JPH0818963A

JPH0818963A - 量子化出力の情報量制御装置

Info

Publication number: JPH0818963A
Application number: JP17175894A
Authority: JP
Inventors: Tetsujiro Kondo; 哲二郎近藤; Yasuhiro Fujimori; 泰弘藤森
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1996-01-19
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: JP3590994B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ブロック毎に生じた量子化ビット数の必要伝
送データ量を低減する量子化器の出力データ量を目標値
以下に抑える。【構成】テーブル２４ａ〜２４ｄには、所定期間にお
いて、量子化ビット数が１，２，３，４ビットのそれぞ
れのブロックの発生する度数が登録され、そして、この
度数分布表がブロックのダイナミックレンジＤＲおよび
サブブロックのダイナミックレンジｄｒの軸に沿って積
算され、積算形の度数分布表に変換されている。量子化
ビット数を決定するためのしきい値Ｔ１〜Ｔ４が積算形
の度数分布表に適用され、各量子化ビット数の発生デー
タ量が求められる。加算回路３３からは、所定期間の発
生データ量の総計Ｉが出力され、これが比較判定回路３
４において、目標値Ｉｔと比較される。Ｉ≦Ｉｔとなる
まで、順にしきい値Ｔ１〜Ｔ４が変更される。そして、
Ｉ≦Ｉｔとするしきい値が決定されると、そのときのし
きい値Ｔ１〜Ｔ４によって所定期間内データの量子化が
なされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばディジタルビ
デオ信号をＡＤＲＣ符号化するのに使用される量子化器
と関連して設けられ、この量子化から出力される発生情
報量を制御するための情報量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は、特開昭６１−１４４９８
９号公報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を提案してい
る。また、特開昭６２−９２６２０号公報に記載されて
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、特開昭６２−１２８６２１号公報に記載
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。

【０００３】先に提案されているダイナミックレンジに
適応した符号化方法（ＡＤＲＣと称する）では、ダイナ
ミックレンジＤＲ（最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮの差）
が例えば（８ライン×８画素＝６４画素）からなるディ
ジタルビデオ信号の２次元的なブロック毎に算出され
る。また、入力画素データからそのブロック内で最小の
レベル（最小値）が除去される。この最小値除去後の画
素データが量子化される。

【０００４】この量子化は、元の量子化ビット数（例え
ば８ビット）より少ないビット数例えば４ビットと対応
する２¹⁶個のレベル範囲に検出されたダイナミックレン
ジＤＲを分割し、ブロック内の各画素データが属するレ
ベル範囲を検出し、このレベル範囲を示すコード信号を
発生する処理である。

【０００５】量子化ビット数が４ビットの場合では、ブ
ロックのダイナミックレンジＤＲが１６個のレベル範囲
に分割されている。最小のレベル範囲に含まれる画素デ
ータが（００００）と符号化され、その上のレベル範囲
に含まれる画素データが（０００１）と符号化され、以
下、各レベル範囲に対応して４ビットのコードに符号化
され、最大のレベル範囲に含まれる画素データが（１１
１１）と符号化される。従って、各画素の例えば８ビッ
トのデータが４ビットに圧縮されて伝送される。受信側
では、受信されたコード信号が代表レベルに復元され
る。この代表レベルは、例えば１６個のレベル範囲の夫
々の中央のレベルである。

【０００６】上述のＡＤＲＣでは、一般的にブロックの
大きさを（Ｍ画素×Ｎライン）とし、各画素がｋビット
に符号化されるものとすると、１ブロック当りで、Ｍ×
Ｎ×ｋ（ビット）のデータ（但し、ダイナミックレンジ
ＤＲおよび最小値ＭＩＮを除く）が発生する。元のデー
タ量が圧縮されるにしても、発生データ量をより減少で
きることが好ましい。

【０００７】そこで、本願発明者は、従来の量子化に比
してデータ表現の効率を図り、必要な伝送データ量を低
減することができる量子化器を提案している（特願平５
−１９５０４号）。この量子化器は、ブロック毎に選択
される量子化ステップ幅に基づいてそのブロック内のデ
ィジタル信号を量子化する量子化器であって、量子化結
果に関し、ブロックを分割してなる領域毎に必要量子化
ビット数を決定し、この必要量子化ビット数をコード化
するための回路と、領域毎に伝送量子化ビット数を変更
するための回路とからなる。

【０００８】この量子化器では、ブロック毎に量子化ビ
ット数が規定されている。このブロックを分割してなる
領域内では、空間的相関がブロックより強くなる。従っ
て、この領域では、必要量子化ビット数をブロックのも
のより少なくすることが可能である。必要量子化ビット
数を各領域において検出し、この検出結果に基づいてコ
ード信号の不必要なビットを削減できる。その結果、伝
送データ量を低減することができる。然も、画質、音質
を低下させることがない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ブロック毎に適切な量
子化ビット数を決定し、従って、量子化ビット数が変化
する可変長符号化に対して、上述の先に提案されている
量子化を適用した場合には、量子化出力のデータの量が
変化する。量子化データを通信路を介して伝送する時に
は、通信路の伝送容量の制約があり、また、ディジタル
ＶＴＲの記録／再生過程等では、編集その他のビデオ信
号の処理のために、ビデオ信号の１フィールドあるいは
１フレームのデータ量が一定であることが要請される。
このような情報量制御の一方式として、本願出願人は、
既にフィードホワード形のもの（特開昭６２−１２８６
１号公報）を提案している。

【００１０】従って、この発明の目的は、上述のような
領域の量子化値の表現ビット数をより少なくし、必要な
ビット数を伝送する量子化と関連して、発生データ量を
一定あるいは所定値より少ないものに制御するための情
報量制御装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、ブロック毎
の第１のダイナミックレンジと複数のしきい値との大小
関係に基づいて選択されるブロック毎の第１の量子化ビ
ット数によって、そのブロック内のディジタル信号を量
子化する時に、量子化結果に関し、ブロックを分割して
なる領域毎に必要な第２の量子化ビット数を領域毎の第
２のダイナミックレンジに基づいて決定し、第２の量子
化ビット数をコード化するための手段と、領域毎に伝送
量子化ビット数を第２の量子化ビット数へ変更するため
の手段と、所定期間の第１および第２のダイナミックレ
ンジの発生度数の分布が登録されると共に、第２のダイ
ナミックレンジの発生度数の登録が第２の量子化ビット
数による重み付けされたテーブルを、第１の量子化ビッ
ト数と対応してそれぞれ作成する手段と、発生情報量を
目標値以下にすることができるしきい値をテーブルを参
照して決定する手段とからなる量子化出力の情報量制御
装置である。

【００１２】

【作用】ブロック毎の第１のダイナミックレンジの複数
のしきい値との関係によって、ブロックの量子化ビット
数が規定される。ブロック内の領域の量子化ビット数
は、領域の第２のダイナミックレンジによって規定され
る。しきい値を可変することによって、量子化出力の発
生情報量を制御することができる。第１および第２のダ
イナミックレンジの発生度数が登録されると共に、第２
のダイナミックレンジの発生度数が重み付けされる。こ
のテーブルに対して複数のしきい値を適用することによ
って、複数のしきい値に対応する発生情報量を計算する
ことができる。この発生情報量が目標値以下とできるし
きい値が決定される。決定されたしきい値によって、量
子化が実際になされる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。この発明が適用される量子化器の一例
を図１に示す。図１において、１で示す入力端子にディ
ジタル情報信号例えばディジタルビデオ信号が供給され
る。このディジタルビデオ信号は、１サンプルが８ビッ
トにディジタル化されるとともに、ラスター走査の順序
からブロックの順序にデータの配列が変換されたもので
ある。１ブロックは、１フレーム或いは１フィールドの
画面が細分化された結果の図２Ａに示す（Ｍ画素×Ｎラ
イン）の２次元領域である。

【００１４】入力ディジタルビデオ信号が最大値検出回
路２、最小値検出回路３および遅延回路４に供給され
る。検出回路２および３は、各ブロックの最大値ＭＡＸ
と最小値ＭＩＮとをそれぞれ検出する。遅延回路４は、
最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮを検出する時間、データ
を遅延させる。減算回路５で（ＭＡＸ−ＭＩＮ）の演算
がされ、減算回路５からそのブロックのダイナミックレ
ンジＤＲ（第１のダイナミックレンジ）が得られる。

【００１５】ダイナミックレンジＤＲが量子化ステップ
幅（Δ）発生回路６に供給される。量子化ビット数を例
えば４ビットとすると、ダイナミックレンジＤＲが1/２
⁴ とされることによって、量子化ステップΔが形成され
る。減算回路７では、遅延回路４からのビデオデータか
ら最小値ＭＩＮが減算され、減算回路７から最小値が除
去されたビデオデータが得られる。

【００１６】減算回路７の出力データ及び量子化ステッ
プ幅Δが量子化回路８に供給される。量子化回路８から
元のビット数（８ビット）より少ないビット数（この例
では４ビット）のコード信号ＤＴが得られる。量子化回
路８は、ダイナミックレンジＤＲに適応した量子化を行
う。つまり、ダイナミックレンジＤＲを（２⁴ ＝１６）
等分した量子化ステップ幅Δで、最小値が除去されたビ
デオデータが除算され、商を切り捨てで整数化した値が
コード信号ＤＴとされる。量子化回路８は、除算回路或
いはＲＯＭで構成できる。以上の符号化は、先に提案さ
れているＡＤＲＣ符号化と同様のものである。

【００１７】量子化回路８からのコード信号ＤＴがコー
ド化回路９およびデータ変換回路１０に供給される。こ
れらの回路は、ブロックをさらに分割した小領域毎に必
要ビット数を決定し、必要ビット数のデータのみを伝送
するために設けられている。例えば図２Ｂに示すよう
に、Ｍ×Ｎのブロックを１６等分した結果のｍ×ｎの小
領域（サブブロックと称する）ＳＢ０〜ＳＢ１５を形成
する。

【００１８】例えば（Ｍ＝Ｎ＝１６）とされ、（ｍ＝ｎ
＝４）とされる。簡単のために、１次元ブロックを考え
ると、図２Ｃにその一例を示すように、量子化回路８の
出力が分布する。ここで、破線で区切られたサブブロッ
ク内では、隣接データの相関が強いために各サブブロッ
クのダイナミックレンジｄｒ（第２のダイナミックレン
ジ）は、ｄｒ０、ｄｒ１、ｄｒ２、ｄｒ３となり、最大
値ＭＡＸが含むサブブロックＳＢ１以外のもののダイナ
ミックレンジｄｒがブロックのダイナミックレンジＤＲ
より小さいものとなる。その結果、量子化ビット数をも
とのｋビットより少なくすることが可能となる。この実
施例では、量子化に不必要なビットを最上位ビットから
最下位ビットに向かって順に削除する。

【００１９】一例として、各画素データを４ビット固定
長に圧縮する、４ビットＡＤＲＣでは、４、３、２、
１、０ビットの合計５状態が存在する。１ビットおよび
０ビットを同一表現すると、４状態となり、２ビットで
必要量子化ビット数を表現できる。従って、あるサブブ
ロックに関して、（４ビット×ｍ×ｎ）必要であったデ
ータ量は、必要量子化ビット数が１ビットの場合では、
（１ビット×ｍ×ｎ＋２）に減少できる。上述の例で
は、サブブロックの６４ビットのデータ量を１８ビット
に減少することができる。勿論、量子化に必要なビット
数が４ビットの場合には、データ量が２ビット増える
が、サブブロック内では、隣接データの相関が一般的に
強いので、データ量の削減が可能である。

【００２０】図１におけるコード化回路９は、サブブロ
ックの必要ビット数を表す２ビットのフラグを生成する
ためのもので、このフラグが出力端子１２に取り出され
ると共に、データ変換回路１０に供給される。例えばサ
ブブロック内の最大値を検出することによって、必要ビ
ット数が４状態の何れかを決定でき、その結果の２ビッ
トのフラグが生成される。データ変換回路１０では、フ
ラグに応答したビット数をコード信号ＤＴから削除し、
必要ビット数のコード信号に変換する。このビット数の
削減は、ＭＳＢ（最上位ビット）から下位ビットに向け
てなされる。

【００２１】出力端子１１には、ダイナミックレンジＤ
Ｒが取り出され、コード化回路９からの必要ビット数を
示すフラグが出力端子１２に取り出され、データ変換回
路１０の出力コードが出力端子１３に取り出され、ブロ
ックの最小値ＭＩＮが出力端子１４に取り出される。こ
れらの符号化出力が図示しないが、フレーム化回路に供
給される。フレーム回路は、符号化出力に対して同期信
号の付加、エラー訂正符号の符号化処理がなされる。フ
レーム化回路から取り出された伝送データは、例えば回
転ヘッドによって磁気テープに記録される。

【００２２】なお、受信（または再生）側は、図示され
てないが、フラグにより指示される数の`0' のビットを
各コード信号の上位側に付加し、それによってコード信
号を４ビット一定のものに変換し、この変換後のコード
信号を先に提案されているＡＤＲＣの復号と同様の方法
で復号する。

【００２３】このように、ブロック毎に量子化ビット数
が定まる符号化において、符号化出力の必要伝送データ
量を低減できる。また、データ表現を効率化しているの
で、画像データならば画質を向上でき、オーディオデー
タならば音質を向上することができる。

【００２４】次に、上述の量子化器を可変長ＡＤＲＣに
対して適用した時に、発生データ量を所定値以下に制御
する情報量制御（以下、バッファリングと称する）につ
いて説明する。可変長ＡＤＲＣは、各画素の割当てビッ
ト数をブロックのダイナミックレンジＤＲに応じたも
の、例えば０、１、２、３、または４ビットの何れかと
するものである。１ブロック内の割当てビット数は同一
である。ダイナミックレンジＤＲとしきい値Ｔ１〜Ｔ４
（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４）との大きさの関係に基づい
て、割当てビット数ｘが決定される。

【００２５】可変長ＡＤＲＣは、ダイナミックレンジＤ
Ｒが小さいブロックでは、割当てビット数ｘを少なく
し、ダイナミックレンジＤＲが大きいブロックでは、割
当てビット数ｘを多くすることで、効率の良い符号化を
行うことができる。即ち、（ＤＲ＜Ｔ１）のブロック
は、コード信号が伝送されず、ダイナミックレンジＤＲ
および最小値ＭＩＮのみが伝送され、（Ｔ１≦ＤＲ＜Ｔ
２）のブロックは、（ｘ＝１）とされ、（Ｔ２≦ＤＲ＜
Ｔ３）のブロックは、（ｘ＝２）とされ、（Ｔ３≦ＤＲ
＜Ｔ４）のブロックは、（ｘ＝３）とされ、（ＤＲ≧Ｔ
４）のブロックは、（ｘ＝４）とされる。

【００２６】かかる可変長ＡＤＲＣでは、しきい値Ｔ１
〜Ｔ４を変えることで、バッファリングを行なうことが
できる。従って、１フィールド或いは１フレームまたは
より短い期間で発生する情報量を所定値にすることが要
求される伝送路例えばディジタルＶＴＲに対しても、可
変長ＡＤＲＣを適用できる。

【００２７】図３は、この発明によるバッファリング回
路の一部を示す。このバッファリング回路は、所定期間
（ビデオ信号の場合の１フレーム、１フィールド、また
はそれより短い一定期間）に量子化回路から出力される
データ量を目標値以下で、且つ最大の量に制御するもの
である。可変長ＡＤＲＣの場合では、用意されている複
数のしきい値の組を順に適用して発生しうるデータ量を
計算し、上述の条件を満たすデータ量を発生するしきい
値が決定される。このように決定されたしきい値は、所
定期間でなされる可変長ＡＤＲＣにおいて使用される。

【００２８】すなわち、所定期間内のブロックのダイナ
ミックレンジＤＲと決定されたしきい値とからブロック
毎に量子化ビット数が決定され、決定された量子化ビッ
ト数とダイナミックレンジＤＲから量子化ステップ幅が
決定される。そして、量子化ステップ幅によってＡＤＲ
Ｃがなされ、符号化出力に対して上述のように、サブブ
ロック毎のビット数圧縮処理がなされる。図３および図
７の構成は、上述の処理におけるしきい値を決定するた
めの処理と関連するものである。

【００２９】図３において、２１で示す入力端子に、ブ
ロックのデータの順序とされた入力ディジタルビデオ信
号が供給される。ダイナミックレンジ検出回路２２が各
ブロックのダイナミックレンジＤＲを検出し、ダイナミ
ックレンジ検出回路２３が各サブブロックのダイナミッ
クレンジｄｒを検出する。これらのＤＲおよびｄｒは、
それぞれ８ビットのコードである。２４ａ〜２４ｄは、
ＲＡＭで構成されたテーブルであって、各テーブルは、
ブロックの量子化ビット数（１，２，３または４）とそ
れぞれ対応している。０ビットの場合では、コード信号
が伝送されないので、これを考慮する必要がない。テー
ブル２４ａ〜２４ｄに対するアドレスとして、ダイナミ
ックレンジＤＲおよびｄｒが供給される。

【００３０】図４に示すように、テーブル２４ａ〜２４
ｄは、水平方向のアドレス（ＤＲ＝０〜２５５）と垂直
方向のアドレス（ｄｒ＝０〜２５５）とによって、書込
み／読出し位置が規定される。テーブル２４ａ〜２４ｄ
には、度数が登録される。ここで、度数は、所定期間に
発生するＤＲおよびｄｒの個数であり、サブブロック毎
の必要量子化ビット数に対応して重み付けがされる。こ
の登録の結果、ＤＲおよびｄｒを水平および垂直方向と
する、２次元の度数分布表がテーブル２４ａ〜２４ｄ内
に作成される。

【００３１】テーブル２４ａ〜２４ｄの読出しデータが
加算器２５ａ〜２５ｄにそれぞれ供給され、ＲＯＭ２６
ａ〜２６ｄの読出し出力と加算される。これらのＲＯＭ
２６ａ〜２６ｄに対するアドレスは、テーブル２４ａ〜
２４ｄのアドレスと共通である。加算器２５ａ〜２５ｄ
の出力がテーブル２４ａ〜２４ｄの同一アドレスに対し
て書込まれる。この動作を所定期間、繰り返すことによ
って、テーブル２４ａ〜２４ｄ内には、所定期間の度数
分布表が作成される。

【００３２】ＲＯＭ２６ａ〜２６ｄは、サブブロックの
量子化ビット数に応じた重み付け処理のためのものであ
る。すなわち、上述の量子化器では、ダイナミックレン
ジＤＲおよびｄｒの関係によって、サブブロックの量子
化ビット数が変化する。例えば、ブロックの量子化ビッ
ト数が４ビットの場合には、サブブロックの量子化ビッ
ト数が０，１，２，３，または４ビットに変化しうる。
このサブブロックの量子化ビット数に応じた値をＲＯＭ
２６ｄが出力する。

【００３３】テーブル例えばテーブル２４ｄへの登録に
ついてより具体的に説明する。ＤＲ＝３１とすると、ｄ
ｒが１６以上の場合には、量子化ビット数が４ビットで
あるので、そのＤＲおよびｄｒで指示される座標（位
置）に４を登録する。若し、ｄｒが８以上１６未満であ
れば、その座標に３を登録する。ｄｒが４以上８未満の
場合では、その座標に２を登録する。ｄｒが２以上４未
満の場合では、その座標に１を登録する。ｄｒが０また
は１の場合には、何も登録しない（テーブル２４ａ〜２
４ｄは、初期クリアされている）。ブロックの他の量子
化ビット数のテーブルについても同様の処理によって度
数分布表が作成される。

【００３４】度数分布表の作成後に、ＤＲの軸の方向
に、最大値（２５５）から最小値（０）に向かって登録
値を積算し、それからｄｒの軸の方向に、最大値（２５
５）から最小値（０）に向かって登録値を積算する。こ
のようにして、積算形の度数分布表がテーブル２４ａ〜
２４ｄ内に作成される。

【００３５】積算形度数分布表を作成することによっ
て、あるしきい値の組に対して発生するデータ量の算出
がより簡単となることを説明する。理解の簡単のため
に、ブロックのダイナミックレンジＤＲのみの度数分布
および積算形度数分布について説明する。１フレーム等
の所定期間のダイナミックレンジＤＲの度数が図５Ａに
示すものとする。図５Ａにおいて、横軸が０〜２５５ま
でのＤＲであり、縦軸が度数（ブロック数単位）であ
る。ＤＲの軸に対してＴ１〜Ｔ４のしきい値を適用した
時に、各範囲（割当て量子化ビット数と対応する）に含
まれるブロック数がＮ０〜Ｎ４で表されている。

【００３６】この度数分布において、ＤＲの大きい方か
ら小さい方へ各度数を積算することによって作成される
積算形度数分布を図５Ｂに示す。しきい値Ｔ１〜Ｔ４の
それぞれにおける積算度数をＳ１〜Ｓ４とすると、発生
データ量Ｉは、次式で表される。Ｉ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４＝（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ
４）＋（Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４）＋（Ｎ３＋Ｎ４）＋Ｎ４＝
Ｎ１＋２Ｎ２＋３Ｎ３＋４Ｎ４また、各割当て量子化ビット数に対するブロック数も、
簡単に求めることができる。例えば１ビットの量子化ビ
ット数が割当てられるブロック総数は、Ｓ２−Ｓ１＝Ｎ
１と求めることができる。

【００３７】このように求められた発生データ量Ｉと目
標値Ｉｔとを比較することによって、そのしきい値が適
切かどうかを判断できる。そして、しきい値を変化させ
ることによって、目標値Ｉｔ以下で、且つ最大である発
生データ量Ｉを生じさせるしきい値Ｔ１〜Ｔ４を最適し
きい値として決定する。この最適しきい値によって、実
際に伝送される量子化出力が生成される。実際には、個
々のしきい値を制御することは、複雑であり、図６に示
すように、４個のしきい値Ｔ１〜Ｔ４を一組とし、複数
（ｐ）の組を用意し、最適なしきい値の組を決定する。
このしきい値の組は、例えばＮ＝０のしきい値の組が最
も発生データ量を多くするもので、Ｎが大きくなるに従
って発生データ量が単調に減少するように設定されたも
のである。復元画像の品質の点では、Ｎ＝０のしきい値
の組を使用した場合が最良である。上述のように、積算
形度数分布表を一旦作成しておけば、しきい値の組のそ
れぞれと対応する発生データ量の算出を迅速とできる。

【００３８】この一実施例では、上述したように、サブ
ブロック単位で必要量子化ビット数を決定しているの
で、このサブブロック単位の処理を考慮したバッファリ
ング処理が必要とされる。バッファリング回路の発生デ
ータ量の計算としきい値を決定するための構成を図７に
示す。テーブル２４ａ〜２４ｄには、しきい値テーブル
（ＲＯＭで構成される）２７からしきい値の組が供給さ
れる。しきい値テーブル２７には、図６に示すような複
数のしきい値の組が格納されている。最初にＮ＝０のし
きい値の組が読出される。テーブル２４ａ、２４ｂ、２
４ｃに対しては、二つのしきい値が順次供給される。

【００３９】テーブル２４ａには、最初にしきい値Ｔ１
が供給され、次にしきい値Ｔ２が供給される。図５Ｂの
例であれば、積算度数Ｓ１が読出され、次にＳ２が読出
される。テーブル２４ａの出力がレジスタ２８ａおよび
減算器２９ａに供給される。減算器２９ａには、レジス
タ２８ａの出力が供給される。減算器２９ａは、Ｓ１−
Ｓ２を計算し、減算器２９ａの出力がレジスタ３０ａに
取り込まれる。この減算出力は、割当てビット数が１ビ
ットのブロックに関して、そのデータ量を表している。

【００４０】テーブル２４ｂに対して、最初にしきい値
Ｔ２が供給され、次にしきい値Ｔ３が供給される。レジ
スタ２８ｂおよび減算器２９ｂによって、レジスタ３０
ｂには、割当てビット数が２ビットのブロックのデータ
量が格納される。テーブル２４ｃに対しては、しきい値
Ｔ３およびＴ４が順次供給され、レジスタ２８ｃおよび
減算器２９ｃにより、割当てビット数が３ビットのブロ
ックのデータ量が求められ、これがレジスタ３０ｃに格
納される。テーブル２４ｄに対しては、しきい値Ｔ４が
供給され、レジスタ３０ｄに割当てビット数が４ビット
のブロックのデータ量が格納される。

【００４１】レジスタ３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３
０ｄの内容が加算器３１、３２および３３により加算さ
れ、加算器３３から所定期間の発生データ量Ｉが得られ
る。この発生データ量Ｉが比較判定回路３４に供給さ
れ、目標データ量Ｉｔと比較される。比較判定回路３４
の判定結果がしきい値テーブル２７およびレジスタ３５
に供給される。しきい値テーブル２７は、Ｉ＞Ｉｔの場
合では、しきい値の組を次の組に進めるためにアドレス
がインクリメントされる。また、レジスタ３５は、Ｉ≦
Ｉｔの場合を示す比較判定回路３４の出力によって、し
きい値の組Ｔ１〜Ｔ４を取り込む。このように決定され
たしきい値Ｔ１〜Ｔ４が出力端子３６に取り出される。
この決定されたしきい値Ｔ１〜Ｔ４が所定期間のデータ
の量子化のために使用される。

【００４２】テーブル２４ａ〜２４ｄに積算形の度数分
布表が作成された後でなされる、発生データ量Ｉの計算
について、図８を参照してより詳細に説明する。図８Ａ
が１ビットテーブルを示し、図８Ｂ、図８Ｃおよび図８
Ｄがそれぞれ２ビットテーブル、３ビットテーブルおよ
び４ビットテーブルをそれぞれ示す。これらのテーブル
に適用されるしきい値Ｔ１〜Ｔ４の一例が図８に示され
ている。また、各しきい値に対して記載されている１，
２，３，４の数字は、サブブロックの量子化ビット数を
表し、矢印で示す範囲のダイナミックレンジｄｒに対し
て量子化ビット数が規定される。

【００４３】図８Ａの１ビットテーブルでは、しきい値
Ｔ２の座標のデータｄ１と、しきい値Ｔ１の座標のデー
タｄ０とを読み取り、減算器２９ａによって、ｄ０−ｄ
１を演算し、１ビット量子化のブロックに関する発生デ
ータ量Ｉ１を計算する。図８Ｂの２ビットテーブルにお
いて、しきい値Ｔ２およびＴ３の座標のデータｄ２およ
びｄ３をそれぞれ読み取り、減算器２９ｂによって、ｄ
２−ｄ３を演算し、２ビット量子化のブロックに関する
発生データ量Ｉ２を計算する。同様に、図８Ｃの３ビッ
トテーブルにおいて、しきい値Ｔ３およびＴ４の座標の
データｄ４およびｄ５を読み取り、減算器２９ｃによっ
て、ｄ４−ｄ５を演算し、３ビット量子化のブロックに
関する発生データ量Ｉ３を計算する。さらに、図８Ｄの
４ビットテーブルにおいて、しきい値Ｔ４の座標のデー
タｄ６を読み取る。これは、４ビット量子化のブロック
に関する発生データ量Ｉ４である。これらの発生データ
量Ｉ１〜Ｉ４を加算することによって、しきい値Ｔ１〜
Ｔ４に関する発生データ量Ｉが計算される。

【００４４】すなわち、この発明において、適応量子化
される部分の発生情報量Ｉは、Ｉ＝Ｐ・（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）＋２・Ｑ・Ｋである。但し、Ｐは、サブブロック内の画素数であり、
Ｑは、ブロック内のサブブロックの数であり、Ｋは、所
定期間（バッファリング期間）内のブロック数である。
また、２・Ｑ・Ｋは、各サブブロックの必要ビット数を
指示するフラグを伝送するために発生するデータ量であ
る。

【００４５】最終的な発生データ量は、上式のＩに対し
て付加コードのデータ量を加えたものである。例えばＡ
ＤＲＣの場合では、ブロック毎にダイナミックレンジ情
報を伝送する必要があり、これが付加コードのデータ量
となる。しかしながら、付加コードのデータ量は、固定
であり、可変のデータ量は、上式で計算されるので、バ
ッファリング処理を行なうことができる。

【００４６】図９は、この発明によるバッファリング処
理の方法を説明するフローチャートである。最初にブロ
ックの割当てビット数毎に、ダイナミックレンジＤＲお
よびｄｒを軸とする度数分布表が作成される（ステップ
４１）。次に、各度数分布表が積算形度数分布表に変換
される（ステップ４２）。次のステップ４３で、しきい
値発生テーブルのしきい値番号Ｎが０に設定される。

【００４７】そして、ステップ４４において、このしき
い値の組を積算形度数分布表に適用することによって、
発生データ量Ｉが計算される。この発生データ量Ｉと目
標データ量Ｉｔとがステップ４５において比較される。
Ｉ＞Ｉｔならば、ステップ４６に処理が移り、しきい値
番号ＮがＮ＋１とされる。そして、再び発生データ量Ｉ
が計算され、これが目標データ量Ｉｔと比較される。こ
の処理がＩ≦Ｉｔとなるまで、繰り返され、制御結果
（すなわち、決定されたしきい値番号Ｎ）が設定され
る。これによりバッファリング処理が終了する。

【００４８】

【発明の効果】この発明における量子化器は、ブロック
毎に量子化ビット数が定まる符号化において、符号化出
力の必要伝送データ量を低減できる。この量子化器を使
用する可変長量子化の場合において、発生データ量を目
標値以下に制御することができる。従って、ディジタル
ＶＴＲのような伝送路に対してこの発明を適用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用できる量子化器の一例のブロッ
ク図である。

【図２】量子化器におけるサブブロックの分割の一例と
コード信号の値の一例を示す略線図である。

【図３】この発明の一実施例の一部のブロック図であ
る。

【図４】この発明の一実施例における２次元テーブルの
説明に用いる略線図である。

【図５】この発明の一実施例における度数分布表および
積算形度数分布表の説明に用いる略線図である。

【図６】この発明の一実施例におけるしきい値発生用の
テーブルの説明のための略線図である。

【図７】この発明の一実施例の他の部分のブロック図で
ある。

【図８】この発明の一実施例の情報量制御の説明に用い
る略線図である。

【図９】この発明の一実施例の情報量制御の説明に用い
るフローチャートである。

【符号の説明】

１ディジタルビデオ信号の入力端子６量子化ステップ幅発生回路９必要量子化ビット数を示すフラグを生成するコード
化回路１０不必要なビットを削減するためのデータ変換回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブロック毎の第１のダイナミックレンジ
と複数のしきい値との大小関係に基づいて選択されるブ
ロック毎の第１の量子化ビット数によって、そのブロッ
ク内のディジタル信号を量子化する時に、量子化結果に
関し、上記ブロックを分割してなる領域毎に必要な第２
の量子化ビット数を上記領域毎の第２のダイナミックレ
ンジに基づいて決定し、上記第２の量子化ビット数をコ
ード化するための手段と、上記領域毎に伝送量子化ビット数を上記第２の量子化ビ
ット数へ変更するための手段と、所定期間の上記第１および第２のダイナミックレンジの
発生度数の分布が登録されると共に、上記第２のダイナ
ミックレンジの発生度数の登録が上記第２の量子化ビッ
ト数による重み付けされたテーブルを、上記第１の量子
化ビット数と対応してそれぞれ作成する手段と、発生情報量を目標値以下にすることができる上記しきい
値を上記テーブルを参照して決定する手段とからなる量
子化出力の情報量制御装置。
【請求項２】請求項１記載の情報量制御装置におい
て、発生度数が登録されたテーブルをさらに積算形テーブル
に変更し、上記積算形テーブルに対してしきい値を適用
することを特徴とする量子化出力の情報量制御装置。
【請求項３】請求項１記載の情報量制御装置におい
て、複数個のしきい値からなる組を複数有するしきい値発生
手段を有し、上記複数の組は、発生情報量が単調に変化
する順に出力され、出力されたしきい値の組を上記テーブルに適用すること
によって、発生情報量を計算することを特徴とする情報
量制御装置。