JP3143970B2 - Image coding device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、画像符号化装置に関
し、特に画像データを離散余弦変換によって高能率符号
化する画像符号化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image encoding apparatus, and more particularly to an image encoding apparatus for encoding image data with high efficiency by discrete cosine transform.
【0002】[0002]
【従来の技術】画像データを伝送したり、例えば磁気テ
ープ等の記録媒体に記録するとき、画像情報圧縮のため
に種々の符号化が採用されている。例えば所謂予測符号
化、変換符号化、ベクトル量子化等が知られている。2. Description of the Related Art When image data is transmitted or recorded on a recording medium such as a magnetic tape, various encodings are employed for compressing image information. For example, so-called predictive coding, transform coding, vector quantization, and the like are known.
【0003】ところで、上記変換符号化は、画像信号の
有する相関性を利用し、標本値(以下画像データとい
う)を相互に直交する軸に変換して画像データ間の相関
を無相関化し、データ量の削減を行うものであり、所謂
基底ベクトルが互いに直交し、変換前の平均信号電力の
総和と直交変換により得られる所謂変換係数の平均電力
の総和が等しく、かつ低周波成分への電力集中度に優れ
た直交変換が採用されている。この変換符号化として
は、例えば所謂アダマール変換、ハール変換、カールネ
ン・ルーベ(K−L)変換、離散余弦変換(以下DC
T:Discrete CosineTransform という)、離散正弦変
換(以下DST:Discrete Sine Transform という)、
傾斜(スラント)変換等が知られている。[0003] In the above-mentioned transform coding, a sample value (hereinafter referred to as "image data") is converted into axes orthogonal to each other by making use of the correlation of an image signal to de-correlate the correlation between the image data, thereby obtaining the data. The so-called basis vectors are orthogonal to each other, the sum of the average signal powers before conversion and the sum of the average powers of the so-called transform coefficients obtained by the orthogonal transformation are equal, and the power concentration on the low-frequency component is performed. An excellent orthogonal transform is employed. The transform coding includes, for example, so-called Hadamard transform, Haar transform, Karnen-Rube (KL) transform, discrete cosine transform (hereinafter DC)
T: Discrete CosineTransform), discrete sine transform (hereinafter DST: Discrete Sine Transform),
Slant transformation and the like are known.
【0004】ここで、上記DCTについて簡単に説明す
る。DCTは、画像を空間配置における水平・垂直方向
ともにn個(n×n)の画素からなる画像ブロックに分
割し、画像ブロック内の画像データを余弦関数を用いて
直交変換するものである。このDCTは、高速演算アル
ゴリズムが存在し、画像データの実時間変換を可能にす
る1チップの所謂LSIが実現したことにより、画像デ
ータの伝送や記録に広く用いられるようになっている。
また、DCTは、符号化効率として、効率に直接影響す
る低周波成分への電力集中度の点で最適な変換である上
記K−L変換と殆ど同等の特性を有するものである。し
たがって、DCTにより得られる変換係数を、電力が集
中する成分のみを符号化することにより、全体として情
報量の大幅な削減が可能となる。Here, the DCT will be briefly described. The DCT divides an image into image blocks composed of n (n × n) pixels in both the horizontal and vertical directions in a spatial arrangement, and orthogonally transforms image data in the image blocks using a cosine function. The DCT has been widely used for transmission and recording of image data due to the existence of a high-speed operation algorithm and the realization of a one-chip so-called LSI that enables real-time conversion of image data.
In addition, DCT has almost the same characteristics as the KL transform, which is an optimal transform in terms of the degree of power concentration on low-frequency components that directly affect the efficiency, as the coding efficiency. Therefore, by encoding only the components where power concentrates on the transform coefficients obtained by DCT, it is possible to greatly reduce the amount of information as a whole.
【0005】具体的には、n×n個の画像データをDC
Tして得られる変換係数を例えばCij(i=0〜n−
1,j=0〜n−1)で表すと、変換係数C00は画像ブ
ロック内の平均輝度値を表す直流成分に対応し、その電
力は、通常、他の成分に比べてかなり大きくなる。そこ
で、この直流成分を粗く量子化した場合、視覚的に大き
な画質劣化として感じられる変換符号化特有の雑音であ
る所謂ブロック歪みが生じるところから、変換係数C00
に多くのビット数(例えば8ビット以上)を割り当てて
量子化し、直流成分を除く他の成分(以下交流成分とい
う)の変換係数Cij(C00を除く)には、例えば視覚の
空間周波数が高域では低下するという視覚特性を利用し
て、高周波成分ほどビット数の割り当てを減少させて量
子化するようになっている。More specifically, n × n image data is converted into DC data.
For example, C ij (i = 0 to n−
Expressed in 1, j = 0~n-1) , the transform coefficient C 00 corresponds to a DC component representing an average luminance value of the image block, its power is usually much larger than the other components. Therefore, when the coarsely quantizing the DC components, from where visually so-called block distortion is transform coding specific noise felt as a large image quality degradation occurs, the conversion factor C 00
Are assigned a large number of bits (for example, 8 bits or more) and quantized, and transform coefficients C ij (except C 00 ) of other components (hereinafter, referred to as AC components) except for the DC component have, for example, a visual spatial frequency. Utilizing the visual characteristic of being reduced in the high frequency band, the higher the frequency component, the smaller the number of bits allocated to quantize.
【0006】そして、画像データの伝送や記録では、画
像データをDCTして得られる変換係数Cijを上述のよ
うに量子化した後、さらに圧縮を行うために所謂ハフマ
ン符号化(Huffman coding)やランレングス符号化(Ru
n Length coding )等の可変長符号化を施し、得られる
符号化データに同期信号やパリティ等を付加して伝送や
記録を行うようになっている。[0006] In transmission and recording of image data, after transform coefficients C ij obtained by DCT of image data are quantized as described above, so-called Huffman coding (Huffman coding) or the like is used for further compression. Run-length coding (Ru
n Length coding) and the like, transmission and recording are performed by adding a synchronization signal and parity to the obtained coded data.
【0007】一方、例えば、映像信号をディジタル信号
として記録する装置としては、磁気テープを記録媒体と
して用いるディジタルビデオテープレコーダ(以下ディ
ジタルVTRという)が知られている。例えば、従来、
規格化されているディジタルVTRとしては、CCIR
のRec601勧告による所謂4:2:2コンポーネン
ト符号化規格を採用した4:2:2ディジタルVTR
(所謂D−1フォーマットのVTR)や、放送に使用さ
れているコンポジット信号を直接ディジタル信号に変換
して記録を行う所謂D−2フォーマットのVTRが知ら
れている。On the other hand, for example, a digital video tape recorder (hereinafter, referred to as a digital VTR) using a magnetic tape as a recording medium is known as a device for recording a video signal as a digital signal. For example,
As a standardized digital VTR, CCIR
4: 2: 2 digital VTR adopting the so-called 4: 2: 2 component coding standard according to the Rec.
(A so-called D-1 format VTR) and a so-called D-2 format VTR that directly converts a composite signal used for broadcasting into a digital signal and records the digital signal.
【0008】上記4:2:2ディジタルVTRは、輝度
信号(Y)と色差信号(CR 、CB )をそれぞれ13.
5MHz、6.75MHzのサンプリング周波数でサンプリ
ングし、8ビット直線量子化によりディジタル信号に変
換してた後、同期信号の付加やエラー訂正等のための所
定の信号処理を施して磁気テープに記録するようになっ
ている。The 4: 2: 2 digital VTR converts the luminance signal (Y) and the color difference signals (C R , C B ) into 13.
Sampling is performed at a sampling frequency of 5 MHz or 6.75 MHz, converted into a digital signal by 8-bit linear quantization, subjected to predetermined signal processing for adding a synchronization signal, error correction, and the like, and recorded on a magnetic tape. It has become.
【0009】さらに、記録するデータ量の削減を図るた
めに、4:2:2コンポーネント信号を、色差信号のサ
ンプリング周波数が1/2倍である所謂4:1:1コン
ポーネント信号に変換して、記録することが考えられ
る。すなわち、4:2:2から4:1:1のレート変換
を、色差データの帯域を前置フィルタで制限した後、色
差データをデータ量が1/2となるように間引き、得ら
れる4:1:1コンポーネント信号(データ)を記録す
ることにより、データ量の削減を行うことができる。Further, in order to reduce the amount of data to be recorded, the 4: 2: 2 component signal is converted into a so-called 4: 1: 1 component signal in which the sampling frequency of the color difference signal is 倍 times, It is possible to record. In other words, the rate conversion from 4: 2: 2 to 4: 1 :: 1 is performed by limiting the band of the chrominance data with a pre-filter, and then thinning out the chrominance data so that the data amount becomes 1/2. By recording a 1: 1 component signal (data), the data amount can be reduced.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばディ
ジタルVTRに上述したDCTによる符号化と4:1:
1コンポーネント信号を用いる2つの技術を同時に適用
し、従来の装置に比してデータ量を大幅に削減して記録
を行うことも考えられるが、DCTのための回路に加え
て、上述の前置フィルタ、例えばディジタルローパスフ
ィルタと色差データを間引くためのデータ処理回路が必
要となり、回路規模が増大するという欠点がある。By the way, for example, the above-described DCT coding and the 4: 1 coding on a digital VTR are performed.
It is conceivable that the two techniques using one component signal are applied at the same time and recording is performed with the data amount significantly reduced as compared with the conventional apparatus. However, in addition to the circuit for DCT, A filter, for example, a digital low-pass filter and a data processing circuit for thinning out color difference data are required, and there is a disadvantage that the circuit scale is increased.
【0011】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、離散余弦変換による符号化に加えて、例
えば4:2:2から4:1:1へのレート変換と同等な
データ量の削減効果を、前置フィルタとデータの間引き
のためのデータ処理回路を必要とせずに実現することが
できる画像符号化装置の提供を目的とするものである。The present invention has been made in view of such circumstances, and in addition to coding by discrete cosine transform, data equivalent to rate conversion from, for example, 4: 2: 2 to 4: 1: 1. It is an object of the present invention to provide an image encoding apparatus capable of realizing the effect of reducing the amount without requiring a pre-filter and a data processing circuit for thinning out data.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するために、輝度データと色差データを空間配置に
おけるn×n個を1ブロックとするブロックにそれぞれ
分割するブロック化手段と、該ブロック化手段からの各
ブロックの輝度データと各ブロックの色差データをそれ
ぞれ余弦関数を用いて直交変換して輝度データの変換係
数と色差データの変換係数を算出する離散余弦変換手段
と、該離散余弦変換手段からの色差データの変換係数の
水平方向の1/2の高域成分の値を零とする高域成分除
去手段と、上記離散余弦変換手段からの輝度データの変
換係数と上記高域成分除去手段からの色差データの変換
係数を量子化して量子化データを形成し、該量子化デー
タを出力する量子化手段とを有することを特徴とする。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, there are provided block-forming means for dividing luminance data and chrominance data into blocks each having n × n blocks in a spatial arrangement. Discrete cosine transform means for orthogonally transforming the luminance data of each block and the chrominance data of each block from the blocking means using a cosine function to calculate a transform coefficient of luminance data and a transform coefficient of chrominance data; High-frequency component removing means for setting the value of the high-frequency component of the horizontal half of the conversion coefficient of the color difference data from the conversion means to zero, the conversion coefficient of the luminance data from the discrete cosine conversion means and the high-frequency component And a quantizing means for quantizing the transform coefficient of the color difference data from the removing means to form quantized data, and outputting the quantized data.
【0013】[0013]
【作用】本発明に係る画像符号化装置では、輝度データ
と色差データを空間配置におけるn×n個を1ブロック
とするブロックにそれぞれ分割し、各ブロックの輝度デ
ータと各ブロックの色差データをそれぞれ余弦関数を用
いて直交変換して輝度データの変換係数と色差データの
変換係数を算出し、この色差データの変換係数の水平方
向の1/2の高域成分の値を零とする。そして、輝度デ
ータの変換係数と高域成分を零とした色差データの変換
係数を量子化して量子化データを形成し、これらの量子
化データを出力する。In the image coding apparatus according to the present invention, the luminance data and the chrominance data are divided into blocks each having n × n blocks in a spatial arrangement, and the luminance data of each block and the chrominance data of each block are respectively divided. The transform coefficient of the luminance data and the transform coefficient of the chrominance data are calculated by performing orthogonal transform using the cosine function, and the value of the high-frequency component of 1 / of the transform coefficient of the chrominance data in the horizontal direction is set to zero. Then, the transform coefficient of the luminance data and the transform coefficient of the chrominance data with the high-frequency component set to zero are quantized to form quantized data, and these quantized data are output.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明に係る画像符号化装置の一実施
例を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明を適
用した画像符号化装置の回路構成を示すものであり、図
2は、この画像符号化装置を適用したディジタルビデオ
テープレコーダ(以下ディジタルVTRという)の記録
系の回路構成を示すものであり、図3は、該ディジタル
VTRの再生系の回路構成を示すものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an image coding apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit configuration of an image encoding apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a circuit configuration of a recording system of a digital video tape recorder (hereinafter referred to as a digital VTR) to which the image encoding apparatus is applied. FIG. 3 shows a circuit configuration of a reproduction system of the digital VTR.
【0015】まず、このディジタルVTRについて説明
する。このディジタルVTRは、図2に示すように、所
謂4:2:2コンポーネント信号として供給される輝度
データYと色差データCR 、CB に所謂変換符号化等の
データ処理を施してデータ圧縮を行った後、磁気ヘッド
21を介して磁気テープ1に記録する記録系と、図3に
示すように、磁気テープ1から磁気ヘッド31によって
再生される再生信号を2値化した後、復号化等のデータ
処理を施して、輝度データYと色差データCR 、CB を
再生する再生系とから構成される。First, the digital VTR will be described. As shown in FIG. 2, the digital VTR performs data compression such as so-called conversion coding on the luminance data Y and the color difference data C R and C B supplied as so-called 4: 2: 2 component signals to compress data. After that, a recording system for recording on the magnetic tape 1 via the magnetic head 21 and, as shown in FIG. 3, a reproduction signal reproduced from the magnetic tape 1 by the magnetic head 31 are binarized and then decoded. And a reproducing system that reproduces the luminance data Y and the color difference data C R and C B by performing the data processing described above.
【0016】上記記録系は、上述の図2に示すように、
輝度データYと色差データCR 、CB を空間配置におけ
るn×n個を1ブロックとする画像ブロックGYh、
GRh、GBhにそれぞれ分割すると共に、所定の比率であ
ってそれぞれ所定数の画像ブロックからなる処理単位を
形成するブロック化回路12と、該ブロック化回路12
からのブロック化された輝度データYと色差データ
CR 、CB をそれぞれ余弦関数を用いて直交変換(以下
DCT:Discrete Cosine Transform という)して画像
ブロックGYh、GRh、GBhの各変換係数Cij(i=0〜
n−1,j=0〜n−1)を算出するDCT回路13
と、該DCT回路13からの色差データCR 、CB の各
変換係数Cijの水平方向の高域成分の値を零とすると共
に、該色差データCR 、CB の各変換係数Cijと上記D
CT回路13からの輝度データYの変換係数Cijを処理
単位毎に量子化して各データの量子化データを形成する
量子化回路14と、該量子化回路14からの量子化デー
タを、例えば所謂可変長符号により符号化して符号化デ
ータVLCij(i=0〜n−1,j=0〜n−1)を形
成する符号化回路15と、該符号化回路15からの符号
化データVLCijに、例えばエラー検出やエラー訂正の
ためのパリティを処理単位毎に付加するパリティ付加回
路17と、該パリティ付加回路17からのパリティが付
加された符号化データVLCijに、同期信号等を処理単
位毎に付加して伝送データを形成する同期信号挿入回路
18と、該同期信号挿入回路18からパラレルデータと
して送られてくる伝送データをシリアルデータに変換す
るパラレル/シリアル(以下P/Sという)変換器19
と、該P/S変換器19からの伝送データに記録に適し
た変調処理を施して記録信号を生成し、該記録信号を上
記磁気ヘッド21に供給するチャンネルエンコーダ(以
下ENCという)20とから構成される。The above recording system, as shown in FIG.
An image block G Yh , in which n × n blocks in the spatial arrangement of the luminance data Y and the color difference data C R and C B are one block,
A blocking circuit 12 that divides the image into G Rh and G Bh and forms a processing unit including a predetermined number of image blocks at a predetermined ratio;
Blocked luminance data Y and color difference data C R from the orthogonal transformation by using respectively the cosine function C B (hereinafter DCT: Discrete referred Cosine Transform) to the image block G Yh, G Rh, each transformation G Bh Coefficient C ij (i = 0 to
DCT circuit 13 for calculating (n-1, j = 0 to n-1)
The value of the horizontal high-frequency component of each of the conversion coefficients C ij of the color difference data C R and C B from the DCT circuit 13 is set to zero, and each of the conversion coefficients C ij of the color difference data C R and C B. And D above
A quantization circuit 14 that quantizes the transform coefficient C ij of the luminance data Y from the CT circuit 13 for each processing unit to form quantized data of each data, and a quantized data from the quantizer 14 is, for example, a so-called An encoding circuit 15 for encoding with a variable length code to form encoded data VLC ij (i = 0 to n−1, j = 0 to n−1); and encoded data VLC ij from the encoding circuit 15 For example, a parity addition circuit 17 for adding a parity for error detection and error correction for each processing unit, and a synchronization signal and the like are added to the encoded data VLC ij to which the parity from the parity addition circuit 17 is added. A synchronization signal insertion circuit 18 for adding transmission data to each transmission data to form transmission data; and a parallel / serial converter for converting transmission data transmitted from the synchronization signal insertion circuit 18 as parallel data into serial data. Al (hereinafter referred to as P / S) converter 19
And a channel encoder (hereinafter referred to as ENC) 20 that performs a modulation process suitable for recording on the transmission data from the P / S converter 19 to generate a recording signal, and supplies the recording signal to the magnetic head 21. Be composed.
【0017】そして、この記録系は、端子2を介して
4:2:2コンポーネント信号として供給される輝度デ
ータYと色差データCR 、CB を空間配置における例え
ば8×8個を1ブロックとする画像ブロックGYh、
GRh、GBhにそれぞれ分割し、画像ブロックGYhの輝度
データYと画像ブロックGRh、GBhの色差データCR 、
CB をそれぞれDCTして変換係数Cijを算出する。そ
して、色差データCR 、CB の変換係数Cijの水平方向
の例えば1/2の高周波成分の値を零とし、この色差デ
ータCR 、CB の変換係数Cijと輝度データYの変換係
数を、例えば4:2:2の比率であってそれぞれ所定数
の画像ブロックGYh、GRh、GBhからなる、例えばデー
タ処理や伝送の1単位となる処理単位毎に量子化して量
子化データを形成すると共に、可変長符号により量子化
データを符号化して符号化データVLCijを形成するよ
うになっている。また、この記録系は、符号化データV
LCijに同期信号等を処理単位毎に付加して伝送データ
を形成した後、この伝送データに記録に適した変調、例
えばスクランブルやNRZI変調処理を施し、磁気ヘッ
ド21よって磁気テープ1に記録するようになってい
る。In this recording system, the luminance data Y and the chrominance data C R and C B supplied as 4: 2: 2 component signals via the terminal 2 are, for example, 8 × 8 in a spatial arrangement as one block. Image block G Yh ,
G Rh and G Bh , respectively, and the luminance data Y of the image block G Yh and the color difference data C R and G Rh of the image blocks G Rh and G Bh are obtained.
The C B each DCT to calculate the transform coefficients C ij. Then, color difference data C R, the value of the horizontal direction, for example, half of the high frequency component of the transformation coefficients C ij of C B is set to zero, the conversion of the color difference data C R, transform coefficients C B C ij and the luminance data Y The coefficients are quantized and quantized for each processing unit that is a ratio of 4: 2: 2 and includes a predetermined number of image blocks G Yh , G Rh , and G Bh , for example, one unit of data processing or transmission. In addition to forming data, the quantized data is encoded by a variable length code to form encoded data VLC ij . Further, this recording system uses the encoded data V
After adding a synchronization signal or the like to the LC ij for each processing unit to form transmission data, the transmission data is subjected to modulation suitable for recording, for example, scrambling or NRZI modulation processing, and is recorded on the magnetic tape 1 by the magnetic head 21. It has become.
【0018】かくして、本発明に係る画像符号化装置、
すなわち上述のように構成されるディジタルVTRの要
部は、上記ブロック化回路12〜量子化回路14から構
成され、これらのブロック化回路12〜量子化回路14
はそれぞれ輝度データYと色差データCR 、CB 用の2
つの処理系を有し、具体的には、以下のようになってい
る。Thus, the image coding apparatus according to the present invention,
That is, the main part of the digital VTR configured as described above is composed of the blocking circuit 12 to the quantization circuit 14, and the blocking circuit 12 to the quantization circuit 14
Luminance data Y and color difference data C R, respectively, 2 for C B
It has two processing systems, and is specifically configured as follows.
【0019】上記ブロック化回路12は、例えば図1に
示すように、例えば1フィールドあるいは1フレーム分
の記憶容量を有し、輝度データYを記憶するメモリ12
aと、該メモリ12aから輝度データYをそれぞれ空間
配置におけるn×n個を1ブロックとする画像ブロック
GYh(h=1〜H、Hは1フレームあるいは1フィール
ドの画素数及び1ブロックの画素数n2 に依存する)に
分割すると共に、輝度データYと色差データCR 、CB
の画像ブロックの比率が例えば4:2:2であって所定
数の画像ブロックGYh毎に読み出すブロック化器12b
と、例えば1フィールドあるいは1フレーム分の記憶容
量を有し、色差データCR 、CB をそれぞれ記憶するメ
モリ12cと、該メモリ12cから色差データCR 、C
B をそれぞれ空間配置におけるn×n個を1ブロックと
する画像ブロックGRh、GBh(h=1〜H、Hは輝度デ
ータYに対して1/2である)に分割すると共に、それ
ぞれ所定数の画像ブロックGRh、GBh毎に読み出すブロ
ック化器12dとから構成される。The blocking circuit 12 has a storage capacity of, for example, one field or one frame and stores the luminance data Y, as shown in FIG.
and an image block G Yh (h = 1 to H, where H = 1 to H, where H is the number of pixels in one frame or one field and one block of pixels) while divided into depends on the number n 2), the luminance data Y and color difference data C R, C B
Is a ratio of 4: 2: 2, for example, and the blocking unit 12b reads out a predetermined number of image blocks G Yh.
And a memory 12c having a storage capacity of, for example, one field or one frame and storing the color difference data C R and C B , respectively, and the color difference data C R and C from the memory 12c.
B is divided into image blocks G Rh and G Bh (h = 1 to H, where H is に 対 し て with respect to the luminance data Y) each having n × n blocks in the spatial arrangement as one block, and each is divided into predetermined blocks. And a blocking unit 12d for reading out each of the number of image blocks G Rh and G Bh .
【0020】そして、このブロック化回路12は、端子
2を介してそれぞれ供給される画像データ、すなわち
4:2:2の比率で供給される輝度データYと色差デー
タCR 、CB をそれぞれメモリ12a、12cに一時的
に記憶し、メモリ12aに記憶されている輝度データY
を例えば8×8個を1ブロックとする画像ブロックGYh
に分割し、メモリ12cに記憶されている色差データC
R 、CB をそれぞれ例えば8×8個を1ブロックとする
画像ブロックGRh、GBhに分割すると共に、4:2:2
の比率であってそれぞれ所定数の画像ブロックGYh、G
Rh、GBhからなる処理単位毎に読み出し、この読み出し
た輝度データYと色差データCR 、CB をDCT回路1
3に供給するようになっている。[0020] Then, the blocking circuit 12, the image data supplied via respective terminals 2, i.e. 4: 2: luminance data Y supplied 2 ratio and color difference data C R, a C B respectively memory 12a, 12c, and temporarily stores the luminance data Y stored in the memory 12a.
Is an image block G Yh with 8 × 8 blocks as one block, for example.
And the color difference data C stored in the memory 12c.
R, the image block G Rh to each example 8 × 8 pieces of one block C B, as well as divided into G Bh, 4: 2: 2
And a predetermined number of image blocks G Yh , G
Rh and G Bh are read for each processing unit, and the read luminance data Y and color difference data C R and C B are read by the DCT circuit 1.
3.
【0021】上記DCT回路13は、例えば所謂DSP
(Digital Signal Processor)等からなり、上記ブロッ
ク化回路12から処理単位毎に供給される輝度データY
を余弦関数を用いて直交変換して輝度データYの変換係
数Cijを算出するDCT13aと、上記ブロック化回路
12から処理単位毎に供給される色差データCR 、CB
を余弦関数を用いてそれぞれ直交変換して色差データC
R 、CB の各変換係数Cijをそれぞれ算出するDCT1
3bとから構成される。The DCT circuit 13 includes, for example, a so-called DSP
(Digital Signal Processor) and the like, and luminance data Y supplied from the blocking circuit 12 for each processing unit.
13a to calculate the conversion coefficient C ij of the luminance data Y by orthogonally transforming the color data by using a cosine function, and the color difference data C R and C B supplied from the blocking circuit 12 for each processing unit.
Are respectively orthogonally transformed using a cosine function to obtain color difference data C.
DCT1 for calculating respective transform coefficients C ij of R and C B
3b.
【0022】そして、このDCT回路13は、ブロック
化回路12から処理単位毎に供給される輝度データYと
色差データCR 、CB をDCTして、得られる輝度デー
タYの変換係数Cijと色差データCR 、CB の各変換係
数Cijを量子化回路14に供給するようになっている。[0022] Then, the DCT circuit 13, the luminance data Y and color difference data C R supplied to each processing unit from the blocking circuit 12, and DCT to C B, transform coefficients obtained luminance data Y C ij and The conversion coefficients C ij of the color difference data C R and C B are supplied to the quantization circuit 14.
【0023】上記量子化回路14は、上述の図1に示す
ように、互いに異なる量子化幅を有し、上記DCT13
aからの輝度データYの変換係数Cijを量子化して、同
一処理単位に対して互いに異なるデータ量の量子化デー
タをそれぞれ形成する量子化器QYm(m=1〜M)と、
上記DCT13bからの色差データCR 、CB の各変換
係数Cijの水平方向の高域成分の値を零に設定する零設
定回路14aと、互いに異なる量子化幅を有し、上記零
設定回路14aからの色差データCR 、CBの各変換係
数Cijを量子化して、同一処理単位に対して互いに異な
るデータ量の量子化データをそれぞれ形成する量子化器
QCm(m=1〜M)とから構成される。As shown in FIG. 1, the quantization circuit 14 has different quantization widths from each other, and
a quantizer Q Ym (m = 1 to M) for quantizing the transform coefficient C ij of the luminance data Y from a to form quantized data of different data amounts for the same processing unit,
A zero setting circuit 14a for setting the value of the high-frequency component in the horizontal direction of each of the conversion coefficients C ij of the color difference data C R and C B from the DCT 13b to zero; The quantizer Q Cm (m = 1 to M) that quantizes the transform coefficients C ij of the color difference data C R and C B from the image processing unit 14a and forms quantized data of different data amounts for the same processing unit. ).
【0024】そして、この量子化回路14は、輝度デー
タYの変換係数Cijと高域成分を零とした色差データC
R 、CB の各変換係数Cijを、同一処理単位に対してそ
れぞれ互いに異なるデータ量の輝度データYの量子化デ
ータと色差データCR 、CB の各量子化データを処理単
位毎に形成し、これらの量子化データを符号化回路15
に供給するようになっている。The quantization circuit 14 converts the conversion coefficient C ij of the luminance data Y and the color difference data C
R, forming each transform coefficient C ij of C B, the same processing of the luminance data Y of different data amounts respectively unit quantized data and color difference data C R, for each processing unit to each quantized data C B Then, these quantized data are encoded by the encoding circuit 15.
To be supplied.
【0025】具体的には、零設定回路14aは、例えば
図4に示すように、色差データCR 、CB の各変換係数
Cijの領域50において、水平方向の1/2の高周波成
分の領域51の変換係数Cijの値を強制的に零とし、こ
のようにして得られる変換係数Cijを量子化器QCmに供
給する。More specifically, as shown in FIG. 4, for example, as shown in FIG. 4, the zero setting circuit 14a generates a half of the high frequency component in the horizontal direction in the area 50 of the conversion coefficients C ij of the color difference data C R and C B. The value of the transform coefficient C ij in the area 51 is forcibly set to zero, and the transform coefficient C ij thus obtained is supplied to the quantizer QCm .
【0026】量子化器QYm、QCmはそれぞれ互いに異な
る量子化幅を有し、例えば、量子化器QY1、QC1は所定
の量子化幅qを有し、量子化器QY2、QC2は量子化幅2
qを有し、量子化器QY3、QC3は量子化幅4qを有し、
・・・のようになっており、量子化器QYmは、同一処理
単位に対して互いに異なるデータ量の輝度データYの量
子化データを形成し、量子化器QCmは、同一処理単位に
対して互いに異なるデータ量の色差データCR 、CB の
各量子化データをそれぞれ形成し、これらの量子化デー
タを符号化回路15に供給するようになっている。Each of the quantizers Q Ym and Q Cm has a different quantization width. For example, the quantizers Q Y1 and Q C1 have a predetermined quantization width q, and the quantizers Q Y2 and Q Cm have a predetermined quantization width q. C2 is quantization width 2
q, and the quantizers Q Y3 and Q C3 have a quantization width of 4q,
.. , The quantizer Q Ym forms quantized data of luminance data Y having different data amounts for the same processing unit, and the quantizer Q Cm color difference data C R different data amount from one another for, respectively forming each quantized data C B, has these quantized data is supplied to the encoding circuit 15.
【0027】上記符号化回路15は、上述の図1に示す
ように、可変長符号化を行う例えば所謂ハフマン符号
(Huffman code)器とランレングス符号(Run Length c
ode )器等からなり、上記各量子化器QYmからの輝度デ
ータYの量子化データを可変長符号によりそれぞれ符号
化して、輝度データYの符号化データVLCijをそれぞ
れ形成する符号器CODYm(m=1〜M)と、該各符号
器CODYmからの各符号化データVLCijを処理単位毎
にそれぞれ記憶し、所定の記憶容量を有するバッファメ
モリBUFYm(m=1〜M)と、該各バッファメモリB
UFYmからそれぞれ読み出された符号化データVLCij
の1つを選択するセレクタ15aと、上記各バッファメ
モリBUFYmのオーバーフローをそれぞれ検出し、得ら
れる後述する量子化器選択信号により上記セレクタ15
aを制御する制御回路15bと、同じくハフマン符号器
とランレングス符号器等からなり、上記各量子化器QCm
からの色差データCR 、CB の各量子化データを可変長
符号によりそれぞれ符号化して、色差データCR 、CB
の各符号化データVLCijをそれぞれ形成する符号器C
ODCm(m=1〜M)と、該各符号器CODCmからの各
符号化データVLCijを処理単位毎にそれぞれ記憶し、
所定の記憶容量を有するバッファメモリBUFCm(m=
1〜M)と、該各バッファメモリBUFCmからそれぞれ
読み出された符号化データVLCijの1つを選択するセ
レクタ15cと、上記各バッファメモリBUFCmのオー
バーフローをそれぞれ検出し、後述する量子化器選択信
号により上記セレクタ15cを制御する制御回路15d
と、上記セレクタ15aで選択された輝度データYの変
換係数Cijと上記セレクタ15cで選択された色差デー
タCR 、CB の各変換係数Cijを時分割多重するMUX
15eとから構成される。As shown in FIG. 1 described above, the encoding circuit 15 includes, for example, a so-called Huffman code (Huffman code) for performing variable length coding and a run length code (Run Length c).
consists ode), etc., and which encoded by a variable length coding the quantized data of the luminance data Y from the respective quantizer Q Ym, coder COD Ym to form the encoded data VLC ij of luminance data Y, respectively (M = 1 to M) and a buffer memory BUF Ym (m = 1 to M) that stores the encoded data VLC ij from each encoder COD Ym for each processing unit and has a predetermined storage capacity. , The respective buffer memories B
Encoded data VLC ij read from UF Ym
And the selector 15a for detecting one of the buffer memories BUF Ym and detecting the overflow of each of the buffer memories BUF Ym.
and a control circuit 15b for controlling a, likewise made from the Huffman coder and run length coder or the like, each quantizer Q Cm
, And each of the quantized data of the color difference data C R and C B is encoded by a variable length code, and the color difference data C R and C B are respectively encoded.
Encoders respectively forming the encoded data VLC ij of
OD Cm (m = 1 to M) and each encoded data VLC ij from each encoder COD Cm are stored for each processing unit,
Buffer memory BUF Cm having a predetermined storage capacity (m =
And 1 to M), detects a selector 15c for selecting one of the respective read encoded data VLC ij from respective buffer memory BUF Cm, the overflow of the respective buffer memories BUF Cm respectively, quantization to be described later Control circuit 15d for controlling the selector 15c by a device selection signal
A MUX that time-division multiplexes the conversion coefficient C ij of the luminance data Y selected by the selector 15a and the conversion coefficients C ij of the color difference data C R and C B selected by the selector 15c.
15e.
【0028】そして、この符号化回路15は、各量子化
器QYmからの互いに異なるデータ量の輝度データYの量
子化データを、ハフマン符号とランレングス符号により
それぞれ符号化して同一処理単位に対して互いに異なる
データ量の輝度データYの符号化データVLCijをそれ
ぞれ形成し、これらの符号化データVLCijをバッファ
メモリBUFYmにそれぞれ記憶すると共に、これらのバ
ッファメモリBUFYmのオーバーフローを検出し、オー
バーフローをおこさず、かつ最大のデータ量となる量子
化器QYmを選択するための量子化器選択信号、すなわち
量子化器QYmの番号mY をセレクタ15aに供給し、セ
レクタ15aで選択された輝度データYの符号化データ
VLCijをMUX15e供給するようになっている。The encoding circuit 15 encodes the quantized data of the luminance data Y having different data amounts from the respective quantizers Q Ym by using a Huffman code and a run-length code, and applies the same to the same processing unit. To form the encoded data VLC ij of the luminance data Y having different data amounts from each other, store these encoded data VLC ij in the buffer memory BUF Ym , respectively, and detect overflow of the buffer memory BUF Ym , A quantizer selection signal for selecting the quantizer Q Ym that does not cause overflow and has the maximum data amount, that is, the number m Y of the quantizer Q Ym is supplied to the selector 15a, and is selected by the selector 15a. The encoded data VLC ij of the luminance data Y is supplied to the MUX 15e.
【0029】また、この符号化回路15は、各量子化器
QCmからの互いに異なるデータ量の色差データCR 、C
B の各量子化データを、ハフマン符号とランレングス符
号によりそれぞれ符号化して同一処理単位に対してそれ
ぞれ互いに異なるデータ量の色差データCR 、CB の各
符号化データVLCijをそれぞれ形成し、これらの符号
化データVLCijをバッファメモリBUFCmにそれぞれ
記憶すると共に、これらのバッファメモリBUFCmのオ
ーバーフローを検出し、オーバーフローをおこさず、か
つ最大のデータ量となる量子化器QCmを選択するための
量子化器選択信号、すなわち量子化器QCmの番号mC を
セレクタ15cに供給し、セレクタ15cで選択された
色差データCR 、CB の各符号化データVLCijをMU
X15eに供給するようになっている。そして、MUX
15eは輝度データYの符号化データVLCijと色差デ
ータCR 、CB の各符号化データVLCijを時分割多重
し、端子5を介して上述の図2に示すパリティ付加回路
17に出力するようになっている。また、この符号化回
路15は、セレクタ15a、セレクタ15cでそれぞれ
選択した量子化器QYm、QCmの番号mY 、mC をそれぞ
れ端子6、7をそれぞれ介して上述の図2に示すパリテ
ィ付加回路17に供給するようになっている。The encoding circuit 15 also generates color difference data C R , C R of different data amounts from the respective quantizers Q Cm.
Each of the quantized data of B is encoded by a Huffman code and a run-length code to form encoded data VLC ij of color difference data C R and C B having different data amounts for the same processing unit, respectively. these encoded data VLC ij stores respectively in the buffer memory BUF Cm, to detect an overflow of the buffer memory BUF Cm, without causing an overflow, and selects a quantizer Q Cm having the maximum amount of data quantizer select signal for, i.e. the number m C quantizer Q Cm is supplied to the selector 15c, color difference data C R selected by the selector 15c, each coded data VLC ij of C B MU
X15e. And MUX
15e is time-division-multiplexes the encoded data VLC ij and color difference data C R of the luminance data Y, each coded data VLC ij of C B, via the terminal 5 and outputs the parity adding circuit 17 shown in FIG. 2 above It has become. The encoding circuit 15 also assigns the numbers m Y and m C of the quantizers Q Ym and Q Cm selected by the selectors 15 a and 15 c to the parity shown in FIG. The signal is supplied to the additional circuit 17.
【0030】この結果、MUX15eからは、処理単位
のデータ量が所定量に収まり、かつデータ量が最大とな
るように最小の量子化幅で量子化されて得られる輝度デ
ータYと色差データCR 、CB の各符号化データVLC
ijが出力される。そして、このとき、上述のように色差
データCR 、CB の各量子化データの水平方向の高域成
分(全体の1/2)を零とすることにより、例えば従来
の技術で述べた色差データCR 、CB の帯域を前置フィ
ルタで制限した後、色差データCR 、CB のデータ量が
1/2となるように間引きして行う4:2:2から4:
1:1へのレート変換と同等なデータ量の削減効果を得
ることができる。換言すると、従来の装置のように前置
フィルタとデータの間引きのためのデータ処理回路を必
要とせず、4:2:2から4:1:1へのレート変換と
同等なデータ量の削減を行うことができる。As a result, from the MUX 15e, the luminance data Y and the chrominance data C R obtained by being quantized with the minimum quantization width so that the data amount of the processing unit is within a predetermined amount and the data amount is maximized. , C B coded data VLC
ij is output. At this time, the high-frequency component (1/2 of the whole) in the horizontal direction of each of the quantized data of the chrominance data C R and C B is set to zero, as described above, for example, so that the chrominance described in the related art is used. After limiting the bands of the data C R and C B with the pre-filter, the data is thinned out so that the data amount of the color difference data C R and C B is reduced to 行 う.
An effect of reducing the data amount equivalent to the rate conversion to 1: 1 can be obtained. In other words, it does not require a pre-filter and a data processing circuit for thinning out the data unlike the conventional device, and can reduce the amount of data equivalent to the rate conversion from 4: 2: 2 to 4: 1: 1. It can be carried out.
【0031】そして、上述の図2に示すパリティ付加回
路17と同期信号挿入回路18は、符号化回路15から
の選択された量子化器QYm、QCmの番号mY 、mC と輝
度データYと色差データCR 、CB の各符号化データV
LCijを時分割多重すると共に、パリティ、同期信号等
を付加して伝送データを形成する。この結果、例えば、
1処理単位が先頭から順に同期信号、処理単位で採用さ
れた量子化器QYm、QCmの各番号mY 、mC 、それぞれ
所定数の画像ブロックGYh、GRh、GBhの各符号化デー
タVLCij、パリティ等からなる伝送データが出力され
る。The parity addition circuit 17 and the synchronization signal insertion circuit 18 shown in FIG. 2 correspond to the selected quantizers Q Ym and Q Cm numbers m Y and m C from the encoding circuit 15 and the luminance data. Y and each encoded data V of color difference data C R and C B
The LC ij is time-division multiplexed, and parity, a synchronization signal and the like are added to form transmission data. As a result, for example,
One processing unit is a synchronization signal in order from the top, the numbers m Y and m C of the quantizers Q Ym and Q Cm employed in the processing unit, and the codes of a predetermined number of image blocks G Yh , G Rh and G Bh , respectively. The transmission data including the encoded data VLC ij and the parity is output.
【0032】以上のように、この画像符号化装置は、輝
度データYと色差データCR 、CB をそれぞれ空間配置
におけるn×n個を1ブロックとする画像ブロック
GYh、GRh、GBhにそれぞれ分割し、各画像ブロックG
Yhの輝度データY、各画像ブロックGRhの色差データC
R 及び各画像ブロックGBhの色差データCB をそれぞれ
余弦関数を用いて直交変換して輝度データYの変換係数
Cijと色差データCR 、CB の各変換係数Cijを算出
し、この色差データCR 、CBの各変換係数Cijの水平
方向の1/2の高域成分を零とする。そして、輝度デー
タYの変換係数Cijと高域成分を零とした色差データC
R 、CB の各変換係数Cijを量子化して輝度データYと
色差データCR 、CB の各量子化データを形成すること
により、従来の装置のように前置フィルタとデータの間
引きのためのデータ処理回路を必要とせず、例えば4:
2:2から4:1:1へのレート変換と同等なデータ量
の削減を行うことができる。[0032] As described above, the image coding apparatus, an image block G Yh to n × n pieces one block in each spatial arrangement luminance data Y and color difference data C R, a C B, G Rh, G Bh And each image block G
Luminance data Y of Yh , color difference data C of each image block G Rh
R and the color difference data C B of each image block G Bh each orthogonal transform using a cosine function to calculate transform coefficients of the luminance data Y C ij and color difference data C R, each transform coefficient C ij of C B, the The high-frequency component in the horizontal direction of each of the conversion coefficients C ij of the color difference data C R and C B is set to zero. Then, the conversion coefficient C ij of the luminance data Y and the color difference data C with the high frequency component set to zero
R, luminance data Y and color difference data C R each transform coefficient C ij by quantization of C B, by forming each quantized data C B, the thinning of the prefilter and the data as in the conventional apparatus No data processing circuit is required, for example, 4:
It is possible to reduce the data amount equivalent to the rate conversion from 2: 2 to 4: 1: 1.
【0033】つぎに、ディジタルVTRの再生系につい
て説明する。この再生系は、上述の図3に示すように、
磁気テープ1から磁気ヘッド31によって再生される再
生信号にNRZI復調等の信号処理を施して伝送データ
を再生するチャンネルデコーダ(以下単にDECとい
う)32と、該DEC32からシリアルデータとして送
られてくる伝送データをパラレルデータに変換するシリ
アル/パラレル(以下S/Pという)変換器33と、該
S/P変換器33からの伝送データの同期を引き込むと
共に、輝度データYと色差データCR 、CB の各符号化
データVLCijを再生する同期信号検出回路34と、該
各符号化データVLCijの再生の際に生じる時間軸の変
動を補正する時間軸補正回路(以下TBC:Time Base
Corrector という)35と、該TBC35からの各符号
化データVLCijのエラー訂正をそれぞれ行うと共に、
エラー訂正できなかった符号化データVLCijに対して
エラーフラグEFをセットするエラー訂正回路36と、
該エラー訂正回路36からの記録の際に可変長符号化さ
れた各符号化データVLCijを復号化して輝度データY
と色差データCR 、CB の各量子化データを再生する復
号化回路37と、該復号化回路37からの色差データC
R 、CB の各量子化データに値が零であるデータを水平
方向の高周波成分として付加し、このようにして形成さ
れる色差データCR 、CB の量子化データと上記復号化
回路37からの輝度データYの量子化データに逆量子化
の信号処理を施して輝度データYと色差データCR 、C
B の各変換係数Cijを再生する逆量子化回路38と、該
逆量子化回路38からの各変換係数Cijを直交変換して
輝度データYと色差データCR 、CB を再生する逆直交
変換回路(以下IDCT回路という)39と、該IDC
T回路39からそれぞれ画像ブロックGYh、GRh、GBh
毎に供給される輝度データY、色差データCR 、CB か
ら1フレームあるいは1フィールド分の輝度データYと
色差データCR 、CB を形成する逆ブロック化回路40
と、上記エラー訂正回路36からのエラーフラグEFに
基づいて上記逆ブロック化回路40からの輝度データY
と色差データCR 、CB にそれぞれエラー補正を施すエ
ラー補正回路41とから構成される。Next, the reproduction system of the digital VTR will be described. This reproducing system, as shown in FIG.
A channel decoder (hereinafter simply referred to as DEC) 32 for performing signal processing such as NRZI demodulation on a reproduction signal reproduced from the magnetic tape 1 by the magnetic head 31 to reproduce transmission data, and transmission transmitted as serial data from the DEC 32 A serial / parallel (hereinafter, referred to as S / P) converter 33 for converting data into parallel data, and synchronizing transmission data from the S / P converter 33, as well as luminance data Y and color difference data C R and C B. each coded with the synchronization signal detection circuit 34 for reproducing data VLC ij, time base correction circuit for correcting the variation of the time axis occurring during playback of each of the encoded data VLC ij (hereinafter the TBC: time Base
Corrector) 35 and error correction of each encoded data VLC ij from the TBC 35.
An error correction circuit 36 for setting an error flag EF for the encoded data VLC ij for which error correction has failed;
At the time of recording from the error correction circuit 36, each encoded data VLC ij which has been
And color difference data C R, a decoding circuit 37 for reproducing the quantized data C B, color difference data C from該復Goka circuit 37
R, C values for each quantized data B are added to the data is zero as a horizontal high-frequency component, this way is formed by the color difference data C R, quantized data and the decoding circuit of C B 37 Performs inverse quantization signal processing on the quantized data of the luminance data Y from the luminance data Y and the color difference data C R , C
An inverse quantization circuit 38 for reproducing each of the conversion coefficients C ij of B , and an inverse quantization circuit for orthogonally transforming each of the conversion coefficients C ij from the inverse quantization circuit 38 to reproduce the luminance data Y and the color difference data C R and C B. An orthogonal transform circuit (hereinafter referred to as an IDCT circuit) 39;
From the T circuit 39, the image blocks G Yh , G Rh , G Bh
Inverse blocking circuit 40 to form the luminance data Y, color difference data C R, C B luminance data of one frame or one field from Y and color difference data C R, C B supplied per
And the luminance data Y from the deblocking circuit 40 based on the error flag EF from the error correction circuit 36.
And an error correction circuit 41 for performing error correction on the color difference data C R and C B respectively.
【0034】つぎに、以上のように構成される再生系の
動作について説明する。DEC32は、磁気テープ1か
ら磁気ヘッド31によって再生される再生信号を2値化
した後、NRZI復調すると共に、ディスクランブル処
理を施して伝送データを再生し、この伝送データをS/
P変換器33を介して同期信号検出回路34に供給す
る。Next, the operation of the reproducing system configured as described above will be described. The DEC 32 binarizes a reproduction signal reproduced by the magnetic head 31 from the magnetic tape 1, performs NRZI demodulation, performs a descrambling process, reproduces transmission data, and converts the transmission data to S / S.
The signal is supplied to the synchronization signal detection circuit 34 via the P converter 33.
【0035】同期信号検出回路34は、S/P変換器3
3でパラレルデータに変換された伝送データから同期信
号を検出して同期を引き込むと共に、輝度データYと色
差データCR 、CB の各符号化データVLCijを再生
し、これらの符号化データVLCijをTBC35に供給
する。The synchronizing signal detecting circuit 34 includes the S / P converter 3
3, a synchronization signal is detected from the transmission data converted to the parallel data to synchronize the data, and the encoded data VLC ij of the luminance data Y and the color difference data C R and C B are reproduced. ij is supplied to the TBC 35.
【0036】TBC35は、各符号化データVLCijの
時間軸補正を行い、再生の際に生じる時間軸の変動を吸
収し、これらの時間軸補正された符号化データVLCij
をエラー訂正回路36に供給する。The TBC 35 corrects the time axis of each of the encoded data VLC ij , absorbs the fluctuation of the time axis generated at the time of reproduction, and obtains the time axis corrected coded data VLC ij.
Is supplied to the error correction circuit 36.
【0037】エラー訂正回路36は、各符号化データV
LCijのエラー訂正を記録の際に付加されたパリティを
用いて行うと共に、エラー訂正能力を超えたエラーを有
する符号化データVLCijに対してエラーフラグEFを
セットし、エラー訂正された輝度データYと色差データ
CR 、CB の各符号化データVLCijを復号化回路37
に供給する。The error correction circuit 36 outputs each encoded data V
The error correction of the LC ij is performed using the parity added at the time of recording, and the error flag EF is set for the encoded data VLC ij having an error exceeding the error correction capability, and the error-corrected luminance data is set. The decoding circuit 37 converts the encoded data VLC ij of Y and the color difference data C R and C B into
To supply.
【0038】復号化回路37は、記録の際にハフマン符
号及びランレングス符号により符号化されている各符号
化データVLCijを復号化して輝度データYと色差デー
タCR 、CB の各量子化データを再生し、これらの量子
化データを逆量子化回路38に供給する。The decoding circuit 37 decodes each of the encoded data VLC ij encoded by the Huffman code and the run length code at the time of recording, and performs each quantization of the luminance data Y and the chrominance data C R and C B. The data is reproduced, and the quantized data is supplied to the inverse quantization circuit 38.
【0039】逆量子化回路38は、輝度データYの符号
化データVLCijと共に再生される各処理単位の量子化
器QYmの番号mY に基づいて、記録の際に用いられた各
処理単位の量子化器QYmを認識し、この量子化器QYmに
対応する量子化幅で各処理単位の輝度データYの量子化
データをそれぞれ逆量子化して輝度データYの変換係数
Cijを再生し、この変換係数CijをIDCT回路39に
供給する。また、この逆量子化回路38は、記録の際に
値が零とされ、再生されない色差データCR 、CB の各
量子化データの高周波成分を値が零のデータとして、n
×n個の色差データCR 、CB の各量子化データを形成
した後、色差データCR 、CB の各符号化データVLC
ijと共に再生される各処理単位の量子化器QCmの番号m
C に基づいて、記録の際に用いられた各処理単位の量子
化器QCmを認識し、この量子化器QCmに対応する量子化
幅で各処理単位の色差データCR 、CB の各量子化デー
タをそれぞれ逆量子化して色差データCR 、CB の各変
換係数Cijを再生し、これらの変換係数CijをIDCT
回路39に供給する。The inverse quantization circuit 38 calculates each processing unit used at the time of recording based on the number m Y of the quantizer Q Ym of each processing unit reproduced together with the encoded data VLC ij of the luminance data Y. It recognizes the quantizer Q Ym of reproducing transform coefficients C ij of luminance data Y by the inverse quantization respectively quantized data of the luminance data Y of each processing unit in the quantization width corresponding to the quantizer Q Ym The conversion coefficient C ij is supplied to the IDCT circuit 39. Further, the inverse quantization circuit 38 is the value at the time of recording is zero, that do not play color difference data C R, as a high-frequency component value is zero data of each quantized data C B, n
× n pieces of color difference data C R, after forming the respective quantized data C B, color difference data C R, each encoded data VLC of C B
The number m of the quantizer Q Cm of each processing unit reproduced together with ij
Based and C, recognizes the quantizer Q Cm of each processing unit that is used during recording, color difference data C R of each processing unit in the quantization width corresponding to the quantizer Q Cm, the C B Each quantized data is inversely quantized to reproduce each transform coefficient C ij of the color difference data C R and C B , and these transform coefficients C ij are identified by IDCT.
Supply to circuit 39.
【0040】IDCT回路39は、記録の際に用いられ
た変換行列に対応する転置行列を用いて輝度データYと
色差データCR 、CB の各変換係数Cijをそれぞれ直交
変換して輝度データYを画像ブロックGYh毎に、色差デ
ータCR 、CB を各画像ブロックGRh、GBh毎に再生
し、これらの輝度データYと色差データCR 、CB を逆
ブロック化回路40に供給する。The IDCT circuit 39 orthogonally transforms each of the conversion coefficients C ij of the luminance data Y and the chrominance data C R and C B using a transposed matrix corresponding to the conversion matrix used at the time of recording to perform luminance data conversion. Y and for each image block G Yh, color difference data C R, each image block G Rh and C B, reproduced for each G Bh, these luminance data Y and color difference data C R, a C B in the reverse blocking circuit 40 Supply.
【0041】逆ブロック化回路40は、画像ブロックG
Yh、GRh、GBh毎にそれぞれ供給される輝度データY、
色差データCR 、CB から1フレームあるいは1フィー
ルド分の輝度データYと色差データCR 、CB を形成し
てエラー補正回路41に供給する。The deblocking circuit 40 generates the image block G
The luminance data Y, supplied for each of Yh , G Rh and GBh ,
Color difference data C R, the luminance data Y for one frame or one field from C B and color difference data C R, and supplies to form a C B to the error correction circuit 41.
【0042】エラー補正回路41は、例えば、上述のエ
ラー訂正回路36においてエラー訂正できなったデータ
の近隣のエラーがないデータを用いて輝度データY、色
差データCR 、CB 毎に補間処理を行うことにより、エ
ラー訂正できなった輝度データYと色差データCR 、C
B のエラー補正を行い、このエラーが補正された輝度デ
ータYと色差データCR 、CB 、すなわち4:2:2コ
ンポーネント信号における輝度データYと色差データC
R 、CB を出力する。The error correction circuit 41 performs an interpolation process for each of the luminance data Y and the chrominance data C R and C B using, for example, data having no error in the vicinity of the data for which the error correction circuit 36 has failed to correct the error. By doing so, the luminance data Y and the color difference data C R , C
The error correction of B is performed, and the luminance data Y and the chrominance data C R and C B with the error corrected, that is, the luminance data Y and the chrominance data C in the 4: 2: 2 component signal.
R, and outputs the C B.
【0043】以上のように、4:2:2の比率であって
それぞれ所定数の画像ブロックGYh、GRh、GBhからな
る処理単位のデータ量を一定値以下(固定長)とすると
共に、そのデータ量内で量子化歪みが最小となるように
量子化して記録を行う際に、色差データCR 、CB の各
変換係数Cijの高周波成分の値を零とすることにより、
記録の際に、画質にあまり影響を与えない色差データC
R 、CBの高域成分を零として効率良く符号化している
ので、良好な画質の再生信号を得ることができる。ま
た、処理単位が固定長となっているので、編集や変速再
生等を容易に行うことができる。また、記録の際に値を
零としたために再生されない色差データCR 、CB の各
量子化データの高周波成分を、逆量子化の際に、値が零
のデータとして付加することで、色差データCR 、CB
を再生することができ、従来の装置のように間引いた色
差データを補間処理等によって生成する必要がなく、再
生系の回路規模も小さくすることができる。As described above, the data amount of a processing unit composed of a predetermined number of image blocks G Yh , G Rh , and G Bh at a ratio of 4: 2: 2 is set to a fixed value or less (fixed length). When performing quantization and recording so that quantization distortion is minimized within the data amount, the value of the high-frequency component of each conversion coefficient C ij of the color difference data C R and C B is set to zero,
Color difference data C that does not significantly affect image quality during recording
R, since the efficient coding high-frequency components of C B as zero, it is possible to obtain a reproduced signal of good quality. Further, since the processing unit has a fixed length, editing, variable speed reproduction, and the like can be easily performed. Also, color difference data C R not play to the value set to zero during recording, the high frequency components of the quantized data C B, upon dequantization, that value is added as data zero, the color difference Data C R , C B
Can be reproduced, and unlike the conventional apparatus, it is not necessary to generate the thinned color difference data by interpolation processing or the like, and the circuit scale of the reproduction system can be reduced.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上の説明でも明らかなように、本発明
では、輝度データと色差データを空間配置におけるn×
n個を1ブロックとするブロックにそれぞれ分割し、各
ブロックの輝度データと各ブロックの色差データをそれ
ぞれ余弦関数を用いて直交変換して輝度データの変換係
数と色差データの変換係数を算出し、この色差データの
変換係数の水平方向の1/2の高域成分の値を零とす
る。そして、輝度データの変換係数と高域成分を零とし
た色差データの変換係数を量子化して量子化データを形
成し、これらの量子化データを出力することにより、従
来の装置のように前置フィルタとデータの間引きのため
のデータ処理回路を必要とせず、4:2:2から4:
1:1へのレート変換と同等なデータ量の削減を行うこ
とができ、高い符号化効率を得ることができる。As is clear from the above description, according to the present invention, luminance data and chrominance data are converted into nx.times.
n is divided into blocks each having one block, and the luminance data of each block and the chrominance data of each block are orthogonally transformed using a cosine function to calculate a conversion coefficient of luminance data and a conversion coefficient of chrominance data, The value of the high-frequency component of 変 換 of the conversion coefficient of the color difference data in the horizontal direction is set to zero. Then, the transform coefficient of the luminance data and the transform coefficient of the chrominance data with the high-frequency component set to zero are quantized to form quantized data, and these quantized data are output. No data processing circuit is needed for thinning out the filter and data, and 4: 2: 2 to 4:
It is possible to reduce the amount of data equivalent to the rate conversion to 1: 1 and to obtain high coding efficiency.
【図1】本発明を適用した画像符号化装置の回路構成を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an image encoding device to which the present invention has been applied.
【図2】上記画像符号化装置を適用したディジタルビデ
オテープレコーダの記録系の回路構成を示すブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a recording system of a digital video tape recorder to which the image encoding device is applied.
【図3】上記画像符号化装置を適用したディジタルビデ
オテープレコーダの再生系の回路構成を示すブロック図
である。FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of a reproduction system of a digital video tape recorder to which the image encoding device is applied.
【図4】色差データの変換係数の水平方向の高域成分の
領域を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an area of a high-frequency component in a horizontal direction of a conversion coefficient of color difference data.
12・・・ブロック化回路 13・・・DCT回路 14a・・・零設定回路 QYm、QCm・・・量子化器12 Blocking circuit 13 DCT circuit 14a Zero setting circuit Q Ym , Q Cm Quantizer
Claims (1)
るn×n個を1ブロックとするブロックにそれぞれ分割
するブロック化手段と、 該ブロック化手段からの各ブロックの輝度データと各ブ
ロックの色差データをそれぞれ余弦関数を用いて直交変
換して輝度データの変換係数と色差データの変換係数を
算出する離散余弦変換手段と、 該離散余弦変換手段からの色差データの変換係数の水平
方向の1/2の高域成分の値を零とする高域成分除去手
段と、 上記離散余弦変換手段からの輝度データの変換係数と上
記高域成分除去手段からの色差データの変換係数を量子
化して量子化データを形成し、該量子化データを出力す
る量子化手段とを有することを特徴とする画像符号化装
置。1. Blocking means for dividing luminance data and chrominance data into blocks each having n × n blocks in a spatial arrangement, and luminance data of each block and chrominance data of each block from the blocking means. Are respectively orthogonally transformed by using a cosine function to calculate a conversion coefficient of luminance data and a conversion coefficient of chrominance data, and 1 / of a conversion coefficient of chrominance data from the discrete cosine conversion means in a horizontal direction. A high-frequency component removing means for setting the value of the high-frequency component to zero, a transform coefficient of the luminance data from the discrete cosine transform means and a transform coefficient of the color difference data from the high-frequency component removing means, and quantized data. , And a quantizing means for outputting the quantized data.
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JPH0530536A JPH0530536A (en) | 1993-02-05 |
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