JPH02206984A - 画像信号符号化装置及び符号化方法 - Google Patents

画像信号符号化装置及び符号化方法

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JPH02206984A
JPH02206984A JP1027149A JP2714989A JPH02206984A JP H02206984 A JPH02206984 A JP H02206984A JP 1027149 A JP1027149 A JP 1027149A JP 2714989 A JP2714989 A JP 2714989A JP H02206984 A JPH02206984 A JP H02206984A
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dynamic range
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Tetsujiro Kondo
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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〕 この発明は、伝送データ量を圧縮することができる画像
データの符号化装置に関する。
〔発明の概要〕
この発明では、所定数の画素で構成されたブロック内で
、元のビット数で伝送される少なくとも一つの代表画素
と非伝送画素とが予め定められた画像データの符号化装
置において、 非伝送画素について複数の代表画素から予測データを形
成する予測回路と、予測データと真値との差分を検出す
る差分検出回路と、差分検出回路からの差分値のダイナ
ミックレンジ情報をブロック単位で検出し、ダイナミッ
クレンジ情報に基づいて差分値をブロック毎に符号化し
、元のビット数より少ないビット数のコード信号を出力
する符号化回路とが備えられ、 代表データ、ダイナミックレンジ情報、符号化回路から
のコード信号が伝送されることにより、伝播エラーを生
ぜずに、伝送データ量を効率良く圧縮することができる
〔従来の技術〕
画像データの伝送量を圧縮するために、原データと予測
データとの差分値を伝送するDPCMが知られている。
差分値の量子化は、効率が良い反面、エラーが伝播する
問題がある。
エラーの伝播が生じない高能率符号化として、本願出願
人は、ダイナミックレンジに適応した符号化(ADRC
)を提案している。例えば特願昭59−266407号
明細書には、2次元ブロック内に含まれる複数画素の最
大値及び最小値の差であるダイナミックレンジを求め、
このダイナミックレンジに適応した符号化を行う適応符
号化装置が記載されている。また、特願昭60−232
789号明細書には、複数フレームに各々含まれる領域
の画素から形成された3次元ブロックに関してダイナミ
ックレンジに適応した符号化を行う適応符号化装置が記
載されている。更に、特願昭60−268817号明細
書には、量子化を行った時に生じる最大歪みが一定とな
るように、ダイナミックレンジに応じてビット数が変化
する可変長符号化方法が開示されている。
上述のダイナミックレンジに適応した符号化(ADRC
と称する)は、伝送すべきデータ量を大幅に圧縮できる
ので、ディジタルVTRに適用して好適である。特に、
可変長ADRCは、圧縮率を高くすることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
固定長ADRCの場合、ブロックのダイナミックレンジ
が大きい場合には、量子化歪みが大きい問題がある。ま
た、ダイナミックレンジに応じてビット長が変化する可
変長ADRCの場合には、多いビット数が割り当てられ
るブロックが増大し、伝送データ量の圧縮が不充分とな
る。
従って、この発明の目的は、差分値を量子化することで
生じる効率が良い利点とエラーが伝播しないADRCの
利点との両者を有する画像データの符号化装置を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明では、所定数の画素で構成されたブロック内で
、元のビット数で伝送される少なくとも一つの代表画素
と非伝送画素とが予め定められた画像データの符号化装
置において、 非伝送画素について複数の代表画素から予測データを形
成する予測回路10と、 予測データと真値との差分を検出する差分検出回路30
と、 差分検出回路30からの差分値のダイナミックレンジ情
報をブロック単位で検出し、ダイナミックレンジ情報に
基づいて差分値をブロック毎に符号化し、元のビット数
より少ないビット数のコード信号を出力する符号化回路
31.33.34.35とが備えられ、 代表データ、ダイナミックレンジ情報、符号化回路から
のコード信号が伝送される。
〔作用〕
直線、平面、曲面等のモデルを設定し、設定されたモデ
ルと代表画素からブロック毎の予測データが予測回路1
0で形成される0代表画素が伝送データとされ、ブロッ
ク内の非伝送データと予測データとの差分値(予測誤差
)が差分検出回路30で形成される。この差分値がAD
RCで符号化され、差分値のダイナミックレンジ情報と
コード信号と代表画素のデータとが伝送される。差分値
を符号化するので、伝送データの圧縮率が向上し、また
、伝播エラーが発生しない利点がある。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。この発明では、ブロックの画像データの変化を直
線(1次元)、平面(2次元)、曲面(2次元)等のモ
デルでフィッティングすることで予測データが形成され
、予測データと真値の差分値、即ち、残差がADRC符
号化される。
この実施例では、−例として平面でフィッティングした
後の残差がADRC符号化される。
第1図において、1で示す入力端子に、■サンプルが8
ビツトにディジタル化されたディジタルビデオデータが
供給される。ビデオデータは、ブロック化回路2で、走
査線の順序からブロックの順序にデータの配列が変換さ
れる。この例では、第2図に示すように、(4ライン×
4画素−16画素)により、1ブロツクが構成されてい
る。各ブロックの第1のラインの左端に位置する黒いド
ツトで示す画素が必ず伝送される基本画素(代表画素)
である。基本画素の夫々の値がa、bSc。
dとされる。
lOで示す補間信号発生回路は、上述の基本画素の値を
使用してブロック内の他の伝送されない画素を予測する
。基本画素でブロック内の非伝送画素を平面でフィッテ
ィングする予測がなされる。
即ら、非伝送画素と4個の基本画素との距離の加重平均
で補間信号(予測値)が求められる0例えばXで示す値
を持つ画素が基本画素との距離の逆数及び距離の自乗の
逆数は、1ライン間隔及び1サンプル間隔を夫々1とす
ると、以下のものである。
従って、原データXと対応する補間信号yは、次式で求
められる。
X以外の非伝送画素についての補間信号もXと同様に求
められる。
補間信号発生回路10に基本画素のデータを供給するた
めに、4H(H;ライン周期)遅延回路3と1ブロツク
遅延回路4とラッチ回路5.6.7.8とが設けられて
いる。これらのラッチ回路5〜8には、端子9からブロ
ック周期のラッチパルスが供給され、ブロック内の所定
の位置の基本画素のデータa −dがラッチ回路5〜8
に夫々取り込まれる。4H遅延回路4の途中から取り出
された出力端子は、4H遅延回路40入力側と1ブロツ
ク時間の遅延量を有している。ラッチ回路5に基本画素
データdが取り込まれる時には、ラッチ回路6に基本画
素データdに対して1ブロツク前の基本画素データCが
取り込まれ、ラッチ回路7に基本画素データdの4 ’
H前の基本画素データbが取り込まれ、ラッチ回路8に
基本画素データbの1ブロツク前の基本画素データaが
取り込まれる。これらの基本画素データが補間信号発生
回路10の入力端子11.12.13.14に夫々供給
される。
第3図は、補間信号発生回路10の一例を示す。
入力端子11−14からの基本画素データa −dが乗
算回路16.17.18.19に夫々供給される。乗算
回路16〜19には、ROM20.21.22.23か
ら読み出された係数データが供給される。これらのRO
M20〜23から読み出された係数データが加算回路2
8に供給され、また、乗算回路16〜19の出力データ
が加算回路27に供給される。加算回路27の出力信号
及び加算回路28の出力信号が割算回路29に供給され
、前者が後者で割算される。従って、割算回路29の出
力端子15には、補間信号が取り出される。
ROM20〜23は、符号化しようとするブロック内の
非伝送画素の夫々に応じた係数を発生する。例えばRO
M20は、ブロック内の各非伝送画素に応じた基本画素
データaに対する係数データを発生する。ブロック内の
データの伝送順序に応じて第2図に示すように、15個
の非伝送画素に対して(1〜15)のアドレスが付され
る。アドレスカウンタ24は、端子25からのサンプル
クロックと端子26からのブロック周期のクロックとか
ら上述の(1〜15)のアドレスを発生する。ROM2
0の各アドレスには、下記のような係数データが格納さ
れている。
アドレス 係数  アドレス 係数 例えば上述の非伝送画素Xのアドレスは、5であるので
、係数データとしてAがROM20から読み出される。
ROM20以外の基本画素す、c、dに夫々間する他の
ROM21.22.23にも、アドレス(1〜15)に
応じた係数データが格納されている。
補間信号発生回路10の出力端子15に取り出された補
間信号、即ち、予測データが減算回路30に供給される
。減算回路30には、1プロ・ンク遅延回路4からの画
素データ(真値)が供給される。画素データ及び補間信
号は、同期して減算回路30に供給され、減算回路30
により、原データと補間信号との残差が求められる。こ
の残差成分がADRC符号化される。
減算回路30の出力信号が最大値及び最小値検出回路3
1及び遅延回路32に供給される。検出回路31は、各
ブロックの差信号の最大値MAXと最小値MINとを検
出する。遅延回路32は、最大値MAX及び最小値MI
Nを検出する時間、データを遅延させる。減算回路33
で(MAX−MIN)の演算がされ、減算回路33から
ダイナミックレンジDRが得られる。減算回路34では
、遅延回路32からの差信号から最小値MINが減算さ
れ、減算回路34から最小値が除去された差信号が得ら
れる。
減算回路34の出力データ及びダイナミックレンジDR
が量子化回路35に供給される。量子化回路35から元
のビット数(8ビツト)より少ないビット数例えば3ビ
ツトの量子化コードDTが得られる。ラッチ回路8から
のブロックの基本画素データが遅延回路36に供給され
、遅延回路36からの基本画素データPDとダイナミッ
クレンジDRと最小値MIN及び量子化コードDTがフ
レーム化回路37に供給され、出力端子38には、伝送
データが取り出される。フレーム化回路37は、第4図
に示すように、基本画素データPD、最小値MIN、ダ
イナミックレンジDR及び量子化コードDTがバイトシ
リアルに配列された伝送データを形成する。差信号のダ
イナミックレンジDR及び最小値MENは、8ビツトで
クリップされている。第4図では省略されているが、伝
送データの所定長毎に同期信号が付加され、また、必要
に応じてデータに対するエラー訂正符号の符号化がなさ
れる。
量子化回路35は、ダイナミックレンジDRに適応した
量子化を行う。つまり4、ダイナミックレンジDRを(
2’ =8)等分した量子化ステップΔで、最小値が除
去された差信号が除算され、商を切り捨てで整数化した
値が量子化コードDTとされる。量子化回路35は、除
算回路或いはROMで構成できる。
伝送データは、伝送路例えば磁気記録/再生の過程を介
して伝送される。復号側では、ADRCの復号を行い、
差信号を復元する。この差信号と基本画素データとを使
用して、補間を行う。
ADRC符号化されるのは、原ビデオデータではな(、
平面でフィッティングした時の残差であるために、ダイ
ナミックレンジDRが充分に小さくなり、量子化誤差が
少なくできる。
なお、この発明は、可変長ADRCで差信号を符号化す
る場合に対しても通用できる。
また、フィッティングする方式は、予め定めておけば良
く、平面に限らず、直線、曲面等を使用しても良い。更
に、基本画素のデータをディジタルローパスフィルタに
供給することにより形成された補間信号と原データとの
差信号をADRC符号化しても良い。
〔発明の効果〕
この発明では、予め設定されたモデルと代表画素のデー
タとから予測データが形成され、予測デ−夕と真値との
差分値をADRC符号化している。
差分値のダイナミックレンジは、真値のダイナミックレ
ンジに比して小さくなるので、効率が良い圧縮を行うこ
とができる。また、ADRCを使用しているので、エラ
ーの伝播が無い利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図は画
素の配列の説明に用いる路線図、第3図は補間信号発生
回路の一例のブロック図、第4図は伝送データの一例の
路線図である。 図面における主要な符号の説明 l:ディジタルビデオデータの入力端子、工0:補間借
号発生回路、 30:予測データと真値の差分値を検出するための減算
回路、 31:最大値、最小値検出回路、 35:量子化回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 所定数の画素で構成されたブロック内で、元のビット数
    で伝送される少なくとも一つの代表画素と非伝送画素と
    が予め定められた画像データの符号化装置において、 上記非伝送画素について複数の上記代表画素から予測デ
    ータを形成する予測回路と、 上記予測データと真値との差分を検出する差分検出回路
    と、 上記差分検出回路からの差分値のダイナミックレンジ情
    報をブロック単位で検出し、上記ダイナミックレンジ情
    報に基づいて上記差分値をブロック毎に符号化し、元の
    ビット数より少ないビット数のコード信号を出力する符
    号化回路とを備え、上記代表データ、上記ダイナミック
    レンジ情報、上記符号化回路からのコード信号を伝送す
    ることを特徴とする画像データの符号化装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007174667A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Marvell World Trade Ltd フィルムグレインの生成及び付加

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