JPS6214998B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は商用テレビジヨンがテレビ電話のよう
な画像信号に対し画面中の隣接する画素間に存在
する強い相関を利用して高能率符号化を行なう予
測符号化方式に関するものである。 現在の標準的なテレビジヨンは１秒間に30枚送
られるフレームと呼ばれる画面より成り立つてお
り、さらに各フレームはそれぞれ１走査線ごとに
飛び越し走査が行なわれている関係から連続する
２フイールドより成り立つている。また画面を構
成している要素を“画素”と呼ぶが、ここではデ
イジタル処理を念頭においているので標本化され
た１サンプルを画素と呼ぶことにする。従つてこ
の場合には各画素の画面内での位置は信号をデイ
ジタル化する為のサンプリング周波数に依存する
ことになる。 次に従来からあるフイールド間予測符号化と呼
ばれる符号化方式の例（特願昭51−19599号参
照）について説明する。第１図はその為の各画素
１，５，６の位置関係を示す為のものである。
今、標本化周波数は水平走査周波数の整数倍にと
つてあるので、各画素は格子状に、また飛び越し
走査の関係で前フイールド中のラインは現フイー
ルド中の現走査ラインの上下の間に並んでいるこ
とになる。このとき画素２は現在の画素１と同一
ライン上左隣りに位置する画素、画素３，４は同
一フイールド内の２ライン上のライン中でそれぞ
れ画素１，２の真上に位置する画素、画素５，６
は一つ前のフイールドの下のライン中でそれぞれ
画素１，２の真下に位置している。この時すぐ近
くに位置するいくつかの画素についてはその標本
値の間に互いに強い相関があると考えられるの
で、画素１の標本他X₁の予測値_１をまわりの
画素の標本値を用いて_１ ＝３／4X₂＋X₅−３／4X₆ (1) として作り、この予測値_１と真の値X₁との差 Ｏ_x＝X₁−_１ (2) を予測誤差とし、これを量子化して符号化を行な
うことにより所要伝送ビツト数を少なくて済ませ
るように高能率符号化を行なうことができる。こ
れが従来からあるフイールド間予測符号化であ
る。なお本説明では画素２，５，６の値を用いて
予測値を作成する例を示したが、同一フイールド
中の画素を用い予測値_１を作る他のフイールド
内予測符号化方式も可能である。またこの従来の
フイールド内予測符号化（特願昭51−19600号参
照）は第１図中の画素２と同一フイールドの２ラ
イン上に位置する画素３，４の標本値を用い画素
１の予測値_１を_１ ＝３／4X₂＋X₃−３／4X₄ (3) として作り、フイールド内予測符号化と同様に予
測値と真の値との差を差分子量化することにより
高能率符号化を行なう方式である。なお、フイー
ルド間符号化においてもそのフイールド内符号化
と同様に他の前フイールド中の画素を用いたフイ
ールド間符号化方式も可能である。 フイールド間予測符号化は静止している画面に
対しては画素値X₁、X₂と画素値X₅、X₆が画面中
の近い位置の標本値に対応するので互いに相関が
高く、従つて符号化効率をあげることが出来る
が、反面動いている画面に対しては１フイールド
期間（1/30秒）に画面が動いた分だけ点１，２と
点５，６は離れた画面中の位置に対応する分だけ
相関が低くなり、従つて動画面に対しては符号化
効率を低下させることになる。一方、フイールド
内予測符号化は静止画時においてはフイールド間
符号化ほど高い符号化効率を上げられない反面、
動面に対しても画素１，２と画素３，４に対応す
る画面の位置関係は不変であり、しかも動画面に
対してはテレビカメラの蓄積効果により画面の解
像度がおち、従つてその分画素間相関が高くなる
ことにより多少の符号化率の上昇を期待すること
も出来るという特性を持つている。 以上の様な特徴を持つたフイールド間及びフイ
ールド内予測符号化であるが、フイールド間符号
化においては動画時の符号化効率の低下の為、フ
イールド内符号化においては静止画時の符号化効
率の不足によりいずれも平均した高い符号化効率
を示す符号化装置を実現することが不可能であつ
た。 本発明は以上の点にかんがみ、なされたもので
静止している画面に対しても動いている画面に対
しても安定した符号化効率を実現するテレビジヨ
ン信号符号化方式を提供するものである。 すなわち本発明は例えば第１図に示すあるフイ
ールド中の画素１を予測するのに同一ライン上に
ある左隣りの画素２と２つ上のライン中にある２
つの画素３，４の様に同一フイールド中にある画
素の標本値及び前記画素１，２の一つ下のライン
上に位置し前フイールド中にある画素例えば５，
６の標本値を用いる予測符号化方式である。本発
明においてはフイールド内予測符号化及びフイー
ルド間予測符号化で作成された再生値を比較し、
その両者の内より真の画素値と近い方の再生値を
与えた符号化部を該入力信号の符号化部として採
用することにより静止している画面では主として
フイールド間符号化の高い符号化効率を、動いて
いる画面に対してはフイールド内符号化による安
定した符号化効率を利用する事が可能となる。な
お本発明においては標本化周波数_spは水平走査
周波数_Hの半分の整数倍、つまり_sp ＝ｎ／２_H (4) （ｎ：整数、例えばｎ＝1365） としｎが偶数の場合には標本点が縦に並びｎが奇
数の場合には１走査ごとに標本が1/2標本間隔ず
つずれる様にするか、或いはPALE方式と呼ばれ
る様にｎが奇数の場合でも各１水平走査ごとに標
本点を半位相ずつずらすことにより各標本点を縦
に並べる方式をとることとする。 次に本発明における予測符号化部が有効である
ことをフイールド内予測符号化の１例を用いて説
明する。フイールド内符号化部においては現在の
画素値X₁の予測値_１を作成する為に同一フイ
ールド中の画素値X₂、X₃、X₄を用い_１ ＝３／4X₂＋X₃−３／4X₄ (5) を用いる。この予測式がNTSC方式のカラー複合
信号に対して有効であることを示す。標準テレビ
ジヨン方式におけるNTSCカラーテレビジヨン信
号はカメラの三原色出力信号から合成された明る
さを表わす輝度信号Ｙと二つの色度信号Ｉ及びＱ
の３つの信号成分の複合信号の形をしている。従
つて、NTSC信号の画素X₁の値は X₁＝Y₁＋I₁cosα＋Q₁sinα (6) （ただし位相α＝２π×_sc・ｔ＋33°）_sc NTSCカラー副搬送波周波数 の様に表わすことができる。更に水平走査周波に
対しカラー副搬送波は一ラインごとに半位相ずつ
ずれてゆくので、上方の２ライン上に位置する画
素X₃は結局一位相ずれ X₃＝Y₃＋I₃cosα＋Q₃sinα (7) またこれら画素１，３と同一ライン中にあつて
左隣りに位置する画素２及び４は X₂＝Y₂＋I₂cos（α−△α） ＋Q₂sin（α−△α） (8) X₄＝Y₄＋I₄cos（α−△α） ＋Q₄sin（α−△α） (9) （ただしΔα＝２π・sc・Δｔ Δｔ＝１／ｓｃ、sc：標本化周波数） と表わされる。よつて真の画素値と予測値との予
測誤差O₁は O₁＝X₁−_１＝｛Y₁＋I₁cosα−Q₁sinα｝ −３／４｛Y₂＋I₂cos（α−Δα）＋Q₂sin（α−Δα）｝ −｛Y₃＋I₃cosα＋Q₂sinα｝ ＋３／４｛Y₄＋I₄cos（α−Δα）＋Q₄sin（α−Δα）｝ ＝｛Y₁−３／4Y₂−Y₃＋３／4Y₄｝ ＋（I₁−I₃）cosα＋（Q₁−Q₃）sinα −３／４（I₂−I₄）cos（α−Δα）−３／４（Q₂−Q₄）sin（α−Δα） (10) となる。ここに｛ ｝で囲われた第１項は単色信
号に対する予測誤差と等価で、Y₁〜Y₄の値は互
いに近い値であるので第１項全体としては零に近
い値となる。更に第２項以降については一般に色
度成分はその周波数帯域がせまく近くの画素間で
は強い相関があると考えられるので I₁−I₃≒Ｏ (11) Q₁−Q₃≒Ｏ (12) I₂−I₄≒Ｏ （13） Q₂−Q₄≒Ｏ （14） となり、かつこれらに絶対値１以下の正弦値また
は余弦値が掛つていることからこれらも零に近い
値になると考えられる。従つて全体としても予測
誤差は零に近い値になると考えられる。フイール
ド内差分量子化符号化部においてはこうして作成
された予測値_１と真の値X₁との差をとること
により予測誤差O₁を計算し、これに対し量子化
を行つた値Z₁として Z₁＝X₁−_１＋ΔO₁ （15） （ただしΔO₁：量子化誤差） を作りこれを伝送路に送り出してやる。従つて(10)
式において予測誤差値が零に近い時には差分信号
を表わすのに必要な所要ビツト数が少なくてす
み、NTSC複号信号に対し高能率符号化を行なう
ことが可能である。 一方受信側ではこれまでに再生された画素２，
４の再生値X′₂〜X′₄を用いX₁の予測値を ′_１＝３／4X′₂＋X′₃−３／4X₄ （16） として作り、これと先に伝送路より受信した差分
量子化値Z₁を用いX₁の再成値X′₁を X′₁＝′_１＋Z₁＝_１＋X₁−_１＋ΔO₁ ＝X₁＋（′_１−_１）＋ΔO₁ （17） として作りテレビ信号を再生する。 なお、これら受信側での再生値X′₁〜X′₄は画素
値X₁〜X₄に近い値ではあるが厳密に言えば多少
異なつた値である。従つて送信側における予測値
_１と受信側における予測値_１との間の誤差が
生じ、これが累積されて画質を劣化させる恐れが
ある。そこでこれをさける為に送信側においても
受信側での再生値X′₁〜X′₄を作り、これを元に予
測値′_１を作ることとする。従つて厳密に言え
ば式(5)は式（16）と式(10)（15）（17）はそれぞれ O₁₂＝X₁−′_１ （18） Z₁₂＝X₁−′_１＋ΔO₁₂ （19） X′₁＝X₁＋ΔO₁₂ （20） と表わされる。ただし以降の説明においては特に
支障をきたす場合以外は記述の簡易化の為再生値
を表わすサフイツクスは省略することとする。 以上（16）式により予測値を作りそれを基に
（18）〜（20）式の操作により再生値を作ること
により高能率符号化を行なうのが本発明のフイー
ルド内差量化符号化部である。該符号化部により
例えば８画素１ブロツク当りの所要伝送ビツトを
比較すると、いま入力信号が１画素当り９ビツト
の信号とするとなんら高能率符号化を行なわない
場合、所要伝送ビツト数は９×８＝72ビツト／ブ
ロツクであるのに対し、差分量子化符号化を行な
うことにより伝送される値は式（19）で表わされ
る差分量子化値のみで、これは小さな誤差振幅は
３ビツト又大きな誤差振幅は６ビツト、平均する
と約3.2ビツト／画素程度の信号で表わされるの
で、結果として所要伝送ビツト数は3.2×８＝
25.6ビツト／ブロツクで良いことになる。以上の
様にして該符号化部によつて高能率符号化を実現
出来ることが分る。 差分量子化符号化部においては予測値を作り
（式（16））、予測誤差値の差分量子化を行ない
（式（19）、これを用いて再生値を作つていた（式
（20））。しかし予測が良く当たる様な部分、例え
ば平担な壁の様な部分では差分量子化された予測
誤差値がほとんど零に近い値となることも多い。 従つてその様な部分では差分量子化値を受信側
に送らず送受双方で共に差分値零として復号した
としても真の信号値と再生値との間の誤差はあま
り大きくならないですむことになる。従つてその
時の再生値は X′₁＝′_１ （21） で与えられる。以後この場合の符号化を前記差分
量子化符号化と区別する意味で「予測符号化」と
呼ぶことにする。（一般には前記差分量子化符号
化も予測符号化の一種とみなされる。）なおこの
時の再生値X′₁（式（21））と差分量子化符号化時
の再生値X′₁（式（20））とは異なつた値である。
従つて両者を区別する為に以後フイールド内予測
符号化による再生値をX₁₁ X₁₁＝′_１ （22） フイールド内差分量子化符号化による再生値を
X₁₂ X₁₂＝′_１＋（X₁−′_１＋△O₁₂） ＝X₁＋△O₁₂ （23） と表わすことにする。従つて式（23）中の再生信
号からの予測値X′₁と式（23）中のそれとはそれ
ぞれ 式（22）→′_１＝３／4X₂₁＋X₃₁ −３／4X₄₁＝₁₁ （24） 式（22）→′_１＝３／4X₂₂＋X₃₂ −３／4X₄₂＝₁₂ （25） のことであり、以降、両者を区別する為に式
（24）の予測値を₁₁、式（25）の予測値を₁₂と
表わすこととする。 以上に述べられたとこく、フイールド内予測符
号化においては本符号化を用いたということを指
示する表示ビツトを受信側に送るだけでTV信号
を再生することが出来るので、非常に高い符号化
効率が実現することが出来る。従つて本発明にお
けるフイールド内予測とフイールド間予測とを切
り替える考え方を発展させ、フイールド内予測符
号化、フイールド内差分量子化、フイールド間予
測符号化、フイールド間差分量子化の４つの符号
化を適応的に切りかえることにより、より高い符
号化効率を得ることが可能となる。 今、例えば予測符号化が用いられる確率をＰ、
従つて差分量子化が選ばれる確率を１−Ｐとし、
符号化を指示する情報の所要ビツト数をｂ、差分
量子化率の平均ビツト数を3.2とすると所要伝送
ビツト数は Ｐ・ｂ＋（１−Ｐ）（ｂ＋3.2）＝ｂ＋（１−Ｐ） ×3.2 （26） となり、例えば８画素１ブロツクとし、１ブロツ
ク毎にどちらの符号化を用いているかの指示を１
ビツトずつ送ることとし（ｂ＝１／８）Ｐ＝0.15であ るとすると８画素分の画素を再生する為に必要な
所要ビツト数は約22.8ビツト／ブロツクとなり、
先の差分量子化のみの場合の25.6ビツト／ブロツ
クより更に高い符号化効率の実現出来ることが分
る。 本発明におけるフイールド間予測符号化部及び
フイールド間差分量子化符号化部は予測値を作成
するのに図１中の画素３，４の代りに画素５，６
の値を用いるという事を除けば以上述べたフイー
ルド内予測符号化部及び差分量子化符号化部と全
く等価である。従つてフイールド間予測符号化部
の予測値₁₃及び再生値X₁₃は X₁₃＝３／4X₂₃＋X₅₃−３／4X₆₃ （27） X₁₃＝₁₃ （28） 同じくフイールド間差分量子化部の予測値、量
子化値及び再生値は₁₄ ＝３／4X₂₄＋X₅₄−３／4X₆₄ （29） Y₁₄＝X₁−₁₄＋△O₁₄ （30） X₁₄＝X₁＋△O₁₄ （31） で与えられる。 一般にフイールド間予測（式（27）、（29））に
おいては静止している画面に対しては予測がよく
当るが、動いている画面に対しては予測がはずれ
てしまい、従つて差分量子化符号化の所要ビツト
数で表わすと、例えば静止画では平均3.05ビツト
程度で差分値を送れる反面、動画に対しては3.5
〜4.0ビツトというように多くの伝送ビツトを必
要とし、平均してみるとあまり高い符号化効率を
実現出来ない欠点がある。一方フイールド内符号
化では静止画動画の間での極端な符号化効率の変
動がないが、つねに例えば平均約3.2ビツト程度
の符号化効率しか実現出来ない。そこでフイール
ド間符号化、フイールド内符号化のいずれかのう
ちからよく予測の当つている方を選んで予測値を
作成することによれば、例えば静止画ではフイー
ルド間符号化、動画ではフイールド内符号化を用
いるということにより、平均して高い符号化効率
を実現することが可能となる。従つてこの時の差
分量子化所要平均ビツト数を3.1とし、フイール
ド間かフイールド内かを指示する信号をａビツト
とすると式（26）より所要伝送ビツト数は ａ＋ｂ＋（１＋Ｐ）×3.1 （32） となる。例えば８画素１ブロツクでフイールド内
かフイールド間かの指示及び予測符号化か差分量
子化かの指示をするとし（ａ＝１／８、ｂ＝１／８）予
測が よくあたる分だけ予測符号化が選ばれる割り合が
増加するはずなのでＰ＝0.2と仮定して計算する
と、１ブロツク（８画素）を送る為に必要な所要
ビツト数は約21.8ビツト／ブロツクとなる。従つ
てフイールド内符号化とフイールド間符号化とを
組み合わせることにより静止画に対しても動画に
対しても平均して高い符号化効率を上げる符号化
方式が実現出来ることがわかる。 式（32）においても示されるごとく、フイール
ド内か否か、差分量子化ありかなしかを指示する
のに必要なビツト数ａ＋ｂは小さければ小さいほ
ど高い符号化効率を実現することが出来る。以下
に述べるのはこの必要伝送ビツト数を少なくする
為の本発明において特徴とする制御部である。 フイールド内符号化を用いるかフイールド間符
号化を用いるか、予測符号化を用いるか差分量子
化を用いるかは次の様にして決められる。まず、
フイールド内及び間、予測符号化において再生値
と真の値との差の絶対値を８画素１ブロツク分加
算し、ブロツク予測誤差値を として作成し、両者を比較しブロツク予測誤差値
の小さい方を予測符号化部の符号化方式として選
ぶことにする。次に選ばれた方の符号化のブロツ
ク誤差値、例えば今フイールド間符号化が選ばれ
た場合には、BO₃をある定められた閾値Ｔ_Hと比
較し BO₃Ｔ_H （35） の場合には予測符号化を用い BO₃＞Ｔ_H （36） の場合には差分量子化を用いることとする。更に
差分量子化符号化を用いる場合には前記予測符号
化において選択された符号化に対応する方の差分
量子化、例えばフイールド間予測符号化が選ばれ
た場合にはそれに対応するフイールド間差分量子
化を選択する様にする方法が考えられるが、ここ
では更に高い符号化効率を実現する為にフイール
ド内及びフイールド間量子化符号化における再生
値と真の画素値との差のブロツク誤差値 を作成し、両者を比較しブロツク予測誤差値の小
さい方を差分量子化符号化部の符号化方式として
選ぶことにする。なお、以上のようにしてブロツ
ク単位で用いる符号化方式が定まると選択された
符号化方式の画素再生値、例えばＸ_i、（ｉ＝１〜
８）を記憶部に書き込み、以後の予測値作成に用
いることにする。従つて前記式（24）（25）（27）
（29）中のX₁₃、X₄₁とX₃₂、X₄₂及びX₅₃、X₆₃と
X₅₄、X₆₄とは同じ値である。 次に式（35）（36）より明らかなように、閾値
THの値の大小により予測符号化部と差分量子化
符号化の選ばれる割合、つまり式（32）における
Ｐの割合が変わることになる。一般に符号化しよ
うとする画面の図柄が細かい場合には差分量子化
符号化部の選ばれる割合が増え、かつ差分量子化
でも大きな誤差振幅つまり６ビツト差分量子化の
割合が増え、従つて平均ビツト数も増大してしま
う。一方伝送路に送り出す信号の速度は一定でな
ければならないので、伝送路に送り出す差分量子
化信号を一たんバツフアメモリに蓄積し一定速度
で伝送路上に送り出すこととする。そこでバツフ
アメモリの蓄積量に応じて閾値THの値をかえ、
これにより差分量子化符号化部と予測符号化部の
選択割合を変えて全体として常に一定の伝送信号
を発生するようコントロールすることにする。 なお、今までの説明においては本発明の予測関
数として式（24）（27）を用いたが、予測関数と
してはこれら以外の関数を用いることも可能であ
り例えば図１中の画素２〜１４を用いた第１表の
様な関数も考えられる。

【表】 以上が本発明において特徴とする適応的予測符
号化方式によるTV信号の高能率符号化の原理で
ある。 次に本発明による適応的予測符号化を用いた高
能率符号化方式の具体例について説明する。 第２図は第１図で説明した画素値を用いた適応
的予測符号化方式の送信側ブロツクダイヤグラム
である。１はフイールド内予測符号化部、２はフ
イールド内差分量子化符号化部、３はフイールド
間予測符号化部、４はフイールド間差分量子化符
号化部である。５はほぼ１フイールド分のテレビ
信号を蓄えておける記憶部、６，７，８，９は８
画素分のテレビ信号の再生値を蓄えておける補助
記憶部である。１０，１１は８画素分の差分信号
値を蓄えておける補助記憶部である。１２は各ブ
ロツクごとにフイールド内予測符号化からフイー
ルド間差分量子化符号化までの４つの符号化のう
ちより適当な予測符号化を一つ選択する制御部で
ある。１３は差分量子化値の可変長符号化と前記
制御部１２によつて選択された符号化部を指示す
る信号の付加を行なう伝送路符号化部である。１
４は伝送信号を一定速度で伝送路に送出する為の
バツフアメモリ部である。 このうち１〜４は本発明において特徴とする符
号化部である。その詳細を第３，４図で説明す
る。第３図はフイールド内予測符号化部である。
図中５０１，５０２，５０３はそれぞれ画素２，
３，４の再生値X₂、X₃、X₄であり、それぞれ記
憶部５より供給される。図中１１及び１２は係数
演算回路で、それぞれ3/4及び−3/4の掛算をシフ
トレジスタと加算及び減算回路を用いて行なう部
分である。１３及び１４は加算回路であり、これ
により最新の画素の予測値₁₁が₁₁ ＝３／4X₂＋X₃−３／4X₄ （39） により作成されるる。 １５は１画素分の遅延を行なうレジスタであ
り、従つてこの遅延回路の後では本符号化部によ
つて再生された一画素前の画素の再生値X₂₁が与
えられる。スイツチ１６は、再生値としてX₂或
いはX₂₁のいずれかを選択する為のもので、８画
素１ブロツクとした時の最初の１画素ではスイツ
チをａ側に、残りの７画素ではｂ側に切りかえ
る。 以上の様にして作られた画素値は102として制
御部に１２に送られると共に、図中補助記憶部６
に８画素分蓄積される。 第４図は、フイールド内差分量子化符号化部２
の実現法を説明する為の図である。図中５０１〜
５０３は第３図中の同番号と同じX₂〜X₄の再生
値である。また２１，２２の係数演算回路、２
３，２４の加算回路、２５の１画素遅延回路、２
６のスイツチはそれぞれ第３図中の対応する部分
と全く同様の働きをする回路である。従つて２０
１には画素１の予測値₁₂が作成される。５０６
は最新の画素の値X₁である。従つて減算回路２
７により２０５には予測誤差値 O₁₂＝X₁−₁₂ （40） が作成され、これが量子化回配２８により量子化
され２０６には差分量子化値 Z₁₂＝X₁−₁₂＋ΔO₁₂ （41） が作成される。 加算回路２９ではこの差分量子化値２９と予測
値₁₂が加えられ、再生値 X₁₂＝X₁＋ΔO₁₂ （42） が２０７として作成される。再生値X₁₂は２０２
として制御部１２へ送られると共に第４図中７の
補助記憶部２に蓄積される。又、差分量子化値
Y₁₂は２０６として図中１０の補助記憶部５に導
かれ同様にして蓄積される。 第５図は記憶部５を説明する為の図である。図
中１０３〜４０３はそれぞれ補助記憶部１〜４の
出力端である。本記憶部５においてはスイツチ５
５〜５７を用い４つの符号化部による再生値のう
ちの一つを制御部１２よりの制御信号１２０１〜
１２０３により選択し、５１以降のレジスタに８
画素分１ブロツ期間の間に蓄積してゆく。又、そ
の時スイツチ５８〜６０を用いブロツク先頭画素
の予測を行なう為の左隣りの画素再生値X₂（つ
まり前ブロツクの最終画素の再生値）を制御信号
１２０１により選択し出力端５０１に出力する。
５１〜５４は４つのレジスタで、各レジスタムよ
り与えられる遅延時間を第２表のように設定して
おく。

【表】 （1L：１ライン分の遅延、 1P：１画素分の遅延、 262L：262ライン分の遅延＝１フイールド分の遅
延） これによりレジスタ５１〜５４の出力端５０２
〜５０５には点２〜６の画素再生値X₂〜X₆が読
み出されてくる。従つて画素再生値としてX₃、
X₄に代りにX₅、X₆を用いればフイールド間符号
化を行なうことが出来る。具体的には第３図及び
第４図における入力端５０２，５０３を記憶部５
の出力端５０４，５０５におきかえることによ
り、本発明における他の２つの符号化部、フイー
ルド間予測符号化部（第２図中の３）及びフイー
ルド間差分量子化符号化部（第２図中の４）を実
現することができる。 次に本発明において特徴とする制御部（第２図
中の１２）について説明する。第６図は制御部１
２を説明する為の図である。図中５０６は現在の
最新の画素値X₁、１０２〜４０２はそれぞれフ
イールド内予測符号化部からフイールド間差分量
子化符号化部までの各符号化部で作られた画素再
生値X₁₁〜X₁₄である。また、１４０２はバツフア
部１４より送られてくるバツフア蓄積量に応じた
閾値THである。１２１〜１２４は真の画素値X₁
と再生値X₁₁〜X₁₄の差をとる回路、１２５〜１２
８はその差の絶対値をとる回路である。従つて１
２５〜１２８の出力はそれぞれ｜X₁−X₁₁｜〜｜
X₁〜X₁₄｜となる。１２９〜１２１２は加算回
路、１２１３〜１２１６は１画素分の遅延回路、
１２１７〜１２２０は加算回路１２９，１２１
０，１２１１，１２１２の零クリアの為のスイツ
チである。まずブロツクの先頭では１２１７〜１
２２０のスイツチはオフとなる。従つて１２９〜
１２１２の加算回路の入力は｜X₁〜X₁₁｜〜｜X₁
〜X₁₄｜の各予測誤差絶対値のみとなる。同一ブ
ロツク中の２画素目からはスイツチ１２１７〜１
２２０はオンとなり、従つて１２１３〜１２１６
により１画素前の画素の予測誤差値が加算回路１
２９，１２１０，１２１１，１２１２に加わるこ
ととなる。よつて、１２２１〜１２２４の各出力
には１ブロツク８画素分終了後には

【式】のブロツク予測 誤差値が出力される。１２２５及び１２２６は比
較回路１２２５においてはフイールド内予測符号
化部とフイールド間予測符号化部のブロツク予測
誤差値１２２１及び１２２３の大小を比較し、制
御信号１２０１を作る。又、合わせてスイツチ１
２２７を切り替えてフイールド内或いはフイール
ド間予測符号化部ブロツク誤差値の内小さい方を
出力１２２８として次の比較回路１２２９に送
る。比較回路１２２６では、フイールド内差分符
号化部とフイールド間差分符号化部のブロツク誤
差値１２２２及び１２２４の大小を比較しそれに
より制御信号１２０２を作成する。比較回路１２
２９では予測符号化部のブロツク誤差値の内の小
さい方１２２８とバツフア部の蓄積量に応じた閾
値THを比較し、その大小により予測符号化が差
分量子化符号化かを選択する制御信号１２０３を
作成する。 第７図は本発明における伝送路符号化部１３で
ある。図中２０４及び４０４は差分量子化符号化
部２及び４よりの差分量子化値である。又、１２
０１〜１２０３は前記制御部１２により作成され
たフイールド内又はフイールド間、差分量子化あ
り又はなしを指示する信号である。１３１は差分
量子化値２０４，４０４のうちよりフイールド内
或いはフイールド間のいずれかを選択するための
スイツチ、１３２は差分量子化ありかなしかを選
択するスイツチである。１３３，１３４は符号変
換回路である。第４図における差分量子化符号化
部２中の量子化回路２８により正負合わせて13レ
ベルの量子化を行なつているが、１３３において
この内零近傍７レベルを３ビツト、残り６レベル
を６ビツトの伝送符号に変換する。又、１３４の
変換部においてはフイールド内か、フイールド間
か、差分量子化ありかなしかを１ブロツク２ビツ
トの伝送符号に変換する。これら１３３，１３４
の変換回路は読出専用メモリを用いて実現され
る。 第８図は本発明におけるバツフアメモリ部１４
である伝送路符号に変換された差分信号とブロツ
ク信号は１３０１，１３０２として入力されバツ
フアメモリ１４１，１４２に書き込まれる。また
その時同時に入力された伝送信号のビツト数だけ
計数回路１４４に加算を行なう。スイツチ１４３
はブロツク信号、差分信号に順に選択することに
より、データを１ライン分のブロツク信号１ライ
ン分の差分信号の順に読み出すことを可能にする
為に用いられる。伝送信号は１４０１として一定
速度で読み出され伝送路に送出される一方、送信
ビツト数１４８を計数回路１４４に送り読み出し
たビツト数だけ計数値を減少させる。従つて計数
回路１４４により現時点におけるバツフアメモリ
中に蓄積されているビツト数が明らかとなる。こ
の蓄積ビツト数を読出専用メモリを用いて作られ
ている閾値変換回路１４５に送り現時点のバツフ
ア蓄積量に応じた閾値THを作り端点１４０２に
送出する。 以上本発明における送信側ブロツクの説明を行
なつた。第９図は第２図に対応する本発明におけ
る受信側ブロツク図である。図中１４−ａは送信
側ブロツク図中１４に対応したバツフアメモリ部
で伝送路上を一定速度で伝送された来たブロツク
表示信号及び差分信号１４０１を受信しバツフア
メモリに蓄積しテレビ信号の復号用同期信号に合
わせて、それぞれブロツク表示差分信号を１３０
１，１３０２として読み出す部分である。図中１
３ａは送信側ブロツク１３に対応した伝送信号復
号部である。ブロツク表示信号を表わす伝送信号
１３０１と、差分信号を表わす伝送信号１３０２
は本部において復号されフイールド内及びフイー
ルド間差分信号２０４，４０４と制御信号１２０
１〜１２０３に変換される。制御部１２ａは送信
側ブロツク図中１２に対応した部分で受信された
差分信号値をフイールド内差分量子化符号化部又
はフイールド間差分量子化符号化部に供給する。
１ａ〜４ａは送信側ブロツク図中１〜４に対応し
た復号部であり、１ａはフイールド内予測符号化
復号部、２ａはフイールド内差分量子化符号化復
号部、３ａはフイールド間予測符号化復号部、４
ａはフイールド間差分量子化符号化復号部であ
る。これら各復号部は記憶部５ａより読み出され
た近傍の画再生値と差分量子化値（２ａ，４ａの
場合のみ）を用い、現在の画素の再生値X₁₁〜X₁₄
を復号する。記憶部５ａは送信側ブロツク図中５
に対応し、これら再生値X₁₁〜X₁₄の内より制御信
号１２０１〜１２０３を用いて送信側で選択され
た現在の画素値５０７を選出しこれを本受信側復
号装置の出力信号とするとともにメモリに蓄積し
以降の復号操作における予測値の作成に用いてゆ
く。 以上が本発明における受信側のブロツク図であ
るが、各部の構成は送信側の対応する各部に類似
しているので構成法の説明は省略することとす
る。 以上本発明において特徴とするあるフイールド
中の画素を予測するのに同一フイールド中の画素
値を用いて予測値を作り、それを真の画素値の代
りに再生値として用いるフイールド内予測符号化
部と同一フイールド中の画素値より予測値を作つ
たのち更に真の値との差を差分量子化して受信側
に送るフイールド内差分量子化符号化部と、同一
フイールド中だけでなく前フイールド中の画素値
をも用いて予測値を作るフイールド間予測符号化
部及びフイールド間差分量子化部を有し８画素１
ブロツクとし１ブロツク単位で最適な符号化部を
選択するテレビ信号の適応的予測符号化方式につ
いて説明した。本発明は単色信号に対して適用可
能であることはもちろんNTSCカラー複合信号に
対しても高い符号化効率を得ることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の予測符号化方式を説明する為
の各画素の位置関係を示す図、第２図は本発明の
予測符号化方式の実施例を示す送信側ブロツク
図、第３図は第２図の実施例におけるフイールド
内予測符号化を行なう部分の具体例を示すブロツ
ク図、第４図は第２図の実施例におけるフイール
ド内差分量子化符号化を行なう部分の具体例を示
すブロツク図、第５図は第２図の実施例における
記憶部の具体例を示すブロツク図、第６図は第２
図の実施例における制御部の具体例を示すブロツ
ク図、第７図は第２図の実施例における伝送符号
化部の具体例を示すブロツク図、第８図は第２図
の実施例におけるバツフアメモリ部の具体例を示
すブロツク図、第９図は本発明により伝送された
信号の復号を行なう為の受信側のブロツク図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力されるテレビジヨン信号を常時少なくと
   も１フイールドと１画素分蓄積しておくだけの容
   量を有する記憶部と、前記テレビジヨン信号の最
   新の入力画素の値X₁が入力されたとき該信号と
   同一フイールド中にある画素値を前記記憶部より
   読み出し前記最新の入力画素の予測値₁₁を作成
   しさらに該予測値を前記最新の画素値X₁の復号
   値X₁₁とするフイールド内予測符号化部と、前記
   最新の画素の値X₁が入力されたとき該信号と同
   一フイールド中にある画素値を前記記憶部より読
   み出し前記最新の入力画素の予測値₁₂を作成し
   さらに該予測値と最新の画素値との差を量子化し
   て差分量子化値Z₁₂を作成し最新の画素の復号値
   X₁₂をX₁₂＝₁₂＋Z₁₂として作成するフイールド内
   差分量子化符号化部と、前記最新の画素の値X₁
   が入力されたとき該信号と同一フイールド及び前
   フイールド中にある画素値を前記記憶部より読み
   出し前記最新の入力画素の予測値₁₃を作成しさ
   らに該予測値を前記最新の画素値X₁の復号値X₁₃
   とするフイールド間予測符号化部と、前記最新の
   画素の値X₁が入力されたとき該信号と同一フイ
   ールド中にある画素値及び前フイールド中にある
   画素値を前記記憶部より読み出し前記最新の入力
   画素の予測値₁₄を作成しさらに該予測値と最新
   の画素値との差を量子化して差分量子化値Z₁₄を
   作成して最新の画素の復号値X₁₄をX₁₄＝₁₄＋Z₁₄
   として作成するフイールド間差分量子化符号化部
   と、前記フイールド内予測符号化部と前記フイー
   ルド間予測符号化部の復号値X₁₁、X₁₃と真の画素
   値X₁との誤差の大小を比較し誤差値の小さい方
   の予測符号化部の誤差値が定められた閾値THよ
   り小さい場合には前記の選択された予測符号化部
   を前記最新の画素の符号化部と定めることとし他
   方前記予測符号化部の誤差値が閾値TH以上の場
   合には改めてフイールド内差分量子化符号化部と
   フイールド間差分量子化符号化部の復号値X₁₂、
   X₁₄とその画素値X₁との誤差の大小を比較し誤差
   値の小さい方を前記最新の画素の符号化部と定め
   ることにより前記４つの符号化部の内より該最新
   の画素の符号化部を一つ選択する適応予測符号化
   制御部と、前記４つの符号化部の中よりどの符号
   化部が選択されたかを示すモード表示信号及びフ
   イールド内或いはフイールド間差分量子化符号化
   部が選択された場合にはその差分量子化値Z₁₂又
   はZ₁₄を伝送信号に変換する伝送信号符号化部
   と、該符号化部で符号化されたモード表示信号及
   び伝送信号をバツフアメモリに蓄積し一定速度で
   伝送路上に送出し合わせてバツフアメモリ中のデ
   ータの蓄積量に応じて前記予測符号化部が差分量
   子化符号化部かを選択する為の閾値THを変更さ
   せるバツフアコントロール部とを備えた送信側符
   号化装置とを備えたテレビジヨン信号の適応予測
   符号化方式。