JPH0946553A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既にガンマ補正をかけられた非線型状態の動
画像データを符号化する際に、符号化効率を向上させる
為に符号化過程の前処理として、適応フィルタ装置によ
り動画像データにフィルタをかけていたが、ガンマ補正
による非線型信号にフィルタをかけることにより定輝度
原理が保たれず、復号後の再現動画像上でフリッカとし
て顕在化していた。 【解決手段】 フィルタ装置200に逆ガンマ補正手段と
しての逆ガンマ補正器202およびガンマ補正手段として
のガンマ補正器204を付加し、フィルタ装置200に入力さ
れた動画像データを逆ガンマ補正器202で線形状態に戻
し、線形フィルタ203でフィルタをかけた後に再びガン
マ補正器204でガンマ補正をかけて出力する。このこと
により、符号化装置300における符号化効率を向上する
とともに、復号後の再現動画像上でのフリッカを抑制す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフィルタ装置に関
し、動画像データにガンマ補正をかけて出力する動画像
データ出力装置と動画像データを符号化する符号化装置
との間に配設され、動画像データの符号化効率を高める
ことを目的としたフィルタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像データの送受系における動画像の
揮度や色の再現性は、ビデオカメラ等の入力側の入力動
画像データ（元動画像）の入力値とそれに対するディス
プレイ等の出力側の出力動画像データ（再現動画像）の
出力を対数尺度で表した両対数グラフ上にプロットした
線分の傾きにより表されるガンマ値で評価される。

【０００３】そこで、従来、入力側での動画像を出力側
で揮度や色を忠実に再現することを目的として、入力側
の入力動画像データの輝度値と出力側の出力動画像デー
タの輝度値を１：１の割合に近づける（前記ガンマ値を
１に近づける）ための補正をするガンマ補正器を入力側
と出力側の間に配設している。例えば、オーム社刊行の
「現代テレビ放送技術」P78〜P80に記載されているよう
に、図７（ａ）に示すような動画像の送受系１におい
て、増幅器３および５のガンマ値γ2およびγ4は一般に
直線領域で動作させれば１である。そして撮像管２のγ
1は光電変換特性の傾斜値であるが、光導電効果を利用
した光導電形の撮像管であるビジコンは一般的にγ1＝
0.6〜0.7であり、同じく光導電効果を利用した光導電形
の撮像管であるプランビコンはγ1≒１である。また、
受像管６のガンマは光電変換特性の傾斜値で、これをγ
5とすると、各色ともγ5≒2.2である。

【０００４】このことから、発光出力が信号出力に正比
例していないといえる。言い換えれば、再現動画像の輝
度が被写体の輝度に正比例しないことになり、何らかの
形で補正しないと、受像管６の入力までガンマ１であっ
ても、輝度の変化によって色相と飽和度が変化すること
になる。ここで、色相とは、光の波長の相違による色彩
感覚であり、赤、青、黄というような色の種類を表すも
のであり、また、飽和度とは、光が単色項に近いもので
あるかどうかによる色彩感覚で、色が白で薄められる割
合である色の深さを表すものである。

【０００５】上述のような色相と飽和度の変化をもたら
す撮像管２のガンマ特性によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色
の混合比が変化すると、忠実な色の再現ができなくな
る。そこで、入力側にガンマ補正回路を設けて送受系１
の総合のガンマ値γをγ＝１としている。例えば撮像管
２にプランビコンを用いた場合のガンマ補正回路のガン
マ値γ3を、 γ＝γ1γ2γ3γ4γ5＝１ から求めると、 γ1＝γ2＝γ4＝１、 γ5＝2.2 であるから、 γ3＝１／（γ1γ2γ3γ4）＝１／2.2＝0.45 となる。

【０００６】従って、このときのガンマ補正回路の特性
を直線尺度と対数尺度で表せば図７（ｂ）となる。同様
に、撮像管２にビジコンを用いるとγ3≒0.7となる。ま
た、受像管の光電変換特性を図７（ｃ）に示す。なお、
前記ガンマ補正器は、輝度信号と色差信号の間でクロス
トークを生じるという問題はあるが、現行においては、
ディスプレイ等の出力側のコスト的問題などにより、ビ
デオカメラ等の入力側に取り付けられているのが標準と
なっている。

【０００７】一方、前述のような出力側での再現動画像
の揮度や色の再現性を高める技術が追求されるととも
に、近年マルチメディアブームの中で、データ量は益々
増大し、データ伝送媒体の限られた伝送容量の範囲での
効率の良いデータ伝送技術や、パッケージメディアへの
効率の良いデータ蓄積技術が追及されている。その中核
技術としてのデータ符号化技術では、より符号化効率を
高める方法が模索され続けている。また、様々なデータ
の中でも動画像データの圧縮は最も重要な課題として注
目されている。

【０００８】その動画像データの圧縮技術としてＭＰＥ
Ｇ（Moving Pictuer Experts Group）によるＭＰＥＧ規
格が標準化され、実用の段階に入っている。ＭＰＥＧの
基本技術は、入力された動画像データを構成する画面１
枚分の画面データを、（縦）×（横）=（８）×（８）
のブロックに分割し、該ブロックをそれぞれＤＣＴ変換
（離散コサイン変換）により各周波数毎に分割し、その
各周波数毎に分割されたブロックの変換係数をそれぞれ
量子化することにより伝送時のデータ量を圧縮してい
る。この圧縮処理は空間的圧縮と呼ばれている。

【０００９】また、動画像データは動画像を構成する各
画面間に相似性があるという特徴（画面間相関性が高
い）から、前後の画面データの差分値を算出し、該画面
データを該差分値による表現で代用することによりデー
タ量を圧縮している。さらに、前後の画面データにおい
て、類似したブロック同士の位置的なずれ（動きベクト
ル）を算出し、この動きベクトルを用いた動き補償を加
味することによりデータ量をさらに圧縮している。この
圧縮処理は時間的圧縮と呼ばれている。

【００１０】さらにまた、前記空間的および時間的各圧
縮過程後における符号割り付けの段階で、符号の発生確
立の高いものに符号長の短い符号を割り当て、発生確立
の低いものに符号長の長い符号を割り当てることによ
り、データ全体の符号長の平均を短くしてデータ量を圧
縮している。以上のようなＭＰＥＧ規格の符号化技術は
複数の符号化技術が組合わされたハイブリッド符号化に
より構成されている。

【００１１】ここで、従来の前記ＭＰＥＧ規格による動
画像データの符号化において、符号化効率を向上させる
ことを目的として、図８に示すように、符号化過程の前
処理として動画像データにフィルタをかける方法があ
る。図８において、10は動画像データ出力装置、20はフ
ィルタ装置、30は符号化装置である。

【００１２】動画像データ出力装置10は、光電変換器11
により自然画像から電気的な三原色信号の動画像データ
を生成し、該動画像データにガンマ補正器12でガンマ補
正をかけ、該動画像データをマトリクス変換器13で輝
度、色差信号に変換してフィルタ装置20に出力する。フ
ィルタ装置20は、符号化装置30内における符号発生量の
情報に基づき、動画像データ出力装置10からの前記動画
像データに、線形フィルタ21のフィルタの強度を段階的
に変化させながらフィルタをかけることにより、前記動
画像データの周波数帯域を一律に下げ（画面全体をぼや
けさせて）、符号化装置30に出力する。

【００１３】符号化装置30は、符号化制御装置34の制御
下で、フィルタ装置20から入力された前記動画像データ
を空間的圧縮器31で圧縮し、さらに時間的圧縮器32でル
ープ回路を構成することにより、空間的圧縮器31で圧縮
された前記動画像データをさらに圧縮し、該ループ回路
を経て圧縮された動画像データを可変長符号化装置33で
符号割り付けして符号化信号を出力する。また前述の通
り、符号化制御装置34は、符号化装置30内での符号発生
量の情報を線形フィルタ21に送信している。

【００１４】このように、フィルタ装置20において動画
像データの周波数帯域を一律に下げることにより、符号
化装置30内における空間的圧縮器31内でのＤＣＴ変換過
程で生成されるＤＣＴ変換係数の高周波項側の値が小さ
くなり、次の空間的圧縮器31での量子化過程後の量子化
係数の高周波項側をカットする（０値の項が増える）こ
とにより、符号化効率を高めている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術のように、符号化効率を高めることを目的とし
て、フィルタ装置を、動画像データにガンマ補正をかけ
て出力する動画像データ出力装置と動画像データを符号
化する符号化装置との間に配設したとき、入力側（カメ
ラ等）の元画素データの入力輝度値がａn-2、ａn-1、ａ
n、ａn+1、ａn+2で、それらに各対応する出力側（ディ
スプレイ等）での再現輝度値をｂn-2、ｂn-1、ｂn、ｂn
+1、ｂn+2とし、フィルタ装置に主走査線方向に隣接す
る３つの画素を対象としてフィルタをかける線形フィル
タを使用し、フィルタの重み付比率がα：β：αであ
り、ガンマ値をγとすると、ａnとｂnの関係は、フィル
タがｏｎのときのｂnをｂnONとすると、

【００１６】

【数１】

【００１７】画素がフィルタを通過するときガンマ状態
で、フィルタがｏｆｆのときのｂnをｂnOFFとすると、 ｂnOFF＝ａn … 式２） となる。ここで、フィルタ装置のＯＮおよびＯＦＦのと
きの画素ｂn-1、ｂn、ｂn+1の単純平均値を、それぞれ
ＢnONおよびＢnOFFとし、その変化量をΔＢnとすると、

【００１８】

【数２】

【００１９】

【数３】

【００２０】 ΔＢn＝｜ＢnON−ＢnOFF｜ … 式５） となる。ここで、ΔＢnは、フィルタ装置のＯＮおよび
ＯＦＦによる平均輝度値の変化量を表すことから、動画
像を構成する各画面毎にフィルタ装置のＯＮとＯＦＦを
切り換えた場合、動画像を構成する各画面間での各対応
する画素間での定輝度原理が保たれず、再現動画像上に
フリッカ（画面のちらつき）が発生するという問題が生
じてしまう。

【００２１】

【課題を解決するための手段】そこで、上記問題点を解
消するために、本請求項１記載の発明は、動画像データ
にガンマ補正をかけて出力する動画像データ出力装置と
動画像データを符号化する符号化装置との間に配設さ
れ、動画像データ出力装置からガンマ補正をかけられた
動画像データを入力して、フィルタをかけて符号化装置
に出力するとともに、前記フィルタの強度を変化させる
ことが可能なフィルタ装置であって、前記動画像データ
出力装置からガンマ補正をかけられた動画像データを入
力して逆ガンマ補正をかけて該動画像データをリニア状
態にして出力する逆ガンマ補正手段と、前記逆ガンマ補
正手段から動画像データを入力して、前記フィルタをか
けて出力するフィルタ手段と、前記フィルタ手段から動
画像データを入力して、該動画像データを非リニア状態
に戻して前記符号化装置に出力するガンマ補正手段と、
を有することを特徴とするものである。

【００２２】本請求項２記載の発明は、請求項１記載の
フィルタ装置において、前記動画像データ出力装置から
出力される動画像データおよび符号化装置に入力される
動画像データのそれぞれが、１つの輝度信号と２つの色
差信号により表されるものであり、前記動画像データ出
力装置から動画像データを入力し、該動画像データを輝
度、色差信号から三原色信号に変換して前記逆ガンマ補
正手段に出力するマトリクス変換手段と、前記ガンマ補
正手段から動画像データを入力し、該動画像データを三
原色信号から輝度、色差信号に変換する逆マトリクス手
段と、を有することを特徴とするものである。

【００２３】本請求項３記載の発明は、請求項１記載の
フィルタ装置において、前記動画像データ出力装置から
出力される動画像データおよび前記符号化装置に入力さ
れる動画像データのそれぞれが、１つの輝度信号と２つ
の色差信号により表される動画像データであり、前記動
画像データ出力装置から動画像データを入力して、該入
力動画像データよりもビット数の長い動画像データに変
換して前記逆ガンマ補正手段に出力する第１データビッ
ト数変換手段と、前記ガンマ補正装置から動画像データ
を入力して、前記第１データビット数変換手段に入力さ
れたときと同じデータビット長の動画像データに変換し
て前記符号化装置に出力する第２データビット数変換手
段と、を有することを特徴とするものである。

【００２４】本請求項４記載の発明は、請求項２に記載
のフィルタ装置において、前記動画像データ出力装置か
ら出力される動画像データおよび前記符号化装置に入力
される動画像データのそれぞれが、１つの輝度信号と２
つの色差信号により表される動画像データであり、前記
動画像データ出力手段から動画像データを入力して、前
記輝度、色差信号を三原色信号に変換するとともに該入
力動画像データよりもビット数の長い動画像データに変
換して前記逆ガンマ補正手段に出力するマトリクス変換
手段と、前記ガンマ補正手段から動画像データを入力し
て、前記第１データビット数変換手段に入力されたとき
と同じデータビット長の動画像データに変換するととも
に輝度、色差信号に変換して前記符号化装置に出力する
逆マトリクス変換手段と、を有することを特徴とするも
のである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
に基づいて説明する。本発明にかかるフィルタ装置200
は、動画像データにガンマ補正をかけて動画像データＶ
１を出力する動画像データ出力装置100と動画像データ
Ｖ４を符号化する符号化装置300との間に配設されるも
のである。

【００２６】上述のように配設され機能するフィルタ装
置200は、逆ガンマ補正手段としての逆ガンマ補正器20
2、フィルタ手段としての線形フィルタ203およびガンマ
補正手段としてのガンマ補正器204を備えている。逆ガ
ンマ補正器202は、動画像データ出力装置100からガンマ
補正をかけられた動画像データＶ１を入力して逆ガンマ
補正をかけ、動画像データＶ１をリニア状態にした動画
像データＶ２を線形フィルタ203に出力するものであ
る。

【００２７】線形フィルタ203は、逆ガンマ補正器202か
ら動画像データＶ２を入力して、符号化装置300の符号
発生量の情報に基づいてフィルタの強度を段階的に切り
換えながらＶ２にフィルタをかけ、動画像データＶ３を
ガンマ補正器204に出力するものである。ガンマ補正器2
04は、フィルタ203から動画像データＶ３を入力して、
ガンマ補正をかけて動画像データＶ４を符号化装置300
に出力するものである。

【００２８】以上フィルタ装置200の作用により、符号
化効率を維持したままで動画像データの定輝度原理が保
たれ、動画像データがディスプレイ等で再現された際の
画面上でのフリッカを抑えることを実現している。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図２〜図６に基づ
いて説明する。図２は、本発明に係るフィルタ装置の一
実施例を適用した動画像符号化システムを示すブロック
図である。図２において、100は動画像データ出力装
置、200はフィルタ装置、300は符号化装置である。

【００３０】動画像データ出力装置100は、図３に示す
とおり、例えばビデオカメラ等からなるものであり、光
電変換器101、ガンマ補正器102およびマトリクス変換器
103を有している。光電変換器101は、光波動を順次三原
色信号の電気信号に分割、変換し、動画像データを生成
するものである。ガンマ補正器102は、動画像データに
ガンマ補正をかけるものである。マトリクス変換器103
は、三原色信号の動画像データを輝度および色差信号に
変換するものである。

【００３１】フィルタ装置200は、図４に示すとおり、
逆マトリクス変換器201、逆ガンマ補正器202、線形フィ
ルタ203、ガンマ補正器204およびマトリクス変換器205
を有している。逆マトリクス変換器201は逆マトリクス
変換手段を構成し、８ビットの輝度、色差信号を12ビッ
トの三原色信号に変換するものである。逆ガンマ補正器
202は逆ガンマ補正手段を構成するものであり、既にガ
ンマ補正をかけられて非線形化されている動画像データ
を元の線形化データに変換するものである。

【００３２】線形フィルタ203は、フィルタ手段を構成
し、動画像データの周波数帯域を一律に低下させるロー
パスフィルタからなるものである。ガンマ補正器204
は、ガンマ補正手段を構成し、線形化された動画像デー
タにガンマ補正をかけて非線形データにするものであ
る。マトリクス変換器205は、12ビットの三原色信号を
８ビットの輝度、色差信号に変換するものである。

【００３３】符号化装置300は、図５に示すとおり、フ
レームメモリ301、差分算出器302、スイッチ303、ＤＣ
Ｔ変換器304、量子化器305、符号化制御装置306、可変
長符号化器307、多重化器308、バッファメモリ309、逆
量子化器310、逆ＤＣＴ変換器311、復元器312、スイッ
チ313、予測メモリ314、予測メモリ315、平均算出器316
およびスイッチ317を有している。

【００３４】フレームメモリ301は、動画像データを構
成する各画面データを該画面（フレーム）毎に記憶する
ものである。差分算出器302は、動画像データを構成す
る２つの画面データの差分値を算出するものである。ス
イッチ303は、端子Ａ、ＢとＣの接続を適宜切り換える
ものである。ＤＣＴ変換器304は、動画像データを構成
する画面データをＤＣＴ変換（離散コサイン変換）する
ものである。量子化器305は、ＤＣＴ変換係数を量子化
して量子化係数にするものである。

【００３５】符号化制御装置306は、各信号線ｂ、ｃ、
ｄ、ｅ、ｆを介して符号化装置300内の符号化に関する
全般と、図６に示す線形フィルタ203内の係数出力部203
05を制御するものである。可変長符号化器307は、符号
の発生確立の大小により符号割り付けをするものであ
る。多重化器308は、符号化過程での情報に基づき、符
号化された動画像データを構成する各画面データに附帯
情報を添付するものである。バッファメモリ309は、符
号化された送信データを一時溜めておくものである。

【００３６】逆量子化器310は、既に量子化されたＤＣ
Ｔ変換係数を、該量子化に対する逆量子化をするもので
ある。逆ＤＣＴ変換器311は、ＤＣＴ変換係数を逆ＤＣ
Ｔ変換して元のデータに戻すものである。復元器312
は、画面データ差分値に元の画面データから引かれたデ
ータを加算することにより、元の画面データに復元する
ものである。スイッチ313は、端子ＤとＥ、Ｆ、Ｇの接
続を適宜切り換えるものである。

【００３７】予測メモリ314は、動画像データを構成す
る画面データ（フレーム）１枚分を記憶するものであ
る。予測メモリ315は、動画像データを構成する画面デ
ータの１枚分を記憶するものである。平均算出器316
は、動画像データを構成する２つの画面データの対応画
素間での平均値（内挿画像）を算出するものである。ス
イッチ317は、端子Ｈ、Ｉ、Ｊ、ＫとＬの接続を適宜切
り換えるものである。

【００３８】図３、４および５において、Ｄ１、Ｄ２、
Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６およびＤ７は、三原色信号である動画
像データを表すものである。Ｄ３およびＤ８は、輝度、
色差信号である動画像データを表すものである。Ｄ９、
Ｄ16、Ｄ17、Ｄ18、Ｄ19およびＤ20は、輝度、色差信号
である動画像データを構成する画面データを表すもので
ある。Ｄ10は、輝度、色差信号である動画像データを構
成する２枚の画面データの差分データを表すものであ
る。

【００３９】Ｄ11は、輝度、色差信号である動画像デー
タを構成する画面データか、または、輝度、色差信号で
ある動画像データを構成する２枚の画面データの差分デ
ータを表すものである。Ｄ12は、動画像データを構成す
る画面データのＤＣＴ変換係数を表すものである。Ｄ13
は、ＤＣＴ変換係数を量子化した量子化係数を表すもの
である。Ｄ14は、Ｄ12に量子化誤差を付与したＤＣＴ変
換係数を表すものである。

【００４０】Ｄ15は、輝度、色差信号である動画像デー
タを構成する画面データか、または、輝度、色差信号で
ある動画像データを構成する２枚の画面データの差分デ
ータを表すものである。Ｄ21は、輝度、色差信号である
動画像データを構成する２つの画面データの対応画素間
での平均値であるデータを表すものである。Ｄ22は、輝
度、色差信号である動画像データを構成する画面データ
であるか、輝度、色差信号である動画像データを構成す
る２つの画面データの対応画素間での平均値であるデー
タか、または、０値を表すものである。

【００４１】Ｄ23は、量子化係数に可変長符号割り付け
をした符号化データを表すものである。Ｄ24は、符号化
過程での各情報を添付した符号化データを、該添付情報
に基づき符号化された動画像データとして再構成された
符号化データを表すものである。Ｄ25は、符号化された
動画像データを一定のデータ量にまとめた動画像データ
を表すものである。

【００４２】以下、動画像データ出力装置100、フィル
タ装置200および符号化装置300の各構成要素間での動画
像データ、動画像データを構成する画面データ、および
制御信号の流れを説明する。図３に示すとおり、動画像
出力装置100において、光電変換器101で動画像データＤ
１が生成されてガンマ補正器102に伝送される。光電変
換器101から伝送されたＤ１は、ガンマ補正器102でＤ２
にガンマ補正されマトリクス変換器103に伝送される。
ガンマ補正器102から伝送されたＤ２は、マトリクス変
換器103でＤ３にマトリクス変換されフィルタ装置200に
出力される。

【００４３】図４に示すとおり、フィルタ装置200にお
いて、動画像データ出力装置100から入力されたＤ３
は、逆マトリクス変換装置201でＤ４に逆マトリクス変
換され逆ガンマ補正器202に伝送される。逆マトリクス
変換装置201から伝送されたＤ４は、逆ガンマ補正器202
でＤ５に逆ガンマ補正され線形フィルタ203に伝送され
る。逆ガンマ補正器202から伝送されたＤ５は、線形フ
ィルタ203で信号線ａを介した符号化制御装置306の制御
に基づきフィルタの強度を段階的に変化させながらＤ６
にフィルタリングされ、周波帯域を一律に下げられてガ
ンマ補正器204に伝送される。線形フィルタ203から伝送
されたＤ６は、ガンマ補正器204でＤ７にガンマ補正さ
れマトリクス変換器205に伝送される。ガンマ補正器204
から伝送されたＤ７は、マトリクス変換器205でＤ８に
マトリクス変換され符号化装置300に出力される。

【００４４】図５に示すとおり、符号化装置300におい
て、フィルタ装置200から入力されたＤ８は、フレーム
メモリ301で動画像データを構成する各画面データ毎に
一旦フレームメモリ301に入力順に記憶され、フレーム
メモリ301は、信号線ｂを介した符号化制御装置306の制
御に基づき、動画像データを構成する画面データＤ９を
適宜端子Ａと差分算出器302に伝送する。

【００４５】フレームメモリ301から伝送されたＤ９
は、差分算出器302で、ループ回路４を経て戻されたＤ2
2との差分を計算され、その差分値データＤ10は、端子
Ｂに伝送される。スイッチ303は、信号線ｃを介した符
号化制御装置306の制御に基づき端子Ａ、ＢとＣの接続
を適宜切り換え、接続がＡ−ＣのときＤ９と等しく、Ｂ
−ＣのときＤ10と等しいＤ11をＤＣＴ変換器304に伝送
する。

【００４６】スイッチ303から伝送されたＤ11は、ＤＣ
Ｔ変換器304でＤ12に変換され量子化器305に伝送され
る。量子化器305に伝送されたＤ12は、量子化器305で、
信号線ｆを介した符号化制御装置306の制御に基づきＤ1
3に量子化され、可変長符号化器307と逆量子化器310に
伝送される。量子化器305から伝送されたＤ13は、可変
長符号化器307の発生頻度の情報に基づいた可変長テー
ブルによって符号化データＤ23となり、多重化器308に
伝送される。 可変長符号化器307から伝送されたＤ23
は、多重化器308で、信号線ｈを介した量子化器305と可
変長符号化器307の情報に基づき符号化情報を付与され
てＤ24となり、そのＤ24はバッファメモリ309に伝送さ
れる。多重化器308から伝送されたＤ24は、バッファメ
モリ309で送信データ量を一定にすることを目的として
Ｄ25にまとめられ、外部のメディアに出力される。この
ときバッファメモリ309は、信号線ｉを介して符号化制
御装置306にバッファ容量情報および符号発生状況を送
信している。

【００４７】符号化装置300内のループ回路Ａにおい
て、量子化器305から伝送されたＤ13は、逆量子化器310
で、Ｄ12に量子化誤差を付与したものと等しいＤ14に量
子化され逆ＤＣＴ変換器311に伝送される。逆量子化器3
10から伝送されたＤ14は、逆ＤＣＴ変換器311で、Ｄ11
に量子化誤差を付与したものと等しいＤ15に変換され復
元器312に伝送される。逆ＤＣＴ変換器311から伝送され
たＤ15は、復元器312でＤ22を加算され、ほぼＤ９に等
しいＤ16に復元されスイッチ313に伝送される。

【００４８】スイッチ313は、信号線ｅを介した符号化
制御装置306の制御に基づき端子Ｅ、Ｆ、ＧとＤの接続
を適宜切り換え、接続がＤ−ＥのときＤ16と等しいＤ17
を予測メモリ314に伝送し、接続がＤ−ＦのときＤ16と
等しいＤ18を予測メモリ315に伝送し、接続がＤ−Ｇの
ときＤ16を破棄する。スイッチ313から伝送されたＤ17
は、予測メモリ314に記憶されるとともに、Ｄ19として
端子Ｈと平均算出器316へ伝送される。

【００４９】スイッチ313から伝送されたＤ18は、予測
メモリ315に記憶されるとともに、Ｄ20として端子Ｊと
平均算出器316に伝送される。予測メモリ314から伝送さ
れたＤ19は、平均算出器316で、予測メモリ315から伝送
されたＤ20との対応画素間における平均値を各算出さ
れ、その算出された平均値Ｄ21は、端子Ｉに伝送され
る。スイッチ317は、信号線ｄを介した符号化制御装置3
06の制御に基づき端Ｈ、Ｉ、Ｊ、ＫとＬの接続を適宜切
り換え、接続がＬ−ＨのときＤ19と等しいＤ22を、接続
がＬ−ＩのときＤ21と等しいＤ22を、接続がＬ−Ｊのと
きＤ20と等しいＤ22を、接続がＬ−Ｋのとき０値である
Ｄ22を、差分算出器302と復元器312に伝送する。

【００５０】以上、動画像は動画像データ出力装置10
0、フィルタ装置200および符号化装置300を経て符号化
データに圧縮され、図外の画像データ復号装置に向けて
出力される。ここで、図４のフィルタ装置200内の逆ガ
ンマ補正器202、線形フィルタ203およびガンマ補正器20
4における動画像データのろ波処理の過程を図６に基づ
き説明する。

【００５１】線形フィルタ203は、図６に示すとおり、
以下に記載する20301〜20305を有するものである。2030
1は、直列に接続された３つのフリップフロップＣ１、
Ｃ２、Ｃ３により構成され、逆ガンマ補正器202よりシ
リアル入力された３つの画素データをパラレル出力する
シリアルパラレル変換部である。20302は、３つの乗算
器Ａ１、Ａ２、Ａ３により構成され、Ａ１はＣ１より伝
送された画素データ値に係数出力部20305より伝送され
た係数を、Ａ２はＣ２より伝送された画素データ値に係
数出力部20305より伝送された係数を、Ａ３はＣ３より
伝送された画素データ値に係数出力部20305より伝送さ
れた係数を、それぞれ乗じて出力する乗算部である。

【００５２】20303は、１つの加算器Ｂ１により構成さ
れ、Ａ１、Ａ２およびＡ３から伝送された画素データ値
の総和を算出する加算部である。20304は、１つの乗算
器Ａ４により構成され、Ｂ１から伝送された画素データ
値に、係数出力部20305から伝送された係数を乗じてガ
ンマ補正器204に出力する乗算部である。20305は、１つ
の係数発生器Ｋ１と計算器Ｋ２により構成され、信号線
ａを介した図５の符号化装置300内の符号化制御装置306
の制御に基づき、係数発生器Ｋ１にて係数を発生し、Ａ
１、Ａ２、Ａ３および計算器Ｋ２にそれぞれ伝送し、該
計算器Ｋ２が係数発生器Ｋ１より伝送された係数に基づ
き算出した係数をＡ４に伝送する係数出力部である。

【００５３】まず、動画像データ上において主送査線方
向に隣接するガンマ状態である画素データｄ41、ｄ42、
ｄ43がガンマ補正器202にシリアル入力され、順次ガン
マ補正器202でリニア状態のデータｄ51、ｄ52、ｄ53に
補正されてシリアルパラレル変換部20301に伝送され
る。シリアルパラレル変換部20301に伝送されたｄ51、
ｄ52、ｄ53は、フリップフロップＣ１、Ｃ２、Ｃ３上で
Ｃ１にｄ51、Ｃ２にｄ52、Ｃ３にｄ53がそれぞれ到達し
てシリアル配列された時点で、同時に乗算部20302に伝
送されてパラレル配列に変換される。乗算部20302に伝
送された画素データｄ51、ｄ52、ｄ53は、Ａ１で係数出
力部20305から伝送された係数ａ0がｄ51に、Ａ２で係数
出力部20305から伝送された係数ａ1がｄ52に、Ａ３で係
数出力部部20305から伝送された係数ａ0がｄ53に各乗じ
られて加算部20303に伝送される。このとき係数出力部2
0305が出力した係数ａ0、ａ1は、信号線ａを介して図５
の符号化装置300内の符号化制御装置306の制御に基づ
き、係数発生器Ｋ１により発生されたものである。

【００５４】加算部20303に伝送された画素データｄ51
×ａ0、ｄ52×ａ1およびｄ53×ａ0は、総和値が算出さ
れ乗算部20304に伝送される。乗算部20304に伝送された
総和値データｄ51×ａ0＋ｄ52×ａ1＋ｄ53×ａ0は、係
数出力部20305より伝送された係数１／（ａ1＋２×ａ
0）を乗じられてガンマ補正器204に伝送される。このと
き係数１／（ａ1＋２×ａ0）は係数出力部20305内の計
算器Ｋ２にて算出されたものである。また、該データ
は、以降前記ｄ52にフィルタをかけたものとして扱われ
る。そして該データ（ｄ51×ａ0＋ｄ52×ａ1＋ｄ53×ａ
0）／（ａ1＋２×ａ0）は、ガンマ補正器204でガンマ補
正される。

【００５５】このように、本実施例では、フィルタ装置
200において、動画像出力装置100を出力された時点で、
既にガンマ補正されている動画像データを、リニア状態
に戻してからフィルタをかけ、再びガンマ補正状態に戻
してから動画像データを出力することにより、Ｄ１での
輝度値がｙn-2、ｙn-1、ｙn、ｙn+1、ｙn+2であり、そ
れらに各対応する図示されていないディスプレイ上での
再現輝度値が、ｙ’n-2、ｙ’n-1、ｙ’n、ｙ’n+1、
ｙ’n+2であり、フィルタの重み付比率がａ0：ａ1：ａ0
であり、且つ、ガンマ値をγとすると、ｙnとｙ’nの関
係は、フィルタがｏｎのときのｙ’nをｙ’nONとする
と、 ｙ’nON＝（ａ0×ｙn-1+ａ1×ｙn+ａ0×ｙn+1）／（２×ａ0+ａ1） … 式６） となり、フィルタがｏｆｆのときのｙ’nをｙ’nOFFと
すると、 ｙ’nOFF＝ｙn … 式７） となる。

【００５６】ここで、フィルタ装置のＯＮおよびＯＦＦ
のときの画素ｙ’n-1、ｙ’n、ｙ’n+1の単純平均値
（平均輝度値）を、それぞれ Ｙ’nONおよびＹ’nOFFと
し、その変化量をそれぞれΔＹ’nとすると、

【００５７】

【数４】

【００５８】

【数５】

【００５９】となり、

【００６０】

【数６】

【００６１】となる。よって、式５）と式10）を比較し
て、式10）の方が同条件においてΔＹ’nを小さく抑え
ることができるので、動画像データにフィルタをかける
際、一度リニア状態に戻した方が、動画像データを復号
化してから再現する時点で、フィルタ装置200のフィル
タの強度を段階的に切り替えることにより発生していた
再現動画像上でのフリッカの発生を抑えることができ
る。

【００６２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、符号化効
率を維持したまま、符号化された動画像データを復号し
て再現する時点で、フィルタ装置のフィルタの強度を段
階的に切り換えることにより発生していた再現動画像上
でのフリッカを抑えることができる。

【００６３】請求項２記載の発明によれば、動画像デー
タ出力装置から出力される動画像データおよび符号化装
置に入力される動画像データのそれぞれが、輝度、色差
信号であるとき、フィルタをかける時点で、動画像デー
タをリニア状態に戻すことができ、請求項１記載の発明
と同等の効果を得ることができる。請求項３記載の発明
によれば、請求項１記載のフィルタ装置内において、動
画像データの分解能が不足するのを防ぐことができる。

【００６４】請求項４記載の発明によれば、請求項２記
載のフィルタ装置内において、動画像データの分解能が
不足するのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施の形態を示す図である。

【図２】本発明に係る線形フィルタの一実施例であるフ
ィルタ装置を適用した動画像符号化システムを示すブロ
ック図である。

【図３】図２における動画像データ出力装置100の構成
を示すブロック図である。

【図４】図２におけるフィルタ装置200の構成を示すブ
ロック図である。

【図５】図２における符号化装置300の構成を示すブロ
ック図である。

【図６】図４におけるフィルタ203の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】ガンマ補正を行う動画像の送受系のデータの状
態変化を説明。

【図８】従来の技術としての前処理フィルタを適用した
動画像符号化システムの構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 動画像の送受系 ２ 撮像管 ３ 増幅器 ４ ガンマ補正器 ５ 増幅器 ６ 受像器 10 動画像データ出力装置 11 光電変換器 12 ガンマ補正器 13 マトリクス変換器 20 フィルタ装置 21 線形フィルタ 30 符号化装置 31 空間的圧縮器 32 時間的圧縮器 33 可変長符号化器 34 符号化制御装置 100 動画像データ出力装置 101 光電変換器 102 ガンマ補正器 103 マトリクス変換器 200 フィルタ装置 201 逆マトリクス変換器 202 逆ガンマ補正器 203 線形フィルタ 204 ガンマ補正器 205 マトリクス変換器 300 符号化装置 301 フレームメモリ 302 差分算出器 303 スイッチ 304 ＤＣＴ変換器 305 量子化器 306 符号化制御装置 307 可変長符号化器 308 多重化器 309 バッファメモリ 310 逆量子化器 311 逆ＤＣＴ変換器 312 復元器 313 スイッチ 314 予測メモリ 315 予測メモリ 316 平均算出器 317 スイッチ 20301 シリアルパラレル変換部 20302 乗算部 20303 加算部 20304 乗算部 20305 係数出力部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動画像データにガンマ補正をかけて出力す
   る動画像データ出力装置と動画像データを符号化する符
   号化装置との間に配設され、動画像データ出力装置から
   ガンマ補正をかけられた動画像データを入力して、フィ
   ルタをかけて符号化装置に出力するとともに、前記フィ
   ルタの強度を変化させることが可能なフィルタ装置であ
   って、 前記動画像データ出力装置からガンマ補正をかけられた
   動画像データを入力して逆ガンマ補正をかけて該動画像
   データをリニア状態にして出力する逆ガンマ補正手段
   と、 前記逆ガンマ補正手段から動画像データを入力して、前
   記フィルタをかけて出力するフィルタ手段と、 前記フィルタ手段から動画像データを入力して、該動画
   像データを非リニア状態に戻して前記符号化装置に出力
   するガンマ補正手段と、を有することを特徴とするフィ
   ルタ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のフィルタ装置において、 前記動画像データ出力装置から出力される動画像データ
   および符号化装置に入力される動画像データのそれぞれ
   が、１つの輝度信号と２つの色差信号により表されるも
   のであり、 前記動画像データ出力装置から動画像データを入力し、
   該動画像データを輝度、色差信号から三原色信号に変換
   して前記逆ガンマ補正手段に出力するマトリクス変換手
   段と、 前記ガンマ補正手段から動画像データを入力し、該動画
   像データを三原色信号から輝度、色差信号に変換する逆
   マトリクス手段と、を有することを特徴とするフィルタ
   装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のフィルタ装置において、 前記動画像データ出力装置から出力される動画像データ
   および前記符号化装置に入力される動画像データのそれ
   ぞれが、１つの輝度信号と２つの色差信号により表され
   る動画像データであり、 前記動画像データ出力装置から動画像データを入力し
   て、該入力動画像データよりもビット数の長い動画像デ
   ータに変換して前記逆ガンマ補正手段に出力する第１デ
   ータビット数変換手段と、 前記ガンマ補正装置から動画像データを入力して、前記
   第１データビット数変換手段に入力されたときと同じデ
   ータビット長の動画像データに変換して前記符号化装置
   に出力する第２データビット数変換手段と、を有するこ
   とを特徴とするフィルタ装置。
4. 【請求項４】請求項２に記載のフィルタ装置において、 前記動画像データ出力装置から出力される動画像データ
   および前記符号化装置に入力される動画像データのそれ
   ぞれが、１つの輝度信号と２つの色差信号により表され
   る動画像データであり、 前記動画像データ出力手段から動画像データを入力し
   て、前記輝度、色差信号を三原色信号に変換するととも
   に該入力動画像データよりもビット数の長い動画像デー
   タに変換して前記逆ガンマ補正手段に出力するマトリク
   ス変換手段と、 前記ガンマ補正手段から動画像データを入力して、前記
   第１データビット数変換手段に入力されたときと同じデ
   ータビット長の動画像データに変換するとともに輝度、
   色差信号に変換して前記符号化装置に出力する逆マトリ
   クス変換手段と、を有することを特徴とするフィルタ装
   置。