JPH08163562A

JPH08163562A - 映像信号処理装置

Info

Publication number: JPH08163562A
Application number: JP30203194A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ono; 正小野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】フレーム毎に異なる位相でサンプリングされ
た映像信号を符号化する際に、量子化歪みをより小さく
する映像信号処理装置を提供する。【構成】入力端子１から入力されるサブサンプルされ
た映像信号はフレーム多重器４６により、複数フレーム
から互いに間引かれた画素を補間するようにフレーム多
重される。この多重された信号がブロック化器２でブロ
ック化され、直交変換器３で直交変換され、量子化器６
で適切な量子化幅で量子化され、符号化器７で符号化さ
れて、出力端子８より出力される。【効果】複数のフレームを多重してブロック化を行う
ことで、ブロック内の隣接画素間の相関が大きくなり、
量子化による歪みをより小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル映像信号を
圧縮及び伸張する映像信号処理装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】高品位テレビ信号を衛星放送の１チャネ
ルで伝送する方式としてＭＵＳＥ方式がある。ＭＵＳＥ
信号は、１フレームあたり４８０画素×１１２５ライン
の信号中に、３７４画素×５１６ラインの輝度（Ｙ）信
号と９４画素×５１６ラインの色差（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）
信号とが２フィールドずつ含まれており、さらに各フィ
ールドについて次のフィールドを制御するコントロール
信号がある。コントロール信号には、各フィールドのサ
ブサンプリング位相、水平、垂直それぞれの動きベクト
ル等の信号が含まれている。

【０００３】ＭＵＳＥ方式では、フレーム間サブサンプ
リング、フィールド間サブサンプリング、そしてライン
間サブサンプリングを行うことで帯域圧縮を実現してい
る。輝度信号と色差信号のサンプリングパターンは異な
っており、これらはそれぞれ図９、図１０に示す通りで
ある。色差信号はＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号とが線順次に
多重され、さらにフレーム間、ライン間のみならず、フ
ィールド間でも位相が異なっている。ＭＵＳＥ信号の詳
細については、二宮祐一「ＭＵＳＥ −ハイビジョン伝
送方式−」電子情報通信学会（１９９０）等の文献に
記載されている。

【０００４】しかし、サブサンプリングによる帯域圧縮
を行っても、これを記録するには情報量が多いので、高
能率符号化によりビットレートの低減を図る必要があ
る。

【０００５】図１１は従来の映像信号処理装置の一例と
して、現行テレビ方式に対応したディジタルＶＴＲの記
録系のブロック図であり、以下これにＭＵＳＥ信号を入
力したときの従来例について説明する。

【０００６】図１１において、１はディジタル化された
映像信号が入力される入力端子、２はフィールド多重さ
れた輝度信号及び色差信号を各々（８×８）画素の信号
にブロック化するブロック化器、３はブロック化器２か
ら出力されたブロックを直交変換し、その変換係数を出
力する直交変換器、４は直交変換器３から出力された６
３個の変換係数の交流成分より各ブロックのクラス（適
切な量子化幅の指標となる値で各ブロック毎に定める）
を決定するクラス決定器、５はバッファ、６はクラス決
定器４から出力されたクラス値に基づいて適切な量子化
幅で量子化する量子化器、７は量子化器６より出力され
たデータを符号化する符号化器、８は出力端子である。

【０００７】図１１で入力端子１から入力された映像信
号は、ブロック化器２でＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信
号それぞれに適当にダミー画素が付加された後、（８×
８）画素のブロックに分割される。画面上で同じ位置に
ある８個のＹ信号ブロックと１個のＲ−Ｙ信号と１個の
Ｂ−Ｙ信号とで、図１２のようなマクロブロックが構成
される。また、マクロブロック内でＹ信号４個の水平方
向の並びをサブマクロブロックと呼ぶ。ブロック化器２
より出力されたブロックは直交変換器３に供給され、直
交変換が施される。直交変換器３より出力された直交変
換係数は、クラス決定器４に供給されると同時にバッフ
ァ５に書き込まれる。クラス決定器４でブロック毎にク
ラスが決定され、クラス決定器４の出力に応じ適当な量
子化幅でバッファ５の内容が量子化器６で量子化され、
符号化器７で符号化され、出力端子８に供給される。

【０００８】図１３は図１１に示した直交変換器３を詳
細に示したブロック図である。１１はブロック化された
映像信号が供給される入力端子、１２はブロック毎に動
ブロックであるか静止ブロックであるかを検出する動ブ
ロック検出器、１３はブロックをフレーム内で直交変換
を施すフレーム内直交変換器、１４はブロックをフィー
ルド内で直交変換を施すフィールド内直交変換器、１５
は動ブロック検出器１２の検出結果に応じて直交変換を
選択する直交変換選択器、１６は直交変換係数を出力す
る出力端子である。

【０００９】以下、図１３の直交変換器の動作について
説明する。入力端子１１より供給されたブロックは２フ
ィールドの映像信号が１ライン毎に多重されており、動
ブロック検出器１２に供給される。動ブロック検出器１
２は、上下２ラインの画素値の差の絶対値の総和が予め
定められたしきい値より大きいとき動ブロックと検出
し、そうでないときは静止ブロックと検出する。入力さ
れたブロックはフレーム内直交変換器１３でフレーム内
直交変換、ならびにフィールド内直交変換器１４でフィ
ールド内直交変換が施される。直交変換選択器１５は、
動ブロック検出器１２で静止ブロックと検出されたとき
フレーム内直交変換の結果を、動ブロックと検出された
ときはフィールド内直交変換の結果を出力端子１６に供
給する。

【００１０】フレーム内直交変換は、図１４（ａ）のよ
うにフィールド毎に線順次多重されたブロックに直接２
次元直交変換を施すものである。またフィールド内直交
変換は、図１４（ａ）のようにフィールド毎に線順次多
重されたブロックを図１４（ｂ）のように各フィールド
毎に分解し、さらに両者の和と差をとった図１４（ｃ）
のブロックに３次元直交変換を施すものである。

【００１１】図１５は図１１に示したクラス決定器４を
詳細に示したブロック図である。２１は直交変換された
変換係数が入力される入力端子、２２は入力端子２１よ
り入力された変換係数のうち直流成分を検出する直流成
分検出器、２３は入力端子２１より入力された変換係数
のうち直流成分を除いた交流成分の総和を求める交流成
分検出器、２４は直流成分検出器２２と交流成分検出器
２３の検出結果よりクラス値を選択するクラス選択器、
２５はクラス値を出力する出力端子である。

【００１２】以下、図１５のクラス決定器の動作につい
て説明する。入力端子２１から供給された直交変換係数
は、直流成分検出器２２、ならびに交流成分検出器２３
に供給される。直流成分検出器２２により検出された直
流成分、交流成分検出器２３により検出された交流成分
の総和に基づき、ブロック毎にクラス選択器２４でクラ
ス値が選択される。クラス値は０から３までで、クラス
値が大きいほど粗く量子化される。その後、クラス選択
器２４で選択されたクラス値が出力端子２５に供給され
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の構成では以下に示す課題を有する。

【００１４】ＭＵＳＥ信号を代表とする、フレーム、ラ
イン毎に位相の異なる映像信号を上記の映像信号処理装
置を用いて符号化すると、水平方向のエッジに対する量
子化歪みが発生し、復号化された映像の画質が劣化す
る。

【００１５】これはＭＵＳＥ信号は、図９、図１０のよ
うにフィールド毎、ライン毎に異なる位相を持つために
同位相のラインが２ライン毎に現れるようになる。これ
を上記した従来の映像信号処理装置でブロック化を行う
と、輝度信号の場合図１６のように画素３３、画素３４
は画素３２と画素３５の間に組み込まれることになる。
同様に画素３７、画素３８も左へ半画素分シフトする。
画素３１から画素３８は本来水平方向では異なる位置に
あったものである。これらを垂直方向に多重してブロッ
ク化すると、隣接画素間の相関が小さくなり、直交変換
を施すと、変換係数（エネルギー）が低域に集中しな
い。一方、直交変換符号化において図１７のように高域
成分は低域成分に比べ粗く量子化されるので、高域成分
が正確に保持されず、結果として大きな量子化歪みを生
む。

【００１６】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、フレーム毎に異なる位相でサンプリングされた映
像信号を符号化する際に、量子化歪みをより小さくする
映像信号処理装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】第１の発明の映像信号処
理装置は、フレーム毎に異なった位相でサンプリングさ
れた映像信号と前記映像信号のサブサンプリング位相と
動きベクトルとを入力とし、前記サブサンプリング位相
と動きベクトルに従って前記映像信号を複数フレーム多
重する映像信号多重手段と、前記映像信号多重手段によ
り得られた映像信号を水平方向に複数画素、垂直方向に
複数ライン集めたブロックに分割するブロック化手段
と、前記ブロック化手段でブロック化された映像信号に
対して直交変換を行う直交変換手段と、前記直交変換さ
れた係数を量子化する量子化手段と、前記量子化された
係数を符号化する符号化手段とを備えたことを特徴とす
るものである。

【００１８】第２の発明の映像信号処理装置は、フレー
ム毎に異なった位相でサンプリングされた映像信号と前
記映像信号のサブサンプリング位相と動きベクトルとを
入力とし、前記サブサンプリング位相と動きベクトルに
従って前記映像信号を複数フレーム多重する映像信号多
重手段と、前記映像信号多重手段により得られた映像信
号を水平方向に複数画素、垂直方向に複数ライン集めた
ブロックに分割するブロック化手段と、前記ブロック化
手段により得られたブロックが動ブロックであるか静止
ブロックであるかを検出する動ブロック検出手段と、前
記動ブロック検出手段にて動ブロックと検出された場合
はフレーム毎の直交変換をもとにした直交変換を行い、
静止ブロックと検出された場合はフレーム多重された状
態のまま直交変換を行う直交変換手段と、前記直交変換
された係数を量子化する量子化手段と、前記量子化され
た係数を符号化する符号化手段とを備えたことを特徴と
するものである。

【００１９】第３の発明の映像信号処理装置は、フレー
ム毎に異なった位相でサンプリングされた映像信号を入
力し、前記映像信号を水平方向に複数画素、垂直方向に
複数ライン集めたブロックに分割するブロック化手段
と、前記ブロック化手段により得られたブロックが動ブ
ロックであるか静止ブロックであるかを検出する動ブロ
ック検出手段と、前記ブロック化手段にてブロック化さ
れたブロックに対して直交変換を行い、前記直交変換さ
れた係数を出力する直交変換手段と、前記直交変換手段
により出力された係数を量子化するための量子化幅を決
定する量子化幅決定手段と、前記動ブロック検出手段に
て動ブロックと検出されたブロックの係数について、前
記量子幅を小さくする動ブロック量子化幅修正手段と、
前記動ブロック検出手段にて静止ブロックと検出された
ブロックの係数について、前記量子幅を大きくする静止
ブロック量子化幅修正手段と、前記動ブロック量子幅修
正手段または前記静止ブロック量子化幅修正手段により
定められた量子化幅で前記係数を量子化する量子化手段
と、前記量子化された係数を符号化する符号化手段とを
備えたことを特徴とするものである。

【００２０】第４の発明の映像信号処理装置は、フレー
ム毎に異なった位相でサンプリングされた映像信号を入
力し、前記映像信号を水平方向に複数画素、垂直方向に
複数ライン集めたブロックに分割するブロック化手段
と、前記ブロック化手段にてブロック化されたブロック
に対して直交変換を行い、前記直交変換された係数を出
力する直交変換手段と、前記直交変換手段により出力さ
れた係数を量子化するための量子化幅を決定する量子化
幅決定手段と、前記直交変換手段の出力に基づき前記ブ
ロックの有無を検出するエッジブロック検出手段と、前
記エッジブロック検出手段によりエッジと検出されたブ
ロック、ならびに前記エッジと検出されたブロックに隣
接するブロックは前記量子化幅を小さくするエッジ保護
手段と、前記量子化幅決定手段または前記エッジ保護手
段により定められた量子化幅で前記係数を量子化する量
子化手段と、前記量子化された係数を符号化する符号化
手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００２１】

【作用】第１の発明では、通常ＭＵＳＥ信号は隣接する
フレームで互いにサンプリング位相が異なるが、複数フ
レームを用いて多重すると、サブサンプルされた画素を
動きベクトルによる補正も行って互いに補間すること
で、ブロック化後の隣接画素間の相関が大きくなり、量
子化による歪みをより小さくすることができる。

【００２２】第２の発明では、ブロック内の画素の差の
総和を求めることにより、そのブロックが静止ブロック
であるか動ブロックであるかを判定し、結果に応じて１
フレーム直交変換と複数フレーム直交変換を選択するも
のである。

【００２３】第３の発明は、量子化によって大きく歪む
動ブロックは、量子化幅がなるべく小さくなるようにク
ラス（ブロック毎に定められた量子化幅の指標で、通常
クラスが小さいほど量子化幅は小さい）を小さくし、一
方複数ブロックあたりの符号量は一定であり、静止ブロ
ックは量子化幅を大きくしても歪みは小さいので、全体
として歪みを小さくするために静止ブロックのクラス値
を大きくするものである。

【００２４】第４の発明は、上記映像信号処理装置でＭ
ＵＳＥ信号を量子化すると、エッジの歪みが激しいの
で、エッジを含むブロック（エッジブロック）を最大限
に保護すると同時に、復号するときエッジブロックに隣
接するブロックの歪みが大きいと、それに引きずられて
エッジブロックの歪みが大きくなるので、同時にこれら
のブロックの量子化幅も小さくするものである。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。なお、従来例で述べた図１１、図１３
と同じ番号を付したブロックについてはその説明を省略
する。

【００２６】図１は、第１の発明の一実施例における映
像信号処理装置の構成を示したブロック図である。４１
は信号分離器、４２は輝度（Ｙ）信号および色差（Ｒ−
ＹおよびＢ−Ｙ）信号、４３はサブサンプリング位相、
４４は動きベクトル、４５はフレーム遅延回路、４６は
フレーム多重器、４７は映像信号多重器である。

【００２７】図１において、入力端子１からフレーム毎
に異なった位相でサブサンプリングされた映像信号は、
信号分離器４１によって、輝度信号および色差信号４２
とサブサンプリング位相４３と動きベクトル４４とに分
離される。輝度信号および色差信号４２とサブサンプリ
ング位相４３は、奇数番目のフレーム（奇数フレーム）
のときフレーム遅延回路４５で１フレーム分遅延させ
る。遅延された奇数フレームと偶数番目のフレーム（偶
数フレーム）は、フレーム多重器４６でサブサンプリン
グ位相４３に従い、かつ動きベクトル４４も考慮して多
重される。なお、信号分離器４１とフレーム遅延回路４
５とフレーム多重器４６を合わせて映像信号多重器４７
とする。映像信号多重器４７で多重された輝度および色
差信号は、ブロック化器２でブロック化され、直交変換
器３で直交変換され、その係数が出力される。さらに直
交変換係数は量子化器６に供給されて量子化され、符号
化器７で符号化され、出力端子８に供給される。

【００２８】図２は動きベクトルに応じた画素の多重方
法の一例を示した図である。図３（ａ）は奇数フレーム
でサブサンプリング位相は０、図３（ｂ）は偶数フレー
ムでサブサンプリング位相は１である。サブサンプリン
グ位相は輝度信号については奇数ラインで左側をサンプ
リングしているとき０、右側をサンプリングしていると
きは１と定義されている。水平動きベクトルが右方向１
画素、垂直動きベクトルが上方向１ラインとすると、図
３（ａ）、図３（ｂ）の画素をフレーム多重させると図
３（ｃ）のようになる。なお、動きベクトルを用いて補
正する際、充填されるべき画素がないときは、一例とし
て図３（ｃ）の二重丸で示した画素のように、同じフレ
ームで水平方向に最も近い画素を複写するか、ダミー画
素を付加する。

【００２９】図３は動きベクトルに応じた画素の多重方
法の別の例を示した図である。図３（ａ）は奇数フレー
ムでサブサンプリング位相は０、図４（ｂ）は偶数フレ
ームでサブサンプリング位相は０である。このように、
隣接するフレーム間でサブサンプリング位相が一致する
場合は、一例として水平動きベクトルは左方向１画素、
垂直動きベクトルは０のようになり、フレーム多重を行
っても図４（ｃ）のように２フレームの画素が互い違い
に配置される。一般に奇数フレーム、偶数フレームのサ
ブサンプリング位相をそれぞれｐ₁、ｐ₂、水平動きベク
トルをｘ_h画素、垂直動きベクトルをｘ_vラインとする
と、（ｐ₁＋ｐ₂＋ｘ_h＋ｘ_v）ｍｏｄ２＝１が成り立つので、映像信号多重後は常に２フレームの画
素が交互に配置されるようになる。

【００３０】以上説明したように、本実施例によれば、
サブサンプリングで間引かれた画素を、他のフレームの
画素を用いて動きベクトル補正も含めて補間すること
で、隣接画素間の相関が大きくなるブロックを構成する
ことが可能となる。

【００３１】図４は、第２の発明の一実施例における映
像信号処理装置の構成を示したブロック図である。５１
は動ブロック検出器、５２は複数フレーム直交変換器、
５３は１フレーム直交変換器である。映像信号多重器４
７の構成・動作については、第１の実施例で説明したも
のと同様であるので、説明を省略する。

【００３２】図４において、入力端子１より入力された
映像信号は映像信号多重器４７でフレーム多重され、ブ
ロック化器２でブロック化され、動ブロック検出器５１
で、動ブロックであるか静止ブロックであるかを検出さ
れる。検出方法の一例として、各ブロックにおいて水平
方向に隣接する画素の画素値の差の総和を求め、それが
予め定められたしきい値より大きければ動きブロック、
そうでなければ静止ブロックとする。なお、図１３の動
ブロック検出器１２のように、垂直方向に隣接する画素
（同フレーム内の第１、第２フィールド）の画素値の差
の総和をとる方法も可能である。ブロックは複数フレー
ム直交変換器５２で複数フレーム直交変換、ならびに１
フレーム直交変換器５３で１フレーム直交変換が施され
る。直交変換選択器１５は、動ブロック検出器５１で静
止ブロックと検出されたとき複数フレーム直交変換の結
果を、動ブロックと検出されたときは１フレーム直交変
換の結果をバッファ５に書き込む。

【００３３】複数フレーム直交変換器５２は、図５
（ａ）のようにフレームならびにフィールド毎に多重さ
れたブロックに直接２次元直交変換を施すものである。

【００３４】図５は１フレーム直交変換器５３の動作の
一例を示した図である。図５（ａ）はフレーム、フィー
ルド多重された（８×８）ブロックを表す。ここで×印
は奇数フレーム第１フィールド、△印は奇数フレーム第
２フィールド、□印は偶数フレーム第１フィールド、○
印は偶数フレーム第２フィールドを表す。次に図５
（ａ）で第３、第４、第５、第６ラインにある奇数フレ
ームの画素は２ライン上方に、第７、第８ラインにある
奇数フレームの画素は４ライン上方に、第１、第２ライ
ンの偶数フレームの画素は４ライン下方に、第３、第
４、第５、第６ラインの偶数フレームの画素は２ライン
下方に移動すると、図５（ｂ）のようになり、これは画
素がフレーム別に上下に分割されたものである。最後
に、図５（ｃ）のように両者の和と差をとった画素値を
配置したブロックを構成する。これに（２×４×８）直
交変換を施す。なお、（２×４×８）直交変換の代わり
に、４つのフィールド毎に画素を分解し、それに（４×
４×４）直交変換を施すこともできる。また直交変換の
一例として、離散コサイン変換（ＤＣＴ）がある。

【００３５】以上説明したように、本実施例によれば、
フレーム多重された動ブロックでは隣接画素間の相関が
小さく、静止ブロックと同様の直交変換を行うと量子化
により大きな画質劣化を招くために、動ブロックに対し
てはフレーム別に直交変換を行うことで歪みを小さくす
ることが可能である。

【００３６】図６は、第３の発明の一実施例における映
像信号処理装置の構成を示したブロック図である。６１
は静止ブロッククラス修正器、６２は動ブロッククラス
修正器、６３はクラス修正選択器であるである。

【００３７】図６において、入力端子１から入力された
映像信号はブロック化器２でブロック化される。ブロッ
クは動ブロック検出器１２で、動ブロックであるか静止
ブロックであるかを検出され、同時に直交変換器３で直
交変換される。直交変換器３の出力はバッファ５に書き
込まれると同時にクラス決定器４に供給され、クラス値
が決定される。なお、ここでいうクラスとは、適切な量
子化幅の指標となる値で各ブロック毎に定められるもの
であり、以下に述べる実施例についても同様である。通
常クラスは０から３で、値が大きいほど量子化幅は大き
くなる。次に、決定したクラス値は静止ブロッククラス
修正器６１ならびに動ブロッククラス修正器６２に供給
される。静止ブロッククラス修正器６１の一実施例とし
てクラス０の（静止）ブロックは強制的にクラス１とす
るものがある。また、動ブロッククラス修正器６２の一
実施例としてクラス０以外の（動）ブロックのクラス値
をすべて１減じるものがある。ここで、静止ブロックク
ラス修正器６１または動ブロッククラス修正器６２単独
で第３の発明の実施例を構成することも可能である。動
ブロック検出器１２の検出結果が静止ブロックの時は静
止ブロッククラス修正器６１の出力が、動ブロックの時
は動ブロッククラス修正器６２の出力が、クラス修正選
択器６３により選択され、量子化器６に供給される。最
終的に決定したクラスに応じて、各ブロックは量子化器
６で量子化され、符号化器７で符号化され、出力端子８
に供給される。

【００３８】なお、量子化に際し、図１７のようなエリ
ア分けを行うことも可能であるが、本実施例では直流成
分を除いた交流成分はすべて同じエリアとし、クラス値
が同じであれば同一の量子化幅で量子化を行う。これ
は、ＭＵＳＥ信号のブロックは直交変換してもエネルギ
ーが必ずしも低域に集中するとは限らないので、上記の
ような方法をとることで、より能率良く符号化されるこ
とが確認されている。また符号化には、高能率符号化を
実現するために可変長符号化を用いることが多い。

【００３９】以上説明したように、本実施例によれば、
動ブロックのクラス値を下げることで量子化幅をできる
限り小さくし、結果として動ブロックの量子化歪みを抑
えることができる。さらに、複数ブロックあたりの符号
量は一定であるために、量子化歪みが比較的小さい静止
ブロックのクラス値を上げてその量子化幅を大きくする
ことで、その分動ブロックの量子化幅が大きくならない
ようにして画質劣化を防ぐことが可能である。

【００４０】図７は、第４の発明の一実施例における映
像信号処理装置の構成を示したブロック図である。７１
は第１バッファ、７２は第２バッファ、７３はブロック
でのエッジの有無を検出するエッジブロック検出器、７
４はエッジ保護器である。

【００４１】図７において、入力端子１から入力された
映像信号はブロック化器２でブロック化され、直交変換
器３で直交変換され、その係数が出力される。直交変換
係数はブロック毎に第１バッファ７１、クラス決定器
４、およびエッジブロック検出器７３に供給される。ク
ラス決定器４では、供給された直交変換係数よりクラス
値が決定される。クラス値は輝度信号のサブマクロブロ
ック毎に第２バッファ７２に保持される。さらに供給さ
れた直交変換係数より、エッジブロック検出器７３でブ
ロック毎にエッジの有無を検出する。エッジブロック検
出器７３でエッジを含むと検出されたブロックは、エッ
ジ保護器７４でエッジブロックとして強制的にクラス０
となる。さらに、第２バッファ７２に保持されているサ
ブマクロブロック毎で前記エッジブロックに隣接するブ
ロックは、エッジ周辺ブロックとしてクラス値を１減ず
る（元々クラス０であるブロックを除く）。最終的に決
定したクラス値に応じて、第１バッファ７１の内容は量
子化器６に供給されて量子化され、符号化器７で符号化
され、出力端子８に供給される。

【００４２】図８は図７のエッジブロック検出器７３の
一実施例を示した図である。入力された（８×８）直交
変換係数において、αを直流成分、βを水平１次垂直０
次成分、Ａを交流成分、Ｂを交流成分のうち垂直０次成
分（直流成分を除く）と垂直４次成分とするとき、 α＜β ・・・（１）かつ、 Σ｜Ｂ｜＞Σ｜Ａ｜／２・・・（２）が成り立つとき、このブロックをエッジブロックと検出
するものである。（２×４×８）直交変換においても、
α、Ａは上記と同様とし、βを和の水平１次垂直０次成
分、Ｂを交流成分のうち和の垂直０次成分（直流成分を
除く）と和の垂直２次成分とするとき、（１）かつ
（２）が成り立つとき、このブロックをエッジブロック
と検出するものである。

【００４３】以上説明したように、本実施例によれば、
エッジブロックの検出を行ってクラス値を０にすること
で、ＭＵＳＥ信号の量子化の際に発生するエッジ部の量
子化歪みを小さくすることができ、さらにエッジブロッ
クに隣接するブロックのクラス値も下げることで、復号
映像のエッジ部の画質劣化を抑制することが可能とな
る。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明の映像
信号処理装置によれば、フレーム多重手段でサブサンプ
ルによって間引かれた画素を複数のフレームを用いて互
いに補間することにより、歪みの少ないブロックを構成
することができる。

【００４５】また、第２の発明の映像信号処理装置によ
れば、動きベクトル補正により、動画についても隣接画
素の相関の大きいブロックを構成することができる。ま
た映像信号多重を行った信号より構成される動ブロック
についてフレーム毎の直交変換に基づく３次元直交変換
を施すことにより、量子化による動ブロックの歪みを小
さくすることができる。

【００４６】また、第３の発明の映像信号処理装置によ
れば、動ブロックのクラス値を小さくし、静止ブロック
のクラス値を大きくすることで、ブロック毎に適当な量
子化幅で量子化することができる。

【００４７】さらに、第４の発明の映像信号処理装置に
よれば、エッジを含むブロックと、それに隣接するブロ
ックのクラス値を小さくすることで、従来まで見られて
いた復号映像のエッジ部の画質劣化を抑えることができ
る。

【００４８】以上のように、本発明によれば、フレーム
毎に異なる位相でサンプリングされた映像信号を符号化
する際に、量子化歪みを従来に比べて十分小さく抑制で
きる映像信号処理装置を提供することができる。また、
本発明を実施するために必要な回路は比較的小規模であ
り、その実用的効果は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の映像信号処理装置の一実施例のブ
ロック図

【図２】動きベクトルに応じた画素の多重方法の一例を
説明した図

【図３】動きベクトルに応じた画素の多重方法の別の例
を説明した図

【図４】第２の発明の映像信号処理装置の一実施例のブ
ロック図

【図５】本発明における１フレーム直交変換器の動作例
を説明した図

【図６】第３の発明の映像信号処理装置の一実施例のブ
ロック図

【図７】第４の発明の映像信号処理装置の一実施例のブ
ロック図

【図８】本発明におけるエッジブロック検出器の動作例
を説明した図

【図９】ＭＵＳＥ信号の輝度信号のサンプリング位置関
係を説明した図

【図１０】ＭＵＳＥ信号の色差信号のサンプリング位置
関係を説明した図

【図１１】ディジタルＶＴＲ記録系の従来例のブロック
図

【図１２】マクロブロックの構成の一例を説明した図

【図１３】従来の直交変換器を表したブロック図

【図１４】従来のフィールド内直交変換器の動作例を説
明した図

【図１５】従来のクラス決定器を表したブロック図

【図１６】従来のＭＵＳＥ輝度信号のブロック化の一例
を説明した図

【図１７】従来の量子化器のエリア分けの一例を説明し
た図

【符号の説明】

４１信号分離器４５フレーム遅延回路４６フレーム多重器４７映像信号多重器５１動ブロック検出器５２複数フレーム直交変換器５３１フレーム直交変換器６１静止ブロッククラス修正器６２動ブロッククラス修正器７３エッジブロック検出器７４エッジ保護器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレーム毎に異なった位相でサンプリング
された映像信号と前記映像信号のサブサンプリング位相
と動きベクトルとを入力とし、前記サブサンプリング位
相と動きベクトルに従って前記映像信号を複数フレーム
多重する映像信号多重手段と、前記映像信号多重手段に
より得られた映像信号を水平方向に複数画素、垂直方向
に複数ライン集めたブロックに分割するブロック化手段
と、前記ブロック化手段でブロック化された映像信号に
対して直交変換を行う直交変換手段と、前記直交変換さ
れた係数を量子化する量子化手段と、前記量子化された
係数を符号化する符号化手段とを備えたことを特徴とす
る映像信号処理装置。
【請求項２】フレーム毎に異なった位相でサンプリング
された映像信号と前記映像信号のサブサンプリング位相
と動きベクトルとを入力とし、前記サブサンプリング位
相と動きベクトルに従って前記映像信号を複数フレーム
多重する映像信号多重手段と、前記映像信号多重手段に
より得られた映像信号を水平方向に複数画素、垂直方向
に複数ライン集めたブロックに分割するブロック化手段
と、前記ブロック化手段により得られたブロックが動ブ
ロックであるか静止ブロックであるかを検出する動ブロ
ック検出手段と、前記動ブロック検出手段にて動ブロッ
クと検出された場合はフレーム毎の直交変換をもとにし
た直交変換を行い、静止ブロックと検出された場合はフ
レーム多重された状態のまま直交変換を行う直交変換手
段と、前記直交変換された係数を量子化する量子化手段
と、前記量子化された係数を符号化する符号化手段とを
備えたことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項３】映像信号多重手段は、多重するフレーム同
士で同期をとるためのフレーム遅延手段と、前記フレー
ム遅延手段により同期をとったフレーム同士で前記サブ
サンプリング位相に基づいてフレーム毎に画素を多重
し、前記動きベクトルに従ってフレームの画素の位置を
補正するフレーム多重手段とを備えたことを特徴とする
請求項１または請求項２記載の映像信号処理装置。
【請求項４】フレーム毎に異なった位相でサンプリング
された映像信号を入力し、前記映像信号を水平方向に複
数画素、垂直方向に複数ライン集めたブロックに分割す
るブロック化手段と、前記ブロック化手段により得られ
たブロックが動ブロックであるか静止ブロックであるか
を検出する動ブロック検出手段と、前記ブロック化手段
にてブロック化されたブロックに対して直交変換を行
い、前記直交変換された係数を出力する直交変換手段
と、前記直交変換手段により出力された係数を量子化す
るための量子化幅を決定する量子化幅決定手段と、前記
動ブロック検出手段にて動ブロックと検出されたブロッ
クの係数について、前記量子幅を小さくする動ブロック
量子化幅修正手段と、前記動ブロック検出手段にて静止
ブロックと検出されたブロックの係数について、前記量
子幅を大きくする静止ブロック量子化幅修正手段と、前
記動ブロック量子幅修正手段または前記静止ブロック量
子化幅修正手段により定められた量子化幅で前記係数を
量子化する量子化手段と、前記量子化された係数を符号
化する符号化手段とを備えたことを特徴とする映像信号
処理装置。
【請求項５】フレーム毎に異なった位相でサンプリング
された映像信号を入力し、前記映像信号を水平方向に複
数画素、垂直方向に複数ライン集めたブロックに分割す
るブロック化手段と、前記ブロック化手段にてブロック
化されたブロックに対して直交変換を行い、前記直交変
換された係数を出力する直交変換手段と、前記直交変換
手段により出力された係数を量子化するための量子化幅
を決定する量子化幅決定手段と、前記直交変換手段の出
力に基づき前記ブロックの有無を検出するエッジブロッ
ク検出手段と、前記エッジブロック検出手段によりエッ
ジと検出されたブロック、ならびに前記エッジと検出さ
れたブロックに隣接するブロックは前記量子化幅を小さ
くするエッジ保護手段と、前記量子化幅決定手段または
前記エッジ保護手段により定められた量子化幅で前記係
数を量子化する量子化手段と、前記量子化された係数を
符号化する符号化手段とを備えたことを特徴とする映像
信号処理装置。