JPH0457581A - 画像信号の高能率符号化装置 - Google Patents

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、標準の解像度（ＳＤ）の画像信号及び高解
像度（ＨＤ）の画像信号を扱うことができる画像信号の
高能率符号化装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、標準の解像度のテレビジョン信号と高解像
度のテレビジョン信号との双方を扱うことができる高能
率符号化装置において、後段の符号化処理が双方のテレ
ビジョン信号に対して共通とされることにより、小さな
ハードウェアの規模でデータの圧縮を行うことができる
。

〔従来の技術〕

ディジタル画像信号の記録／再生成いは再生を行う時に
、データ量を圧縮する高能率符号化装置が使用される。

現在、実用に供されているＳＤのテレビジョン信号のデ
ータ量は、オーディオ信号と比してかなり多く、その圧
縮が必要とされる。

ＨＤのテレビジョン信号は、このＳＤの信号に比して、
４倍から５倍のデータレート（サンプリング周波数）の
比を有するように、更に多いデータ量を有している。

ＳＤ及びＨＤの両者のデータ圧縮の方式を共通としで、
これらの二つの信号の何れにも符号化が可能な構成が考
えられる。従来では、上述のレ−トの比を考慮して、エ
ンコーダを４個或いは５個並列に設けていた。ＳＤの信
号は、その一つのエンコーダで符号化し、ＨＤの信号は
、並列データに変換してから全てのエンコーダで符号化
していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の並列構成は、ハードウェアの規模が太き（なる問
題があり、また、並列接続されたエンコーダを適切に制
御することが難しい問題があった。

例えばＨＤ信号の場合、並列データに分割されているの
で、並列データの各チャンネルによって、データ圧縮の
程度が異なり、良好な圧縮がされる画像の部分と劣化が
目立つ圧縮がされる部分とが同一画面中にアンバランス
に存在する問題が生じる。

従って、この発明の目的は、ハードウェアの規模が比較
的小さく、並列化による複数チャンネル間のバラツキを
生じない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、高解像度の第１の画像信号が供給され、第
１の画像信号のデータ量を低減するための第１のエンコ
ーダ（４）と、 第１のエンコーダ（４）の出力信号と標準解像度の第２
の画像信号とが供給される選択手段（２）と、 選択手段（２）に接続され、選択手段（２）の出力信号
のデータ量を低減するための第２のエンコーダ（５）と からなる画像信号の高能率符号化装置である。

〔作用］ 標準解像度の画像信号は、第２のエンコーダ５のみで、
そのデータ量が低減される。一方、高解像度の画像信号
は、第１のエンコーダ４及び第２のエンコーダ５の両者
でデータ量が低減される。

第２のエンコーダ５は、双方の画像信号に対して共通に
使用されるので、ハードウェアの規模を小さくできる。

〔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。送信側（又は再生側）の構成を示す第１図におい
て、ＩＳがＳＤのテレビジョン信号の入力端子、ＩＤが
ＨＤのテレビジョン信号の入力端子である。

入力端子ＩＳからのＳＤのテレビジョン信号がスイッチ
ング回路２の一方の入力端子ａに供給される。スイッチ
ング回路２は、端子３がらのモード信号が供給され、Ｓ
Ｄのテレビジョン信号の圧縮の時には、その入力端子ａ
が選択され、ＨＤのテレビジョン信号の圧縮の時には、
その入力端子すが選択される。

入力端子ＩＨに対して、第１（初段）のエンコーダ４が
接続され、ＨＤのテレビジョン信号のデータ量がエンコ
ーダ４により、低減される。このエンコーダ４では、後
段の第２のエンコーダ５での圧縮率が二つの信号で略々
同じ場合には、ＨＤのテレビジョン信号がＳＤのテレビ
ジョン信号と同程度のデータ量に圧縮される。しかし、
エンコーダ５の圧縮率を双方の信号で同じにする必要は
ない。第１のエンコーダ４の出力データがスイッチング
回路２の他方の入力端子すに対して供給される。

スイッチング回路２で選択されたＳＤのテレビジョン信
号或いは第１のエンコーダ４の出力信号が第２のエンコ
ーダ５に供給される。第２のエンコーダ５によりデータ
量が更に圧縮される。第２のエンコーダ５から送信或い
は記録すべきデータが発生する。第２のエンコーダ５で
は、出力されるデータ量の管理がなされる。特に、ディ
ジタルＶＴＲでは、１フレーム或いは１フィールド当り
のデータ量が略々一定と制御される。

受信側（或いは再生側）では、第２図に示すように、入
力端子１１からの入力信号が第２のデコーダ１２に供給
される。第２のデコーダ１２は、第２のエンコーダ５と
対応している。第２のデコーダ１２の復号出力がスイッ
チング回路１３の入力端子に供給される。スイッチング
回路１３は、端子１４からのモード信号で制御され、Ｓ
Ｄのテレビジョン信号の復号の時には、その出力端子ａ
が選択され、ＨＤのテレビジョン信号の復号の時には、
その出力端子すが選択される。

出力端子ａと接続された出力端子１５Ｓには、ＳＤのテ
レビジョン信号が取り出される。出力端子すには、第１
のデコーダ１６が接続される。第１のデコーダ１６は、
第１のエンコーダ４と対応している。従って、第１のデ
コーダ１６と接続された出力端子１５Ｈには、ＨＤのテ
レビジョン信号が取り出される。

第１のエンコーダ４の一例は、第３図に示されるサブサ
ンプリング回路である。ＨＤのテレビジョン信号が供給
されるサンプリングスイッチ１６と、サンプリングパル
ス発生回路１７とでサブサンプリング回路が構成されて
いる。

サンプリングパルス発生回路１７には、入力信号と同期
したクロックが端子１８から供給され、また、入力信号
中の同期信号が端子１９から供給される。サブサンプリ
ングのパターンを示す第４図において、○が伝送される
画素、×が間引かれる画素である。ＨＤテレビジョン信
号のｎ番目、ｎ＋１番目、ｎ＋２番目、ｎ＋３番目、ｎ
＋４番目、・・・のラインのおいて、ｎ＋１番目、ｎ＋
３番目、・・・のラインの画素は、全て間引かれる。ま
た、ｎ番目、ｎ＋２番目、ｎ＋４番目、・・・のライン
では、１サンプル毎に画素が間引かれる。この１サンプ
ル毎のサブサンプリングのパターンは、交互に位相が反
転される。第４図のサブサンプリングによれば、垂直方
向及び水平方向で夫々２に伝送データが圧縮され、全体
として、データ量を元の量の区に圧縮できる。

第１のエンコーダ４が上述のサブサンプリング方式とさ
れているので、第１のデコーダ１６は、間引かれた画素
を補間する構成を有している。補間回路は、水平方向及
び垂直方向の補間を組み合わせたものである。

第２のエンコーダ５としては、例えはＡＤＲＣを採用で
きる。ＡＤＲＣは、ダイナミックレンジに適応した符号
化である。

第５図は、ＡＤＲＣ方式の第２のエンコーダ５の一例の
構成を示し、２１で示す入力端子に、スイッチング回路
２で選択されたディジタルビデオデータが供給される。

ビデオデータは、ブロック化回路２２で、走査線の順序
からブロックの順序にデータの配列が変換される。１フ
レーム或いは１フイールドの画面が第６図に示すように
、（ＮＸＭ）のブロックＢｌｌ、Ｂ１２、・・・、ＢＮ
Ｍに細分化される。各ブロックは、第７図に示すように
、（４Ｘ４＝１６画素）のサイズである。

ブロック化回路２２の出力信号が検出回路２３及び遅延
回路２４に供給される。検出回路２３は、ブロックのダ
イナミックレンジＤＲ及び最小（ｔｕ　ＭＩＮを検出す
る。遅延回路２４は、最小値ＭＩＮ及びダイナミックレ
ンジＤＲを検出する時間、データを遅延させる。減算回
路２５では、遅延回路２４からのビデオデータから最小
値ＭＩＮが減算され、減算回路２５から最小値が除去さ
れたビデオデータが得られる。

減算回路２５の出力データ及びダイナミックレンジＤＲ
が量子化回路２６に供給される。量子化回路２６から元
のビット数（８ビツト）より少ないビット数例えば４ビ
ツトのコード信号ＤＴが得られる。量子化回路２６は、
ダイナミックレンジＤＲに適応した量子化を行う。つま
り、ダイナミックレンジＤＲを（２’＝１６）等分した
量子化ステップΔで、最小値が除去されたビデオデータ
が除算され、商を切り捨てで整数化した値がコード信号
ＤＴとされる。量子化回路２６は、除算回路或いはＲＯ
Ｍで構成できる。

ダイナミックレンジＤＲ１最小値ＭＩＮ及びコード信号
ＤＴがフレーム化回路２７に供給され、出力端子２８に
は、伝送データが取り出される。

フレーム化回路２７は、ダイナミックレンジＤＲ１最小
値ＭＥＮ及びコード信号ＤＴがハイトンリアルに配列さ
れ、同期信号が付加された伝送データを形成する。また
、フレーム化回路２７では、付加的コード（ＤＲ，ＭＩ
Ｎ）とコード信号ＤＴの夫々に対するエラー訂正符号の
符号化がなされる。

ＡＤＲＣエンコーダとしては、可変長のコード信号を発
生し、出力のデータ量を１フレーム毎に或いは１フイー
ルド毎に一定のものに制御するバッファリング回路を有
するものを使用しても良い。

また、時間的に連続する複数フレームの対応する位置の
領域からなる３次元ブロックを構成し、３次元ブロック
毎に符号化を行うようにしても良い。

上述のＡＤＲＣエンコーダと対応するＡＤＲＣデコーダ
、即ち、第２のデコーダ１２の一例を第８図に示す。

入力端子１１からのデータがフレーム分解回路３２に供
給される。フレーム分解回路３２で、ダイナミックレン
ジＤＲ１最小値ＭＩＮ及びコード信号ＤＴが分離される
。ダイナミックレンジＤＲ及びコード信号ＤＴが復号化
回路３３に供給される。復号化回路３３では、量子化回
路２６と逆に、ダイナミックレンジＤＲに応じた量子化
ステップΔとコード信号ＤＴの値とを使用してレベルの
復元を行う。復号化回路３３の出力データと遅延回路３
４を介された最小値ＭＩＮとが加算回路３５で加算され
る。

加算回路３５の出力データがブロック分解回路３６に供
給される。ブロック分解回路３６は、ブロックの順序の
データからテレビジョン走査と同様の順序のデータを形
成するものである。ブロック分解回路３６の出力端子３
７に復号データが取り出される。この出力端子３７は、
第２図におけるスイッチング回路１３の入力端子と接続
されている。

なお、この発明は、上述のサブサンプリング、ＡＤＲＣ
以外のＤ　ＣＴ　（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　ｃｏｓｉｎｅ　
ｔｒａｎｓｆｏｒｅ）、ＤＰＣＭ等の高能率符号化を使
用することができる。

〔発明の効果〕

この発明は、高能率符号のエンコーダを複数個並列に設
けるのと異なり、符号化の一部を共通のエンコーダで行
うので、ハードウェアの規模を小さくできる。また、こ
の発明は、並列化方式のような各チャンネルの圧縮処理
のアンバランスを生しない利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の送信側のブロック図、第
２図はこの発明の一実施例の受信側のブロック図、第３
図は第１のエンコーダの一例のブロック図、第４回はサ
ブサンプリングのパターンを示す路線図、第５図は第２
のエンコーダの一例のブロック図、第６図及び第７図は
ブロックの説明に用いる路線図、第８図は第２のデコー
ダのブロック図である。 江　イ宮又ＩＪ　富７．／Ｌ＋イ刺 ？７１図 図面における主要な符号の説明 ２ニスイツチング回路、 ４：第１のエンコーダ、 ５：第２のエンコーダ。 受イ宮又１ｆｆ４生イ利 第２図 代理人　弁理士　杉　浦　正　知 劉のエンコータ′め例 第３図 フブフンアリンブノサターン 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高解像度の第１の画像信号が供給され、上記第１の画像
   信号のデータ量を低減するための第１のエンコーダと、 上記第１のエンコーダの出力信号と標準解像度の第２の
   画像信号とが供給される選択手段と、上記選択手段に接
   続され、上記選択手段の出力信号のデータ量を低減する
   ための第２のエンコーダと からなる画像信号の高能率符号化装置。