JPH0591338A

JPH0591338A - 映像情報量圧縮及び／又は情報量伸長装置

Info

Publication number: JPH0591338A
Application number: JP3278298A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Teranishi; 康彦寺西
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1993-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】量子化雑音に基づくノイズを抑圧することを
目的とする。【構成】映像信号を分割して得た８×８のＤＣＴブロ
ック１ａを符号化して得た第１の符号化信号１０ａを出
力する第１の符号化手段ＡＡ１と、４×４のサブブロッ
クを符号化して得た第２の符号化信号１３ａを出力する
第２の符号化手段ＡＡ１とを有する主符号化手段ＡＡ
と、ＤＣＴブロック１ａの高域空間周波数成分を検出し
これに基づいて制御信号２０ａを出力する制御手段ＢＢ
と、上記制御信号２０ａに基づいて上記第１の符号化信
号と上記第２の符号化信号とを選択多重する映像情報量
圧縮又は情報量圧縮伸長装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像情報量圧縮及び／
又は情報量伸長装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の静止画圧縮装置のブロッ
ク図、図１２はジグザグ走査器の動作を説明するための
図である。

【０００３】図１１を用いて、カラー静止画符号化の国
際標準化を推進する機関であるＪＰＥＧ（Joint Photog
raphic Expert Group ）より提案された従来の静止画圧
縮装置（テレビジョン学会誌 P158 Vol44 No2 1990参
照）を説明するに、まず、１画面から縦８個，横８個の
デジタル画素データを抽出して得たＤＣＴブロックをＤ
ＣＴ変換器１（８×８ＤＣＴ）に供給し、ここで２次元
ＤＣＴ変換を施して得た８×８の変換係数を線形量子化
器２に供給する。尚、ここでＤＣＴとは直行変換符号化
の１種であるDiscrete Cosine Transform の略語であ
る。

【０００４】そして、量子化マトリックス発生器３（量
子化マトリックス）より供給される基準量子化マトリッ
クスに乗算器４にてスケーリングファクタＳが乗算され
て得た量子化マトリックスを用いて線形量子化を施して
得た直流変換係数２ａと交流変換係数２ｂとが、１次元
予測器５とジグザグ走査器７とに夫々供給される。

【０００５】上記１次元予測器５では、連続する直流変
換係数２ａの差分値を得て１次元予測を行うことにより
直流変換係数２ａの情報量を圧縮して第１のハフマン符
号器６に供給する。そして、第１のハフマン符号器６は
事象の発生確率の高い順に少ないビットを割り当てるハ
フマン符号を生成して多重化器９の一方の入力に供給す
る。尚、ハフマン符号は事象の発生確率に基づいて成さ
れるためエントロピー符号の１種であると言える。ま
た、事象の発生確率については予め測定した結果を用い
れば良く、符号化の際求める必要はない。

【０００６】一方、上記ジグザグ走査器７は、図１２に
示すように低周波成分から高周波成分に向けて交流変換
係数２ｂを走査して、これを第２のハフマン符号器８に
供給する。そして、第２のハフマン符号器８は値が
“０”の変換係数のランレングスと“０”でない変換係
数の値とに基づいて同様にハフマン符号を生成して、多
重化器９の他方の入力に供給する。

【０００７】そして、多重化器９は夫々の入力を多重化
して得た多重化出力信号９ａを図示せぬ伝送路に出力す
る。

【０００８】尚、上記した従来の技術はハフマン符号を
用いるため、一定の入力情報量に対して多重化出力信号
９ａの有する情報量が変動する。このため、スケーリン
グファクタＳを用いて、例えば、１フィールド当たりの
多重化出力信号９ａの有する情報量を、一定に保持する
よう制御している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術においては、線形量子化器２で後述する量
子化雑音が発生するため、画質劣化が顕著なＤＣＴブロ
ックが存在し問題であった。以下、問題点の理解を容易
にするため、１次元のＤＣＴを例に挙げ説明する。

【００１０】図１３は量子化雑音によるＤＣＴを用いた
圧縮伸長に伴う画質劣化を説明するための図、図１４は
量子化マトリックスを説明するための図である。以下図
面を参照しつつ、本発明が解決しようとする課題を具体
的に説明する。

【００１１】ここで、周期的な変化を有する図１３
（Ａ）に示す１次元のデジタル波形データ列と、振幅１
１と振幅０との平坦部とによりなる同図（Ｃ）に示す１
次元のデジタル波形データ列を考える。尚、尚、逆ＤＣ
Ｔ変換は以下に示す式１で定義される。また、図１３
（Ａ）〜（Ｄ）中の縦軸は映像信号のレベルを表してい
る。

【００１２】

【数１】そして、上記したデータ列に、以下に示す式２で定義さ
れる１次元ＤＣＴ変換を施し、変換係数Ｄ（７）を粗い
量子化ステップで量子化した後、逆量子化すると共に逆
ＤＣＴ変換して得た波形データ列を同図（Ｂ）と同図
（Ｄ）とに夫々示す。

【００１３】

【数２】さてここで、同図（Ｂ），（Ｄ）中の点線で示した部分
は粗い量子化ステップで量子化したため発生する量子化
雑音に基づくノイズであるが、視覚特性を考慮すると、
同図（Ｂ）に示す波形は大きな映像信号レベルの変化が
ある場所に小さなノイズが加算されているので差感度
（“画像のデジタル信号処理”日刊工業新聞社(1987)P2
3 参照）が低いことからノイズが検知されにくく、一
方、同図（Ｄ）に示す波形は差感度が高いことからノイ
ズが検知されやすく平坦部に現れるノイズが問題とな
る。

【００１４】以上は１次元の場合について説明したが、
２次元の場合も同様である。図１４に示す量子化マトリ
ックスは、水平，垂直周波数が高くなる右斜め下方向に
いくにつれ値が大きくなっている。即ち、変換係数の高
次なものほど線形量子化の際の量子化ステップを粗くし
ている。これは、空間周波数が高い部分で視感度が落ち
ることと斜め方向の波形に対して視感度が落ちることと
を利用して情報量圧縮を図るためである。

【００１５】しかしながら、２次元の場合でも図１３
（Ｃ）のように平坦部と輪郭部とによりなる波形は高い
周波数成分を有しており、そのような波形に２次元ＤＣ
Ｔ変換を施して得た変換係数を上記量子化マトリックス
を用いて量子化すると、高次（右斜め下）の量子化変換
係数に量子化雑音が混入することになる。そして、これ
を逆量子化し、逆２次元ＤＣＴ変換した際、量子化雑音
に基づくノイズが発生し、特に平坦部で顕著な妨害とし
て現れる。

【００１６】そこで、本発明は上述した問題点に鑑み、
平坦部と輪郭部とを有するＤＣＴブロックについてはこ
のＤＣＴブロックを分割して夫々ＤＣＴ変換を施すこと
とした。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点
を解決するため以下の構成を提供するものである。

【００１８】映像信号を分割して得た入力画素ブロック
をＤＣＴ変換し、量子化し、符号化して得た第１の符号
化信号を出力する第１の符号化手段と、上記入力画素ブ
ロックを分割して得た複数のサブブロックを夫々ＤＣＴ
変換し、量子化し、符号化して得た第２の符号化信号を
出力する第２の符号化手段とを有する主符号化手段と、
上記入力画素ブロックの高域空間周波数成分を検出して
得た信号に基づいて、上記入力画素ブロック毎に上記第
１の符号化信号と上記第２の符号化信号とを選択するた
めの制御信号を出力する制御手段と、上記制御信号に基
づいて上記第１の符号化信号と上記第２の符号化信号と
のいずれか一方を選択して得た選択信号に上記制御信号
に基づいて判別情報を付加して得た情報量圧縮信号を出
力する多重化手段とを有することを特徴とする映像情報
量圧縮又は情報量圧縮伸長装置。

【００１９】請求項１に記載した上記情報量圧縮信号に
情報量伸長を施す映像情報量伸長又は情報量圧縮伸長装
置であって、復号された上記判別情報に基づいて、上記
第１の符号化信号と上記第２の符号化信号とを有する上
記情報量圧縮信号を復号化することを特徴とする映像情
報量伸長又は情報量圧縮伸長装置。

【００２０】

【実施例】図１は第１実施例の映像情報量圧縮装置の主
要部を説明するためのブロック図、図２は第１実施例の
映像情報量圧縮装置の主要部を説明するための数値例を
示した図、図３は第１，第２の領域判定器の一例を説明
するための回路図、図４は第１実施例の映像情報量伸長
装置の主要部を説明するためのブロック図、図５は第１
実施例を従来の技術と比較するための数値例を示した
図、図６はハフマン符号化の例を示したテーブル、図７
は第２実施例の映像情報量圧縮装置の主要部を説明する
ためのブロック図、図８は１次元ＤＣＴ変換の高速アル
ゴリズムを説明するためのシグナルフローグラフ、図９
は第１，第２の１次元ＤＣＴ変換器を説明するためのブ
ロック図、図１０は第２実施例の映像情報量伸長装置の
主要部を説明するためのブロック図である。以下、図面
を参照しつつ第１実施例より説明することとする。

【００２１】（第１実施例）第１実施例の概要は、映像
情報量圧縮装置において、情報量伸長した際に発生する
量子化雑音に基ずくノイズが目立つ場合と目立たない場
合とを判別し、目立つ場合は目立たない場合と比較して
ＤＣＴブロックの大きさを小さくして情報量圧縮を行い
情報量圧縮信号を得るものである。そして、情報量伸長
を施す際に、ＤＣＴブロックの大きさを判別する判別情
報を用いて情報量圧縮信号を復号化するものである。

【００２２】（・映像情報量圧縮装置）図１において、
映像情報量圧縮装置の主要部は、入力映像信号に情報量
圧縮を施す第１，第２の符号化手段ＡＡ１，ＡＡ２から
なる主符号化手段ＡＡと、上記第１，第２の符号化手段
ＡＡ１，ＡＡ２から出力される信号を夫々選択するため
の制御信号を出力する制御手段ＢＢと、上記第１，第２
の符号化手段ＡＡ１，ＡＡ２から出力される信号を夫々
選択してこれらを判別するためのＩＤ情報を付加する多
重化手段ＣＣとによりなる。以下、主符号化手段ＡＡよ
り順に説明する。

【００２３】入力映像信号より縦８個，横８個の画素デ
ータを抽出して得たＤＣＴブロック１ａが第１，第２の
符号化手段ＡＡ１，ＡＡ２中の第１，第２の２次元ＤＣ
Ｔ変換器１，１１に夫々供給される。ここで、ＤＣＴブ
ロック１ａの一例として、図２（Ａ）に示すＤＣＴブロ
ックを考えることとし、以下この数値例に基づいて他の
数値例を説明する。尚、同図（Ａ）中のデジタルデータ
を表す数字は８ビットで量子化されており、−１２８〜
１２７の値を取り得るものとする。また、入力映像信号
は、Ｙ信号、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号からなるコンポー
ネント信号等の画像情報を表す信号であればいずれでも
良い。

【００２４】第１の符号化手段ＡＡ中の第１の２次元Ｄ
ＣＴ変換器１は縦８個，横８個の画素データを２次元Ｄ
ＣＴ変換して変換係数ブロック１ｂを得てこれを第１の
量子化器２に供給する。

【００２５】ここで、数式を用いて２次元ＤＣＴ変換を
説明するに、Ｎ×Ｎ個のデータf(j,k)に対する２次元Ｄ
ＣＴ変換を次に示す式３に、また、この逆変換を式４に
示す。

【００２６】

【数３】

【００２７】

【数４】そして、F(u,v)を変換係数といい、特に u=v=0の場合を
直流変換係数、その他の場合を交流変換係数と呼ぶこと
とする。尚、上記した第１の２次元ＤＣＴ変換器１で行
う演算はＮ＝８とした場合である。

【００２８】そして、量子化器２は、変換係数ブロック
１ｂに図１４に示した量子化マトリックスの各値を量子
化ステップとして量子化して得た量子化ブロック２ｃ
を、第１の符号器１０に供給する。

【００２９】そして、第１の符号器１０にて量子化ブロ
ック２ｃに符号化を施して得た第１の符号化信号１０ａ
を、多重化手段ＣＣ中の選択器２１の一方の入力に供給
する。

【００３０】尚、第１の符号化器１０は、周知の符号化
を施すものであれば良く、例えば、従来の技術で述べた
ように１次元予測器５と第１，第２のハフマン符号化器
６，８とジグザグ走査器７と多重化器９とによりなる。

【００３１】一方、第２の符号化手段ＡＡ中の第２の２
次元ＤＣＴ変換器１１は、まずＤＣＴブロック１ａを縦
４個，横４個の画素データからなる第１〜第４のサブブ
ロックＳａ〜Ｓｄに４分割する。これを図２（Ａ）中に
図示する。そして、第１〜第４のサブブロックＳａ〜Ｓ
ｄを夫々２次元ＤＣＴ変換して第２の変換係数ブロック
１１ａを得てこれらを第２の量子化器１２に供給する。
尚、この２次元ＤＣＴ変換は、上記した式３においてＮ
＝４としたものである。

【００３２】そして、第２の量子化器１２は、第２の変
換係数ブロック１１ａを縦４個，横４個の係数で構成さ
れる量子化マトリックスにスケーリングファクタＳ＝0.
5 を乗じた値を量子化ステップとして除算を施すことに
より量子化する。そしてこのようにして得た第２の量子
化ブロック１２ａを、第２の符号器１３に供給する。こ
の量子化マトリックスを図２（Ｂ）に、第２のサブブロ
ックＳｂを２次元ＤＣＴ変換して量子化した結果を同図
（Ｃ）に、第４のサブブロックＳｄを２次元ＤＣＴ変換
して量子化した結果を同図（Ｄ）に図示する。尚、第
１，第３のサブブロックＳａ，Ｓｃを２次元ＤＣＴ変換
した各値は“０”となることは式３より明らかであり、
これらを量子化した各値も“０”となることは明らかで
ある。

【００３３】この第２の符号器１３は上記した第１の符
号器１０と同様にエントロピー符号化を施すものであ
る。この際、４個のサブブロックの直流変換係数を平均
して、ＤＣＴブロックとしての直流変換係数を求める。
第２，第４のサブブロックＳｂ，Ｓｄに対応する直流変
換係数は同図（Ｃ），（Ｄ）中の左上隅の値となり、第
１，第３のサブブロックＳａ，Ｓｃに対応する直流変換
係数は“０”となる。従って、ＤＣＴブロック全体とし
ての直流変換係数は次に示す式５で求まる。

【００３４】

【数５】そして、このようにして得たＤＣＴブロック全体の直流
変換係数は隣接するＤＣＴブロック全体の直流変換係数
により一次元予測され、その結果である予測誤差がハフ
マン符号化される。

【００３５】次に第２〜第４のサブブロックＳｂ〜Ｓｄ
の直流変換係数については、夫々の演算結果をこれらの
演算結果と上記ＤＣＴブロック全体の直流変換係数との
差分値に置き換える。以上の処理を施して得た第１〜第
４のサブブロックＳａ〜Ｓｄに対応する処理結果を同図
（Ｅ）〜（Ｈ）に図示する。

【００３６】そして、同図（Ｅ）の左上隅のデータ“７
５”を除いて、同図（Ｅ）→（Ｆ）→（Ｇ）→（Ｈ）の
順に、マトリックス内でジグザグ走査を夫々行なう。そ
して、“０”でない変換係数についてはグループ分けを
行ない、“０”の変換係数についてランレングス符号化
を行なった後、ハフマン符号化を施す。

【００３７】このようにして得た第２の符号化信号１３
ａを多重化手段ＣＣ中の選択器２１の一方の入力に供給
する。

【００３８】次に制御手段ＢＢについて説明するに、２
次元ＨＰＦ１４にＤＣＴブロック１ａが供給され、空間
的なＨＰＦを施して得た２次元ＨＰＦ出力ブロック１４
ａを第１の絶対値化器１５に供給する。

【００３９】ここで、２次元ＨＰＦ１４の係数の一例を
図２（Ｉ）に示す。同図（Ｉ）中太枠で囲まれた係数
“８”は対象とする画素の係数を表しており、他の係数
“−１”は対象とする画素の周辺の画素の係数を表して
いる。そして、対象とする画素のデジタルデータを８倍
すると共にその周辺の画素のデジタルデータを−１倍し
て得られた９個のデータを加算して２次元ＨＰＦ出力ブ
ロック１４ａを構成する夫々のデータとしている。尚、
対象とする画素がＤＣＴブロックの端にあるため周辺に
８個の画素がない場合には、対象とする画素の係数を有
効な画素の個数と等しくする。このようにして得られた
２次元ＨＰＦ出力ブロック１４ａを同図（Ｊ）に示す。

【００４０】第１の絶対値化器１５では２次元ＨＰＦ出
力ブロック１４ａを構成する夫々のデータについて絶対
値をとり、これを第１，第２の閾値を夫々有する第１，
第２の比較器１６，１８に夫々供給する。

【００４１】第１の比較器１６は、絶対値化された２次
元ＨＰＦ出力ブロック１１ａの夫々のデータについて第
２の閾値より大なる値に設定された第１の閾値と比較し
て、第１の閾値より大なる場合は“１”を他の場合は
“０”を夫々のデータについて論理値として得てこれを
第１の比較器出力信号１６ａとして第１の領域判定器１
７に供給する。尚、第１の閾値は比較的振幅の大きな高
域空間周波数成分がある場合これを検出できるよう決め
る値であり、第２の閾値は比較的振幅の小さな高域空間
周波数成分がある場合これを検出できるよう決める値で
ある。

【００４２】ここで図３（Ａ）に図示する第１の領域判
定器１７は、ＤＣＴブロック中に第１の比較器出力信号
１６ａの画素データ毎の論理値が“１”である場合が１
つでもあればこれを検出するものである。

【００４３】同図（Ａ）中のセット・リセットＦＦ２３
のセット入力Ｓに第１の比較器出力信号１６ａが供給さ
れるので、第１の比較器出力信号１６ａがハイレベルに
なった後セット・リセットＦＦ２３の出力信号がハイレ
ベルになる。また、リセット入力にはＤＣＴブロックの
切替え毎に一定期間ハイレベルとなるＤＣＴブロック切
替え信号２３ｂが供給されるので、ＤＣＴブロック切替
え信号２３ｂがハイレベルになった後セット・リセット
ＦＦ２３の出力信号がローレベルとなる。そして、この
出力信号がＤタイプＦＦ２４に供給され、これをＤＣＴ
ブロック切替え信号２３ｂでラッチして第１の領域判定
器出力信号１７ａを得る。

【００４４】このようにして、ＤＣＴブロック中に比較
的振幅の大きな高域空間周波数成分がある場合これを検
出できる。

【００４５】一方、第２の比較器１８は、絶対値化され
た２次元ＨＰＦ出力ブロック１４ａの夫々のデータにつ
いて、第２の閾値より大なる場合は“１”を他の場合は
“０”を夫々のデータについて論理値として得てこれを
第２の比較器出力信号１８ａとして第２の領域判定器１
９に供給する。

【００４６】ここで図３（Ｂ）に図示する第２の領域判
定器１９は、図２（Ｊ）中の第１〜第４の領域内に第２
の比較器出力信号１８ａの画素データ毎の論理値が
“１”である場合が１つでもあればこれを検出するもの
である。尚、図３（Ｂ）中の構成で同図（Ａ）中の構成
と同一のものは同一の符号を付す。

【００４７】まず第２の比較器出力信号１８ａが、第１
〜第４の領域内にある際“１”となりその他の場合は
“０”となる第１〜第４の領域信号２５ａ〜２８ａが一
方の入力に供給される第２〜第５のＡＮＤ回路２５〜２
８の他方の入力に、夫々供給される。そして、ここで論
理積を取り得たこれらの出力信号が、ＤＣＴブロック切
替え信号２３ｂがリセット入力に供給される第２〜第５
のセット・リセットＦＦ２９〜３２のセット入力に夫々
供給される。第２〜第５のセット・リセットＦＦの出力
信号が４入力のＮＡＮＤ回路３３に供給され、これらの
論理積を取り反転した後、ＤＣＴブロック切替え信号２
３ｂでラッチするＤタイプＦＦ３４を介して第２の領域
判定器出力信号１９ａを得ている。

【００４８】このようにして、４つのサブブロックに平
坦部が１つでもある場合はこれを検出することができ、
かかる場合は第２の領域判定器出力信号１９ａが“１”
となり他の場合は“０”となる。

【００４９】そして、第１のＡＮＤ回路２０にて第１，
第２の領域判定器出力信号１７ａ，１９ａの論理積を求
めこれを制御信号２０ａとして選択器２１とＩＤ付加器
２２とに供給する。

【００５０】多重化手段ＣＣについて説明するに、選択
器２１は第１，第２の符号化信号１０ａ，１３ａを制御
信号２０ａを用いて１ＤＣＴブロック毎に選択出力す
る。即ち、制御信号２０ａが“０”の場合は８×８ＤＣ
Ｔを用いて得た第１の符号化信号１０ａを、“１”の場
合は４×４ＤＣＴを用いて得た第２の符号化信号１３ａ
を選択器出力信号２１ａとしてＩＤ付加器２２に供給す
る。

【００５１】そして、ＩＤ付加器２２にて、制御信号２
０ａに基づいて第１の符号化信号１０ａと第２の符号化
信号１３ａとを区別するための判別情報を付加して得た
情報量圧縮出力信号２２ａを図示せぬ伝送路に供給す
る。（・映像情報量伸長装置）図４を用いて映像情報量伸長
装置を説明するに、情報量圧縮出力信号２２ａが第２の
選択器４０に供給され、ここで上記ＩＤ付加器２２にて
付加された判別情報信号４０ａと映像情報信号４０ｂと
に分離され、ＩＤデコード器４１と第３の選択器４２と
に夫々供給される。

【００５２】そして、ＩＤデコード器４１は判別情報信
号４０ａをデコードして得たＩＤデコード器出力信号４
１ａを後述する第４，第５の選択器４５，５５に夫々供
給する。

【００５３】一方、第３の選択器４２は上述したＤＣＴ
ブロック全体の直流変換係数に対応する直流変換係数信
号４２ｂと交流変換係数信号４２ａとを第１，第２のハ
フマン復号器４４，４３に夫々供給する。

【００５４】そして、第１のハフマン復号器４４は直流
変換係数信号４２ｂを復号して得た復号直流変換係数信
号４４ａを後述する第１，第２の多重化器４９，４８の
一方の入力に夫々供給する。

【００５５】また、第２のハフマン復号器４３は交流変
換係数信号４２ａを復号して得た復号交流変換係数信号
４３ａを第４の選択器４５に供給する。この第４の選択
器４５は情報量圧縮装置中の第１の選択器２１に対応す
るものであり、４×４ＤＣＴか８×８ＤＣＴかを判別す
るための判別情報信号４０ａに応じて、復号交流変換係
数信号４３ａを第１，第２の逆ジグザグ走査器４７，４
６に供給するものである。

【００５６】この第１の逆ジグザグ走査器４７は、上記
した第１の符号化器１０で行われた１ＤＣＴブロック毎
のジグザグ走査を元に戻すためのものであり、データを
並べ換えるためのメモリ等で構成されている。そして、
このようにして元に戻された第１の逆ジグザグ走査器出
力信号４７ａが第１の多重化器４９の他方の入力に供給
される。

【００５７】また第２の逆ジグザグ走査器４６は、上記
した第２の符号化器１３で行われたサブブロック毎のジ
グザグ走査を元に戻すためのものであり、データを並べ
換えるためのメモリ等で構成されている。そして、この
ようにして元に戻された第２の逆ジグザグ走査器出力信
号４６ａが第２の多重化器４８の他方の入力に供給され
る。

【００５８】そして、第１の多重化器４９は、復号直流
変換係数信号４４ａと第１の逆ジグザグ走査器出力信号
４７ａとを多重化して得た８×８のデータで構成される
第１の多重化器出力信号４９ａを第１の逆量子化器５０
に供給し、ここで逆量子化を施して得た第１の逆量子化
器出力信号５０ａが８×８逆ＤＣＴ変換器５１に供給さ
れる。そして、逆ＤＣＴ変換されて得た第１の復号ＤＣ
Ｔブロック信号５１ａが第５の選択器５５に供給され
る。

【００５９】一方、第２の多重化器４８は、復号直流変
換係数信号４４ａと第２の逆ジグザグ走査器出力信号４
６ａとを多重化して得た４×４×４のデータで構成され
る第２の多重化器出力信号４９ａを第２の逆量子化器５
２に供給し、ここで逆量子化を施して得た第２の逆量子
化器出力信号５２ａが４×４逆ＤＣＴ変換器５３に供給
される。そして、逆ＤＣＴ変換されて得た４×４逆ＤＣ
Ｔ変換器出力信号５３ａがブロック変換器５４に供給さ
れ、ここで、４×４のデータで構成されるサブブロック
が８×８のデータで構成されるＤＣＴブロックに変換さ
れる。尚、各サブブロックの直流変換係数について圧縮
時と逆の操作を施すことは勿論である。このようにして
得た第２の復号ＤＣＴブロック信号５４ａが第５の選択
器５５に供給される。

【００６０】そして、第５の選択器５５は、ＩＤデコー
ド器出力信号４１ａに基づいて第１，第２の復号ＤＣＴ
ブロック信号を選択して得た情報量伸長信号５５ａを図
示せぬ映像機器に出力する。

【００６１】このようにして、映像情報量伸長装置は映
像情報量圧縮装置より出力される情報量圧縮信号２２ａ
に情報量伸長を施し情報量伸長信号５５ａを得ることが
できる。

【００６２】さてここで、本実施例の有用性を説明する
ため図５を用いてサブブロックに分割する場合と分割し
ない場合とを比較することとする。

【００６３】図５（Ａ）は、本実施例で得られる図２
（Ａ）のＤＣＴブロックにかかる情報量伸長信号５５ａ
である。一方、図５（Ｂ）は図２（Ａ）のＤＣＴブロッ
クを８×８ＤＣＴ変換し、量子化マトリックスにスケー
リングファクタＳ＝0.5 を乗じた値を量子化ステップと
して量子化した結果である。また、これを８×８逆ＤＣ
Ｔ変換し、逆量子化したものを図５（Ｃ）に示す。尚、
８×８ＤＣＴ変換及び８×８逆ＤＣＴ変換は上記した式
３，４において、Ｎ＝８としている。

【００６４】同図（Ａ）と同図（Ｃ）とを比較すると量
子化雑音に起因するノイズは同図（Ａ）の方が少ないこ
とが分かる。

【００６５】また、図２（Ｅ）〜（Ｈ）に図示したサブ
ブロック毎の変換係数マトリックスを上述した方法でエ
ントロピー符号化したものの圧縮後のビット数と、図５
（Ｂ）の変換係数マトリックスをエントロピー符号化し
たものの圧縮後のビット数とを比較すると前者は２４８
ビットとなり、後者は２８１ビットとなる。但し、２次
元ハフマン符号化テーブルは図６に図示するものを使用
することとし、ＥＯＢ（end of block) はＲｕｎ／Ｓｉ
ｚｅが０／０に、１６個のランレングスはＦ／０に対応
するものとする。

【００６６】従って、情報量もサブブロックに分割し
て、４×４ＤＣＴ変換を施した方が小さくなった。即
ち、圧縮後の情報量をそれ程増加させることなく伸長時
の画素データのノイズを抑圧することができる。（第２実施例）第１実施例においては映像情報量圧縮装
置中に第１，第２の符号化手段ＡＡ１，ＡＡ２を別個に
設けて行っていた。しかし、両者には共通する機能が多
いため、回路動作の一部を適応的に切り換えることによ
り回路規模の削減を図ることも可能である。そこで、第
２実施例においては、回路の共通化を図り回路規模を削
減することとした。（・映像情報量圧縮装置）図７を用いて第２実施例にか
かる映像情報量圧縮装置を説明するに、図１と相違する
のは主符号化手段ＡＡと多重化手段ＣＣとであり、制御
手段ＢＢは同一の構成であるため同一の符号を付しその
説明を省略する。

【００６７】主符号化手段ＡＡ中の遅延回路５６にＤＣ
Ｔブロック１ａが供給され、ここでＤＣＴブロック１ａ
が遅延されて、４×４ＤＣＴと８×８ＤＣＴとを切換え
制御するための制御信号２０ａとタイミングが調整され
る。そして、遅延されたＤＣＴブロック１ａが第１，第
２の１次元ＤＣＴ変換器５７，５８により２次元ＤＣＴ
変換が施される。

【００６８】第１，第２の１次元ＤＣＴ変換器５７，５
８の縦続接続により２次元ＤＣＴ変換を行うことができ
る理由について説明するに、上述した式３，式４で表さ
れるＤＣＴ変換において、ｊに関する積和演算とｋに関
する積和演算とは独立に行うことができ、また、ｕ，ｖ
についても同様である。従って、ｋに関する積和演算を
行った結果をｊに関して積和演算しても良い。即ち、２
次元ＤＣＴ変換は１次元ＤＣＴ変換の縦続接続により実
現できる。この１次元ＤＣＴ変換は式３の表記に従うと
次に示す式６となる。

【００６９】

【数６】そして、式６においてＮ＝８の場合とＮ＝４の場合とを
行うアルゴリズムのシグナルフローグラフの例を図８
（Ａ），（Ｂ）に示す。同図において左側からの合流点
（例えばＸＸ）は加算あるいは減算（“−”記号がある
もの）を表している。また、丸記号は乗数を表してお
り、丸記号の中の“Ｃ”はＣＯＳを、これに続く上段の
数字は係数πが省略された分子を、下段の数字は分母を
夫々表している。例えば、ＹＹは“ＣＯＳ（４π／１
６）”を入力に乗算して出力する演算を表している。

【００７０】ここで、同図（Ａ）と同図（Ｂ）とを比較
すると、同図（Ｂ）のアルゴリズム（Ｎ＝４の場合）は
同図（Ａ）のアルゴリズム（Ｎ＝８の場合）の一部であ
るため、構成を共用することができる。尚、図７に示し
たアルゴリズムは高速アルゴリズムの一例であり、他の
周知のアルゴリズムにおいても共通する部分が多く、構
成を共用することができる。

【００７１】このようにして、第１の１次元ＤＣＴ変換
器５７ではｋに関する積和演算を行ない、その結果に基
づいて第２の１次元ＤＣＴ変換器５８でｊに関して積和
演算を行うことにより１次元ＤＣＴを２次元ＤＣＴに拡
張している。

【００７２】これらの第１，第２の１次元ＤＣＴ変換器
５７，５８は、両者とも、例えば、図９に図示するブロ
ック図により実現できる。そして、各構成は制御信号２
０ａにより４×４ＤＣＴと８×８ＤＣＴとを共用しつつ
切換え動作するので、いずれか一方の構成よりも主にデ
ータ並べ換え回路中の制御部が増加するに止まり、両者
を独立して構成するよりも簡易な構成で実現できる。

【００７３】そして、第２の１次元ＤＣＴ変換器５８の
出力信号が量子化器５９に供給される。この量子化器５
９についても、４×４ＤＣＴ変換にかかる量子化マトリ
ックス（図２（Ｂ））は８×８ＤＣＴ変換にかかる量子
化マトリックス（図１４）の一部であるため、兼用によ
り構成を簡易にできる。

【００７４】また、直流変換係数５９ａについては第１
実施例で詳述したように、サブブロックに分割して４×
４ＤＣＴ変換した場合、第１〜第４のサブブロックＳａ
〜Ｓｄの直流変換係数の平均を求める必要がある。ま
た、第２〜第４のサブブロックＳｂ〜Ｓｄについては各
サブブロックの直流変換係数と上記した平均との差分値
を求める必要があり、直流変換係数計算器６１よりジグ
ザク走査器６０へ供給されている信号はこれを表してい
る。これらの計算はデータがバイナリデータであるため
加算器とシフトレジスタのみで構成することができ、そ
れほど構成を複雑とすることにはならない。

【００７５】また、ジグザク走査器６０については、上
述した第１実施例で述べたように４×４ＤＣＴ変換と８
×８ＤＣＴ変換とで相異なる走査を行うが、構成の主要
部であるメモリ回路を兼用することができるので、構成
を簡易にすることができる。

【００７６】また、第３，第４のハフマン符号化器６
３，６４については４×４ＤＣＴ変換と８×８ＤＣＴ変
換とで同一の符号化器を用いて良いので、構成を簡易に
できる。更に、多重化手段ＣＣについては選択器が不要
となる。

【００７７】このようにして、制御信号２０ａにより４
×４ＤＣＴ変換と８×８ＤＣＴ変換とを行うに際して共
通する構成を適応的に切換えるようにしたので、構成の
簡易な映像情報量圧縮装置を提供できる。（・映像情報量伸長装置）映像情報量伸長装置において
も映像情報量圧縮装置と同様に４×４逆ＤＣＴ変換と８
×８逆ＤＣＴ変換とを行うに際して共通する構成を適応
的に切換えることができるので、第２実施例の映像情報
量伸長装置はこれについて図１０を用いて説明する。
尚、同図において図４と同一の構成には同一の符号を付
しその説明を省略する。即ち、入力から第１，第２のハ
フマン復号器４４，４３までの構成は同一であり、それ
以降の構成が相違している。

【００７８】第１のハフマン復号器４４は復号直流変換
係数信号４４ａを１次元予測復号器７１に供給し、ここ
で１次元予測復号して得た信号が直流変換計算器７２と
第３の多重化器７３とに供給される。

【００７９】一方、第２のハフマン復号器４３は復号交
流変換係数信号４３ａをデータ並べ換えメモリ７０に供
給する。このデータ並べ換えメモリ７０は第１，第２の
逆ジグザグ走査器４７，４６に相当し、４×４逆ＤＣＴ
変換又は８×８逆ＤＣＴ変換する場合で逆ジグザグ走査
の動作をＩＤデコード器出力信号４１ａを用いて切り換
えて動作する。そして、データ並べ換えメモリ７０で逆
ジグザグ走査が施された信号が直流変換係数計算機７２
と第３の多重化器７３に供給される。

【００８０】上記直流変換係数計算機７２はサブブロッ
クにかかる直流変換係数を求めこれを第３の多重化器７
３に供給する。この第３の多重化器７３はＩＤデコード
器出力信号４１ａを用いて入力された信号を多重化して
第３の逆量子化器７４に供給する。

【００８１】そして、第３の逆量子化器７４は、ＩＤデ
コード器出力信号４１ａを用いて４×４逆ＤＣＴ変換又
は８×８逆ＤＣＴ変換する場合で逆量子化マトリックス
を切り換えて動作し、逆量子化を施して得た信号を第１
の１次元逆ＤＣＴ変換器７５に供給する。

【００８２】この第１の１次元逆ＤＣＴ変換器７５と第
２の１次元逆ＤＣＴ変換器７６とは、第１，第２の１次
元ＤＣＴ変換器５７，５８（図７に図示）に夫々対応す
るものであって、ＩＤデコード器出力信号４１ａを用い
て４×４逆ＤＣＴ変換又は８×８逆ＤＣＴ変換する場合
で切り換え動作し、１次元ＤＣＴ変換の縦続接続により
２次元ＤＣＴ変換を施して、最終出力たる情報量伸長信
号５５ａを得ている。

【００８３】このようにして、映像情報量伸長装置にお
いても４×４逆ＤＣＴ変換又は８×８逆ＤＣＴ変換する
場合で共通する構成を兼用することにより全体の構成を
簡易にできる。

【００８４】尚、上述した実施例において、映像情報量
圧縮装置と映像情報量伸長装置とは個別に説明したが、
両者を統合した情報量圧縮伸長装置であっても良いこと
は勿論である。

【００８５】尚、テレビジョンの映像信号の１フレーム
を１枚の画像として圧縮符号化する際に、映像信号のイ
ンターレース構造に基づきフィールド間の動きにより発
生する妨害を抑圧するため、フィールド間の動きを検出
し、“動きなし”と検出された場合は８×８ＤＣＴを選
択し、“動きあり”と検出された場合はフィールド毎に
４ラインを集めて４×８ＤＣＴ×２を選択するフィール
ド間の動き妨害抑圧方法が知られている。かかる場合に
おいても本実施例を適用でき、“動きなし”の場合は４
分割した４×４ＤＣＴを選択し、“動きあり”の場合は
２分割した４×４ＤＣＴを選択しても良いことは勿論で
ある。

【００８６】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、縦Ｍ
個、横Ｎ個からなる入力画素ブロックをＤＣＴ変換し、
量子化し、符号化して得た第１の符号化信号と縦Ｐ個、
横Ｑ個からなるサブブロックを夫々ＤＣＴ変換し、量子
化し、符号化して得た第２の符号化信号とを、上記入力
画素ブロックの高域空間周波数成分に基づいて選択多重
し、これに上記第１の符号化信号と上記第２の符号化信
号とを判別するための判別情報を付加して情報量圧縮信
号を得ることができるので、情報量をそれ程増加するこ
と無く、情報量伸長した際量子化雑音に基づくノイズが
抑圧される情報量圧縮信号を出力する映像情報量圧縮又
は情報量圧縮伸長装置を提供できるという効果がある。

【００８７】また、上記情報量圧縮信号に情報量伸長を
施す際、上記判別情報に基づいて、上記第１，第２の符
号化信号を有する上記情報量圧縮信号を復号化できるの
で、量子化雑音に基づくノイズを抑圧した情報量伸長信
号を出力する映像情報量圧縮又は情報量圧縮伸長装置を
提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の映像情報量圧縮装置の主要部を説
明するためのブロック図である。

【図２】第１実施例の映像情報量圧縮装置の主要部を説
明するための数値例を示した図である。

【図３】第１，第２の領域判定器の一例を説明するため
の回路図である。

【図４】第１実施例の映像情報量伸長装置の主要部を説
明するためのブロック図である。

【図５】第１実施例を従来の技術と比較するための数値
例を示した図である。

【図６】ハフマン符号化の例を示したテーブルである。

【図７】第２実施例の映像情報量圧縮装置の主要部を説
明するためのブロック図である。

【図８】１次元ＤＣＴ変換の高速アルゴリズムを説明す
るためのシグナルフローグラフである。

【図９】第１，第２の１次元ＤＣＴ変換器を説明するた
めのブロック図である。

【図１０】第２実施例の映像情報量伸長装置の主要部を
説明するためのブロック図である。

【図１１】従来の静止画圧縮装置のブロック図である。

【図１２】ジグザグ走査器の動作を説明するための図で
ある。

【図１３】量子化雑音によるＤＣＴを用いた圧縮伸長に
伴う画質劣化を説明するための図である。

【図１４】量子化マトリックスを説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１ａＤＣＴブロック（入力画素ブロック）１０ａ第１の符号化信号１３ａ第２の符号化信号２０ａ制御信号２２ａ情報量圧縮信号２７２次元ＬＰＦ４０ａ判別情報信号（判別情報）ＡＡ主符号化手段ＡＡ１第１の符号化手段ＡＡ２第２の符号化手段ＢＢ制御手段ＣＣ多重化手段Ｓａ〜Ｓｄ第１〜第４のサブブロック（サブブロッ
ク）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号を分割して得た入力画素ブロック
をＤＣＴ変換し、量子化し、符号化して得た第１の符号
化信号を出力する第１の符号化手段と、上記入力画素ブ
ロックを分割して得た複数のサブブロックを夫々ＤＣＴ
変換し、量子化し、符号化して得た第２の符号化信号を
出力する第２の符号化手段とを有する主符号化手段と、上記入力画素ブロックの高域空間周波数成分を検出して
得た信号に基づいて、上記入力画素ブロック毎に上記第
１の符号化信号と上記第２の符号化信号とを選択するた
めの制御信号を出力する制御手段と、上記制御信号に基づいて上記第１の符号化信号と上記第
２の符号化信号とのいずれか一方を選択して得た選択信
号に上記制御信号に基づいて判別情報を付加して得た情
報量圧縮信号を出力する多重化手段とを有することを特
徴とする映像情報量圧縮又は情報量圧縮伸長装置。
【請求項２】請求項１に記載した上記情報量圧縮信号に
情報量伸長を施す映像情報量伸長又は情報量圧縮伸長装
置であって、復号された上記判別情報に基づいて、上記第１の符号化
信号と上記第２の符号化信号とを有する上記情報量圧縮
信号を復号化することを特徴とする映像情報量伸長又は
情報量圧縮伸長装置。