JP2508646B2 - 高能率符号化装置 - Google Patents

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、ディジタルテレビジョン信号を伝送する
際に適用される高能率符号化装置において、テレビジョ
ン画面を多数の３次元的ブロック即ち、空間的ブロック
に分割し、各ブロック内の画素の相関により狭くなった
ダイナミックレンジに適応した符号化により、ブロック
内の画素データを圧縮されたビット数で符号化でき、元
のデータのビット数に比して低減されたビット数の伝送
データを形成できると共に、ブロック毎に画像の動きを
判定し、動きが有るブロックに比して動きが無いブロッ
クをより小さい量子化ステップで符号化することによ
り、時間方向の冗長度を除去できるようにしたものであ
る。

〔従来の技術〕

テレビジョン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画像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方法が知ら
れている。

サンプリング周波数を下げる符号化方法としては、サ
ブサンプリングにより画素データを1/2に間引き、サブ
サンプリング点と、補間の時に使用するサブサンプリン
グ点の位置を示す（即ち補間点の上下又は左右の何れの
サブサンプリング点のデータを使用するかを示す）フラ
グとを伝送するものが提案されている。

１画素当たりの平均ビット数を少なくする符号化方法
のひとつとして、DPCM（differential PCM）が知られて
いる。DPCMは、テレビジョン信号の画素同士の相関が高
く、近接する画素同士の差が小さいことに着目し、この
差分信号を量子化して伝送するものである。

１画素当たりの平均ビット数を少なくする符号化方法
の他のものとして、１フィールドの画面を微小なブロッ
クに細分化して、ブロック毎に代表点の画素及びブロッ
ク内のデータのレベル分布の偏差を伝送するものがあ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

サブサンプリングを用いてサンプリング周波数を低減
しようとする符号化方法は、サンプリング周波数が1/2
になるために、折り返し歪が発生するおそれがあった。

DPCMは、誤りが以後の復号化に伝播する問題点があっ
た。

ブロック単位で符号化を行う方法は、ブロック同士の
境界においてブロック歪が生じる欠点があった。

この発明の目的は、上述の従来の技術が有する折り返
し歪の発生、誤りの伝播、ブロック歪の発生等の問題点
が生じない高能率符号化装置を提供することにある。

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60-2
32789号明細書に記載されているような複数フィールド
に含まれる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方法が提案されて
いる。

これらのダイナミックレンジに適応した符号化方法で
は、静止画像のブロックと動きが有る画像のブロックと
で量子化ステップが同じものとされている。

更に、特願昭60-268817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
うにダイナミックレンジに応じて語長（ビット数）が変
化する可変長符号化方法が提案されている。

この可変長符号化方法においても、静止画像のブロッ
クと動きが有るブロックの両者の間で最大歪が同一の値
とされている。

しかし、量子化ステップを徐々に大きくして圧縮率を
高くすると、静止画像の方が先にブロック歪等の劣化が
生じる。この理由は、比較的早い動きが有る画像の場合
には、ブラウン管の残光特性と人の目の積分効果により
細部迄の認識がされず、逆に、静止画像の場合には、画
像の細部迄を認識することができるからである。

この発明は、この視覚特性を考慮して、３次元ブロッ
クを用いる高能率符号化装置を改良するものである。即
ち、この発明では、ブロック単位で動きがあるブロック
と静止ブロックとを判別し、動きが有るブロックの量子
化ステップに比して、静止ブロックの量子化ステップを
より小にすることにより、更に、圧縮率を高くできる高
能率符号化装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

入力ディジタル画像信号の連続する第１、第２および
第３のフレームの夫々に属する第１、第２および第３の
領域からなる３次元ブロック内に含まれる複数の画素デ
ータの最大値及び複数の画素データの最小値を求める手
段と、 最大値及び最小値から３次元ブロック毎のダイナミッ
クレンジを検出する手段と、 第１、第２および第３の領域の二つの領域間の同一位
置の画素同士の差分を検出し、検出された差分に基づい
て３次元ブロック毎に動きの有無を判定し、判別コード
を発生する動き判定手段と、 入力ディジタル画像信号とダイナミックレンジを規定
する値とを減算して修正入力データを形成する手段と、 検出されたダイナミックレンジ内で修正入力データを
元の量子化ビット数より少ない所定の量子化ビット数で
符号化すると共に、判別コードにより動きが有る３次元
ブロックの量子化ステップに比して動きが無い３次元ブ
ロックの量子化ステップがより小さくされ、符号化コー
ド信号を発生する量子化手段と、 ダイナミックレンジを示すデータと、最大値、最小値
の内の少なくとも２つを付加コードとして、符号化コー
ド信号及び判別コードと共に伝送する伝送手段と からなることを特徴とする高能率符号化装置である。

〔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のダイナミック
レンジ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。量子
化ビット数を少なくすることにより、データの伝送帯域
幅を元のものより狭くすることができる。また、ブロッ
クの画像が静止画像の場合には、動きが有るブロックに
比して、量子化ステップがより小さくされ、圧縮率を高
くできると共に、静止部の画像の劣化を防止できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。この説明は、下記の項目の順序に従ってなされ
る。

a.送信側の構成 b.受信側の構成 c.ブロック及びブロック化回路 d.動き判定回路 e.ダイナミックレンジ検出回路 f.量子化回路 g.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。１で示す入力端子に例えば１サ
ンプルが８ビットに量子化されたディジタルテレビジョ
ン信号が入力される。このディジタルテレビジョン信号
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、入力ディジタルテレビジョ
ン信号が符号化の単位であるブロック毎に連続する信号
に変換される。ブロック化回路２の出力信号が動き判定
回路３及びダイナミックレンジ検出回路４に供給され
る。動き判定回路３は、３次元ブロック（この例では、
６ライン×６画素×３フレーム）内の動きの有無を示す
１ビットの判別コードSJを発生する回路である。動きが
無い静止ブロックに関して、判別コードSJがハイレベル
となり、動きがあるブロックに関して、判別コードSJが
ローレベルとなる。ダイナミックレンジ検出回路４は、
各ブロックの最大値MAX,最小値MIN,ダイナミックレンジ
DRを検出する。ブロック化回路２からのブロックの順序
に変換された入力データが減算回路５に供給され、減算
回路５において、最小値MINが除去されたデータPDIが形
成される。

減算回路５からのデータPDIがANDゲート６及び７に供
給される。ANDゲート６を介されたデータが量子化回路
８に供給され、ANDゲート７を介されたデータが量子化
回路９に供給される。量子化回路８及び９では、ブロッ
ク毎のダイナミックレンジDRに適応したビット数が可変
の符号化がなされる。即ち、量子化回路８及び９では、
ブロックのダイナミックレンジDRを量子化ビット数と対
応するステップ数で分割し、最小値除去後のデータPDI
がどのレベル範囲に含まれるかを判定することにより、
量子化がされる。

量子化回路８の量子化ステップが量子化回路９の量子
化ステップに比して小とされている。量子化回路８に
は、ANDゲート６により選択された静止ブロックのデー
タが供給され、量子化回路９には、ANDゲート７により
選択された動きが有るブロックのデータが供給される。
これらの量子化回路８及び９からのコード信号DT1又はD
T2がORゲート11を介してフレーム化回路12に供給され
る。

この一実施例では、判別コードSJ、ダイナミックレン
ジDR、最小値MIN、コード信号DT1,DT2を伝送するように
している。これらのデータがフレーム化回路12に供給さ
れ、送信データに変換される。送信データの形態として
は、判別コードSJ、最小値MIN、ダイナミックレンジDR
及びコード信号DT1,DT2からなるデータ部分の夫々に独
立のエラー訂正符号の符号化を施して、各エラー訂正符
号のパリティを付加して伝送するものを使用できる。ま
た、コード信号以外の判別コードSJ、ダイナミックレン
ジDR及び最小値MINの夫々に独立のエラー訂正符号の符
号化を施しても良い。更に、判別コードSJ、ダイナミッ
クレンジDR及び最小値MINの両者に共通のエラー訂正符
号の符号化を施して、そのパリティを付加しても良い。
フレーム化回路12の出力端子13に伝送データが取り出さ
れる。図示せずも、フレーム化回路12からの伝送データ
は、シリアルデータとして送信（或いは記録媒体に記
録）される。

b.受信側の構成 第２図は、受信（又は再生）側の構成を示す。入力端
子21からの受信データがフレーム分解回路22に供給され
る。フレーム分解回路22により、コード信号DT1,DT2と
付加コードMIN,DRと判別コードSJとが分離されると共
に、エラー訂正処理がなされる。

フレーム分解回路22からのコード信号がANDゲート23,
24を夫々介して復号化回路25,26に供給される。復号化
回路25,26には、ダイナミックレンジDRが供給される。A
NDゲート23には、判別コードSJが供給されると共に、判
別コードSJが反転されてANDゲート24に供給される。従
って、静止ブロックのコード信号DT1が復号化回路25に
供給され、動きが有るブロックのコード信号DT2が復号
化回路26に供給される。これらの復号化回路25及び26
は、夫々送信側の量子化回路８及び９と逆の処理を行う
もので、コード信号と対応するレベルの出力信号が発生
する。

復号化回路25及び26の出力信号がORゲート27を介して
加算回路28に供給される。復号化回路25,26の夫々にお
いて８ビットの最小レベル除去後のデータDTIが代表レ
ベルとして復元され、このデータと８ビットの最小値MI
Nとが加算回路28で加算され、元の画素データが復号さ
れる。加算回路28の出力データがブロック分解回路29に
供給される。ブロック分解回路29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号データをテレビ
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29の出力端子30に復号された元
のテレビジョン信号が得られる。

c.ブロック及びブロック化回路 第３図を参照して、符号化の単位であるブロックにつ
いて説明する。第３図において、14は、３フレームの各
フレームに属する２次元領域14A,14B,14Cからなる１ブ
ロックを示すもので、実線は、奇数フィールドのライン
を示し、破線は、偶数フィールドのラインを示す。各フ
レームの６本のラインの夫々に含まれる６個の画素によ
って、（６ライン×６画素）の領域14A,14B,14Cが構成
される。従って、１ブロックは、（６×６×３＝108）
個の画素からなる。１ブロック内に含まれる元のディジ
タルテレビジョン信号のビット数の合計は、（108×８
ビット＝864ビット）である。

コード信号の量子化ビット数は、冗長度を抑圧するに
は、少ない程良い。しかし、量子化歪を増大させないた
めには、余り量子化ビット数を少なくしてはならない。
量子化ビット数が８ビットの場合のテレビジョン信号の
レベルは、（０〜255）の256通りあり得る。しかし、物
体の輪郭等の非定常部を除く定常部では、１ブロックの
画素のレベルの分布は、かなり狭いレベルの範囲に集中
している。テレビジョン信号の場合、３次元的な１ブロ
ック内の各画素は、相関を有しているので、定常部分で
は、ダイナミックレンジDRがあまり大きくはならず、最
大値としては、128位を考えれば充分である。

第４図は、上述のブロック化回路２の構成の一例を示
す。入力端子１にフレームメモリ15A,15B,15Cが縦続接
続されている。現在のフレームFn＋２の画素データが走
査変換回路16Aに供給され、フレームメモリ15Aからの前
のフレームFn＋１の画素データが走査変換回路16Bに供
給され、フレームメモリ15Aからのより前のフレームFn
の画素データが走査変換回路16Cに供給される。

走査変換回路16Aは、第５図Ａに示すように、１フレ
ーム内のデータの順序をブロックの領域毎の順序に変換
する。他の走査変換回路16B,16Cも同様に、１フレーム
内のデータの順序をブロックの領域毎の順序に変換す
る。走査変換回路16Aの出力データが遅延回路17Aを介し
て合成回路18に供給され、走査変換回路16Bの出力信号
が遅延回路17Bを介して合成回路18に供給される。遅延
回路17Aは、２個の領域に含まれる72個の画素データと
等しい遅延量を有し、遅延回路17Bは、１個の領域に含
まれ36個の画素データと等しい遅延量を有する。また、
合成回路18は、遅延回路及びスイッチ回路から構成され
ている。

合成回路18の出力端子19には、第５図Ｂに示すよう
に、連続する３フレームFn,Fn＋1,Fn＋２の夫々に含ま
れる領域14A,14B,14Cの画素データが順番に出力され
る。つまり、出力端子19には、ブロックの順序に変換さ
れた出力データが得られる。

d.動き判定回路 第６図は、動き判定回路３の一例を示す。第６図にお
いて、31A,31B,31Cの夫々は、１ブロック内の３フレー
ムFn,Fn＋1,Fn＋２の画像データが供給される入力端子
である。この入力データは、前述のブロック化回路２の
出力データが１ブロック毎に並列化されることにより形
成される。各フレームの画像データと、端子31Dからの
しきい値データTfと、端子31EからのリセットパルスPR
とが動き検出回路32A,32B及び32Cに夫々供給される。

動き検出回路32Aは、フレームFnの領域14A及びフレー
ムFn＋１の領域14B間で画像の動きを検出する。動き検
出回路32Bは、フレームFnの領域14A及びフレームFn＋２
の領域14C間で画像の動きを検出する。動き検出回路32C
は、フレームFn＋１の領域14B及びフレームFn＋２の領
域14C間で画像の動きを検出する。これらの動き検出回
路32A,32B,32Cは、入力される画像データを除いて同様
の構成であるので、第６図では、動き検出回路32Aに関
して、具体的構成が示されている。動き検出回路32A,32
B,32Cの各１ビットの出力信号がANDゲート33に供給さ
れ、ANDゲート33から１ビットの判別信号SJが出力端子3
4に取り出される。

動き検出回路32Aは、減算回路35,絶対値化回路36,比
較回路37及び判定回路38により構成される。減算回路35
及び絶対値化回路36により、領域14Aと領域14Bとの間の
対応する位置の画素のレベル差（フレーム差）の絶対値
が形成される。このフレーム差の絶対値が比較回路37に
より、しきい値データTfと比較される。

フレーム差の絶対値としきい値データTfとのレベル関
係に対応する２値的な比較出力が判定回路38に供給され
る。判定回路38は、フレームFn及びフレームFn＋１の各
領域14A及び14Bに含まれる全ての画素に関してのフレー
ム差の絶対値がしきい値データTf以下の時に両者の間で
変化がない即ち、静止部と判定する。判定回路38には、
１ブロック毎のリセットパルスPRが供給される。判定回
路38の出力信号は、静止部と判定した時にハイレベルと
なり、動きがあると判定した時にローレベルとなる。

上述と同様に、領域14A及び14Cの間の変化が動き検出
回路32Bにより検出され、領域14B及び14Cの間の変化が
動き検出回路32Cにより検出される。従って、ANDゲート
33から出力端子34に取り出される判別コードSJは、静止
部でハイレベルとなる１ビットの信号である。

動き判定としては、絶対値化回路36からのフレーム差
の積分値としきい値とを比較する方式又は判定回路38に
おいて、しきい値を越えた絶対値フレーム差の個数とし
きい値とを比較する方式等を使用できる。

e.ダイナミックレンジ検出回路 第７図は、ダイナミックレンジ検出回路４の一例の構
成を示す。41で示される入力端子には、ブロック化回路
２から前述のように、１ブロック毎に符号化が必要な領
域の画像データが順次供給される。この入力端子41から
の画素データは、選択回路42及び選択回路43に供給され
る。一方の選択回路42は、入力ディジタルテレビジョン
信号の画素データとラッチ44の出力データとの間で、よ
りレベルの大きい方を選択して出力する。他方の選択回
路43は、入力ディジタルテレビジョン信号の画素データ
とラッチ45の出力データとの間で、よりレベルの小さい
方を選択して出力する。

選択回路42の出力データが減算回路46に供給されると
共に、ラッチ44に取り込まれる。選択回路43の出力デー
タが減算回路46及びラッチ48に供給されると共に、ラッ
チ45に取り込まれる。ラッチ44及び45には、ラッチパル
スが制御部49から供給される。制御部49には、入力ディ
ジタルテレビジョン信号と同期するサンプリングクロッ
ク，同期信号等のタイミング信号が端子50から供給され
る。制御部49は、ラッチ44,45及びラッチ47,48にラッチ
パルスを所定のタイミングで供給する。

各ブロックの最初で、ラッチ44及び45の内容が初期設
定される。ラッチ44には、全て‘0'のデータが初期設定
され、ラッチ45には、全て‘1'のデータが初期設定され
る。順次供給される同一のブロックの画素データの中
で、最大レベルがラッチ44に貯えられる。また、順次供
給される同一のブロックの画素データの中で、最小レベ
ルがラッチ45に貯えられる。

最大レベル及び最小レベルの検出が１ブロックに関し
て終了すると、選択回路42の出力に当該ブロックの最大
レベルが生じる。一方、選択回路43の出力に当該ブロッ
クの最小レベルが生じる。１ブロックに関しての検出が
終了すると、ラッチ44及び45が再び初期設定される。

減算回路46の出力には、選択回路42からの最大レベル
MAX及び選択回路43からの最小レベルMINを減算してなる
各ブロックのダイナミックレンジDRが得られる。これら
のダイナミックレンジDR及び最小レベルMINが制御ブロ
ック49からのラッチパルスにより、ラッチ47及び48に夫
々ラッチされる。ラッチ47の出力端子51に各ブロックの
ダイナミックレンジDRが得られ、ラッチ48の出力端子52
に各ブロックの最小値MINが得られる。

f.量子化回路 量子化回路８及び９は、ダイナミックレンジDRに適応
した可変長の符号化を夫々行う。第８図は、量子化回路
８の一例を示す。第８図において、55で示すROMには、
最小値除去後の画素データPDI（８ビット）を圧縮され
たビット数に変換するためのデータ変換テーブルが格納
されている。ROM55に対して、入力端子56からのダイナ
ミックレンジDRと入力端子57からの画素データPDIとが
アドレス信号として供給される。

ROM55では、ダイナミックレンジDRの大きさによりデ
ータ変換テーブルが選択され、出力端子58に５ビットの
コード信号DT1が取り出される。ダイナミックレンジDR
に応じて、コード信号DT1のビット数が０ビット〜５ビ
ットの範囲で変化する。従って、ROM55から出力される
コードの中で有効なビット長が変化する。フレーム化回
路12において有効なビットが選択される。

第９図は、上述の量子化回路８によりなされるダイナ
ミックレンジに適応した可変なビット長の符号化の説明
に用いるものである。この符号化は、最小値が除去され
た画素データを代表レベルに変換する処理である。この
量子化の際に生じる量子化歪の許容できる最大値（最大
歪と称する。）が所定の値例えば４とされる。

第９図Ａは、ダイナミックレンジDRが（最大値MAXと
最小値MINの差）が８の場合を示す。（DR＝８）の場合
では、中央のレベル４が代表レベルL0とされ、（最大歪
Ｅ＝４）となる。つまり、（０≦DR≦８）の時には、ダ
イナミックレンジの中央のレベルが代表レベルとされ、
量子化されたデータを伝送する必要がない。従って、必
要とされるビット長Nbが０である。受信側では、ブロッ
クの最小値MIN及びダイナミックレンジDRから代表レベ
ルL0を復元値とする復号がなされる。

第９図Ｂは、（DR＝17）の場合を示し、代表レベルが
（L0＝４）（L1＝13）と夫々定められ、最大歪Ｅが４と
なる。２個の代表レベルL0,L1があるので、（Nb＝１）
となる。（９≦DR≦17）の場合には、（Nb＝１）であ
る。最大歪Ｅは、ダイナミックレンジDRが狭いほど小と
なる。

第９図Ｃは、（DR＝35）の場合を示し、代表レベルが
（L0＝４）（L1＝13）（L2＝22）（L3＝31）と夫々定め
られ、（Ｅ＝４）である。４個の代表レベルL0〜L3があ
るので、（Nb＝２）となる。（18≦DR≦35）の場合で
は、（Nb＝２）される。

（36≦DR≦71）の場合では、８個の代表レベル（L0〜
L7）が用いられる。第９図Ｄは、（DR＝71）の場合を示
し、代表レベルが（L0＝４）（L1＝13）（L2＝22）（L3
＝31）（L4＝40）（L5＝49）（L6＝58）（L7＝67）と夫
々定められる。８個の代表レベルL0〜L7を区別するため
に、（Nb＝３）とされる。

（72≦DR≦143）の場合では、16個の代表レベル（L0
〜L15）が用いられる。第９図Ｅは、（DR＝143）の場合
を示し、代表レベルが（L8＝76）（L9＝85）（L10＝9
4）（L11＝103）（L12＝112）（L13＝121）（L14＝13
0）（L15＝139）（L0〜L7は、上記の値と同じ）と定め
られる。16個の代表レベル（L0〜L15）の区別のため
に、（Nb＝４）とされる。

（144≦DR≦287）の場合では、32個の代表レベル（L0
〜L31）が用いられる。第９図Ｆは、（DR＝287）の場合
を示し、代表レベルが（L16＝148）（L17＝157）（L18
＝166）（L19＝175）・・・・・（L27＝247）（L28＝25
6）（L29＝265）（L30＝274）（L31＝283）（L0〜L15
は、上記の値と同じ）と定められる。32個の代表レベル
（L0〜L31）の区別のために、（Nb＝５）とされる。実
際には、入力画素データが８ビットで量子化されている
ので、ダイナミックレンジDRの最大値が255であり、代
表レベル（L28〜L31）に量子化されることがない。

他方の量子化回路９は、上述の量子化回路８と同様の
可変長の符号化を行う。この量子化回路９は、動きがあ
るブロックに対して適用されるので、静止ブロックに対
して適用される量子化回路８に比して最大歪Ｅがより大
きい値とされている。例えば最大歪が７とされている。
従って、量子化回路９から発生するコード信号DT2のビ
ット数は、ダイナミックレンジDRが同一の場合におい
て、量子化回路８から発生するコード信号DT1のビット
数に比して少なくなる。

上述のように、ブロックのダイナミックレンジDRに応
じて所定数のレベル範囲に分割され、各レベル範囲の中
央の値が代表レベルとされる。この場合では、最大歪の
２倍の値が量子化ステップとなる。

１ブロック内のテレビジョン信号が水平方向，垂直方
向の２次元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は、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MINを除
去した後のデータDTIのダイナミックレンジを元の量子
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。量子化ビット数を少な
くすることにより、データの伝送帯域幅を元のものより
狭くすることができる。

g.変形例 この発明は、可変長の符号化方式に限らず、固定長の
符号化方式に対しても適用できる。固定長の符号化方式
では、ブロックのダイナミックレンジDRが量子化ビット
数で定まる個数のレベル範囲に分割され、最小値除去後
のデータが属するレベル範囲と対応するコード信号が形
成される。従って、静止ブロックの符号化のための量子
化回路８のビット数が４ビットとされる時には、動きが
有るブロックの符号化のための量子化回路９のビット数
がより少ないビット数例えば３ビットとされる。

一方の量子化回路８では、第10図Ａに示すように、ダ
イナミックレンジDRを16分割したレベル範囲の中で最小
値除去後のデータPDIが属するレベル範囲が判定され、
この求められたレベル範囲を示すコード信号を発生す
る。他方の量子化回路９では、第10図Ｂに示すように、
第10図Ａと同一のダイナミックレンジDRの場合には、こ
のダイナミックレンジDRが８個のレベル範囲に分割さ
れ、データPDIの含まれるレベル範囲が判定される。従
って、量子化回路９の量子化ステップをΔとすると、第
10図の例では、量子化回路８の量子化ステップが1/2Δ
となる。

固定長の符号化では、第10図から明らかなように、ダ
イナミックレンジを量子化ステップΔ又は1/2Δにより
等分割し、各領域の中央の値である代表レベルL0,L1,・
・・・・を復号時の値として利用している。この符号化
方法は、量子化歪を小さくできる。

一方、最小レベルMIN及び最大レベルMAXの夫々のレベ
ルを有する画素データが１ブロック内に必ず存在してい
る。従って、誤差が０の符号化コードを多くするには、
第11図に示すように、ダイナミックレンジDRを（2^m‐
１）（但し、ｍは、量子化ビット数）に分割し、最小レ
ベルMINを代表最小レベルL0とし、最大レベルMAXを代表
最大レベルL3としても良い。第11図の例は、簡単のため
に、量子化ビット数が２ビットの場合を示している。

以上の説明では、コード信号DT1又はDT2とダイナミッ
クレンジDRと最小値MINと動き判別コードSJ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の代わりに量子化幅または最大歪を伝送しても良い。

また、１ブロックのデータをフレームメモリ、ライン
遅延回路、サンプル遅延回路を組み合わせた回路によ
り、同時に取り出すようにしても良い。

〔発明の効果〕

この発明に依れば、伝送するデータの量は、元のデー
タに比して充分に減少でき、伝送帯域を狭くすることが
できる。また、この発明は、輝度レベルの変化幅が小さ
い定常部では、受信データから元の画素データを略々完
全に復元することができ、画質の劣化が殆どない利点が
ある。更に、この発明では、ダイナミックレンジがブロ
ック毎に対応して定まるので、変化幅が大きいエッジ等
の過渡部での応答が良いものとなる。

この発明では、人の視覚特性に考慮して動きがあるブ
ロックの量子化ステップに比して静止ブロックの量子化
ステップを小さくするので、受信側の復元画像の質の劣
化を生ぜずに、コード信号のビット数を少なくできる。
従って、圧縮率をより高くすることができる。

さらに、この発明は、３フレームの期間にそれぞれ属
する３個の領域によって３次元ブロックを構成し、３個
の領域の同一位置の画素同士の差分に基づいて動きの有
無を検出するので、検出の精度を高くすることができ、
量子化ステップの制御を正しく行うことができる。

【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図は受
信側の構成を示すブロック図、第３図は符号化の処理の
単位であるブロックの説明に用いる略線図、第４図及び
第５図はブロック化回路の構成の一例及びブロック化回
路の説明のための略線図、第６図は動き判定回路の一例
のブロック図、第７図はダイナミックレンジ検出回路の
一例のブロック図、第８図は量子化回路の一例のブロッ
ク図、第９図は量子化の一例の説明に用いる略線図、第
10図及び第11図は夫々量子化の他の例及び更に他の例の
説明に用いる略線図である。 図面における主要な符号の説明 1:ディジタルテレビジョン信号の入力端子、2:ブロック
化回路、3:動き判定回路、4:ダイナミックレンジ検出回
路、8,9:量子化回路、12:フレーム化回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力ディジタル画像信号の連続する第１、
   第２および第３のフレームの夫々に属する第１、第２お
   よび第３の領域からなる３次元ブロック内に含まれる複
   数の画素データの最大値及び上記複数の画素データの最
   小値を求める手段と、 上記最大値及び上記最小値から上記３次元ブロック毎の
   ダイナミックレンジを検出する手段と、 上記第１、第２および第３の領域の二つの領域間の同一
   位置の画素同士の差分を検出し、検出された差分に基づ
   いて上記３次元ブロック毎に動きの有無を判定し、判別
   コードを発生する動き判定手段と、 上記入力ディジタル画像信号と上記ダイナミックレンジ
   を規定する値とを減算して修正入力データを形成する手
   段と、 上記検出されたダイナミックレンジ内で上記修正入力デ
   ータを元の量子化ビット数より少ない所定の量子化ビッ
   ト数で符号化すると共に、上記判別コードにより動きが
   有る３次元ブロックの量子化ステップに比して動きが無
   い３次元ブロックの量子化ステップがより小さくされ、
   符号化コード信号を発生する量子化手段と、 上記ダイナミックレンジを示すデータと、上記最大値、
   上記最小値の内の少なくとも２つを付加コードとして、
   上記符号化コード信号及び上記判別コードと共に伝送す
   る伝送手段と からなることを特徴とする高能率符号化装置。