JPH03212083A - 高能率符号化装置及び符号化方法 - 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］ この発明は、ディジタルテレビジョン信号等の画像デー
タの１画素当たりのビット数を圧縮するための高能率符
号化装置に関する。

〔発明の概要） この発明は、ディジタル画像信号の２次元ブロック又は
時間的に連続するＮフレームの夫々に属するＮ個の令貢
域からなるブロック内に含まれる複数の画素データの最
大値及び最小値を求めると共に、最大値及び最小値から
ブロック毎の原ダイナミックレンジを検出する回路と、
原ダイナミックレンジに基づいて所定期間における発生
情報量を演算し、発生情報量が所定データ量以内におさ
まるように、各ブロックの第１の割り当てビット数を設
定するためのしきい値を制御し、各ブロックの第１の割
り当てビット数をしきい値と各ブロックの原ダイナミッ
クレンジとを比較した比較出力で設定する手段と、原ダ
イナミックレンジを第１の割り当てビット数と対応する
複数のレベル範囲に分割した時の最大のレベル範囲及び
最小のレベル範囲に夫々含まれる入力画像データを抽出
し、最大のレベル範囲に含まれる入力画像データの第１
の平均値及び最小のレベル範囲に含まれる入力画像デー
タの第２の平均値を形成する回路と、第１の平均値及び
第２の平均値から修整されたダイナミックレンジを算出
し、入力画像信号から第２の平均値を減算し、減算出力
を第２の割り当てピント数と修整されたダイナミックレ
ンジに応じて符号化する符号化回路と、修整されたダイ
ナミックレンジに基づいて所定期間における発生情報量
を演算し、発生情報量が所定データ量以内におさまるよ
うに、各ブロックの第２の割り当てビット数を設定する
ためのしきい値を制御し、符号化回路における各ブロッ
クの第２の割り当てビット数をしきい値と修整されたダ
イナミックレンジとを比較した比較出力で設定する回路
とを備え、修整されたダイナミックレンジと関連する情
報、符号化回路の出力コードを伝送するようにしたもの
で、リンギング、インパルスノイズによるブロック歪の
発生を防止できると共に、可変長ＡＤＲＣにより発生す
る情報量の制御を正しく行うことができる。

〔従来の技術〕

ビデオ信号の符号化方法として、伝送帯域を狭くする目
的でもって、１画素当たりの平均ビット数又はサンプリ
ング周波数を小さくするいくつかの高能率符号化方法が
知られている。

本願出願人は、特願昭５９−２６６４０７号明細書に記
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により規定されるダイナミック
レンジを求め、このダイナミックレンジに適応した符号
化を行う高能率符号化装置を提案している。また、特願
昭６０−２３２７８９号明細書に記載されているように
、複数フレームに夫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
た符号化を行う高能率符号化装置が提案されている。更
に、特願昭６Ｃ）−２６８８１７号明細書に記載されて
いるように、量子化を行った時に生じる最大歪が一定と
なるようなダイナミックレンジに応じてビット数が変換
する可変長符号化方法が提案されている。

第７図は、先に提案されているダイナミックレンジに適
応した符号化方法（ＡＤＲＣと称する）の説明に用いる
ものである。ダイナミックレンジＤＲ（最大値ＭＡＸと
最小値ＭＩＮの差）が例えば（８ライン×８画素−６４
画素）からなる２次元的なブロック毎に算出される。ま
た、入力画素データからそのブロック内で最小のレベル
（最小値）が除去される。この最小値除去後の画素デー
タが代表レベルに変換される。この量子化は、元の量子
化ビット数より少ないビット数例えば２ビツトと対応す
る４個のレベル範囲ＡＯ〜Ａ３に検出されたダイナミッ
クレンジＤＲを分割し、ブロツク内の各画素データが属
するレベル範囲を検出し、このレベル範囲を示すコード
信号を発生する処理である。

第７図では、ブロックのダイナミックレンジＤＲが４個
のレベル範囲ＡＯ〜Ａ３に分割されている。最小のレベ
ル範囲ＡＯに含まれる画素データが（００）と符号化さ
れ、レベル範囲Ａ１に含まれる画素データが（０１）と
符号化され、レベル範囲Ａ２に含まれる画素データが（
１０）と符号化され、最大のレベル範囲Ａ３に含まれる
画素データが（１１）と符号化される。従って、各画素
の８ビツトのデータが２ビツトに圧縮されて伝送される
。

受信側では、受信されたコード信号が代表レベルＬＯ−
Ｌ３に復元される。この代表レベルＬＯ〜Ｌ３は、レベ
ル範囲ＡＯ〜Ａ３の夫々の中央のレベルである。

上述のダイナミックレンジに適応した符号化方法は、リ
ンギング、インパルス性の雑音によってブロック歪が発
生する問題があった。第８図はブロック歪の発生を説明
するための図である。第８図では、説明の簡単のため、
１次元ブロック即ち、水平方向の所定数のサンプルによ
り形成されたブロックについてのデータの変化がアナロ
グ波形として表されており、受信側の復元値が破線で示
されている。

ビデオカメラの撮像出力には、第８図に示すように、レ
ベル変化が急峻なエツジ付近で小レベルのリンギングが
発生していることが多い。このリンギングが含まれるブ
ロックでは、リンギングのピーク値が最大値ＭＡＸＩと
して検出され、最小値ＭＩＮＩとで決定されるダイナミ
ックレンジＤＲ１に適応して符号化がされる。次のブロ
ックでは、リンギングが集束しているために、最大値が
ＭＡＸ２で示すように下がり、最小値ＭＩＮ２及び最大
値ＭＡＸ２で定まるダイナミックレンジＤＲ２に適応し
て符号化がされる。従って、これらの二つのブロック間
で輝度レベルの差が生じ、ブロック歪が発生する。イン
パルス性の雑音の場合にも同様の理由でブロック歪が発
生する。上述のブロック歪の輝度レベルの差は小さいが
、ある程度の面積を持つので、視覚的に目立つ問題があ
った。

上述のリンギング、インパルス性のノイズによるブロッ
ク歪の発生の問題を解決するために、本願出願人は、特
願昭６１−２０２１１８号明細書に記載されているよう
に、ブロック構造に変換された入力データに対し前処理
を行う方式を提案している。即ち、ダイナミックレンジ
をＡＤＲＣの量子化ビット数で等分した時の最大レベル
範囲（第７図におけるＡ３）に含まれる入力データの値
の平均値ＭＡＸ’と、最小のレベル範囲（第７図におけ
るＡＯ）に含まれる入力データの平均値ＭＩＮ’とを検
出し、第９図に示すように、これらの平均値ＭＡＸ　′
と平均値ＭＩＮ”とを夫々復元レベルＬ３及びＬＯとす
るように量子化がされる。第７図に示すように、代表レ
ベルＬＯ〜Ｌ３が最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮを含ま
ず、各レベル範囲の中央値とされる量子化は、ノンエツ
ジマツチングと称され、第９図に示すように、平均値Ｍ
ＡＸ　’及びＭＩＮ”を含む量子化は、エツジマツチン
グと称される。

上述のノンエツジマツチングで前処理して、エツジマツ
チングで量子化するＡＤＲＣは、第８図において、リン
ギングが含まれているブロックでも、最大値がリンギン
グのピークではなく、平均値ＭＡＸ’に変えられ、同様
に最小値がＭＩＮ’に変えられる。このＭＡＸ′及びＭ
ＩＮ”で定まる修整されたダイナミックレンジＤＲ”の
中でエツジマツチングの量子化がされるので、復元レベ
ルが隣接ブロックの復元レベルと差が少なくなり、ブロ
ック歪の発生が防止される。

上述のダイナミックレンジに適応したＡＤＲＣ符号化は
、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。しかし、可変長ＡＤＲＣは、伝送データの量が画像
の内容によって変動するため、所定量のデータを１トラ
ツクとして記録するディジタルＶＴＲのような固定レー
トの伝送路を使用する時には、バッファリングの処理が
必要とされる。

可変長ＡＤＲＣのバッファリングの方式として、本願出
願人は、特願昭６１−２５７５８６号明細書に記載され
ているように、累積型のダイナミックレンジの度数分布
を形成し、この度数分布に対して、予め用意されている
割り当てビット数を定めるためのしきい値を適用し、所
定期間例えば１フレ一ム期間の発生情報量を求め、発生
情報量が目標値を超えないように、制御するものを提案
している。

〔発明が解決しようとする課題］ 上述のように、ノンエツジマツチング量子化で前処理を
行い、次に、エツジマツチングで量子化を行うＡＤＲＣ
に対して、可変長ＡＤＲＣを適用した場合、割り当てビ
ット数を設定するのに使用される原ダイナミックレンジ
ＤＲと、この割り当てビット数で符号化を行う時に使用
され、受信側に伝送される修整されたダイナミックレン
ジＤＲ′とが異なるために、エンコーダ側とデコーダ側
との不整合の問題が生じた。

即ち、発生情報量を制御するために、ダイナミックレン
ジＤＲの所定期間例えば１フレ一ム期間の度数分布表が
形成され、この度数分布表が累積度数分布表に変換され
、累積度数分布表に対してＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４　（
Ｔｌ＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４）のしきい値が適用される。（
ＤＲ＜Ｔｌ）の場合には、割り当てビット数ｎがＯとさ
れ（即ち、コード信号が伝送されず）、（Ｔｌ≦ＤＲ＜
Ｔ２）の場合には、（ｎ＝１）とされ、（７２≦ＤＲ＜
７３）の場合には、（ｎ＝２）とされ、（Ｔ３≦ＤＲ＜
Ｔ４）の場合には、（ｎ＝３）とされ、（Ｔ４≦ＤＲ）
の場合には、（ｎ＝４）とされる。

前述のように、（ＭＡＸ　”　−Ｍ　Ｉ　Ｎ　’　−Ｄ
Ｒ′）とされ、この修整されたダイナミックレンジＤＲ
’に基づいて、量子化がされ、ダイナミックレンジＤＲ
′が伝送される。あるブロックのダイナミックレンジに
関して、（Ｔ２≦ＤＲ＜７３）及び（Ｔ２≦ＤＲ’＜Ｔ
３）の関係が成立していれば、エンコーダ側では、（ｎ
＝２）とされ、デコーダ側でも（ｎ＝２）となり、問題
が生じない。

しかし、（ＤＲ＞ＤＲ’　）であるので、（Ｔｌ≦ＤＲ
’＜７２）の場合には、デコーダ側では、（ｎ＝１）と
誤って判断し、正しいデコード動作がされない問題が生
じる。

この問題を解決するために、本願出願人は、不整合が発
生することを示す付加コードを伝送する方法（特願平１
−１８９８８８号参照）を提案している。この方式では
、付加コードを伝送するために、伝送データの圧縮が不
充分となるおそれがある。

また、原ダイナミックレンジＤＲを見て、バッファリン
グの処理を行うことで、しきい値Ｔｌ〜Ｔ４を決定し、
このしきい値Ｔ１〜Ｔ４と原ダイナミックレンジＤＲと
で最大値及び最小値からの所定のレベル範囲を決定し、
また、修整されたダイナミックレンジＤＲ’としきい値
Ｔ１〜Ｔ４とから符号化のための割り当てビット数を決
定する方法（特願平１−１８９８８９号参照）を提案し
ている。この方法では、原ダイナミックレンジＤＲに基
づいてバッファリングがされるので、必要以上にデータ
量の圧縮がされ、伝送レートに無駄が生じるおそれがあ
った。

更に、原ダイナミックレンジＤＲを最大割り当てビット
数に基づいて最大値及び最小値からの所定のレベル範囲
を決定し、また、修整されたダイナミックレンジＤＲ’
によりバッファリングの処理を行うことで、しきい値Ｔ
１〜Ｔ４を決定し、このしきい値と修整されたダイナミ
ックレンジＤＲ′により符号化を行う方法（特願平１−
１８９８８６号参照）を提案している。この方法では、
修整されたダイナミックレンジＤＲ’を形成するのに、
最大の割り当てビット数を常に使用しているので、ダイ
ナミックレンジＤＲが小さいブロックでは、所定のレベ
ル範囲がかなり狭いものとなり、ノンエツジマツチング
量子化とエツジマツチング量子化のハイブリッド構成の
利点が充分に発揮されないおそれがあった。

従って、この発明の目的は、原ダイナミックレンジＤＲ
に基づいてなされたバッファリングの処理で決定された
しきい値と原ダイナミックレンジＤＲとを比較すること
によりレベル範囲の設定を行い、修整されたダイナミッ
クレンジＤＲ′に基づいてなされたバッファリング処理
で決定されたしきい値と修整されたダイナミックレンジ
ＤＲ′とを比較することで決定された割り当てビット数
により量子化を行うことで、エンコーダ側とデコーダ側
との不整合の発生を防止した高能率符号化装置を提供す
ることにある。

また、この発明の他の目的は、付加コードを伝送する必
要がなく、また、伝送レートに無駄が生ぜず、更に、ハ
イブリッド量子化の利点が充分に発揮できる高能率符号
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〕 この発明は、ディジタル画像信号の２次元ブロック又は
時間的に連続するＮフレームの夫々に属するＮ個の領域
からなるブロック内に含まれる複数の画素データの最大
値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮを求めると共に、最大値ＭＡ
Ｘ及び最小値ＭＩＮからブロック毎の原ダイナミックレ
ンジＤＲを検出する最大値、最小値検出回路３と、 原ダイナミックレンジＤＲに基づいて所定期間における
発生情報量を演算し、発生情報量が所定データ量以内に
おさまるように、各ブロックの第１の割り当てビット数
ｎを設定するためのしきい値Ｔ１〜Ｔ４を制御し、各ブ
ロックの第１の割り当てビット数ｎをしきい値Ｔ１〜Ｔ
４と各ブロックの原ダイナミックレンジＤＲとを比較し
た比較出力で設定する手段１６．１８．１９と、原ダイ
ナミックレンジＤＲを第１の割り当てビット数ｎと対応
する複数のレベル範囲に分割した時の最大のレベル範囲
及び最小のレベル範囲に夫々含まれる入力画像データを
抽出し、最大のレベル範囲に含まれる入力画像データの
第１の平均値ＭＡＸ’及び最小のレベル範囲に含まれる
入力画像データの第２の平均値ＭＩＮ′を形成する回路
５．６．７．８．１０．１１．１２．１３と、第１の平
均値ＭＡＸ　’及び第２の平均値ＭＩＮ′から修整され
たダイナミックレンジＤＲ’を算出し、入力画像信号か
ら平均値ＭＩＮ’を減算し、減算出力を第２の割り当て
ビット数ｎ′と修整されたダイナミックレンジＤＲ’に
応じて符号化する符号化回路２３と、 修整されたダイナミックレンジＤＲ’に基づいて所定期
間における発生情報量を演算し、発生情報量が所定デー
タ量以内におさまるように、各ブロックの第２の割り当
てビット数ｎ′を設定するためのしきい値Ｔｌ’〜Ｔ４
”を制御し、符号化回路２３における各ブロックの第２
の割り当てビット数ｎ′をしきい値ＴＩ’〜Ｔ４’と各
ブロックの修整されたダイナミックレンジＤＲ’とを比
較した比較出力で設定する手段２４．２５．２６とを備
え、 修整されたダイナミックレンジＤＲ’と関連する情報、
符号化回路２３の出力コードを伝送するものである。

〔作用〕

テレビジョン信号は、水平方向、垂直方向並びに時間方
向に関する３次元的な相関を有しているので、定常部で
は、同一のブロックに含まれる画素データのレベルの変
化幅が小さい。従って、ブロック内の画素データが共有
する最小レベルを除去した後のデータを元の量子化ビッ
ト数より少ない量子化ビット数により量子化しても、量
子化歪は、殆ど生じない。

また、最大値ＭＡＸとＭＡＸから所定レベル低い値で規
定される最大レベル範囲及び最小値ＭＩＮとＭＩＮから
所定レベル高い値で規定される最小レベル範囲に夫々含
まれる画素データの平均値ＭＡＸ’及びＭＩＮ’を検出
し、この平均値を新たに最大値及び最小値としてエツジ
マツチングの量子化を行うことにより、リンギング、イ
ンパルス雑音等によりブロック歪が発生することが防止
される。

第１の割り当てビット数ｎと対応する最大のレベル範囲
及び最小のレベル範囲を設定するために、バッファリン
グ回路１６が設けられている。バッファリング回路１６
は、原ダイナミックレンジＤＲに基づいてしきい値Ｔ１
〜Ｔ４を決定し、このしきい値Ｔ１〜Ｔ４と原ダイナミ
ックレンジＤＲとから第１の割り当てビット数ｎを決定
する。従って、ブロックのダイナミックレンジＤＲに適
応してビット数ｎが定まる。

発生情報量の演算と、発生情報量を所定量以下とするた
めのしきい値Ｔ１′〜Ｔ４”の設定は、修整されたダイ
ナミックレンジＤＲ”に基づいてバッファリング回路２
６でなされる。この設定されたしきい値と修整されたダ
イナミンクレンジＤＲ′とを比較した比較出力により、
符号化回路２３の第２の割り当てビット数ｎ′が決定さ
れるので、エンコーダ側とデコーダ側との間で不整合が
生じることを防止できる。

〔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、送信側の構成 り、受信側の構成 Ｃ，バッファリング回路 ｄ、変形例 ａ、送信側の構成 第１図は、この発明の送信側（記録側）の構成を全体と
して示すものである。■で示す入力端子に例えば１サン
プルが８ビツトに量子化されたディジタルビデオ信号（
ディジタル輝度信号）が入力される。このディジタルビ
デオ信号がブロック化回路２に供給される。

ブロック化回路２により、入力ディジタルビデオ信号が
符号化の単位である２次元ブロック毎に連続する信号に
変換される。この実施例では、１ブロツクが第２回に示
すように、（８ライン×８画素＝６４画素）の大きさと
されている。ブロック化回路２の出力信号が最大値、最
小値検出回路３及び遅延回路４に供給される。最大値、
最小値検出回路３は、ブロック毎に最小値ＭＩＮ、最大
値ＭＡＸを検出する。遅延回路４は、最大値及び最小値
が検出されるのに要する時間、入力データを遅延させる
。遅延回路４からの画素データが比較回路５及び比較回
路６に供給される。

最大値、最小値検出回路３からの最大値ＭＡＸが減算回
路７に供給され、最小値ＭＩＮが加算回路８に供給され
る。これらの減算回路７及び加算回路８には、ビットシ
フト回路９から可変長でノンエツジマツチング量子化を
した場合の１量子化ステップ幅の値Δが供給される。ビ
ットシフト回路９は、第１の割り当てビット数がｎの時
に、（ＤＲ／２”　）の割算を行うように、ダイナミッ
クレンジＤＲをｎビットシフトする構成とされている。

減算回路７からは、（ＭＡＸ−Δ）のしきい値が得られ
、加算回路８からは、（ＭＩＮ＋Δ）のしきい値が得ら
れる。これらの減算回路７及び加算回路８からのしきい
値が比較回路５及び６に夫々供給される。

比較回路５の出力信号がＡＮＤゲート１０に供給され、
比較回路６の出力信号がＡＮＤゲー）１■に供給される
。ＡＮＤゲート１０及び１１には、遅延回路４からの入
力データが供給される。比較回路５の出力信号は、入力
データがしきい値より大きい時にハイレベルとなり、従
って、ＡＮＤゲート１０の出力端子には、（ＭＡＸ−Ｍ
ＡＸ−Δ）の最大レベル範囲に含まれる入力データの画
素データが抽出される。比較回路６の出力信号は、入力
データがしきい値より小さい時にハイレベルとなり、従
って、ＡＮＤゲート１１の出力端子には、（ＭＩＮ−Ｍ
ＩＮ＋Δ）の最小レベル範囲に含まれる入力データの画
素データが抽出される。

ＡＮＤゲート１０の出力信号が平均化回路１２に供給さ
れ、ＡＮＤゲー）１１の出力信号が平均化回路１３に供
給される。これらの平均化回路１２及び１３は、ブロッ
ク毎に平均値を算出するもので、端子■４からブロック
周期のリセット信号が平均化回路１２及び１３に供給さ
れている。平均化回路１２からは、（ＭＡＸ−ＭＡＸ−
Δ）の最大レベル範囲に属する画素データの平均値ＭＡ
Ｘ゛が得られ、平均化回路１３からは、（Ｍ　Ｉ　Ｎ〜
ＭＩＮ＋Δ）の最小レベル範囲に属する画素データの平
均値ＭＩＮ”が得られる。平均値ＭＡＸ′から平均値Ｍ
ＩＮ’が減算回路１５で減算され、減算回路１５から修
整されたダイナミックレンジＤＲ′が得られる。

上述の第１の割り当てビット数ｎをブロック毎に最適な
ものとするために、１６で示すバッファリング回路が設
けられている。このバッファリング回路１６は、原ダイ
ナミックレンジＤＲに基づいて発生情報量を所定値にす
るためのしきい値Ｔ１−Ｔ４を決定する。バッファリン
グ回路１６では、しきい値の組（Ｔｌ、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ
４）が複数例えば３２組用意されており、これらのしき
い値の組がパラメータコードＰｉ　　（ｉ＝０．１゜２
、・・、３１）により区別される。パラメータコードＰ
ｉの番号ｉが大きくなるに従って、発生情報量が単調に
減少するように、設定されている。

但し、発生情報量が減少するに従って復元画像の画質が
劣化する。

バッファリング回路１６からのしきい値Ｔ１〜Ｔ４と減
算回路１７からのダイナミックレンジＤＲとが供給され
る比較回路１８では、ブロックのダイナミックレンジＤ
Ｒと各しきい値とが夫々比較され、比較出力がビット数
決定回路１９に供給され、そのブロックの割り当てビッ
ト数ｎが決定される。ビットシフト回路９は、この割り
当てビット数ｎに応じてダイナミックレンジＤＲをシフ
トする。

また、平均値ＭＩＮ’が減算回路２０に供給され、遅延
回路２１を介された入力データから平均値ＭＩＮ”が減
算回路２０において減算され、最小値除去後のデータＰ
ＤＩが形成される。遅延回路２２を介されたデータＰＤ
Ｉ及び修整されたダイナミックレンジＤＲ”が量子化回
路２３に供給される。この実施例では、量子化のための
第２の割り当てビット数ｎ′が０ビツト（コード信号を
伝送しない）、１ビツト、２ビツト、３ビツト、４ビツ
トの何れかとされる可変長のＡＤＲＣであって、エツジ
マツチング量子化がなされる。第２の割り当てビット数
ｎ′は、ブロック毎にビット数決定回路２４において決
定され、ビット数ｎのデータが量子化回路２３に供給さ
れる。

ビット数決定回路２４には、比較回路２５の出力信号が
供給される。比較回路２５には、減算回路１５からの修
整されたダイナミックレンジＤＲ゛とバッファリング回
路２６からのしきい値Ｔ１〜Ｔ４　′（Ｔｌ　”＜Ｔ２
　’＜Ｔ３　’＜Ｔ４　’）とが供給される。ダイナミ
ックレンジＤＲ’としきい値Ｔｌ”〜Ｔ４’との大きさ
の関係に基づいて、割り当てビット数ｎが決定される。

バッファリング回路２６は、前述のバッファリング回路
１６と同様のバッファリングを行う。即ち、（ＤＲ”＜
Ｔｌ’）のブロックは、コード信号が伝送されず、ダイ
ナミックレンジＤＲ”及び平均値ＭＩＮ’のみが伝送さ
れ、（Ｔ１′≦ＤＲ”＜Ｔ２”）のブロックは、（ｎ’
＝１）とされ、（Ｔ２′≦ＤＲ’＜７３”）のプロｙり
は、（ｎ′＝２）とされ、（Ｔ３′≦ＤＲ”＜７４’）
のブロックは、（ｎ”＝３）とされ、（ＤＲ’≧Ｔ４′
）のブロックは、（ｎ’＝４）とされる、このように決
定された割り当てビット数ｎ′と修整されたダイナミッ
クレンジＤＲ’とが量子化回路２３に供給される。量子
化回路２３では、ダイナミックレンジＤＲ”と割り当て
ビット数ｎ′とを用いて最小値除去後のデータＰＤＩが
エツジマツチングの量子化によりコード信号ＤＴに変換
される。量子化回路２３は、例えばＲＯＭで構成されて
いる。

かかる可変長ＡＤＲＣでは、しきい値Ｔｌ’〜Ｔ４’を
変えることで、発生情報量を制御すること（所謂バッフ
ァリング）ができる、従って、１フィールド或いはｌフ
レーム当たりの発生情報量を所定値にすることができる
しきい値Ｔｌ’〜Ｔ４′がバッファリング回路２６で決
定される。

遅延回路２７及び２８を夫々介して修整されたダイナミ
ックレンジＤＲ′、平均値ＭＩＮ”がフレーム化回路２
９に供給され、また、コード信号ＤＴ及びしきい値の組
を示すパラメータコードＰｉ゛がフレーム化回路２９に
供給される。フレーム化回路２９の出力端子３０には、
シリアルデー夕に変換された伝送データが取り出される
。フレーム化回路２９では、必要に応じてエラー訂正符
号の符号化が施されると共に、同期信号が付加される。

ｂ、受信側の構成 第３図は、受信（又は再生）側の構成を示す。

入力端子３１からの受信データは、フレーム分解回路３
２に供給される。フレーム分解回路３２により、コード
信号ＤＴと付加コードＤＲ”、ＭＩＮ゛、Ｐｉ′とが分
離されると共に、エラー訂正処理がなされる。

コード信号ＤＴ、ダイナミックレンジＤＲ”及びパラメ
ータコードＰｉ゛が復号化回路３３に供給される。復号
化回路３３では、パラメータコードＰｉ′で示されるし
きい値の組が発生し、しきい値の組が復号化回路３３内
の比較回路でダイナミックレンジＤＲ′と比較されるこ
とで、割り当てビット数ｎ′が求められる。この割り当
てビット数ｎ′とダイナミックレンジＤＲ’とコード信
号ＤＴとからエツジマツチングの復号がなされ、コード
信号ＤＴが代表レベルに復号される。

また、平均値ＭＩＮ’が加算回路３４に供給される。加
算回路３４には、復号化回路３３の出力信号が供給され
、加算回路３４の出力信号がブロック分解回路３５に供
給される。ブロック分解回路３５は、送信側のブロック
化回路２と逆に、ブロックの順番の復元データをテレビ
ジョン信号の走査と同様の順番に変換するための回路で
ある。

ブロック分解回路３５の出力端子３６に復号されたビデ
オ信号が得られる。

Ｃ，バッファリング回路 第４図は、バッファリング回路１６の一例を示す。バッ
ファリング回路１６には、度数分布表及び累積度数分布
表を作成するために、４１で示すメモリ（ＲＡＭ）が設
けられ、このメモリ４１に対してマルチプレクサ４２を
介してアドレスが供給される。マルチプレクサ４２の一
方の入力として入力端子４３からダイナミックレンジＤ
Ｒが供給され、その他方の入力としてアドレス発生回路
５０からのアドレスが供給される。メモリ４１には、加
算回路４４の出力信号が入力され、メモリ４１の出力デ
ータとマルチプレクサ４５の出力とが加算回路４４で加
算される。

加算回路４４の出力がレジスタ４６に供給され、レジス
タ４６の出力がマルチプレクサ４５及び比較回路４７に
供給される。マルチプレクサ４５には、レジスタ４６の
出力の他にＯ及び＋１が供給されている。発生情報量の
演算動作がされると、レジスタ４６の出力に例えばｌフ
レーム期間に発生する情報量Ａｉが求められる。

比較回路４７では、発生情報量Ａｔと端子４８からの目
標値Ｑとが比較され、比較回路４７の出力信号がパラメ
ータコード発生回路４９及びレジスタ５１に供給される
。パラメータコード発生回路４９からのパラメータコー
ドＰｉがアドレス発生回路５０及びレジスタ５１に供給
される。レジスタ５１に取り込まれたパラメータコード
ＰｉがＲＯＭ５２に供給される。ＲＯＭ５２は、アドレ
スとして入力されたパラメータコードＰｉと対応するし
きい値の組（Ｔｌ　ｉ、Ｔ２　ｉ、Ｔ３　ｉ、Ｔ４ｉ）
を発生する。このしきい値は、前述のように、比較回路
１８に供給される。

第５図は、バッファリング回路１６の動作を示すフロー
チャートである。最初のステップ６１で、メモリ４１、
レジスタ４６がゼロクリアされる。

メモリ４１のゼロクリアのために、マルチプレクサ４２
がアドレス発生回路５０で発生したアドレスを選択し、
加算回路４４の出力が常にＯとされる。アドレスは、（
０，ｌ、２．　　・・・・、２５５）と変化し、メモリ
４１の全てのアドレスにＯデータが書き込まれる。

次のステップ６２で、メモリ４１にバッファリングのさ
れる単位期間である１フレームのダイナミックレンジＤ
Ｒの度数分布表が作成される。マルチプレクサ４２は、
端子４３からのダイナミックレンジＤＲを選択し、マル
チプレクサ４５が＋１を選択する。従って、ｌフレーム
期間が終了しり時、ダイナミックレンジＤＲと対応する
メモリ４１の各アドレスに、各ＤＲの発生度数が記憶さ
れる。このメモリ４１の度数分布表は、第６図Ａに示す
ように、ＤＲを横軸とし、度数を縦軸とするものである
。

次に、度数分布表が累積度数分布表に変換される（ステ
ップ６３）。累積度数分布表を作成する時には、マルチ
プレクサ４２がアドレス発生回路５０からのアドレスを
選択し、マルチプレクサ４５がレジスタ４６の出力を選
択する。アドレスが２５５から０に向かって順次ディク
レメントする。

メモリ４Ｉの読み出し出力が加算回路４４に供給され、
加算回路４４でレジスタ４６の内容と加算される。加算
回路４４の出力がメモリ４１の読み出しアドレスと同一
のアドレスに書き込まれると共に、レジスタ４６の内容
が加算回路４４の８カに更新される。メモリ４１のアド
レスが２５５とされる初期状態では、レジスタ４６がゼ
ロクリアされている。メモリ４１の全アドレスに関して
、度数が累積がされた時に、メモリ４１には、第６図Ｂ
に示す累積度数分布表が作成される。

この累積度数分布表に対してしきい値の組（Ｔ１　ｔ、
Ｔ２　ｉ、Ｔ３　ｉ、Ｔ４　ｉ）が適用された時の発生
情報量Ａｉが演算される（ステップ６４）。

発生情報量Ａｉの演算時には、マルチプレクサ４２がア
ドレス発生回路５０の出力を選択し、マルチプレクサ４
５がレジスタ４６の出力を選択する。

パラメータコード発生回路４９は、ＰＯからＰ３１に向
かって順次変化するパラメータコードを発生する。パラ
メータコードＰｉがアドレス発生回路５０に供給され、
（Ｔｌ　ｉ、Ｔ２　ｉ、Ｔ３　ｉ、Ｔ４ｉ）の各しきい
値と対応するアドレスが順次発生する。各しきい値と対
応するアドレスから読み出された値が加算回路４４とレ
ジスタ４６とで累算される。この累積値がパラメータコ
ードＰｉで指定されるしきい値の組が適用された時の発
生情報量Ａｉと対応している。つまり、第６図Ｂに示す
累積度数分布表において、しきい値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、
Ｔ４と夫々対応するアドレスから読み出された値Ａｔ、
Ａ２、Ａ３、Ａ４の合計値（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋Ａ４）
に対して、ブロック内の画素数（６４）を乗じた値は、
発生情報量（ビット数）である、但し、画素数は、一定
であるため、第４図に示されるバッファリング回路２１
では、６４の乗算処理を省略している。

この発生情報量Ａｉが目標値Ｑと比較される（ステップ
６５）、（Ａｉ≦Ｑ）が成立する時に発生する比較回路
４７の出力がパラメータコード発生回路４９及びレジス
タ５１に供給され、パラメータコードＰｉのインクリメ
ントが停止されると共に、そのパラメータコードＰｉが
レジスタ５１に取り込まれる。レジスタ５１からのパラ
メータコードＰｉとＲＯＭ５２で発生したしきい値の組
とが出力される（ステップ６６）。

比較回路４７における判定のステップ６５で、（Ａｉ≦
Ｑ）が成立しない時には、パラメータコードＰｉが次の
ものＰ　ｉ＋１に変更され、Ｐ　ｉ＋１に対応するアド
レスがアドレス発生回路５０から発生する。上述と同様
に発生情報量Ａ　ｉ＋１が演算され、比較回路４７で目
標値Ｑと比較される。　　（Ａｉ≦Ｑ）が成立するまで
、上述の動作が繰り返される。

バッファリング回路２６も、上述のバッファリング回路
１６と同様の構成である。但し、バッファリング回路１
６では、修整されたダイナミックレンジＤＲ”に基づい
て発生情報量の演算がされる。また、決定されたしきい
値ＴＩ’〜Ｔ４’と対応するパラメータコードＰｉ′が
フレーム化回路２９に対して出力される。

ｄ、変形例 以上の説明では、コード信号ＤＴとダイナミックレンジ
ＤＲ′と平均値ＭＥＮ′とを送信している。しかし、付
加コードとしてダイナミックレンジＤＲ”の代わりに平
均値ＭＡＸ　”または量子化ステップ幅を伝送しても良
い。

〔発明の効果〕

この発明に依れば、リンギング、インパルス性のノイズ
等を含むブロックにおけるブロック歪の発生を防止でき
る。この発明では、可変長ＡＤＲＣにより効率良く符号
化を行うことができ、発生情報量の制御と量子化とに使
用されるダイナミックレンジが異なるために、割り当て
ビット数が工ンコーダ側とデコーダ側とで異なる不整合
を防止することができる。また、この発明は、付加コー
ドを必要とせず、データ圧縮が不充分になるおそれがな
い、更に、この発明は、伝送レートを有効に利用できる
。より更に、この発明は、ブロックのダイナミックレン
ジＤＲに応じた最大のレベル範囲及び最小のレベル範囲
を設定できるので、ハイブリッド符号化が効果的になさ
れる。

【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図はブ
ロックの一例の整線図、第３図は受信側の構成の一例を
示すブロック図、第４図はバッファリング回路の一例の
ブロック図、第５図及び第６図はバッファリング回路の
説明に用いるフローチャート及び路線図、第７図、第８
図及び第９図は量子化動作及びブロック歪の発生の説明
に用いる路線図である。 図面における主要な符号の説明 １：入力端子、 ３：最大値、最小値検出回路、 ７ｓｆＩｉ算回路、 ８：加算回路、 ９：ビットシフト回路、 １２．１３：平均化回路、 １６：バッファリング回路、 ２３：量子化回路、 ２４：量子化回路に対する割り当てピッ生するビット数
決定回路、 ２６：バッファリング回路、 ２９：フレーム化回路、 ３０：出力端子。 ト数を発

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディジタル画像信号の２次元ブロック又は時間的に連続
   するＮフレームの夫々に属するＮ個の領域からなるブロ
   ック内に含まれる複数の画素データの最大値及び最小値
   を求めると共に、上記最大値及び上記最小値から上記ブ
   ロック毎の原ダイナミックレンジを検出する手段と、 上記原ダイナミックレンジに基づいて所定期間における
   発生情報量を演算し、上記発生情報量が所定データ量以
   内におさまるように、各ブロックの第１の割り当てビッ
   ト数を設定するためのしきい値を制御し、各ブロックの
   上記第１の割り当てビット数を上記しきい値と各ブロッ
   クの上記原ダイナミックレンジとを比較した比較出力で
   設定する手段と、 上記原ダイナミックレンジを上記第１の割り当てビット
   数と対応する複数のレベル範囲に分割した時の最大のレ
   ベル範囲及び最小のレベル範囲に夫々含まれる入力画像
   データを抽出し、上記最大のレベル範囲に含まれる入力
   画像データの第１の平均値及び上記最小のレベル範囲に
   含まれる入力画像データの第２の平均値を形成する手段
   と、上記第１の平均値及び上記第２の平均値から修整さ
   れたダイナミックレンジを算出し、上記入力画像信号か
   ら上記第２の平均値を減算し、上記減算出力を第２の割
   り当てビット数と上記修整されたダイナミックレンジに
   応じて符号化する符号化手段と、 上記修整されたダイナミックレンジに基づいて所定期間
   における発生情報量を演算し、上記発生情報量が所定デ
   ータ量以内におさまるように、各ブロックの上記第２の
   割り当てビット数を設定するためのしきい値を制御し、
   上記符号化手段における各ブロックの上記第２の割り当
   てビット数を上記しきい値と各ブロックの上記修整され
   たダイナミックレンジとを比較した比較出力で設定する
   手段とを備え、 上記修整されたダイナミックレンジと関連する情報、上
   記符号化手段の出力コードを伝送するようにしたことを
   特徴とする高能率符号化装置。