JPH0229179A

JPH0229179A - 画像信号の高能率符号化装置

Info

Publication number: JPH0229179A
Application number: JP63179745A
Authority: JP
Inventors: Tetsujiro Kondo; 哲二郎近藤; Kenji Takahashi; 健治高橋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1990-01-31
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: JP2870762B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

〔発明の概要〕

この発明では、時間的又は空間的な配列を有する複数の
画素をサブサンプリングすることにより、伝送データ量
を原データ量に比して圧縮するようにした画像信号の高
能率符号化装置において、非線形フィルタの構成のノイ
ズ除去回路を適応的可変サンプリング回路の前段に設け
、適応的サンプリング回路のデータ量の圧縮機能が充分
に発揮されるようにしたものである。

ノイズ除去回路としては、複数の参照画素の値と注目画
素の値との中で、中間の値を出力するフィルタを使用す
ることができる。また、ノイズ除去回路の他の構成とし
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、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
値との中間の値を選択的に出力するものを用いることが
できる。

適応的可変サンプリング回路は、複数の画素の中で規則
的に位置する第１の画素の値を所定のビット数で伝送す
る回路と、第１の画素以外の第２の画素の注目画素に関
して、第２の画素の予測値を求める回路と、第２の画素
の注目画素の値と予測値との予測誤差に応じて第２の画
素のデータを所定のビット数より少ないビット数で伝送
する回路とから構成される。

〔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ビツ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ビツトの場合、フラグの２ビツトを加えると、１画素
当りが５ビツトとなり、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ηより高（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（ｙ２）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通用されると、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〕

この発明では、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
る回路と、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回路とを備
え、適応的可変サンプリング回路は、複数の画素の中で規則
的に位置する第１の画素の値を所定のビット数で伝送す
る回路と、第１の画素以外の第２の画素の注目画素に関
して、第２の画素の注目画素の予測値を求める回路と、
第２の画素の注目画素の値と予測値との予測誤差に応じ
て第２の画素に関するデータを所定のビット数より少な
いビット数で伝送する回路とからなる。

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れ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、ハードウェアが
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（ｔｉＩ
　（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、−例として、ディジ
タルビデオ信号の（４Ｘ４）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ビツ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、一実施例の構成り、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ｆ６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ビツ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遅延回路１
０２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フイールド内のラインを示し、破線
が第２フイ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１０
４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１
０４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１０５は、水平方向の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
構成ををする。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１１１．１１２，１
１３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、
（１００）の出力信号を発生し、（Ｐａ＝Ｐ　ｂ）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
同様の出ツノ信号が発生する。これらのコンパレータ１
１１．１１２゜１１３の合計９ビツトの出力信号がＲＯ
Ｍ１１５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６
２−１８７０８３号明細書及び特願昭６２−１９２２２
７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ｐｂＯ値Ｌｂが選択される。

Ｍ　Ｉ　ＮＩＬ　ｂ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ＭＩＨ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１３
５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１３Ｂ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Ｍｌ・Ｎ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、・・・・・、１７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、テレビジラン画像の所定の２次元領域に含まれる
複数画素の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（Δ、・、口、×、Ｏ
）の夫々は、補間の処理の違いを表している。まず、Ｏ
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。

■Δで表される画素二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Ｃ＋Ａ（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（’４（ａｌ＋ａ５）〕と比
較される。

■口で表される画素：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（％（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〔η（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１
９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１日及び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＆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、注目画素が口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１
９の第４の入力端子には、サンプル遅延回路１０及び１
２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Ｏ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η倍回路２２に供給
される。従って、Ａ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ビツト）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２′７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２
７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ビツ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ビツ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Ｘ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（ａｌ、ｂ
ｌ、Ｃ１、ｄｉ）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、ａ　
５−〜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＜　（４
Ｘ４＝１６）個の画素が補間の対象とされる。５１．５
２．５３・・・・・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
される画素データＣ３（１ビツ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９
２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Ａ倍回路９６に供給される
。

このＡ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Ａ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ビツ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
Ａ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
の画素データを選択する。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→’Ａ　（ａ　５　＋　ｅ　５　）
補間回路５２　：　ｅ　４−＋′／Ａ（ｅ　３＋ｅ　５
）補間回路５３　：　ｃ４→％（ｃ３＋ｃ５）補間回路
５４　：　ａ　４→′Ａ（ａ　３＋ａ　５）補間回路５
５　：　ｄ、　４→ｙ２（ｃ　４＋ｅ　４）補間回路５
６　：　ｂ　４　＝　’Ａ　（ａ　４　＋　ｃ　４　）
補間回路５７：ｅ３→η（ｅｌ＋ｅ５）補間回路５８　
：　ａ３−’Ａ　（ａ　１＋ａ５）補間回路５９　：　
ｃ　３−＋＋Ａ（ａ　３＋ｅ　３）補間回路６０　：　
ｄ　３−　’Ａ　（ｃ　３　＋　ｅ　３　）補間回路６
１　：　ｂ　３−　’Ａ　（ａ　３　＋　ｃ　３　）補
間回路６２　：　ｅ２→ｙ２（ｅ　１　＋　ｅ　３　）
補間回路６３　：　ｃ２−％　（ｃ　１＋ｃ３）補間回
路６４　：ａ２→％（ａｌ＋ａ３）補間回路６５　：　
ｄ２→′Ａ（ｃ２＋ｅ２）補間回路６６　：　ｂ２→′
Ａ（ａ２＋ｃ２）補間回路６７：ｃｌ→！４（ａ１＋ｅ
ｌ）補間回路６８　：　ｄ　１→％　（ｃ　１　＋ｅ　
１）補間回路６９　：　ｂｌ→′Ａ（ａ　１＋ｃ　１）
上述の補間回路５１〜６９からの出力信号の中で、（４
Ｘ４）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７１，７２．７
３．７４に夫々供給される。

これらの並列→直列変換回路７１〜７４には、ス分周回
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、Ｘ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、ｅ３、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７日の出力データがラ
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７
５．７７．７９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１５４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ＡＤＲＣ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
の配置を示す路線図、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
に用いる路線図、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
ンプリングパターンの説明に用いる路線図、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図はサンプリングデコーダに設け
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、ｔｏｓ：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。 −ｆ絶使１第１図第４図ノ　信７旨景フィル７の　−合１第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（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
中で規則的に位置する第１の画素の値を所定のビット数
で伝送する手段と、上記第１の画素以外の第２の画素の
注目画素に関して、上記第２の画素の注目画素の予測値
を求める手段と、上記第２の画素の注目画素の値と上記
予測値との予測誤差に応じて上記第２の画素に関するデ
ータを上記所定のビット数より少ないビット数で伝送す
る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）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を互いに比較し、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
中で規則的に位置する第１の画素の値を所定のビット数
で伝送する手段と、上記第１の画素以外の第２の画素の
注目画素に関して、上記第２の画素の注目画素の予測値
を求める手段と、上記第２の画素の注目画素の値と上記
予測値との予測誤差に応じて上記第２の画素に関するデ
ータを上記所定のビット数より少ないビット数で伝送す
る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。