JPH03167986A - High efficiency coding device - Google Patents
High efficiency coding deviceInfo
- Publication number
- JPH03167986A JPH03167986A JP1308226A JP30822689A JPH03167986A JP H03167986 A JPH03167986 A JP H03167986A JP 1308226 A JP1308226 A JP 1308226A JP 30822689 A JP30822689 A JP 30822689A JP H03167986 A JPH03167986 A JP H03167986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- circuit
- pixel data
- block
- interpolation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、サブサンプリング及び適応駒落としにより
ディジタル画像信号の伝送情報量を圧縮する高能率符号
化装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a high-efficiency encoding device that compresses the amount of transmitted information of a digital image signal by subsampling and adaptive frame dropping.
[発明の概要]
この発明は、ディジタルテレビジョン信号のnフレーム
にまたがる3次元ブロック内に含まれる複数の画素デー
タがサブサンプリングにより間引き処理され、この間引
き処理後の残りの画素データを伝送する高能率符号化装
置において、各ブロックの間引かれる非伝送画素データ
の夫々に関し、時間的及び空間的に隣接する伝送画素デ
ータによる補間方法を複数種類準備し、補間方法の夫々
について、真値と補間値の差の絶対値を演算する演算回
路と、演算回路の出力に基づいて、ブロック単位に最適
な補間方法を表すフラグ信号を発生する回路と、
サブサンプリングされた各ブロックのnフレーム分の全
画素データを伝送する第1のモードと、nフレームのう
ちのmフレーム分の画素データを伝送する第2のモード
とをブロック単位で切り換える切換回路と、第2のモー
ド時に少なくとも注目ブロックのmフレームの伝送画素
データから注目ブロックの(n−m)フレームの非伝送
画素データを補間した補間値と非伝送画素データの真値
の差分を検出する回路と、検出回路の出力に基づいて注
目ブロックに関して切換回路に対する制御信号を発生す
る制御信号発生回路と、フラグ信号と切換回路からの伝
送画素データと制御信号を伝送する伝送回路とを有して
いる.
この発明は、3次元のサブサンプリングと適応駒落とし
とのハイブリッド高能率符号化であるため、圧縮率を頗
る高くでき、また、復元画像の画質を良好とできる。[Summary of the Invention] The present invention provides a high resolution system in which a plurality of pixel data contained in a three-dimensional block spanning n frames of a digital television signal is thinned out by subsampling, and the remaining pixel data after the thinning process is transmitted. In the efficiency encoding device, multiple types of interpolation methods using temporally and spatially adjacent transmitted pixel data are prepared for each non-transmitted pixel data to be thinned out in each block, and for each interpolation method, the true value and the interpolated An arithmetic circuit that calculates the absolute value of the difference in values, a circuit that generates a flag signal representing the optimal interpolation method for each block based on the output of the arithmetic circuit, and a circuit that calculates the absolute value of the difference in values. a switching circuit that switches between a first mode for transmitting pixel data and a second mode for transmitting pixel data for m frames of n frames in block units; A circuit that detects the difference between an interpolated value obtained by interpolating non-transmitted pixel data of (n-m) frames of the block of interest from transmitted pixel data of It has a control signal generation circuit that generates a control signal for the switching circuit, and a transmission circuit that transmits the flag signal, pixel data to be transmitted from the switching circuit, and the control signal. Since the present invention is a hybrid high-efficiency encoding method using three-dimensional subsampling and adaptive frame dropping, the compression ratio can be extremely high, and the quality of the restored image can be improved.
ディジタル画像信号は、ディジタルオーディオ信号と比
較してそのデータ量が多いので、伝送容量が制限された
デ,イジタルVTR等では、その伝送データ量を低減す
ることが要請される。この圧縮の方法としては、多くの
手法が提案されている。Since a digital image signal has a larger amount of data than a digital audio signal, it is required to reduce the amount of data to be transmitted in a digital VTR or the like whose transmission capacity is limited. Many techniques have been proposed for this compression method.
画像情報が持つ空間的な冗長度を除去して圧縮を行う方
法として、サンプリング周波数をサブサンプリングによ
って低下させるものが知られている.例えばサブサンプ
リングにより、データを2に間引くと共に、間引いたデ
ータを補間する方向を示すためのフラグを伝送する方法
が知られている。つまり、送信側では、間引き画素の上
下に夫々位置するデータで補間する方法と、間引き画素
の左右に夫々位置するデータで補間する方法との間で、
誤差が小さい方の補間方法が検出され、この補間方法を
示す1ビットのフラグが形威される.このフラグが補間
点の画素データに代えて伝送される.上述のサブサンプ
リングは、補間点の全てに対応して補間方法を示すフラ
グを伝送するので、データの圧縮が不十分であった.
フラグ信号のために圧縮率が制約される問題を解決する
ために、本願出願人は、特願昭59−26228 1号
明細書に記載されているように、複数画素の2次元的な
集合であるブロック毎に、代表フラグを形成し、代表フ
ラグを伝送する高能率符号化方法を提案している.ブロ
ック内の複数画素の夫々に関して、複数種類の補間方法
の中で、最も誤差が小さくなる補間方法を検出し、検出
された補間方法に関して多数決論理が適用され、多数で
ある補間方法と対応するブロック毎のフラグ信号が形威
される。A known method for compressing image information by removing spatial redundancy is to reduce the sampling frequency by subsampling. For example, a method is known in which data is thinned out to two by subsampling and a flag is transmitted to indicate the direction in which the thinned out data is to be interpolated. In other words, on the transmitting side, there are two methods: one is to interpolate using the data located above and below the thinned out pixel, and the other is to interpolate using the data located to the left and right of the thinned out pixel.
The interpolation method with the smaller error is detected, and a 1-bit flag indicating this interpolation method is set. This flag is transmitted instead of the pixel data of the interpolation point. In the above-mentioned subsampling, data compression was insufficient because a flag indicating the interpolation method was transmitted corresponding to all interpolation points. In order to solve the problem that the compression ratio is restricted due to the flag signal, the applicant of the present application proposed a method using a two-dimensional set of multiple pixels as described in Japanese Patent Application No. 1982-26228. We propose a high-efficiency encoding method that forms a representative flag for each block and transmits the representative flag. For each of multiple pixels in a block, an interpolation method with the smallest error among multiple types of interpolation methods is detected, majority logic is applied to the detected interpolation method, and the block corresponds to the majority interpolation method. Each flag signal is emitted.
更に、各画素データの持つレベル方向の冗長度を除去し
、各画素データの量子化ビット数を少なくできる高能率
符号化装置が提案されている。その一つとして、本願出
願人は、特開昭61−144989号公報に記載されて
いるような、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
号化装置を提案している。また、特開昭62−9262
0号公報に記載されているように、複数フレームに各々
含ま,れる領域の画素から形威された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
符号化装置が提案されている。更に、特開昭62−12
8621号公報に記載されているように、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
が提案されている。Furthermore, a high-efficiency encoding device has been proposed that can remove redundancy in the level direction of each pixel data and reduce the number of quantization bits of each pixel data. As one of the methods, the applicant calculates the dynamic range, which is the difference between the maximum value and the minimum value of a plurality of pixels included in a two-dimensional block, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 144989/1989.
We have proposed an adaptive encoding device that performs encoding adapted to this dynamic range. Also, JP-A-62-9262
As described in Japanese Patent No. 0, an adaptive encoding device has been proposed that performs encoding adapted to the dynamic range of a three-dimensional block formed from pixels of regions included in each of a plurality of frames. Furthermore, JP-A-62-12
As described in Japanese Patent No. 8621, a variable length encoding method has been proposed in which the number of bits changes depending on the dynamic range so that the maximum distortion that occurs during quantization is constant.
より更に、時間方向の冗長度を除去することにより、伝
送データ量を圧縮する目的で、ブロック内の画像の動き
を検出し、静止画像のブロックの場合には、3次元ブロ
ックの画素の平均値情報を伝送する適応駒落としとAD
RCとを組み合わせたハイブリッド方式が本願出願人に
より提案されている(特願昭60−247840号明細
書参照)。Furthermore, in order to compress the amount of transmitted data by removing redundancy in the time direction, the movement of images within a block is detected, and in the case of a still image block, the average value of the pixels of a three-dimensional block is detected. Adaptive frame dropping and AD for transmitting information
A hybrid system combining RC has been proposed by the applicant of the present application (see the specification of Japanese Patent Application No. 60-247840).
上述せるブロック単位で最適な補間方法を示すフラグ信
号を伝送するサブサンプリングと、適応的な駒落としと
、必要に応じてADRCとを組み合わせることにより、
伝送データ量を大幅に圧縮することが可能となる。By combining the above-mentioned subsampling that transmits a flag signal indicating the optimal interpolation method on a block-by-block basis, adaptive frame dropping, and ADRC as necessary,
It becomes possible to significantly compress the amount of transmitted data.
しかしながら、2次元ブロック毎に代表フラグを形戒す
るサブサンプリングは、解像度の劣化、特に、静止部で
の解像度の劣化が目立つ欠点があった。However, subsampling in which a representative flag is set for each two-dimensional block has the disadvantage that the resolution is degraded, particularly in a stationary part.
また、適応駒落としは、動き画像のブロックがどうかの
判定に基づいてなされるので、空間的に同一の位置の画
素データの時間方向の輝度の変化がゆるやかな時には、
静止画像のブロック(静止ブロックと称する)と判定さ
れる場合が多い。静止ブロックでは、二つの領域の空間
的に対応する画素データ同士の平均値が形威される。こ
の平均値が元の画素データの代わりに、伝送される。受
信側では、平均値が2フレーム期間、繰り返して復元画
素データとして使用される。この場合に、同一フレーム
内の空間的に隣接する二つのブロックの一方が静止ブロ
ックと判定され、その他方が動きブロックと判定される
場合が生じる。これらのブロックが同一、の輝度レベル
であるべき領域であれば、隣接するブロック間でレベル
差が目に付くブロック歪が生じる。In addition, adaptive frame dropping is performed based on determining whether the block is a moving image.
It is often determined that the block is a still image block (referred to as a still block). In a static block, the average value of spatially corresponding pixel data of two regions is expressed. This average value is transmitted instead of the original pixel data. On the receiving side, the average value is repeatedly used as restored pixel data for two frame periods. In this case, one of two spatially adjacent blocks within the same frame may be determined to be a stationary block, and the other may be determined to be a moving block. If these blocks are in an area where they should have the same luminance level, block distortion occurs where the level difference between adjacent blocks becomes noticeable.
従って、この発明の目的は、圧縮率を頗る高くでき、ま
た、静止部での解像度の劣化を防止でき、更に、駒落と
し処理でブロック歪が発生することが防止された高能率
符号化装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a high-efficiency encoding device that can significantly increase the compression rate, prevent resolution deterioration in stationary parts, and prevent block distortion from occurring during frame drop processing. It is about providing.
この発明は、ディジタルテレビジョン信号のnフレーム
にまたがる3次元のブロック内に含まれる複数の画素デ
ータがサブサンプリングにより間引き処理され、この間
引き処理後の残りの画素データを伝送する高能率符号化
装置において、各ブロックの間引かれる非伝送画素デー
タの夫々に関し、時間的及び空間的に隣接する伝送デー
タによる補間方法を複数種類準備し、補間方法の夫々に
ついて、真値と補間値の差の絶対値を演算する演算手段
(24、25、26、27、28)と、
演算手段(24〜28)の出力に基づいて、ブロック単
位に最適な補間方法を表すフラグ信号Fyを発生する手
段(34、35、36、37、39)と、
サブサンプリングされた各ブロックのnフレーム分の全
画素データを伝送する第1のモードと、nフレームのう
ちのmフレーム分の画素データを伝送する第2のモード
とをブロック単位で切り換える切換手段(48)と、
第2のモード時に少なくとも注目ブロックのmフレーム
の伝送画素データから注目ブロックの(n−m)フレー
ムの非伝送画素データを補間した補間値と非伝送画素デ
ータの真値の差分を検出する手段(51)と、
検出手段(5l)の出力に基づいて注目ブロックに関し
て切換手段(51)に対する制御信号SJを発生する制
御信号発生手段(53、54)と、フラグ信号Fyと切
換手段からの伝送画素データと制御信号SJを伝送する
伝送手段(7)とを有している.
[作用]
時間的に連続する2フレームの夫々に属する二つの領域
An及びAn+1により、3次元ブロックが構或される
。このブロックの画素データの半数がサブサンプリング
により間引かれる。間引き処理される画素データは、受
信側で補閲される補間点である。The present invention provides a high-efficiency encoding device in which a plurality of pixel data contained in a three-dimensional block spanning n frames of a digital television signal is thinned out by subsampling, and the remaining pixel data after the thinning process is transmitted. For each non-transmitted pixel data to be thinned out in each block, multiple types of interpolation methods using temporally and spatially adjacent transmitted data are prepared, and for each interpolation method, the absolute value of the difference between the true value and the interpolated value is calculated. Calculating means (24, 25, 26, 27, 28) for calculating values; and means (34) for generating a flag signal Fy representing the optimal interpolation method for each block based on the output of the calculating means (24-28). , 35, 36, 37, 39), a first mode that transmits all pixel data for n frames of each subsampled block, and a second mode that transmits pixel data for m frames of n frames. a switching means (48) for switching the mode in block units; and an interpolated value obtained by interpolating non-transmission pixel data of (n-m) frames of the attention block from at least m frames of transmission pixel data of the attention block in the second mode. and control signal generating means (53) for generating a control signal SJ for the switching means (51) regarding the block of interest based on the output of the detecting means (5l). , 54), and a transmission means (7) for transmitting the flag signal Fy, transmission pixel data from the switching means, and control signal SJ. [Operation] A three-dimensional block is constructed by two areas An and An+1 belonging to two temporally consecutive frames. Half of the pixel data of this block is thinned out by subsampling. The pixel data to be thinned out is an interpolation point that is corrected on the receiving side.
補間点と時間的及び空間的に隣接する伝送される複数の
画素データを使用して、複数種類の補間がなされる。こ
の補間の夫々で得られる補間データIl、■2、■3、
■4が補間点の画素データの真値と比較され、補間デー
タと真値との間の誤差データが形戒される.誤差データ
がブロック毎に集計され、集計値が算出される.この集
計値が最小となる補間方法を示すフラグ信号F)Fが形
威される.このフラグ信号F)fがブロック毎に発生す
る.受信側では、フラグ信号Fyを参照して補間方法が
選択され、従って、誤差が最小となる補間方法が選択さ
れる.
誤差の集計値の最小のものを検出するので、一つ或いは
少数の画素に関して補間誤差が極めて大きくなるような
補間方法が設定されることが防止される.従って、復元
画像中に目立つノイズが発生することを防止できる.
時空間のサブサンプリングがされた画像データが駒落と
し及びADRCの符号化処理を受ける。A plurality of types of interpolation are performed using a plurality of transmitted pixel data temporally and spatially adjacent to an interpolation point. Interpolated data Il, ■2, ■3, obtained by each of these interpolations,
■4 is compared with the true value of the pixel data at the interpolation point, and the error data between the interpolation data and the true value is determined. The error data is aggregated for each block and the aggregate value is calculated. A flag signal F) F indicating the interpolation method that minimizes this total value is output. This flag signal F)f is generated for each block. On the receiving side, an interpolation method is selected with reference to the flag signal Fy, and therefore, an interpolation method with the minimum error is selected. Since the minimum aggregate error value is detected, it is possible to prevent an interpolation method from being set that would result in an extremely large interpolation error for one or a small number of pixels. Therefore, it is possible to prevent noticeable noise from occurring in the restored image. Image data subjected to spatiotemporal subsampling is subjected to frame dropping and ADRC encoding processing.
受信側で駒落としされた非伝送画素のデータを線形補閲
する時には、線形補間で求められた補間値と非伝送画素
の真値との差が減算回路51で求められる.この差の1
ブロックの累積値が大きい時には、駒落としがされず、
これが小さい時には、駒落としがされる.従って、復元
画像において、駒落としがされるブロックとこれがされ
ないブロックとの間でブロック歪の発生が防止される。When data of non-transmitted pixels whose frames have been dropped is linearly corrected on the receiving side, the subtraction circuit 51 calculates the difference between the interpolated value obtained by linear interpolation and the true value of the non-transmitted pixels. 1 of this difference
When the cumulative value of blocks is large, no pieces are dropped,
When this is small, pieces are dropped. Therefore, in the restored image, block distortion is prevented from occurring between blocks where frame drop is performed and blocks where frame drop is not performed.
上述のフラグ信号Fyと、ADRCの符号化出力と、制
御信号(駒落としフラグ)SJとがフレーム化回路7に
供給され、伝送データの形態に変換される.
〔実施例〕
以下、この発明の実施例について、図面を参照して説明
する.この説明は、下記の順序に従ってなされる.
a.一実施例の全体の構或
b.サブサンプリング及びブロック化
C.駒落とし及びADRC
d.変形例
a.一実施例の全体の構戒
第1図は、カラービデオ信号の圧縮にこの発明を適用し
た場合の構威を示す。1で示す入力端子には、輝度信号
Yと(R−Y)信号と(B−Y)信号のコンポーネント
信号が供給される。このコンポーネント信号がA/D変
換器2により、lサンプルが8ビットのディジタル信号
に変換される.輝度信号Yと二つの色差信号とのサンプ
リング周波数は、夫々13.5MHz、6.75kであ
り、所謂(4:2:2)のコンポーネント信号がA/D
変換器2から得られる.
A/D変換器2の出力信号が有効領域抽出回路3に供給
され、有効な画像データのみが抽出される.有効な画像
データは、レート変換回路4に供給される。レート変換
回路4では、伝送データ量を低減するために、輝度信号
Yが3/4のデータレートとされ、また、色差信号が1
/2のデータレートとされると共に、線順次のものに変
換される.従って、レート変換回路4から(3 : 1
:0)のコンポーネント信号が得られる.上述の前処
理がされてから高能率符号化により目標とするデータレ
ートまでデータが圧縮される。The above-mentioned flag signal Fy, the encoded output of ADRC, and the control signal (frame drop flag) SJ are supplied to the frame forming circuit 7 and converted into the form of transmission data. [Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. This explanation is given in the following order. a. Overall structure of one embodiment b. Subsampling and blockingC. Piece dropping and ADRC d. Variation a. Overall Structure of an Embodiment FIG. 1 shows the structure when the present invention is applied to compression of a color video signal. Component signals of a luminance signal Y, a (RY) signal, and a (BY) signal are supplied to an input terminal indicated by 1. This component signal is converted into an 8-bit digital signal by the A/D converter 2. The sampling frequencies of the luminance signal Y and the two color difference signals are 13.5MHz and 6.75k, respectively, and the so-called (4:2:2) component signals are A/D.
Obtained from converter 2. The output signal of the A/D converter 2 is supplied to a valid area extraction circuit 3, and only valid image data is extracted. Valid image data is supplied to rate conversion circuit 4. In the rate conversion circuit 4, in order to reduce the amount of data to be transmitted, the luminance signal Y has a data rate of 3/4, and the color difference signal has a data rate of 1/4.
/2 data rate and is converted to line sequential data. Therefore, from the rate conversion circuit 4 (3:1
:0) component signal is obtained. After the above-mentioned preprocessing is performed, the data is compressed to a target data rate by high-efficiency encoding.
レート変換回路4の出力信号がサブサンプリング及びブ
ロック化回路5に供給される。この回路5で、時空間の
サブサンプリングの処理とブロック化の処理がなされる
.サブサンプリング及びブロック化回路5の後に、駒落
とし及びADRCエンコーダ6が設けられる.ここでは
、駒落とし処理を併用した3次元ADRCの符号化がな
される。The output signal of the rate conversion circuit 4 is supplied to a subsampling and blocking circuit 5. This circuit 5 performs spatiotemporal subsampling processing and blocking processing. After the subsampling and blocking circuit 5, a frame dropping and ADRC encoder 6 is provided. Here, three-dimensional ADRC encoding is performed in combination with frame drop processing.
サブサンプリングで発生したフラグ信号、伝送画素デー
タのAD.RC符号化出力、駒落としの有無を示す制御
信号等がフレーム化回路7に供給される。また、フレー
ム化回路7では、エラー訂正符号の符号化がなされる.
フレーム化回路7の出力端子8に取り出された伝送デー
タは、例えばチャンネル符号化のエンコーダ、記録アン
プ等を介して磁気テープに回転ヘッドにより記録される
.この伝送データのレートは、充分に低いので、民生用
のアナログVTRと同様のテープ・ヘッド機構を使用し
て記録することが可能である.なお、輝度信号Y及び色
差信号(R−Y)、(B−Y)は、別々に高能率符号化
される.しかしながら、高能率符号化の処理は、両者で
同様であるため、輝度信号の高能率符号化について、以
下に説明する。The flag signal generated by subsampling, the AD of transmitted pixel data. An RC encoded output, a control signal indicating the presence or absence of frame dropping, etc. are supplied to the framing circuit 7. Further, in the framing circuit 7, an error correction code is encoded.
The transmission data taken out to the output terminal 8 of the framing circuit 7 is recorded on a magnetic tape by a rotary head via, for example, a channel encoding encoder, a recording amplifier, etc. Since the rate of this transmitted data is sufficiently low, it is possible to record data using a tape head mechanism similar to that of a consumer analog VTR. Note that the luminance signal Y and color difference signals (RY) and (B-Y) are separately encoded with high efficiency. However, since the high-efficiency encoding process is the same in both cases, the high-efficiency encoding of the luminance signal will be described below.
b.サブサンプリング及びブロック化
この実施例では、テレビジョン画面が多数の領域に分割
され、連続する2フレームに属する二つの領域から3次
元ブロックが構威され、3次元ブロックの単位で補間方
法が決定されると共に、データ量の圧縮のための符号化
がなされる.1フレームの画像が第3図に示すように、
(MXN)に細分化され、領域All A12、・・・
、AMNが形威される.時間的に次のフレームが同様に
分割され、領域All ’、A12′ ・・・、AMN
′が形威される.そして、空間的に同一の位置の二つの
領域All及びA11′、A12及びA12′・・、A
MN及びAMN’により3次元ブロックが夫々形威され
る。一つの領域は、例えば(4ライン×8画素)であり
、従って、1ブロックの画素数が64である。b. Subsampling and blocking In this embodiment, a television screen is divided into a large number of regions, three-dimensional blocks are constructed from two regions belonging to two consecutive frames, and an interpolation method is determined for each three-dimensional block. At the same time, encoding is performed to compress the amount of data. As the image of one frame is shown in Fig. 3,
(MXN), area All A12,...
, AMN takes shape. The next frame in time is divided in the same way, and the areas All', A12'..., AMN
' is expressed. Then, two areas All and A11', A12 and A12', . . ., A
Three-dimensional blocks are shaped by MN and AMN', respectively. One area is, for example, (4 lines x 8 pixels), and therefore, the number of pixels in one block is 64.
第4図は、空間的に同一の位置のブロックの時間的な変
化を示しており、第4図において、Anは、n番目のフ
レームFnの(4ライン×8画素)の大きさの領域であ
り、An+1は、(n+1)番目のフレームF n+1
の(4ライン×8画素)の大きさの領域である.これら
の二つの領域An及びAn,+1は、二つのフレーム間
で対応した位置のものである,Anが第3図における例
えばA12であり、A n + 1がA12′である.
第4図で、実線のラインが第,1フィールドのラインを
示し、破線のラインが第2フィールドのラインを示す.
上述の領域An及びA n + 1により、■ブロック
が構威される.
また、第4図は、サブサンプリングのパターンを示して
おり、サブサンプリングにより、×で示す画素が間引か
れる.第4図に示す例では、ライン毎及び2フレーム毎
にサブサンプリングの位相が反転されている。従って、
ブロック内の二つの領域のサンプリング格子のパターン
が同一である。Fig. 4 shows temporal changes in blocks at the same spatial position. In Fig. 4, An is an area of size (4 lines x 8 pixels) of the n-th frame Fn. Yes, An+1 is the (n+1)th frame F n+1
The area is (4 lines x 8 pixels). These two areas An and An,+1 are at corresponding positions between the two frames; An is, for example, A12 in FIG. 3, and A n +1 is A12'.
In FIG. 4, the solid lines indicate the lines of the first field, and the dashed lines indicate the lines of the second field.
The above-mentioned areas An and A n + 1 constitute the ■block. Furthermore, FIG. 4 shows a subsampling pattern, in which pixels indicated by x are thinned out by subsampling. In the example shown in FIG. 4, the subsampling phase is inverted every line and every two frames. Therefore,
The sampling grid patterns of the two regions within the block are the same.
第2図は、この一実施例におけるサブサンプリング及び
ブロック化回路5の構威を示し、11がレート変換回路
4からのディジタルビデオ信号の入力端子である。入力
データは、ブロックの順序ではなく走査順序のデータ系
列である。この人力データが遅延回路12、13及び1
4の縦続接続と、遅延回路15とに供給される.遅延回
路13及び14の接続点には、遅延回路16、17及び
18が接続される。これらの遅延回路は、補間の対象と
なる注目画素と空間的及び時間的に近接する複数のデー
タを同時に取り出すために設けられている。SDで示す
遅延回路13、14、15は、入力データのサンプリン
グ周期と等しい遅延時間を有し、遅延回路16は、l水
平時間(IH)に対応する遅延時間を有し、遅延回路1
7は、lフレーム時間(FL)に対応する遅延時間を有
する。FIG. 2 shows the structure of the subsampling and blocking circuit 5 in this embodiment, and 11 is an input terminal for the digital video signal from the rate conversion circuit 4. In FIG. The input data is a data sequence in scan order rather than block order. This manual data is used for delay circuits 12, 13 and 1.
4 in cascade connection and the delay circuit 15. Delay circuits 16, 17, and 18 are connected to the connection points of delay circuits 13 and 14. These delay circuits are provided to simultaneously extract a plurality of pieces of data that are spatially and temporally close to the pixel of interest to be interpolated. Delay circuits 13, 14, and 15 indicated by SD have a delay time equal to the sampling period of input data, and delay circuit 16 has a delay time corresponding to l horizontal time (IH).
7 has a delay time corresponding to l frame time (FL).
上述の3次元ブロックのn+1番目のフレームFn+1
の領域An+1に含まれる非伝送画素yの周辺の複数画
素に関して、第4図に示すように符号を付す.画素dは
、領域Ana1の2ライン下側の他のブロックの領域に
含まれる伝送画素データである.これらの画素のデータ
は、遅延回路13の出力側に注目している非伝送画素y
が発生するタイミングでは、第2図に示すように、伝送
画素データa,b,cSdが遅延回路14、l2、16
、l5の出力側に夫々発生する.遅延回路17の出力側
には、2フレーム前の(n−1)番目のフレームFn−
1の領域An−1の注目画素yと対応する位置の画素デ
ータ(第4図では図示されてないが、この画素データを
eで表す)が生じる。遅延回路l日の出力側には、1フ
レーム前のフレームFnの領域Anの注目画素yと対応
する位置の画素データfが生じる.この画素データfは
、サブサンプリングで間引かれるべきものである.注目
画素yの周囲の画素のデータを使用して、受信側に備え
られているのと同様の複数種類例えば4種類の補間が同
時になされ、補間出力11〜I4が形威される.
補間出力I1は、フィールド内水平補間出力であり、加
算回路19により生成される。n+1th frame Fn+1 of the above three-dimensional block
A plurality of pixels around the non-transmission pixel y included in the area An+1 are given symbols as shown in FIG. Pixel d is transmission pixel data included in another block area two lines below area Ana1. The data of these pixels is transferred to the non-transmission pixel y, which is focused on the output side of the delay circuit 13.
As shown in FIG. 2, at the timing when
, are generated on the output side of l5, respectively. On the output side of the delay circuit 17, the (n-1)th frame Fn-, which is two frames before, is output.
Pixel data (not shown in FIG. 4, but this pixel data is represented by e) at a position corresponding to the pixel of interest y in area An-1 of No. 1 is generated. On the output side of the delay circuit l, pixel data f at a position corresponding to the target pixel y in the area An of the frame Fn one frame before is generated. This pixel data f should be thinned out by subsampling. Using the data of the pixels surrounding the pixel of interest y, multiple types, for example, four types of interpolation similar to those provided on the receiving side are performed simultaneously, and interpolation outputs 11 to I4 are produced. The interpolation output I1 is an intra-field horizontal interpolation output and is generated by the adder circuit 19.
1 1=′A(a+b)である。1 1='A(a+b).
補間出力■2は、フレーム内垂直補間出力であり、加算
回路20にまり生威される。Interpolation output (2) is an intra-frame vertical interpolation output, which is input to the adder circuit 20 and processed.
I 2=’4 (c+d)である。I2='4(c+d).
補間出力I3は、フレーム内の4点平均補間であり、加
算回路21により生戒される。The interpolation output I3 is a four-point average interpolation within the frame, and is added by the addition circuit 21.
1 3 = ’/i ( a + b + c + d
)である.加算回路l9、20及び2lは、加算動作
と共に、加算結果をAにする機能を有している。1 3 = '/i ( a + b + c + d
). The adder circuits 19, 20, and 2l have the function of adding the addition result to A.
補間出力■4は、フレーム間補間であり、2フレーム前
の画素データe又は、1フレーム前の画素データfで補
間がされる。Interpolation output (4) is inter-frame interpolation, and interpolation is performed using pixel data e from two frames before or pixel data f from one frame before.
I4=e又はf
遅延回路17の出力データ及び遅延回路18の出力デー
タがスイッチング回路22に供.給され、その一方がス
イッチング回路22で補間出力I4として選択される.
スイッチング回路22は、端子23からの制御信号でフ
レーム毎に切り換えられる,第4図のパターンでサブサ
ンプリングがされるので、1ブロックを構戒する前のフ
レームの領域では、■フレーム前に伝送画素データfが
あり、その後のフレームの領域では、2フレーム前に伝
送画素データeがある。スイッチング回路22は、これ
らの伝送画素データを選択する。上述の非伝送画素デー
タyに注目した時には、2フレーム前の伝送画素データ
eがスイッチング回路22で選択される.
上述の補間出力I1−14が減算回路24、25、26
及び27に夫々供給される。これらの減算回路24〜2
7には、注目画素yのデータが供給され、注目画素,y
の真値と補間出力との誤差が算出される。減算回路24
〜27の出力信号が1チャンネルのデータにまとめられ
、絶対値化回路28に供給される。絶対値化回路28か
らの(8ビットX4−32ビット)の誤差データがサン
プリングスイッチ29の一方の入力端子aに供給される
.サンプリングスイッチ29の他方の入力端子bには、
遅延回路l3からの注目画素のデータが供給される。I4=e or f The output data of the delay circuit 17 and the output data of the delay circuit 18 are provided to the switching circuit 22. one of which is selected by the switching circuit 22 as the interpolation output I4.
The switching circuit 22 is switched for each frame by the control signal from the terminal 23, and subsampling is performed in the pattern shown in FIG. There is data f, and in the area of the subsequent frame, there is transmission pixel data e two frames before. The switching circuit 22 selects these transmitted pixel data. When focusing on the above-mentioned non-transmitted pixel data y, the switching circuit 22 selects the transmitted pixel data e two frames before. The above-mentioned interpolation output I1-14 is the subtraction circuit 24, 25, 26
and 27, respectively. These subtraction circuits 24-2
7 is supplied with the data of the pixel of interest y, and the pixel of interest, y
The error between the true value of and the interpolated output is calculated. Subtraction circuit 24
27 output signals are combined into one channel of data and supplied to the absolute value conversion circuit 28. (8 bits x 4-32 bits) error data from the absolute value converting circuit 28 is supplied to one input terminal a of the sampling switch 29. The other input terminal b of the sampling switch 29 has
Data of the pixel of interest is supplied from the delay circuit l3.
サンプリングスイッチ29は、端子30からのサンプリ
ングパルスにより制御される。このサンプリングパルス
は、サブサンプリングの位相をライン毎及び2フレーム
毎に反転させる位相を有している。従って、サンプリン
グスイッチ29の出力端子Cには、伝送すべきサンプリ
ング点(第4図で○で示す)では、8ビットの画素デー
タの真値が位置し、間引かれるサンプリング点(第4図
で×で示す補間点)では、絶対値に変換された32ビッ
トの誤差データが位置するものとなる。Sampling switch 29 is controlled by a sampling pulse from terminal 30. This sampling pulse has a phase that inverts the phase of subsampling every line and every two frames. Therefore, at the output terminal C of the sampling switch 29, the true value of 8-bit pixel data is located at the sampling point to be transmitted (indicated by a circle in FIG. 4), and the sampling point to be thinned out (indicated by a circle in FIG. At the interpolation point (indicated by x), 32-bit error data converted to an absolute value is located.
画素データと誤差データとの時分割多重化されたサンプ
リングスイッチ29の出力信号がブロック化回路3lに
供給され、前述のような3次元ブロックの順序に変換さ
れる。ブロック化回路31の出力信号が分配回路32に
供給される。分配回路32からは、画素データのデ.一
夕系列Dsと誤差データのデータ系列Esとが分離して
取り出される。画素データの系列Dsが駒落とし及びA
DRCエンコーダ6に供給され、後述のような符号化処
理を受ける。The output signal of the sampling switch 29, in which pixel data and error data are time-division multiplexed, is supplied to the blocking circuit 3l and converted into the three-dimensional block order as described above. The output signal of the blocking circuit 31 is supplied to the distribution circuit 32. The distribution circuit 32 outputs the pixel data. The data series Ds and the data series Es of error data are separated and extracted. The pixel data series Ds is frame dropped and A
The signal is supplied to the DRC encoder 6 and undergoes encoding processing as described below.
分配回路32からの誤差データの系列Esが分配回路3
3に供給される.分配回路33は、32ビット並列の誤
差データを8ビットの4個の誤差データに分割する.4
個の誤差データが集計回路34、35、36及び37に
夫々供給される。これらの集計回路34〜37に対して
端子38からブロック周期のリセットパルスが供給され
る。集計回路34〜37により、1・ブロック内の32
個の補間点に関する誤差データが集計される。この場合
、誤差データをn乗和に変換し、n乗和を集計する構或
を使用できる.
集計回路34〜,37の出力信号が最小値検出回路39
に供給される.最小値検出回路39では、誤差データの
集計された値の中の最小値が検出され、補間選択フラグ
Farが出力される。即ち、最も誤差が小さくなる補間
方法を.示す2ビットの補間選択フラグFyが生或され
る.一例として、フィールド内水平補間を選択する時に
は、(00)の補間選択フラグFyが発生し、フレーム
内垂直補間を選択する時には、(01)の補間選択フラ
グFyが発生し、フレーム内の4点平均値補間を選択す
る時には、(10)の補間選択フラグFyが発生し、フ
レーム間補間を選択する時には、(11)の補間選択フ
ラグF7が発生する。この補間選択フラグFyがフレー
ム化回路7に供給される。The error data series Es from the distribution circuit 32 is transmitted to the distribution circuit 3.
3. The distribution circuit 33 divides the 32-bit parallel error data into four 8-bit error data. 4
error data are supplied to aggregation circuits 34, 35, 36 and 37, respectively. A block cycle reset pulse is supplied from a terminal 38 to these counting circuits 34 to 37. By the counting circuits 34 to 37, 32 in 1 block
Error data regarding interpolation points are aggregated. In this case, a structure can be used in which the error data is converted to an n-th power sum and the n-th power sum is totaled. The output signals of the aggregation circuits 34 to 37 are detected by the minimum value detection circuit 39
is supplied to The minimum value detection circuit 39 detects the minimum value among the aggregated values of error data, and outputs an interpolation selection flag Far. In other words, find the interpolation method that minimizes the error. A 2-bit interpolation selection flag Fy is generated. As an example, when selecting intra-field horizontal interpolation, an interpolation selection flag Fy of (00) is generated, and when selecting intra-frame vertical interpolation, an interpolation selection flag Fy of (01) is generated, and four points within a frame are generated. When average value interpolation is selected, interpolation selection flag Fy (10) is generated, and when interframe interpolation is selected, interpolation selection flag F7 (11) is generated. This interpolation selection flag Fy is supplied to the framing circuit 7.
どのような補間選択フラグFyが発生するかは、ブロッ
クの画像内容に依存する.例えばブロックの画像が静止
画像の場合には、補間選択フラグFyとして(11)が
発生し、受信側でフレーム間補間がなされる.このフレ
ーム間補間により、静止部での解像度の劣化が防止され
る.
図示せずも、受信側では、送信側と逆の順序のデータ処
理がなされる.受信データがフレーム分解回路により、
エラー訂正されると共に、ADRCの符号化出力と駒落
としフラグSJと補間選択フラグF y.とに分解され
、符号化出力及び駒落としフラグSJがADRCデコー
ダに供給され、送信されたサンプル点の画素データが復
元され、復元データが補間回路に供給される.補間回路
は、サブサンプリングで間引かれた非伝送画素に関して
、ブロック毎に4種類の補間を選択的に行う構戒とされ
、補間選択フラグFarにより補間の種類が選択される
.補間回路から元の画素数の復元データが得られる.
C.駒落とし及びADRC
第5図は、駒落とし及びADRCエンコーダ6の一例の
構威を示し、ブロックの順序に変換された分配回路32
の出力信号(サブサンプリング処理後のデータ)が入力
端子41に供給される。この入力データが4フレーム遅
延回路42、Aブロック遅延回路43、乗算回路44、
ゲート回路45及び3次元ADRCエンコーダ46に供
給される.ゲート回路45の出力信号が2次元ADRC
エンコーダ47に供給される,ADRCエンコーダ46
及び47の符号化出力がスイッチング回路48の入力端
子A及びBに夫々供給され、その出力端子Cに一方の符
号化出力が選択される.符号化出力は、付加的コード(
DR,MIN)と各画素と対応するコード信号DTとを
含んでいる。What kind of interpolation selection flag Fy is generated depends on the image content of the block. For example, if the block image is a still image, (11) is generated as the interpolation selection flag Fy, and interframe interpolation is performed on the receiving side. This inter-frame interpolation prevents resolution deterioration in stationary parts. Although not shown, on the receiving side, data processing is performed in the reverse order of that on the transmitting side. The received data is processed by the frame decomposition circuit.
In addition to error correction, the encoded output of ADRC, frame drop flag SJ, and interpolation selection flag F y. The encoded output and frame drop flag SJ are supplied to the ADRC decoder, the pixel data of the transmitted sample points are restored, and the restored data is supplied to the interpolation circuit. The interpolation circuit is designed to selectively perform four types of interpolation for each block with respect to non-transmission pixels thinned out by subsampling, and the type of interpolation is selected by an interpolation selection flag Far. Restored data with the original number of pixels is obtained from the interpolation circuit. C. Frame Drop and ADRC FIG. 5 shows the configuration of an example of the frame drop and ADRC encoder 6, and the distribution circuit 32 converted into block order.
An output signal (data after subsampling processing) is supplied to the input terminal 41. This input data is transmitted to the 4 frame delay circuit 42, the A block delay circuit 43, the multiplication circuit 44,
The signal is supplied to a gate circuit 45 and a three-dimensional ADRC encoder 46. The output signal of the gate circuit 45 is two-dimensional ADRC
ADRC encoder 46 supplied to encoder 47
and 47 are respectively supplied to input terminals A and B of a switching circuit 48, and one of the encoded outputs is selected for its output terminal C. The encoded output is an additive code (
DR, MIN) and a code signal DT corresponding to each pixel.
スイッチング回路48の出力端子Cからの符号化出力が
フレーム化回路7に供給される。フレーム化回路7には
、駒落としの有無に対応した1ビットの駒落としフラグ
SJも供給される.この一実施例では、駒落としがされ
る第2のモード時に、1ブロックを構或する二つの領域
の中の時間的に後の領域Aij ′(An+1 )のコ
ード信号DTが伝送され、前の領域Aij(An)のコ
ード信号DTが伝送されない.2次元ADRCエンコー
ダ47は、駒落としでAに圧縮された16個の画素デー
タの符号化を行う.3次元ADRCエンコーダ46は、
駒落としがされない第lのモード時に32個の画素デー
タの符号化を行う.受信側では、駒落としがされている
ブロックに関しては、伝送画素データを使用した線形補
間(1次補間)により駒落としされた領域のデータが補
間される.この受信側の補間方式と同一の補間で得られ
た補間値と真値との差の大きさに基づいて駒落としを行
うかどうかが決定される.
乗算回路44は、4フレーム遅延回路42の入力信号の
値を3倍とし、その乗算出力が加算回路49に供給され
る。加算回路49には、4フレーム遅延回路42の出力
信号が供給される.加算回路49の出力信号がビットシ
フト回路50に供給され、2の値とされる.ビットシフ
ト回路50の出力に補間値が得られる。%ブロック遅延
回路43の出力信号からビットシフト回路50の出力信
号が減算回路51で減算される.減算回路51の出力信
号が絶対値化回路52で絶対値に変換される.
この絶対値は、注目している1画素当りの真値と補間値
との差であり、累積回路53により1ブロックの差の累
積値が求められる.この累積値が比較回路54に供給さ
れ、端子55からの基準値と比較される。累積回路53
の代わりに、1ブロックの差の中の最大値を検出する最
大値検出回路を用いても良い.
比較回路54では、累積値と基準値の大小関係が検出さ
れ、累積値が基準値より小さい時に、駒落とし処理が可
能なことを意味する“1”の出力信号が発生する.これ
と逆に、累積値が基準値より大きい時に、駒落とし処理
ができないことを意味する“0′″の出力信号が発生す
る。比較回路54の出力信号がラッチ56で保持され、
ラッチ56の出力信号が駒落としフラグSJとしてスイ
ッチング回路48及びフレーム化回路7に夫々供給され
る。The encoded output from the output terminal C of the switching circuit 48 is supplied to the framing circuit 7. The frame forming circuit 7 is also supplied with a 1-bit frame dropping flag SJ corresponding to the presence or absence of frame dropping. In this embodiment, in the second mode in which frame dropping is performed, the code signal DT of the temporally later area Aij'(An+1) of the two areas constituting one block is transmitted, and the code signal DT of the previous area Aij'(An+1) is transmitted. Code signal DT in area Aij(An) is not transmitted. The two-dimensional ADRC encoder 47 encodes 16 pixel data compressed into A by frame dropping. The three-dimensional ADRC encoder 46 is
32 pixel data are encoded in the lth mode in which no frames are dropped. On the receiving side, for blocks in which frames have been dropped, data in the frame-dropped area is interpolated by linear interpolation (primary interpolation) using transmitted pixel data. It is determined whether or not to drop frames based on the magnitude of the difference between the interpolated value obtained by the same interpolation method used on the receiving side and the true value. The multiplication circuit 44 triples the value of the input signal of the 4-frame delay circuit 42, and the multiplication output is supplied to the addition circuit 49. The adder circuit 49 is supplied with the output signal of the 4-frame delay circuit 42. The output signal of the adder circuit 49 is supplied to the bit shift circuit 50, and is set to a value of 2. An interpolated value is obtained at the output of the bit shift circuit 50. The output signal of the bit shift circuit 50 is subtracted from the output signal of the % block delay circuit 43 by a subtraction circuit 51. The output signal of the subtraction circuit 51 is converted into an absolute value by an absolute value conversion circuit 52. This absolute value is the difference between the true value and the interpolated value for each pixel of interest, and the accumulation circuit 53 calculates the cumulative value of the difference for one block. This accumulated value is supplied to a comparison circuit 54 and compared with a reference value from a terminal 55. Accumulation circuit 53
Instead, a maximum value detection circuit that detects the maximum value among the differences of one block may be used. The comparison circuit 54 detects the magnitude relationship between the cumulative value and the reference value, and when the cumulative value is smaller than the reference value, an output signal of "1" is generated, which means that frame dropping processing is possible. Conversely, when the cumulative value is greater than the reference value, an output signal of "0'" is generated, which means that frame drop processing cannot be performed. The output signal of the comparison circuit 54 is held in the latch 56,
The output signal of the latch 56 is supplied to the switching circuit 48 and the framing circuit 7 as a frame dropping flag SJ, respectively.
駒落とし処理がされる第2のモード時に、即ち、駒落と
しフラグSJが“1”の時に、スイッチング回路48の
入力端子Aと出力端子Cが選択され、ADRCエンコー
ダ47の符号化出力が選択される.他方、駒落とし処理
がされない第lのモード時に、即ち、駒落としフラグS
Jが“0”の時に、スイッチング回路48の入力端子B
と出力端子Cが選択され、ADRCエンコーダ46の符
号化出力が選択される.
ゲート回路45は、制御信号発生回路57からの制御信
号P2により1ブロックを構戒する二つの領域An及び
An+1の時間的に後の領域A n + 1の画素デー
タを通過させる.制御信号発生回路57には、端子58
からブロック周期のクロック信号P1が供給され、入力
データと同期した制御信号P2が生或される.また、制
御信号P2が累積回路53のイネーブル信号とされ、制
御信号P2が“l”の期間で累積動作が可能とされてい
る。更に、制御信号P2が微分回路59に供給され、微
分回路59からの微分パルスP3が累積回路53にその
リセット信号として供給される。In the second mode in which frame drop processing is performed, that is, when the frame drop flag SJ is "1", input terminal A and output terminal C of the switching circuit 48 are selected, and the encoded output of the ADRC encoder 47 is selected. Ru. On the other hand, in the first mode in which frame dropping processing is not performed, that is, the frame dropping flag S is
When J is “0”, input terminal B of the switching circuit 48
and output terminal C are selected, and the encoded output of ADRC encoder 46 is selected. The gate circuit 45 allows the pixel data of the area A n +1, which is temporally subsequent to the two areas An and An+1 constituting one block, to pass through in response to the control signal P2 from the control signal generation circuit 57. The control signal generation circuit 57 has a terminal 58
A clock signal P1 having a block period is supplied from the input terminal 1, and a control signal P2 synchronized with input data is generated. Further, the control signal P2 is used as an enable signal for the accumulation circuit 53, and the accumulation operation is enabled during the period when the control signal P2 is "1". Further, the control signal P2 is supplied to the differentiating circuit 59, and the differential pulse P3 from the differentiating circuit 59 is supplied to the accumulating circuit 53 as its reset signal.
3次元ADRCエンコーダ46の一例を第6図に示す.
61で示す入力端子からの入力データが最大値及び最小
値検出回路62及び遅延回路63に供給される。検,出
回路62は、1ブロックの32個の画素データの中の最
大+[MAXと最小値MINとを検出する.遅延回路6
3は、最大値MAX及び最小値MINを検出する時間、
データを遅延させるものである.
減算回路64で(MAX−MAIN)の演算がされ、減
算回路64からダイナミックレンジDRが得られる。ダ
イナミックレンジDRがROM66に供給され、例えば
4ビットのコード信号を得る時には、ダイナミックレン
ジDRが1/16とされる.このROM66から量子化
ステップΔが得られる。An example of the three-dimensional ADRC encoder 46 is shown in FIG.
Input data from an input terminal 61 is supplied to a maximum value and minimum value detection circuit 62 and a delay circuit 63. The detection/output circuit 62 detects the maximum value +[MAX and the minimum value MIN among the 32 pixel data of one block. Delay circuit 6
3 is the time to detect the maximum value MAX and the minimum value MIN;
It delays data. The subtraction circuit 64 calculates (MAX-MAIN), and the dynamic range DR is obtained from the subtraction circuit 64. The dynamic range DR is supplied to the ROM 66, and when obtaining a 4-bit code signal, for example, the dynamic range DR is set to 1/16. The quantization step Δ is obtained from this ROM 66.
減算回路65では、遅延回路63からの画素データから
最小値MINが減算され、減算回路65から最小値が除
去された画素データPDIが得られる。In the subtraction circuit 65, the minimum value MIN is subtracted from the pixel data from the delay circuit 63, and pixel data PDI from which the minimum value has been removed is obtained from the subtraction circuit 65.
減算回路65からの最小値除去により正規化されたデー
タPDI及び量子化ステップΔが量子化回路67に供給
される.量子化回路67から元のビット数(8ビット)
より少ないビット数である4ビットのコード信号DTが
得られる。量子化回路67は、ダイナミックレンジDR
に適応した量子化を行う.説明の簡単のため、2ビット
の量子化の例では、第7図Aに示すように、ダイナミッ
クレンジDRを(2” =4)等分した量子化ステップ
Δで、最小値が除去されたデータPDIが除算され、商
を切り捨てで整数化した値がコード信号DTとされる.
!子化回路67は、除算回路或いはROMで構或できる
。第7図でLO,LL、L2、L3が復号レベルを示す
。The data PDI normalized by minimum value removal and the quantization step Δ from the subtraction circuit 65 are supplied to the quantization circuit 67 . Original number of bits from quantization circuit 67 (8 bits)
A 4-bit code signal DT having a smaller number of bits is obtained. The quantization circuit 67 has a dynamic range DR.
Performs quantization adapted to. For the sake of simplicity, in the example of 2-bit quantization, as shown in Figure 7A, the minimum value is removed at the quantization step Δ, which divides the dynamic range DR into equal parts (2" = 4). PDI is divided, and the value obtained by rounding down the quotient to an integer is used as the code signal DT.
! The child conversion circuit 67 may be a division circuit or a ROM. In FIG. 7, LO, LL, L2, and L3 indicate decoding levels.
量子化回路67における量子化の方法としては、第7図
Bに示すように、最大値MAX及び最小値MINと一致
した値が復号レベルとして得られる方法を用いても良い
.
2次元ADRCエンコーダ47は、上述の3次元ADR
Cエンコーダと同様の構或を有している。As the quantization method in the quantization circuit 67, as shown in FIG. 7B, a method may be used in which a value matching the maximum value MAX and the minimum value MIN is obtained as the decoding level. The two-dimensional ADRC encoder 47 is the three-dimensional ADR encoder described above.
It has a similar structure to the C encoder.
但し、ゲート回路45により1ブロックの後ろ側の領域
An+1の16個の画素データのみが符号化される。However, the gate circuit 45 encodes only 16 pixel data in the area An+1 on the rear side of one block.
第8図Aは、制御信号発生回路57に供給されるクロッ
ク信号P1を示す。クロック信号P1は、ブロック周期
で発生する。このクロック信号P1から第8図Bに示す
ように、lブロック周期の%の周期でレベルが反転する
制御信号P2が制御信号発生回路57で生戒される.制
御信号P2が“0”の期間には、1ブロックの前の領域
Anの16個の画素データが含まれ、これが“1”の期
間には、その後の領域An+1の16個の画素データが
含まれる。この制御信号P2の“1”の期間でゲート回
路45がオンし、後の領域Ar++1の画素データがゲ
ート回路45を通過してADRCエンコーダ47に供給
される。制御信号P2の立ち上がりエッジのタイミング
で微分回路59から第8図Cに示す微分バルスP3が発
生する.微分バルスP3で累積回路53が次のブロック
に関する累積動作に備えてリセットされる。FIG. 8A shows the clock signal P1 supplied to the control signal generation circuit 57. Clock signal P1 is generated at block intervals. From this clock signal P1, as shown in FIG. 8B, a control signal P2 whose level is inverted at a cycle of % of the l block cycle is generated by the control signal generation circuit 57. The period in which the control signal P2 is "0" includes 16 pixel data of the previous area An of one block, and the period in which the control signal P2 is "1" includes 16 pixel data in the subsequent area An+1. It will be done. During the “1” period of the control signal P2, the gate circuit 45 is turned on, and the pixel data of the subsequent area Ar++1 passes through the gate circuit 45 and is supplied to the ADRC encoder 47. A differential pulse P3 shown in FIG. 8C is generated from the differentiating circuit 59 at the timing of the rising edge of the control signal P2. The accumulation circuit 53 is reset by the differential pulse P3 in preparation for the accumulation operation regarding the next block.
この一実施例の駒落とし処理に関して、第9図を参照し
て説明する.第9図において、F1、F2、F3、・・
・は、連続する第1フレーム、第2フレーム、第3フレ
ーム、・・・を表している.第9図Aに示すように、二
つの領域An及びAn+1で構戒された3次元ブロック
の空間的に同一の位置の一つの画素データX1、x2、
X3、・・(第4図参照)に注目する。これらの画素デ
ータのレベルの変化の一例が第9図Bに示されている。The frame dropping process of this embodiment will be explained with reference to FIG. In Fig. 9, F1, F2, F3,...
・represents consecutive first frame, second frame, third frame, etc. As shown in FIG. 9A, one pixel data X1, x2,
Pay attention to X3,... (see Figure 4). An example of changes in the level of these pixel data is shown in FIG. 9B.
駒落としの判定の対象である注目ブロックが画素データ
x5及びx6を含むブロックの時の動作を説明する。The operation when the block of interest, which is the target of frame drop determination, is a block containing pixel data x5 and x6 will be described.
入力端子41から画素データX6が供給されるタイミン
グでは、4フレーム遅延回路42から画素データX2が
発生する。また、このタイミングでは、%ブロック遅延
回路43の出力側に画素データX5が得られる.従って
、加算回路49及びビットシフト回路50により補間値
K(3x6+x2)が形威される.この補間値が減算回
路51において、画素データx5から減算される。減算
回路51からは、
x5 %.(3x6+x2)
の減算出力が得られる.この減算出力が絶対値に変換さ
れ、累積回路53に供給される。累積回路53ぱ、画素
デ〒タx5が含まれる領域A5で発生する減算出力の絶
対値を累算する。制御信号P2が“1”の期間で累算期
間が指定される。累算された出力が基準値と比較され、
基準値より累算値が大きい時には、駒落としフラグSJ
が”O″とされ、駒落とし処理がされなC1第1のモー
ドとされる.即ち、ADRCエンコーダ46からの32
個の伝送画素データの符号化出力がスイッチング回路4
8で選択される。入力データと駒落としフラグSJが発
生するラッチ56の出力側との間に、1ブロックの遅延
が生じる。他方、ADRCエンコーダ46及び47では
、ブロックの最大値MAX及び最小値MINを検出する
のに、1ブロックの遅延が生しる。従って、駒落としフ
ラグSJの発生と符号化出力の発生とが同期している。At the timing when pixel data X6 is supplied from input terminal 41, pixel data X2 is generated from four-frame delay circuit 42. Also, at this timing, pixel data X5 is obtained on the output side of the % block delay circuit 43. Therefore, the adder circuit 49 and the bit shift circuit 50 form an interpolated value K(3x6+x2). This interpolated value is subtracted from the pixel data x5 in the subtraction circuit 51. From the subtraction circuit 51, x5%. The subtraction output of (3x6+x2) is obtained. This subtraction output is converted into an absolute value and supplied to the accumulation circuit 53. The accumulation circuit 53 accumulates the absolute value of the subtraction output generated in the area A5 including the pixel data x5. The accumulation period is designated by the period in which the control signal P2 is "1". The accumulated output is compared to a reference value,
When the accumulated value is larger than the reference value, the frame drop flag SJ
is set to "O", and the frame is set to the C1 first mode in which no frame drop processing is performed. That is, 32 from ADRC encoder 46
The encoded output of the transmitted pixel data is output from the switching circuit 4.
8 is selected. A delay of one block occurs between the input data and the output side of the latch 56 where the frame drop flag SJ is generated. On the other hand, in the ADRC encoders 46 and 47, a delay of one block occurs in detecting the maximum value MAX and minimum value MIN of the block. Therefore, the generation of the frame dropping flag SJ and the generation of the encoded output are synchronized.
上述と逆に、累算値が基準値より小さい時には、駒落と
しフラグSJが“1”とされ、駒落とし処理がなされる
第2のモードとされる。即ち、ゲート回路45を通った
領域八6の16個の伝送画素データがADRCエンコー
ダ47に供給され、ADRCエンコーダ47の符号化出
力がスイッチング回路48で選択される.このように、
1ブロックの後の領域An+1のl6個の画素のコード
信号DTが伝送されるので、伝送されるコード信号DT
のデータ量をAとできる。Contrary to the above, when the accumulated value is smaller than the reference value, the frame drop flag SJ is set to "1", and the second mode is set in which frame drop processing is performed. That is, the 16 transmitted pixel data of area 86 that has passed through the gate circuit 45 is supplied to the ADRC encoder 47, and the encoded output of the ADRC encoder 47 is selected by the switching circuit 48. in this way,
Since the code signal DT of l6 pixels in the area An+1 after one block is transmitted, the transmitted code signal DT
The amount of data can be A.
受信側(再生側)では、駒落とし処理がされていないブ
ロックに関しては、3次元ADRCのデコーダにより3
2個の画素の復元値が得られる。On the receiving side (playback side), blocks that have not been subjected to frame drop processing are processed by a 3D ADRC decoder.
Restoration values for two pixels are obtained.
他方、駒落とし処理がされているブロックに関しては、
2次元ADRCのデコーダにより領域An+1の16個
の画素の復元値が得られる。駒落としのために伝送され
ない領域Anのl6個の画素は、同じブロックの碩域A
n+1の同一位置の復元値と時間的に前の領域A n
− 3の同一位置の復元値との線形補間で補間される。On the other hand, regarding blocks that have undergone frame drop processing,
A two-dimensional ADRC decoder obtains restored values for 16 pixels in area An+1. The l6 pixels in the area An that are not transmitted due to frame dropping are in the area A of the same block.
The restoration value at the same position of n+1 and the temporally previous area A n
− Interpolated by linear interpolation with the restored value of the same position of 3.
この補間は、駒落としを行うかどうかの判定の際になさ
れるものと同じ方法である。This interpolation is the same method used when determining whether to drop frames.
d.変形例
上述の実施例では、誤差の集計値が最小のものをサブサ
ンプリングで間引かれた画素の補間方法を示すフラグ信
号を発生している。しかしながら、誤差がしきい値を超
える画素の個数を計数し、その計数値の最小のものに基
づいてフラグ信号を発生しても良い。また、求められた
最小値がしきい値を超える場合には、そのブロックに関
してサブサンプリングを行わないようにしても良い。こ
の場合には、サブサンプリングに関するフラグ信号を追
加する必要がある。d. Modified Example In the above-described embodiment, a flag signal indicating the interpolation method for pixels thinned out by subsampling is generated based on the smallest total error value. However, the number of pixels whose error exceeds a threshold value may be counted, and a flag signal may be generated based on the minimum counted value. Further, if the obtained minimum value exceeds a threshold value, subsampling may not be performed for that block. In this case, it is necessary to add a flag signal regarding subsampling.
また、上述セる一実施例では、2フレームに夫々属する
二つの領域An及びAn+1で1ブロックが構或され、
駒落としがされる時には、後の領域A n + 1のデ
ータのみを伝送している。しかしながら、この一実施例
に限定されることなく、2フレーム以上のnフレームに
またがるn個の領域の中の任意の一つの領域のデータの
みを伝送したり、m (man)個の領域のデータを伝
送しても良い。Furthermore, in the above-mentioned embodiment, one block is composed of two areas An and An+1 belonging to two frames, respectively,
When frame drop is performed, only the data of the subsequent area A n +1 is transmitted. However, the present invention is not limited to this one embodiment, and it is possible to transmit data of only one arbitrary region among n regions spanning two or more n frames, or transmit data of m (man) regions. may be transmitted.
また、この発明は、駒落としの判定時に、線形補間以外
の補間方式を採用することができる。その一つは、1ブ
ロックの最初の領域のデータを伝送し、同じブロックの
他の領域の非伝送データは、伝送データと同じ値にホー
ルドする前値置換である。他の例は、2次関数の補間で
ある.更に、この発明では、可変長のADRCを用いて
も良い。勿論、この発明では、ADRC以外の高能率符
号例えばDCT(ディスクリート・コサイン変換)を用
いても良い.しかしながら、圧縮符号を行うことは、必
ずしも必要ない。Further, the present invention can employ an interpolation method other than linear interpolation when determining whether to drop frames. One of them is previous value replacement, in which data in the first area of one block is transmitted, and non-transmitted data in other areas of the same block are held at the same value as the transmitted data. Another example is interpolation of quadratic functions. Furthermore, in the present invention, variable length ADRC may be used. Of course, in the present invention, a high-efficiency code other than ADRC, such as DCT (discrete cosine transform), may be used. However, it is not necessary to perform compression encoding.
この発明は、時空間サブサンプリングと駒落とし処理と
を組み合わせているので、圧縮率を頗る高くできる.ま
た、この発明では、送信側で最も誤差が小さくなる補間
方法を原データを使用して決定しているので、受信デー
タから補間方法を選択するのと比較して正しく最良の補
間方法を選択できる.更に、静止領域での解像度の劣化
を防止することができる.
また、この発明は、受信側でなされる非伝送画素の補間
と同一の方式で補間値を求め、この補間値と元の値との
差の大きさにより駒落とし処理を行うかどうかを決,定
している。従って、空間的に隣接する二つのブロックの
一方が駒落とし処理され、その他方が駒落とし処理され
ない時でも、復元画像では、二つのブロック間の輝度レ
ベルの差が小さくなり、ブロック歪の発生を防止できる
。This invention combines spatio-temporal subsampling and frame drop processing, so it can significantly increase the compression ratio. In addition, in this invention, since the interpolation method with the smallest error is determined on the transmitting side using the original data, the best interpolation method can be selected correctly compared to selecting the interpolation method from the received data. .. Furthermore, it is possible to prevent resolution degradation in stationary areas. Furthermore, the present invention obtains an interpolated value using the same method as the interpolation of non-transmitted pixels performed on the receiving side, and determines whether or not to perform frame dropping processing based on the magnitude of the difference between this interpolated value and the original value. It is established. Therefore, even when one of two spatially adjacent blocks is subjected to frame drop processing and the other is not, the difference in luminance level between the two blocks will be small in the restored image, and block distortion will not occur. It can be prevented.
また、この発明は、単純な静止判定と異なり、静止部以
外の連続的にレベル変化が起きる所でも、駒落としがさ
れ、データの圧縮効率を改善できる。Furthermore, unlike a simple stationary determination, this invention allows frames to be dropped even in areas where level changes occur continuously other than at stationary parts, thereby improving data compression efficiency.
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図はこ
の発明の一実施例におけるサブサンプリング及びブロッ
ク化回路のブロック図、第3図及び第4図は3次元ブロ
ックの構戒及びサブサンプリングのパターンを示す路線
図、第5図はこの発明の一実施例における駒落とし及び
ADRCエンコーダのブロック図、第6図はADRCエ
ンコーダの一例のブロック図、第7図はADRCの説明
に用いる路線図、第8図は駒落とし及びADRCエンコ
ーダの説明に用いるタイミングチャート、第9図は駒落
とし処理の説明に用いる略線図である。
図面における主要な符号の説明
■=入力端子、
5:サプサンプリング及びブロック化回路、6:駒落と
し及びADRCエンコーダ、7:フレーム化回路、
24〜27:減算回路、
29:サンプリングスイッチ、
31:ブロック化回路、
39:最小値検出回路、
42:4フレーム遅延回路、
45:ゲート回路、
46、47 : :ADRCエンコーダ、48:スイッ
チング回路、
5l:減算回路、
53:累積回路。Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of a subsampling and blocking circuit in an embodiment of the invention, and Figs. FIG. 5 is a block diagram of a frame dropping and ADRC encoder in an embodiment of the present invention; FIG. 6 is a block diagram of an example of an ADRC encoder; FIG. 7 is used to explain ADRC. The route map, FIG. 8 is a timing chart used to explain frame dropping and the ADRC encoder, and FIG. 9 is a schematic diagram used to explain frame dropping processing. Explanation of main symbols in the drawings■=Input terminal, 5: Sap sampling and blocking circuit, 6: Frame drop and ADRC encoder, 7: Framing circuit, 24 to 27: Subtraction circuit, 29: Sampling switch, 31: Block 39: Minimum value detection circuit, 42: 4 frame delay circuit, 45: Gate circuit, 46, 47: ADRC encoder, 48: Switching circuit, 5l: Subtraction circuit, 53: Accumulation circuit.
Claims (1)
次元のブロック内に含まれる複数の画素データがサブサ
ンプリングにより間引き処理され、この間引き処理後の
残りの画素データを伝送する高能率符号化装置において
、 上記各ブロックの間引かれる非伝送画素データの夫々に
関し、時間的及び空間的に隣接する伝送データによる補
間方法を複数種類準備し、上記補間方法の夫々について
、真値と補間値の差の絶対値を演算する演算手段と、 上記演算手段の出力に基づいて、ブロック単位に最適な
補間方法を表すフラグ信号を発生する手段と、 上記サブサンプリングされた上記各ブロックの上記nフ
レーム分の全画素データを伝送する第1のモードと、上
記nフレームのうちのmフレーム分の画素データを伝送
する第2のモードとを上記ブロック単位で切り換える切
換手段と、 上記第2のモード時に少なくとも注目ブロックの上記m
フレームの伝送画素データから上記注目ブロックの(n
−m)フレームの非伝送画素データを補間した補間値と
上記非伝送画素データの真値の差分を検出する手段と、 上記検出手段の出力に基づいて上記注目ブロックに関し
て上記切換手段に対する制御信号を発生する制御信号発
生手段と、 上記フラグ信号と上記切換手段からの伝送画素データと
上記制御信号を伝送する伝送手段とを有してなる高能率
符号化装置。[Claims] Three frames spanning n frames of a digital television signal.
In a high-efficiency encoding device that thins out a plurality of pixel data contained in a block of 3D by subsampling and transmits the remaining pixel data after the thinning process, the non-transmitted pixel data that is thinned out in each block is For each, a plurality of interpolation methods using temporally and spatially adjacent transmission data are prepared, and for each of the above interpolation methods, a calculation means for calculating the absolute value of the difference between the true value and the interpolated value; means for generating a flag signal representing an optimal interpolation method for each block based on the output; a first mode for transmitting all pixel data for the n frames of each of the subsampled blocks; a second mode in which pixel data for m frames of the frames are transmitted;
From the transmitted pixel data of the frame, (n
m) means for detecting a difference between an interpolated value obtained by interpolating non-transmitted pixel data of a frame and a true value of said non-transmitted pixel data; and a control signal for said switching means regarding said block of interest based on the output of said detecting means. A high-efficiency encoding device comprising: control signal generating means for generating the control signal; and transmission means for transmitting the flag signal, transmission pixel data from the switching means, and the control signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30822689A JP2827357B2 (en) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | Image signal transmission apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30822689A JP2827357B2 (en) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | Image signal transmission apparatus and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03167986A true JPH03167986A (en) | 1991-07-19 |
| JP2827357B2 JP2827357B2 (en) | 1998-11-25 |
Family
ID=17978447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30822689A Expired - Lifetime JP2827357B2 (en) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | Image signal transmission apparatus and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2827357B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015192372A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社メガチップス | image compression circuit and image compression method |
-
1989
- 1989-11-28 JP JP30822689A patent/JP2827357B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015192372A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社メガチップス | image compression circuit and image compression method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2827357B2 (en) | 1998-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5091782A (en) | Apparatus and method for adaptively compressing successive blocks of digital video | |
| JP2540809B2 (en) | High efficiency encoder | |
| CA2044118C (en) | Adaptive motion compensation for digital television | |
| US5055927A (en) | Dual channel video signal transmission system | |
| JPH04115686A (en) | High efficiency coder for digital picture signal | |
| JP2827356B2 (en) | Image signal transmission apparatus and method | |
| US5418620A (en) | Video signals recorder and player including interframe calculating means | |
| JP2827357B2 (en) | Image signal transmission apparatus and method | |
| JP3906770B2 (en) | Digital image signal processing apparatus and method | |
| JP2590865B2 (en) | High-efficiency encoded image signal decoding apparatus | |
| JPH0374986A (en) | Receiver for picture data | |
| JP2814482B2 (en) | High efficiency code decoding apparatus and decoding method | |
| JP2785824B2 (en) | High-efficiency coding device for image signals | |
| JP2910213B2 (en) | High efficiency coding apparatus and method | |
| JP2855617B2 (en) | High efficiency coding apparatus and coding method | |
| JP2910110B2 (en) | Apparatus and method for receiving image data | |
| JP2832949B2 (en) | High-efficiency code decoding device | |
| JP2870762B2 (en) | High-efficiency coding device for image signals | |
| JP2917436B2 (en) | High-efficiency coding device for image signals | |
| JP2798244B2 (en) | High-efficiency code decoding device | |
| JPS63313978A (en) | High efficient code decoder | |
| JPH03201890A (en) | Transmitter | |
| HK1008410B (en) | Apparatus and method for adaptively compressing successive blocks of digital video | |
| JPH012486A (en) | High efficiency code decoding device | |
| JPH03201891A (en) | Transmitter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080918 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090918 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090918 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100918 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100918 Year of fee payment: 12 |