JPS6126751B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ビツトレートを圧縮して非直線量子
化を施した符号化信号を伝送するようにした符号
化信号伝送方式の改良に関するものである。 一般に、テレビジヨン信号を符号化して伝送す
るには、テレビジヨン信号の性質上極めて広帯域
の伝送路を要するので何らかの情報信号量の圧縮
乃至符号化圧縮を行なう必要があるが、符号化テ
レビジヨン信号に符号化圧縮を施すと、再生画像
の歪、特に、画像の輪郭部におけるギザギザや平
坦部における滑らかさの欠除を生じて、再生画像
の品質を著しく劣化させるおそれがある。 しかして、従来、符号化信号の符号化圧縮を行
なうには、符号化のためのサンプリングの周波数
を低くしたり、あるいは、サンプリング周波数自
体は低くせずに、例えばテレビジヨン信号の輝度
や彩度を表わすサンプル値に非直線量子化特性を
付与することによつて、伝送すべき情報量を低減
していた。かかる符号化圧縮を符号化テレビジヨ
ン信号に施す場合には、画像信号の統計的性質や
視覚特性を考慮はしているが、画像信号が有する
情報自体が、本来、統計的性質から外れた範囲に
多く存在しているがために、あるいは、人間の視
覚特性が単純ではないがために、符号化テレビジ
ヨン信号に従来の符号化圧縮を施したのでは十分
な圧縮効果が得られず、かかる符号化圧縮を施し
た結果、再生画像において滑らかであるべき輪郭
の線がギザギザになつたり、さらには、そのギザ
ギザが時間的に移動して画像のエツジがちらつ
く、いわゆるエツジビジネス歪を生じたり、輝度
が滑らかに変化すべき平坦部の輝度が階段的に変
化して偽の輪郭を形成するいわゆる偽輪郭歪を生
じたり、あるいは、粒状性ノズルが生じたりして
いた。再生画像に生じるこれらの歪を軽減するに
は、各サンプル値を伝送するビツトレートを増大
させるしかなく、結局、符号化テレビジヨン信号
に対しては、再生画像の品質を劣化させずに符号
化圧縮の圧縮率を十分に大きくすることは、従
来、不可能とみなされていた。 本発明の目的は、上述した問題を解決し、符号
化信号、特に、符号化テレビジヨン信号に対し
て、上述したような視覚的な画質劣化等の情報信
号の品質劣化を生ずることなく非直線量子化を施
して符号化圧縮を行ない、伝送すべき情報量を低
減させ得る符号化信号伝送方式を提供することに
ある。 すなわち、本発明符号化信号伝送方式は、符号
化信号、特に、符号化テレビジヨン信号に対して
符号化圧縮を行なつた際に、視覚的な画質劣化等
の品質劣化を生ずる領域における信号歪を重点的
に選択して再生信号に修正を施すようにするもの
であり、符号化情報信号に情報信号量の圧縮を施
して伝送するにあたり、送信側においては、符号
化情報信号を加算器に供給するとともに、当該符
号化情報信号を予測符号器に供給して所定の限界
信号量を超える余剰符号化情報信号を除去して圧
縮する予測符号化を施した圧縮符号化情報信号に
変換したのち、局部復号器を介して逆変換すると
ともに極性を反転させて前記加算器に供給するこ
とにより、その加算器の加算出力として前記余剰
符号化情報信号よりなる歪成分符号化信号を形成
し、その歪成分符号化信号を前記予測符号器にお
いて前記符号化情報信号の情報内容に基づき判別
した重みに応じて選択して前記符号化情報信号の
順次の番地を示す番地信号とともに補正符号器に
供給し、その補正符号器により前記歪成分符号化
信号にそれぞれの番地信号を付加して歪補正用符
号化信号を形成し、その歪補正用符号化信号と前
記圧縮符号化情報信号とを伝送用変調器に供給し
て合成した伝送用符号化信号を送信し、受信側に
おいては、受信した前記伝送用符号化信号を受信
用補正復調器に供給して前記圧縮符号化情報信号
と前記歪補正用符号化信号とに分離し、分離した
前記圧縮符号化情報信号を復号器に供給して前記
局部復号器におけると同様に逆変換したうえでバ
ツフアメモリに記憶させるとともに、前記分離し
た歪補正用符号化信号を補正復号器に供給して前
記歪成分符号化信号と前記番地信号とに分離し、
その分離した番地信号により制御して前記バツフ
アメモリに記憶した前記圧縮符号化情報信号のう
ちそれぞれ対応する番地の前記符号化情報信号に
前記分離した歪成分符号化信号を付加することに
より、当該符号化情報信号の予測符号化における
余剰符号化情報信号の除去に伴う信号歪を補正す
るようにしたことを特徴とするものである。 換言すれば、本発明符号化信号伝送方式はつぎ
の特徴を有している。 (1) 符号化テレビジヨン信号に符号化圧縮を施し
た場合に再生画像に生ずる歪は局所的に集中し
て生ずるので、符号化信号を順次の領域、すな
わち、バツフアエリアに区分し、それぞれの領
域内において生じた画像歪に対する補正情報
を、画像内容に基づいて判別した大きい歪の順
に配列して、各領域毎に所定の有限個数だけ伝
送し、受信側においては、それらの補正情報に
より再生画像の歪を重点的に補正する。なお、
各バツフアエリヤは例えば数画素や数ライン等
の時間領域に設定するが、その領域の広さをな
るべく大きく設定することにより、各領域間に
おける歪発生の態様の差異を平均化して除去す
るようにするとともに、各領域毎に伝送する補
正情報の個数は、符号化圧縮による伝送情報量
低減の効果を阻害しない程度に適切に設定す
る。 (2) 上述のように、符号化圧縮による再生画像の
歪は局所的に発生するのであるから、それぞれ
の局所的画像歪に対する補正情報の伝送にあた
つては、当該画像歪が発生している符号化信号
中の番地情報、例えば、画素番号等の指標番号
を、個々の画素毎に伝送せず、当該歪発生個所
の複数画素毎に、それら複数画素を１群として
代表的番地情報のみを伝送し、伝送すべき番地
情報量を低減するようにする。 すなわち、本発明符号化信号伝送方式におい
ては、まず、従来のままの符号化圧縮を施し
て、符号化信号の統計的性質に適合し、かつ視
覚特性等を考慮した伝送情報量の縮減を行なつ
て情報信号を符号化し、その符号化情報信号に
生ずる情報歪に対して重点的に補正情報を付加
して伝送し、その補正情報によつて再生画像の
歪を重点的に補正するようにしているが、 上述した２点の特徴に加えてつぎの特徴も有
する。 (3) 上述したように局所的画像歪に対する補正情
報に重みづけを行なつて、歪補正情報を重点的
に伝送するのであるから、それぞれの補正情報
に対して重みづけを行なう回路の構成を改良す
ることのみによつて、将来更に再生画像の歪を
有効に除去して再生画質を一層向上させ得る可
能性を蔵している。 以下に図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。 本発明符号化信号伝送方式の送信装置の構成例
を第１図に示す。第１図示の送信装置において
は、入力のアナログ画像信号をアナログ−デイジ
タル（Ａ／Ｄ）変換器１に導いてデイジタル画像
信号に変換し、その変換出力信号を従来慣性の予
測符号器２に導くとともに加算器３にも導く。予
測符号器２は、例えば引続く２サンプル値間の差
分のみを行なう差分PCM（DPCM）符号器をも
つて構成するが、このDPCM符号器においては、
所定限度値を超えた余剰の差分情報は切捨てるか
所定限度値で近似するなどして伝送すべき差分情
報量を圧縮して低減するとともに、所定限度値を
超えた差分情報の画像内容に対する重みを判別す
る。かかる予測符号器２の出力符号信号ａは、第
３図につき後述する受信装置における復号器１０
と全く同様の復号作用をなす局部復号器４に導く
とともに、伝送用変調器８にも供給する。符号化
圧縮器２からの差分情報を所定限度値に抑えた符
号信号を局部復号器４により復号すると、その復
号出力には除去した余剰差分情報に相当する歪を
生じた符号化画像信号等を通常の符号信号の形態
に復元した復号信号が得られるので、その極性を
反転して加算器３に導き、さきに導いたＡ／Ｄ変
換出力の符号化画像信号等の符号信号との差を求
めると、その差出力信号は除去した余剰差分情報
に対応して生じた歪成分符号化信号乃至歪信号成
分となる。その歪成分符号化信号乃至歪信号成分
を重みづけ選択回路５および補正符号器７に供給
するが、重みづけ選択回路５においては、予測符
号器２により判別した差分情報の情報内容に対す
る重みを第１図に点線によつて示すように供給し
て歪信号成分の大きさに応じた重みづけ信号を形
成し、補正すべき情報歪の順位を指示する作用を
なすものであり、その出力の重みづけ信号を補正
符号器７に供給する。補正符号器７には、上述の
歪信号成分および重みづけ信号の他に、水平同期
信号により駆動して画像ラスターの各画像の位置
を指示する順次の番地信号を形成するように構成
した番地信号形成回路６からの番地信号をも供給
し、画像信号を順次に区分した各所定時間長の領
域バツフアエリヤ毎に、その領域内において生じ
た歪信号成分に、それぞれの歪信号成分に対応し
た重みづけ信号により順位を付し、歪の大きい順
に所定個数の歪信号成分を、それぞれの番地信号
を付して歪補正用符号化信号ｃとして取出す。補
正符号器７からのかかる所定個数の歪補正用信号
ｃを伝送用変調器８に導き、さきに導いた予測符
号器２の出力符号ａとフレーム毎に時分割多重し
て合成し、伝送用符号化信号ｂを形成する。 伝送用変調器８におけるかかる符号信号時分割
多重の態様を第２図に示す。すなわち、第２図に
示すように予測符号器２において符号化圧縮を施
した圧縮符号化情報信号ａにフレーム毎にフレー
ムパルスを挿入し、順次のフレーム毎に、歪のな
い場合を除き、歪補正用符号化信号ｃの信号量に
応じビツトレートを変換して時間軸を圧縮し、そ
れら時間軸圧縮した圧縮符号化情報信号のフレー
ム毎の空所に、歪補正用符号化信号ｃについても
同じくビツトレートを変換して時間軸圧縮を施し
たうえで挿入し、伝送用符号化信号ｂを構成して
送信する。 つぎに、本発明伝送方式における受信装置の構
成例を第３図に示し、その各部信号波形を第４図
に示す。第３図示の受信装置においては、受信し
た伝送用符号化信号ａを受送用復調器９に導いて
当該信号に時分割多重されている符号化圧縮した
圧縮符号化情報信号ｂを歪補正用符号化信号ｃと
を分離抽出し、第４図ｂ，ｃの信号波形で示すよ
うにそれぞれのビツトレートを再変換して時間軸
を復元したうえで、圧縮符号化情報信号ｂは、従
来慣用の復号器１０に供給し、送信側において符
号化圧縮を施した圧縮符号化情報信号を通常の符
号信号の形態に復元し、その復元出力の符号化情
報信号、例えば、符号化画像信号をバツフアメモ
リ１２に記憶させ、一方、歪補正用符号化信号ｃ
は、補正復号器１１に供給してそれぞれの歪補正
信号とそのそれぞれに対応する番地信号とを取出
し、それらの出力信号をバツフアメモリー１２に
導いて、それぞれ対応する番地に記憶した符号化
画像信号等の符号化情報信号に加え合わせてこれ
を補正し、もつて送信側における符号化圧縮によ
り生じた情報信号の歪を重点的に補正する。かか
る歪補正ずみの符号化情報信号ｄをバツフアメモ
リ１２から読出してデイジタル−アナログ（Ｄ／
Ａ）変換器１３に導き、その変換出力として歪を
補正したアナログ画像信号等のアナログ情報信号
を受側出力として取出す。 以上に述べたような構成の送信装置および受信
装置による本発明符号化信号伝送方式の具体的実
施態様の例を第１表に示す。

【表】 第１表に示した本発明伝送方式の実施態様に関
しては、第１図示の送信装置における各部信号と
して、圧縮符号化情報信号ａは30Mビツト／秒、
伝送用符号化信号ｂは40Mビツト／秒、歪補正用
符号化信号ｃは10Mビツト／秒とする。また、補
正符号器７については、第１表に示したように補
正値を４ビツトとし、画像の１ライン当り500画
素を順次にアドレスするとした場合には歪補正用
符号化信号の番地信号としては９ビツトを要す
る。さらに、従来、１ライン毎に各画素を一律に
１ビツトずつ補正するものとすれば歪補正信号と
しては500ビツトを要していたが、かかるほぼ500
ビツトの補正が本発明伝送方法においても許され
るものとすると、本発明においては補正を施すサ
ンプル数は、第１表に示したように３画素を１組
として補正するものであるから、補正の対象とす
る画素数をｘとすると、歪補正用符号化信号のう
ち純粋の歪補正用符号化信号としては4xビツト
を必要とし、また、番地指定に必要なビツト数を
９とすると、番地信号としてｘ／３・９ビツトが必要 であり、それらの合計4x＋ｘ／３・９ビツトが上述の ほぼ500ビツトに等しい、とすることによつて求
めることができ、補正の対象となる画素数ｘの値
はほぼ70となる。従来、符号化テレビジヨン画像
信号を伝送する場合には、１画素あたり平均３ビ
ツトの伝送情報量を予定していたものとすると、
画質改善のための補正にさらに１ビツトを付加す
るので、１画素あたり平均４ビツトを要すること
になるが、本発明伝送方式によれば、すべて画素
に対して一律には補正を施さないのであるから、
当初から１画素あたり４ビツトを要する従来方式
によるよりも画質の自然さや滑らかさ、あるい
は、輪郭の連続性がよくなり、画質評価で１ラン
ク以上の改善が得られる。 なお、第１表に示した実施態様における重みづ
け選択を一次元から二次元に拡張すると、例え
ば、上下に相隣る２ライン間で同様の歪が発生し
ている個所は画像の輪郭部分であると判定され、
かかる個所に重みをかけて補正を行なえば、画質
上重要な輪郭部分の解像度、スミア、にじみ等の
改善を行なうことができる。また、輪郭以外の部
分における連続性も改善されるが、再生画質が総
合的に大幅に改善される。 以上の説明から明らかなように、本発明符号化
信号伝送方式によれば、少ない伝送ビツト数で高
品位のテレビジヨン信号を符号化伝送することが
でき、また、送信側における補正符号器は、重み
づけ選択回路の指令により歪補正用符号化信号を
形成するので、将来、より改良された歪補正方法
が開発された場合においても、送信装置全体の構
成を変更する必要はなく、重みづけ選択回路の構
成のみを変更することによつてその改良された歪
補正方法を適用して実施することができる。 また、本発明伝送方式において符号化圧縮を施
した圧縮符号化情報信号と歪補正用符号化信号と
は、前述した時分割多重により伝送するほか、２
チヤンネル並列に伝送することができ、さらに、
本発明符号化信号伝送方式は、テレビジヨン画像
信号のみならず、フアクシミルや音声の符号化伝
送における符号化圧縮の品質改善にも適用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明符号化信号伝送方式における送
信装置の構成例を示すブロツク線図、第２図ａ〜
ｃは同じくその各部信号波形をそれぞれ示す波形
図、第３図は同じくその受信装置の構成例を示す
ブロツク線図、第４図ａ〜ｄは同じくその各部信
号波形をそれぞれ示す波形図である。 １……Ａ／Ｄ変換器、２……予測符号器、３…
…加算器、４……局部復号器、５……重みづけ選
択回路、６……番地信号形成回路、７……補正符
号器、８……伝送用変調器、９……受信用復調
器、１０……復号器、１１……補正復号器、１２
……バツフアメモリ、１３……Ｄ／Ａ変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 符号化情報信号に情報信号量の圧縮を施して
   伝送するにあたり、送信側においては、符号化情
   報信号を加算器に供給するとともに、当該符号化
   情報信号を予測符号器に供給して所定の限界信号
   量を超える余剰符号化情報信号を除去して圧縮す
   る予測符号化を施した圧縮符号化情報信号に変換
   したのち、局部復号器を介して逆変換するととも
   に極性を反転させて前記加算器に供給することに
   より、その加算器の加算出力として前記余剰符号
   化情報信号よりなる歪成分符号化信号を形成し、
   その歪成分符号化信号を前記予測符号器において
   前記符号化情報信号の情報内容に基づき判別した
   重みに応じて選択して前記符号化情報信号の順次
   の番地を示す番地信号とともに補正符号器に供給
   し、その補正符号器により前記歪成分符号化信号
   にそれぞれの番地信号を付加して歪補正用符号化
   信号を形成し、その歪補正用符号化信号と前記圧
   縮符号化情報信号とを伝送用変調器に供給して合
   成した伝送用符号化信号を送信し、受信側におい
   ては、受信した前記伝送用符号化信号を受信用復
   調器に供給して前記圧縮符号化情報信号と前記歪
   補正用符号化信号とに分離し、分離した前記圧縮
   符号化情報信号を復号器に供給して前記局部復号
   器におけると同様に逆変換したうえでバツフアメ
   モリに記憶させるとともに、前記分離した歪補正
   用符号化信号を補正復号器に供給して前記歪成分
   符号化信号と前記番地信号とに分離し、その分離
   した番地信号により制御して前記バツフアメモリ
   に記憶した前記圧縮符号化情報信号のうちそれぞ
   れ対応する番地の前記符号化情報信号に前記分離
   した歪成分符号化信号を付加することにより、当
   該符号化情報信号の予測符号化における余剰符号
   化情報信号の除去に伴う信号歪を補正するように
   したことを特徴とする符号化信号伝送方式。 ２ 送信側において、前記加算器からの前記歪成
   分符号化信号を重みづけ選択回路に供給し、その
   重みづけ選択回路により、前記符号化情報信号を
   区分する所定時間長の順次の時間領域毎に、前記
   歪成分符号化信号を、前記判別した重みに順次に
   対応して所定個数ずつ選択した当該所定個数ずつ
   の重みづけ信号を形成し、それらの重みづけ信号
   により前記補正符号器を制御して前記歪補正用符
   号化信号の信号量を前記信号歪の重みに応じて制
   限するようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の符号化信号伝送方式。 ３ 送信側において、前記重みづけ信号により前
   記補正符号器を制御し、その補正符号器に供給し
   た前記歪成分符号化信号のうち、前記信号歪の重
   みに順次に対応した前記所定個数の歪成分符号化
   信号を選択してそれぞれ対応する前記番地信号を
   付加することにより、前記歪補正用符号化信号を
   形成するようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の符号化信号伝送方式。 ４ 送信側において、前記補正符号器により前記
   歪成分符号化信号に前記番地信号を付加するにあ
   たり、前記符号化情報信号のうち連続する複数個
   の番地に対応する当該複数個の前記歪成分符号化
   信号には、それら複数個の歪成分符号化信号を一
   括して１個の前記番地信号を共通に付加するよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の符号化信号伝送方式。 ５ 送信側において、前記伝送用変調器により前
   記伝送用符号化信号を形成するにあたり、当該伝
   送用変調器にそれぞれ供給した前記圧縮符号化情
   報信号および前記歪補正用符号化信号を、前記信
   号歪の重みに応じてそれぞれの信号の時間軸を変
   換したうえで時分割多重して合成するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の符
   号化信号伝送方式。