JPH0685692A - 高能率符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特殊再生または編集を容易に実現し、イント
ラ画面の数を減らさず全体の圧縮効率を低下させること
がない高能率符号化装置を提供する。 【構成】 イントラモードでは、ディジタル映像信号を
サブバンド分割回路20で帯域分割した後、各帯域の信号
を符号化する。予測モードでは、サブバンド分割回路20
を経由せず、ＭＣ回路18にて動き補償予測を行い、減算
器３からのブロック化誤差信号を符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号及び／または
音声信号をディジタル記録して再生するビデオテープレ
コーダ（以下ＶＴＲという），ビデオディスクプレーヤ
などのディジタル信号記録再生装置における高能率符号
化を行うための高能率符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】民生用のディジタルビデオ機器では、記
録媒体のコスト低減化または装置の小型化の要求に応じ
るために、その記録情報のデータ圧縮（高能率符号化）
は必要不可欠である。ここでは、主に民生用ディジタル
ＶＴＲに使用される高能率符号化を例に説明する。

【０００３】図１は、民生用ディジタルＶＴＲの構成を
示すブロック図である。図において900 はアナログ映像
信号が入力される入力端子、901 は入力端子900 を介し
て入力されたアナログ映像信号をディジタル映像信号に
変換するＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換器901 は、変
換後のディジタル映像信号をデータ圧縮部902 へ出力す
る。データ圧縮部902 は、ディジタル映像信号の情報量
を圧縮して、圧縮後の映像データを誤り訂正符号付加部
903 へ出力する。誤り訂正符号付加部903 は、再生時に
誤り訂正を行えるための誤り訂正符号を入力された映像
データに付加して、付加後のデータを記録変調部904 へ
出力する。記録変調部904 は、入力された映像データを
記録に適した記録データに変調し、変調後の記録データ
を記録アンプ905 へ出力する。記録アンプ905 はこの記
録データを増幅し、増幅された記録データは磁気ヘッド
906 により磁気テープ907 に記録される。

【０００４】また、図１における908 〜913 は再生側の
構成部材を示し、908 は、磁気テープ907 から再生され
た再生データを増幅するヘッドアンプであり、ヘッドア
ンプ908 は、増幅した再生データを再生復調部909 へ出
力する。再生復調部909 は再生データを復調し、復調後
のデータを誤り訂正復号化部910 へ出力する。誤り訂正
復号化部910 は、再生復調されたデータを誤り訂正符号
を用いて誤り訂正し、訂正後の再生データをデータ伸長
部911 へ出力する。データ伸長部911 は、圧縮されてい
るデータを元の形に復元し、復元後の再生データをＤ／
Ａ変換器912 へ出力する。Ｄ／Ａ変換器912 はディジタ
ル映像信号をアナログ映像信号に変換し、出力端子913
を介して外部へ出力する。

【０００５】次に、動作について説明する。記録時に
は、まず、入力端子900 を介して入力されたアナログの
映像信号がＡ／Ｄ変換器901 にてディジタル信号に変換
された後、データ圧縮部902 にて圧縮処理（高能率符号
化処理）が施されてその情報量が減少される。圧縮され
た映像データは、誤り訂正符号付加部903 にて誤り訂正
符号が付加された後、記録変調部904 にて記録用の記録
データに変調される。その記録データは記録アンプ905
にて増幅された後、磁気ヘッド906 により磁気テープ90
7 に記録される。再生時には、上述した記録時の処理と
逆の処理が施される。磁気ヘッド906 により磁気テープ
907 から再生された再生データは、ヘッドアンプ908 に
て増幅された後、再生復調部909 により復調される。復
調後の再生データは、誤り訂正復号化部910 にて誤り訂
正処理が施された後、データ伸長部911 により元の形に
復元される。復元されたディジタルの映像信号はＤ／Ａ
変換器912 にてアナログの映像信号に変換された後、出
力端子913 を介して外部へ出力される。

【０００６】次に、本発明の要旨をなす高能率符号化装
置（図１におけるデータ圧縮部902に相当）の従来例に
ついて説明する。図２は、図１における従来のデータ圧
縮部902(高能率符号化部）の内部構成を示すブロック図
である。図２において、１はディジタル映像信号の入力
端子であり、入力端子１を介してディジタル映像信号が
ブロック化回路２に入力される。ブロック化回路２は、
入力されたディジタル映像信号をブロック化し、ブロッ
ク化入力信号を減算器３とスイッチ回路４の一方の入力
端子とＭＣ回路18とへ出力する。減算器３は、ブロック
化入力信号とＭＣ回路18から入力されるブロック化予測
信号との誤差を求め、その誤差をブロック化誤差信号と
して、スイッチ回路４の他方の入力端子へ出力する。ス
イッチ回路４は画面の符号化モードに応じて何れかの信
号を選択し、選択したブロック化信号をＤＣＴ回路５へ
出力する。ＤＣＴ回路５は、直交変換の一種である離散
コサイン変換（以下ＤＣＴという）をブロック化信号に
施してＤＣＴ係数を得、得たＤＣＴ係数を量子化回路６
へ出力する。量子化回路６は、このＤＣＴ係数を量子化
し、量子化したＤＣＴ係数を伝送符号化回路７と逆量子
化回路10とへ出力する。伝送符号化回路７は伝送路８に
適した符号化を行って、伝送路８へ出力する。

【０００７】逆量子化回路10は、量子化されたＤＣＴ係
数を逆量子化し、逆量子化したＤＣＴ係数を逆ＤＣＴ回
路11へ出力する。逆ＤＣＴ回路11は、逆量子化されたＤ
ＣＴ係数に逆ＤＣＴを施してブロック化信号を得、得た
ブロック化信号を加算器12とスイッチ回路13の一方の入
力端子とへ出力する。加算器12は、ブロック化信号とＭ
Ｃ回路18から入力されるブロック化予測信号とを加算
し、その加算信号をブロック化復号信号として、スイッ
チ回路13の他方の入力端子へ出力する。スイッチ回路13
は画面の符号化モードに応じて何れかの信号を選択し、
選択したブロック化復元信号を画像メモリ14へ出力す
る。画像メモリ14は、動き補償予測を行うためにこのブ
ロック化復元信号を記憶し、記憶した画像を必要に応じ
てＭＣ回路18へ読み出す。ＭＣ回路18は、画像メモリ14
に蓄えられた画像から動き補償用のブロック化された探
索データを切り出し、現在符号化しようとしているブロ
ック化入力信号との間で動きベクトルを求め、動き補償
されたブロック化予測信号を減算器３と加算器12とへ出
力すると共に、求めた動きベクトルを伝送符号化回路７
へ出力する。。なお、これらの逆量子化回路10, 逆ＤＣ
Ｔ回路11, 加算器12, スイッチ回路13及び画像メモリ14
にて、ローカル復号化部17が構成されている。

【０００８】図３は、図１における従来のデータ伸長部
911(高能率復号化部）の内部構成を示すブロック図であ
る。図３において、図２と同番号を付した部分は同様な
部分にて構成されている。図３中の９は、伝送路８を介
して伝送されてきた誤り訂正復号化後の信号を量子化さ
れたＤＣＴ係数と予測モードにおける動きベクトルとに
復号化し、量子化されたＤＣＴ係数を逆量子化回路10へ
出力し、動きベクトルを動き補償予測器15へ出力する伝
送復号化回路であり、15は、画像メモリ14に蓄えられた
画像と伝送された動きベクトルとから動き補償されたブ
ロック化予測信号を加算器12へ出力する動き補償予測器
であり、16は、画像メモリ14から読み出されるディジタ
ルの映像信号を出力する出力端子である。

【０００９】次に、動作について説明する。入力端子１
を介して入力されたディジタルの映像信号は、動き補償
予測を行わないイントラフィールドモード，動き補償予
測を行う予測フィールドモードに係わらずに、ブロック
化回路２によってｍ〔画素〕×ｎ〔ライン〕（ｍ，ｎは
自然数）を１つの単位とするブロック化入力信号に切り
出される。このブロック化入力信号は、ブロック化信号
を選択するスイッチ回路４とブロック化誤差信号を得る
減算器３とへ入力される。減算器３ではブロック化入力
信号とブロック化予測信号との画素単位の差分が計算さ
れてスイッチ回路４へ出力する。このようにスイッチ回
路４にはブロック化入力信号とブロック化誤差信号とが
入力されており、画面の符号化モードによって信号が選
択される。

【００１０】スイッチ回路４で選択されたブロック化信
号はＤＣＴ回路５でＤＣＴ係数に変換され、さらに量子
化回路６によりそれぞれの係数の重要度に応じて所定の
ビット数に量子化される。量子化されたＤＣＴ係数は、
伝送符号化回路７で伝送路８に適した符号に変換され、
伝送路８へ出力される。

【００１１】量子化されたＤＣＴ係数は、ローカル復号
化部17で、次の動き補償予測のために画像復元が行われ
る。量子化回路６の出力である量子化されたＤＣＴ係数
は、ローカル復号化部17の逆量子化回路10で逆量子化が
行われ、さらに逆ＤＣＴ回路11でＤＣＴ係数からブロッ
ク化信号に変換される。ブロック化信号はブロック化復
元信号を選択するスイッチ回路13と、ブロック化復号信
号を得る加算器12とへ出力される。加算器12では、ブロ
ック化信号とブロック化予測信号とが画素単位で加算さ
れる。このブロック化予測信号は上記減算器３で用いた
ものと同じである。スイッチ回路13では、画像の符号化
モードに従って逆ＤＣＴ回路11または加算器12の出力が
選択され、ブロック化復元信号として画像メモリ14の所
定位置に書き込まれる。

【００１２】ＭＣ回路18では、動きベクルの抽出とブロ
ック化予測信号の出力とが行われる。画像メモリ14には
ブロック化復元信号を再構成した画像が記憶されてお
り、動き検出探索範囲の画面が切り出されてＭＣ回路18
へ出力される。この動き検出探索範囲の画面サイズは、
ｉ〔画素〕×ｊ〔ライン〕（ｉ≧ｍ，ｊ≧ｎ：ｉ，ｊは
自然数）である。一方、ＭＣ回路18にはブロック化回路
２からブロック化入力信号が参照データとして入力され
ており、この２つの比較によって動きベクルが抽出され
る。そして、抽出された動きベクルは伝送符号化回路７
へ出力され、復号化時に使用する情報として符号化され
る。また、画像メモリ14から得た探索範囲のデータに基
づいて、抽出された動きベクルに対応してブロック化入
力信号と等しい大きさ（ｍ〔画素〕×ｎ〔ライン〕）に
切り出したブロック化予測信号が、ＭＣ回路18から出力
される。なお、動きベクルを抽出する方法としては、全
探索ブロックマッチング法，木探索ブロックマッチング
法などがあるが、これらは公知であるのでここではその
説明は省略する。

【００１３】復号化側（データ伸長部911)においては、
上述したローカル復号化部17と同様に動作する。まず、
伝送路８を介して伝送された再生データは、伝送復号化
回路９にて量子化された信号と予測モードにおける動き
ベクトルとに復号化され、量子化された信号は逆量子化
回路10へ出力され、動きベクトルは動き補償予測器15へ
出力される。動き補償予測器15では、この動きベクトル
と画像メモリ14からの画像データとに基づいて動き補償
されたブロック化予測信号が求められ、それが加算器12
へ出力される。なお、各部材10〜14の動作は、上述した
ローカル復号化部17内の動作と同じであるので、その説
明は省略する。そして、画像メモリ14から出力端子16を
介して復号された映像信号が出力される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、動き補
償予測による高能率符号化装置の画像の符号化には、符
号化対象の画面情報しか利用しない（動き補償予測を行
わない）イントラモードと、他の画面情報も利用する
（動き補償予測を行う）予測モードとの２つの符号化モ
ードが存在する。他の画面情報を利用しないイントラモ
ードでは、他の画面情報を利用する予測モードと比較し
て、情報の圧縮効率が悪くて半分程度であることが知ら
れている。従って、全体の圧縮効率を高めるためには、
出来る限り予測モードを多くしてイントラモードを少な
くすることが考えられる。ところが、予測モードにおい
ては、参照する画面情報が完全に再現されていることを
前提にして再生が行われるので、ＶＴＲでの高速再生な
どの特殊再生時または編集時にはイントラモード画像の
再生が中心とならざるを得ない。よって、イントラモー
ドをむやみに減少させることはできず、圧縮効率を高め
る際の障壁となっている。このような事情により、ＶＴ
Ｒの特殊再生時または編集時に重要な働きをするイント
ラモード画面の枚数を減らさず、しかも全体の情報の圧
縮効率を低下させることがない高能率符号化手法の確立
が望まれている。

【００１５】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、全体の情報の圧縮効率を低下させることなく、
ＶＴＲとして重要な機能である特殊再生または編集を容
易に実現できる高能率符号化装置を提供することを目的
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願の第１発明に係る高
能率符号化装置は、イントラ符号化モードでは、ディジ
タル化された映像信号をサブバンド分割した後に符号化
し、予測符号化モードでは、ディジタル化された映像信
号をサブバンド分割せずに符号化するようにしたことを
特徴とする。

【００１７】本願の第２発明に係る高能率符号化装置
は、イントラ画面にサブバンド分割，サブバンド合成の
処理を施した画面から予測符号化して予測画面を得るよ
うにしたことを特徴とする。

【００１８】本願の第３発明に係る高能率符号化装置
は、イントラ画面にサブバンド分割した後の低域成分か
ら予測符号化して予測画面を得るようにしたことを特徴
とする。

【００１９】

【作用】予測を利用しないイントラモード画面では、予
測を利用した予測モード画面に比べて発生する情報量は
多くなるが、特殊再生，編集などを考慮した場合には、
そのイントラモード画面の枚数を減らすことはできな
い。従って、本発明では、イントラモード画面に対して
サブバンド分割の手法を適用して、イントラ画面の情報
量を削減することを考える。動き補償予測を行わないイ
ントラモードの画像は、サブバンド分割にて帯域分割し
た後、成分に応じた量子化にて符号化され、動き補償予
測を行う予測モードの画像は、サブバンド分割が施され
ることなく符号化される。サブバンド分割では、分割し
た帯域成分の種類と人間の視覚特性に応じたビット割当
を行えるので、画像の劣化を目立たせずに情報量の削減
が可能である。一方、予測モードでサブバンド分割を行
うと、高域成分の位相が動きに応じて変化するので、低
域成分以外での単純な方法による動き補償は困難であ
る。よって、予測モード画面については、動き補償の効
果を充分に発揮させるために、サブバンド分割は行わな
い。

【００２０】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて具体的に説明する。

【００２１】図４は、本発明に係る動き補償予測の高能
率符号化装置の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。図４において、１はディジタル映像信号の入力端子
であり、入力端子１を介してディジタル映像信号が、イ
ントラモード時にはサブバンド分割回路20へ入力され、
予測モード時にはブロック化回路２に入力される。サブ
バンド分割回路20は、入力されたディジタル映像信号を
帯域分割, ブロック化し、各帯域のブロック化信号をス
イッチ回路４の一方の入力端子ヘ出力する。ブロック化
回路２は、入力されたディジタル映像信号をブロック化
し、ブロック化入力信号を減算器３とＭＣ回路18とへ出
力する。減算器３は、ブロック化入力信号とＭＣ回路18
から入力されるブロック化予測信号との誤差を求め、そ
の誤差をブロック化誤差信号として、スイッチ回路４の
他方の入力端子へ出力する。スイッチ回路４は画面の符
号化モードに応じて何れかの信号を選択し、選択したブ
ロック化信号をＤＣＴ回路５へ出力する。ＤＣＴ回路５
は、ＤＣＴをブロック化信号に施してＤＣＴ係数を得、
得たＤＣＴ係数を量子化回路６へ出力する。量子化回路
６は、このＤＣＴ係数を量子化し、量子化したＤＣＴ係
数を伝送符号化回路７と逆量子化回路10とへ出力する。
伝送符号化回路７は伝送路８に適した符号化を行って、
伝送路８へ出力する。

【００２２】逆量子化回路10は、量子化されたＤＣＴ係
数を逆量子化し、逆量子化したＤＣＴ係数を逆ＤＣＴ回
路11へ出力する。逆ＤＣＴ回路11は、逆量子化されたＤ
ＣＴ係数に逆ＤＣＴを施してブロック化信号を得、得た
ブロック化信号を加算器12とサブバンド合成回路21とへ
出力する。サブバンド合成回路21は、入力したブロック
化信号をサブバンド合成し元のディジタル映像信号をス
イッチ回路13の一方の入力端子へ出力する。加算器12
は、ブロック化信号とＭＣ回路18から入力されるブロッ
ク化予測信号とを加算し、その加算信号をブロック化復
号信号として、スイッチ回路13の他方の入力端子へ出力
する。スイッチ回路13は画面の符号化モードに応じて何
れかの信号を選択し、選択した信号を画像メモリ14へ出
力する。画像メモリ14は、動き補償予測を行うためにこ
の選択した信号を記憶し、記憶した画像を必要に応じて
ＭＣ回路18へ読み出す。ＭＣ回路18は、画像メモリ14に
蓄えられた画像から動き補償用のブロック化された探索
データを切り出し、現在符号化しようとしているブロッ
ク化入力信号との間で動きベクトルを求め、動き補償さ
れたブロック化予測信号を減算器３と加算器12とへ出力
すると共に、求めた動きベクトルを伝送符号化回路７へ
出力する。なお、これらの逆量子化回路10, 逆ＤＣＴ回
路11, 加算器12, スイッチ回路13, 画像メモリ14及びサ
ブバンド合成回路21にて、ローカル復号化部17が構成さ
れている。

【００２３】図５は、図４に示す本発明の高能率符号化
装置に対応する高能率復号化装置の構成を示すブロック
図である。図５において、図４と同番号を付した部分は
同様な部分にて構成されている。図５中の９は、伝送路
８を介して伝送されてきた誤り訂正復号化後の信号を量
子化されたＤＣＴ係数と予測モードにおける動きベクト
ルとに復号化し、量子化されたＤＣＴ係数を逆量子化回
路10へ出力し、動きベクトルを動き補償予測器15へ出力
する伝送復号化回路であり、15は、画像メモリ14に蓄え
られた画像と伝送された動きベクトルとから動き補償さ
れたブロック化予測信号を加算器12へ出力する動き補償
予測器であり、16は、画像メモリ14から読み出されるデ
ィジタルの映像信号を出力する出力端子である。

【００２４】次に、動作について説明する。入力される
ディジタル映像信号は、イントラモードと予測モードと
において異なる経路を通って信号処理される。各モード
時の処理動作について、その手順を示す図６のフローチ
ャートを参照して説明する。

【００２５】イントラモードの場合（ステップＳ１でイ
ントラモードと判別された場合）、入力端子１を介して
入力されたディジタル映像信号は、サブバンド分割回路
20にて帯域分割，ブロック化される（ステップＳ２）。
具体的には、サブバンド分割回路20において、例えば図
７に示すように入力信号の低域成分及び高域成分に分割
される。各帯域のブロック化信号は、ＤＣＴ回路５でＤ
ＣＴが施され（ステップＳ３）、量子化回路６にて分割
帯域の種類に対応した適切な量子化がＤＣＴ係数に対し
て行われる（ステップＳ４）。量子化された信号（ＤＣ
Ｔ係数）は、伝送符号化回路７へ出力されて伝送符号化
された（ステップＳ５）後に出力端子８を介して外部へ
出力されると共に、ローカル復号化部17（逆量子化回路
10）へ出力される。

【００２６】そして、量子化されたＤＣＴ係数は、逆量
子化回路10で逆量子化が行われ（ステップＳ６）、また
逆ＤＣＴ回路11で逆ＤＣＴを施されてＤＣＴ係数からブ
ロック化信号に変換され（ステップＳ７）、更に、サブ
バンド合成回路21にてサブバンド合成され（ステップＳ
８）、元のディジタル映像信号が画像メモリ14の所定位
置に記憶される（ステップＳ９）。

【００２７】予測モードの場合（ステップＳ１で予測モ
ードと判別された場合）、入力端子１を介して入力され
たディジタル映像信号は、ブロック化回路２にてブロッ
ク化される。得られたブロック化信号と画像メモリ14に
記憶されている画像とがＭＣ回路18において比較され、
動きベクトルが求められる（ステップＳ10）。求めた動
きベクトルは復号用として伝送符号化回路７へ送られて
映像データと共に符号化される。またＭＣ回路18から、
求めた動きベクトル対応した動き補償のブロック化予測
信号が出力され、減算器３においてこのブロック化予測
信号と上記ブロック化信号との予測誤差信号が算出され
る（ステップＳ11）。算出された予測誤差信号は、イン
トラモードの場合と同様に、ＤＣＴ回路５でＤＣＴが施
され（ステップＳ12）、量子化回路６にて予測誤差に適
応した量子化がＤＣＴ係数に対して行われる（ステップ
Ｓ13）。そして、イントラモード時と同様に、量子化さ
れたＤＣＴ係数は、伝送符号化回路７へ出力されて伝送
符号化された（ステップＳ14）後に出力端子８を介して
外部へ出力されると共に、ローカル復号化部17（逆量子
化回路10）へ出力される。

【００２８】そして、量子化されたＤＣＴ係数は、逆量
子化回路10で逆量子化が行われ（ステップＳ15）、また
逆ＤＣＴ回路11で逆ＤＣＴを施されてＤＣＴ係数からブ
ロック化信号に変換された（ステップＳ16）後、加算器
12にて動き補償のブロック化予測信号が加算され（ステ
ップＳ17）、元のディジタル映像信号が画像メモリ14の
所定位置に記憶される（ステップＳ９）。

【００２９】次に、図５に示す高能率復号化装置の動作
を、その手順を示す図８のフローチャートを参照して説
明する。高能率復号化装置は、上述のローカル復号化部
17と同じように動作する。

【００３０】伝送された再生データは、伝送復号化回路
９によって量子化された信号（ＤＣＴ係数）及び予測モ
ードにおける動きベクトルとに復号され、量子化された
ＤＣＴ係数は逆量子化回路10へ出力され、動きベクトル
は動き補償予測器15へ出力される。イントラモードの場
合（ステップＳ21でイントラモードと判別された場
合）、量子化されたＤＣＴ係数は、逆量子化回路10によ
る逆量子化（ステップＳ22）、逆ＤＣＴ回路11による逆
ＤＣＴ（ステップＳ23）、サブバンド合成回路21による
サブバンド合成（ステップＳ24）の後、画像メモリ14へ
記憶され（ステップＳ25）、復号されたディジタル映像
信号として出力される。一方、予測モードの場合（ステ
ップＳ21で予測モードと判別された場合）、量子化され
たＤＣＴ係数は、逆量子化回路10による逆量子化（ステ
ップＳ26）、逆ＤＣＴ回路11による逆ＤＣＴ（ステップ
Ｓ27）の後、加算器12にて動き補償のブロック化予測信
号が加算され（ステップＳ28）、画像メモリ14へ記憶さ
れ（ステップＳ25）、復号されたディジタル映像信号と
して出力される。

【００３１】下記第１表に、上述の実施例の高能率符号
化装置及び高能率復号化装置を用いて、あるサンプル画
像（サンプル１：沖縄の踊り，サンプル２：トーテムポ
ール）に符号化及び復号化を施した場合の符号量とＳ／
Ｎ比との計算機シミュレーション結果を示す。なお、第
１表には、従来の高能率符号化装置及び高能率復号化装
置を用いて、同一のサンプル画像に符号化及び復号化を
施した場合の符号量とＳ／Ｎ比との計算機シミュレーシ
ョン結果も併せて示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】第１表の結果からわかるように、本発明の
高能率符号化装置では、従来の高能率符号化装置に比べ
て、符号量が低減し、Ｓ／Ｎ比が向上している。

【００３４】図９は、本発明に係る動き補償予測の高能
率符号化装置の他の実施例の構成を示すブロック図であ
る。図９において、１はディジタル映像信号の入力端子
であり、入力端子１を介してディジタル映像信号が、イ
ントラモード時にはサブバンド分割回路20へ入力され、
予測モード時にはブロック化回路２に入力される。サブ
バンド分割回路20は、入力されたディジタル映像信号を
帯域分割, ブロック化し、各帯域のブロック化信号をス
イッチ回路４の一方の入力端子ヘ出力する。ブロック化
回路２は、入力されたディジタル映像信号をブロック化
し、ブロック化入力信号を減算器３とＭＣ回路18とへ出
力する。減算器３は、ブロック化入力信号とＭＣ回路18
から入力されるブロック化予測信号との誤差を求め、そ
の誤差をブロック化誤差信号として、スイッチ回路４の
他方の入力端子へ出力する。スイッチ回路４は画面の符
号化モードに応じて何れかの信号を選択し、選択したブ
ロック化信号をＤＣＴ回路５へ出力する。ＤＣＴ回路５
は、ＤＣＴをブロック化信号に施してＤＣＴ係数を得、
得たＤＣＴ係数を量子化回路６へ出力する。量子化回路
６は、このＤＣＴ係数を量子化し、量子化した全帯域の
ＤＣＴ係数を伝送符号化回路７へ出力すると共に、量子
化した低帯域のＤＣＴ係数を逆量子化回路10へ出力す
る。伝送符号化回路７は伝送路８に適した符号化を行っ
て、伝送路８へ出力する。

【００３５】逆量子化回路10は、量子化された低域成分
のＤＣＴ係数を逆量子化し、逆量子化したＤＣＴ係数を
逆ＤＣＴ回路11へ出力する。逆ＤＣＴ回路11は、逆量子
化されたＤＣＴ係数に逆ＤＣＴを施してブロック化信号
を得、得たブロック化信号を画像メモリ14へ出力する。
画像メモリ14は、動き補償予測を行うためにこのブロッ
ク化信号を記憶し、記憶した画像を必要に応じてＭＣ回
路18へ読み出す。ＭＣ回路18は、画像メモリ14に蓄えら
れた画像から動き補償用のブロック化された探索データ
を切り出し、現在符号化しようとしているブロック化入
力信号との間で動きベクトルを求め、動き補償されたブ
ロック化予測信号を減算器３へ出力すると共に、求めた
動きベクトルを伝送符号化回路７へ出力する。なお、こ
れらの逆量子化回路10, 逆ＤＣＴ回路11及び画像メモリ
14にて、ローカル復号化部17が構成されている。

【００３６】図10は、図９に示す高能率符号化装置に対
応する高能率復号化装置の構成を示すブロック図であ
る。図10において、図９と同番号を付した部分は同様な
部分にて構成されている。図10中の９は、伝送路８を介
して伝送されてきた誤り訂正復号化後の信号を量子化さ
れたＤＣＴ係数と予測モードにおける動きベクトルとに
復号化し、量子化されたＤＣＴ係数を逆量子化回路10へ
出力し、動きベクトルを動き補償予測器15へ出力する伝
送復号化回路であり、15は、画像メモリ14に蓄えられた
低域成分の画像と伝送された動きベクトルとから動き補
償されたブロック化予測信号を加算器12へ出力する動き
補償予測器であり、21は、画像メモリ14からの全帯域の
ブロック化信号をサブバンド合成するサブバンド合成回
路、19は、加算器12の出力を逆ブロック化する逆ブロッ
ク化回路、13は、サブバンド合成回路21, 逆ブロック化
回路19の出力を選択するスイッチ回路、16は、スイッチ
回路13にて選択されたディジタルの映像信号を出力する
出力端子である。

【００３７】次に、動作について説明する。入力される
ディジタル映像信号は、イントラモードと予測モードと
において異なる経路を通って信号処理される。各モード
時の処理動作について、その手順を示す図11のフローチ
ャートを参照して説明する。

【００３８】イントラモードの場合（ステップＳ31でイ
ントラモードと判別された場合）、入力端子１を介して
入力されたディジタル映像信号は、サブバンド分割回路
20にて帯域分割，ブロック化される（ステップＳ32）。
具体的には、サブバンド分割回路20において、例えば図
７に示すように入力信号の低域成分及び高域成分に分割
される。各帯域のブロック化信号は、ＤＣＴ回路５でＤ
ＣＴが施され（ステップＳ33）、量子化回路６にて分割
帯域の種類に対応した適切な量子化がＤＣＴ係数に対し
て行われる（ステップＳ34）。量子化された全帯域の信
号（ＤＣＴ係数）は、伝送符号化回路７へ出力されて伝
送符号化された（ステップＳ35）後に出力端子８を介し
て外部へ出力される。また、量子化された低域成分の信
号（ＤＣＴ係数）は、ローカル復号化部17（逆量子化回
路10）へ出力される。

【００３９】そして、量子化された低域成分のＤＣＴ係
数は、逆量子化回路10で逆量子化が行われ（ステップＳ
36）、また逆ＤＣＴ回路11で逆ＤＣＴを施されてＤＣＴ
係数からブロック化信号に変換された（ステップＳ37）
後に、画像メモリ14の所定位置に記憶される（ステップ
Ｓ38）。

【００４０】予測モードの場合（ステップＳ31で予測モ
ードと判別された場合）、入力端子１を介して入力され
たディジタル映像信号は、ブロック化回路２にてブロッ
ク化される。得られたブロック化信号と画像メモリ14に
記憶されている画像とがＭＣ回路18において比較され、
動きベクトルが求められる（ステップＳ39）。求めた動
きベクトルは復号用として伝送符号化回路７へ送られて
映像データと共に符号化される。またＭＣ回路18から、
求めた動きベクトル対応した動き補償のブロック化予測
信号が減算器３へ出力され、減算器３においてこのブロ
ック化予測信号とブロック化回路２の出力のブロック化
信号との予測誤差信号が算出される（ステップＳ40）。
算出された予測誤差信号は、イントラモードの場合と同
様に、ＤＣＲ回路５でＤＣＴが施され（ステップＳ4
1）、量子化回路６にて予測誤差に適応した量子化がＤ
ＣＴ係数に対して行われる（ステップＳ42）。そして、
量子化されたＤＣＴ係数は、伝送符号化回路７へ出力さ
れて伝送符号化された（ステップＳ43）後に出力端子８
を介して外部へ出力される。なお、予測モードでは、こ
の量子化されたＤＣＴ係数は、ローカル復号化部17（逆
量子化回路10）へ出力されない。

【００４１】次に、図10に示す高能率復号化装置の動作
を、その手順を示す図12のフローチャートを参照して説
明する。

【００４２】伝送された再生データは、伝送復号化回路
９によって量子化された信号（ＤＣＴ係数）及び予測モ
ードにおける動きベクトルとに復号され、量子化された
ＤＣＴ係数は逆量子化回路10へ出力され、動きベクトル
は動き補償予測器15へ出力される。イントラモードの場
合（ステップＳ51でイントラモードと判別された場
合）、量子化されたＤＣＴ係数は、逆量子化回路10によ
る逆量子化（ステップＳ52）、逆ＤＣＴ回路11による逆
ＤＣＴ（ステップＳ53）の後、画像メモリ14へ記憶され
る（ステップＳ54）。そして、画像メモリ14の出力がサ
ブバンド合成回路21にてサブバンド合成され（ステップ
Ｓ55）、復号されたディジタル映像信号がスイッチ回路
13, 出力端子16を介して出力される。一方、予測モード
の場合（ステップＳ51で予測モードと判別された場
合）、量子化されたＤＣＴ係数は、逆量子化回路10によ
る逆量子化（ステップＳ56）、逆ＤＣＴ回路11による逆
ＤＣＴ（ステップＳ57）の後、画像メモリ14に記憶され
た低域成分の画像データと動きベクトルから動き補償予
測器15にて作成される動き補償のブロック化予測信号と
が加算器12にて加算され（ステップＳ58）、更に逆ブロ
ック化回路19にてブロック信号からライン信号に変換さ
れた後、復号されたディジタル映像信号として出力され
る。

【００４３】図９に構成を示す実施例では、図４に構成
を示す前述の実施例に比べて、ローカル復号化部17にサ
ブバンド合成回路が不要であり、また、使用する画像メ
モリ14はサブバンドの低域成分の信号のみを収納するだ
けの容量でよいので、ハードウァハの簡略化を図ること
ができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明の高能率符号化装
置では、イントラモードでは、ディジタル化された映像
信号をサブバンド分割した後に符号化し、予測モードで
は、ディジタル化された映像信号をサブバンド分割せず
に符号化するようにしたので、符号化する画面情報しか
利用しないイントラモードにおいては、サブバンド分割
で帯域分割された画像情報の帯域毎の適切な量子化によ
ってブロック歪みを抑制し、また視覚上劣化が目立たな
い部分の情報の削減を可能とし、符号量の増加を抑えて
圧縮効率を低下させることがなく、また、他の画面の画
像情報を利用する予測モードにおいては、サブバンド分
割せずに動き補償を行うため、サブバンド分割したとき
に動き補償が困難である高域成分の動き補償をしなくて
も、全帯域のデータに対して動き補償を行えて、その効
果を充分に引き出すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】民生用ディジタルＶＴＲの構成を示すブロック
図である。

【図２】従来の動き補償予測の高能率符号化装置の構成
を示すブロック図である。

【図３】図２に示す高能率符号化装置に対応する高能率
復号化装置の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の動き補償予測の高能率符号化装置の一
実施例の構成を示すブロック図である。

【図５】図４に示す高能率符号化装置に対応する高能率
復号化装置の構成を示すブロック図である。

【図６】図４に示す高能率符号化装置の処理手順を示す
フローチャートである。

【図７】サブバンド分割による分割帯域の一例を示す図
である。

【図８】図５に示す高能率復号化装置の処理手順を示す
フローチャートである。

【図９】本発明の動き補償予測の高能率符号化装置の他
の実施例の構成を示すブロック図である。

【図１０】図９に示す高能率符号化装置に対応する高能
率復号化装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】図９に示す高能率符号化装置の処理手順を示
すフローチャートである。

【図１２】図10に示す高能率復号化装置の処理手順を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ ブロック化回路 ３ 減算器 ４ スイッチ回路 ５ ＤＣＴ回路 ６ 量子化回路 ７ 伝送符号化回路 ８ 伝送路 ９ 伝送復号化回路 10 逆量子化回路 11 逆ＤＣＴ回路 12 加算器 13 スイッチ回路 14 画像メモリ 15 動き補償予測器 16 出力端子 17 ローカル復号化部 18 ＭＣ回路 19 逆ブロック化回路 20 サブバンド分割回路 21 サブバンド合成回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】ＭＣ回路18では、動きベクトルの抽出とブ
ロック化予測信号の出力とが行われる。画像メモリ14に
はブロック化復元信号を再構成した画像が記憶されてお
り、動き検出探索範囲の画面が切り出されてＭＣ回路18
へ出力される。この動き検出探索範囲の画面サイズは、
ｉ〔画素〕×ｊ〔ライン〕（ｉ≧ｍ，ｊ≧ｎ：ｉ，ｊは
自然数）である。一方、ＭＣ回路18にはブロック化回路
２からブロック化入力信号が参照データとして入力され
ており、この２つの比較によって動きベクルが抽出され
る。そして、抽出された動きベクルは伝送符号化回路７
へ出力され、復号化時に使用する情報として符号化され
る。また、画像メモリ14から得た探索範囲のデータに基
づいて、抽出された動きベクルに対応してブロック化入
力信号と等しい大きさ（ｍ〔画素〕×ｎ〔ライン〕）に
切り出したブロック化予測信号が、ＭＣ回路18から出力
される。なお、動きベクルを抽出する方法としては、全
探索ブロックマッチング法，木探索ブロックマッチング
法などがあるが、これらは公知であるのでここではその
説明は省略する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】そして、量子化されたＤＣＴ係数は、逆量
子化回路10で逆量子化が行われ（ステップＳ６）、また
逆ＤＣＴ回路11で逆ＤＣＴを施されたＤＣＴ係数からブ
ロック化信号に変換され（ステップＳ７）、更に、サブ
バンド合成回路21にてサブバンド合成され（ステップＳ
８）、元のディジタル映像信号が画像メモリ14の所定位
置に記憶される（ステップＳ９）。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】予測モードの場合（ステップＳ31で予測モ
ードと判別された場合）、入力端子１を介して入力され
たディジタル映像信号は、ブロック化回路２にてブロッ
ク化される。得られたブロック化信号と画像メモリ14に
記憶されている画像とがＭＣ回路18において比較され、
動きベクトルが求められる（ステップＳ39）。求めた動
きベクトルは復号用として伝送符号化回路７へ送られて
映像データと共に符号化される。またＭＣ回路18から、
求めた動きベクトル対応した動き補償のブロック化予測
信号が減算器３へ出力され、減算器３においてこのブロ
ック化予測信号とブロック化回路２の出力のブロック化
信号との予測誤差信号が算出される（ステップＳ40）。
算出された予測誤差信号は、イントラモードの場合と同
様に、ＤＣＴ回路５でＤＣＴが施され（ステップＳ4
1）、量子化回路６にて予測誤差に適応した量子化がＤ
ＣＴ係数に対して行われる（ステップＳ42）。そして、
量子化されたＤＣＴ係数は、伝送符号化回路７へ出力さ
れて伝送符号化された（ステップＳ43）後に出力端子８
を介して外部へ出力される。なお、予測モードでは、こ
の量子化されたＤＣＴ係数は、ローカル復号化部17（逆
量子化回路10）へ出力されない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三嶋 英俊 京都府長岡京市馬場図所１番地 三菱電機 株式会社電子商品開発研究所内 (72)発明者 大西 健 京都府長岡京市馬場図所１番地 三菱電機 株式会社電子商品開発研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル化された映像信号に対して、
   フレーム内またはフィールド内での面内処理により符号
   化するイントラ符号化モードと、フレーム間またはフィ
   ールド間での予測処理により符号化する予測符号化モー
   ドとを有する高能率符号化装置において、前記イントラ
   符号化モードではディジタル化された映像信号をサブバ
   ンド分割した後に符号化し、前記予測符号化モードでは
   ディジタル化された映像信号をサブバンド分割せずに符
   号化するように構成したことを特徴とする高能率符号化
   装置。
2. 【請求項２】 前記予測符号化モードにおける予測画面
   を、イントラ画面にサブバンド分割，サブバンド合成の
   処理を施した画面から予測符号化して得るように構成し
   たことを特徴とする請求項１記載の高能率符号化装置。
3. 【請求項３】 前記予測符号化モードにおける予測画面
   を、イントラ画面をサブバンド分割した後の低域成分か
   ら予測符号化して得るように構成したことを特徴とする
   請求項１記載の高能率符号化装置。