JPH09294263A - 画像情報圧縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 符号化データを復号した後に再度の圧縮を行
なう場合に、画質劣化が生じないような画像情報圧縮装
置を提供する。 【解決手段】 符号化されたデータ列を伸張した後に、
そのデータ列に対して再度の画像情報圧縮を行なうよう
にした画像情報圧縮装置において、圧縮の対象にされて
いるデジタル信号が、画像情報圧縮されていた符号化デ
ータを復号器で伸張した状態のものであった場合におけ
る再度の画像情報の圧縮処理に際しては、その画像情報
に対する前回の圧縮伸張処理動作時に用いられた量子化
特性のデータに関連を有する量子化特性のデータが用い
られるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ
１，２、ＤＶ等で代表される画像情報圧縮伸張方法を適
用した画像情報圧縮伸張装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル画像情報は膨大な情報量を有し
ており、一方、デジタル画像情報を伝送（記録，再生）
するのに使用される伝送路の通信容量（記録媒体の記憶
容量）には限界があるから、従来からデジタル画像情報
を伝送（記録，再生）する場合には、画像情報を圧縮す
ることが行なわれて来ている。そして、画像情報圧縮の
規格としては、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ１，２等がある他
に、特に、画像情報の圧縮を行なってから記録を行なう
デジタルＶＴＲの規格としてはＤＶ（参考文献 HDDigi
tal VCR Conference : Specifications of Consumer Us
e Digital VCRs using6.3mm magnetic tape,Dec.,1994)
等がある。

【０００３】ところで、画像情報の圧縮伸張に関する各
種の規格では、圧縮されたデジタル画像情報を伸張する
際に適用すべき伸張方式に関しては、厳密な規格化が行
なわれているが、デジタル画像情報を圧縮する際に適用
すべき圧縮方式については、厳密な規格化が行なわれて
おらず比較的に自由度が高い。例えば、前記の各規格
は、いずれもＤＣＴ（離散コサイン変換）ブロックと、
前記のＤＣＴブロックを複数個集めたマクロブロックを
定義しているが、それぞれのマクロブロックをどのよう
な精度で量子化するのかについては、装置の設計者に自
由度が残されている。

【０００４】次に、画像情報の圧縮伸張に関する従来の
各種の規格の内で、代表例としてＭＰＥＧ２について、
その概略の説明を行なう。よく知られているように、Ｍ
ＰＥＧ２は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）と、動き補償
予測、適応量子化、可変長符号化、等の要素技術によっ
て構成されている。ＭＰＥＧ２の動き補償予測は、フレ
ーム間、あるいはフィールド間で行なわれる。図５はＭ
ＰＥＧの符号化器の構成例を示すブロック図である。入
力端子１に供給された画像入力［輝度信号（Ｙ）と２つ
の色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）とからなる映像信号］は、ア
ナログデジタル変換器４によってデジタル信号に変換さ
れた後に、フォーマット変換部５に供給される。

【０００５】フォーマット変換部５では、それに供給さ
れたデジタル画像信号の空間変調度を符号化で用いる空
間解像度に変換処理してから画面並べかえ部６に与え
る。画面並べかえ部６では、ピクチャタイプＩ，Ｐ，Ｂ
に合わせて画面の並べかえを行なう。そして入力のデジ
タル画像信号は、ＤＣＴ部８において離散コサイン変換
される。ＤＣＴ部８から出力されたＤＣＴ符号化係数は
量子化部９で量子化された後に、動きベクトルや符号化
モード情報とともに、可変長符号化部１０で可変調符号
化され、バッファメモリ１１に蓄積される。そして前記
のバッファメモリ１１から出力端子２に対してＭＰＥＧ
ビデオビットストリームが出力される。

【０００６】ＩピクチャとＰピクチャとについては、後
で動き補償予測の参照画面として用いる必要があるの
で、量子化された情報は、逆量子化部１３，逆ＤＣＴ部
１４，加算器１５，画像メモリ１６，動き補償予測部１
７等の動作によって局部復号化動作が行なわれて、復号
器と同一の画像が復元されて画像メモリ１６に蓄積され
る。各画面についての符号化はマクロブロック単位に、
画面における左から右へ、上から下へと順番に符号化が
行なわれる。各マクロブロックでは、動き補償予測モー
ド（インター符号化モード）か、イントラ符号化モード
かが決定され、動き補償予測モードの場合には、入力さ
れたマクロブロック画像データと、参照画面から動き予
測によって得られるマクロブロック画像データとの差分
をとり、予測誤差信号が得られる。スイッチ１８は、イ
ントラ符号化モード時にはスイッチ１８ａがオン、スイ
ッチ１８ｂがオフとされ、また、動き補償予測モード時
にはスイッチ１８ａがオフ、スイッチ１８ｂがオンとさ
れる。

【０００７】前記の予測誤差信号は、８画素×８ライン
のブロック単位で、離算コサイン変換により空間周波数
領域に変換され、動き補償予測が行なわれないイントラ
符号化の場合には、入力画像データがそのままＤＣＴ符
号化される。変換後の８×８ＤＣＴ係数は、ターゲット
ビットレートや視覚特性に応じて量子化され、低周波成
分から順にスキャニングして１次元情報に変換される。
符号化モードや動きベクトルなどのマクロブロック符号
化情報と量子化ＤＣＴ係数は、それぞれ可変長符号によ
り符号化される。したがって、発生符号量は可変とな
り、固定ビットレートとする場合には一定のビットレー
トに保持するための機構が必要になる。一般的には、出
力バッファメモリの蓄積量を監視することにより、ター
ゲットビットレートに合わせた量子化制御を行なってい
る。

【０００８】ＭＰＥＧでは、ディスク、テープ、その他
の蓄積メディアによる早送り、途中再生、逆転再生など
のトリックプレイ再生を実現するために、ＧＯＰ構造が
導入されている。前記のＧＯＰ構造は、複数のピクチャ
のデータを一まとめにしたものであり、符号化後のビッ
トストリームにシーケンスヘッダを付加することで、Ｇ
ＯＰを単位としたランダムアクセスを可能としている。
そして、ＧＯＰは少なくとも１枚のＩピクチャと任意枚
数のＰ，Ｂピクチャとによって構成される。

【０００９】図４はＭＰＥＧの復号器の構成例を示すブ
ロック図である。入力端子３に供給された符号化データ
のビットストリームは、バッファメモリ１９に記憶され
る。前記のバップァメモリ１９から読出されたの符号化
データは、可変長復号化部２０でマクロブロック符号化
情報が復号され、符号化モード、動きベクトル、量子化
情報、量子化ＤＣＴ係数が分離される。復号された８×
８の量子化ＤＣＴ係数は、逆量子化部２１によってＤＣ
Ｔ係数に復元される。そして、前記のＤＣＴ係数は逆Ｄ
ＣＴ部２２により画素空間データに変換されて加算器２
３に供給される。

【００１０】前記の加算器２３の出力は、画像メモリ２
４（予測メモリ）に供給されているとともに、フォーマ
ット変換部３１にも供給されている。前記の画像メモリ
２４に記憶された画素空間データが与えられる動き補償
予測部２５は、可変長復号化部２０から供給される予測
モード、動きベクトル等の情報を用いて信号処理を行な
い、その出力を加算器２３に供給している。そしてイン
トラ符号化モードの場合に、前記した加算器２３からフ
ォーマット変換部３１に与えられるデジタルデータは、
前記した逆ＤＣＴ部２２から出力された画素空間データ
そのものであり、また動き補償予測モードの場合に前記
した加算器２３からフォーマット変換部３１に与えられ
るデジタルデータは、動き補償予測されたブロックデー
タが加算されたものである。画面内の全てのマクロブロ
ックが復号され、画面は、元の入力順序に並びかえられ
て画面出力が行なわれ、必要に応じて画面サイズの変換
が行なわれた後に、デジタルアナログ変換器３２により
アナログ信号形態の画像出力信号として出力端子３３に
出力される。

【００１１】ここで、量子化処理について詳細に説明す
ると次のとおりである。量子化は高画質化や視覚特性を
反映した符号化を目的として、逆量子化の規定に含まれ
ている幾つかのパラメータを変化させることにより、そ
の自由度の範囲で制御が可能とされている。例えば、イ
ントラマクロブロックのＤＣ係数量子化については、ピ
クチャ単位に、その量子化精度を指定することが可能
（intra dc precision）であり、その他の係数について
は、ピクチャ単位でその量子化精度を指定可能な量子化
マトリクスの各要素に、マクロブロック単位で指定可能
な量子化スケールを乗じた値により、各係数の量子化精
度を制御できる。

【００１２】ところで、復号後の画質をできるだけ良好
なものにしながら、発生符号量をターゲットビットレー
ト内に制御することを重要な目的として行なわれる適応
量子化としては、従来から各種の方法が提案されて来て
いるが、ここではＭＰＥＧ２のテストモデル５（ＴＭ
５）で採用された適応量子化法について説明する。ＭＰ
ＥＧ２のテストモデル５（ＴＭ５）で採用された適応量
子化法は、各ピクチャへのビット配分を行なうステップ
１と、仮想バッファを用いてレート制御を行なうステッ
プ２と、視覚特性を考慮した適応量子化を行なうステッ
プ３との３つの階層から構成されている。

【００１３】前記の適応量子化法における各ピクチャへ
のビット配分を行なうステップ１では、ＧＯＰ内におけ
る各ピクチャに対する割当てビット量を、割当て対象ピ
クチャを含めて、未だに符号化されていないピクチャに
対して割当てられるビット量を基にして配分する。ま
た、ステップ２では、前記してステップ１で求められた
各ピクチャに対する割当量と実際の発生符号量とを一致
させるために、各ピクチャタイプ毎に独立に設定した３
種類の仮想バッファの容量に基づいて、量子化スケール
コードをマクロブロック単位のフィードバック制御で求
める。前記のようにして求められたｊ番目のマクロブロ
ックに対する量子化スケールコードをＱｊとする。

【００１４】次に、ステップ３では、前記のステップ２
で求められたスケールコードを、視覚的に劣化の目立ち
易い画像における絵柄の平坦部では、より細かく量子化
し、また、視覚的に劣化が目立ち難い画像における絵柄
の複雑な部分については、より粗く量子化するように、
各マクロブロック毎のアクティビティを設定することに
より変化させている。ｊ番目のマクロブロックのアクテ
ィビティは、予測誤差ではなく原画の輝度信号画素値を
用い、フレームＤＣＴ符号化モードにおける４個のブロ
ックとフィールドＤＣＴ符号化モードにおける４個のブ
ロックとの合計８個のブロックの画素値を用いて、次式
で与えられる。 Ａｊ＝ｌ＋ｍin(Ｂｉ） Ｂｉ＝ｌ／６４・Σ｛（Ｐｋ−Ｐａｖ）(Ｐｋ−Ｐａ
ｖ）｝ Ｐａｖ＝１／６４・ΣＰｋ

【００１５】前記したＰｋは原画の輝度信号ブロック内
画素値であり、ｍin(Ｂｉ）は８個のブロックのＢｉ(ｉ
＝０〜７）の最小値である。さらに、Ａｊから、その値
が０.５〜２の範囲をとる正規化アクティビテイＮＡｊ
を求める。 ＮＡｊ＝（２×Ａｊ＋ＡAV）／（Ａｊ＋２×ＡAV) そして、前記のＡAVは直前に符号化したピクチャでのＡ
ｊの平均値である。視覚特性を考慮した量子化スケール
コードｍｑｊは、ステップ２で得られたスケールコード
Ｑｊを基に次式で与えられる。 ｍｑｊ＝Ｑｊ×ＮＡｊ

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】さて、デジタル画像情
報を伝送，記録させようとする場合には、画像情報の情
報量を圧縮させるための信号処理と、情報量が圧縮され
た画像情報の情報量を伸張させるための信号処理とが、
繰返して行なわれるようにされることがある。例えば、
ＭＰＥＧ２規格によって画像情報圧縮が施された状態の
デジタルデータ列（ビットストリーム）を、伝送路で伝
送した後に、例えばＤＶ規格のＶＴＲを用いて記録する
場合には、伝送路を介して伝送されて来たＭＰＥＧ２の
規定により画像情報が圧縮されている状態の画像データ
をＭＰＥＧ２デコーダによって、一たん復号した後に、
ＤＶ規格によって画像情報圧縮が施された状態のデジタ
ルデータ列（ビットストリーム）を生成させてＶＴＲに
記録させる。前記の例は、ある特定な第１の規格によっ
て画像情報が圧縮されている状態のデータを、前記のあ
る特定な第１の規格によって画像情報を伸張した状態の
データとした後に、そのデータを、ある特定な第２の規
格によって画像情報が圧縮されている状態のデータとす
る場合に関するものである。

【００１７】前記以外の他の例として、例えば、ＭＰＥ
Ｇ２規格で圧縮されたデジタル画像情報を記録再生する
ようにしたＶＴＲにおいて、編集機能という面からみ
て、ＧＯＰを少ない枚数のピクチャで構成させ、また、
ＧＯＰ毎に一定の符号量となるような符号化方式を適用
して、記録対象のデジタルデータの記録再生が行なわれ
るようにした編集機能を備えさせたＶＴＲを想定して、
前記のような構成のＶＴＲに対して、大きなＧＯＰ構造
となるようにして符号化されて伝送されて来たビット列
を記録する場合を考えると、前記の場合には、伝送され
て来た大きなＧＯＰ構造を示すデジタルデータのままで
記録したのでは、編集機能が実現できないため、ＭＰＥ
Ｇ２規格で圧縮されていて大きなＧＯＰ構造となるよう
に符号化されて伝送されて来たデジタル画像情報のビッ
ト列は、一たん伸長された後に、前記の伸張されたデジ
タル画像情報が再びＭＰＥＧ２規格で圧縮されて、編集
機能という面からみて少ない枚数のピクチャで構成され
たＧＯＰ構造にされるとともに、ＧＯＰ毎に一定の符号
量となるような符号化方式が適用されて記録対象のデジ
タルデータを生成して、それが記録再生されるようにす
る。

【００１８】さらに他の例として、ＶＴＲから再生され
たデジタルデータを、前記の再生されたデジタルデータ
のビットレートよりも低いビットレートで、伝送路に伝
送することが要求されているような場合には、ＶＴＲか
ら再生されたデジタル画像情報のビット列を一たん伸長
した後に、前記の伸張されたデジタル画像情報を再び圧
縮して所定のビットレートのデジタルデータとして伝送
路で伝送させるようにする。

【００１９】ところで、前記の幾つかの例によって示し
たように、デジタル画像情報を伝送，記録させようとす
る場合には、画像情報の情報量を圧縮させるための信号
処理と、情報量が圧縮された画像情報の情報量を伸張さ
せるための信号処理とが、繰返して行なわれる場合に
は、画像情報の情報量を圧縮させる際に生じる量子化ノ
イズにより、伸長後の画像の画質が徐々に劣化するとい
うことが問題になる。そして、前記した伸長後の画像の
画質の劣化の程度は、時間軸上で前後関係にある画像情
報の情報量の圧縮動作時毎に適用された圧縮法と、符号
化法とが異なる場合に顕著になる。それで、前記のよう
な問題が生じないようにするための解決手段が求められ
た。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は画像情報圧縮が
施されているデータ列を伸張し、前記の伸張された状態
のデータ列に対して、再度の画像情報圧縮を行なうよう
にした画像情報圧縮装置において、前記の画像情報圧縮
が施されているデータ列に対する伸張動作時の制御のた
めに使用されるデータを、再度の画像情報圧縮動作を行
なう場合の制御データとして用いるようにした画像情報
圧縮装置を提供する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の画像情報圧縮装置の具体的な内容を詳細に説明する。
図１及び図２は本発明の画像情報圧縮装置の構成例を示
すブロック図である。図１，図２の各図において、復号
器と表記した一点鎖線枠で包囲してある構成部分は復号
器の部分であり、また符号化器と表記した一点鎖線枠で
包囲してある構成部分は符号化器の部分である。図１及
び図２に示す画像情報圧縮装置において、前記した符号
化器の部分におけるフォーマット変換部５と、画面並び
かえ部６との間には、切換スイッチ２９が設けられてい
て、画面並びかえ部６の入力に接続された切換スイッチ
２９の可動接点ｖが、固定接点ａ側に切換えられた状態
においては、復号器の部分からの出力信号が、前記の切
換スイッチ２９の固定接点ａと、可動接点ｖ側とを介し
て符号化器の部分における画面並びかえ部６に供給され
る。また、前記した切換スイッチ２９の可動接点ｖが、
固定接点ｂ側に切換えられた状態においては、符号器の
部分におけるフォーマット変換部５からの出力信号が、
前記の切換スイッチ２９の固定接点ｂと、可動接点ｖ側
とを介して符号化器の部分における画面並びかえ部６に
供給される。

【００２２】図１及び図２に示す画像情報圧縮装置にお
いて、前記した切換スイッチ２９の可動接点ｖが固定接
点ｂ側に切換えられている状態において、入力端子１に
供給された画像入力［輝度信号（Ｙ）と２つの色差信号
（Ｃｒ，Ｃｂ）とからなる映像信号］は、アナログデジ
タル変換器４によってデジタル信号に変換された後に、
フォーマット変換部５に供給される。前記のフォーマッ
ト変換部５では、それに供給されたデジタル画像信号の
空間変調度を符号化で用いる空間解像度に変換処理して
から前記した切換スイッチ２９の固定接点ｂと可動接点
ｖとを介して画面並べかえ部６に与える。画面並べかえ
部６では、ピクチャタイプＩ，Ｐ，Ｂに合わせて画面の
並べかえを行ない、出力データを加算器７と動き補償予
測部１７とに与える。

【００２３】まず、図１に例示してある本発明の画像情
報圧縮装置が、それの切換スイッチ２９の可動接点ｖが
固定接点ｂ側に切換えられている状態においては、前記
した画面並べかえ部６からの出力データが与えられてい
るアクティビティ算出回路２７によって算出されたアク
ティビティの値のデータが、既述した切換スイッチ２９
の可動接点ｖと連動する可動接点ｖを有する切換スイッ
チ２８の固定接点ｂと可動接点ｖとを介して量子化部９
に与えられる。そして入力のデジタル画像信号が、ＤＣ
Ｔ部８において離散コサイン変換されて、ＤＣＴ部８か
ら出力されたＤＣＴ符号化係数は、量子化部９で量子化
された後に、動きベクトルや符号化モード情報ととも
に、可変長符号化部１０で可変調符号化され、バッファ
メモリ１１に蓄積される。

【００２４】前記のバッファメモリ１１から出力端子２
に対してＭＰＥＧビデオビットストリームが出力され
る。ＩピクチャとＰピクチャとについては、後で動き補
償予測の参照画面として用いる必要があるので、量子化
された情報は、逆量子化部１３，逆ＤＣＴ部１４，加算
器１５，画像メモリ１６，動き補償予測部１７等の動作
によって局部復号化動作が行なわれて、復号器と同一の
画像が復元されて画像メモリ１６に蓄積される。

【００２５】各画面についての符号化はマクロブロック
単位に、画面における左から右へ、上から下へと順番に
符号化が行なわれる。各マクロブロックでは、動き補償
予測モード（インター符号化モード）か、イントラ符号
化モードかが決定され、動き補償予測モードの場合に
は、入力されたマクロブロック画像データと、参照画面
から動き予測によって得られるマクロブロック画像デー
タとの差分をとり、予測誤差信号が得られる。スイッチ
１８は、イントラ符号化モード時にはスイッチ１８ａが
オン、スイッチ１８ｂがオフとされ、また、動き補償予
測モード時にはスイッチ１８ａがオフ、スイッチ１８ｂ
がオンとされる。

【００２６】前記の予測誤差信号は、８画素×８ライン
のブロック単位で、離算コサイン変換により空間周波数
領域に変換され、動き補償予測が行なわれないイントラ
符号化の場合には、入力画像データがそのままＤＣＴ符
号化される。変換後の８×８ＤＣＴ係数は、ターゲット
ビットレートや視覚特性に応じて量子化され、低周波成
分から順にスキャニングして１次元情報に変換される。
符号化モードや動きベクトルなどのマクロブロック符号
化情報と量子化ＤＣＴ係数は、それぞれ可変長符号によ
り符号化される。

【００２７】また、図２に例示してある本発明の画像情
報圧縮装置が、それの切換スイッチ２９の可動接点ｖが
固定接点ｂ側に切換えられている状態において、イント
ラ符号化モード時には、メモリ３０から読出されたデー
タに基づいてスイッチ１８ａがオン、スイッチ１８ｂが
オフとされ、また、動き補償予測モード時にはスイッチ
１８ａがオフ、スイッチ１８ｂがオンとされる。また、
ＤＣＴ部８には前記のメモリ３０から読出されたフレー
ム／フィールドＤＣＴ符号化モードのデータが与えら
れ、さらに量子化部９には、前記のメモリ３０から読出
された量子化マトリクス、Ｑスケールタイプ、イントラ
ＤＣ精度等のデータが与えられて、各構成部分の動作が
制御されるのであり、入力のデジタル画像信号は、ＤＣ
Ｔ部８において離散コサイン変換されて、ＤＣＴ部８か
ら出力されたＤＣＴ符号化係数は、量子化部９で量子化
された後に、動きベクトルや符号化モード情報ととも
に、可変長符号化部１０で可変調符号化され、バッファ
メモリ１１に蓄積される。

【００２８】前記のバッファメモリ１１から出力端子２
に対してＭＰＥＧビデオビットストリームが出力され
る。ＩピクチャとＰピクチャとについては、後で動き補
償予測の参照画面として用いる必要があるので、量子化
された情報は、逆量子化部１３，逆ＤＣＴ部１４，加算
器１５，画像メモリ１６，動き補償予測部１７等の動作
によって局部復号化動作が行なわれて、復号器と同一の
画像が復元されて画像メモリ１６に蓄積される。各画面
についての符号化はマクロブロック単位に、画面におけ
る左から右へ、上から下へと順番に符号化が行なわれ
る。各マクロブロックでは、動き補償予測モード（イン
ター符号化モード）か、イントラ符号化モードかが決定
され、動き補償予測モードの場合には、入力されたマク
ロブロック画像データと、参照画面から動き予測によっ
て得られるマクロブロック画像データとの差分をとり、
予測誤差信号が得られる。

【００２９】前記の予測誤差信号は、８画素×８ライン
のブロック単位で、離算コサイン変換により空間周波数
領域に変換され、動き補償予測が行なわれないイントラ
符号化の場合には、入力画像データがそのままＤＣＴ符
号化される。変換後の８×８ＤＣＴ係数は、ターゲット
ビットレートや視覚特性に応じて量子化され、低周波成
分から順にスキャニングして１次元情報に変換され、符
号化モードや動きベクトルなどのマクロブロック符号化
情報と量子化ＤＣＴ係数は、それぞれ可変長符号により
符号化される。

【００３０】さて、図１及び図２に示す画像情報圧縮装
置において、切換スイッチ２９の可動接点ｖが固定接点
ａ側に切換えられている状態では、既述のように復号器
の部分の加算器２３からの出力信号が、前記の切換スイ
ッチ２９の固定接点ａから可動接点ｖを介して、符号化
器の部分における画面並びかえ部６に供給される。図１
及び図２中の一点鎖線枠中に示されている復号器の部分
には、入力端子３を介して符号化データのビットストリ
ーム（例えばＭＰＥＧ２の符号化データのビットストリ
ーム）が供給され、前記のビットストリームは、バッフ
ァメモリ１９に記憶される。前記のバッファメモリ１９
から読出された符号化データは、可変長復号化部２０で
マクロブロック符号化情報が復号され、符号化モード、
量子化情報、量子化ＤＣＴ係数、予測モード、動きベク
トル、量子化スケールコード、等が分離される。前記し
た予測モード、動きベクトルは動き補償予測部２５に供
給される。

【００３１】復号された８×８の量子化ＤＣＴ係数は、
逆量子化部２１によってＤＣＴ係数に復元される。そし
て、前記のＤＣＴ係数は逆ＤＣＴ部２２により画素空間
データに変換されて加算器２３に供給される。前記の加
算器２３の出力は、画像メモリ２４（予測メモリ）に供
給されているとともに、切換スイッチ２９の固定接点ａ
にも供給されている。前記の画像メモリ２４に記憶され
た画素空間データが与えられる動き補償予測部２５は、
可変長復号化部２０から供給される予測モード、動きベ
クトル等の情報を用いて信号処理を行なって、出力デー
タを加算器２３に供給している。イントラ符号化モード
の場合に、前記した加算器２３から切換スイッチ２９の
固定接点ａに与えられるデジタルデータは、前記した逆
ＤＣＴ部２２から出力された画素空間データそのもので
あり、また動き補償予測モードの場合に前記した加算器
２３から切換スイッチ２９の固定接点ａに与えられるデ
ジタルデータは、動き補償予測されたブロックデータが
加算されたものである。

【００３２】ところで、図１中の一点鎖線枠中に示され
ている復号器の部分における可変長復号化部２０で分離
された量子化スケールコードは、アクティビティ算出回
路２６に供給されている。前記のアクティビティ算出回
路２６では、一枚のピクチャの全マクロブロックの量子
化スケールコードの平均値を算出し、各マクロブロック
の量子化スケールコードを、前記した全マクロブロック
の量子化スケールコードの平均値で除して得た商の値
を、前記した各マクロブロック毎のアクティビティの値
とする。そして、前記したアクティビティ算出回路２６
で発生された各マクロブロック毎のアクティビティの値
は、切換スイッチ２８における固定接点ａと可動接点ｖ
とを介して、図１中の一点鎖線の枠内に示す符号化器に
おける量子化部９に供給される。

【００３３】すなわち図１に示す画像情報圧縮装置にお
いては、切換スイッチ２９の可動接点ｖが固定接点ｂ側
に切換えられていて、入力端子１に供給された画像信号
が符号化の対象にされた場合には、アクティビティ算出
回路２７において算出された既述したように０.５〜２
の範囲をとる正規化アクティビティＮＡｊ＝（２×Ａｊ
＋ＡAV）／（Ａｊ＋２×ＡAV)が、切換スイッチ２８の
固定接点ｂと可動接点ｖとを介して量子化部９に与えら
れているが、切換スイッチ２９の可動接点ｖが固定接点
ａ側に切換えられていて、入力端子３に供給された符号
化データを復号器で復号した状態のデータが符号化の対
象にされた場合には、アクティビティ算出回路２６にお
いて算出された各マクロブロック毎のアクティビティの
値（既述したように一枚のピクチャの全マクロブロック
の量子化スケールコードの平均値を算出し、各マクロブ
ロックの量子化スケールコードを、前記した全マクロブ
ロックの量子化スケールコードの平均値で除して得た商
の値）が、切換スイッチ２８の固定接点ａと可動接点ｖ
とを介して量子化部９に与えられて、前記、それぞれの
場合についての量子化動作が行なわれる。

【００３４】それで、前記した図１に示す画像情報圧縮
装置の切換スイッチ２９の可動接点ｖが固定接点ａ側に
切換えられている状態にされていて、復号器の部分の入
力端子３に供給された例えばＭＰＥＧ２によって画像情
報が圧縮されていたデータを復号器で伸張した後に、符
号化器の部分でＭＰＥＧ２によって再び画像情報を圧縮
する場合について考えると、前記の符号化器の部分で行
なわるＭＰＥＧ２による再度の画像情報の圧縮に際して
は、ピクチャ内の各マクロブロックについて、復号され
る以前にＭＰＥＧ２によって画像情報が圧縮されていた
データにおいて粗く（または比較的細かく）量子化され
ていたマクロブロックは、符号化器の部分でＭＰＥＧ２
によって再び画像情報圧縮が行なわれる場合にも比較的
粗く（または比較的細かく）量子化されることになる。
このように本発明の画像情報圧縮装置では、圧縮の対象
にされているデジタル信号が、画像情報圧縮されていた
符号化データを復号器で伸張した状態のものであった場
合における再度の画像情報の圧縮処理に際しては、その
画像情報に対する前回の圧縮伸張処理動作時に用いられ
た量子化特性のデータに関連を有する量子化特性のデー
タが用いられるようにしているために、既述した従来装
置で生じていた問題は生じない。

【００３５】前述の説明例は図１に示す画像情報圧縮装
置の切換スイッチ２９の可動接点ｖが固定接点ａ側に切
換えられている状態の場合に、復号器の部分の入力端子
３に供給された符号化データと、その符号化データが復
号器で伸張された後に、符号化器において再び圧縮され
て出力される符号化データとの双方が、ともにＭＰＥＧ
２の規定に従って作られたデータであった場合に関する
ものであったが、本発明は、例えば、復号器で伸張され
た符号化データがＤＶ規格に従っていた符号化データで
あり、再度の圧縮によって出力される符号化データがＭ
ＰＥＧ２規格に従っている符号化データである、という
ように、前回の符号化の規格と、次回の符号化の規格と
が異なる場合についても前述の例の場合と同様に適用で
きる。

【００３６】例えば、今、復号器で伸張される符号化デ
ータがＤＶ規格に従っている符号化データであり、再度
の圧縮動作を行なって出力させる符号化データがＭＰＥ
Ｇ２規格に従っている符号化データであったとした場合
を例にして説明すると次のとおりである。図３の（ａ）
はＤＣＴブロックにおけるＤＣＴ係数の配列態様を示し
ている。また、図３の（ａ）に示すＤＣＴブロック内で
数値０を示してある領域は領域番号０（Ａrea Ｎ0.０)
の領域、ＤＣＴブロック内で数値１を示してある領域は
領域番号１（Ａrea Ｎ0.１)の領域、ＤＣＴブロック内
で数値２を示してある領域は領域番号２（Ａrea Ｎ0.
２)の領域、ＤＣＴブロック内で数値３を示してある領
域は領域番号３（Ａrea Ｎ0.３)の領域である。

【００３７】復号器で伸張される符号化データがＤＶ規
格に従っている符号化データであった場合には、マクロ
ブロック毎に決定されるＱＮＯ［図３の（ｂ）に示す表
における左端に表示してある。Ｑuantization number]
と、ＤＣＴブロック毎に決められているＣlass Ｎｏ．
とによって、各ＤＣＴブロックの量子化ステップが決ま
る。実際には図３の（ｂ）に示すように、異なる量子化
ステップの種類が９種類あり、０.５〜２.０の範囲内に
前記の９種類のＱ係数を割当てる。そして、ＤＶの復号
時には、ＤＣＴブロック毎に、前記のＱ係数が、アクテ
ィビティ算出回路２６に転送される。アクティビティ算
出回路２６では、設例における再符号化を規定するＭＰ
ＥＧ２のマクロブロックを構成する４個の輝度信号Ｙの
ＤＣＴブロックのＱ係数を調べて、例えば、前記した４
つのＱ係数の内の最小値のＱ係数を、そのマクロブロッ
クのアクティビティとする。

【００３８】そして、１フレームの全マクロブロックに
ついて、前記のアクティビティを算出した後に、前記の
全マクロブロックのアクティビティの平均値を算出し、
各マクロブロックのアクティビティを、前記した全マク
ロブロックのアクティビティの平均値で除して得た商の
値を、前記した各マクロブロック毎のアクティビティの
値とする。そして、前記したアクティビティ算出回路２
６で発生された各マクロブロック毎のアクティビティの
値は、切換スイッチ２８における固定接点ａと可動接点
ｖとを介して、図１中の一点鎖線の枠内に示す符号化器
における量子化部９に供給する。

【００３９】復号器で伸張される符号化データがＤＶ規
格に従っている符号化データであり、再度の圧縮動作を
行なって出力させる符号化データがＭＰＥＧ２規格に従
っている符号化データであったとした場合にも、前記し
た図１に示す画像情報圧縮装置の切換スイッチ２９の可
動接点ｖが固定接点ａ側に切換えられている状態にされ
て、復号器の部分の入力端子３に供給された例えばＤＶ
によって画像情報が圧縮されていたデータを復号器で伸
張した後に、符号化器の部分でＭＰＥＧ２によって再び
画像情報を圧縮する場合には、前記の符号化器の部分で
行なわるＭＰＥＧ２による再度の画像情報の圧縮に際し
ては、１フレーム内の各マクロブロックについて、復号
される以前にＤＶによって画像情報が圧縮されていたデ
ータにおいて粗く（または比較的細かく）量子化されて
いたマクロブロックは、符号化器の部分でＭＰＥＧ２に
よって再び画像情報圧縮が行なわれる場合にも比較的粗
く（または比較的細かく）量子化されることになり、本
発明の画像情報圧縮装置では、圧縮の対象にされている
デジタル信号が、画像情報圧縮されていた符号化データ
を復号器で伸張した状態のものであった場合における再
度の画像情報の圧縮処理に際しては、その画像情報に対
する前回の圧縮伸張処理動作時に用いられた量子化特性
のデータに関連を有する量子化特性のデータが用いられ
るようにしているために、既述した従来装置で生じてい
た問題は生じない。

【００４０】次に、図２に示す本発明の画像情報圧縮装
置において、それの切換スイッチ２９の可動接点ｖが固
定接点ａ側に切換えられている状態において、入力端子
３に供給された符号化データは、バッファメモリ１９に
格納された後に、バッファメモリ１９から読出されて可
変長復号化部２０に与えられる。前記の可変調復号化部
２０では符号化データを可変調復号化して逆量子化部２
１に供給する。逆量子化部２１では逆量子化を行なった
後に、その出力データを逆ＤＣＴ部２２に供給し、逆Ｄ
ＣＴ部２２で逆ＤＣＴを施して加算器２３に供給する。
加算器２３からの出力データは画像メモリ２４と、切換
スイッチ２９の固定接点ａとに与えられる。前記の画像
メモリ２４に記憶されたデータは動き補償予測部２５で
の動き補償予測のために使用される。前記の動き補償予
測部２５には、可変長復号化部２０で得られる予測モー
ド，動きベクトルが与えられて、動き補償予測を行な
い、動き補償予測部２５からの出力データが加算器２３
に供給される。

【００４１】また、前記した可変長復号化部２０で分離
された量子化マトリクス、Ｑスケールタイプ、イントラ
ＤＣ精度、イントラ／インター符号化モード、フレーム
／フィールドＤＣＴ符号化モード等のデータは、メモリ
３０に転送されて記憶される。前記の量子化マトリクス
の値は、ピクチャ単位で設定可能であり、設定されてい
ない場合はデフォルト値が用いられるものである。Ｑス
ケールタイプは、その値によって線形量子化と非線形量
子化とをピクチャ単位で切換えるものである。前記のイ
ントラＤＣ精度は、イントラマクロブロックのＤＣ係数
の量子化精度を指定するもので、ピクチャ単位で設定可
能である。イントラ／インター符号化モードは、Ｐピク
チャ、またはＢピクチャの場合に、動き予測（インタ
ー）符号化か、イントラ符号化かをマクロブロック毎に
選択できるものである。フレーム／フィールドＤＣＴ符
号化モードは、ピクチャ ストラクチャがフレーム構造
の場合に、マクロブロック毎にＤＣＴブロックをフレー
ムで構成するか、フィールドで構成するかを選択するも
のである。

【００４２】前記した可変長復号化部２０で分離されて
メモリ３０に記憶された量子化マトリクス、Ｑスケール
タイプ、イントラＤＣ精度、イントラ／インター符号化
モード、フレーム／フィールドＤＣＴ符号化モード等の
データは、符号化時にメモリ３０から読出されて、読出
されたデータの値を参照して符号化が行なわれるように
される。イントラ符号化モード時には、前記したメモリ
３０から読出されたイントラ／インター符号化モードの
データに基づいてスイッチ１８ａがオン、スイッチ１８
ｂがオフとされ、また、動き補償予測モード時にはスイ
ッチ１８ａがオフ、スイッチ１８ｂがオンとされる。

【００４３】あるピクチャについては、復号器の部分に
供給された符号化データ（以前の符号化時の符号化デー
タ）におけるＱスケールタイプの値を用いて、同じ量子
化タイプで量子化を行なったり、また、あるピクチャに
ついては、復号器の部分に供給された符号化データにお
けるピクチャタイプ（Ｉ，Ｐ，Ｂ）と今回の符号化のピ
クチャタイプとが一致する場合には、メモリ３０に記憶
されていた、そのピクチャの量子化マトリクスの値を用
いて符号化を行なったりする。同様に、復号器の部分に
供給された符号化データにおけるピクチャタイプがＰま
たはＢで、今回の符号化（再度の量子化）におけるピク
チャタイプがＰまたはＢの場合には、メモリ３０に記憶
されていた、そのピクチャのマクロブロック毎のイント
ラ／インター符号化モードを用いて、前回と同じモード
をマクロブロック毎に採用して符号化を行なうようにす
る。

【００４４】同様に、復号器の部分に供給された符号化
データ（以前の符号化時の符号化データ）におけるピク
チャ構造がフレーム構造で、今回の符号化（再度の量子
化）におけるピクチャ構造もフレーム構造の場合には、
メモリ３０に記憶されていた、そのピクチャのマクロブ
ロック毎のフレーム／フィールドＤＣＴ符号化モードを
用いて、前回と同じモードをマクロブロック毎に採用し
て符号化を行なうようにする。また、同様に、あるマク
ロブロックについて、復号器の部分に供給された符号化
データ（以前の符号化時の符号化データ）が、イントラ
マクロブロックの場合で、今回の符号化（再度の量子
化）においてもイントラマクロブロックの場合には、メ
モリ３０に記憶されていた、そのマクロブロックのイン
トラＤＣ精度で指定された精度でＤＣ係数の量子化を行
なうようにする。

【００４５】図２に例示してある本発明の画像情報圧縮
装置が、それの切換スイッチ２９の可動接点ｖが固定接
点ａ側に切換えられている状態において、復号器の部分
の入力端子３に供給された符号化データを復号して得た
デジタルデータに、再度の符号化を施こす場合に、前述
のように、復号される以前の符号化データに前回の符号
化時に施されていた符号化の内容と関連する符号化の内
容で符号化が行なわれるようにしたことにより、本発明
によらない従来法による場合、すなわち、復号器の部分
の入力端子３に供給された符号化データを復号して得た
デジタルデータに再度の符号化を施こす場合に、前回の
符号化時における符号化の内容とは全く独立した符号化
の内容で符号化が行われる場合には、まず、再度の符
号化時には、以前の符号化時の量子化時の量子化タイプ
と異なるタイプの量子化を行なう可能性がある。

【００４６】また、量子化マトリクスの値として、以
前の符号化時に用いられた値とは別の値が用いられる可
能性がある。ピクチャのマクロブロック毎のイントラ
／インター符号化モードとして、前回と異なるモードが
選択される可能性がある。ピクチャのマクロブロック
毎のフレーム／フィールドＤＣＴ符号化モードとし
て、、前回と異なるモードが採用される可能性がある。
イントラマクロブロックの場合に、そのマクロブロッ
クのイントラＤＣ精度として、前回とは異なる精度で量
子化が行なわれる可能性がある。それにより、従来法の
場合には、比較的に大きな量子化ノイズを発生させる可
能性が大きいし、また本来必要とされるビット量以上の
ビット量が必要とされることが生じる。すなわち、符号
化後のビット量は、ある一定量てあることが必要だか
ら、ある部分において、本来必要な量以上のビット量が
用いられた場合には、他の部分のビット量を削減するこ
とになり、その部分において比較的に大きな量子化ノイ
ズが発生することになる。

【００４７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明の画像情報圧縮装置は、画像情報圧縮が
施されているデータ列を伸張し、前記の伸張された状態
のデータ列に対して、再度の画像情報圧縮を行なうよう
にした画像情報圧縮装置において、前記の画像情報圧縮
が施されているデータ列に対する伸張動作時の制御のた
めに使用されるデータを、再度の画像情報圧縮動作を行
なう場合の制御データとして用いるようにしたことによ
り、本発明の画像情報圧縮装置では、圧縮の対象にされ
ているデジタル信号が、画像情報圧縮されていた符号化
データを復号器で伸張した状態のものであった場合にお
ける再度の画像情報の圧縮処理に際しては、その画像情
報に対する前回の圧縮伸張処理動作時に用いられた量子
化特性のデータに関連を有する量子化特性のデータが用
いられるようにしているために、既述した従来装置で生
じていた問題は生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像情報圧縮装置のブロック図であ
る。

【図２】本発明の画像情報圧縮装置のブロック図であ
る。

【図３】本発明の画像情報圧縮装置の構成の説明に用い
る図である。

【図４】従来の復号器のブロック図である。

【図５】従来の符号化器のブロック図である。

【符号の説明】 ４…アナログデジタル変換器、５…フォーマット変換
部、６…画面並びかえ部、７…加算器、８…ＤＣＴ部、
９…量子化部、１０…可変調符号化部、１１，１９…バ
ッファメモリ、１２…レート制御部、１３，２１…逆量
子化部、１４，２２…逆ＤＣＴ部、１５…加算器、１６
…画像メモリ、１７，２５…動き補償予測部、２０…可
変調復号化部、２４…画像メモリ、２６，２７…アクテ
ィビティ算出回路、２８，２９…切換スイッチ、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報圧縮が施されているデータ列を
   伸張し、前記の伸張された状態のデータ列に対して、再
   度の画像情報圧縮を行なうようにした画像情報圧縮装置
   において、前記の画像情報圧縮が施されているデータ列
   に対する伸張動作時の制御のために使用されるデータ
   を、再度の画像情報圧縮動作を行なう場合の制御データ
   として用いるようにした画像情報圧縮装置。
2. 【請求項２】 画像情報圧縮されたデータ列に対する伸
   張動作時の制御のために使用され、再度の画像情報圧縮
   動作を行なう場合の制御データとして、量子化精度に関
   するデータ、量子化マトリクスに関するデータ、線形量
   子化と非線形量子化との選択に関するデータ、動き補償
   予測を行なうか否かに関するデータ、フレーム構造で離
   散コサイン変換を行なうか、フィールド構造で離散コサ
   イン変換を行なうかの選択に関するデータにおける１つ
   以上のものが選択使用されるようにした請求項１に記載
   の画像情報圧縮装置。