JP2870762B2 - 画像信号の高能率符号化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、テレビジョン信号等の画像信号の高能率
符号化装置、特に、サブサンプリングを用いるものに関
する。

〔従来の技術〕

ディジタルビデオ信号を伝送する場合に、伝送するデ
ータ量を元のデータ量に比して圧縮する方法として、サ
ブサンプリングによって画素を間引き、サブサンプリン
グ周波数を低くするものが知られている。サブサンプリ
ングの一つとして、画像のデータが1/2に間引かれ、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２ビットのフラグとを伝送するもの
が提案されている。ディジタルビデオ信号の１画素デー
タが８ビットの場合、フラグの２ビットを加えると、１
画素当りが５ビットとなり、圧縮率が（5/8）となる。

この従来のサブサンプリングは、サブサンプリングの
パターンが常に同じであるので、画像中で物体の輪郭の
ような部分では、復元画質の劣化が目立つ問題があっ
た。特に、サブサンプリングのレートを1/2より高くす
ると、画質の劣化が著しい欠点があった。

本願出願人は、上述の問題点を解決するために、特願
昭61−110098号明細書に記載されているように、１枚の
画像を多数の２次元ブロックに分割し、このブロック内
の複数の画素データの最大値と最小値との差（ダイナミ
ックレンジ）を求め、ブロックのダイナミックレンジに
応じてサブサンプリングの周期を可変する符号化方法を
提案している。即ち、ダイナミックレンジが小さいブロ
ックに関しては、平面的な画像と判断して、サブサンプ
リングの周期を例えば（1/8）のように長くし、また、
ダイナミックレンジが比較的大きいブロックに関して
は、変化がある画像と判断して、サブサンプリングの周
期が（1/2）とされ、更に、ダイナミックレンジが極め
て大きいブロックに関しては、変化が激しい画像と判断
して、サブサンプリングがなされない。

上述のように、ダイナミックレンジに応じてサブサン
プリングの周期を選択的に切り替える高能率符号化装置
は、ブロックの単位でサブサンプリングの周期が設定さ
れるので、ブロックの単位で復元画像の画質の良否が発
生し、ブロックの歪が目立つ欠点があった。また、サブ
サンプリングの周期として選択できる種類は、限界があ
り、画像の特徴に対する適応性が不充分であった。

これらの問題点を解決し、ブロック単位の劣化が生ぜ
ず、また、画像の特徴に適応した任意のサブサンプリン
グのパターンを形成でき、良好な復元画像が得られる画
像信号の高能率符号化装置が本願出願人により提案され
ている。例えば特願昭62−208957号明細書には、時間的
又は空間的な配列を有する複数の画素中で規則的に位置
する基本画素を伝送し、基本画素を使用して第１の密度
の補間予測を行い、補間予測の予測誤差が大きい時に
は、原画素信号を伝送し、予測誤差が小さい時には、補
間値で置換し、次に、基本画素と原画素信号又は補間値
の一方を使用して、第１の密度より細かい第２の密度の
補間予測を行い、補間予測の予測誤差が大きい時には、
原画素信号を伝送し、予測誤差が小さい時には、補間値
で置換する適応的可変サンプリング装置が開示されてい
る。

更に、特願昭62−85210号明細書には、上述と同様の
適応的可変サンプリング装置であって、補間値で置換す
る処理を省略することにより、実時間処理が可能な可変
サンプリング装置が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の適応的可変サンプリング装置は、例えば高品位
テレビジョン信号の伝送に対して適用される。高品位テ
レビジョン信号は、画素間の相関が標準のテレビジョン
信号に比して強く、圧縮が容易である。しかしながら、
高品位テレビジョン信号用のビデオカメラの出力信号
は、S/Nが悪い問題がある。S/Nが悪い信号に対して、適
応的サンプリングが適用されると、予測誤差がノイズに
より大きくなり、その結果、間引かれる画素数が減少
し、圧縮率が充分に高くならない。

従って、この発明の目的は、ノイズにより圧縮率が低
下する問題を解決すると共に、画質の向上が図られた画
像信号の高能率符号化装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、時間的又は空間的配列を有する複数の画
素の注目画素の周辺画素を参照画素として複数個抽出す
る手段と、 複数の参照画素の値と注目画素の値との中で、中間の
値を選択的に出力するノイズ除去回路と、 ノイズ除去回路の後段に設けられた適応的可変サンプ
リング手段とを備え、 適応的可変サンプリング手段は、 複数の画素の中で規則的に位置し、必ず伝送される、
基本画素を使用して垂直方向又は水平方向の第１の密度
の第１の補間予測を行う補間予測手段と、 第１の補間予測の予測誤差をしきい値と比較し、第１
の補間予測の予測誤差がしきい値よりも大きい時には、
原画素信号を伝送し、予測誤差がしきい値よりも小さい
時には、第１の補間予測で得られた補間値で置換し、 基本画素と原画素信号又は補間値の一方とを使用し
て、第１の密度より細かい、垂直方向又は水平方向の第
２の密度の第２の補間予測を行い、 第２の補間予測の予測誤差がしきい値よりも大きい時
には、原画素信号又は第１の補間予測で得られた補間値
を伝送し、予測誤差がしきい値よりも小さい時には、第
２の補間予測で得られた補間値で置換するように判定を
行う判定手段と、 判定手段による判定に対応して、原画素信号を伝送す
るかどうかを示すビットを基本画素以外の全画素に対し
て割り当てるビットマップ生成手段とからなることを特
徴とする画像信号の高能率符号化装置である。

また、この発明では、上述と同様の適応的可変サンプ
リング回路の前段に設けらるノイズ除去回路として、複
数の参照画素の値と注目画素の値との中で、最大値及び
最小値を検出し、注目画素の値と最大値及び最小値又は
最大値及び最小値の値に夫々オフセットが付加された値
とを互いに比較し、注目画素の値と最大値及び最小値又
は最大値及び最小値の値に夫々オフセットが付加された
値との間の中間の値を選択的に出力する構成が適用され
る。

〔作用〕

適応的可変密度のサンプリング装置の前段に非線形フ
ィルタを設け、ノイズ除去がなされる。非線形フィルタ
としては、注目画素の値と注目画素の周辺の参照画素の
値との中の中間の値を選択的に出力する構成を使用でき
る。このノイズ除去回路は、ローパスフィルタと比較し
て、加算回路及び乗算回路を必要とせず、ハードウエァ
が簡単になり、また、信号の変化になまりが少ない利点
を有する。

更に、ノイズ除去回路として、参照画素の値と注目画
素の値との中で、最大値及び最小値を検出し、最大値及
び最小値又は最大値及び最小値の夫々にオフセットが付
加された値を注目画素の値が超える時には、最大値（又
は最大値にオフセットが付加された値）又は最小値（又
は最小値にオフセットが付加された値）を出力し、これ
らの上下の値の間に注目画素の値がある時には、注目画
素の値をそのまま出力する構成を使用できる。後者のノ
イズ除去回路は、前者のノイズ除去回路に比して、信号
の変化になまりが少ない利点を有する。

適応的可変サンプリング装置では、一例として、ディ
ジタルビデオ信号の（４×４）画素毎に位置する第１の
画素は、間引かれずに必ず伝送される。この第１の画素
以外の第２の画素は、サブサンプリングによって間引か
れるか又はそのまま伝送される。この判断は、受信側で
間引かれた画素を周辺画素により補間した場合に、予測
される誤差の大小に応じてなされる。即ち、予測誤差が
大きい時には、間引きができないために、原データが伝
送され、予測誤差が小さい時には、間引きが可能なため
に、原データが伝送されない。このようにして伝送／間
引きが制御された第２の画素のデータと第１の画素のデ
ータとが伝送される。第２の画素のデータの各サンプル
に対しては、伝送／間引きを制御するための１ビットの
制御データが付加される。受信側では、制御データを見
て補間が必要かどうかが判断される。

予測誤差に基づく、伝送／間引きの判断は、予測誤差
が大きく間引かれない原データ又は予測誤差が小さくて
間引かれた場合の補間値を使用してなされる。この判断
は、受信側でなされる処理と対応している。しかしなが
ら、原データを常に使用して伝送／間引きの判断をして
も良い。後者の場合には、実時間処理が可能であり、動
画像の処理に好適である。

〔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、下記の順序に従ってなされる。

a.一実施例の構成 b.ノイズ除去フィルタの一例 c.ノイズ除去フィルタの他の例 d.サブサンプリングエンコーダ e.サブサンプリングデコーダ f.変形例 a.一実施例の構成 第１図は、この発明の一実施例の全体の構成を示す。
第１図において、101で示す入力端子には、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ビデオ信号
が供給される。このディジタルビデオ信号が供給され
る。このディジタルビデオ信号が遅延回路102に供給さ
れる。遅延回路102は、２個のサンプル遅延回路から構
成され、遅延回路102からは、第３図に示すように、同
一ラインの連続する３個の画素Pa,Pb,Pcのデータが同時
に得られる。第３図において、実線が例えば第１フィー
ルド内のラインを示し、破線が第２フィールド内のライ
ンを示している。

これらの画素Pa,Pb,Pcのデータが水平方向のノイズ除
去フィルタ103に供給される。ノイズ除去フィルタ103
は、３個の画素Pa,Pb,Pcのデータのレベルの大小を比較
し、中央のレベルの画素データを選択的に出力する構成
とされている。ノイズ除去フィルタ103の出力信号が遅
延回路104に供給される。

遅延回路104は、２個のライン遅延回路により構成さ
れ、第３図に示すように、同一フィールド内で垂直方向
に整列する３個の画素Pd,Pb,Peのデータが遅延回路104
から同時に取り出される。厳密には、前段のノイズ除去
フィルタ103の処理がされているので、原データと異な
るデータが遅延回路104から発生することもある。これ
らの画素Pd,Pb,Peのデータが垂直方向のノイズ除去フィ
ルタ105に供給される。ノイズ除去フィルタ103と同様
に、３個の画素Pd,Pb,Peのデータのレベルの大小を比較
し、中央のレベルのデータを選択的に出力する構成とさ
れている。

垂直方向のノイズ除去フィルタ105の出力信号がサブ
サンプリングエンコーダ106に供給される。サブサンプ
リングエンコーダ106は、後述のように、可変密度のサ
ブサンプリングの処理を行うものである。

b.ノイズ除去フィルタの一例 水平方向のノイズ除去フィルタ103は、第２図に示す
構成を有する。この構成は、本願出願人が提案した実開
昭59−50014号公報に開示されているものと同様のもの
である。垂直方向のノイズ除去フィルタ105も、図示せ
ずも、第２図と同様の構成を有する。遅延回路102によ
り、同時に画素Pa,Pb,Pcのデータが供給される。画素Pb
が注目画素（即ち、処理の対象とされている画素）であ
り、他の画素Pa,Pcが参照画素である。

画素Pa及びPbのデータがコンパレータ111に供給さ
れ、画素Pa及びPcのデータがコンパレータ112に供給さ
れ、画素Pb及びPcのデータがコンパレータ113に供給さ
れる。コンパレータ111,112,113では、二つの入力デー
タのレベルが比較され、レベル関係に応じた３個の出力
信号が発生する。

例えばコンパレータ111は、（Pa＞Pb）の時に、（10
0）の出力信号を発生し、（Pa＝Pb）の時に、（010）の
出力信号を発生し、（Pa＜Pb）の時に、（001）の出力
信号を発生する。他のコンパレータ112及び113から、夫
々コンパレータ111と同様の出力信号が発生する。これ
らのコンパレータ111,112,113の合計９ビットの出力信
号がROM115に供給される。

ROM115は、判定機能を有し、３個のデータの中の中間
の値を判定し、セレクタ114に対して制御信号を供給す
る。セレクタ114には、画素Pa,Pb,Pcのデータが供給さ
れ、ROM115からの制御信号に応じて一つのデータが選択
的に出力端子116に取り出される。若し、３個のデータ
の内の２個のデータが同じレベルを有する時には、その
２個のデータの一方が選択され、また、３個のデータが
同じレベルを有する時には、３個のデータの一つが選択
される。中間の値を有する画素データが選択されるの
で、画像の局所的な相関が高いことと画像信号の変化の
単調性が成立している時には、ノイズを効果的に除去す
ることができる。

c.ノイズ除去フィルタの他の例 ノイズ除去フィルタの他の例を第４図及び第５図に示
す。これらの構成は、先に本願出願人が提案した特願昭
62−187083号明細書及び特願昭62−192227号明細書に記
載されたものと同様である。

第４図に示す構成では、入力端子121からの入力ディ
ジタルビデオ信号が遅延回路122に供給される。遅延回
路122は、サンプル遅延回路及び水平遅延回路を組み合
わせた構成を有し、第３図に示すように、画素Pbを中心
とする上下左右の画素Pa,Pc,Pd,Peが同時に遅延回路122
から取り出される。画素Pbが注目画素（即ち、処理の対
象とされている画素）であり、他の画素Pa,Pc,Pd,Peが
参照画素である。

遅延回路122からの５個の画素のデータの中の参照画
素のデータが最大値及び最小値検出回路123に供給さ
れ、注目画素のデータが選択回路124に供給される。検
出された最大値MAXが選択回路124及び比較回路125に供
給され、検出された最小値MINが選択回路124及び比較回
路126に供給される。これらの比較回路125及び126の出
力信号が判定回路127に供給される。

判定回路127から選択回路124に対する制御信号が発生
し、この制御信号に応じて、注目画素の値、最大値MAX
又は最小値MINの何れかが選択され、出力端子128に取り
出される。注目画素Pbの値をLbと表す時に、下記のよう
に選択回路124が動作を行う。

MAX＜Lbの時 最大値MAXが選択される。

MIN≦Lb≦MAXの時 注目画素Pbの値Lbが選択される。

MIN＞Lbの時 最小値MINが選択される。

第４図に示すノイズ除去フィルタは、第２図に示すノ
イズ除去フィルタと同様に、空間的な相関を有しないノ
イズを除去することができる。第６図に示すように、上
述の中間値を選択するノイズ除去フィルタ（第２図参
照）では、選択される出力信号のレベル範囲が143で示
すものに限定される。しかし、第４図に示すノイズ除去
フィルタは、出力信号のレベル範囲が最大値MAX及び最
小値MINの間のレベル範囲142に拡大されるので、ノイズ
除去で生じる信号のなまりを上述のノイズ除去回路より
小さくできる。

第５図は、ノイズ除去フィルタの更に他の例であり、
第４図と同様の構成とされている。第５図では、１次元
フィルタが構成され、入力端子131に接続された遅延回
路132から同一ラインの連続する３個の画素のデータが
同時に取り出される。両側の参照画素のデータが最大値
及び最小値検出回路133に供給され、中央の注目画素の
データが選択回路134に供給される。検出された最大値
が加算回路135に供給され、検出された最小値が減算回
路136に供給される。これらの加算回路135及び減算回路
136には、端子137からオフセットデータΔが供給され
る。

加算回路135及び減算回路136の夫々の出力信号が選択
回路134と比較回路138,139とに供給される。比較回路13
8及び139には、注目画素の値が供給され、比較回路138
及び139の出力信号が判定回路140に供給される。判定回
路140の出力信号が制御信号として選択回路134に供給さ
れる。

選択回路134は、第４図に示すノイズ除去フィルタと
同様の選択動作を行う。第４図に示すノイズ除去フィル
タと比較して、第５図に示すノイズ除去フィルタは、最
大値MAX及び最小値MINの夫々にオフセットデータΔが付
加されているので、注目画素のデータが最大値MAX及び
最小値MINに比較してより重視されており、ノイズ除去
を効果的に行うことができる。

d.サブサンプリングエンコーダ 第７図を参照して、画像信号の送信側（VTR等の場合
には、記録側）に設けられるサブサンプリングエンコー
ダ106について説明する。第７図において、１で示す入
力端子に例えばディジタルビデオ信号が供給される。こ
のディジタルビデオ信号は、上述のノイズ除去フィルタ
により、ノイズ成分が除去されたものである。

入力端子１には、LDで示されるライン遅延回路２、
３、４、５の縦続接続が接続される。また、入力端子１
に対してSDで示されるサンプル遅延回路６及び７が直列
に接続され、ライン遅延回路２の出力側にサンプル遅延
回路８及び９が直列に接続され、ライン遅延回路３の出
力側にサンプル遅延回路10、11、12及び13が直列に接続
され、ライン遅延回路４の出力側にサンプル遅延回路14
及び15が直列に接続され、ライン遅延回路５の出力側に
サンプル遅延回路16及び17が直列に接続される。これら
のライン遅延回路２、３、４、５は、１水平期間の遅延
量を夫々持ち、サンプル遅延回路６、７、８、.....、1
7は、１サンプリング期間の遅延量を夫々有する。ライ
ン遅延回路２〜５及びサンプル遅延回路６〜17により、
テレビジョン画像の所定の２次元領域に含まれる複数画
素データが同時に取り出される。

第８図を参照してこの実施例によるサブサンプリング
について説明する。第８図は入力ディジタルビデオ信号
の２次元（フィールド又はフレーム）の一部の領域を示
し、水平方向の画素の間隔がサンプリング周期と対応
し、垂直方向の画素の間隔がライン間隔と対応してい
る。第８図中の各画素に付された記号（△、●、□、
×、○）の夫々は、補間の処理の違いを表している。ま
ず、○で示されるのは、４ライン毎及び４画素毎に位置
する基本画素を表す。この16個の画素毎に１個の割合の
基本画素は、間引かれずに必ず伝送される。基本画素以
外の画素は、以下に述べるように、２個の画素の平均値
と比較され、原画素データと平均値との差（予測誤差）
がしきい値以下の時には、間引かれる。逆に、予測誤差
がしきい値を超える場合には、伝送される。

△で表される画素：上下のラインに夫々位置する画素
データの平均値と比較される。

例えば、画素a2は、平均値〔1/2（al＋a3）〕と比較
される。

●で表される画素：上下の２ライン離れたラインに夫
々位置する画素の平均値と比較される。

例えば画素a3は、平均値〔1/2（al＋a5）〕と比較さ
れる。

□で表される画素：左右の２画素離れて位置する画素
の平均値と比較される。

例えば画素c3は、平均値〔1/2（a3＋e3）〕と比較さ
れる。

×で表される画素：左右に隣接する画素の平均値と比
較される。

例えば画素b2は、平均値〔1/2（a2＋c2）〕と比較さ
れる。

第７図におけるサンプル遅延回路11の出力側が注目画
素であって、このサンプル遅延回路11の出力データがセ
レクタ18及び19の第５の入力端子と減算回路23とゲート
回路27とに供給される。セレクタ18及び19は、第１〜第
５の５個の入力端子を持ち、サンプリングクロックと同
期する端子20からの選択信号によって、これらの５個の
入力端子に夫々供給されている入力データを順次出力端
子に選択的に出力する。

セレクタ18の第１の入力端子には、サンプル遅延回路
７の出力データが供給され、セレクタ19の第１の入力端
子には、サンプル遅延回路17の出力データが供給され
る。従って、注目画素がΔで表される画素の場合に、セ
レクタ18及び19の夫々の第１の入力端子に供給される入
力データが選択される。セレクタ18及び19の第２の入力
端子には、サンプル遅延回路９及び15の出力データが夫
々供給される。従って、注目画素が●で表される画素の
場合に、セレクタ18及び19の夫々の第２の入力端子に供
給される入力データが選択される。セレクタ18及び19の
第３の入力端子には、ライン遅延回路３及びサンプル遅
延回路13の出力データが夫々供給される。従って、注目
画素が□で表される画素の場合に、セレクタ18及び19の
夫々の第３の入力端子に供給される入力データが選択さ
れる。セレクタ18及び19の第４の入力端子には、サンプ
ル遅延回路10及び12の出力データが夫々供給される。従
って、注目画素が×で表される画素の場合に、セレクタ
18及び19の夫々の第４の入力端子に供給される入力デー
タが選択される。セレクタ18及び19の第５の入力端子に
は、サンプル遅延回路11の出力データ（注目画素）が供
給され、従って、注目画素が○で表される基本画素の場
合に、セレクタ18及び19の両者が基本画素を選択する。

セレクタ18及び19の出力データが加算回路21に供給さ
れ、加算回路21の出力信号が1/2倍回路22に供給され
る。従って、1/2倍回路21からは、セレクタ18及び19に
よって夫々選択された２個の画素データの平均値データ
が発生する。この平均値データとサンプル遅延回路11か
らの注目画素のデータとが減算回路23に供給され、減算
回路23からの差データが絶対値化回路24において絶対値
に変換される。この絶対値化回路24の出力データが比較
回路25に供給され、端子26からのしきい値と比較され
る。

絶対値化回路24の出力データは、前述のように、２画
素の画素の平均値で補間を行った時に発生する予測誤差
を表している。この予測誤差がしきい値以下の場合に
は、その画素を間引いても良いことを意味するので、比
較回路25からの制御データ（１ビット）が“1"とされ
る。一方、予測誤差がしきい値を超える場合には、受信
側で補間が良好にできないことを意味するので、比較回
路25からの制御データが“0"とされる。この制御データ
によって、ゲート回路27のオン／オフが制御される。制
御データが“0"の時には、ゲート回路27がオンして原画
素データが出力端子28に取り出され、制御データが“1"
の時には、ゲート回路27がオフして原画素データが出力
端子28に取り出されない。また、制御データは、出力端
子29に取り出され、サブサンプリングされたビデオデー
タと共に伝送される。即ち、サブサンプリングエンコー
ダの出力端子28、29（第１図における出力端子107と対
応する）には、フレーム化回路（図示せず）が接続さ
れ、このフレーム化回路において、画素データ及び制御
データが合成され、伝送される画素データの場合では、
１画素当りで９ビットのデータが伝送され、間引かれる
画素データの場合では、１画素当りで１ビットの制御デ
ータのみが伝送される。

上述のように、サブサンプリングは、１画素毎に予測
誤差が大きいか否かに応じてなされる。即ち、ブロック
単位ではなく、最小単位である画素毎に適応的に伝送／
間引きが制御される。また、予測誤差を求めて間引きを
行うかどうかを判定する時に、補間データを用いずに、
実データを用いているので、繰り返し処理が避けられ、
実時間処理が可能である。

e.サブサンプリングデコーダ、 第９図は、受信側（VTR等の場合には、再生側）に設
けられるサブサンプリングデコーダを示す。第９図にお
いて、31で示す入力端子に受信されたディジタルビデオ
信号が供給され、32で示す入力端子に受信データと同期
しているサンプリングクロックが供給される。

入力端子31には、ライン遅延回路33、34、35、36が直
列に接続される。入力端子31及びライン遅延回路33〜36
の夫々の出力側には、直列→並列変換回路41、42、43、
44、45、が夫々接続される。これらの直列→並列変換回
路41〜45には、サンプリングクロックによって、異なる
ラインの夫々の受信データが順次取り込まれ1/4分周回
路37の出力信号によって、４個の画素データがラッチさ
れ、また、次の画素データが入力された時点で５個の画
素データが並列的に発生する。従って、あるタイミング
においては、第８図に示される画素が直列→並列変換回
路41〜45の夫々から出力される。例えば、ライン遅延回
路36から（a1、b1、c1、d1）の４個の画素データが直列
→並列変換回路45にラッチされ、次の画素データe1と合
わせた５個の画素データが同時に直列→並列変換回路45
から発生する。

直列→並列変換回路41〜45の出力信号の中で、a5〜e5
とe1〜e4とは、補間のために用いられる周辺の画素デー
タであって、これらの画素を除く（４×４＝16）個の画
素が補間の対象とされる。51、52、53・・・・・68、69
は、夫々補間回路を示し、互いに同一の構成を有してい
る。第10図は、補間回路51の構成を具体的に示す。

補間回路51は、入力端子91、92及び93と出力端子94と
を有し、入力端子91に対して、補間の対象とされる画像
データc5（１ビットの制御データ含む）が供給され、入
力端子92及び93には、補間に必要な周辺の画素データe5
及びa5が供給される。入力端子92及び93からの画素デー
タが加算回路95に供給され、加算回路95の出力信号が1/
2倍回路96に供給される。この1/2倍回路96の出力信号が
平均値補間における補間値である。入力端子91からの画
素データ及び1/2倍回路96の出力信号がセレクタ97に供
給される。

セレクタ97は、入力端子92からの画素データに含まれ
ている１ビットの制御データにより制御され、制御デー
タが“1"（間引き）の場合には、セレクタ97が1/2倍回
路96の出力信号を選択し、制御データが“0"（伝送）の
場合には、セレクタ97が入力端子91からの画像データを
選択する。セレクタ97の出力信号が出力端子94に得られ
る。

原画素データが間引き画素の時に、補間回路51〜69の
夫々から得られる補間値は、下記に示されるものであ
る。

補間回路51:c5→1/2（a5＋e5） 補間回路52:e4→1/2（e3＋e5） 補間回路53:c4→1/2（c3＋c5） 補間回路54:a4→1/2（a3＋a5） 補間回路55:d4→1/2（c4＋e4） 補間回路56:b4→1/2（a4＋c4） 補間回路57:e3→1/2（e1＋e5） 補間回路58:a3→1/2（a1＋a5） 補間回路59:c3→1/2（a3＋e3） 補間回路60:d3→1/2（c3＋e3） 補間回路61:b3→1/2（a3＋c3） 補間回路62:e2→1/2（e1＋e3） 補間回路63:c2→1/2（c1＋c3） 補間回路64:a2→1/2（a1＋a3） 補間回路65:d2→1/2（c2＋e2） 補間回路66:b2→1/2（a2＋c2） 補間回路67:c1→1/2（a1＋e1） 補間回路68:d1→1/2（c1＋e1） 補間回路69:b1→1/2（a1＋c1） 上述の補間回路51〜69からの出力信号の中で、（４×
４）の範囲に含まれる16個の画素データが同一ライン内
の４画素毎に並列→直列変換回路71、72、73、74に夫々
供給される。これらの並列→直列変換回路71〜74には、
1/4分周回路37の出力信号によって、補間後の４個の画
素データが夫々ラッチされる。また、並列→直列変換回
路71〜74からは、端子32からのサブサンプリングクロッ
クに同期して直列の復元データが出力される。なお、第
９図中で記入された画素データは、1/4分周回路37から
の次のクロックが発生する時点では、勿論、異なったも
のとなる。即ち、直列→並列変換回路41〜45の夫々の画
素データa1、a2、a3、a4、a5は、画素データe1、e2、e
3、e4、e5によって置き代えられる。

並列→直列変換回路71からの復元データがライン遅延
回路75に供給され、ライン遅延回路75の出力データと並
列→直列変換回路72からの復元データがセレクタ76に供
給される。セレクタ76の出力データがライン遅延回路77
に供給され、ライン遅延回路77の出力データと並列→直
列変換回路73からの復元データがセレクタ78に供給され
る。セレクタ78の出力データがライン遅延回路79に供給
され、ライン遅延回路79の出力データと並列→直列変換
回路74からの復元データがセレクタ80に供給される。こ
れらのライン遅延回路75、77、79とセレクタ76、78、80
は、復元データの順序をテレビジョン走査と同様の順序
に変換するために設けられており、セレクタ80の出力端
子81には、テレビジョン走査の順序の復元データが得ら
れる。

f.変形例 この発明では、補間値を伝送する場合に、原データを
補間値に置換し、補間値を使用して予測誤差を検出し、
伝送及び間引きの選択を予測誤差に基づいて判断しても
良い。

また、この発明は、他の高能率符号と組み合わせて使
用する場合にも適用できる。本願出願人は、画面を多数
のブロックに分割し、ブロック毎にダイナミックレンジ
を求め、このダイナミックレンジを固定又は可変のビッ
ト数で定まる個数の領域に分割し、最小値除去後の画素
データが属する領域と対応するコード信号を伝送するダ
イナミックレンジに通用した符号（ADRCと称される）を
先に提案している。

第11図に示すように、ディジタルビデオ信号が供給さ
れる入力端子151に対して前述と同様のサブサンプリン
グエンコーダ152が接続され、サブサンプリングエンコ
ーダ152に対してADRCエンコーダ153が接続される。ADRC
エンコーダ153は、伝送される画素データを元のビット
数より短いビット数のコード信号に変換し、出力端子15
4には、データ量が圧縮された出力信号が得られる。

第11図に示されるエンコーダシステムと対応するデコ
ーダシステムは、第12図に示すように、受信データが供
給される入力端子155と接続されたADRCデコーダ156とAD
RCデコーダ156からの復元データが供給される第９図と
同様の構成のサブサンプリングデコーダ157とからな
り、出力端子158に復元データが得られる。

また、この発明における制御データをランレングス符
号化によって符号化しても良い。

〔発明の効果〕

この発明に依れば、適応的可変サブサンプリングを行
う前に、非線形フィルタによりノイズ成分を除去してい
るので、ノイズ成分により、予測誤差が大きくなり、間
引かれる画素が減少することを防止できる。従って、圧
縮率がノイズ成分により、低くなることが防止される。
ノイズ除去がされることにより、画像中のノイズが目立
つことが防止できる。この発明による適応的サンプリン
グは、ブロック単位でサブサンプリングのパターンを切
り替える方式と異なり、ブロック単位で復元画素の劣化
が目立つことを防止でき、また、画像の特徴に対して適
応性が非常に良好なサブサンプリングがされ、復元画質
を良好とできる。

【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図はこ
の発明に使用できるノイズ除去フィルタの一例のブロッ
ク図、第３図はノイズ除去フィルタの説明に用いる画素
の配置を示す略線図、第４図はこの発明に使用できるノ
イズ除去フィルタの他の例のブロック図、第５図はこの
発明に使用できるノイズ除去フィルタの更に他の例のブ
ロック図、第６図はノイズ除去フィルタの他の例の説明
に用いる略線図、第７図はこの発明に使用できるサブサ
ンプリングエンコーダの一例のブロック図、第８図はサ
ンプリンプリングパターンの説明に用いる略線図、第９
図はサンプリングエンコーダと対応するサンプリングデ
コーダのブロック図、第10図はサンプリングエンコーダ
に設けられる補間回路の具体的構成の一例を示すブロッ
ク図、第11図は、エンコーダシステムの一例のブロック
図、第12図はデコーダシステムの一例のブロック図であ
る。 図面における主要な符号の説明 101:入力端子、103,105:ノイズ除去フィルタ、106:サン
プリングエンコーダ、107:出力端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】時間的又は空間的配列を有する複数の画素
   の注目画素の周辺画素を参照画素として複数個抽出する
   手段と、 上記複数の参照画素の値と上記注目画素の値との中で、
   中間の値を選択的に出力するノイズ除去回路と、 上記ノイズ除去回路の後段に設けられた適応的可変サン
   プリング手段とを備え、 上記適応的可変サンプリング手段は、 上記複数の画素の中で規則的に位置し、必ず伝送され
   る、基本画素を使用して垂直方向又は水平方向の第１の
   密度の第１の補間予測を行う補間予測手段と、 上記第１の補間予測の予測誤差をしきい値と比較し、上
   記第１の補間予測の予測誤差が上記しきい値よりも大き
   い時には、原画素信号を伝送し、上記予測誤差が上記し
   きい値よりも小さい時には、上記第１の補間予測で得ら
   れた補間値で置換し、 上記基本画素と上記原画素信号又は上記補間値の一方と
   を使用して、上記第１の密度より細かい、垂直方向又は
   水平方向の第２の密度の第２の補間予測を行い、 上記第２の補間予測の予測誤差が上記しきい値よりも大
   きい時には、上記原画素信号又は上記第１の補間予測で
   得られた補間値を伝送し、上記予測誤差が上記しきい値
   よりも小さい時には、上記第２の補間予測で得られた補
   間値で置換するように判定を行う判定手段と、 上記判定手段による判定に対応して、上記原画素信号を
   伝送するかどうかを示すビットを上記基本画素以外の全
   画素に対して割り当てるビットマップ生成手段とからな
   ることを特徴とする画像信号の高能率符号化装置。
2. 【請求項２】時間的又は空間的配列を有する複数の画素
   の注目画素の周辺画素を参照画素として複数個抽出する
   手段と、 上記複数の参照画素の値と上記注目画素の値との中で、
   最大値及び最小値を検出し、上記注目画素の値と上記最
   大値及び最小値又は上記最大値及び最小値の値に夫々オ
   フセットが付加された値との間の中間の値を選択的に出
   力するノイズ除去回路と、 上記ノイズ除去回路の後段に設けられた適応的可変サン
   プリング手段とを備え、 上記適応的可変サンプリング手段は、 上記複数の画素の中で規則的に位置し、必ず伝送され
   る、基本画素を使用して垂直方向又は水平方向の第１の
   密度の第１の補間予測を行う補間予測手段と、 上記第１の補間予測の予測誤差をしきい値と比較し、上
   記第１の補間予測の予測誤差が上記しきい値よりも大き
   い時には、原画素信号を伝送し、上記予測誤差が上記し
   きい値よりも小さい時には、上記第１の補間予測で得ら
   れた補間値で置換し、 上記基本画素と上記原画素信号又は上記補間値の一方と
   を使用して、上記第１の密度より細かい、垂直方向又は
   水平方向の第２の密度の第２の補間予測を行い、 上記第２の補間予測の予測誤差が上記しきい値よりも大
   きい時には、上記原画素信号又は上記第１の補間予測で
   得られた補間値を伝送し、上記予測誤差が上記しきい値
   よりも小さい時には、上記第２の補間予測で得られた補
   間値で置換するように判定を行う判定手段と、 上記判定手段による判定に対応して、上記原画素信号を
   伝送するかどうかを示すビットを上記基本画素以外の全
   画素に対して割り当てるビットマップ生成手段とからな
   ることを特徴とする画像信号の高能率符号化装置。