JPH089387A - 高周波成分制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 デジタル画像通信用の高能率符号化装置にお
いて、符号化すべきデータ量の増加に伴って、出力画像
の解像度が低下するのを抑制する。 【構成】 係数制御部１３は、残量演算部１１５により
求められた量子化ステップ幅Ｗに基づいて、符号化演算
部１１３により符号化すべきデータ量を判定する。そし
て、このデータ量が増加すると、符号化すべき画像デー
タの高周波成分を抑制するように、ライン変換用の画像
データ補正係数Ｘを制御する。これにより、符号化すべ
きデータ量が増加しても、バッファメモリ１１４の記憶
残量の減少が抑制されるので、量子化ステップ幅Ｗの増
大が抑制される。その結果、出力画像の解像度の低下が
抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、デジタル画
像通信用の高能率符号化システムにおいて、差分符号化
方式の基づいて符号化される画像データの高周波成分を
制御するための高周波成分制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、デジタル画像通信用の高能率符
号化システムにおいては、符号化方式として、差分符号
化方式が採用されている。ここで、差分符号化方式と
は、入力信号と予測信号との差分値を求め、この差分値
を符号化する方式である。

【０００３】この差分符号化方式を用いた高能率符号化
システムにおいては、入力画像の背景等が複雑になる
と、符号化すべき画像データの量が増加し、結果的に、
符号化された画像データ、言い換えれば、通信回線を介
して伝送すべき画像データの量も増加する。

【０００４】一方、符号化された画像データを伝送する
通信回線のデータ伝送量は一定である。したがって、符
号化された画像データの量が増加し、通信回線のデータ
伝送量を越えると、これを伝送することができなくな
る。

【０００５】この問題に対処するため、従来の高能率符
号化システムにおいては、符号化された画像データを一
時的に蓄えるバッファメモリを設け、このバッファメモ
リの遅延作用によって、符号化された画像データの量と
通信回線のデータ伝送量との差を吸収するようになって
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような構成の高能率符号化システムにおいては、従
来、符号化すべきデータ量が増加すると、出力画像の解
像度が低下するという問題があった。以下、これを説明
する。

【０００７】この高能率符号化システムにおいては、入
力画像の背景等が複雑になると、バッファメモリが満杯
となり、符号化された画像データの一部が廃棄されるこ
とがある。画像データが廃棄されると、受信側では、例
えば、画面の一部が再生されないこま落としが発生し、
動画像の動きがぎくしゃくした不自然な再生画像が得ら
れる。

【０００８】この問題を解決するためには、バッファメ
モリの記憶容量を大きくすればよい。しかし、バッファ
メモリの記憶容量を大きくすると、このメモリの遅延量
が大きくなり、画像データをリアルタイムで伝送するこ
とができなくなる。

【０００９】そこで、従来は、バッファメモリの記憶残
量が少なくとなると、画像データを量子化するための量
子化ステップ幅を大きくするようになっていた。

【００１０】このような構成によれば、バッファメモリ
の記憶残量が少なくなると、符号化すべき画像データの
ビット数が少なくなる。これにより、符号化された画像
データのビット数も少なくなるので、バッファメモリの
満杯化が抑制される。

【００１１】しかしながら、このような構成では、不自
然な画像の再生は極力防止されるものの、バッファメモ
リの記憶残量が少なくなると、量子化ステップ幅が大き
くなるので、出力画像の解像度が劣化し、画質が低下し
てしまう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、差分符号化方式に基づいて符号化される
データの量を示す情報を出力する手段と、この手段の出
力情報によって示されるデータ量が増加すると、データ
の高周波成分が抑制されるように、この高周波成分を制
御する手段とを設けるようにしたものである。

【００１３】

【作用】上記構成においては、符号化すべきデータ量が
少ない場合は、符号化すべきデータの高周波成分が強調
される。これに対し、符号化すべきデータ量が増加する
と、その増加に従って、符号化すべきデータの高周波成
分が抑制される。

【００１４】したがって、この発明をデジタル画像通信
用の高能率符号化システムに適用すると、符号化すべき
データ量が少ない場合は、画像の輪郭が強調され、鮮明
な画像が得られる。これに対し、符号化すべきデータ量
が増加すると、その増加に従って、符号化すべき画像デ
ータの高周波成分が抑制されるため、符号化すべきデー
タ量の増加が抑制される。

【００１５】これにより、バッファメモリの記憶残量の
減少が抑制されるので、量子化ステップ幅の増大が抑制
される。その結果、出力画像の解像度の劣化が抑制さ
れ、これに伴う画質の劣化が抑制される。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながら、この発明の実施
例を詳細に説明する。図１は、この発明の第１の実施例
の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明で
は、この発明を、デジタル画像通信用の高能率符号化シ
ステムに適用する場合を代表として説明する。

【００１７】図において、１１は、画像データ（アナロ
グ画像信号）を符号化する符号化部である。１２は、ラ
イン数変換用の画像データ補正係数Ｘを保持する係数格
納用メモリ部である。１３は、量子化ステップ幅Ｗに基
づいて、画像データ補正係数Ｘを制御することにより、
符号化すべき画像データの高周波成分を制御する係数制
御部である。ここで、符号化すべき画像データとは、後
述する符号化演算部１１３で符号化される画像データで
ある。

【００１８】符号化部１１において、１１１は、入力画
像データを輝度信号Ｙと色差信号Ｃに分離し、各信号
Ｙ，Ｃごとに、デジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換・Ｙ
−Ｃ分離部である。

【００１９】１１２は、上記画像データ補正係数Ｘを使
った内挿処理により、入力画像データのライン数を画像
符号化用の中間フォーマット（ＣＩＦ）のライン数に変
換するライン変換部である。入力画像データがＮＴＳＣ
信号である場合、ライン数は、２４０（ＮＴＳＣ）から
２８８（ＣＩＦ）に変換される。

【００２０】１１３は、ＤＣＴ演算、動き補償演算、ハ
フマン符号化等を行うことにより、差分符号化方式に基
づいて、入力画像データを符号化する符号化演算部であ
る。１１４は、符号化された画像データの量と、通信回
線のデータ伝送量との差を吸収するために、符号化され
た画像データを一時的に蓄えるバッファメモリである。

【００２１】１１５は、このバッファメモリ１１４の記
憶残量に基づいて、Ａ−Ｄ変換・Ｙ−Ｃ分離部１１１の
量子化ステップ幅Ｗを求める残量演算部である。この量
子化ステップ幅Ｗは、例えば、５ビットで表される。

【００２２】係数格納用メモリ部１２において、１２１
は、画像データ補正係数Ｘを格納するためのメモリであ
る。このメモリ１２１の記憶領域は、４つの領域Ｒ１，
Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に分けられている。各領域Ｒｎ（ｎ＝
１，２，３，４）には、それぞれ値の異なる画像データ
補正係数Ｘが格納されている。

【００２３】すなわち、領域Ｒ１には、高周波成分の抑
制度が最も低い（輪郭強調度が最も高い）画像データ補
正係数Ｘが格納され、領域Ｒ２には、高周波成分の抑制
度が２番目に低い（輪郭強調度が２番目に高い）画像デ
ータ補正係数Ｘが格納されている。

【００２４】領域Ｒ３には、高周波成分の抑制度が３番
目に低い（輪郭強調度が３番目に高い）画像データ補正
係数Ｘが格納され、領域Ｒ２には、高周波成分の抑制度
が最も高い（輪郭強調度が最も低い）画像データ補正係
数Ｘが格納されている。

【００２５】なお、各領域Ｒｎには、それぞれ例えば８
個の画像データ補正係数Ｘが格納されている。そして、
各画像データ補正係数Ｘは、例えば、８ワードのデータ
から構成されている。

【００２６】係数制御部１３において、１３１は、メモ
リ１２１の４つの領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を１つず
つ選択するための２ビットのアドレスＡ１を出力する制
御部である。この制御部１３１は、量子化ステップ幅Ｗ
に基づいて、符号化すべき画像データの量を４つのラン
クで判定し、この判定結果に基づいて、アドレスＡ１を
出力する。

【００２７】なお、符号化すべき画像データの量をラン
ク付けする場合は、その可変範囲を均等に４つに分割し
てもよいし、各ランクごとに大きさを代えて４つに分割
するようにしてもよい。

【００２８】１３２は、制御部１３１により選択された
領域Ｒｎに格納されている８個の画像データ補正係数Ｘ
を順次読み出すための３ビットのアドレスＡ２を出力す
るカウンタである。アドレスＡ１，Ａ２は、Ａ１を上位
アドレス、Ａ２を下位アドレスとして結合され、画像デ
ータ補正係数Ｘの読出しアドレスＡとして係数格納用メ
モリ部１２に供給される。

【００２９】なお、カウンタ１３２は、制御部１３１か
ら供給される同期信号Ｓに基づいて、予め定められた期
間だけクロックＣＫをカウントすることにより、予め定
めた期間だけアドレスＡ２を出力する。これは、例え
ば、上述しＤＣＴ演算や動き補償演算等を行う場合、各
演算ごとに、画像の処理ブロックの大きさが異なるから
である。

【００３０】上記構成において、動作を説明する。ま
ず、符号化部１１の符号化動作を説明する。

【００３１】符号化部１１の入力画像データ（アナログ
画像信号）は、Ａ−Ｄ変換・Ｙ−Ｃ分離部１１１に供給
され、輝度信号Ｙと色差信号Ｃに分離された後、各信号
Ｙ，Ｃごとにサンプリングされる。各サンプリング出力
は、残量演算部１１５により求められた量子化ステップ
幅Ｗに基づいて量子化された後、符号化される。これに
より、パルス符号変調信号が得られる。

【００３２】この変調出力は、ライン変換部１１２に供
給され、係数格納用メモリ部１２から読み出された画像
データ補正係数Ｘを使った内挿処理により、ライン変換
処理を受ける。この変換出力は、符号化演算部１１３に
供給され、差分符号化方式に基づいて、符号化される。
この符号化出力は、バッファメモリ１１４に一時的に蓄
えられた後、図示しない画像データ送信部に供給され
る。

【００３３】このとき、バッファメモリ１１４の記憶残
量は、常時、残量演算部１１５により監視される。残量
記憶部１１５は、この記憶残量に基づいて、逐次、量子
化ステップ幅Ｗを求める。求められた量子化ステップ幅
Ｗを示すデータは、Ｙ−Ｃ分離・Ａ−Ｄ変換部１１１
と、係数制御部１３の制御部１３１に供給される。

【００３４】量子化ステップ幅Ｗは、バッファメモリ１
１４の記憶残量が多ければ、小さい値に設定され、少な
ければ、大きな値に設定される。これにより、バッファ
メモリ１１４の記憶残量が多ければ、出力画像の解像度
が高くなり、少なければ、解像度は低くなるが、バッフ
ァメモリ１１４の満杯化が抑えられる。

【００３５】以上が符号化部１１の動作である。次に、
この発明の特徴とする高周波成分制御動作を説明する。

【００３６】量子化ステップ幅Ｗは、上記の如く、バッ
ファメモリ１１４の記憶残量が多い場合は、小さい値に
設定され、少ない場合は、大きい値に設定される。バッ
ファメモリ１１４の記憶残量は、背景等の単純な画像デ
ータが入力されると、多くなり、複雑な画像データが入
力されると、少なくなる。すなわち、バッファメモリ１
１４の記憶残量は、符号化すべきデータ量が少ない場合
は、多くなり、多い場合は、少なくなる。

【００３７】係数制御部１３の制御部１３１は、この点
に着目し、残量演算部１１５で求められた量子化ステッ
プ幅Ｗに基づいて、符号化すべきのデータ量を判定す
る。この場合、制御部１３１は、このデータ量を、上記
の如く、４つのランクに分けて判定する。そして、この
判定結果に基づいて、４つの領域Ｒ１〜Ｒ４のいずれか
１つを選択する。

【００３８】今、符号化すべきデータ量が、例えば、最
も少ないランクにあったとする。この場合、制御部１３
１は、領域Ｒ１を選択するアドレスＡ１を出力する。こ
れにより、この場合は、高周波成分の抑制度が最も低い
画像データ補正係数Ｘに基づいて、ライン変換処理が行
われる。その結果、この場合は、出力画像の輪郭が最も
強調され、輪郭の最も鮮明な画像が得られる。

【００３９】この状態において、入力画像の背景等が複
雑になり、符号化すべきデータ量が増えると、バッファ
メモリ１１４の記憶残量が減る。これにより、量子化ス
テップ幅Ｗが大きくなるので、出力画像の解像度が低下
する。但し、この低下は、次のような動作により抑制さ
れる。

【００４０】すなわち、量子化ステップ幅Ｗが大きくな
り、制御部１３１により、符号化すべきデータ量が２番
目に少ないランクと判定されると、この制御部１３１か
ら、今度は、領域Ｒ２を選択するアドレスＡ１が出力さ
れる。これにより、今度は、高周波成分の抑制度が２番
目に低い画像データ補正係数Ｘに基づいて、ライン数変
換処理が行われる。その結果、この場合は、領域Ｒ１が
選択されている場合より、符号化すべき画像データの高
周波成分が抑制される。

【００４１】符号化すべき画像データの高周波成分が抑
制されることにより、符号化すべきデータ量の増加が抑
制される。これにより、バッファメモリ１１４の記憶残
量の減少が抑制されるので、量子化ステップ幅Ｗの増大
が抑制される。その結果、出力画像の解像度の低下が抑
制される。

【００４２】以下、同様に、符号化すべきデータ量が増
加するに従って、領域Ｒ３，Ｒ４が順次選択される。こ
れにより、符号化すべき画像データの高周波成分が順次
抑制され、符号化すべきデータ量の増加が順次抑制され
る。その結果、バッファメモリ１１４の記憶残量の減少
が順次抑制されるので、量子化ステップ幅Ｗの拡大が順
次抑制される。これにより、出力画像の解像度の低下が
順次抑制される。

【００４３】次に、領域Ｒ４が選択されている状態にお
いて、入力画像の背景等が簡単になり、符号化すべきデ
ータ量が減ると、バッファメモリ１１４の記憶残量が増
える。これにより、量子化ステップ幅Ｗが小さくなるの
で、出力画像の解像度が高くなる。

【００４４】この後、量子化ステップ幅Ｗがさらに小さ
くなり、制御部１３１により、入力画像のデータ量が３
番目に少ないランクと判定されると、この制御部１３１
から、今度は、領域Ｒ３を選択するアドレスＡ１が出力
される。

【００４５】これにより、今度は、高周波成分の抑制度
が３番目に低い画像データ補正係数Ｘに基づいて、ライ
ン数変換処理が行われる。その結果、この場合は、領域
Ｒ４が選択されている場合より、符号化すべき画像デー
タの高周波成分が抑制されないので、領域Ｒ４が選択さ
れている場合より、輪郭の鮮明な画像が得られる。

【００４６】以下、同様に、符号化すべきデータ量が減
少するに従って、領域Ｒ２，Ｒ１が順次選択され、符号
化すべき画像データの高周波成分が順次抑制される。そ
の結果、出力画像の輪郭が順次強調される。

【００４７】以上詳述したこの実施例によれば、次のよ
うな効果が得られる。 （１） まず、この実施例によれば、符号化演算部１１
３で符号化すべきデータ量を示す情報を出力する手段
と、この手段の出力情報に基づいて、符号化すべき画像
データの高周波成分を制御する手段とを設け、符号化す
べきデータ量が増加すると、高周波成分を抑制するよう
にしたので、符号化すべきデータ量の増加を抑制するこ
とができる。これにより、バッファメモリ１１４の記憶
残量の減少を抑制することができるので、出力画像の解
像度の低下を抑制することができる。

【００４８】（２） また、この実施例によれば、符号
化すべきデータ量を示す情報を出力する手段として、量
子化ステップ幅Ｗを示すデータを出力する残量演算部１
１５を用いるようにしたので、データ量出力手段を別途
設けることなく、符号化すべきデータ量を示す情報を出
力することができる。これにより、高能率符号化システ
ムに高周波成分制御装置を付加することによるハードウ
ェアの増加を極力抑えることができる。

【００４９】（３） また、この実施例によれば、ライ
ン変換用の画像データ補正係数Ｘを制御することによ
り、符号化すべき画像データの高周波成分を制御するよ
うにしたので、高周波成分制御手段を画像データ補正係
数Ｘの供給手段を利用して構成することができる。これ
により、高能率符号化システムに高周波成分制御装置を
付加することによるハードウェアの増加を極力抑えるこ
とができる。

【００５０】（４） さらに、この実施例によれば、符
号化すべきデータ量を４段階に分けて判定するようにし
たので、符号化すべき画像データの高周波成分を比較的
きめ細かく制御することができる。これにより、出力画
像の解像度の劣化も比較的きめ細かく抑制することがで
きる。

【００５１】図２は、この発明の第２の実施例の構成を
示すブロック図である。先の実施例では、符号化すべき
データ量を示す情報を出力する手段として、量子化ステ
ップ幅Ｗを示すデータを出力する残量演算部１１５を用
いる場合を説明した。言い換えれば、先の実施例では、
データ量出力手段として、既存の手段を利用する場合を
説明した。これに対し、この実施例は、データ量出力手
段を、別途設けるようにしたものである。

【００５２】図２において、２１が、このデータ量出力
手段としてのデータ量評価部である。このデータ量評価
部は、所定のデータ量評価アルゴリズムに基づいて、符
号化すべき画像データの量を評価し、この評価結果を係
数制御部１３に供給する。これにより、データ量評価部
２１の評価結果に基づいて、符号化すべき画像データの
高周波成分が制御される。

【００５３】なお、データ量評価アルゴリズムとして
は、種々のアルゴリズムがあるので、ここでは、詳細な
説明を省略する。

【００５４】このような構成によれば、データ量出力手
段を別途設けなければならないため、先の実施例より、
ハードウェア量は増えるが、この点を除けば、先の実施
例と同様の効果が得られる。

【００５５】以上、この発明の２つの実施例を詳細に説
明したが、この発明は、上述したような実施例に限定さ
れるものではない。 （１） 例えば、先の実施例では、出力画像の解像度を
４つのランクに分けて判定する場合を説明した。しか
し、この発明は、これより少ないランクあるいは多いラ
ンクに分けて判定するようにしてもよい。

【００５６】（２） また、先の実施例では、ライン変
換用の画像データ補正係数Ｘを制御することにより、符
号化すべき画像データの高周波成分を制御する場合を説
明した。しかし、この発明は、これ以外の画像データ補
正係数を制御することにより、入力画像の輪郭を制御す
るようにしてもよいし、画像データ補正係数を制御する
構成以外の構成で、高周波成分を制御するようにしても
よい。

【００５７】（３） また、先の実施例では、この発明
を、デジタル画像通信用の高能率符号化システムに適用
する場合を説明した。しかし、この発明は、デジタル画
像通信用以外の高能率符号化システムにも適用すること
ができる。

【００５８】（４） また、先の実施例では、この発明
を、画像データの符号化システムに適用する場合を説明
した。しかし、この発明は、例えば、音声信号の符号化
システムにも適用することができる。

【００５９】（５） このほかにも、この発明は、その
要旨を逸脱しない範囲で、種々様々変形実施可能なこと
は勿論である。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したこの発明によれば、符号化
すべきデータ量を示す情報を出力する手段と、この情報
に基づいて、符号化すべきデータの高周波成分を制御す
る手段とを設け、符号化すべきデータ量が増加すると、
符号化すべきデータの高周波成分を抑制するようにした
ので、デジタル画像通信用の高能率符号化装置に適用し
た場合、符号化すべきデータ量の増加に伴って、出力画
像の解像度が低下するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図２】この発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１１…符号化部 １２…係数格納用メモリ部 １３…係数制御部 １１１…Ａ−Ｄ変換・Ｙ−Ｃ分離部 １１２…ライン変換部 １１３…符号化演算部 １１４…バッファメモリ １１５…残量演算部 ２１…データ量評価部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｍ 3/04 0836−5Ｋ 7/38 0836−5Ｋ Ｈ０４Ｎ 1/41 Ｂ Ｇ０６Ｆ 15/68

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 差分符号化方式に基づいて符号化される
   データの量を示す情報を出力するデータ量出力手段と、 このデータ量出力手段の出力情報によって示されるデー
   タ量の増加に伴って、前記データの高周波成分が抑制さ
   れるように、この高周波成分を制御する高周波成分制御
   手段とを具備したことを特徴とする高周波成分制御装
   置。
2. 【請求項２】 アナログの画像データをパルス符号変調
   する変調手段と、この変調手段の変調出力のライン数を
   画像符号化用の中間フォーマットのライン数に変換する
   ライン変換手段と、このライン変換手段の変換出力を差
   分符号化方式に基づいて符号化する符号化手段と、この
   符号化手段の符号化出力を一時的に記憶する一時記憶手
   段と、この一時記憶手段の記憶残量に基づいて、前記変
   調手段の量子化ステップ幅を算出する量子化ステップ幅
   算出手段とを有する符号化システムにおいて、 前記符号化手段により符号化される画像データの量を示
   す情報を出力するデータ量出力手段と、 このデータ量出力手段によって示されるデータ量の増加
   に伴って、前記符号化手段により符号化される画像デー
   タの高周波成分が抑制されるように、この高周波成分を
   制御する高周波成分制御手段とを具備したことを特徴と
   する高周波成分制御装置。
3. 【請求項３】 前記データ量出力手段は、前記量子化ス
   テップ幅算出手段と兼用され、この量子化ステップ幅算
   出手段により算出された量子化ステップ幅を前記画像デ
   ータの量を示す情報として出力するように構成され、 前記高周波成分制御手段は、前記ライン変換手段のライ
   ン変換処理に使用される画像データ補正係数を制御する
   ことにより、前記高周波成分を制御するように構成され
   ていることを特徴とする請求項２記載の高周波成分制御
   装置。