JPH0239787A

JPH0239787A - 画像情報伝送装置

Info

Publication number: JPH0239787A
Application number: JP63189808A
Authority: JP
Inventors: Yoshisue Ishii; 芳季石井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-07-29
Filing date: 1988-07-29
Publication date: 1990-02-08

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】［産業上の利用分野コ本発明は、画像データをブロック符号化し伝送する画像
情報伝送装置に関する。

［従来の技術］テレビジョン信号の伝送帯域を狭くする方法として、サ
ンプリング周波数又は１画素当たりの平均ビット数を小
さくする符号化方法が知られている。前者の符号化方法
では、サブサンフリングにより画像データを賜に間引き
、サブサンプリング点と補間の時に使用するサブサンプ
リング点の位置を示す（即ち、補間点の上下又は左右の
何れのサブサンプリング点のデータを使用するかを示す
）フラグとを伝送する。

他方、後者の符号化方法の一つとして、ｌフィールド内
の画面を微少なブロックに細分化して符号化するブロッ
ク符号化法がある。この符号化法では、例えば、注目ブ
ロックについて、その最小値と最大値の間を線形又は非
線形に量子化し、各画素毎にどの量子化レベルに居する
かのインデックスを伝送し、更に、スケール成分として
当該最小値及び最大値を伝送するものである。

［発明が解決しようとする問題点］この従来のブロック符号化法では、ブロック内画素値の
ダイナミック・レンジに応じた符号化が行なわれるが、
例えば、ブロック内で極端な明暗かある場合とかブロッ
ク内に境界を含む場合などのように、画素値の分布が想
定状態から大きく異なる場合には、復号信号に大きな歪
みが生しる。

また、上述の様な復号歪みの発生を抑える為にブロック
内の画素値のダイナミック・レンジを量子化する際に、
その量子化ビット数を増やす方法が考えられるが、これ
によると伝送情報量が増大してしまう為、圧縮効果が望
めなくなってしまう。

そこで、本発明は画像情報の伝送時に、復号歪みの発生
が少なく、かつ伝送情報量を少なく抑え伝送する事がで
きる画像情報伝送装置を提供することを目的とする。

［問題を解決する為の手段］本発明の画像情報伝送装置はディジタル画像データを所
定数のサンプルからなるブロックに分割するブロック化
手段と、ブロック毎にダイナミック・レンジに関する少
なくとも２つの基準値を形成するデータ形成手段と、当
該データ形成手段の２つの基準値に基づきブロック内サ
ンプルを符号化し、複数のｆ：５１符号化データを形成
する第１符号化手段と、前記第１符号化手段より得られ
る複数の第１符号化データをベクトル量子化し、第２符
号化データを形成する第２符号化手段と、当該データ形
成手段より得られる２つの基準値及び第２符号化手段よ
り得られる第２符号化データを伝送単位として、伝送デ
ータ列を形成する伝送データ列形成手段とを具備するも
のである。

［作用］上述の構成により、ブロック内のダイナミック・レンジ
を考慮して第１の符号化を行なった後に、得られた第１
符号化データを更にベクトル量子化する事により復号の
際に発生する歪みか抑圧された符号化データを極めて少
ない情報量のデータとして伝送する事ができる様になる
。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例としてのテレビジョン信号符
号化装置の構成ブロック図を示す。

第１図において、１０は画像信号の入力端子である。本
実施例で用いられる画像信号はＮＴＳＣ方式に準拠した
テレビジョン信号とし、入力端子１０にはＮＴＳＧテレ
ビジョン信号が入力される。

１１は入力端子１０に入力されたテレビジョン信号を搬
送周波数ｆｓｃの４倍のサンプリング周波数でサンプリ
ングし、１サンプル当たり８ビツトのディジタル・テレ
ビジョン信号にするＡ／Ｄ変換器である。１２は、水平
走査線単位で順次入力されるディジタル・テレビジョン
信号を−Ｈメモリなどに記憶し、読出し順序を変えて読
出すことにより、ブロック内での水平走査線単位に走査
順序を変換して出力するブロック化回路である。本実施
例におけるブロック化回路では、１２図に示す様に水平
方向４サンフル、垂直方向４ラインを１ブロツクとし、
実線で示した走査順にて入力されるＯ印で示されたサン
プル点を該サンプル点に付された番号順に走査順序を変
換して出力する。

ブロック化回路１２で並べ換えられたサンフル列は、最
小値検出器１３、最大値検出器１４及び遅延回路１５に
印加される。

最小値検出器１３ではブロック内の各サンプル値のうち
の最小値（ＭＩＮ）を検出し、出力する回路、最大値検
出器１４ではブロック内の各サンプル値のうちの最大値
（ＭＡＸ）を検出し、出力する回路である。

また、遅延回路１５は入力されたサンプル値ＤＴを前記
最小値検出器１３、最大値検出器１４においてＭＩＮ、
ＭＡＸを検出するのに要する時間だけ遅延する回路で、
該遅延回路１５により後述する変換回路１６にブロック
化回路１２から印加されるサンプル値ＤＴと、最小値検
出器１３の出力ＭＩＮ、最大値検出器１４の出力ＭＡＸ
との印加タイミングが一致する様になる。

そして、最小値検出器１３の出力ＭＩＮ、最大値検出器
１４の出力ＭＡＸは、それぞれ変換回路１６に印加され
る。

変換回路１６には遅延回路１５からＡ／Ｄ変換器１１で
形成されるサンプル（ｆｉＤ　Ｔも入力されており、Ｍ
ＡＸ、ＭＩＨに基づきＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩ　Ｎ）を量
子化し、ＤＴがどの量子化ステップに属するかを示すイ
ンデックスＩＤを出力する。この詳細は後述する。尚、
最小値検出器１３の出力ＭＩＮ、最大値検出器１４の出
力ＭＡＸは遅延回路１７．１８に供給され、遅延回路１
７．１８は変換回路１６から出力されるインデックスＩ
Ｄと最小値検出器１３の出力ＭＩＮ、最大値検出器１４
の出力ＭＡＸとのタイミング調節用である。

本実施例の変換回路１６では、入力された各サンプル値
ＤＴを１ブロツク分のサンプル値ＤＴにおけるダイナミ
ック・レンジＤＲを３２分割（５ｂｉｔ相当）シ、ブロ
ック内の各サンプル値ＤＴがダイナミック・レンジのど
の分割エリアに属するかを表す５ビツトのインデックス
ＩＤに変換し出力する。

尚、この５ビツトのインデックスＩＤはブロック毎の絶
対レベル変動、ダイナミックレンジ変動が除去された正
規化されたデータである。

変換回路１６より出力されるインデックスＩＤはベクト
ル量子化回路１９に供給される。

ここで、ベクトル量子化について簡単に説明する。ベク
トル量子化方式は、入力信号を複数個のサンプル毎にブ
ロック化し、各ブロック内に含まれるｋ（ｋはに≧２の
整数）個のサンフルで構成されるに次元空間に対して一
括してベクトル量子化するものであり、特に、各サンプ
ル間の相関が高い場合に、ｋ次元のサンプル値の組合せ
を表したコードの数（コード・ブック）を大幅に削減で
き、高能率符号化できる。

例えば、工６サンプル毎にブロック化した場合には、１
６次元の空間がベクトル量子化の対象になり、１サンプ
ル当たり８ビツトで表されるデータ系列に対して単にＰ
ＣＭ伝送しようとすれば、８ビツトＸ１６サンプルで１
２８ビツトの情報量が発生することになる。これを例え
ば、１ブロツク当たり３２ｂｉｔのインデックス情報て
表現し、計２３２個のコード・ブックでベクトル量子化
すれば、％の情報量で情報を伝送する事ができるもので
ある。

ベクトル量子化回路１９は例えば、前記変換回路１６で
正規化された１６サンプル分のインデックスＩＤをまと
めて、１６次次元間に対して一括ベクトル量子化を行な
い、１６サンプルｘ５ｂｉｔ＝８０ｂｉｔ分の情報を例
えば、８ｂｉｔのコード・ブック（ＶＱ）で表現し、出
力する。尚、このベクトル量子化回路１９はＲＯＭ　（
リードオンリーメモリ）テーブルで簡単に実現でき、イ
ンデックスＩＤのデータ列をアドレスとして、コード・
ブックＶＱを読み出し出力する様になっている。

そして、遅延回路１７からのＭＡＸ、遅延口１９からの
ブミた唸；ｔ＝に）鴇、（Ｖ　Ｑ　）は、データ列形成
回路、２０に印加される。データ列形成回路２０は、こ
れらの入力データをシリアル・データ列に変換し、更に
同期コード（５ＹＮＣ）を付加して、第３図に示す様に
１ブロツクに対して同コ対して送出される。

以上の様に、本実施例では１ブロツク分の情報１２８ｂ
ｉｔ　　（＝１６サンプルＸ８ｂｉｔ）を２４ｂｉｔ　
　（＝ＭＡＸ（８ｂｉｔ）＋Ｍ　Ｉ　Ｎ（８ｂｉｔ）＋
　Ｖ　Ｑ　（８ｂｉｔ））にて表現でき、この時の圧縮
率は３７１６となる。

第４図は第１図の符号化装置に対応するディジタル・テ
レビジョン信号の復号装置の概略構成を示す。不図示の
伝送路から入力されたディジタル・テレビジョン信号は
入力端子２１から最大値・最小値分離回路２２、コード
ブック（ＶＱ）分離回路２３に印加される。最大値・最
小値分離回路２２は、最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮを
分離して出力し、コードブック゛（ＶＱ）分離回路２３
は、コートブック（ＶＱ）部分を分離して出力する１、
各分離回路に供給されるデータ列はブロック毎で固定長
符号となっているので、これらの分離は極めて容易であ
る。尚、これらに分離のために、図示しないクロック発
生回路が設けられている。

コードノック（ＶＱ）分離回路２３により分離されたコ
ードブックＶＱは逆ベクトル量子化回路２５に供給され
、入力されたコードブックＶＱを逆ベクトル量子化する
。すなわち、逆ベクトル量子化回路２５は８ビツトのコ
ートブックＶＱを１６サンプルＸ５ｂｉｔのインデック
スＩＤに変換し、出力するものて、前述のベクトル量子
化回路１９と同様にＲＯＭテーブルて構成されており、
コードブックＶＱをアドレスとしてインデックスＩＤを
出力する様になっている。

逆変換回路２４は、分離回路２２にて分離されたＭＩＮ
、ＭＡＸ及び逆ベクトル量子化回路２５より出力される
インデックスＩＤから各サンプル値ＤＴを復元し、ラス
ター化回路２６に出力する。ラスター化回路２６では入
力されたサンフル値ＤＴを−Ｈメモリに記憶し、第２図
の実線で示した順序にて出力する事により入力データを
ラスター化し、Ｄ／Ａ変換器２７に供給する。Ｄ／Ａ変
換器２７ではサンプリング同波数４ｆｓｃを同期信号と
して、入力されたサンプル値ＤＴをアナログ信号に変換
することにより、ＮＴＳＧテレビジョン信号を復元し出
力する。

上記実施例では、ベクトル量子化の前処理としてブロッ
ク毎に、ブロック内のサンプル値の最大値及び最小値の
間を３２分割して各サンフル値を分割値に変換している
が、本発明はこれに限定されず、例えば、最大値と最小
値の間を１６分割（４ビツト相当）して各サンプル値を
４ビツトに正規化し、その後ベクトル量子化してもよい
。また、前処理でのブロックを構成するサンプルの数と
、ベクトル量子化において組み合わされるサンプルの数
とは、必ずしも同じである必要はない３例えば、情報の
圧縮率を局にしようとした場合、前処理のブロックを構
成するサンプルの数を４ｘ８＝３２サンプル（データ量
は２５６ビツト）とし、このブロックを最大値８ビツト
、最小値８ビツト、各サンプル４ビツトの計１４４ビッ
トに正規化した後、４ビツト表現の各サンプル値を２個
ずつまとめて２次元ベクトル量子化を行なうようにすれ
ばよい、また、この場合には、２サンプル当たり７ビツ
トに圧縮すると、画質劣化が少ないことが確認されてい
る。

尚１本実施例においては、ベタ１−ル量子化回路、逆ベ
クトル量子化回路をＲＯＭテーブル等により構成する様
に１・だが、本発明はこれに限られるものではない。

〔発明の効果］以上、説明して来た様に本発明により画像情報の伝送時
に、復号歪みの発生が少なく、かつ情報量を少なく抑え
伝送する事ができる画像情報伝送装ごを提供する事がで
きる様になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのテレビジョン信号符
号化装置の構成ブロック図、第２図はサンプルのブロッ
ク化の説明図、第３図は第１図で形成されるコート列の
図、第４図はｆ５１図に対応するディジタル・テレビジ
ョン信号の復号装はの構成ブロック図である。。１０．２１・・・入力端子１２・・・ブロック化回路１３・・・最大値検出器１４・・・最小値検出器１６・・・変換回路１９・・・ベクトル量子化回路２０・・・データ列形成回路３・・パ　　　　　分離回路４・・・逆変換回路５・・・逆ベクトル量子化回路６・・・ラスター化回路

Claims

【特許請求の範囲】ディジタル画像データを所定数のサンプルからなるブロックに分割するブロック化手段と、ブロッ
ク毎にダイナミック・レンジに関する少なくとも２つの
基準値を形成するデータ形成手段と、当該データ形成手
段の２つの基準値に基づきブロック内サンプルを符号化
し、複数の第１符号化データを形成する第１符号化手段と、前記第１符号化手段より得られる複数
の第１符号化データをベクトル量子化し、第２符号化デ
ータを形成する第２符号化手段と、当該データ形成手段
より得られる２つの基準値及び第２符号化手段より得ら
れる第２符号化データを伝送単位として、伝送データ列
を形成する伝送データ列形成手段とを具備することを特
徴とする画像情報伝送装置。