗長度データ1
3、符号データ14、チャネル間影響抑制伝送レート制
御データ15bが入出力され、その接続および構成は第
1チャネルと同様である。そして、チャネル多重化部1
6のデータ多重化部20からは、複数の符号データが多
重化された多重符号データ17が出力される。また、前
記チャネル間影響抑制型レート割当部21には、制御デ
ータ19が印加される。チャネル間影響抑制型レート割
当部21は、各チャネルの冗長度データ3、8、13が
入力されるレート割当部18と制御データ19が入力さ
れ各チャネルの伝送レート制御データ5a、10a、1
5aとチャネル間影響抑制伝送レート制御データ5b、
10b、15bが入出力するチャネル間影響抑制部2
2、23、24から構成される。
ネルの画像信号符号化処理部2、7、12は、異なる入
力画像信号1、6、11を入力されそれぞれを符号化し
ながら、その時々の、入力画像信号1、6、11の冗長
度を冗長度データ3、8、13としてチャネル間影響抑
制型レート割当部21へ出力する。ここで、チャネル間
影響抑制型レート割当部21は、印加された制御データ
19に応じ、チャネル間の影響を抑制しながら、各チャ
ネルのレート割当を実行する。チャネル間影響抑制型レ
ート割当部21は、チャネル間の影響を抑制しながらレ
ート割当を行なった伝送レート制御データ5b、10
b、15bを、各チャネルの画像信号符号化処理部2、
7、12に出力する。各チャネルの画像信号符号化処理
部2、7、12は、それぞれ入力されたチャネル間影響
抑制伝送レート制御データ5b、10b、15bにした
がったレートで符号化し、符号データ4、9、14をデ
ータ多重化部20へ出力する。データ多重化部20は、
符号データ4、9、14を多重化して、多重符号データ
17として出力する。以上のように、各入力画像信号の
冗長度から、そのまま各チャネルのレートを制御するの
ではなく、チャネル間の影響を抑制しながらレート割当
を行なうため、他のチャネルの影響を視覚上問題ない状
態とすることができ、最適なレート割当が可能になる。
レート割当部の更に詳細な説明を図1および図4の一実
施例により行なう。図1において、チャネル間影響抑制
型レート割当部21は、図2を使用して説明したレート
割当部48と同一のレート割当部18とチャネル数と同
数のチャネル間影響抑制部22、23、24とで構成さ
れている。チャネル間影響抑制部22の一実施例の詳細
は図4に示すものであり、チャネル間影響抑制部23、
24も同一である。
ャネルの1フレームに対する目標符号量TnをTn=5
aとし、チャネル間の影響を抑制した新たな目標符号量
Tn=5bを求める場合である。まず、図4の構成を説
明する。目標符号量Tn5a(図1において、チャネル
間影響抑制型レート割当部21を構成するレート割当部
18から出力される伝送レート制御データである)と基
本符号量(内部設定により決定する値であるが、外部か
らの設定でも良い)56とが減算器51に入力され、減
算器51の出力であるデータ52と制御データ19(図
1において、チャネル間影響抑制型レート割当部21に
印加される制御データ19である)とが乗算器53に入
力される。次いで、該乗算器53の出力であるデータ5
4と前記基本符号量56とが加算器55に入力され、新
たな目標符号量Tn5b(図1において、チャネル間影
響抑制型レート割当部21を構成するチャネル間影響抑
制部22から出力されるチャネル間影響抑制伝送レート
制御データである)を出力する。
でも表せる。 Tn5b=基本符号量56+制御データ19×(Tn5
a−基本符号量56)・・・(3) ここで、基本符号量56は、伝送レートを等分割した場
合のTnの目標符号量である。そして、制御データ19
は、0〜1.0の範囲で設定できるものであり、設定値
がチャネル間の影響の度合いを示す。この場合、制御デ
ータ19が“0”ならば、チャネル間の影響はまったく
無くなり、“1”ならば、従来技術と同様に完全に影響
を受けることになる。
ことに他ならない。 a:制御データ(1≧a≧0)
比例しない一定項の和でTnを構成する。例えば、a=
0.5位に設定すれば、図3に示した特性は図5に示す
ようになる。図5の△印で示す第1チャネルのS/N
は、第2チャネルの影響をかなり抑制できたことにな
る。ただし、抑制した分だけ第2チャネルのS/Nを落
とすことになるが、従来技術による不自然な劣化が抑制
できたことから、視覚上は全体にかなり見やすい画像を
提供可能となる。このように、視覚上問題のない範囲
で、伝送レートを効率よく割当可能なように制御データ
19を設定することで、従来技術における問題点を解決
可能となり、視覚上の性能を最重視した多チャンネル画
像信号符号化が実現できる。
ト割当部の他の実施例である。本実施例は、上記(1)
式から求まる第nチャネルの1フレームに対する目標符
号量TnをTn=5aとし、チャネル間の影響を抑制し
た新たな目標符号量Tn=5bを求める場合である。ま
ず、図6の構成を説明する。目標符号量Tn5aと遅延
手段例えばFF(フリツプフロップ)67の出力である
遅延データ66とが減算器61に入力され、減算器61
の出力であるデータ62と制御データ19とが乗算器6
3に入力される。次いで、該乗算器63の出力であるデ
ータ64と前記遅延データ66とが加算器65に入力さ
れ、新たな目標符号量Tn5bを出力する。新たな目標
符号量Tn5bはFF67にも入力され、前記の通り遅
延データ66となり、減算器61および加算器65へ出
力される。
でも表せる。 Tn5b=遅延データ66+制御データ19×(Tn5
a−遅延データ66)・・・(4) ここで、遅延データ66は、FF67のラッチ出力であ
ることから、前回の新たな目標符号量Tn5bを示すこ
とになる。本実施例によれば、急激なレート変化を、制
御データ19の値によって自由に抑制することができ、
他のチャネルのシーンチェンジなどによる悪影響を解決
するのに、特に効果がある。なお、図6におけるFF6
7は、他の遅延手段(例えば、FIFOメモリ、RAM
等)でも実現可能である。また、図4、図6の減算器、
乗算器、加算器は、RAMによるLUT(Look U
p Table)や、CPUでも実現可能である。
処理部間の影響を抑制しながら、各画像信号符号化処理
部に動的レート割当が可能となるため、不自然な画質劣
化を解消することができ、視覚上の性能を最重視した多
チャンネル画像信号符号化多重装置を実現することがで
きる。
Nの変化を示す図。
S/Nの変化を示す図。
部、16、46…チャネル多重化部、18、48…レー
ト割当部、20、49…データ多重化部、21…チャネ
ル間影響抑制型レート割当部、22、23、24…チャ
ネル間影響抑制部、51、61…減算器、53、63…
乗算器、55、65…加算器、67…フリツプフロッ
プ。1、6、11、31、36、41…入力画像信号、
3、8、13、33、38、43…冗長度データ、4、
9、14、34、39、44…符号データ、5a、10
a、15a、35、40、45…伝送レート制御デー
タ、5b、10b、15b…チャネル間影響抑制伝送レ
ート制御データ、17、47…多重符号データ、19…
制御データ、52、54、62、64…データ、56…
基本符号量、66…遅延データ。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の画像信号符号化処理部とチャネル
多重化部とを備え、 複数の画像信号を符号化し各画像信号の冗長度に基づき
レート割当てを行い多重化する多チャネル画像信号符号
化多重装置において、 複数の画像信号を符号化し、各符号データおよび各画像
信号の冗長度データをチャネル多重化部へ出力する複数
の画像信号符号化処理部と、 前記各符号データを多重し多重符号データを出力すると
ともに、印加されたチャネル間影響抑制のための所定の
値を持つ制御データおよび前記各冗長度データにより得
られたチャネル間影響抑制伝送レート制御データを各画
像信号符号化処理部へ出力するチャネル多重化部とから
なり、 複数の画像信号符号化処理部の相互間のレート割当てに
よる画質への影響を抑制し、各画像信号の冗長度に応じ
たレート割当を行うことを特徴とする多チャネル画像信
号符号化多重装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のものにおいて、チャネル
多重化部が、 入力された複数の符号データを多重し多重符号データを
出力するデータ多重化部と、 複数の冗長度データを入力し伝送レート制御データを出
力するレート割当部および印加されたチャネル間影響抑
制のための所定の値を持つ制御データと入力された前記
伝送レート制御データからチャネル間影響抑制伝送レー
ト制御データを出力する複数のチャネル間影響抑制部を
含むチャネル間影響抑制型レート割当部とからなること
を特徴とする多チャネル画像信号符号化多重装置。 - 【請求項3】 請求項2記載のものにおいて、チャネル
間影響抑制部が、 レート割当部から出力される伝送レート制御データから
基本符号量を減算する減算器と該減算器出力に印加され
る制御データ値を乗算する乗算器と該乗算器出力に前記
基本符号量を加算する加算器とからなり、 チャネル間影響抑制伝送レート制御データを出力するこ
とを特徴とする多チャネル画像信号符号化多重装置。 - 【請求項4】 請求項2記載のものにおいて、チャネル
間影響抑制部が、 レート割当部から出力される伝送レート制御データから
遅延データを減算する減算器と該減算器出力に印加され
る制御データ値を乗算する乗算器と該乗算器出力に前記
遅延データを加算する加算器と該加算器出力を遅延させ
前記減算器および加算器へ遅延データを出力する遅延手
段とからなり、 チャネル間影響抑制伝送レート制御データを出力するこ
とを特徴とする多チャネル画像信号符号化多重装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32298493A JP3535548B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 多チャネル画像信号符号化多重装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32298493A JP3535548B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 多チャネル画像信号符号化多重装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07184192A true JPH07184192A (ja) | 1995-07-21 |
JP3535548B2 JP3535548B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=18149849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32298493A Expired - Lifetime JP3535548B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 多チャネル画像信号符号化多重装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3535548B2 (ja) |
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