JPS63157589A - 適応化サンプリング符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、映像信号の特性を利用して映像信号の信号帯
域を圧縮して、効率的に映像信号を符号化する適応化サ
ンプリング符号化方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、映像信号の信号帯域を圧縮する符号化方式には、
各種の方式が提案されているが、その中で適応化サンプ
リン身は映像の細かさが画面の場所により異なることを
利用して映像の帯域圧縮を行うもので、各種の方式が提
案されている。これらの方式は伝送すべき信号種別、帯
域圧縮比の設定方法（固定、可変）および伝送制御方式
により分類される。これらの中で、代表的なものは、映
像を小さなブロックに分割し、ブロック内の画像の細か
さに応じてサンプリングパターンを変化させるものであ
る。第５図に示すように、映像を小さなブロック（この
場合、２×２画素）に分割し、基本画素と追加画素に分
類する。まず、ブロックの中で画素を１／４に間引いて
基本画素を取り出す。

次に、基本画素を用いて残りの三つの画素を順次補間す
る。次に、補間された三つの画素それぞれについて補間
された画素と元の画素との差信号を合計することにより
、ブロックごとの歪を計算する。その後、１フイールド
中の各ブロックを歪の大きいものの順に歪のヒストグラ
ムを作成する。

次に、圧縮比が所望の値となるように、ヒストグラムの
中から歪の大きいブロックを選び、それらのブロックの
場合には、追加画素をも送信するものである。なお第５
図において、・は伝送する画素、○は藺引く画素をそれ
ぞれ表している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明したように、従来の適応化サンプリング符号化
方式は、映像の細かさに応じて伝送すべき画素数を変化
させているが、ブロック内での帯域圧縮比が１７４のも
のと４／４のものの二つのモードであるため、きめ細か
な適応化ができない欠点があった。

本発明の目的は、上記の欠点を除去することにより、よ
りきめ細かな適応化ができる適応化サンプリング符号化
方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、映像の画面を複数の画素からなるブロックに
分割し、これらのブロックをサンプリングの帯域圧縮比
が異なる複数種類のモードに区分し、画面全体の帯域圧
縮比が所定値になるように上記複数種類のモードのそれ
ぞれの割合を決める適応化サンプリング符号化方式にお
いて、上記複数種類のモードは帯域圧縮比が一番大きい
第一モードと、中位の第二モードと、一番小さい第三モ
ードとの三種類のモードを含み、帯域圧縮比を上記第二
モードとした場合のブロックごとの補間歪量のヒストグ
ラムと、帯域圧縮比を上記第二モードから上記第二モー
ドに変換した場合の補間歪量の増大を表すグラフとを作
成し、画面全体の帯域圧縮比が所定値となるように上記
ヒストグラムを各モードに分割することによって得られ
る複数のモード配分基ごとに、適応化サンプリング処理
した画面全体の補間歪量を上記ヒストグラムおよび上記
グラフより計算し、その補間歪量が最小となるモード配
分基に従って上記各モードの割合を設定することを特徴
とする。

〔作　用〕

サンプリングの帯域圧縮比が異なる複数種類のモードと
して、帯域圧縮比が一番大きい例えば１／８の第一モー
ドと、中位の例えば４７８の第二モードと、一番小さい
例えば８７８の第二モードに区分し、帯域圧縮比を４７
８モードとした場合のブロックごとの補間歪量（この補
間歪量は４７８モードを８７８モードに変換した場合の
歪減少量に当たるので、歪減少量と定義する。）のヒス
トグラムと、４７８モードを１７８モードに変換した場
合の歪増大量のグラフを、横軸に歪減少量をとり縦軸に
度数および歪増大量をとり作成する。そしてこのヒスト
グラムを、画面全体の帯域圧縮比が所定値例えば１／４
になるように、４／８モードの一部分を１／８モードお
よび８／８モードに分割した複数の分割案を作成し、各
分割案に対して、上記ヒストグラムおよび上記グラフに
より、画面全体の補間歪量を求め、この補間歪量が最小
になる分割案に従って、１／８．４／８および８／８モ
ードの割合を設定する。なお、この場合０／８モードは
静止領域のみ適用する高効率モードとして用いられ、１
／８．４／８および８／８モードは動領域に適用され、
１／８および４／８モードは基本的な特性を、８７８モ
ードは効率的な標本化が難しい動エフジやアンダーフロ
一時に用いられる高品質モードとして用いられる。また
、静止領域と動領域との区分は、ブロック内の前フレー
ムの画素の差をとり、しきい値と比較することにより行
われる。

従って、上記により１／８．４／８および８／８モード
について、画面全体の補間歪が最少となる最適な各モー
ドの配分が実現でき、容易によりきめ細かな適応化が可
能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図（ａ）、（ｂｌおよび（Ｃ１は本発明の一実施例
を示す説明図で、第２図は本発明で取り扱う四つの基本
的なモードの一例を示す説明図である。

本発明は、例えば第２図に示すように、異なる標本化構
造を有する２×４画素すなわち８画素からなる四つのモ
ード（０／８．１／８．４／８および８７８モード）を
入力画像の性質に応じて適応的に配分する方式である。

この場合、基本的な特性は１／８および４／８モードで
決まり、Ｏ／８モードは静止領域のみに適用する高効率
モードであり、８７８モードは効率的な標本化が難しい
動エツジ等に適用する高品質モードである。

まず、映像の画面を複数の画素からなるブロックに分解
し、ブロック内の前フレームの画素間の差を取り、しき
い値と比較することにより、画面を動領域のブロックと
静止領域のブロックに分類する。本実施例の場合、ブロ
ックは２×４画素つまり８画素から構成されている。静
止領域のブロックでは、前フレームの画素を用いて、フ
レーム間処理を行う。動領域のブロックでは、１７８．
４７８および８７８の三つのモードを用いて、フィール
ド内処理を行う。

、′　ここで、映像のある時刻１．のフィールドにおけ
る各モードの割合を以下のように定義する。

０／８モード二Ａ １７８モード：Ｘ ４７８モード：ｙ ８７８モード：２ ここで、全モード数一定の条件により、Ａ＋ｘ＋ｙ＋ｚ
＝１　　　　　　　　　・−山川・（１１となる。また
、必要とされる帯域圧縮比を１７４とすると、 ０／８・Ａ＋１／８・ｘ＋８・ｙ＋８／８・ｚ＝１／４
　　・−（２１となる。さらに各ブロックにおける歪量
をＥ。

とすると、画面全体の歪量Ｅｔは、 Ｅ、、＝ΣＥＬ　　　　　　　　　・−・−・−（３）
となる。静止領域の割合Ａは一意的に決定される。

動領域の割合、ｘ、ｙ、ｚは、この三つの式より決定す
る。なお、以下では簡単のため、Ａ＝０とし、動領域の
モード配分について述べる。

■　まず、１／８で補間じた場合のブロックごとの歪を
求める。次に、４／８で補間した場合のブロックごとの
歪を求める。ここで、４／８モードを８７８モードに変
換した場合の歪変化量として、４／８補間の歪を歪減少
量と定義する。また、４７８モードを１７８モードに変
換した場合の歪変化量として、 （１／８補間の歪”）　　−（４／８補間の歪）を全増
大量と定義する。この結果を順次使用してヒストグラム
と歪増大グラフを作成する。ヒストグラムは歪減少量の
度数を計算することにより得る。また、歪増大グラフは
各歪減少量における全増大量を累積することにより得る
。

■　次に、３モードの配分を行う。まず、第１図（ａｌ
に示すようにヒストグラム上で全ブロックを４７８モー
ドとする。このままでは帯域圧縮比が１７２であるため
、帯域圧縮比が１７４になるまで、全増大量の小さなブ
ロックから順に１７８モードに変換する（例えば横軸を
ｉとしてｉ＝Ｏから１０まで）。この状態を第１図（′
ｂ）に示す。この際、帯域圧縮比はヒストグラフおよび
（２）式より求める。また、４７８モードを１７８モー
ドに変換したことによる画面全体の歪減少量は変更され
たブロックの（−全増大量）の累積となる。これは歪増
大グラフのＯから１０までを積分することにより求める
。この状態を初期設定画面とする。

■　次に、最も歪減少量の大きなブロック（ｉ＝６４）
を８７８モードに変換する。この様子を第１図（Ｃ）に
示す。８／８モードを増加させるため帯域圧縮比は１／
４より大きくなる。このために１７８モードを増加させ
るため、１＝１１から順に１７８モードに変換する。こ
の際、帯域圧縮比は（２）式より求める。また、画面全
体の歪減少量は、８７８モードに変換されたブロックの
歪減少量の累積および４／８から、１／８モードに変換
されたブロックの（−全増大量）の累積の和となる。こ
の状態におけるｉの値をＴＨＩ、ｊの値をＴＨ２とする
。

■　■の処理を１＝６４から０まで、またはＴＨＩがＴ
Ｈ２以上になるまで行う。この過程で最も画面全体の歪
減少量が大きくなった場合のＴＨｌとＴＨ２による配分
を最適配分とする。

■　各ブロックにおけるモードの決定は、各ブロックに
おける歪減少量をＴＨＩと、ＴＨ２と比較することによ
り行う。

第３図は、本発明の一実施例を適用した適応化サンプリ
ングの送信装置のモード配分部を示すブロック構成図で
ある。本実施例は、動領域の映像信号である入力信号１
がそれぞれ入力され、４／８補間歪の計算を行う４／８
補間歪計算回路２および１／８補間歪の計算を行う１／
８補間歪計算回路３と、１／８補間歪から４／８補間歪
を差し引く減算回路４と、４／８補間歪計算回路２で計
算された４／８補間歪（歪減少量）のヒストグラムを作
成するヒストグラムメモリ５と、４／８補間歪計算回路
２からの歪減少量と減算回路４からの全増大量により全
増大グラフを作成する全増大メモリ７と、ヒストグラム
メモリ５に接続され画面全体の帯域圧縮比を計算する帯
域圧縮比計算回路６と、ヒストグラフメモリ５および全
増大メモリ７に接続され画面全体の歪を計算する歪計算
回路８と、４／８補間歪計算回路２に接続され各ブロッ
クごとの歪減少量を記録する歪メモリ９とを含んでいる
。

次に、第４図に示すフローチャートを参照して本実施例
の動作について説明する。なお本実施例の動作は、第１
図（ａｌ、ｆｂ）および（Ｃ）に示した処理手順に従い
次のように行われる。

映像信号は、フレーム間の差信号により動領域と静止領
域に分けられる。この処理後に得られる動領域信号を入
力信号１とする。入力信号１は、ブロックごとの歪減少
量と全増大量を計算後ヒストグラムメモリ５と全増大メ
モリ７とを順次更新する。また、得られた歪減少量と全
増大量は、歪メモリ９に書込まれる。１フイールドにわ
たりこの処理を行うと、最終的にモード配分に使用する
ヒストグラムが得られる。この後のフィールドブランキ
ングの間に帯域圧縮比計算回路６、歪計算回路８を使用
して境界条件であるＴＨＩＴＨ２を得る。次の１フイー
ルドでは、各ブロックごとの歪減少量、全増大量とモー
ド配分の結果得られたＴＨＩ、ＴＨ２とを比較して各ブ
ロックのモードを決定する。

なお、上記実施例においては、三つのモードとして１／
８．４／８および８／８モードを用いたけれども、これ
は他の種類のモードの組合せにおいても同様に適用され
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、映像の画面を圧縮比の
異なる四つのモード（圧縮比０も含めて）、例えば、静
止領域に対応した０／８モード、不鮮明な勅令置載に対
応した１／８モード、精細な動領域に対応した４／８モ
ードおよび動エツジのような非常に精細な動領域に対応
した８／８モードに区分し、動領域に対する１／８モー
ド、４／８モードおよび８／８モードの配分を、４／８
モードを１７８モードに変換した場合の補間歪の増大量
のグラフと、４／８モードにした場合の補間歪のヒスト
グラムを用い、与えられた画面全体の帯域圧縮比の下で
その補間歪が最小になるように、１７８モード、４／８
モードおよび８／８モードの割合を設定することにより
、容易に、よりきめ細かな適応化ができる効果がある。

従って、本発明によれば、高品位映像のような高精細画
像を高精細に圧縮することのできる、高品位映像の高能
率符号化方式が実現できその効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図＜８＞、（ｂｌおよび（ｃ）は本発明の一実施例
の処理手順を示す説明図。 第２図はこの実施例で取り汲う四つの基本的モードの一
例を示す説明図。 第３図は本発明の一実施例を適用した符号化送信装置の
要部を示すブロック構成図。 第４図はこの実施例の動作を示すフローチャート。 第５図はモードの説明図。 １・・・入力信号、２・・・４／８補間歪計算回路、３
・・・１／８補間歪計算回路、４・・・減算回路、５・
・・ヒストグラムメモリ、６・・・帯域圧縮比計算回路
、７・・・歪増大メモリ、８・・・歪計算回路、９・・
・歪メモリ。 実施例　（Ｌ信褒１モード配分邪構茂図）？６３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像の画面を複数の画素からなるブロックに分割
   し、これらのブロックをサンプリングの帯域圧縮比が異
   なる複数種類のモードに区分し、画面全体の帯域圧縮比
   が所定値になるように上記複数種類のモードのそれぞれ
   の割合を決める適応化サンプリング符号化方式において
   、 上記複数種類のモードは帯域圧縮比が一番大きい第一モ
   ードと、中位の第二モードと、一番小さい第三モードと
   の三種類のモードを含み、 帯域圧縮比を上記第二モードとした場合のブロックごと
   の補間歪量のヒストグラムと、帯域圧縮比を上記第二モ
   ードから上記第三モードに変換した場合の補間歪量の増
   大を表すグラフとを作成し、画面全体の帯域圧縮比が所
   定値となるように上記ヒストグラムを各モードに分割す
   ることによって得られる複数のモード配分案ごとに、適
   応化サンプリング処理した画面全体の補間歪量を上記ヒ
   ストグラムおよび上記グラフより計算し、その補間歪量
   が最小となるモード配分案に従って上記各モードの割合
   を設定する ことを特徴とする適応化サンプリング符号化方式。