JPH07184203A - 画像信号再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路規模を大きくすることなく動きベクトル
を検出可能とし、良好な再生画像を得ることができる画
像信号再生装置を提供する。 【構成】 画像信号再生装置は、画像信号を所定数の画
素ごとにブロック符号化した画像データを前記ブロック
単位で復号し、画像信号を得る画像信号再生装置であっ
て、復号化前の前記画像データを用いて前記復号化不能
ブロックの動きベクトルを検出する動きベクトル検出手
段と、前記動きベクトル検出手段により検出された復号
化不能ブロックの動きベクトルに基づき前記復号化不能
ブロックのデータを構築する構築手段とを備えて構成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブロック符号化を用い
て圧縮した画像信号を復号化することにより再生し、画
像信号を得る画像信号再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号を高能率に圧縮符号化する技術
として、直交変換符号化方式が知られている。これは、
画像信号を所定の画素数毎にまとめてブロック化した
後、離散コサイン変換（ＤＣＴ）等の直交変換を行い、
変換後の係数に対して量子化、エントロピー符号化等を
行うものである。

【０００３】図６は、このようなブロック符号化及び復
号化を用いた画像信号再生装置としてのデジタルＶＴＲ
の要部構成を示すブロック図である。ここで、図６にお
ける画像信号の流れについて説明する。入力端子６０１
よりデジタル化された画像データが入力し、ブロック化
回路６０２によりｍ画素×ｎ画素単位でブロック化され
る。ｍ×ｎ画素単位でブロック化された画像データは、
ＤＣＴ回路６０３で直交変換され、空間領域から周波数
領域に変換される。周波数領域に変換されたデータは量
子化回路６０４で量子化され、更に可変長符号化回路６
０５で符号化することにより所望のデータ転送レートを
得る。符号化されたデータは記録・再生系６０６にて記
録に適した形式の信号に変換され、テープに記録され
る。

【０００４】再生時は、記録・再生系６０６にてテープ
から再生されたデータは、後段の信号処理に適した形式
の信号に変換され、誤り訂正回路（以下ＥＣＣ回路）６
０７により符号誤りの訂正が行われた後、可変長符号復
号化回路６０８で復号化される。復号化されたデータは
逆量子化回路６０９で逆量子化された後、逆ＤＣＴ回路
６１０で逆ＤＣＴされ、周波数領域から空間領域のデー
タへ変換され、フレームメモリ６１１に書き込まれる。
フレームメモリ６１１に書き込まれた画像データは、モ
ニタ等のスキャニングに合わせて読み出され、補間回路
６１２で誤り訂正不能データ（以下エラーデータ）の補
間を行った後、出力端子６１３から出力され、モニタ等
に表示される。

【０００５】このような符号化方式ではブロック単位で
符号化がなされるため、符号化データに復号化時の誤り
訂正で訂正不可能な誤りが発生した場合は、ブロック単
位で復号化誤りが発生する。また、可変長符号が用いら
れることが多いため、復号誤りが複数ブロックにわたっ
て伝搬し、大きな画質劣化につながる。

【０００６】このようなエラーデータを含むブロック
（以下エラーブロック）を補間修整する手段として従
来、前フレームの画像によってエラーブロックを置き換
えるフレーム間補間、同一フィールドの画像によってエ
ラーブロックを補間するフィールド内補間等が知られて
いる。また、前記各方法が、エラーブロックの動きのあ
り・なしのみで選択されていたのに対して、エラーブロ
ックの動きベクトルを推定し、この動きベクトルを用い
てフィールド間補間を行うものも考えられている。そし
て、このように動きベクトルを用いて補間を行う場合、
動きベクトルの検出は、各ブロックの画像データを復号
後、時間的に異なる画像データの差分絶対値等を計算
し、これに基づいて相関を検出することにより行ってい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら前記
従来例においては、動きベクトルの検出に際し、復号後
の画像データ間の差分を計算し、この計算結果に基づい
て相関を検出することにより行っていたため計算量が多
くなり、動きベクトル検出のための回路規模が大きくな
るという問題点があった。

【０００８】前記課題を考慮して、本発明は、回路規模
を大きくすることなく動きベクトルを検出可能とし、良
好な再生画像を得ることができる画像信号再生装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】従来抱えている課題を解
決し、前記目的を達成するため、本発明は、画像信号を
所定数の画素ごとにブロック符号化した画像データを前
記ブロック単位で復号し、画像信号を得る画像信号再生
装置であって、復号化前の前記画像データを用いて前記
復号化不能ブロックの動きベクトルを検出する動きベク
トル検出手段と、前記動きベクトル検出手段により検出
された復号化不能ブロックの動きベクトルに基づき前記
復号不能ブロックのデータを構築する構築手段とを備え
て構成されている。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明の実施例としての画像信号再
生装置の構成を示すブロック図である。以下、図１にお
ける再生画像信号の処理について説明する。

【００１２】図１において、磁気テープ等の記録媒体か
ら再生された画像信号は入力端子１０１から入力し、Ｅ
ＣＣ回路１０２に送られる。なお、ここでは説明のため
再生信号はフレーム単位で再生及び復号化が行われるこ
ととする。

【００１３】そして、ＥＣＣ回路１０２において再生信
号中の符号誤りの訂正を行い、データ分離回路１０４に
出力する。また、ＥＣＣ回路１０２は符号誤りの訂正が
不能のデータについては、誤り訂正不能を示すエラーフ
ラグをエラー検出回路１０３に出力する。エラー検出回
路１０３は、このＥＣＣ回路１０２からのエラーフラグ
に基づいて各画素ブロックが復号化可能か否かを示すブ
ロックエラーフラグを発生する。

【００１４】データ分離回路１０４はＥＣＣ回路１０２
からのデータを受けて、そのブロックの画面上での位置
等を示すブロックアドレスデータ及び画像データに分離
して、ブロック復号化回路１０５，メモリ制御回路１０
６及び動きベクトル検出回路１０５にそれぞれ出力す
る。ブロック復号化回路１０５は、画素ブロック単位で
画像データを復号化し、フレームメモリ１０８に出力す
る。この際、メモリ制御回路１０６はデータ分離回路１
０４からのブロックアドレスデータに基づいてフレーム
メモリ１０８への各画素ブロックの復号画像データの書
き込みアドレスを決定する。

【００１５】データ分離回路１０４は、動きベクトル検
出回路１０７に各画素ブロックにおけるＤＣＴ係数のう
ち、ＤＣ成分を出力する。動きベクトル検出回路１０７
は、データ分離回路１０４から入力される各画素ブロッ
クのＤＣデータを用いて、ブロックごとに動きベクトル
を検出する。以下、図２を用いて動きベクトル検出回路
１０７について説明する。

【００１６】図２は動きベクトル検出回路１０７の構成
を示すブロック図である。図２において、２０１はデー
タ分離回路１０４からのＤＣデータが入力される入力端
子、また、２０２はメモリ制御回路１０６からのブロッ
クアドレスの入力端子であり、入力端子２０１に入力さ
れているＤＣデータに対応するアドレスが入力される。
入力端子２０１から入力したＤＣデータは、スイッチ２
０５を介してＤＣメモリ２０３または２０４に記憶され
る。ＤＣメモリ２０３，２０４はＤＣデータを記憶する
ためのメモリで、それぞれが１フレーム分のＤＣデータ
を記憶できるようになっている。すなわち、１フレーム
の画像が縦ｍブロック×横ｎブロックに分割されている
とき、それぞれｍ×ｎ個のＤＣデータを記憶可能であ
る。ＤＣメモリ２０３，２０４に記憶されているＤＣデ
ータはスイッチ２０６を介して後段の遅延回路に出力さ
れる。なお、ＤＣメモリの書き込み側のスイッチ２０５
及び読み出し側のスイッチ２０６は入力端子２０２から
のアドレスデータによって制御され、入力されるＤＣデ
ータのフレームに応じて切り換わる。つまり、スイッチ
２０５がＤＣメモリ２０３側に接続し、ＤＣメモリ２０
３にＤＣデータが書き込まれている場合は、スイッチ２
０６がＤＣメモリ２０４側に接続し、ＤＣメモリ２０４
内のＤＣデータを出力するように制御される。このよう
に、書き込み側のＤＣメモリは入力端子２０２より入力
されているＤＣデータと同一フレームのＤＣデータを記
憶し、読み出し側のＤＣメモリはその１フレーム前のＤ
Ｃデータを記憶している。

【００１７】読み出し側のＤＣメモリはアドレスデータ
に基づいて、動きベクトルを検出しようとしているブロ
ックを中心とする縦３ブロック×横３ブロックのＤＣデ
ータを読み出し、各遅延回路２０８〜２１６に出力す
る。すなわち、入力端子２０１に、あるブロックのＤＣ
データが入力されているとき、前フレームの画面上でそ
のブロックと同じ位置のブロックを中心とする３×３ブ
ロックのＤＣデータを出力するように遅延時間が設定さ
れている。

【００１８】ベクトル検出回路２１７はこれらのＤＣデ
ータを用いて動きベクトルを検出する。この検出方法と
しては、現フレームのＤＣデータと前フレームのＤＣデ
ータの各データの差分絶対値を計算し、その差が最小と
なるブロックへの動きベクトルを動きベクトルとする方
法が考えられる。

【００１９】２１８は遅延回路であり、ベクトル検出回
路２１７が出力している動きベクトルに対応するブロッ
クのアドレスが出力されるように遅延時間が設定されて
いる。

【００２０】ベクトル検出回路２１７にて検出された動
きベクトルはスイッチ２２１を介してベクトルメモリ２
１９，２２０に記憶される。ベクトルメモリ２１９，２
２０は動きベクトルを記憶するためのメモリで、それぞ
れが１フレーム分の動きベクトルデータを記憶できる。
ベクトルメモリ２１９，２２０に記憶された動きベクト
ルはスイッチ２２２を介して出力端子２２３から出力さ
れる。ベクトルメモリ２１９，２２０の書き込み、読み
出しは遅延回路２１８からのアドレスデータに基づいて
行われる。また、スイッチ２２１，２２２の切り換え
は、前述のＤＣメモリの場合と同様に、書き込み・読み
出しが交互に行われるようにアドレスデータにより制御
される。

【００２１】動きベクトル検出回路１０７により、前述
の如く検出された動きベクトルは補間回路１１０に出力
される。また、このときフレームメモリ１０９には補間
を行う画像（ここではフレームメモリ１０８内の画像）
の１フレーム前の画像データが格納されている。

【００２２】補間回路１１０は、動きベクトル検出回路
１０７で検出したエラーブロックの周囲ブロックの動き
ベクトルを用いてエラーブロックの動きベクトルを推定
し、その後、推定したエラーブロックの動きベクトルを
用いて、フレームメモリ１０９の画像データによりフレ
ームメモリ１０８に記憶されているエラーブロックのデ
ータを書き換えることにより補間を行う。

【００２３】このように１フレームの画像信号の補間処
理が終了すると、フレームメモリ１０９のデータを出力
端子１１１から外部機器に出力する。また、フレームメ
モリ１０８のデータをフレームメモリ１０９に書き込
む。この時点でフレームメモリ１０９には補間処理の完
了した１フレーム分の画像データが、フレームメモリ１
０８には補間処理を行う前の１フレーム分のデータが記
憶されている。フレームメモリ１０８内の画像データに
復号化不能データがあった場合には、このフレームの画
像データに対しても同様の補間処理を行った後、フレー
ムメモリ１０９のデータを出力端子１１１より出力し、
また、フレームメモリ１０８のデータをフレームメモリ
１０９に書き込む。そして、次のフレームの画像データ
をフレームメモリ１０８書き込み、順次補間処理を行っ
ていく。

【００２４】次に、図３乃至図５を用いて補間回路１１
０の動作を説明する。図３は、本発明の補間回路１１０
の構成例を示すブロック図である。また、図４は図３の
補間回路１１０の動作を説明するための図である。図４
におけるＡ〜ＨおよびＸの各正方形は１つの画素ブロッ
クを示し、図中の配置は１フレームにおける画面上での
配置を示す。なお、本実施例においては画素ブロックＸ
をエラーブロックとし、ブロックＸの動きベクトルを推
定して補間を行う場合について説明する。

【００２５】３０１は動きベクトルデータの入力端子で
あり、動きベクトル検出回路１０７より画素ブロック単
位で各ブロックの動きベクトルデータが入力される。３
０２はブロックエラーフラグの入力端子であり、ブロッ
クエラー検出回路１０３より画素ブロック単位でブロッ
クエラーフラグが入力される。ＤＬ３０３〜ＤＬ３１８
は遅延回路であり、ＤＬ３０８、ＤＬ３１６はそれぞれ
図４中の画素ブロックＦに対する動きベクトルデータ、
ブロックエラーフラグを同時に出力するように遅延時間
が設定されており、そのときにＤＬ３０３，ＤＬ３０
４，ＤＬ３０５，ＤＬ３０６，ＤＬ３０７，ＤＬ３０
９，ＤＬ３１０はそれぞれ画素ブロックＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅ，Ｇ，Ｈに対する動きベクトルデータを、ＤＬ３
１１，ＤＬ３１２，ＤＬ３１３，ＤＬ３１４，ＤＬ３１
５，ＤＬ３１７，ＤＬ３１８はそれぞれ画素ブロック
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｇ，Ｈに対するブロックエラーフ
ラグを出力するように遅延時間が設定されている。

【００２６】判定回路３１９〜３２６にはそれぞれ画素
ブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに対する動き
ベクトルデータとブロックエラーフラグが入力され、該
当画素ブロックが復号化可能であった場合はその画素ブ
ロックの動きベクトルデータを出力し、復号化不能であ
った場合はなにも出力しない。ベクトル合成回路３２７
には判定回路３１９〜３２６からの動きベクトルデータ
が入力され、そのベクトルデータの成分を水平・垂直の
各成分毎に加算することによってベクトルの合成を行
う。カウンタ回路３２８には、画素ブロックＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに対するブロックエラーフラグ
が入力され、復号化可能であった画素ブロックの個数を
カウントする。３２９は乗算回路であり、ベクトル合成
回路３２７からの合成ベクトルデータが入力され、カウ
ンタ回路３２８でカウントした復号化可能であったブロ
ックの個数Ｋで割ることによってエラーブロックの周辺
のブロックの動きベクトルデータの平均を求める。この
出力をブロックＸの動きベクトルデータとして読み出し
アドレス発生回路３３１に出力する。

【００２７】ＤＬ３３０は遅延回路であり、乗算器３２
９がブロックＸに対する動きベクトルデータを出力して
いるときに、ブロックＸに対するブロックエラーフラグ
を出力するように遅延時間が設定されている。読み出し
アドレス発生回路３３１にはブロックＸに対する動きベ
クトルデータとブロックエラーフラグが入力される。ブ
ロックエラーフラグが復号化不能状態を示している場
合、動きベクトルデータよりフレームメモリ１０９の読
み出しアドレスを決定し、出力端子３３２に出力する。
また、このとき書き込みアドレス発生回路は補間するデ
ータのアドレスを出力し、このアドレスにフレームメモ
リ１０９から読み出した補間データを書き込む。

【００２８】次に、図５を用いて本実施例における補間
処理について説明する。図５において、前フレームの画
像の三角形の領域５０１が動いている領域であり、現フ
レームの５０２の領域に移動してきたとする。５０３は
現フレームド画像において欠落しているブロックＸであ
る。

【００２９】前述のように、周囲のブロックの動きベク
トルを用いて、エラーブロック５０３の動きベクトルが
決定されると、読み出しアドレス発生回路３３１は図５
中の５０４に相当する領域のアドレスを発生して、出力
端子３３２に出力する。フレームメモリ１０９はその出
力を受け該当アドレスから５０４の領域の画像データを
出力し、入力端子３３５にそのデータを出力する。書き
込みアドレス発生回路３３３にはエラーブロック５０３
に対するエラーフラグが入力され、フラグが復号不能状
態を示している場合、フレームメモリ１０８においてエ
ラーブロック５０３に該当する書き込みアドレスを発生
し、出力端子３３４に出力する。画像データ出力端子３
３６は画像データ入力端子３３５からの補間画像データ
をフレームメモリ１０８に出力し、書き込みアドレスで
指定されたアドレスに画像データを書き込むことによっ
て補間処理を行う。

【００３０】このように、本実施例によれば、動きベク
トルを用いて補間処理を行う場合の動きベクトルの検出
に際し、復号化する前の各ブロックのＤＣＴ係数の内Ｄ
Ｃデータを用いて動きベクトルを検出してるので、動き
ベクトル検出にかかる計算量が少なくる。したがって、
動きベクトル検出のための回路も小さくすることが可能
になる。

【００３１】なお、前述の実施例においては、エラーブ
ロックの動きベクトルを用いてフレーム間補間を行った
が、前述の実施例のように、エラーブロックの動きのあ
り・なしを推定し、この動き情報と動きベクトルとをあ
わせて用いることにより、フレーム間・フィールド内補
間及びフィールド間補間を適応的に切り換えて、より適
切な補間を行うことも可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、復号化
前の画像データを用いて復号化不能ブロックの動きベク
トルを検出し、この復号化不能ブロックの動きベクトル
に基づいて復号化不能ブロックのデータを構築している
ので、復号化してから動きベクトルを検出する場合に比
べて、動きベクトル検出に必要な計算量を少なくするこ
とができ、そのための回路も小さくすることが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例としての画像信号再生装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１の装置における動きベクトル検出回路の構
成を示すブロック図である。

【図３】図１の装置における補間回路の構成を示すブロ
ック図である。

【図４】本発明の補間動作を説明するための図である。

【図５】本発明の補間動作を説明するための図である。

【図６】デジタルＶＴＲの構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０７ 動きベクトル検出回路 １１０ 補間回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号を所定数の画素ごとにブロック
   符号化した画像データを前記ブロック単位で復号し、画
   像信号を得る画像信号再生装置であって、 復号化前の前記画像データを用いて前記復号化不能ブロ
   ックの動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段
   と、 前記動きベクトル検出手段により検出された復号化不能
   ブロックの動きベクトルに基づき前記復号不能ブロック
   のデータを構築する構築手段とを備えたことを特徴とす
   る画像信号再生装置。