JPH09186992A - 符号化装置及び復号化装置 - Google Patents

符号化装置及び復号化装置

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JPH09186992A
JPH09186992A JP34389195A JP34389195A JPH09186992A JP H09186992 A JPH09186992 A JP H09186992A JP 34389195 A JP34389195 A JP 34389195A JP 34389195 A JP34389195 A JP 34389195A JP H09186992 A JPH09186992 A JP H09186992A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 共通の媒体フォーマットを用いながら、複数
種の画素の縦横比に対応し、かつ符号化／復号化時の劣
化が少ない高能率符号化／復号化を行う。 【解決手段】 入力端子１０１に縦横４８０×７２０個
の画素から成る映像信号が入力され、低域通過フィルタ
１０２で帯域制限された後、間引部１０３で水平方向の
９個に１個の画素毎に間引きを行う。次に挿入部１０４
で水平方向の８個に１個の画素毎にその直前の画素と同
じものを挿入して、縦横４８０×７２０個の画素から成
る映像信号に変換する。これをスイッチ１０５で用途に
応じて入力映像信号と切替えて圧縮部１０６で圧縮す
る。スイッチ１０５は、コンピュータの縦横比１：１の
画素で表示する場合は挿入部１０４からの信号を選択
し、一般の映像機器の縦横比９：８の画素で表示する場
合は入力映像信号を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号等の圧縮
および伸長に用いられる符号化装置及び復号化装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディジタル信号処理技術の進歩に
より動画像や静止画像などの大量のディジタル情報を高
能率符号化して、小型磁気媒体への記録や通信媒体への
伝達を行う映像機器の開発が進められている。また、各
種媒体に記録あるいは伝送されたディジタル情報は、映
像としてそのまま再生するだけでなく、コンピュータに
取り込んで加工することによって、様々な用途への利用
が期待されている。
【０００３】また、従来の動画像や静止画像をディジタ
ル信号処理する映像機器は、縦長の画素を用いて映像の
解像度を高める工夫を行っている。例えば、多くのディ
ジタル映像機器では、縦横比９：８の縦長の長方形の画
素を縦４８０個、横７２０個に配列することにより、縦
横比３：４の画像を構成するようにしている。一方、コ
ンピュータによる画像処理においては、従来より縦横比
１：１の正方形状の画素を用いるのが一般的であり、こ
の正方形状の画素を縦４８０個、横６４０個に配列する
ことによって上記縦横比３：４の画像を構成しているこ
とが多い。このように、映像機器とコンピュータとで映
像を構成する画素の縦横比が異なるため、両者間でデー
タの交換を行う際には、多くの場合画像の縦横比を補正
する処理が必要である。
【０００４】図５は映像信号を圧縮／伸長し画像の縦横
比を補正する従来の高能率符号化／復号化装置の構成例
を示すブロック図である。図５において、縦横比９：８
の画素が４８０×７２０個配列された映像信号が入力端
子５０１から入力され、圧縮部５０２で圧縮符号化され
た後、記録媒体５０３に記録される。記録媒体５０３か
ら再生された信号は伸長部５０４で伸長復号化された
後、低域通過フィルタ５０５で帯域制限され、間引部５
０６で水平方向に画素の間引きが行われる。この間引き
により、４８０×６４０個の縦横比１：１の映像信号と
なって出力端子５０７から出力される。尚、圧縮、伸長
処理は、信号劣化を伴うが圧縮率の高い直交変換を一般
に用いている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の高
能率符号化／復号化装置では、圧縮／伸長時に加え、帯
域制限および間引きによる画素数変換時に画質が大きく
劣化するため、高品位な画像をコンピュータに供給でき
ないという欠点を持っていた。そこで、画素の縦横比に
よって異なる高能率符号化装置を用いる対処方法も考え
られるが、媒体上のフォーマットの多種化を生じ、開発
効率を低下させるという欠点を持っている。
【０００６】こうした背景において、本発明は、共通の
媒体フォーマットを用いながら、複数種の画素の縦横比
に対応し、かつ、符号化／復号化時の劣化が少ない符号
化装置及び復号化装置を提供することを目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明による符
号化装置においては、水平方向ｈ個、垂直方向ｖ個の画
素信号から成る入力信号列に対して水平方向の周波数帯
域を制限する帯域制限手段と、上記帯域制限手段より得
られる信号列から水平方向の画素信号数をｈより小さい
ｈ′に間引き、ｈ′×ｖ個の信号列へ変換する間引手段
と、上記間引手段から得られる信号列を再びｈ×ｖ個の
信号列に変換する挿入手段と、上記挿入手段から得られ
る信号列を圧縮符号化する圧縮手段とを設けている。
【０００８】請求項５の発明による復号化装置において
は、圧縮符号化された入力信号列を水平方向ｈ個、垂直
方向ｖ個の画素信号から成る信号列に伸長する伸長手段
と、上記伸長手段より得られる信号列から水平方向の信
号数をｈより小さいｈ′に間引き、ｈ′×ｖ個の信号列
へ変換し出力する間引手段とを設けている。
【０００９】請求項８の発明による符号化装置において
は、画素毎のディジタル画像信号を入力する入力手段
と、上記入力手段によって入力されたディジタル画像信
号から所定画素信号を間引く間引手段と、上記間引手段
によって間引かれたディジタル画像信号に対して１画面
が所定数の画素信号からなるディジタル画像信号になる
ように画素信号を挿入する挿入手段と、上記挿入手段に
よって挿入された画像信号を圧縮符号化する符号化手段
とを設けている。
【００１０】請求項９の発明による復号化装置において
は、圧縮符号化された画素毎のディジタル画像信号を入
力する入力手段と、上記入力手段によって入力されたデ
ィジタル画像信号を復号化する復号化手段と、上記復号
化手段によって復号化されたディジタル画像信号から所
定画素信号を間引く間引手段と、上記復号化手段の出力
信号或いは上記間引手段の出力信号を出力する出力手段
とを設けている。
【００１１】
【作用】請求項１の発明の符号化装置によれば、帯域制
限手段および間引手段によって画像の縦横比を所望の比
率に変換し、かつ挿入手段によって再び共通の信号列形
式に変換した後、圧縮処理を行う。このように、圧縮前
に画素の縦横比を変換することにより、不必要な情報が
削除され、圧縮手段における画質の劣化が抑えられる。
また、間引手段の後の挿入手段により共通の信号列形式
に変換された信号列が圧縮手段へ供給されるため、圧縮
手段および媒体フォーマットは画素の縦横比に依らず共
通である。
【００１２】また、請求項５の発明の復号化装置によれ
ば、伸長手段の後に間引手段を有する構成としたことに
よって符号化時に予め画像の縦横比変換を行なっている
ので、復号化時の間引手段による劣化は極めて小さい。
また、媒体フォーマットは画素の縦横比に依らず共通で
あるため、伸長手段も画素の縦横比に依存しない。
【００１３】また、請求項８の発明の符号化装置によれ
ば、圧縮前に画素の縦横比を変換することにより、不必
要な情報が削除され、符号化手段における画質の劣化を
抑える。また、間引手段の後の挿入手段により共通の信
号形式に変換された信号が符号化手段に供給されるた
め、符号化手段及び媒体フォーマットは画素の縦横比に
依らず共通である。
【００１４】また、請求項９の発明の復号化装置によれ
ば、復号化手段の出力信号及び／又は間引手段の出力信
号を出力できるようにしたので、様々な周辺機器との接
続を可能にする。
【００１５】上述のように構成することによって、共通
の媒体フォーマットを用いながら、複数種の画素の縦横
比に対応し、かつ符号化／復号化時の劣化が少ない高能
率符号化／復号化ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明による高能率
符号化装置の構成例を示すブロック図である。本実施の
形態では、縦横比９：８の画素が縦４８０個、横７２０
個に配列されて成る映像信号が、１３．５ＭＨｚの周波
数で入力端子１０１から入力されるものとしている。入
力端子１０１に供給された信号列は、帯域制限手段とし
てのＬＰＦ（低域通過フィルタ）１０２において周波数
帯域を制限された後、間引部１０３に供給される。本実
施の形態においては、上記帯域制限手段は、１２ＭＨｚ
以下の周波数のみを通す低域通過フィルタである。間引
部１０３はＬＰＦ１０２から供給される信号列から、水
平に並ぶ９個の画素信号毎に１個の画素信号を間引い
て、挿入部１０４に供給する。この間引き処理された時
点で、映像信号は縦４８０個、横６４０個の画素で構成
されている。すなわち、コンピュータなどで扱う上で適
した信号列となっている。挿入部１０４は、間引部１０
３から供給される信号列に対して水平に並ぶ８個の画素
信号毎に１個の画素信号を挿入した後、切替スイッチ１
０５に供給する。上記挿入される画素信号は、その直前
の信号と同じものを繰り返すものとする。挿入部１０４
によって、従来の映像信号と同じ縦４８０個、横７２０
個の画素から成る映像信号が構成される。この変換によ
り、従来と同じ媒体フォーマットがそのまま利用可能と
なる。
【００１７】スイッチ１０５は、本装置による高能率符
号化の用途に応じて、挿入部１０４から出力される信号
列と、入力端子１０１に供給される信号列とのいずれか
一方を選択して圧縮部１０６に供給する。例えば、コン
ピュータ等により画素の縦横比１：１の映像信号を要す
る用途においては、切替スイッチ１０５は挿入部１０５
から出力される信号列を選択し、また、多くの映像機器
のために画素の縦横比９：８の映像信号を要する用途に
おいては、入力端子１０１に供給される信号列を選択す
る。圧縮部１０６は、切替スイッチ１０５から供給され
る信号列のデータ量を圧縮し、出力端子１０７に出力す
る。
【００１８】図２は圧縮部１０６を示すブロック図であ
る。図２において、離散コサイン変換部２０１は、供給
される信号列を直交変換し、量子化部２０２に供給す
る。該量子化部２０２は供給される信号列を量子化し、
可変長符号化部２０３に供給する。該可変長符号化２０
３は、供給される信号列の全データ量が一定の範囲に収
まるように可変長符号を割り当てて出力する。
【００１９】次に、本発明による高能率復号化装置につ
いて説明する。図３は本発明による高能率復号化装置の
構成例を示すブロック図である。図３において入力端子
３０１には、上述の高能率符号化装置によって高能率符
号化された信号列が供給されるものとする。伸長部３０
２は、入力端子３０１に供給される信号列を縦４８０
個、横７２０個の映像信号に伸長し、間引部３０３に供
給する。
【００２０】図４は伸長部３０２を示すブロック図であ
る。図４において可変長復号化部４０１は、供給される
信号列を可変長復号し、逆量子化部に４０２に供給す
る。逆量子化部４０２は、供給される信号列を逆量子化
し、逆離散コサイン変換部４０３に供給する。該逆離散
コサイン変換４０３は、供給される信号列を直交変換し
出力する。間引部３０３は、供給された信号列から水平
に並ぶ９個の画素信号毎に１個の画素信号を間引き、切
替スイッチ３０４に供給する。切替スイッチ３０４は、
入力端子３０１に入力される高能率符号化の用途に応じ
て、間引部３０３から供給される信号列と、伸長部３０
２から供給される信号列とのいずれか一方を選択して出
力端子３０５から出力する。例えば、コンピュータ等に
より、画素の縦横比１：１の映像信号を要する用途にお
いては、切替スイッチ３０４は間引部３０３から出力さ
れる信号列を選択し、また、多くの映像機器のために画
素の縦横比９：８の映像信号を要する用途においては、
切替スイッチ３０４は伸長部３０２に供給される信号列
を選択する。
【００２１】尚、上記実施の形態では、切替スイッチ３
０４により伸長部３０２の出力信号と間引部３０３の出
力信号とを選択しているが、切替スイッチ３０４を削除
して並列に出力するようにしてもよい。この構成によ
り、同時に様々な周辺機器への出力が可能となる。
【００２２】高能率符号化装置は、記録媒体や伝送媒体
の容量制限によりデータ量が一定の範囲に収まるような
圧縮方法を用いる必要がある。そのため、複雑な映像が
供給された場合、圧縮／伸長処理の段階で画質の劣化が
生じる。従来の高能率符号化／復号化装置では、前述し
たように圧縮／伸長処理により劣化した映像に対して画
像の縦横比変換を行なうため、さらに映像が劣化してい
た。本発明による高能率符号化装置では、圧縮処理前に
画像の縦横比変換行ない、前もってデータ量を減らすこ
とにより、圧縮／伸長処理による劣化を減少させてい
る。また、この高能率符号化装置では、画像の縦横比変
換がなされた信号列に冗長信号を挿入し、入力信号列と
同一の形式に再変換しているため、従来と共通の圧縮／
伸長部および共通の媒体フォーマットを利用できる。ま
た、本発明による高能率復号化装置は、間引部３０３に
よって、容易に目的の画像の縦横比の変換ができ、この
時に生じる画質劣化は非常に少ない。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
共通の媒体フォーマットを用いながら、複数種の画素の
縦横比に対応し、かつ、符号化／復号化時の劣化が少な
い高能率符号化／復号化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による高能率符号化装置の
構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態による高能率符号化装置に
おける圧縮部の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態による高能率復号化装置の
構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態による高能率復号化装置に
おける伸長部の構成例を示すブロック図である。
【図５】従来の高能率符号化／復号化装置の構成例を示
すブロック図である。
【符号の説明】
１０１ 入力端子 １０２ 低域通過フィルタ １０３ 間引部 １０４ 挿入部 １０６ 切替スイッチ １０７ 圧縮部 １０５ 出力端子 ３０１ 入力端子 ３０２ 伸長部 ３０３ 間引部 ３０４ 切替スイッチ ３０５ 出力端子

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水平方向ｈ個、垂直方向ｖ個の画素信号
    から成る入力信号列に対して水平方向の周波数帯域を制
    限する帯域制限手段と、 上記帯域制限手段より得られる信号列から水平方向の画
    素信号数をｈより小さいｈ′に間引き、ｈ′×ｖ個の信
    号列へ変換する間引手段と、 上記間引手段から得られる信号列を再びｈ×ｖ個の信号
    列に変換する挿入手段と、 上記挿入手段から得られる信号列を圧縮符号化する圧縮
    手段とを備えたことを特徴とする符号化装置。
  2. 【請求項２】 上記挿入手段から得られる信号列と上記
    入力信号列とのいずれか一方を選択して上記圧縮手段に
    与える切替手段を設けたことを特徴とする請求項１記載
    の符号化装置。
  3. 【請求項３】 上記帯域制限手段が、上記間引手段によ
    って失われうる高域成分を除去することを特徴とする請
    求項１記載の符号化装置。
  4. 【請求項４】 上記ｈが７２０、上記ｖが４８０、上記
    ｈ′が６４０であることを特徴とする請求項１記載の符
    号化装置。
  5. 【請求項５】 圧縮符号化された入力信号列を水平方向
    ｈ個、垂直方向ｖ個の画素信号から成る信号列に伸長す
    る伸長手段と、 上記伸長手段より得られる信号列から水平方向の信号数
    をｈより小さいｈ′に間引き、ｈ′×ｖ個の信号列へ変
    換し出力する間引手段とを備えたことを特徴とする復号
    化装置。
  6. 【請求項６】 上記間引手段の出力と上記伸長手段の出
    力とのいずれか一方を選択し出力する切替手段を設けた
    ことを特徴とする請求項５記載の復号化装置。
  7. 【請求項７】 上記ｈが７２０、上記ｖが４８０、上記
    ｈ′が６４０であることを特徴とする請求項５記載の復
    号化装置。
  8. 【請求項８】 画素毎のディジタル画像信号を入力する
    入力手段と、 上記入力手段によって入力されたディジタル画像信号か
    ら所定画素信号を間引く間引手段と、 上記間引手段によって間引かれたディジタル画像信号に
    対して１画面が所定数の画素信号からなるディジタル画
    像信号になるように画素信号を挿入する挿入手段と、 上記挿入手段によって挿入された画像信号を圧縮符号化
    する符号化手段とを備えたことを特徴とする符号化装
    置。
  9. 【請求項９】 圧縮符号化された画素毎のディジタル画
    像信号を入力する入力手段と、 上記入力手段によって入力されたディジタル画像信号を
    復号化する復号化手段と、 上記復号化手段によって復号化されたディジタル画像信
    号から所定画素信号を間引く間引手段と、 上記復号化手段の出力信号或いは上記間引手段の出力信
    号を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする復号
    化装置。
  10. 【請求項１０】 上記間引手段は、水平に並ぶ９個の画
    素信号毎に１個の画素信号を間引くようにしたことを特
    徴とする請求項１又は８記載の符号化装置。
  11. 【請求項１１】 上記挿入手段は、水平に並ぶ８個の画
    素信号毎に１個の画素信号を挿入することを特徴とする
    請求項１又は８記載の符号化装置。
  12. 【請求項１２】 上記挿入手段が挿入する画素信号は、
    その直前の画素信号と同じものであることを特徴とする
    請求項１又は８記載の符号化装置。
  13. 【請求項１３】 上記入力手段は、縦横比９：８の画素
    が縦横４８０×７２０個配列された画像信号を入力する
    ディジタル映像機器であることを特徴とする請求項８記
    載の符号化装置。
  14. 【請求項１４】 上記入力信号列は、縦横比９：８の画
    素が縦横４８０×７２０個配列された画像信号であるこ
    とを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
  15. 【請求項１５】 上記画像信号は１３．５ＭＨｚの周波
    数を有し、上記帯域制限手段は１２ＭＨｚ以下の周波数
    の信号を通す低域通過フィルタであることを特徴とする
    請求項１４記載の符号化装置。
  16. 【請求項１６】 上記間引手段は、水平に並ぶ９個の画
    素信号毎に１個の画素信号を間引くようにしたことを特
    徴とする請求項５又は９記載の復号化装置。
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