JPH0522714A - 画像圧縮装置 - Google Patents

画像圧縮装置

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JPH0522714A
JPH0522714A JP3171139A JP17113991A JPH0522714A JP H0522714 A JPH0522714 A JP H0522714A JP 3171139 A JP3171139 A JP 3171139A JP 17113991 A JP17113991 A JP 17113991A JP H0522714 A JPH0522714 A JP H0522714A
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JP
Japan
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circuit
output
signal
variable length
frame
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Pending
Application number
JP3171139A
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English (en)
Inventor
Shinji Yoda
信治 依田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像圧縮装置において、ハードウェアの削減と
価格の低減を行う。 【構成】映像信号をDCT回路11でDCT処理後、量
子化回路13で量子化し、可変長符号化回路15で可変
長符号化処理する事で映像信号の圧縮を行っている。こ
こで可変長符号化回路15から可変長符号のデータ長を
タイミング信号作成回路23に供給し、制御信号を作成
する。この制御信号によりフレーム遅延回路12、20
からのデータの読み出しを必要な時間だけ停止し、この
時間内にビット幅固定回路16でビット幅を一定にす
る。尚、停止時間は同期信号処理期間内であるため、有
効画面処理は適切に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばディジタルビデ
オテープレコーダ(以下VTRと記述)等の画像信号処
理装置で利用される画像圧縮装置に関する。
【0002】
【従来の技術】画像信号をディジタル信号処理する場
合、そのまま処理するのでは情報量が多いため、大容量
のハードウェアを必要とする。そのため民生用の場合は
画像圧縮を行い、データ量を減らす必要がある。この方
法の一例としては“1989.8,IEEE,Transactions on Cons
umer Electoronics,Vol 35,AN EXPERIMENTAL STUDY FOR
AHOME-USE DIGITAL VTR” がある。
【0003】以下、図面を参照して画像圧縮システムの
一例を説明する。尚、ここでは映像信号のうち、輝度信
号についてのみ説明する。
【0004】図4に輝度信号圧縮システムを示す。この
図において輝度(Y)信号はフレーム作成回路10に入
力され、フレーム単位のデータに変換され、DCT回路
11に出力される。DCT回路11は入力された信号を
DCT(離散コサイン変換)処理することで周波数領域
に変換し、フレーム遅延回路12とブロックアクティビ
ティ算出回路18とに出力する。このうちブロックアク
ティビティ算出回路18は入力された信号の交流成分よ
り絵柄の細かさであるアクティビティをブロック毎に算
出し、フレームアクティビティ算出回路19とフレーム
遅延回路20とに出力する。フレームアクティビティ算
出回路19は入力されたブロックアクティビティの算出
値を1フレーム分蓄積し、フレームアクティビティの算
出値として出力する。またフレーム遅延回路20は入力
されたブロックアクティビティの算出値を1フレーム分
遅延して出力している。
【0005】データレート調整回路21にはフレームア
クティビティ算出回路19とフレーム遅延回路20との
出力が供給され、これらを基に可変長符号化回路15で
使用するビット配分データが求められる。またデータレ
ート調整回路21で作成された量子化のためのしきい値
は量子化テーブル22の基本データに乗算され、量子化
回路13に供給される。
【0006】一方、フレーム遅延回路12に供給された
DCT回路11の出力信号は1フレーム分遅延され、量
子化回路13で量子化される。この量子化されたデータ
のうち、“0”の連続数と、その直後の値とが二次元符
号化回路14で求められ、可変長符号化回路15でビッ
ト配分データの範囲内で可変長符号化が行われる。
【0007】可変長符号化回路15からは可変長符号化
された信号と、この信号のデータ長とが出力され、ビッ
ト幅固定回路16で一定のビット幅に変換される。更に
バッファメモリ17で一定のレートの信号に変換され、
出力される。
【0008】このような構成の場合、演算処理における
時間合わせの関係上、フレーム遅延回路が必要である。
この遅延回路は通常の画像データよりビット幅の大きな
データを扱うため、大容量のメモリが必要であった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前述したように従来の
画像圧縮装置においては演算処理における時間合わせの
ため、フレーム遅延回路が必要であった。この遅延回路
は通常の画像データよりビット幅の大きなデータを扱う
ため、大容量のメモリが必要となり、価格的に高価にな
っていた。
【0010】本発明は上記問題に鑑み、時間合わせのた
めの遅延回路を縮小し、且つ簡単な構成で画像圧縮を行
うことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る手段は、入
力された映像信号をフレーム化し、ブロック毎に切り出
して出力するフレーム作成手段と、このフレーム作成手
段の出力信号を周波数領域に変換する離散コサイン変換
手段と、この離散コサイン変換手段の出力を基に画面上
の1ブロックの絵柄の細かさを算出する第1の算出手段
と、この第1の算出手段の出力より画面全体の絵柄の細
かさを算出する第2の算出手段と、前記第1の算出手段
の出力を遅延させる手段で、制御信号により遅延時間が
可変な第1の遅延手段と、この第1の遅延手段の出力と
前記第2の算出手段の出力とを入力とし、量子化におけ
るしきい値と、可変長符号化における符号長とを求める
調整手段と、この調整手段で求められた量子化における
しきい値に応じて量子化データを変化させる量子化テー
ブル手段と、前記離散コサイン変換手段の出力を遅延さ
せる手段で、制御信号により遅延時間が可変な第2の遅
延手段と、この第2の遅延手段の出力を、前記量子化テ
ーブル手段の出力を基に量子化する量子化手段と、量子
化された信号を、前記調整手段の出力を基に可変長符号
化する可変長符号化手段と、可変長符号化された信号を
一定のビット長に変換する変換手段と、前記可変長符号
化手段より出力される符号化長データを基に前記第1、
第2の遅延手段の遅延時間を制御する制御信号を出力す
る制御手段とを具備することで画像圧縮が行われる。
【0012】
【作用】可変長符号化された信号のビット長により、第
1、第2の遅延手段から信号が出力されない。この間に
可変長符号化された信号の処理を行い、処理後に第1、
第2の遅延手段からの信号の出力を再開する。これによ
り有効画面の信号処理のうち、変換手段を簡単な構成で
実現できる。
【0013】
【実施例】本発明の実施例を説明する前に画像圧縮を用
いる、例えばディジタルVTR等の装置全体の構成を簡
潔に説明する。図2は画像圧縮を用いる装置全体の構成
を示す図である。この図において記録を行う映像信号は
A/D(アナログ・ディジタル変換器)30でディジタ
ル信号に変換後、フレーム処理回路31に入力され、フ
レーム単位のデータに変換される。このデータはDCT
帯域圧縮回路32でDCT処理と量子化処理とが行わ
れ、可変長符号化回路33に出力される。可変長符号化
回路33に入力された信号は可変長符号化、例えばハフ
マン符号化され、パリティ付加回路34でエラー訂正用
のパリティが付加されてインターリーブ回路35に出力
される。インターリーブ回路35でインターリーブされ
た信号は変調回路36で変調された後、記録再生回路3
7に入力され、記録される。
【0014】一方、記録再生回路37より再生された映
像信号は復調回路38で復調され、デインターリーブ回
路39でデータの並びを元に戻し、エラー訂正回路40
でエラー訂正後、可変長復号化回路41に供給される。
ここで復号化された信号はIDCT帯域伸長回路42で
元のデータレートに戻された後、フレーム逆処理回路4
3に供給され、フィールド毎のデータに変換される。こ
のデータがD/A(ディジタル・アナログ変換器)44
でアナログ信号に変換され、出力される。
【0015】次に図2において破線で囲まれた範囲の詳
細な構成を図3に示す。図3においてディジタル信号に
変換された映像信号はY/C分離回路50で輝度信号
(Y)と色信号(C)とに分離され、出力される。この
内、輝度信号はフレーム処理回路51に入力され、色信
号は色信号復調回路57に入力される。
【0016】フレーム処理回路51に入力された輝度信
号はフレーム単位のデータに変換された後、DCT回路
52でDCT処理され、量子化回路53とビット割当て
制御回路56とに供給される。また色信号復調回路57
に入力された色信号は復調され、フレーム処理回路58
でフレーム単位のデータに変換された後、DCT回路5
9でDCT処理され、量子化回路60とビット割当て制
御回路56とに供給される。
【0017】ビット割当て制御回路56は供給された2
信号を基に量子化テーブルの傾きを決める係数とビット
配分とを算出し、この傾きを決める係数をそれぞれの量
子化テーブル55,61に供給し、またビット配分に応
じた信号を可変長符号化回路54,62に供給する。こ
れらのデータを基に量子化回路53、60は量子化を行
い、可変長符号化回路54、62で可変長符号化を行う
ことでデータの圧縮を行っている。
【0018】以上の全体構成をふまえた上で本発明の実
施例を説明する。図1は本発明の実施例を示す構成図で
あり、図3の破線部分の詳細な構成を示したものであ
る。
【0019】図1においてYC分離後の輝度信号はフレ
ーム作成回路10に入力され、フレーム単位のデータに
変換後、DCT回路11に出力される。DCT回路11
は入力された信号をDCT(離散コサイン変換)処理す
ることで周波数領域に変換し、フレーム遅延回路12と
ブロックアクティビティ算出回路18とに出力する。こ
のうちブロックアクティビティ算出回路18は入力され
た信号の交流成分より絵柄の細かさであるアクティビテ
ィをブロック毎に算出し、フレームアクティビティ算出
回路19とフレーム遅延回路20とに出力する。フレー
ムアクティビティ算出回路19は入力されたブロックア
クティビティの算出値を1フレーム分蓄積し、フレーム
アクティビティの算出値として出力する。またフレーム
遅延回路20は入力されたブロックアクティビティの算
出値を、制御信号に基づき遅延して出力している。
【0020】データレート調整回路21にはフレームア
クティビティ算出回路19とフレーム遅延回路20との
出力が供給され、これらを基に可変長符号化回路15で
使用するビット配分データが求められる。またデータレ
ート調整回路21の出力は量子化テーブル22の基本デ
ータに乗算され、量子化回路13に供給される。
【0021】一方、フレーム遅延回路12に供給された
DCT回路11の出力信号は、制御信号に基づく時間だ
け遅延され、量子化回路13で量子化される。この量子
化されたデータのうち、“0”の連続数と、その直後の
値とが二次元符号化回路14で求められ、可変長符号化
回路15でビット配分データの範囲内で可変長符号化が
行われる。可変長符号化回路15からは可変長符号化さ
れた信号と、この信号のデータ長とが出力され、ビット
幅固定回路16で一定のビット幅に変換される。更にバ
ッファメモリ17で一定のレートの信号に変換され、出
力される。
【0022】前述した可変長符号化回路15より出力さ
れるデータ長を示す信号はタイミング信号作成回路23
にも入力されている。ここではフレーム遅延回路12,
20における遅延時間を調整する制御信号が生成されて
いる。
【0023】次に図1の回路の動作を説明する。NTS
C入力信号のディジタル処理はサンプリング周波数4f
sc(fsc:色信号のキャリア周波数で約3.58MH
z)で行われる。この場合、水平・垂直の同期信号を除
いた有効画面の情報は最大で水平768画素、垂直48
8ラインとなる。よって実際の処理時間Tは(1)式の
ようになる。
【0024】 T=768×488/(4×3.58×10^6) ≒26.2〔ms/フレーム〕 (1) これより同期信号処理にかかる時間は、33.3−2
6.2=7.1〔ms/フレーム〕となり、これが有効
画面情報処理の余り時間となる。
【0025】前述した構成で最長32ビットのディジタ
ル処理を行う場合、バイト単位の処理が最も厳しいのは
25ビット長のデータが集中した場合である。このよう
な場合におけるディジタル処理を説明する。圧縮率を1
/4と概算し、サンプリングビット幅を8ビットとした
場合、圧縮後のデータ量Dは(2)式のようになる。
【0026】 D=768×488×8/4=749568〔ビット〕 (2) これが全て25ビットの場合、連続パターン数は749
568/25≒29983となる。ここで本実施例では
バイト単位(1バイト=8ビット)の信号処理のため、
25〜32ビットの処理には4クロック必要である。こ
のうち1クロックは画像処理期間中に処理可能である
が、残り3クロックは同期信号時間中に処理する必要が
ある。この場合の処理時間T′は(3)式のようにな
る。
【0027】 T′=29983×3×70〔ns〕≒6.3〔ms〕 (3) ここで70〔ns〕は4fscの1周期である。このこと
より処理時間T′は余り時間7.1〔ms〕以内での処
理が可能である。
【0028】以上、記述したようにDCT処理された信
号を遅延させる遅延回路において、その遅延時間を可変
長符号化されたデータのデータ長により変化させてい
る。ここでデータ長が25〜32ビットの場合でもデー
タ処理時間は同期期間内に収まるため、8ビットの汎用
メモリを使用することが可能である。しかも有効画面の
データ処理に同期期間中のデータは必要ないことから、
同期期間内のデータが遅延回路より読み出されなくても
有効画面のデータ処理は可能である。このためデータ処
理に必要な時間だけ遅延回路にデータの読み込みを中止
し、データ処理後にデータの読み込みを再開する。
【0029】これによりバイト化を行うビット幅固定回
路16は簡単な構造のセレクタで良い。またバッファメ
モリ17はバイト化されたものを書き込むため、汎用メ
モリで構わない。よって価格の低減が可能となる。
【0030】尚、色信号についても輝度信号と同様の処
理が行われることは言うまでもないことである。
【0031】
【発明の効果】前述したようにバイト化を行うビット幅
固定回路16は簡単な構造のセレクタで良い。またバッ
ファメモリ17はバイト化されたものを書き込むため、
汎用メモリで構わない。よってハードウェアの簡略化と
価格の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図
【図2】画像圧縮方法を使用する装置全体の構成を示す
ブロック図
【図3】図2の破線内の詳細構成を示すブロック図
【図4】従来の構成を示すブロック図
【符号の説明】
10…フレーム作成回路 11…DCT回路 12,20…フレーム遅延回路 13…量子化回路 14…二次元符号化回路 15…可変長符号化回路 16…ビット幅固定回路 17…バッファメモリ 18…ブロックアクティビティ算出回路 19…フレームアクティビティ算出回路 21…データレート調整回路 22…量子化テーブル 23…タイミング信号作成回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 入力された映像信号をフレーム化し、ブ
    ロック毎に切り出して出力するフレーム作成手段と、 このフレーム作成手段の出力信号を周波数領域に変換す
    る離散コサイン変換手段と、 この離散コサイン変換手段の出力を基に画面上の1ブロ
    ックの絵柄の細かさを算出する第1の算出手段と、 この第1の算出手段の出力より画面全体の絵柄の細かさ
    を算出する第2の算出手段と、 前記第1の算出手段の出力を遅延させる手段で、制御信
    号により遅延時間が可変な第1の遅延手段と、 この第1の遅延手段の出力と前記第2の算出手段の出力
    とを入力とし、量子化におけるしきい値と、可変長符号
    化における符号長とを求める調整手段と、 この調整手段で求められた量子化におけるしきい値に応
    じて量子化データを変化させる量子化テーブル手段と、 前記離散コサイン変換手段の出力を遅延させる手段で、
    制御信号により遅延時間が可変な第2の遅延手段と、 この第2の遅延手段の出力を、前記量子化テーブル手段
    の出力を基に量子化する量子化手段と、 量子化された信号を、前記調整手段の出力を基に可変長
    符号化する可変長符号化手段と、 可変長符号化された信号を一定のビット長に変換する変
    換手段と、 前記可変長符号化手段より出力される符号化長データを
    基に前記第1、第2の遅延手段の遅延時間を制御する制
    御信号を出力する制御手段とを具備したことを特徴とす
    る画像圧縮装置。
JP3171139A 1991-07-11 1991-07-11 画像圧縮装置 Pending JPH0522714A (ja)

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